KR101181528B1 - 반도체 패키지의 리드 포밍장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 패키지의 리드(lead) 포밍장치에 관한 것으로, 특히 반도체 패키지의 리드에 대한 포밍공정시 리드의 측면에 발생하는 긁힘 현상을 최소화하고 금형부품들의 수명을 증가시킬 수 있는 반도체 패키지의 리드 포밍장치에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 본 발명은 패키지가 안착되는 다이 플레이트와, 상기 다이 플레이트와 대향하도록 상기 다이 플레이트와 이격되어 설치된 펀치 플레이트와, 상기 펀치 플레이트의 하부에 결합되고 중앙부에 스트리퍼 인서트 플레이트가 결합된 스트리퍼 플레이트와, 상기 펀치 플레이트와 일측부가 결합되어 상기 펀치 플레이트와 연동하여 승강하는 캠펀치와, 상기 스트리퍼 인서트 플레이트의 관통홀을 관통하여 서로 대칭구조를 이루고, 상단의 중앙부에는 롤러 샤프트에 의해 롤러가 결합되어 있고, 상기 롤러와 이격된 하부에는 스윙펀치 샤프트에 의해 상기 스트리퍼 인서트 플레이트와 결합되어 있으며, 상기 롤러 샤프트와 상기 스윙펀치 샤프트 사이에 일측이 상기 스트리퍼 인서트 플레이트의 관통홀 내에 체결된 리턴 스프링이 결합되어 있는 한 쌍의 스윙펀치를 포함하고, 포밍공정시 상기 펀치 플레이트의 하강에 연동하여 상기 캠펀치가 상기 한 쌍의 스윙펀치의 롤러 사이로 하강 삽입되어 상기 롤러가 외측방향으로 이동하고, 상기 롤러의 이동에 따라 상기 스윙펀치 샤프트를 축으로 상기 스윙펀치의 하측 종단부에 마련된 펀치핀이 서로 대향하는 내측방향으로 회동하여 상기 패키지의 리드를 측면에서 미는 방식으로 상기 패키지의 리드를 포밍하는 반도체 패키지의 리드 포밍장치를 제공한다.
따라서, 본 발명에 따르면, 스트리퍼 인서트 플레이트의 홀 내에 스윙펀치를 설치하고, 포밍공정시 캠펀치의 하강에 대응하여 정지된 상태에서 스윙펀치를 좌우로 회동시키는 방식으로 패키지의 리드를 포밍함으로써 프레스 스트로크 및 금형의 높이가 일정 부분 변동한다 하더라도 균일한 패키지의 리드 형상을 구현할 수 있다.

Description

반도체 패키지의 리드 포밍장치{FORMING APPARATUS FOR SEMICONDUCTOR PACKAGE LEAD}

본 발명은 반도체 패키지의 리드(lead) 포밍장치에 관한 것으로, 특히 반도체 패키지의 리드에 대한 포밍공정시 리드의 측면에 발생하는 긁힘 현상을 최소화하고 금형부품들의 수명을 증가시킬 수 있는 반도체 패키지의 리드 포밍장치에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 패키징은, 프레임 패드 상에 반도체 칩을 실장하고, 다이 본딩과 리드 프레임을 와이어 본딩한 후 몰딩공정을 수행한다. 그런 다음, 리드 프레임 간의 연결부위를 절단하는 트리밍 공정과 실제 사용할 때 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB) 접합을 용이하게 하는 솔더링 공정을 수행하기 위해 패키징된 반도체 패키지의 리드를 소정의 치수와 형태로서 포밍하는 포밍공정을 포함한다.

이중 포밍공정은 반도체 패키징 공정에서 패키지의 외형 규격을 확정하는 공정이다. 지금까지 알려진 포밍공정은 솔리드 포밍방식(solid forming), 롤러 포밍방식(roller forming), 솔리드 캠 포밍방식(solid cam forming), 롤러 캠 포밍방식(roller cam forming), 앵글 캠 포밍방식(angle cam forming) 등이 있으며, 최근에는 스윙 포밍방식(swing forming)이 제안된 바 있다.

먼저, 솔리드 포밍방식은 측면 패키지(side view package), 상면 패키지(top view package)에 모두 사용가능한 방식으로서, 포밍펀치(forming punch)가 상하로만 움직이는 방식으로 구조가 간단하고 좁은 공간에서도 설치가 가능하여 널리 적용되고 있으나, 반도체 패키지의 리드 측면에 긁힘이 심하고 펀치가 쉽게 마모되는 단점이 있다.

