KR100722759B1 - 반도체 비오시 프레임용 프레스금형의 펀치구조 - Google Patents

반도체 비오시 프레임용 프레스금형의 펀치구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 비금속 리드프레임에 슬롯을 타발시 비금속 프레임에 동시에 접하는 펀치의 칼날 면적을 줄임과 아울러 전단각을 이용해서 선단 타발을 함으로써 슬롯의 내측면 둘레를 깔끔하게 파단할 수 있도록 한 반도체 비오시 프레임용 프레스금형의 펀치구조에 관한 것이다.
비금속 리드프레임, 펀치, 칼날, 절단홈, 라운드면

Description

반도체 비오시 프레임용 프레스금형의 펀치구조{structure of punch}
도 1 및 도 2는 종래 프레스금형의 분리된 상태 및 결합된 상태를 보인 종단면도.
도 3은 본 발명의 제 1실시예에 따른 프레스금형의 펀치를 보인 종단면도.
도 4는 도 3의 펀치를 보인 사시도.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 제 2 내지 제 5 실시예에 따른 펀치의 사시도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
3: 비금속 리드프레임 11,111: 펀치
13: 슬롯 120a~120e: 칼날
130a~130e: 절단홈 140: 라운드면　　　　　　　　
150: 에어홀 160: 언더컷홈
본 발명은 반도체 비오시(BOC) 프레임용 프레스금형의 펀치구조에 관한 것으 로, 보다 상세하게는 비금속 리드프레임에 슬롯을 타발시 비금속 프레임에 동시에 접하는 펀치의 칼날 면적을 줄임과 아울러 전단각(share angle)을 이용해서 선단 타발을 함으로써 슬롯의 내측면 둘레를 깔끔하게 파단할 수 있도록 한 반도체 비오시 프레임용 프레스금형의 펀치구조에 관한 것이다.
최근, 전자기기와 정보기기의 메모리 용량이 대용량화함에 따라 DRAM, SRAM과 같은 반도체 메모리소자 또한 고집적화되고 있고 이에 따라 반도체 칩 사이즈 또한 점차 증대되고 있다.
반면에 반도체 칩을 내장하는 반도체 칩 패키지는 전자기기와 정보기기의 경량화, 소형화 추세에 맞추어 점차 경박 단소화하고 있다.
도 1 및 도 2는 비금속 리드프레임을 이용하여 제조되는 반도체 비오시(BOC) 프레임의 제조공정을 도시한 것이다.
즉, 비금속 리드프레임(3)은 펀치 홀더(10) 및 다이 홀더(20)를 이용하여 슬롯(13)을 타발한다.
이때, 상기 펀치 홀더(10)는 하부에 스트리퍼 홀더(30)를 체결 고정하며, 상기 스트리퍼 홀더(30)의 하부에 스트리퍼 플레이트(32)를 고정 구비한다.
그리고, 상기 펀치 홀더(10)는 하부로 펀치(11)를 연장 형성하여 스트리퍼 홀더(30)를 통과시키면서 스트리퍼 플레이트(32)의 내, 외부로 슬라이드 가능하게 설치된다.
또한, 상기 다이 홀더(20)는 상면에 다이 플레이트(22)를 구비하며, 상기 다이 플레이트(22)는 펀치(11)와 일직선상에 비금속 리드프레임(3)을 이송시킨다.
그래서, 상기 펀치 홀더(10)가 하향하면서 펀치(11)가 비금속 리드프레임(3)을 타발하며 슬롯(13)을 형성한다.
이때, 상기 다이 플레이트(22)는 상부에 다이 인서트(40)를 형성하여 이동하는 비금속 리드프레임(3)의 타발 위치를 설정하게 된다.
