KR940010320B1 - 표면실장자재의 포밍방식 및 그 장치 - Google Patents
표면실장자재의 포밍방식 및 그 장치 Download PDFInfo
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Abstract
내용 없음.
Description
제 1 도는 본 발명의 전체적인 제조가능 공정을 순차적으로 나타낸 흐름도
제 2 도는 스트립상 표면실장자재의 형상도.
제 3 도는 제 2 도의 "A"부분 확대도.
제 4 도는 링상태의 단위제품 형상도.
제 5 도는 본 발명의 2차 포밍시 사용되는 스팽크 금형의 일예시도.
제 6 도는 링상태의 단위제품을 제 5 도의 하부금형에 세팅하여 리드를 스팽킹하는 상태를 보인 도면.
제 7 도는 스팽킹 과정을 거친 제품 형상도
제 8 도는 프리포밍 금형의 일예시도.
제 9 도는 프리포밍 가공공정을 거친 제품 형상도.
제 10 도는 프리포밍 금형의 상부금형에 설치되는 프리포밍 펀치의 형상도.
제 11 도는 제 10 도의 "B"부분 확대도.
제 12 도는 종래 프로포밍 펀치의 부분 형상도.
제 13 도는 본 발명에 있어서 최종 포밍공정에 사용되는 하부 금형의 일예시도.
제 14 도는 최종 포밍공정의 하부 다이를 구성하는 수직다이 형상도.
제 15 도는 제 14 도의 "C"부분 확대도.
제 16 도는 종래 최종 포밍공정의 하부다이를 구성하는 수직다이 형상도.
제 17 도는 2차 포밍공정을 거친 표면실장자재의 형상도(리드가 L자형으로 균일하게 벤딩됨).
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : MCR패키지 2 : 스팽크 금형
21 : 하부금형 21a : 스텝
22 : 상부금형 3 : 프리포밍금형
31 : 하부금형 31a : 경사면
32 : 프리포밍펀치 32a : 리드안내홈
4 : 최종포밍금형 41 : 하부다이
43 : 수직다이 43a : 리드안내홈
본 발명의 네면으로 리드가 심어지는 고집적도의 표면실장자재를 포밍하는 방식 및 그 장치에 관한 것이다.
현재의 반도체 패키지 추세는 집적도를 높이기 위해서 한정된 사이즈(size)에 리드(LEAD : 도선)수를 되도록이면 많이 심어지도록 요구되고 있다.
그래서 반도체 패키지를 PCB BOARD(기판)에 납땜(SOLDER PASTE MOUNTING) 불량에 의한 리드와 리드간의 쇼트(SHORT)가 야기될 수 있다.
따라서, 어셈블리(ASSEMBLY ; 링상태의 단위제품)상에서 리드의 포밍(FORMING)시 리드 편평도와 리드스큐에 대한 스펙(SPEC)이 점점 강화(TIGHT)되고 있다.
지금까지의 SMD(SURFACE MOUNT DEVICE) 패키지에서는 리드 피치(LEAD PITCH)가 1.0mm∼0.65mm와 같이 비교적 넓어서 리드폭(WIDTH)이 넓다. (0.40mm-0.30mm)
따라서, 기존 SMD 패키지에서는 특별한 공정없이 리드를 절단(CUTTING)한다고 하더라도 리드가 뒤틀리는(자체 스트레스에 의해서) 현상은 비교적 적어서 포밍된 리드의 편평도 불량 및 리드스큐 현상은 적었었다.
그러나, 패키지의 집적도를 높이기 위해 리드피치가 점점 적어지고 있는 상태이므로(0.50mm-0.20mm)리드폭도 상대적으로 적어서 기존의 정상적인 포밍가공으로는 편평도 및 리드스큐의 문제를 해결할 수가 없게 되므로써 이를 해결할 수 있는 특별한 공정과 인위적인 기술이 필요시 되어 왔다.