롤러 포밍방식은 포밍펀치에 롤러를 장착하여 사용하며 펀치가 상하 운동을 하면서 리드를 벤딩하는 방식이다. 이 방식은 롤러의 설치공간이 확보되어야 하므로 측면 패키지에서는 사용하지 못하고 비교적 큰 패키지인 상면 패키지에서만 사용하고 있다. 롤러 포밍방식은 솔리드 포밍방식에 비해 리드 측면에 긁힘이 적고 펀치의 마모도 적은 장점이 있으나 제품의 치수 정밀도를 맞추기가 힘들며 포밍시 발생하는 이물질(구리가루 및 수지가루 등)들이 롤러와 롤러 샤프트 틈새로 들어가면서 롤러가 원활하게 작동하지 않는 단점이 있다. 이렇게 롤러가 작동하지 못하면 솔리드 포밍방식에서와 같이 급격한 펀치의 마모가 발생하여 리드의 측면 긁힘 현상이 발생한다.

솔리드 캠 포밍방식은 펀치와 다이가 일정한 각도를 가지고 서로 접촉하면서 펀치가 상하 운동을 하면서 동시에 좌우로 미소량 움직여 리드 프레임을 벤딩하는 방식이다. 비교적 구조가 간단하고 좁은 공간에서도 사용이 용이하여 측면 패키지 및 상면 패키지에 모두 사용되고 있으며 패키지 제품의 치수 조정에도 용이한 이점은 있으나, 솔리드 포밍방식과 마찬가지로 펀치 마모가 심하여 리드의 측면 긁힘이 심하다.

롤러 캠 포밍방식은 롤러 포밍 또는 솔리드 캠 포밍방식에서 발생하는 펀치 마모로 인한 리드 프레임의 측면 긁힘 현상을 감소시키기 위하여 제안된 방식이다. 롤러 캠 포밍방식은 솔리드 캠 포밍방식의 펀치에 롤러를 결합하여 리드의 측면 긁힘 현상을 방지하고자 하였으나, 포밍시 발생하는 이물질(구리가루 및 수지가루)이 롤러와 롤러 샤프트 사이로 유입되어 롤러가 작동하지 않아 여전히 리드의 측면 긁힘이 발생하게 된다.

이와 같이, 리드의 측면 긁힘 현상을 방지하기 위하여 대한민국 등록특허 10-0395237호(등록일 : 2003. 08. 07)에 패키지 리드 성형용 스윙 포밍장치가 제안된 바 있다.

상기한 스윙 포밍장치는 리드 프레임에 부착된 반도체 패키지의 리드를 포밍하는 금형의 펀치 플레이트에 고정되는 펀치 조립블럭과, 각각 2개의 단위 펀치로 이루어지고 상기 펀치 조립블럭에 축으로 회동하도록 결합되는 복수개의 회동펀치와, 상기 각 회동펀치의 양쪽 단위 펀치 사이에 결합되어 양쪽 단위 펀치가 벌어지도록 탄력 지지하는 탄성부재와, 상기 스트리퍼에 회전 가능하게 결합되어 상기 각 회동펀치의 양쪽 단위펀치가 오므라지는 방향으로 회동되도록 하는 안내롤러로 이루어진다.

이러한 스윙 포밍장치는 포밍펀치가 다이의 앤빌을 향하여 측방향으로 회전하여 패키지의 리드를 측면에서 구부려 포밍함으로써 무엇보다도 포밍의 깊이가 깊어도 긁힘 손상이 발생되지 않고 쉽게 성형되는 이점이 있고, 툴(금형) 사이즈는 기존의 솔리드 폼 방식과 큰 차이가 없으며, 소형 패키지에도 적용이 가능한 이점이 있다.

그러나, 종래기술에 따른 스윙 포밍장치는 회동펀치가 펀치 플레이트에 부착되어 있어 프레스의 스트로크가 리드의 형상에 많은 영향을 미치게 된다. 즉, 프레스 스트로크에 미세한 변동이 발생하는 경우 리드의 형상에 직접적인 영향을 미치기 때문에 프레스 스트로크가 항상 동일한 거리를 유지해야 하며, 이로 인해 작업이 복잡해질 수 있다.

또한, 펀치의 구조가 축에 대해 비대칭 구조를 이루고 있어 펀치의 편마모가 심해 리드의 치수가 불안정한 문제점이 발생할 수 있다. 즉, 펀치의 끝날부가 리드의 포밍되는 부위를 직접 누르는 형태로 끝날부가 마모될 경우 리드의 치수에 영향을 미칠 수 있다.

또한, 금형구조가 복잡해서 가공이 어렵고 조립 및 분해 과정에서 숙련자의 취급이 필요할 뿐만 아니라, 셋업공정시 치수보정이나 수정작업을 요할 경우 반드시 프로파일 정밀가공을 해야 하므로 셋업공정시간이 증가하는 문제가 발생할 수 있다.