그러나, 종래의 패키지에 사용되는 비금속 리드프레임은 타발하는 펀치를 전체에 걸쳐 동시에 접하면서 타발되기 때문에 타발되는 부위가 깔끔하지 못하고 지저분해지는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 비금속 리드프레임의 슬롯을 타발하는 펀치의 칼날을 전단력의 적용으로 연속된 삼각 형상으로 뾰족하게 금형 제작함으로써 타발되는 비금속 리드프레임과의 동시 접촉 면적을 줄이면서 타발 후 슬롯의 내측면의 잔존하는 버(burr)의 발생을 줄이거나 방지하고자 하는 반도체 비오시(BOC) 프레임용 프레스금형의 펀치구조를 제공함에 그 목적이 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 본 발명에 따른 반도체 비오시 프레임용 프레스금형의 펀치구조는 펀치 홀더에 펀치를 고정 설치하여 하부의 다이 홀더 상면으로 하강함에 따라 상기 펀치로 비금속 리드프레임에 정해진 너비 및 폭 의 슬롯을 타발하는 반도체 비오시 프레임용 프레스금형에 있어서, 상기 펀치의 끝단에 'V'자형의 절단홈을 하나 이상 절개함으로써 뾰족한 칼날을 연속적으로 다수 개 형성함에 따라 비금속 리드프레임과 동시에 접하는 타발 면적을 줄여 타발된 슬롯의 내측면을 매끄럽게 하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명은 절단홈의 각도(α)를 Tan-1α=(L/N)/H의 식을 만족하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 제 1실시예에 따른 프레스금형의 펀치를 보인 종단면도이며, 도 4는 도 3의 펀치를 보인 사시도이고, 도 5 내지 도 9는 본 발명의 제 2 내지 제 6 실시예에 따른 펀치의 사시도이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1실시예에 따른 반도체 비오시 프레임용 프레스금형은 펀치 홀더(10)와 다이 홀더(20)로 나누어진다.
그리고, 상기 펀치 홀더(10)는 스트리퍼 홀더(30) 및 스트리퍼 플레이트(32)를 구비한다.
또한, 비금속 리드프레임(3)에 슬롯(13)을 절단하는 공정을 동시에 진행하기 위해 상기 펀치 홀더(10)의 일측에는 펀치(111)가 고정 설치되어 스트리퍼 홀더(30)에 관통된 상태로 스트리퍼 플레이트(32)에 슬라이드 출입되게 설치됨과 아울러 상기 펀치(111)에 의해 비금속 리드프레임(3)이 타발되도록 다이 플레이트(22)가 소정 깊이로 함몰 형성된다.
이때, 상기 다이 플레이트(22)의 상부에 다이 인서트(40)가 형성되어 타발되는 비금속 리드프레임(3)의 슬롯(13) 위치를 설정한다.
한편, 상기 펀치(111)는 비금속 리드프레임(3)을 타발시 이 비금속 리드프레임(3)에 최초 접하는 끝단에 'V'자형인 절단홈(130a)을 한 개 가공 형성한다.
즉, 상기 펀치(111)는 끝단의 일측 가장자리에서 타측 가장자리까지 하나의 절단홈(130a)을 형성함으로써 양측 가장자리에 대칭되는 직각 삼각 형상의 칼날(120a)을 형성한다.
상기 칼날(120a)은 삼각 형상으로 뾰족하게 형성되기 때문에 비금속 리드프레임(3)과 동시에 접하며 타발하는 면적을 줄임에 따라 타발되는 슬롯(13)의 표면거칠기 정도를 작게 한다.
그래서, 상기 칼날(120a)은 슬롯(13)의 양측 가장자리에 해당하는 비금속 리드프레임(3)을 찢으면서 서서히 슬롯(13)의 중앙부위로 이동 절개한다.
이때, 상기 절단홈(130a)의 각도(α1)는 Tan-1α=(L/N)/H 의 식을 만족한다.
이하, 절단홈(130b~130e)의 각도 및 깊이는 상기의 식을 만족한다.
여기서, L은 슬롯의 길이이고, N은 절단홈의 개수이며, H는 절단홈의 깊이이다.
작업 조건으로, 상기 절단홈(130a)은 깊이(H1)를 0.1 내지 8mm로 하고, 각도(α1)를 95 내지 105°로 한다.
즉, 상기 절단홈(130a)이 하나 형성되어 칼날(120a)이 한 쌍 가공될 때, 이 절단홈(130a)의 규격은 상술한 범위 이내에서 슬롯(13) 내측면의 표면거칠기가 낮게 나타난다.
또한, 상기 절단홈(130a)은 95°미만일 때 비금속 리드프레임(3)에 대한 칼날(120a)의 접촉면적이 넓어지고, 105°를 초과할 경우 칼날(120a)의 높이가 낮아지며 너무 날카로워지게 된다.