한편, 포밍공정에서 리드의 편평도와 스큐에 영향을 줄 수 있는 요인으로는 리드의 폭과 두께와의 관계와 리드의 단면등이 제요인으로 작용하고 있는 바, 여기서 리드의 단면은 스탬핑(STAMPING)으로 L/F(LEAD FRAME)를 만들때는 상면(TOP)과 하면(BOTTOM)의 옵셋이 적어서 포밍을 할 때 리드스큐나 편평도에 대한 문제는 최소화 할 수는 있으나, 가격이 너무 비싸고 리드피치가 적어질수록 스탬핑을 할 수 있는 능력이 되지 않기 때문에 리드피치가 점점 좁아질수록(FINE), 또 리드수가 점점 많아질수록 에칭(ETCHING) L/F이 쓰여지고 있다.
그러나, 에칭 L/F의 단점은 상면과 하면의 옵셋은 정도의 차이는 있지만 피할 수 없는 현상이기 때문에 리드폭이 적으면 적을수록 포밍할 때 리드 편평도와 스큐를 방지하기 위해 스팽킹(SPANKING) 해 주고 있으나, 이같은 기존의 방식으로는 리드길이 절단후에 발생되는 팁버어(TIP BURR)를 편평하게(FLAT)해주는 역할 이외에는 아무 의미가 없으며, 더욱이 최근의 경우는 대부분의 포밍방법이 리드길이 절단을 함에 있어서 버어업(BURR UP)을 갖도록 디자인하기 때문에 기존의 스팽킹 방법은 더욱 의미가 없게 된다.
본 발명에서는 상기와 같은 종래의 QEP(QUAD FLAT PACKAGE)를 포함하는 다른 SMD 패키지의 포밍공정에서 심각한 문제로 대두되고 있는 편평도 및 스큐문제가 주로 트림공정에서 생기는 불균일한 댐바버어(DAMBAR BURR), 서로 다른 댐바 인터널스트레스(DAMBAR INTERNAL STRESS) 및 L/F물질(MATE RIAL) 그 자체가 갖는 내부 스트레스가 복합적으로 작용하여 각각의 리드별로 서로 다른 스프링 백(SPRING BACK) 현상과 불균일한 평면을 야기시키고 있음을 착안하여 포밍공정 바로 직전에 불균일한 댐바버어를 편평하게 하고, 서로 다른 L/F 내부 스트레스를 풀어주기 위한 새로운 형태의 스팽킹 공정을 추가하여 우수한 편평도가 유지될 수 있고 고신뢰도의 제품을 제공할 수도 있도록 안출한 것으로, 이를 첨부도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
제 1 도는 표면실장자재의 전체적인 제조공정을 흐름도로 나타낸 것으로, 원자재검사→다이준비공정→다이붙이기공정→선연결공정→봉함공정→자르는 공정→도금공정→마킹공정→포밍공정→검사공정→입고순으로 그 공정이 순차적으로 진행된다. 이를 각 공정별로 상세히 설명하면,
[제1공정]
표면실장자재의 제조에 필요한 원자재를 검사한다.
[제2공정]
다이준비공정으로써, 반도체판(WAFER)을 니트로 테이프를 이용하여 프레임에 붙인다.
휠(WHEEL)을 이용하여 웨이퍼를 자르고 물로 세척, 건조후 그 배율 현미경으로 다이의 외관 상태를 검사하여 양호품과 불량품을 선별한다.
[제3공정]
다이부착공정으로써 전도성 에폭시수지를 사용하며 리드프레임(L/F)위에 다이를 붙이고 다이부착상태를 견고히 하기 위해 오븐속에 일정기간 동안 자재를 넣어 전도성 에폭시수지를 경화시킨다.
[제4공정]
선연결 공정으로서 금(Au)으로 된 가는선(GOLDWIRE)을 이용하여 다이내의 회로(BOWDING PAD)와 리드 프레임의 포스트(POST)를 연결한 후, 저배율 현미경을 사용하여 선연결 상태를 검사하여 양호품과 불량품을 선별한다.