KR 10-0395237 B1, 2003. 08. 07. 2-3쪽, 도면 2~7

따라서, 본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 다음과 같은 목적들이 있다.

첫째, 본 발명은 반도체 패키지의 리드 긁힘 현상을 최소화하고, 리드 치수 정밀도를 향상시킬 수 있는 반도체 패키지의 리드 포밍장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

둘째, 본 발명은 구조를 단순화하여 숙련자가 아니어도 금형의 조립 및 분해가 용이하고, 이를 통해 작업을 단순화시킬 수 있는 반도체 패키지의 리드 포밍장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.

셋째, 본 발명은 종래기술에 비해 펀치의 마모를 최소화하여 금형부품들의 수명을 증가시킬 수 있는 반도체 패키지의 리드 포밍장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 일 측면에 따른 본 발명은 패키지가 안착되는 다이 플레이트와, 상기 다이 플레이트와 대향하도록 상기 다이 플레이트와 이격되어 설치된 펀치 플레이트와, 상기 펀치 플레이트의 하부에 결합되고 중앙부에 스트리퍼 인서트 플레이트가 결합된 스트리퍼 플레이트와, 상기 펀치 플레이트와 일측부가 결합되어 상기 펀치 플레이트와 연동하여 승강하는 캠펀치와, 상기 스트리퍼 인서트 플레이트의 관통홀을 관통하여 서로 대칭구조를 이루고, 상단의 중앙부에는 롤러 샤프트에 의해 롤러가 결합되어 있고, 상기 롤러와 이격된 하부에는 스윙펀치 샤프트에 의해 상기 스트리퍼 인서트 플레이트와 결합되어 있으며, 상기 롤러 샤프트와 상기 스윙펀치 샤프트 사이에 일측이 상기 스트리퍼 인서트 플레이트의 관통홀 내에 체결된 리턴 스프링이 결합되어 있는 한 쌍의 스윙펀치를 포함하고, 포밍공정시 상기 펀치 플레이트의 하강에 연동하여 상기 캠펀치가 상기 한 쌍의 스윙펀치의 롤러 사이로 하강 삽입되어 상기 롤러가 외측방향으로 이동하고, 상기 롤러의 이동에 따라 상기 스윙펀치 샤프트를 축으로 상기 스윙펀치의 하측 종단부에 마련된 펀치핀이 서로 대향하는 내측방향으로 회동하여 상기 패키지의 리드를 측면에서 미는 방식으로 상기 패키지의 리드를 포밍하는 반도체 패키지의 리드 포밍장치를 제공한다.

바람직하게, 상기 스윙펀치는 포밍공정 전 또는 후, 상기 펀치 플레이트의 상승에 따라 상기 캠펀치가 한 쌍의 상기 롤러 사이로부터 상승 인출되어 상기 리턴 스프링에 의해 한 쌍의 상기 롤러가 서로 대향하는 내측방향으로 복귀하고, 상기 롤러의 복귀에 따라 상기 스윙펀치 샤프트를 축으로 상기 펀치핀이 외측방향으로 회동하여 상기 패키지로부터 이격되는 개방된 상태로 유지될 수 있다.

바람직하게, 상기 캠펀치는 포밍공정시 하강하여 한 쌍의 상기 롤러 사이로 삽입되는 종단부가 하단에서 상단으로 갈수록 폭이 증가하는 테이퍼 형상을 가질 수 있다.

바람직하게, 상기 스윙펀치는 외측면에 상기 리턴 스프링이 수납되는 적어도 하나의 수납홈이 형성되어 있고, 상기 수납홈의 중앙에는 상기 리턴 스프링의 수납시 상기 리턴 스프링을 관통하도록 설치된 돌기가 형성되어 있을 수 있다.

바람직하게, 상기 롤러는 상기 스윙펀치의 상단 중앙부에 마련된 홈부 내부에 삽입된 상태로 상기 롤러 샤프트에 의해 상기 스윙펀치와 결합될 수 있다.

바람직하게, 상기 스윙펀치는 상기 롤러가 결합되어 있는 상단부에서 상기 펀치핀이 마련되어 있는 하단부로 갈수록 두께가 얇아지는 구조로 이루어질 수 있다.

바람직하게, 상기 반도체 패키지는 LED 패키지일 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과들을 얻을 수 있다.

첫째, 본 발명에 따르면, 스트리퍼 인서트 플레이트의 홀 내에 스윙펀치를 설치하고, 포밍공정시 캠펀치의 하강에 대응하여 정지된 상태에서 스윙펀치를 좌우로 회동시키는 방식으로 패키지의 리드를 포밍함으로써 프레스 스트로크 및 금형의 높이가 일정 부분 변동한다 하더라도 균일한 패키지의 리드 형상을 구현할 수 있다.