더욱 상세히, 상기 절단홈(130a)은 1~3mm의 깊이(H1) 및 95°내지 105°의 각도(α1)로 형성된다.
여기서, 상기 슬롯(13)의 길이(L)는 11mm이고, 절단홈(130a)의 개수(N)는 한 개이다.
상기 칼날(120a)의 높이를 유지하는 상태에서, 상기 절단홈(130a)의 깊이가 상기의 각도 조건 하에서 상기의 깊이를 만족한다.
그리고, 상기 칼날(120a)은 끝단을 라운드 처리하여 곡률(R)을 형성함으로써 비금속 리드프레임(3)을 장기간 타발시 마모를 줄인다.
즉, 상기 칼날(120a)은 끝단에 반경 0.3 내지 0.5mm의 곡률(0.3R 내지 0.7R)을 형성한다.
이때, 상기 칼날(120a)의 끝단이 상술한 곡률(R) 수치보다 클 경우 너무 뾰족해져서 작은 비금속 리드프레임(3)과의 마찰시 마모가 심하게 되고, 상술한 곡률(R) 수치보다 작을 경우 너무 무뎌져서 타발 작업을 제대로 수행하지 못하게 된다.
또한, 상기 펀치(111)는 칼날(120a)을 형성하는 양측 테두리에 라운드면(140)을 형성함으로써 슬롯(13)의 양측 가장자리를 호 형상으로 타발한다.
상기 펀치(111)의 양끝단이 직선 형상으로 형성되면, 슬롯(13)이 직사각 형상으로 타발되기 때문에 네 모서리에 응력 집중이 생겨 쉽게 갈라지게 된다.
그리고, 상기 펀치(111)는 길이 방향으로 에어홀(150)을 상·하부 연통 형성한다.
상기 에어홀(150)은 펀치(111)의 칼날(120a)로 비금속 리드프레임(3)의 슬롯(13)을 타발시 외부로부터 유입되는 공기를 안내하여 그 송풍압력으로 슬롯(13)에 해당하는 비금속 리드프레임(3)의 조각을 불어 비금속 리드프레임(3)으로부터 쉽게 제거되도록 하기 위해 구비된다.
한편, 상기 절단홈(130a)은 첨점을 이루는 중앙 부위에 육면체 형상의 언더컷홈(160) 및 반경 0. 1 내지 5mm(0.1R ~ 5R)인 라운드면(도시하지 않음)을 형성한다.
본 발명에서는 편의상 언더컷홈(160)만을 도시하고 이에 대한 설명만 하나, 라운드면의 형성시에도 동일한 기능을 한다.
이때, 상기 언더컷홈(160)은 정면에서 봤을 때 가로 0.5mm, 세로 0.5mm의 크기로 형성된다.
그래서, 상기 언더컷홈(160)은 바닥면 및 양측면을 수직되게 형성한다.
이때, 상기 절단홈(130a)은 'V'자 형상으로 형성되기 때문에 중앙부위에 뾰족한 첨점을 형성한다.
그래서, 상기 칼날(120a)이 하강하며 슬롯(13)의 평행한 양측 가장자리변의 중앙부위를 절단시, 예각을 이루며 모아지는 한 쌍의 칼날(120a)의 연결부위는 비 금속 리드프레임(3)을 찢게 된다.
결과적으로, 상기 절단홈(130a)은 중앙의 첨점 부위에 직선상의 언더컷홈(160)을 함몰 형성함에 따라 중앙부위를 직선 상으로 형성하여 슬롯(13)의 길이 방향으로의 중앙 부위를 찢어지지 않게 타발할 수 있다.
한편, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2실시예에 따른 반도체 비오시 프레임용 프레스금형에 있어 펀치(111)는 타발시 이 비금속 리드프레임(3)에 최초 접하는 끝단에 'V'자형인 절단홈(130b)을 두 개 가공 형성한다.
즉, 상기 펀치(111)는 끝단의 일측 가장자리에서 타측 가장자리까지 두 개의 절단홈(130b)을 형성함으로써 펀치(111)의 중앙을 중심으로, 제 1실시예와 같은 형상인, 칼날(120b)을 두 쌍 형성한다.
다시 말해서, 상기 칼날(120b)은 펀치(111)의 중앙 부위에 이등변 삼각 형상으로 형성되고, 양측 가장자리에 대칭되는 직각 삼각 형상으로 형성된다.