[제5공정]
봉함공정으로써 선연결이 완료된 자재를 플라스틱 원료인 콤파운드(COMPOUND : 열경화성수지)를 이용하여 자재를 외부의 충격 및 접촉으로부터 보호하고, 외관상 제품의 형태를 만들기 위해 일정한 모양을 지닌 형틀에다 넣어 봉함한다.(여기서 MCR 패키지 제품의 경우에는 자재에 연결된 리드의 끝부분에 4각형상의 링(10)이 동시에 형성됨)
봉함작업이 완료된 자재의 견고성을 유지하기 위해 주어진 온도와 시간에 맞추어 경화시킨다.
[제6공정]
트리밍공정으로써, 제품의 사용용도에 적합하도록 스트립상 리드 프레임의 불필요한 부분을 제거한다.
[제7공정]
도금공정으로써, 스트립상의 제품을 화공약품을 사용하여 리드 프레임에 묻은 불순물을 제거한 후 공기중의 산화방지 및 부식으로부터 리드의 변색을 방지하고 전기적인 특성 및 납땜이 잘되도록 하기 위하여 리드부품에 도금을 입힌다.
[제8공정]
자재의 표면에 필요한 문자 및 기호 등을 인쇄하는 마킹공정으로써, 제품의 식별을 목적으로 자재의 교유 번호 및 회사명, 날짜 등을 쉽게 알아볼 수 있도록 패키지 표면에 잉크를 사용하여 활자를 찍는다.
[제9공정]
1차 포밍공정으로써, MCR 패키지의 경우, 제 2 도와 같이 도시된 스트립상의 제품을 소요공정을 거친 후 날개의 단위제품으로 절단 후 링(10) 외연으로 표출된 도선을 검사가 용이하도록 벤딩시킨다.(제 4 도)
[제10공정]
1차 검사공정으로, 1차 포밍된 단위제품(이 단위제품은 링(10)에 의해 리드(11)가 고정되므로써 검사가 용이하며, 운반 및 검사도중 리드(11)의 훼손을 미연에 방지할 수 있다.
[제11공정]
검사과정을 거친 단위제품을 실제적으로 포밍하는 2차 포밍공정으로써, 후술하는 바와 같이 자재에 심어진 리드를 금형을 사용하여 일정한 크기로 절단함과 동시에 특정모양으로 구부린다.
[제12공정]
최종 육안 검사공정으로써, 최종 완성된 제품의 외관상태를 직접 육안으로 식별 검사하여 양호품과 불량품을 선별후 포장함.
[제13공정]
입고.
그러나, 이와 같은 수많은 공정을 거치는 동안 일반 SMD 패키지(리드(11)의 끝부분에 링(10)이 형성되지 않은 제품)의 경우에 있어서는 외력으로부터의 충격으로 리드에 변형이 생기게 되고, 또한 MCR 패키지를 포함하여 각각의 리드(11)에는 L/F 내부 스트레스가 잔존해 있는 관계로 통상의 방법으로 포밍작업을 실시할 경우에는 완제품에 있어서의 리드 편평도가 매우 불량하여 고신뢰도의 제품을 만들수가 없는 것이다.
이하, 본 발명에 의한 2차 포밍공정을 구분 설명한다.
[제11-1공정]
제 4 도와 같이 단위상으로 형성시킨 MCR 패키지(1)를 스팽킹하는 3스텝 스팽킹공정으로써 제 5 도와 같이 상면에 3개의 스텝(21a)이 일정간격으로 돌설된 하부금형(21)과 하면이 무모양인 상부금형(22)으로 구성되는 스팽킹금형(2)에 상기의 MCR 패키지(1)를 올려놓고 상부금형(22)를 하강시켜 적절한 강도로 스팽킹한다.(제 6 도 참조)
그러면 제 7 도에 도시한 바와 같이 리드(11) 표면에는 스팽킹자욱이 일정간격으로 나타나게 되며, 이 자욱의 간격은 하부금형(21) 상면에 일정간격으로 돌출 형성된 3개의 스텝간격과 동일하게 나타나며, 자재에 근접해서 표시된 자욱(11a)가 프리포밍시 절곡되는 부위이며, 중간에 표시된 자욱(11b)이 최종 포밍시 절곡되는 부위이며, 링(10)에 근접해서 표시된 자욱(11c)이 리드길이 절단시 잘리는 부위이다. 여기서 상부금형(22)의 하면 모양은 무모양으로 구성할 수도 있고, 하부금형(21)과 대응되게 동일하며 스텝(21a)을 형성시킬 수도 있으나, 그 효과는 거의 동일하다 하겠다.
