特許 7526980 ＭＡＰタイプのリードフレームの製造方法及び製造装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-25

(45)【発行日】2024-08-02

(54)【発明の名称】ＭＡＰタイプのリードフレームの製造方法及び製造装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/50 20060101AFI20240726BHJP

【ＦＩ】

H01L23/50 A

H01L23/50 B

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2019193406

(22)【出願日】2019-10-24

(65)【公開番号】P2021068818

(43)【公開日】2021-04-30

【審査請求日】2022-10-19

(73)【特許権者】

【識別番号】592074614

【氏名又は名称】日電精密工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100181250

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 信介

(72)【発明者】

【氏名】石原 隆雄

(72)【発明者】

【氏名】近藤 英夫

(72)【発明者】

【氏名】川瀬 春幸

【審査官】庄司 一隆

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－１９４０２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１３８０７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－３１５４９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－０６３６１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００４／００１８６６３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２３／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体素子搭載部と、リードと、を含む単位フレームを、マトリクス状に複数配置したブロック領域を形成することによりＭＡＰタイプのリードフレームを製造するＭＡＰタイプのリードフレーム製造方法であって、
前記単位フレームを薄板金属板の搬送方向に対して横方向に同時に複数プレス加工するための金型を含む複数の金型を前記薄板金属板の搬送方向に配置し、所定の第１間隔で前記薄板金属板を順次搬送しつつプレス加工することにより、前記複数の金型のそれぞれにより、前記単位フレーム及び前記単位フレームの前記横方向の両端に配置された前記単位フレームの形状とは異なる打ち抜き形状を、前記搬送方向に複数含む打ち抜き形状を形成することにより複数の前記ブロック領域を形成するプレス工程と、
停止中に前記プレス工程を行った後に、所定の第２間隔で前記薄板金属板を搬送することにより複数の前記ブロック領域を順次形成する際に、前記順次形成される複数の前記ブロック領域の搬送方向の前記第２間隔が前記ブロック領域内における前記単位フレームの搬送方向の前記第１間隔の整数倍となるように前記薄板金属板を搬送するとともに、前記複数の金型のうち前記プレス工程で使用した金型とは異なる金型によりプレス加工することにより、前記ブロック領域の間に前記プレス工程で形成した打ち抜き形状とは異なる打ち抜き形状を形成する搬送工程と、
によりＭＡＰタイプのリードフレームを製造することを特徴とするＭＡＰタイプリードフレーム製造方法。

【請求項2】

半導体素子搭載部と、リードと、を含む単位フレームを、マトリクス状に複数配置したブロック領域を形成することによりＭＡＰタイプのリードフレームを製造するＭＡＰタイプのリードフレーム製造装置であって、
前記単位フレームを薄板金属板の搬送方向に対して横方向に同時に複数プレス加工するための金型を含む複数の金型を前記薄板金属板の搬送方向に配置し、所定の第１間隔で前記薄板金属板を順次搬送しつつプレス加工することにより、前記複数の金型のそれぞれにより、前記単位フレーム及び前記単位フレームの前記横方向の両端に配置された前記単位フレームの形状とは異なる打ち抜き形状を、前記搬送方向に複数含む異なる打ち抜き形状を形成することにより複数の前記ブロック領域を形成するプレス部と、
前記薄板金属板を所定の第２間隔で搬送と停止を繰り返して行い、停止中に前記プレス部によって、前記薄板金属板に複数の前記ブロック領域を順次形成するとともに、前記複数の金型のうち前記プレス部で使用した金型とは異なる金型によりプレス加工することにより、前記ブロック領域の間に前記プレス部で形成した打ち抜き形状とは異なる打ち抜き形状を形成する搬送部と、
前記搬送部による前記薄板金属板の搬送の際、前記順次形成される複数の前記ブロック領域の搬送方向の前記第２間隔が前記ブロック領域内における前記単位フレームの搬送方向の前記第１間隔の整数倍となるように前記薄板金属板を搬送させる制御部と、
を備えたことを特徴とするＭＡＰタイプのリードフレーム製造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体を搭載するために用いられるＭＡＰタイプのリードフレームの製造方法及びＭＡＰタイプのリードフレームの製造装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、半導体素子を搭載してチップ化するためのリードフレームの製造方法として、エッチング工程とプレス工程の両方用いた製造方法がある。
この製造方法では、エッチング工程において、金属板の裏面から見て隣接するインナーリード同士の間隔部分にハーフエッチングを施して窪みを形成し、プレス工程では、エッチング工程で形成した窪みと、金属板の表面との間を、金属板の裏面の窪みからプレス加工により貫通して隣接するインナーリード同士の間隔部分を除去し、インナーリードのパターを形成する。また、プレス工程では、隣接するインナーリード同士の間隔部分を１個おきに除去するプレス工程を２段階で行って、個々の隣接するインナーリード同士の間隔部分を除去するようにしている（例えば、特許文献１参照）。また、エッチングのみでリードフレームを形成する技術もあった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１０－１９２８５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところが、上記リードフレームの製造方法では、エッチング工程とプレス工程の両工程が必要であるため、製造工程が複雑であり、また、エッチング工程があるため、リードフレームの製造時間を短くすることができないという問題がある。また、エッチングのみでリードフレームを形成する場合には、更に製造時間が長いという問題があった。