이때, 작업 조건으로, 상기 절단홈(130b)은 깊이(H2)를 0.1 내지 8mm로 하고, 각도(α2)를 104 내지 114°로 한다.
상기 절단홈(130b)은 104°미만일 때 비금속 리드프레임(3)에 대한 칼날(120b)의 접촉면적이 넓어지고, 114°를 초과할 경우 칼날(120b)의 높이가 낮아지며 너무 날카로워지게 된다.
더욱 상세하게, 상기 절단홈(130b)은 1 내지 3mm의 깊이(H2) 및 105°내지 113°의 각도(α2)로 형성된다.
여기서, 상기 절단홈(130b)의 개수(N)는 2개이고, 슬롯(13)의 길이(L)는 11mm이다.
그리고, 상기 칼날(120b)의 높이를 유지하는 상태에서, 상기 절단홈(130b)의 깊이가 상기의 각도 조건 하에서 상기의 깊이를 만족한다.
또한, 나머지 작업조건은 제 1실시예의 작업조건과 동일한 것으로 하고, 상세한 설명은 상술한 것으로 대체한다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 3실시예에 따른 반도체 비오시 프레임용 프레스금형에 있어 펀치(111)는 타발시 이 비금속 리드프레임(3)에 최초 접하는 끝단에 'V'자형인 절단홈(130c)을 두 개 가공 형성됨과 아울러 절단홈(130c)의 깊이(H3)를 0.1 내지 8mm로 하고, 각도(α3)를 115 내지 125°로 한다.
상기 절단홈(130c)은 115°미만일 때 비금속 리드프레임(3)에 대한 칼날(120c)의 접촉면적이 넓어지고, 125°를 초과할 경우 칼날(120c)의 높이가 낮아지며 너무 날카로워지게 된다.
여기서, 상기 절단홈(130c)의 개수(N)는 2개이고, 슬롯(13)의 길이(L)는 11mm이다.
그리고, 상기 칼날(120c)의 높이를 유지하는 상태에서, 상기 절단홈(130c)의 깊이가 상기의 각도 조건 하에서 상기의 깊이를 만족한다.
더욱 상세히, 상기 절단홈(130c)은 1 내지 3mm의 깊이(H3) 및 115°내지 125°의 각도(α3)로 형성된다.
또한, 나머지 작업조건은 제 1실시예의 작업조건과 동일한 것으로 하고, 상세한 설명은 상술한 것으로 대체한다.
또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 4실시예에 따른 반도체 비오시 프레임용 프레스금형에 있어 펀치(111)는 타발시 이 비금속 리드프레임(3)에 최초 접하는 끝단에 'V'자형인 절단홈(130d)을 두 개 가공 형성됨과 아울러 절단홈(130d)의 깊이(H4)를 0.1 내지 8mm로 하고, 각도(α4)를 73 내지 83°로 한다.
여기서, 상기 절단홈(130d)의 개수(N)는 2개이고, 슬롯(13)의 길이(L)는 11mm이다.
상기 절단홈(130d)은 73°미만일 때 비금속 리드프레임(3)에 대한 칼날(120d)의 접촉면적이 넓어지고, 83°를 초과할 경우 칼날(120d)의 높이가 낮아지며 너무 날카로워지게 된다.
상기 칼날(120d)의 높이를 유지하는 상태에서, 상기 절단홈(130d)의 깊이가 상기의 각도 조건 하에서 상기의 깊이를 만족한다.
더욱 상세히, 상기 절단홈(130d)은 1 내지 3mm의 깊이(H4) 및 74°내지 82°의 각도(α4)로 형성된다.
그리고, 상기 3개의 칼날(120d) 중 양측 칼날(120d)의 높이가 중앙의 칼날(120d)보다 펀치(111)의 하단을 기준으로 0.01 내지 3mm 낮게 형성됨으로써 순간 타발 면적을 더욱 줄이게 된다.
이때, 상기 칼날(120d)의 높이 차이가 0.01mm미만일 경우 순간 타발 면적을 줄일 수 없고, 3mm 초과시 펀치(111)의 상,하 행정이 커지게 된다.
특히, 상기 칼날(120d)의 높이 차이는 0.05mm 낮게 형성되는 것이 가장 바람직하다.
