KR100651803B1

KR100651803B1 - 리드프레임 제조장치

Info

Publication number: KR100651803B1
Application number: KR1020010079711A
Authority: KR
Inventors: 노점용; 박창순; 진경호; 공점식; 박병영
Original assignee: 삼성테크윈 주식회사
Priority date: 2001-12-15
Filing date: 2001-12-15
Publication date: 2006-11-30
Also published as: KR20030049492A

Abstract

리드프레임 제조장치에 관한 것으로서, 리드프레임을 지지하고 이송시키며, 리드프레임과의 접촉면적을 줄이기 위해 그 중앙부의 직경이 양단부보다 작도록 형성된 롤러부재를 가지는 이송장치와, 이송장치로부터 이송된 리드프레임을 패키지 단위로 절단하도록 복수개의 제1가이드홈과 중앙부에 소정형상의 포켓부가 형성된 다이부와, 다이부와 결합시 제1가이드홈과 연통되는 제2가이드홈이 형성되어 리드프레임을 고정시키는 스트리퍼부와, 다이부에 대해 승강가능하게 설치되며, 제1, 2 가이드홈을 통해 가이드되는 가이드봉과, 리드프레임의 피커팅부와 접촉되어 커팅하는 복수개의 커팅부 및 상기 리드프레임의 외부연결부와 접촉되지 않도록 상기 커팅부로부터 절곡되어 후퇴되는 복수개의 가이드부로 이루어진 펀치부재가 고정설치되는 펀치홀더를 포함하는 컷오프 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 리드프레임 제조장치.

Description

리드프레임 제조장치{Lead frame manufacturing apparatus}

도 1은 통상적인 리드프레임 제조장치의 컷오프 장치의 단면도,

도 2는 통상적인 리드프레임 제조장치의 롤러부재의 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 리드프레임 제조장치의 설명도,

도 4a 및 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 롤러부재의 단면도,

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 컷오프 장치의 분해 사시도,

도 6은 리드프레임의 평면도,

도 7은 본 발명의 컷오프 장치의 펀치부재를 나타낸 확대 저면도,

도 8은 도 7의 펀치부재의 일부 사시도,

도 9는 본 발명의 컷오프 장치의 스트리퍼부와 다이부가 결합된 상태를 나타낸 단면도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

20...리드프레임 22...외부연결부

23...댐바 24...피커팅부

41...롤러부재 50...컷오프 장치

54...스트리퍼부 59...펀치홀더

70...펀치부재 71...커팅부

72...제1커팅부 73...제2커팅부

75...가이드부

본 발명은 선처리 리드프레임 제조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전면이 도금되는 선처리 리드프레임의 이송 및 커팅공정간에 표면의 손상을 방지하는 리드프레임 제조장치에 관한 것이다.

반도체 패키지(Semiconductor package)의 제조에 있어서 리드 프레임은 중요한 원부자재중의 하나이며, 이와 같은 리드프레임은 리드 프레임의 재질에 따라 구리(Cu) 계열 리드 프레임과 합금42(Alloy42) 계열 리드 프레임으로 구분된다.

반도체 패키지를 제조함에 있어 리드 프레임은 본딩 와이어(Bonding wire)와의 결합력, 에폭시 몰딩 컴파운드(EMC ;Epoxy Molding Compound)와 같은 성형수지와의 결합력 및 솔더(Solder)와의 결합력 등이 요구되며, 이들 특성은 결국 반도체 패키지의 품질에 커다란 영향을 미친다.

상기 리드 프레임의 특성 중 솔더와의 결합력을 높이기 위한 방법으로 일반적인 반도체 제조 공정 중에 리드 피니쉬 공정(Lead finish process)이 포함되며, 리드 피니쉬 공정은 패키지 몸체 외부로 돌출된 외부리드들의 표면에 주석-납(Sn-Pb)등을 도금하는 공정이다. 즉, 최종 사용자들이 실장할 때 사용되는 솔더와 같은 접합물질 및 결합력이 우수한 주석-납 등을 반도체 패키지가 완성된 후 외부리드의 표면에 도금함으로써 반도체 패키지의 실장력을 향상시키기 위한 것이다.

