KR930004257B1 - 전자부품의 외부리이드의 절곡 성형방법 및 성형장치 - Google Patents

전자부품의 외부리이드의 절곡 성형방법 및 성형장치 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

전자부품의 외부리이드의 절곡 성형방법 및 성형장치
제1a도는 절곡성형되기 전의 외부리이드를 갖춘 표면실장용 전자부품의 단면도.
제1b도는 절곡성형된 외부리이드를 갖춘 표면실장용 전자부품의 단면도.
제2도는 종래기술에 따른 외부리이드 성형장치의 개략단면도.
제3a도 내지 제3c도는 제2도의 리이드성형장치를 이용한 종래의 리이드성형공정을 도시한 단면도.
제4a도는 굴곡된 외부리이드를 갖춘 표면실장용 전자부품의 단면도.
제4b도는 굴곡된 외부리이드가 성형된 상태에서의 표면실장용 전자부품의 단면도.
제5도는 본 발명 외부리이드 성형장치의 개략단면도.
제6a도 내지 제6c도는 제5도의 리이드성형장치를 이용하여 본 발명에 따른 리이드성형공정을 도시하는 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
101 : 전자부품 102,103 : 외부리이드
102a,103a : 제1평탄부 102b,103b : 제2평탄부
200 : 성형장치 201 : 볼스터
202 : 벤딩대 202a,202b : 제1돌출부
203 : 벤딩지지대 204 : 스트리퍼
204a,204b : 제2돌출부 205 : 스트리퍼지지대
206,207 : 벤딩펀치 208 : 펀치지지대
209 : 스페이서 210 : 지지블럭
211 : 걸림판 212 : 스프링
213 : 받침판 214 : 상부지지대
215 : 위치결정핀 216 : 압출핀
500 : 성형장치 501,502 : 스트리퍼지지핀
503,504 : 스프링
본 발명은 수지봉지형(樹脂封止型) 반도체장치라던가 반도체칩(chip)을 포함한 QFP(Quad Flat Package) 및 SOP(Small Outline Package)와 같은 전자부품의 외부리이드(outer lead)를 성형하는 방법 및 그 성형장치에 관한 것이다.
수지봉지형 반도체장치라던가 반도체칩을 포함한 QFP 및 SOP와 같은 전자부품은 인쇄기판(printed 基板)과 같은 회로기판상에 장착될때, 그 기판상에 먼저 회로프린터(printer)로 납땜펠렛(pellet)을 형성시킨 후, 전자부품의 외부리이드가 상기 납땜펠렛에 접촉시켜진 상태에서 상기 회로기판을 가열로로 보내 리플로우(reflow) 방식으로 납땜되게 된다.
이와 같이 기판상에 실제 장착되는 전자부품(101)에는 제1a도에 도시된 바와 같이, 그 수지층(혹은 팩키지; package)의 양측면에서 거의 수평으로 하나의 외부리이드(102,103)가 돌출형성되어져 있는바, 이들 외부리이드(102,103)는 제1b도에 도시된 바와 같이 각각 소정길이를 갖는 뿌리부근의 평탄부(102a,103a)와, 회로기판에 납땜결합되는 평탄부(102b,103b)로 구성되는데, 이들 평탄부(102a,103a,102b,103b)는 전자부품(101)상에 형성된 수지층의 양측면에서 돌출된 외부리이드(102.103)를 뿌리부의 일부를 제외하고 시계방향으로 거의 90°정도로 절곡시킨 후, 다시 반시계방향으로 거의 90°정도로 절곡시켜 줌으로써 형성되게 된다.