또한, 나머지 작업조건은 제 1실시예의 작업조건과 동일한 것으로 하고, 상세한 설명은 상술한 것으로 대체한다.
한편, 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 5실시예에 따른 반도체 비오시 프레임용 프레스금형에 있어 펀치(111)는 타발시 이 비금속 리드프레임(3)에 최초 접하는 끝단에 'V'자형인 절단홈(130e)을 네 개 가공 형성됨과 아울러 절단홈(130e)의 깊이(H5)를 0.1 내지 8mm로 하고, 각도(α5)를 49 내지 59°로 한다.
여기서, 상기 절단홈(130e)의 개수(N)는 4 개이고, 슬롯(13)의 길이(L)는 11mm이다.
상기 절단홈(130e)은 49°미만일 때 비금속 리드프레임(3)에 대한 칼날(120e)의 접촉면적이 넓어지고, 59°를 초과할 경우 칼날(120e)의 높이가 낮아지며 너무 날카로워지게 된다.
상기 칼날(120e)의 높이를 유지하는 상태에서, 상기 절단홈(130e)의 깊이가 상기의 각도 조건 하에서 상기의 깊이를 만족한다.
더욱 상세히, 상기 절단홈(130e)은 1 내지 3mm의 깊이(H5) 및 49° 내지 59°의 각도(α5)로 형성된다.
또한, 나머지 작업조건은 제 1실시예의 작업조건과 동일한 것으로 하고, 상세한 설명은 상술한 것으로 대체한다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 반도체 비오시 프레임용 프레스금형의 펀 치구조에 의하면, 비금속 리드프레임에 슬롯을 타발하는 펀치의 칼날에 하나 이상의 'V'자 형상으로 절단홈을 절개함으로써 칼날 각각을 뾰족하게 형성하여 타발시 비금속 리드프레임과의 동시에 접하는 접촉면적을 줄여 슬롯 내측 둘레의 표면거칠기를 최소화하는 효과가 있다.
그리고, 상기 펀치는 길이방향으로 에어홀을 통공하여 비금속 리드프레임의 조각을 절개시 공기를 일정한 압력으로 주입함으로써 그 조각을 용이하게 제거할 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 절단홈의 중앙 위치에 언더컷홈(160)을 형성함에 따라 펀치로 타발시 슬롯의 길이방향에 대한 중앙부위의 파손을 방지할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 상기 커터는 끝단 측면을 라운드지게 형성하여 슬롯의 양쪽 내측에 곡면을 형성함으로써 응력집중을 방지해서 슬롯의 모서리 파손을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 펀치 홀더에 펀치를 고정 설치하여 하부의 다이 홀더 상면으로 하강함에 따라 상기 펀치로 비금속 리드프레임에 정해진 너비 및 폭의 슬롯을 타발하며, 상기 펀치의 끝단에 'V'자형의 절단홈을 하나 이상 절개함으로써 뾰족한 칼날을 연속적으로 다수 개 형성함에 따라 상기 비금속 리드프레임과 동시에 접하는 타발 면적을 줄여 타발된 상기 슬롯의 내측면을 매끄럽게 하는 반도체 비오시 프레임용 프레스금형에 있어서,
    상기 펀치는 길이방향으로 에어홀을 연통 형성하여 타발 공정시 외부로부터 일정한 압력의 공기를 분출시키는 것을 특징으로 하는 반도체 비오시 프레임용 프레스금형의 펀치구조.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 절단홈의 각도(α)는 Tan-1α=(L/N)/H 를 만족하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지용 프레스금형의 펀치구조.
    (여기서, L : 슬롯길이, N : 절단홈 개수 H : 절단홈 깊이)
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 펀치의 양쪽 최외측의 칼날 높이는 중앙위치의 칼날 높이보다 0.01 내 지 3mm 높게 가공되어 순간 타발 면적을 줄이는 것을 특징으로 하는 반도체 비오시 프레임용 프레스금형의 펀치구조.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 칼날은 상기 비금속 리드프레임과의 잦은 접촉에 의한 마모를 줄이기 위해 끝단에 반경 0.3 내지 0.5mm의 곡률을 형성하고;
    상기 절단홈은 내측 중앙에 육면체 형상의 언더컷홈과 더불어 반경 0. 1 내지 5mm인 라운드면를 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 비오시 프레임용 프레스금형의 펀치구조.
  5. 삭제
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