근래에 들어서는 반도체 제조 공정에서 위와 같은 리드 피니쉬 공정을 생략하기 위하여 반도체 제조 라인으로 공급되는 리드 프레임의 표면에 팔라듐(Pd) 등의 도금막을 형성하는 것을 특징으로 하는 선처리 리드 프레임(PPF ; Pre Plated lead Frame)이 개발되고 있다. 선처리 리드 프레임은 기존의 리드 프레임 표면에 팔라듐(Pd) 또는 금(Au) 등과 같은 도금막이 형성된 리드 프레임을 말한다. 상기 선처리 리드 프레임은 결국 리드들의 표면에 팔라듐(Pd) 등과 같은 도금막이 형성된다. 이에 더하여, 리드들의 표면에 형성된 팔라듐 도금막위로 다시 금(Au) 또는 은(Ag) 등을 적층하여 도금함으로써 전도성 및 솔더 결합력을 향상시킬 수 있다.

이러한 선처리 리드 프레임을 사용함에 따라 반도체 패키지 제조 공정에서 리드 피니쉬 공정을 생략할 수 있어 공정을 단축할 수 있는 장점이 있다.

한편, 통상적인 리드프레임 제조장치의 컷오프 장치가 한국 공개 실용신안 제1992-15751호에 개시되어 있다.

도 1을 참조하면, 이 컷오프 장치는 펀치홀더(13), 펀치 플레이트(12), 스트리퍼 플레이트(11), 펀치(6, 10) 및 다이(9)를 포함하며, 상기 펀치는 금속판(7)을 부분 절단하는 경사펀치(6)와 절단된 금속판을 수평면으로 회복시켜 주는 디프레스 펀치(10)를 구비하여 구성된다. 이러한 컷오프 장치는 경사진 펀치를 사용하여 금속판을 부분 절단하며, 펀치의 경사각으로 인해 일부분은 절단되고 타부분은 단지 굽혀지기만 한다. 펀치에 의해 다이(9)속으로 들어간 일부분은 스프링(8)의 압력에 의해 펀치가 위로 올라 가면서 함께 상승하여 원상 복원된다. 원상 복원된 부분은 다소 기울어져 완전히 편평한 상태는 아닌 채로 이동된다. 이동된 소재(7)는 디프레스 펀치(10)에 의해 본래 상태로 회복되어 단차진 부분이 없어지게 된다. 이는 부분절단이 필요한 공정에 유용하다.

선처리 리드프레임 제조장치는 제품의 전면에 미리 도금이 되기 때문에 리드프레임을 패키지단위로 커팅하는 컷오프 공정에서 리드프레임과 스트리퍼 플레이트, 펀치, 다이등과의 접촉에 의해 리드프레임의 표면에 스크래치(scratch)가 발생할 수 있다는 문제점을 가지고 있다.

또한, 도 2에 개시된 바와 같이, 선처리 리드프레임 제조장치는 리드프레임(20)의 전면이 미리 도금이 된 상태로 전면이 롤러부재(21)에 접촉되어 이송하기 때문에 접촉면적이 과다하여 스크래치가 많이 발생한다는 문제점을 가지고 있다.

또한, 상기와 같이 스크래치가 발생하면 솔더와의 결합력에 문제를 가져온다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 미리 전면이 도금된 선처리 리드프레임의 경우에 컷오프공정이나 롤러부재에 의한 이송시 리드프레임의 표면에 스크래치가 발생하는 것을 방지하는 리드프레임 제조장치를 제공하는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 리드프레임 제조장치는, 리드프레임을 지지하고 이송시키며, 상기 리드프레임과의 접촉면적을 줄이기 위해 그 중앙부의 직경이 양단부보다 작도록 형성된 롤러부재를 가지는 이송장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 롤러부재는 중앙부에서 양단부로 갈수록 직경이 커지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 리드프레임 제조장치는 복수개의 제1가이드홈과 중앙부에 소정형상의 포켓부가 형성된 다이부와; 상기 다이부와 결합시 상기 제1가이드홈과 연통되는 제2가이드홈이 형성되어 리드프레임을 고정시키는 스트리퍼부와; 상기 다이부에 대해 승강가능하게 설치되며, 상기 제1, 2 가이드홈을 통해 가이드되는 가이드봉과, 상기 리드프레임의 피커팅부와 접촉되어 커팅하는 복수개의 커팅부 및 상기 리드프레임의 외부연결부와 접촉되지 않도록 상기 커팅부로부터 절곡되어 후퇴되는 복수개의 가이드부로 이루어진 펀치부재가 고정설치되는 펀치홀더;를 포함하는 컷오프 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다..