한편, 제2도는 종래의 리이드성형장치(200)의 요부단면도로써, 이 성형장치(200)는 지지대(203)에 의해 지지되면서 볼스터(bolster; 201)에 고정된 벤딩대(bending die; 202)를 갖춘 고정유니트와, 스트리퍼지지대(stripper holder; 205)에 의해 지지된 스트리퍼(stripper; 204)를 갖춘 반(半) 가동유니트 및, 가동유니트로 구성되되, 상기 가동유니트는 상기 스트리퍼(204)에 형성된 구멍을 통해 상하로 이동되면서 상기 밴딩대(202)와 상기 스트리퍼(204) 사이에 형성된 공간내에 배치되는 전자부품(101)의 리이드(102,103)를 성형하는 판형상의 제1,2벤딩펀치(bending punch; 206,207)와, 이 펀치(206,207)를 지지하면서 받침판(213)에 고정된 펀치지지대(208)와 스페이서(spacer; 209), 이 스페이서(209)에 부착되면서 상기 스트리퍼(204)의 상면으로부터 소정의 거리를 두고 이격되게 설치된 지지블럭(210) 및 상기 받침판(213)을 지지하면서 상기 스트리퍼지지대(205)를 고탄성 코일스프링(212)을 매개로 지지하는 상부지지대(214)로 구성되어져 있다.
여기서, 전자부품(101)을 수용하는 상기 벤딩대(202) 및 스트리퍼(204)는 상호 대향되게 설치됨과 더불어, 이들 양단에는 상기 리이드(102,103)의 뿌리부를 압박하는 제1돌출부(202a,202b) 및 제2돌출부(204a,204b)가 형성되어져 있다.
그리고, 상기 리이드(102,103)의 성형이 완료된 상태에서는 상기 지지블럭(210)의 아랫면이 상기 스트리퍼(204)의 윗면과 접촉되게 되어, 제1,2벤딩펀치(206,207)의 하방이동이 멈춰지도록 되어 있다.
또한, 상기 리이드성형장치(200)에는 벤딩대(202) 및 스트리퍼(204)내에서 전자부품(101)을 소정위치에 설정하기 위한 위치결정핀(215)과 상기 전자부품(101)을 소정위치로 압출시키기 위한 압출핀(Knockout pin; 216)이 구비되고, 상기 제1,2벤딩펀치(206,207)에는 걸림판(211)이 설치된다.
한편, 제2도에 도시된 종래의 성형장치(2000를 이용하여 상기 전자부품(101)의 도면상 우측 외부리이드(102)를 성형하는 공정은, 제3a도에 도시된 바와 같이 상기 제1,2벤딩펀치(206,207)를 갖춘 상기 가동유니트가 하강하게 되면, 스트리퍼지지대(205)와 상부지지대(214) 사이에 설치된 코일스프링(212)의 다소 큰 반발력에 의해 벤딩대(202)와 스트리퍼(204) 사이의 이격 공간에 배치된 전자부품(101)의 외부리이드(102)는, 그 뿌리부에서 서로 대향되게 설치된 벤딩대(202)의 돌출부(202a)와 스트리퍼(204)의 돌출부(204) 사이에서 강하게 압박되게 되고, 또 제3b도에 도시된 바와 같이 상기 가동유니트가 계속 하강하게 되면, 상기 전자부품의 외부리이드(102)가 압박된 상태에서 제1벤딩펀치(206)에 의해 시계방향으로 거의 90°정도로 절곡되어져 외부리이드(102)의 뿌리부근의 제1평탄부(102a)가 형성되는 제1차 성형이 이루어지며, 또한 제3c도에서 도시된 바와 같이 상기 가동유니트가 가일층 하강하게 되면, 상기 외부리이드(102)는 상기 제1벤딩펀치(206)에 의해 다시 반시계방향으로 절곡되어져 이 외부리이드(102)의 제2평탄부(102b)가 성형되는 제2차성형이 이루어지게 됨으로써 종래의 리이드성형공정이 완료되게 되는 한편, 도면상의 좌측외부 리이드(103)도 상기와 같은 공정을 거쳐 제1평탄부(103a)와 제2평탄부(103b)가 성형되게 된다.