둘째, 본 발명에 따르면, 포밍공정시 패키지의 리드를 구부리는 스윙펀치가 서로 대칭구조로 스트리퍼 플레이트에 결합된 리드 포밍장치를 제공함으로써 종래기술에 따른 스윙 포밍장치에서 발생되는 펀치핀의 편마모 현상이 발생되지 않는다.

셋째, 본 발명에 따르면, 포밍공정시 스윙펀치가 패키지의 리드의 측면을 밀어주는 방식으로 포밍을 수행함으로써 종래기술에서와 같이 회동펀치가 리드의 측면을 직접 누르는 방식에 비해 마모 진행이 느리고 펀치에 항상 예압이 작용하고 있어 일정 수준 마모가 되더라도 제품 형상의 균일성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

넷째, 본 발명에 따르면, 비교적 단순한 구조로 포밍장치를 구현함으로써 종래기술에 따른 스윙 포밍장치에 비해 구조가 간단하여 숙련자가 아니더라도 쉽게 조립 및 분해가 용이하고, 이에 따라 단순 연삭작업만으로도 수정이 가능하여 셋업시 빠른 대처가 가능하다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 프리 포밍공정(pre-forming)을 설명하기 위하여 포밍장치를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 포밍공정을 설명하기 위하여 포밍장치를 도시한 도면
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전체 포밍공정을 설명하기 위하여 포밍장치를 도시한 도면.
도 4는 도 2에 도시된 리드 포밍장치에서 포밍공정이 수행되는 구성부분만을 확대하여 도시한 도면.
도 5는 도 3에 도시된 전체 포밍공정을 순차적으로 설명하기 위하여 도시한 도면.
도 6은 도 5에 도시된 포밍공정을 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 도면.
도 7은 도 4에 도시된 스윙펀치를 설명하기 위하여 도시한 도면들.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.

본 명세서에서 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.

또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 그리고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 패키지의 리드 포밍장치를 설명하기 위하여 도시한 도면들로서, 도 1은 프리 포밍공정(pre-forming)이 수행되는 구성을 도시한 단면도이고, 도 2는 포밍공정이 수행되는 구성을 도시한 단면도이다.

본 발명의 실시예에 따른 리드 포밍장치는 프리 포밍공정과 포밍공정을 포함한다.

프리 포밍공정을 수행하기 위한 본 발명에 따른 리드 포밍장치를 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 리드 포밍장치는 상부홀더(1), 하부홀더(2), 펀치 플레이트(3), 스트리퍼 플레이트(4), 다이 플레이트(5), 펀치 고정플레이트(6), 스트리퍼 인서트 플레이트(7), 프리 포밍다이(8), 무빙레일(9), 프리 포밍펀치(10)를 포함한다.

펀치 플레이트(3)는 금형의 상부홀더(1)에 볼트 체결을 통해 결합되고, 그 하부에는 프리 포밍펀치(10)를 펀치 플레이트(3)에 고정하는 펀치 고정플레이트(6)가 설치되어 있다.

펀치 고정플레이트(6)는 펀치 플레이트(3)의 하부에 마련된 홈부에 삽입되어 안착 결합되어 있고, 다수의 프리 포밍펀치(10)의 상부가 관통하는 관통홀이 마련되어 있다.

스트리퍼 플레이트(4)는 스트리퍼 볼트(11)에 의해 펀치 플레이트(3)의 하부에 결합되어 있으며, 중앙부에는 다수의 프리 포밍펀치(10)가 관통하는 공간부가 마련되어 있다.

프리 포밍펀치(10)는 펀치 고정플레이트(6)를 통해 펀치 플레이트(3)에 결합되어 펀치 플레이트(3)의 승강에 따라 이와 연동하여 상하로 승강하도록 구성될 수 있다. 이를 통해 프리 포밍펀치(10)는 펀치 플레이트(3)의 하강시 함께 하강하여 패키지(20)의 리드에 일정 압력을 가하여 리드를 일정 각도로 구부리는 기능을 담당한다.

스트리퍼 인서트 플레이트(7)는 스트리퍼 플레이트(4)의 하부 중앙부에 결합되어 있으며, 그 내부에 프리 포밍펀치(10)의 하부가 관통하는 관통홀이 마련되어 있다. 이러한 스트리퍼 인서트 플레이트(7)은 포밍공정시 패키지(또는 프레임(20)을 상방에서 하방으로 일정한 압력으로 눌러줘 패키지(20)가 움직이지 않도록 고정시킨다.