또한, 상기 스트리퍼부는 그 양단 저면부만이 상기 리드프레임과 접촉되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 리드프레임 제조장치는 리드프레임을 지지하고 이송시키며, 상기 리드프레임과의 접촉면적을 줄이기 위해 그 중앙부의 직경이 양단부보다 작도록 형성된 롤러부재를 가지는 이송장치와; 상기 이송장치로부터 이송된 상기 리드프레임을 패키지 단위로 절단하도록 복수개의 제1가이드홈과 중앙부에 소정형상의 포켓부가 형성된 다이부와, 상기 다이부와 결합시 상기 제1가이드홈과 연통되는 제2가이드홈이 형성되어 리드프레임을 고정시키는 스트리퍼부와, 상기 다이부에 대해 승강가능하게 설치되며, 상기 제1, 2 가이드홈을 통해 가이드되는 가이드봉과, 상기 리드프레임의 피커팅부와 접촉되어 커팅하는 복수개의 커팅부 및 상기 리드프레임의 외부연결부와 접촉되지 않도록 상기 커팅부로부터 절곡되어 후퇴되는 복수개의 가이드부로 이루어진 펀치부재가 고정설치되는 펀치홀더를 포함하는 컷오프 장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 리드프레임 제조장치를 상세히 설명한다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 리드프레임 제조장치는 언코일러(30)에 감겨진 리드프레임(20)이 풀리면서 컷오프 장치(50)로 공급된다. 상세히 설명하면, 상기 언코일러(30)에서 풀려진 리드프레임(20)은 이송장치(40)를 통해 컷오프 장치(50)로 공급된다. 상기 이송장치(40)는 상기 리드프레임(20)이 이송되도록 하는 롤러부재(41)와 이송되는 상기 리드프레임(20)이 수평을 유지하도록 하는 레벨러(Leveller, 42)) 및 센서(43)를 포함한다. 상기 이송장치(40)를 통해 이송된 상기 리드프레임(20)은 상기 컷오프 장치(50)에 의해 패키지 단위로 절단되며, 절단된 리드프레임(20)은 스태커(60)로 이송되며 스태커(60)의 이동에 의해 리드프레임(20)은 타공정으로 이송된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 롤러부재(41)는 상기 언코일러(30), 레벨러(42) 및 컷오프 장치(50)의 각각에 설치된다. 상기 롤러부재(41)는 언코일러(30)에 의해 풀려진 리드프레임(20)을 컷오프 장치(50)로 이송시키며 지지 하는 역활을 한다. 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 상기 롤러부재(41)의 양단부(41a)의 상면에만 상기 리드프레임(20)이 접촉되도록 상기 롤러부재(41)를 형성한다. 즉, 상기 롤러부재의 중앙부(41b)가 양단부(41a)보다 그 직경이 작도록 형성된다. 도 4a에 도시된 것처럼, 상기 롤러부재의 중앙부(41b)에서 양단부(41a)로 갈수록 그 직경이 점차로 커지도록 형성될 수도 있으며, 도 4b에 도시된 것처럼, 상기 롤러부재의 양단부(41a)만이 중앙부(41b)로부터 단차져서 높게 형성될 수도 있다. 이러한 형상으로 형성된 상기 롤러부재(41)는 리드프레임(20)의 양측면(21a)에만 접촉된다. 따라서, 리드프레임(20)과 롤러부재(41)가 접촉되는 면적이 작으므로 선처리 리드프레임의 도금에 스크래치가 발생되는 빈도가 적어진다.