이와같이 실제 포밍공정에 들어가기 전에 리드(11)를 스팽킹 해주는 이유는 전술한 바와 같이 L/F의 내부 스트레스를 풀어주어 우수한 리드 편평도를 유지시켜 주기 위함으로써, 사전에 절곡 및 커팅될 부위를 스팽킹 해주므로써 포밍과정을 거친 후에도 수가닥의 리드가 동일형상을 유지할 수가 있게 되는 것이다.
여기서 SMD 패키지의 경우에 있어서는 하부금형(21)에 형성되는 스텝(21a)의 수는 2개만 형성해도 된다.
즉, MCR 패키지(QFP 패키지)의 경우에 링(10)에 근접되게 스팽킹 해주기 위한 스텝(21a)을 생략할 수가 있다.
[제11-2공정]
스팽킹한 제품의 리드를 절단함과 동시에 예비포밍을 해주는 리드 길이 절단/프리포밍 공정으로써, 제 7 도의 제품을 제 8 도에 도시된 프리포밍 금형(3)의 하부금형(31) 위에 올려 놓고 프리포밍펀치(32)를 하강시키게 되면 프리포밍펀치(32)의 예리한 날에 의해서 기 스팽킹 표시된 부위, 즉, 링(10)에 근접되게 스팽킹된 자욱(11c)에 프리포밍 펀치(32)날이 순간적으로 접촉됨과 동시에 리드가 절단되게 되며, 이어서 각 리드가닥은 제 11 도에 도시된 바와 같은 리드안내홈(32a)에 유도 안내되면서 하부금형(31)의 경사면(31a)에 의해 절단된 리드들이 일정각도로 1차 벤딩되는 것이다. (제 9 도 참조)
이와같이 프리포밍 과정에서도 절단된 각각의 리드(11)들이 프리포밍펀치(32)의 하면에 형성된 리드안내홈(32a)을 따라 유도되면서 벤딩 가공되기 때문에 외력에 의한 변형을 받음이 없이 일률적으로 일정한 각도로 유지하면서 절곡될 수가 있는 것이다. 절곡부위는 스팽킹 공정에서 자재에 근접해서 표시된 자욱(11a)부위가 됨.
[제11-3공정]
제2차 포밍공정의 마지막 과정으로 제 9 도와 같이 예비 포밍된 제품을 제 13 도와 같은 형상의 최종 포밍금형(4)의 하부다이(41) 상면에 올려 놓고 상부금형을 하강시키면 상부금형에 설치된 캠폼장치(도시생략)에 의해 일정각도(약 30°)로 절곡되어 있던 리드가 제 17 도와 같이 "L" 자형으로 완전 절곡되는 것이다. 이때 절곡되는 부위는 스팽킹 공정시의 리드에 표시된 자욱(11b)부분이 된다.
그러나, 앞공정의 3스텝 스팽킹공정을 거쳤음에도 불구하고 완벽한 L/F 내부 스트레스의 제거 및 100%의 편평유지는 불가능하며, 이의 보정을 위해 최종 포밍공정에서 각각의 개별 리드가 휘거나 구브러지지 않도록 다이에 리드 가이드홈을 만들어줄 필요가 있는 것이다.
그래서 본 발명에서는 하부다이(41)에 취부되는 수직다이(43) 상면에 리드를 가이드 해줄 수 있는 가이드홈(43a)을 형성하여 최종 포밍작업시 각 리드들이 가이드홈(43a)에 유도되면서 벤딩될 수 있도록 하여 리드 편평도를 향상시킬 수가 있는 것이다.