무빙레일(9)은 상하로 승강하도록 양측부가 다이 플레이트(5) 상에 설치되어 있고, 상기 양측부 사이에 패키지(또는 프레임)(20)가 안착되는 다수의 홀이 마련되어 있다. 상기 다수의 홀은 각각 내부에 돌출된 단턱부가 마련되어 있고, 상기 단턱부를 경계로 상부와 하부가 서로 다른 직경을 갖도록 형성된다. 이때, 상부는 하부에 비해 큰 직경을 갖도록 형성되어 있으며, 패키지(20)는 상기 단턱부에 걸치는 방식으로 안착된다. 이에 따라 프리 포밍공정 후 무빙레일(9)이 상방으로 리프팅되면 패키지(20)는 무빙레일(9)과 함께 리프팅되어 프리 포밍다이(8)로부터 이격 분리되게 된다.

프리 포밍다이(8)는 다이 플레이트(5)의 중앙부에 마련된 공간부에 설치되어 있으며, 하부홀더(2)와 볼트 결합된 다이 플레이트(5)를 통해 하부홀더(2)와 결합되어 있다.

포밍공정을 수행하기 위한 본 발명에 따른 리드 포밍장치를 도 4를 참조하여 설명한다.

도 4는 도 2에 도시된 리드 포밍장치에서 포밍공정이 수행되는 구성부분만을 확대하여 도시한 도면이다.

도 2 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 리드 포밍장치는 캠펀치(14), 스윙펀치(15, 15-1), 롤러(16, 16-1), 롤러 샤프트(17, 17-1), 리턴 스프링(18, 18-1), 스윙펀치 샤프트(19, 19-1)를 포함한다.

캠펀치(14)는 펀치 고정플레이트(6)를 통해 펀치 플레이트(3)에 결합되어 펀치 플레이트(3)의 승강에 따라 이와 연동하여 상하로 승강하도록 구성되어 있다. 이러한 캠펀치(14)의 종단부, 즉 롤러(16, 16-1) 사이로 삽입되는 부위는 테이퍼 형상을 갖는다. 즉, 종단부에서 상부로 갈수록 폭(또는 직경)이 증가하는 테이퍼가 형성되어 있다.

스윙펀치(15, 15-1)는 바(bar) 형상으로 이루어지며, 서로 대칭구조로 나란한 방향으로 스트리퍼 인서트 플레이트(7)의 관통홀을 통해 패키지(20)와 근접하게 설치되어 있다. 스윙펀치(15, 15-1)은 서로 동일한 구조로 이루어지며, 대칭 구조로 설치된다.

이하에서는 설명의 편의를 위해 스윙펀치(15)의 구조에 대해 도 7을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다. 도 7은 본 발명에 따른 스윙펀치(15)의 구조를 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 도면들로서, (a)는 사시도, (b)는 정면도, (c)는 좌측면도, (d)는 우측면도이다.

도 7을 참조하면, 스윙펀치(15)는 사각형 구조의 판상형으로 이루어지고, 상단 양측부에는 롤러(16)와 결합되기 위한 결합홀(15b)이 마련되어 있다. 상기 양측부 사이의 상단 중앙부에는 홈부가 마련되어 있으며, 이 홈부에 롤러(16)가 삽입된 상태에서 결합홀(15b)에 삽입 체결되는 롤러 샤프트(17)을 통해 스윙펀치(15)와 결합된다.

스윙펀치(15)는 상단에서 하단으로 갈수록 두께가 작아지는 완만한 경사를 갖는 테이퍼(taper) 구조로 이루어지며, 패키지(20)의 리드와 실질적으로 접촉하여 패키지(20)의 리드를 포밍하기 위하여 하단의 종단부에 형성된 펀치핀(15a)과의 경계면에서는 급격한 경사를 갖도록 형성된다. 이때, 펀치핀(15a)은 중앙부에 홈이 마련되어 있으며, 이 홈에 의해 양측으로 2분할된 구조를 갖는 얇은 판 구조로 이루어진다.

스윙펀치(15)의 배면에는 리턴 스프링(18)이 수납되는 적어도 하나의 수납홈(15c)이 마련되어 있다. 이때, 수납홈(15c)의 개수는 제한을 두지는 않으나, 2개가 형성되는 것이 바람직하다. 그 이유는 스윙펀치(15)가 판상형 구조로 이루어짐에 따라 스윙펀치(15)의 중심을 잡아주는 측면에서는 1개보다는 2개가 바람직하기 때문이다. 또한, 수납홈(15c)의 내부에는 리턴 스프링(18)이 이탈되는 것을 방지하는 돌기(15d)가 형성되어 있어 리턴 스프링(18)은 돌기(15d)를 감싸는 형태로 수납홈(15c)에 수납된다.