그러나, 제4a도에서 도시된 바와 같이 수지로 봉해진 전자부품(101)의 양측면에서 수평으로 돌출된 외부리이드(102,103)에 있어서는, 수지층에 바람직하지 못한 핀(fin)이 형성되는 것을 피할 수가 없고, 또한 이핀을 제거하기 위한 수단이나 열에 의한 수지층의 팽창·수축에 의해 외부리이드의 평탄성이 반드시 일정하지 않게 되어 전자부품(101)의 중심면에 대해 어느정도 기울어진 절곡현상이 야기되게 된다. 즉, 도시된 바와 같이 우측외부리이드(102)는 우측상방으로 기울어지는 반면에 좌측외부리이드(103)는 좌측하방으로 기울어져 있다. 더욱이 종래의 리이드성형방법은 외부리이드(102,103)의 뿌리부를 강하게 압박해서 제1차성형을 하고, 계속해서 제2차성형으로 회로기판에 납땜결합되는 리이드 평탄부(102b,103b)가 성형되도록 되어 있어서, 특히 리이드뿌리부 부근에서의 상기 평탄부(102a,103a)의 상태가 성형공정전후에 거의 변화되지 않게됨은 물론 제어도 가능하지 않게 된다.
즉, 제4b도에 도시된 바와 같이 탄성변형내에서 탄성복원이 발생되기 때문에, 리이드성형공정전의 외부리이드에 바람직하지 못한 상기 절곡상태가 그대로 존속하게 되어, 납땜해야 할 리이드의 평탄성이 향상되지 않게 되고, 또한 신뢰성 높은 리이드성형을 할 수 없다고 하는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 전자부품의 외부리이드의 평탄성 및 벤딩형상의 정밀도를 향상시킴과 더불어 기판장착상의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 외부리이드의 성형방법과 성형장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 1실시예의 성형장치는, 양단부에 돌출부를 갖춘 벤딩대 및 스트리퍼가 상호 대향되게 설치되면서, 이 스트리퍼의 상기 돌출부에 인접되게 설치된 관통구멍내에서 상하로 이동될 수 있도록 벤딩펀치가 설치된 구성으로 되어 있다. 여기서 상기 서로 대향되게 위치된 돌출부사이에는 전자부품의 외부리이드가 상기 스트리퍼의 돌출부와 소정간격을 두고 이격되게 위치되도록 전자부품이 배치되는바, 즉 상기 외부리이드를 상호 대향되게 위치된 상기 돌출부에 의해 압박되지 않도록 상기 벤딩대의 돌출부사이에 배치시킨 다음, 그 상태에서 상기 벤딩펀치를 상기 스트리퍼의 관통구멍을 통해 하강시키게 되면 상기 외부리이드의 제1차성형이 이루어지면서 연이어 외부리이드가 상기 돌출부에 의해 압박된 상태에서 제2차성형이 이루어지게 된다.
이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.
제5도 및 제6a도 내지 제6c도는 본 발명의 실시예에 따른 성형장치 및 성형방법을 도시하는 것으로, 제5도에 도시된 리이드성형장치(500)는 상기 서술된 종래의 성형장치(200)와 유사하지만, 벤딩대(202)의 지지대(203)에 각각 스프링(503,504)에 의해 탄력지지된 스트리퍼지지핀(501,502)에 의해 스트리퍼(204)가 상방향으로 지지되어 있는점이 다르다.
이와 같은 지지수단에 의해 전자부품(101)의 외부리이드(102,103)의 제1차성형시, 이들 리이드(102,103)의 뿌리부가 벤딩대(202) 및 스트리퍼(204)의 제1돌출부(202a,202b)와 제2돌출부(204a,204b) 사이에서 소정간격을 두고 이격배치되어져, 리이드(102,103)가 이들 돌출부(202a,202b,204a,204b)에 의해 압박되지 않게 된다. 이 경우, 상기 스프링(503,504)의 탄성력은 상기 가동유니트상에 설치된 스프링(212)의 탄성력보다 크다.
또한, 상기 스프링(503,504)에 의해 탄력지지된 상기 스트리퍼지지핀(501,502)을 설치하는 대신, 상기 스프링(212)으로서 탄성력이 작은 스프링을 사용해도 상기 리이드(102,103)의 제1차성형시에 리이드(102,103)의 압박력은 제어되게 된다.