한편, 본 최종 포밍공정을 실행함에 있어서 최종 포밍금형(4)을 구성하는 하부다이(41)의 상부외면에도 수직다이(43) 상면과 마찬가지로 리드를 안내해 줄 수 있는 리드안내홈을 형성하여 좋은 리드 편평도를 유지시킬 수 있다.
이와 같이 본 발명은 실제 포밍공정을 실시함에 앞서 L/F 내부 스트레스 제거 및 리드 스큐 예방을 위해 3스텝 또는 2스텝을 갖는 금형을 사용 리드 스팽킹을 해주므로써 완성된 표면실장자재에 있어서 우수한 리드 편평도를 유지할 수 있도록 하여 불량율을 최소화함은 물론 제품의 신뢰도를 증진시킬 수가 있는 것이다.
Claims (7)
- 스트립상태의 표면실장자재를 절단, 포밍하여 날개상의 완제품을 제조함에 있어서, 마킹공정을 거친 스트립상의 MCR 패키지 제품을 링상태로 단위제품화하여(1차 포밍공정) 1차 검사공정을 수행하고, 1차 검사과정을 끝낸 단위상의 MCR 패키지(1)를 3스텝 스팽킹 공정과 리드길이절단/프리포밍공정 및 최종 포밍공정으로 구성되는 2차 포밍공정을 실시하여 각각의 리드가 갖고 있는 내부 스트레스를 풀어주는 고도의 리드 편평도를 유지할 수 있도록 함을 특징으로 하는 표면실장자재의 포밍방식.
- 마킹공정을 거친 스트립상의 SMD 패키지 제품을 포밍가공하기 전에 2스텝 스팽킹 과정을 거치도록함으로써 각각의 리드가 갖고 있는 내부 스트레스를 풀어주어 고도의 리드 편평도를 유지할 수 있도록 함을 특징으로 하는 표면실장자재의 포밍방식.
- 스텝(21a)이 돌출 형성된 하부금형(21)과 하면이 무모양의 상부금형(22)로 구성되는 스팽크금형(2)과, 하부 경사면에 리드안내홈(32a)이 형성된 프리포밍펀치(32)를 갖는 프리포밍금형(3)과, 상면에 리드안내홈(43a)이 형성된 수직다이(43)를 갖는 최종 포밍금형(4)을 구비하여 고편평도를 유지할 수 있도록 함을 특징으로 하는 표면실장자재의 포밍장치.
- 제 1 항 또는 제 3 항중 어느 한항에 있어서, 3스텝 스팽킹공정에 사용되는 하부금형(21)의 상면에 3개의 스텝(21a)을 일정간격 돌설하여 MCR 패키지(1)의 스팽킹작업이 실시되도록 함을 특징으로 하는 표면실장자재의 포밍방식 및 그 장치.
- 제 3 항에 있어서, 스팽크금형(2)을 구성하되, 상부금형(22)의 하면에 하부금형(21)과 동일한 스텝(21a)을 돌출 형성함을 특징으로 하는 표면실장자재의 포밍장치.
- 제 2 항 또는 제 3 항중 어느 한항에 있어서, 2스텝 스팽킹 공정에 사용되는 하부금형(21)의 상면에 2개의 스텝(21a)을 일정간격 돌설하여 SMD 패키지의 스팽킹 작업이 실시되도록 함을 특징으로 하는 표면실장자재의 포밍방식 및 그 장치.
- 제 3 항에 있어서, 최종 포밍금형(4)을 구성하는 하부다이(41) 상부 외면에 리드안내홈을 형성함을 특징으로 하는 표면실장자재의 포밍장치.
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| KR1019920003869A KR940010320B1 (ko) | 1992-03-09 | 1992-03-09 | 표면실장자재의 포밍방식 및 그 장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR940010320B1 (ko) |
-
1992
- 1992-03-09 KR KR1019920003869A patent/KR940010320B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR930020622A (ko) | 1993-10-20 |
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