상기 레벨러(42)는 언코일러(30)에서 풀려진 리드프레임(20)이 상기 컷오프 장치(50)로 이송되기 전에 상기 리드프레임(20)이 폭방향으로 어느 한 쪽으로 치우치지 않고 수평을 유지하도록 한다. 상기 센서(43)는 상기 언코일러(30)와 레벨러(42)의 사이, 그리고 상기 레벨러(42)와 컷오프 장치(50)의 사이에 설치되며, 상기 언코일러(30)에서 풀려진 리드프레임(20)이 진행방향으로 쳐지는 것을 감지하여 인장수단(미도시)에 의해 인장되도록 한다.

도 5를 참조하면, 상기 컷오프 장치(50)는 상기 리드프레임(20)을 패키지 단위로 절단하며, 다이부(51), 스트리퍼부(54), 펀치홀더(59)등을 포함한다.

상기 다이부(51)는 복수개의 제1가이드홈(52)이 그 주변부에 형성되고, 그 중앙부에는 소정형상의 포켓부(53)가 형성된다. 상기 다이부(51)의 상부에는 스트리퍼부(54)가 설치되며, 상기 스트리퍼부(54)는 그 주변부에 복수개의 제2가이드홈(55)이 형성되고, 그 중앙부에는 상기 포켓부(53)에 대응되도록 관통홀(56)이 형성된다. 상기 스트리퍼부(54)가 상기 다이부(51)와 결합시 상기 제1가이드홈(52)이 상기 제2가이드홈(55)과 연통되어 후술하는 가이드봉(57)이 승강가능된다. 상기 펀치홀더(59)는 상기 스트리퍼부(54)의 상부에 설치되며, 상기 펀치홀더(59)의 중앙부에는 상기 스트리퍼부(54)의 중앙부에 형성된 관통홀(56)에 대응되도록 펀치부재(70)가 설치된다. 또한, 상기 펀치부재(70)가 승강가능하도록 상기 펀치홀더(59)의 저면의 주변부에는 가이드봉(57)이 형성된다. 따라서, 상기 펀치부재(70)는 상기 제1, 2가이드홈(52, 55)을 통해 상기 가이드봉(57)이 가이드됨에 따라 좌우로 흔들림없이 안정되게 승강이 이루어진다.

상기와 같이 구성된 컷오프 장치(50)는 리드프레임(20)이 이송장치(40)를 통해 이송되어 일정한 피치 간격으로 공급되고, 구동수단에 의해 상기 펀치홀더(59)가 하강하게 된다. 상기 펀치홀더(59)의 하강에 의해 연쇄적으로 상기 스트리퍼부(54)가 하강하게 되어 상기 다이부(51)의 상면에 위치한 리드프레임(20)과 밀착되게 된다. 그리고, 상기 펀치부재(70)가 관통홀(56)을 통해 삽입되면서 상기 리드프레임(20)을 패키지 단위로 절단시킨다.

한편, 도 6에는 리드프레임(20)의 평면형상이 도시되어 있다. 도 6을 참조하면, 리드프레임(20)은 복수개의 패키지가 연결되어 있다. 복수개의 패키지는 각각의 외부연결부(22)가 서로 연결되어 있다. 리드프레임의 외부연결부(22)는 댐바(23)로부터 연장되어 형성된다. 즉, 다수개의 외부연결부(22)가 댐바(23)로부터 연장되어 형성되며, 다수개의 외부연결부(22)의 사이에는 피커팅부(24)가 형성 된다. 복수개의 패키지를 제1패키지(27), 제2패키지(28)등의 순서로 표현할 때, 제1패키지(27)의 외부연결부(27a)는 제2패키지(28)의 피커팅부(28b)와 연결되며, 제1패키지(27)의 피커팅부(27b)는 제2패키지(28)의 외부연결부(28a)와 연결된다. 이렇게 연결된 복수개의 패키지를 커팅하기 위해서는 펀치부재(70)의 형상도 리드프레임의 외부연결부(22)와 대응되는 형상이어야 한다.

도 7에는 상기 펀치부재(70)의 일부를 나타낸 저면도가 도시된다. 상기 펀치부재(70)는 리드프레임(20)을 패키지 단위로 커팅하는 복수개의 커팅부(71)를 포함한다. 상기 커팅부(71)는 커팅시 상기 리드프레임의 제1패키지(27)의 외부연결부(27a)와 연결된 상기 제2패키지(28)의 피커팅부(28b)를 커팅하는 제1커팅부(72)와, 상기 리드프레임의 제2패키지의 외부연결부(28a)와 연결된 상기 제1패키지(27)의 피커팅부(27b)를 커팅하는 제2커팅부(73)를 포함한다.