다음에는 제5도에 도시된 리이드성형장치(500)를 사용하여 상기 전자부품(101)의 외부리이드(102)를 성형하는 공정을 제6a도 내지 제6c도를 참조로 설명한다. (또한, 다른 외부리이드(103)에 대해서는 설명을 간략히 하기 위해 생략한다.)
제6a도에 도시된 바와 같이 제1,2벤딩펀치(206,207)를 갖춘 가동유니트가 하강하게 되면, 상기 스프링(212)의 탄성력에 대항하여 상기 스프링(503,504)에 탄력설치된 스트리퍼지지핀(501,502)에 의해 스트리퍼(204)가 상방향으로 지지되어져 외부리이드(102)의 부리부에서 서로 대향하는 벤딩대(202)의 돌출부(202a)와 스트리퍼(204)의 돌출부(204a) 사이에서 이격공간이 형성되어, 이 벤딩대(202)와 스트리퍼(204) 사이의 이격공간에 배치된 전자부품(101)의 외부리이드(102)는 압박되지 않게 된다. 또한 이 상태에서 외부리이드(102)는 벤딩대(202)의 제1돌출부(202a)상에 지지되면서 제1벤딩펀치(206)에 의해 외부리이드(102)의 우측상방으로의 굴곡정도가 다소 교정되게 된다. 또한, 제6b도에 도시된 바와 같이 상기 가동유니트가 조금 더 하강하게 되면, 상기 전자부품(101)의 외부리이드(102)는 압박되지 않은 상태에서 제1벤딩펀치(206)에 의해 시계방향으로 거의 90°정도로 절곡되게 되고, 외부리이드(102)의 우측상방향으로의 굴곡정도가 다시 교정됨과 더불어 외부리이드(102)의 뿌리부의 평탄부(102a)가 성형되어져, 이로써 제1차성형이 이루어지게 된다.
그리고, 제6c도에 도시된 바와 같이 상기 가동유니트가 가일층 하강하게 되면, 상기 지지블럭(210)의 아랫면은 벤딩대(202)의 윗면에 접촉되고, 외부리이드(102)의 상기 평탄부(102a)는 벤딩대(202)의 제1돌출부(202a) 및 스트리퍼(204)의 제1돌출부(204a) 사이에서 압박되면서 제1벤딩펀치(206)에 의해 반시계방향으로 거의 90°정도로 절곡되어져, 외부리이드(102)의 평탄부(102b)가 형성되는 제2차성형이 이루어지게 된다. 이 공정에 있어서 외부리이드(102)의 뿌리부는 소성변형을 받아 상기 굴곡된 상태가 교정됨과 더불어 평탄부(102b)의 평탄성도 향상되게 된다.
이상 서술된 바와 같이 본 발명에 따르면, 리이드프레임에 의해 성형된 전자부품의 외부리이드의 제조 및 수지봉지(封止) 공정상에서 발생하게 되는 바람직하지 못한 외부리이드의 상기 굴곡현상이 해소됨과 더불어, 외부리이드의 평탄성 및 벤딩형상의 정밀도(精密度)가 향상되는 동시에 신뢰성있는 기판상의 장착이 가능해지게 되는 효과가 있다.
이상과 같이 본 발명의 바람직한 실시예에서의 성형장치는 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명함에 따라, 이 분야의 숙련된 기술자에 의해 본 발명의 기술적범주를 벗어남이 없이 여러가지 변화와 수정이 야기될 수도 있다.