도 4를 참조하여, 스윙펀치(15, 15-1)의 동작 특성을 설명하면 다음과 같다. 도 4를 참조하면, 스윙펀치(15, 15-1)는 롤러 샤프트(17, 17-1)를 통해 롤러(16, 16-1)와 축결합되어 좌우로 회동하고, 스윙펀치(15, 15-1)의 하측부는 스트리퍼 인서트 플레이트(7)와 결합된 스윙펀치 샤프트(19, 19-1)에 축결합되어 상측부의 좌우 회동에 연동하여 스윙펀치 샤프트(19, 19-1)를 축으로 하측의 펀치핀(15a, 15-1a)이 회동한다. 이때, 펀치핀(15a, 15-1a)은 스윙펀치 샤프트(19, 19-1)를 축으로 내측(패키지의 리드와 근접하는 방향)과 외측(패키지의 리드와 멀어지는 방향)으로 회동한다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 리드 포밍장치의 스윙 포밍공정을 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 리드 포밍장치의 스윙 포밍방법의 전체 공정 흐름을 설명하기 위하여 도시한 도면이고, 도 3은 도 5의 스윙 포밍공정을 구현하기 위한 포밍장치를 도시한 단면도이다. 여기서는 일례로 상면 패키지의 리드를 포밍하는 방법에 대해 설명하기로 하다. 또한, 도 5의 (a)와 (c)는 프리 포밍공정을 나타내고, (b)는 1차 포밍공정을 나타내며, (d)는 2차 포밍공정을 나타낸 도면이다.

본 발명의 포밍장치의 스윙 포밍방식은 1차 포밍공정과 2차 포밍공정으로 모두 2개의 포밍공정을 포함한다. 그리고 각각의 포밍공정 전에는 프리 포밍공정이 있다.

도 5의 (a)는 1차 프리 포밍공정으로서, 도 3 및 도 5의 (a)를 참조하면, 1차 포밍공정에 앞서, 패키지(20)의 리드(21)를 일정 각도로 구부리는 공정으로서, 1차 프리 포밍펀치(10', 10-1')가 하강하여 패키지(20)의 리드(21)에 하방으로 일정 압력이 가해지면 수평상태의 리드(21)는 일정 각도(대략 45°각도)로 구부려진다.

도 5의 (b)는 1차 포밍공정으로서, 도 3 및 도 5의 (b)를 참조하면, 도 5의 (a)를 통해 일정 각도로 구부려진 리드(21)를 1차 스윙펀치(15', 15-1')를 이용하여 수직방향(대략 90°각도)으로 구부린다. 이에 대해 도 6을 참조하여 구체적으로 설명한다.

도 6은 도 5의 (b) 및 (d)에 도시된 1차 및 2차 포밍공정을 설명하기 위하여 도시한 도면으로서, (a)는 초기화 단계, (b)는 패키지 고정단계, (c)는 포밍단계를 나타낸다.

도 6의 (a)와 같이, 첫번째 단계에서는 상형부품들인 캠펀치(14), 롤러(16, 16-1), 롤러 샤프트(17, 17-1), 리턴 스프링(18, 18-1), 스윙펀치 샤프트(19, 19-1), 스윙펀치(15, 15-1)가 개방된 상태이다. 즉, 리턴 스프링(18, 18-1)에 의해 스윙펀치(15, 15-1)는 서로 근접하는 방향으로 복귀하고, 이로 인해 스윙펀치(15, 15-1)의 펀치핀(15a, 15-1a)은 서로 멀어지는 방향, 즉 외측방향으로 회동하여 개방된다.

도 6의 (b)와 같이, 두번째 단계에서는 스트리퍼 플레이트(4)에 결합된 롤러(16, 16-1), 롤러 샤프트(17, 17-1), 리턴 스프링(18, 18-1), 스윙펀치 샤프터(19, 19-1), 스윙펀치(15, 15-1)가 하강한 후, 스트리퍼 인서트 플레이트(7)가 패키지(20)를 고정시킨다.