상기 제1커팅부(72)가 다수개 연결된 평면형상은 요철파형이 연속된 형상이다. 상기 요철파형의 오목부인 제1커팅부(72)가 상기 리드프레임의 제2패키지(28)의 피커팅부(28b)를 커팅한다. 가이드부(75)가 상기 리드프레임의 제1커팅부(72)로부터 절곡되고 후퇴되어 형성된다. 상기 가이드부의 타단부(75a)에서 다시 절곡되어 제1커팅부(73)와 동일한 높이로 제2커팅부(73)가 형성된다. 상기 제2커팅부(73)는 상기 리드프레임의 제1패키지(27)의 피커팅부(27b)를 커팅한다.

도 8에 도시된 바와 같이, 상기 제1커팅부(72)와 제2커팅부(73)를 연결하는 가이드부(75)는 상기 제1, 2커팅부(72, 73)로부터 절곡되고 후퇴되어 형성되므로 커팅시 리드프레임의 외부연결부(22)와 접촉되지 않는다. 따라서, 리드프레임(20) 과 펀치부재(70)와의 접촉면적이 줄어들기 때문에 리드프레임(20)에 발생하는 스크래치의 빈도가 줄어든다.

한편, 상기 리드프레임(20)은 상기 펀치부재(70)에 의해 패키지 단위로 절단되며 이 경우에 리드프레임(20)을 고정시키는 상기 스트리퍼부(54)는 도 9에 도시된 바와 같이, 리드프레임의 상면의 양측면(29)과만 접촉된다. 이러한 경우에 선처리 리드프레임(20)과의 접촉면적이 줄어들기 때문에 스크래치가 적게 발생된다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 리드프레임 제조장치는 리드프레임을 패키지 단위로 형성하는 컷오프 장치의 펀치부재를 절곡, 후퇴시켜 커팅부와 가이드부로 나눔으로써, 리드프레임의 커팅시 펀치부재와 리드프레임이 접촉되는 면적을 줄여서 스크래치의 발생을 방지할 수 있다는 이점이 있다.

또한, 리드프레임의 이송시 리드프레임을 지지하며 이송시키는 롤러부재의 형상을 중앙부에서 양단부로 갈수록 커지도록 형성함으로써 리드프레임의 양측단만이 롤러와 접촉되도록 하여 스크래치의 발생을 줄일 수 있다는 이점이 있다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims

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리드프레임을 지지하고 이송시키며, 상기 리드프레임과의 접촉면적을 줄이기 위해 그 중앙부의 직경이 양단부보다 작도록 형성된 롤러부재를 가지는 이송장치와;

상기 이송장치로부터 이송된 상기 리드프레임을 패키지 단위로 절단하도록 복수개의 제1가이드홈과 중앙부에 소정형상의 포켓부가 형성된 다이부와, 상기 다이부와 결합시 상기 제1가이드홈과 연통되는 제2가이드홈이 형성되어 리드프레임을 고정시키는 스트리퍼부와, 상기 다이부에 대해 승강가능하게 설치되며, 상기 제1, 2 가이드홈을 통해 가이드되는 가이드봉과, 상기 리드프레임의 피커팅부와 접촉되어 커팅하는 복수개의 커팅부 및 상기 리드프레임의 외부연결부와 접촉되지 않도록 상기 커팅부로부터 절곡되어 후퇴되는 복수개의 가이드부로 이루어진 펀치부재가 고정설치되는 펀치홀더를 포함하는 컷오프 장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 리드프레임 제조장치.
제5항에 있어서,

상기 롤러부재는 중앙부에서 양단부로 갈수록 직경이 커지는 것을 특징으로 하는 리드프레임 제조장치.
제5항에 있어서,

상기 스트리퍼부는 그 양단 저면부만이 상기 리드프레임과 접촉되는 것을 특징으로 하는 리드프레임 제조 장치.