Claims (21)

  1. 양측면에 각각 돌출부(202a,202b,204a,204b)가 형성된 벤딩대(202)와 스트리퍼(204)로 구성되되, 벤딩대(202)의 상기 돌출부(202a,202b)가 스트리퍼(204)의 상기 돌출부(204a,204b)와 서로 대향되게 설치되고, 상기 스트리퍼(204)에는 상기 돌출부(204a,204b)와 인접되게 관통구멍이 형성되며, 또한 이 관통구멍을 통해 수직으로 상하 이동될 수 있도록 벤딩펀치(206,207)가 설치된 외부리이드성형장치(500)가 갖춰지고; 상기 벤딩대(202)와 스트리퍼(204) 사이에 외부리이드(102,103)가 양측면에서 돌출형성된 전자부품(101)이 배치되되, 상기 스트리퍼(204)의 돌출부(204a,204b)와 상기 외부리이드(102,103) 사이에 소정의 이격공간이 형성되어 압박되지 않도록 상기 외부리이드(102,103)가 상기 벤딩대(202)의 돌출부(202a,202b)상에 배치되며; 상기 스트리퍼(204)의 돌출부(204a,204b)와 상기 벤딩대(202)의 돌출부(202a,202b)에 의해 외부리이드(102,103)가 압박되지 않은 상태에서 상기 스트리퍼(204)의 관통구멍을 통해 벤딩펀치(206,207)로 외부리이드(102,103)를 압박함에 따라 외부리이드(102,103)의 제1차성형이 이루어지고; 상기 스트리퍼(204)의 돌출부(204a,204b)와 벤딩대(202)의 돌출부(202a,202b)에 의해 상기 외부리이드(102,103)가 압박된 상태에서 상기 스트리퍼(204)의 관통구멍을 통해 벤딩펀치(206,207)로 외부리이드(102,103)를 가일층 압박함에 따라 상기 외부리이드(102,103)의 제2차성형이 이루어지도록 된 전자부품의 외부리이드의 절곡성형방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 스트리퍼(204)의 돌출부(204a,2504b)가 상기 외부리이드(102,103)의 윗면으로 부터 미세하게 이격되도록 위치된 것을 특징으로 하는 전자부품의 외부리이드의 절곡성형방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 절곡성형된 외부리이드(102,103)를 갖춘 상기 전자부품(101)이 수지층이 형성된 반도체장치로 구성된 것을 특징으로 하는 전자부품의 외부리이드의 절곡성형방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 절곡성형된 외부리이드(102,103)를 갖춘 상기 전자부품(101)이 QFP로 구성된 것을 특징으로 하는 전자부품의 외부리이드의 절곡성형방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 절곡형성된 외부리이드(102,103)를 갖춘 상기 전자부품(101)이 SOP로 구성된 것을 특징으로 하는 전자부품의 외부리이드의 절곡성형방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 벤딩대(202)의 돌출부(202a,202b)의 상호 이격폭에 의해 상기 외부리이드(102,103)의 각 뿌리부근에서 형성되는 제1평탄부(102a,103a)의 폭이 결정되도록 하는 것을 특징으로 하는 전자부품의 외부리이드의 절곡성형방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 외부리이드(102,103)의 상기 제1차성형공정에 상기 외부리이드(102,103)의 각 제1평탄부(102a,103a)가 형성되도록 외부리이드(102,103)의 뿌리부 부근에서 거의 90°정도의 시계방향으로 외부리이드(102,103)가 절곡성형되는 공정이 포함된 것을 특징으로 하는 전자부품의 외부리이드의 절곡성형방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 외부리이드(102,103)의 상기 제2차 성형공정에는 상기 외부리이드(102,103)의 상기 제1평탄부(102a,103a)가 압박된 상태에서 제2평탄부(102b,103b)가 형성되도록 거의 90°정도의 반시계방향으로 절곡성형되는 공정이 포함된 것을 특징으로 하는 전자부품의 외부리이드의 절곡성형방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 외부리이드(102,103)의 상기 제2차 성형공정이 상기 외부리이드(102,103)의 뿌리부에서 탄성변형이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 전자부품의 외부리이드의 절곡성형방법.
  10. 제7항에 있어서, 상기 외부리이드(102,103)의 상기 제2평탄부(102b,103b)가 회로기판상에서 납땜 결합되도록 된 것을 특징으로 하는 전자부품의 외부리이드의 절곡성형방법.