도 6의 (c)와 같이, 마지막 단계인 포밍단계에서는 펀치 플레이트(3)의 하강에 따라 캠펀치(14)가 좌우측 양측에 각각 설치된 롤러(16, 16-1) 사이로 하강하면서 서로 멀어지는 방향으로 롤러(16, 16-1)를 외측으로 밀어내고, 이로 인해 스윙펀치(15, 15-1)는 스윙펀치 샤프트(19, 19-1)를 축으로 스윙펀치(15, 15-1)의 펀치핀(15a, 15-1a)이 내측으로 회동하여 리드(21)를 구부려 원하는 형상으로 성형하게 된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 1차 포밍공정은 다음과 같은 방법으로 수행된다. 먼저, 1차 캠펀치(14')가 상방으로 상승하여 1차 스윙펀치(15', 15-1')가 개방된 상태(펀치핀이 서로 멀어지는 방향으로 이동한 상태)에서 1차 포밍다이(13')에 패키지(20)를 안착시킨 후 스트리퍼 플레이트(4)를 하강시켜 패키지(20)를 고정한다. 이때, 좌우측에 각각 한 쌍으로 설치된 1차 스윙펀치(15', 15-1')는 리드(21)의 양측(좌우측)에 위치하게 된다.

이런 상태에서, 펀치 플레이트(3)를 하강시켜 1차 캠펀치(14')를 1차 스윙펀치(15', 15-1')의 상측부와 각각 결합된 1차 롤러(16', 16-1') 사이로 하강시키면 1차 캠펀치(14')의 진입에 의해 1차 롤러(16', 16-1')는 외측으로 밀려나가게 되고, 이에 따라 1차 스윙펀치 샤프트(19', 19-1')에 결합된 1차 스윙펀치(15', 15-1')의 펀치핀(15a', 15a-1')은 내측으로 회동하여 패키지(20)의 리드(21)를 좌우측 방향에서 밀어 포밍함으로써 리드(21)는 일부가 대략 90°로 꺾인 형상을 갖게 된다.

도 5의 (c)는 2차 프리 포밍공정으로서, 도 3 및 도 5의 (c)를 참조하면, 2차 포밍공정에 앞서 1차 포밍공정을 통해 포밍된 리드(21)의 다른 부위(패키지의 몰딩부와 인접한 부위)를 다시 일정 각도로 구부린다. 펀치 플레이트(3)의 하강과 연동하여 2차 프리 포밍펀치(10'', 10-1'')가 하강하여 패키지(20)의 리드(21)에 하방으로 일정 압력이 가해지면 리드(21)는 1차 프리 포밍공정에서와 같이 일정 각도로 구부려진다.

도 5의 (d)는 2차 포밍공정으로서, 도 3 및 도 5의 (d)를 참조하면, 도 5의 (c)를 통해 일정 각도로 구부려진 리드(21)를 2차 스윙펀치(15'', 15-1'')를 이용하여 대략 90°로 구부린다. 2차 포밍공정은 전술한 1차 포밍공정과 동일한 방법으로 진행된다. 즉, 초기화 단계와, 패키지 고정단계와, 포밍단계를 포함하여 모두 3단계로 이루어진다.

2차 포밍공정은 다음과 같은 방법으로 수행된다. 먼저, 2차 캠펀치(14'')가 상방으로 상승하여 2차 스윙펀치(15'', 15-1'')가 개방된 상태(펀치핀이 서로 멀어지는 방향으로 이동한 상태)에서 2차 포밍다이(13'')에 패키지(20)를 안착시킨 후 스트리퍼 플레이트(4)를 하강시켜 패키지(20)를 고정한다. 이때, 좌우측에 각각 한 쌍으로 설치된 2차 스윙펀치(15'', 15-1'')는 리드(21)의 양측(좌우측)에 위치하게 된다.

이런 상태에서, 펀치 플레이트(3)를 하강시켜 2차 캠펀치(14'')를 2차 스윙펀치(15'', 15-1'')의 상측부와 각각 결합된 1차 롤러(16'', 16-1'') 사이로 하강시키면 2차 캠펀치(14'')의 진입에 의해 1차 롤러(16'', 16-1'')는 외측으로 밀려나가게 되고, 이에 따라 2차 스윙펀치 샤프트(19'', 19-1'')에 결합된 1차 스윙펀치(15'', 15-1'')의 펀치핀(15a'', 15a-1'')은 내측으로 회동하여 패키지(20)의 리드(21)를 좌우측 방향에서 밀어 포밍함으로써 리드(21)는 일부가 대략 90°로 꺾인 형상을 갖게 된다.

한편, 도 2에 도시되었으나 미설명된 '12'는 패키지 스트리퍼로서, 포밍공정 완료후 패키지를 추출하는 기능을 한다. 또한, 도 3에 도시되었으나 미설명된 '22'는 리드 컷팅 펀치로서, 트리밍 공정시 리드 프레임의 연결부위를 절단하는 기능을 하며, '23'는 리드 컷팅 다이로서, 트리밍 공정시 패키지가 안착되는 다이를 나타낸다.