  11. 외부리이드(102,103)를 지지하기 위해 양측면에 제1돌출부(202a,202b)가 형성된 벤딩대(202)를 갖춘 고정유니트와, 상기 제1돌출부(202a,202b)와 서로 대향되게 양측면에 돌출형성된 제2돌출부(204a,204b)가 구비됨과 더불어 이 돌출부(204a,204b)의 부근에 관통구멍이 형성된 스트리퍼(204)를 갖춘 반(半)가동유니트, 이 스트리퍼(204)의 관통구멍을 통해 이동될 수 있도록 설치된 벤딩펀치(206,207)를 갖춘 가동유니트 및, 상기 외부리이드(102,103)를 가압하는 가압력을 제어하기 위한 가압제어수단으로 구성된 전자부품의 외부리이드의 절곡성형장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 외부리이드(102,103)를 가압하는 가압력을 제어하기 위한 상기 가압제어수단이, 상기 반가동유니트와 가동유니트사이에 설치되는 저탄성 스프링(212)과, 고탄성 스프링(503,504)에 의해 탄력지지된 지지핀(503,504)으로 구성되되, 상기 지지핀(503,504)이 상기 스프링(212)의 탄성력에 대항하여 상기 스트리퍼(204)를 지지하도록 상기 가동유니트내에 설치된 것을 특징으로 하는 외부리이드의 절곡성형장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 외부리이드(102,103)를 가압하는 가압력을 제어하기 위한 상기 가압제어수단이 상기 반동유니트와 가동유니트 사이에 설치된 저탄성스프링(212)를 갖춘 것을 특징으로 하는 외부리이드의 절곡성형장치.
  14. 제11항에 있어서, 상기 벤딩대(202)와 스트리퍼(204)에 의해 형성된 이격공간내에 전자부품(101)이 배치되어, 절곡성형된 상기 외부리이드(102,103)가 벤딩대(202)의 돌출부(202a,202b)의 양측면으로부터 외부로 돌출되도록 된 것을 특징으로 하는 외부리이드의 절곡성형장치.
  15. 제11항에 있어서, 상기 외부리이드(102,103)가 상기 제1돌출부(202a,202b)와 제2돌출부(204a,204b)에 의해 압박되지 않은 상태에서 제1차성형공정이 이루어져, 상기 외부리이드(102,103)의 뿌리부 부근에서 제1평탄부(102a,103a)가 형성되도록 된 것을 특징으로 하는 외부리이드의 절곡성형장치.
  16. 제11항에 있어서, 상기 외부리이드(102,103)가 제1차 성형공정후 계속해서 상기 제1돌출부(202a,202b)와 제2돌출부(204a,204b)에 의해 압박된 상태에서 제2성형공정이 이루어져, 상기 외부리이드(102,103)의 각 선단부에 제2평탄부(102b,103b)가 형성되도록 된 것을 특징으로 하는 외부리이드의 절곡성형장치.
  17. 제11항에 있어서, 상기 가동유니트가 상기 벤딩펀치(206,207)를 지지하도록 된 펀치지지대(208)와, 제2차성형공정에서 상기 스트리퍼(204)를 압박하도록 된 지지블럭(210)을 갖춘 것을 특징으로 하는 외부리이드의 절곡성형장치.
  18. 제11항에 있어서, 상기 벤딩펀치(206,207)가 걸림판(211)을 갖춘 것을 특징으로 하는 외부리이드의 절곡성형장치.
  19. 제11항에 있어서, 상기 반가동유니트가 상기 스트리퍼(204)를 지지하도록 된 스트리퍼지지대(205)를 갖춘 것을 특징으로 하는 외부리이드의 절곡성형장치.
  20. 제11항에 있어서, 상기 벤딩대(202)와 스트리퍼(204) 사이에 형성된 이격공간내에 상기 전자부품(101)을 정렬배치시켜주는 위치결정핀(215)이 구비된 것을 특징으로 하는 외부리이드의 절곡성형장치.
  21. 제11항에 있어서, 상기 고정유니트가 상기 이격공간내에 안착된 전자부품(101)을 외부로 압출시키도록 압출핀(216)을 갖춘 것을 특징으로 하는 외부리이드의 절곡성형장치.
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