한편, 본 발명에서, 반도체 패키지는 제한을 두지는 않으나, 바람직하게는 LED 패키지일 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 바람직한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아니다. 이처럼 이 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 본 발명의 실시예의 결합을 통해 다양한 실시예들이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

1 : 상부홀더 2 : 하부홀더
3 : 펀치 플레이트 4 : 스트리퍼 플레이트
5 : 다이 플레이트 6 : 펀치 고정플레이트
7 : 스트리퍼 인서트 플레이트 8 : 프리 포밍다이
9 : 무빙레일 10 : 프리 포밍펀치
11 : 스트리퍼 볼트 12 : 패키지 스트리퍼
13 : 포밍다이 14, 14', 14'' : 캠펀치
15, 15-1, 15', 15-1', 15'', 15-1'' : 스윙펀치
16, 16-1, 16', 16-1', 16'', 16-1'' : 롤러
17, 17-1, 17', 17-1', 17'', 17-1'' : 롤러 샤프트
18, 18-1, 18', 18-1', 18'', 18-1'' : 리턴 스프링
19, 19-1, 19', 19-1', 19'', 19-1'' : 스윙펀치 샤프트
20 : 패키지
21 : 리드

Claims (7)

1. 패키지가 안착되는 다이 플레이트;
   상기 다이 플레이트와 대향하도록 상기 다이 플레이트와 이격되어 설치된 펀치 플레이트;
   상기 펀치 플레이트의 하부에 결합되고 중앙부에 스트리퍼 인서트 플레이트가 결합된 스트리퍼 플레이트;
   상기 펀치 플레이트와 일측부가 결합되어 상기 펀치 플레이트와 연동하여 승강하는 캠펀치; 및
   상기 스트리퍼 인서트 플레이트의 관통홀을 관통하여 서로 대칭구조를 이루고, 상단의 중앙부에는 롤러 샤프트에 의해 롤러가 결합되어 있고, 상기 롤러와 이격된 하부에는 스윙펀치 샤프트에 의해 상기 스트리퍼 인서트 플레이트와 결합되어 있으며, 상기 롤러 샤프트와 상기 스윙펀치 샤프트 사이에 일측이 상기 스트리퍼 인서트 플레이트의 관통홀 내에 체결된 리턴 스프링이 결합되어 있는 한 쌍의 스윙펀치를 포함하고,
   포밍공정시 상기 펀치 플레이트의 하강에 연동하여 상기 캠펀치가 상기 한 쌍의 스윙펀치의 롤러 사이로 하강 삽입되어 상기 롤러가 외측방향으로 이동하고, 상기 롤러의 이동에 따라 상기 스윙펀치 샤프트를 축으로 상기 스윙펀치의 하측 종단부에 마련된 펀치핀이 서로 대향하는 내측방향으로 회동하여 상기 패키지의 리드를 측면에서 미는 방식으로 상기 패키지의 리드를 포밍하는 반도체 패키지의 리드 포밍장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 스윙펀치는 포밍공정 전 또는 후, 상기 펀치 플레이트의 상승에 따라 상기 캠펀치가 한 쌍의 상기 롤러 사이로부터 상승 인출되어 상기 리턴 스프링에 의해 한 쌍의 상기 롤러가 서로 대향하는 내측방향으로 복귀하고, 상기 롤러의 복귀에 따라 상기 스윙펀치 샤프트를 축으로 상기 펀치핀이 외측방향으로 회동하여 상기 패키지로부터 이격되는 개방된 상태로 유지되는 반도체 패키지의 리드 포밍장치.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 캠펀치는 포밍공정시 하강하여 한 쌍의 상기 롤러 사이로 삽입되는 종단부가 하단에서 상단으로 갈수록 폭이 증가하는 테이퍼 형상을 갖는 반도체 패키지의 리드 포밍장치.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 스윙펀치는 외측면에 상기 리턴 스프링이 수납되는 적어도 하나의 수납홈이 형성되어 있고, 상기 수납홈의 중앙에는 상기 리턴 스프링의 수납시 상기 리턴 스프링을 관통하도록 설치된 돌기가 형성되어 있는 반도체 패키지의 리드 포밍장치.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 롤러는 상기 스윙펀치의 상단 중앙부에 마련된 홈부 내부에 삽입된 상태로 상기 롤러 샤프트에 의해 상기 스윙펀치와 결합되는 반도체 패키지의 리드 포밍장치.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 스윙펀치는 상기 롤러가 결합되어 있는 상단부에서 상기 펀치핀이 마련되어 있는 하단부로 갈수록 두께가 얇아지는 구조로 이루어진 반도체 패키지의 리드 포밍장치.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 반도체 패키지는 LED 패키지인 반도체 패키지의 리드 포밍장치.

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