【0005】

さらに、ＭＡＰ（Ｍｏｌｄｅｄ Ａｒｒａｙ Ｐａｃｋａｇｉｎｇ）タイプのリードフレームは、アウターリードがないために実装面積を大幅に低減できるという利点があるため、近年需要が増加している。このＭＡＰタイプのリードフレームは、製造する際の精度を高める必要があるため、エッチングによって製造する方法が一般的であり、製造時間を短くすることができないという問題がある。

【0006】

本発明は、こうした問題に鑑みなされたもので、加工精度を確保しつつ製造時間を短縮できるＭＡＰタイプのリードフレームの製造方法及びその装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の適用例として実現することが可能である。なお、本欄における括弧内の参照符号や補足説明等は、本発明の理解を助けるために、後述する実施形態との対応関係を示したものであって、本発明を何ら限定するものではない。

【0008】

［適用例１］
適用例１に記載のＭＡＰタイプのリードフレーム製造方法は、
半導体素子搭載部と、リードと、を含む単位フレームを、マトリクス状に複数配置したブロック領域を形成することによりＭＡＰタイプのリードフレームを製造するＭＡＰタイプのリードフレーム製造方法であって、
前記単位フレーム（５０）を薄板金属板（５）の搬送方向に対して横方向に同時に複数プレス加工するための金型（８０ｂ）を含む複数の金型（８０ａ，８０ｂ，８０ｃ）を前記薄板金属板（５）の搬送方向に配置し、所定の第１間隔（α）で前記薄板金属板（５）を順次搬送しつつプレス加工することにより、前記複数の金型（８０ａ，８０ｂ）のそれぞれにより、前記単位フレーム（５０）及び前記単位フレーム（５０）の前記横方向の両端に配置された前記単位フレーム（５０）形状とは異なる打ち抜き形状（丸孔６１、－形状）を、前記搬送方向に複数含む異なる打ち抜き形状を形成することにより複数の前記ブロック領域（６０）を形成するプレス工程と、
停止中に前記プレス工程を行った後に、所定の第２間隔で前記薄板金属板（５）を搬送することにより複数の前記ブロック領域（６０）を順次形成する際に、前記順次形成される複数の前記ブロック領域（６０）の搬送方向の前記第２間隔（β）が前記ブロック領域（６０）内における前記単位フレーム（５０）の搬送方向の前記第１間隔（α）の整数倍となるように前記薄板金属板（５）を搬送するとともに、前記複数の金型（８０ａ，８０ｂ，８０ｃ）のうち前記プレス工程で使用した金型とは異なる金型（８０ｃ）によりプレス加工することにより、前記ブロック領域（６０）の間に前記プレス工程で形成した打ち抜き形状とは異なる打ち抜き形状（６３）を形成する搬送工程と、
によりＭＡＰタイプのリードフレームを製造することを要旨とする。

【0009】

このようなＭＡＰタイプのリードフレーム製造方法では、搬送工程により薄板金属板（５）を所定の間隔で送りながらプレス工程により、異なる打ち抜き形状のブロック領域（６０）を形成していく、したがって、搬送工程で複数の金型（８０ａ，８０ｂ）の数だけ、薄板金属板（５）を所定の間隔で送れば、ＭＡＰタイプのリードフレーム（７０）が形成される。

【0010】

このとき、順次形成される複数のブロック領域（６０）の搬送方向の間隔がブロック領域（６０）内における単位フレーム（５０）の搬送方向の間隔の整数倍となるように薄板金属板（５）を搬送するとともに、打ち抜き形状の異なる複数の金型（８０ｃ）を用いてプレス加工を行うことにより、ＭＡＰタイプのリードフレーム（７０）を製造することが可能となる。

【0011】

また、金型を、打ち抜き形状が異なる複数の金型（８０ａ，８０ｂ，８０ｃ）に分割することにより、個々の金型（８０ａ，８０ｂ，８０ｃ）を小さくすることができる。したがって、金型（８０ａ，８０ｂ，８０ｃ）が軽量となり取扱いも容易となる。

【0012】

［適用例２］
適用例２に記載のＭＡＰタイプのリードフレーム製造装置（１）は、
半導体素子搭載部（５１）と、リード（５２）と、を含む単位フレーム（５０）を、マトリクス状に複数配置したブロック領域（６０）を形成することによりリードフレーム（７０）を製造するリードフレーム製造装置（１）であって、
前記単位フレーム（５０）を薄板金属板（５）の搬送方向に対して横方向に同時に複数プレス加工するための金型（８０ｂ）を含む複数の金型（８０ａ，８０ｂ，８０ｃ）を前記薄板金属板（５）の搬送方向に配置し、所定の第１間隔（α）で前記薄板金属板（５）を順次搬送しつつプレス加工することにより、前記複数の金型（８０ａ，８０ｂ）のそれぞれにより、前記単位フレーム（５０）及び前記単位フレームの前記横方向の両端に配置された前記単位フレームの形状とは異なる打ち抜き形状を、前記搬送方向に複数含む異なる打ち抜き形状の複数の前記ブロック領域（６０）を形成するプレス部（１０）と、
前記薄板金属板（５）を所定の第２間隔（β）で搬送と停止を繰り返して行い、停止中に前記プレス部（１０）によって、前記薄板金属板（５）に複数の前記ブロック領域（６０）を順次形成するとともに、前記複数の金型（８０ａ，８０ｂ，８０ｃ）のうち前記プレス部（１０）で使用した金型とは異なる金型（８０ｃ）によりプレス加工することにより、前記ブロック領域（６０）の間に前記プレス部（１０）で形成した打ち抜き形状とは異なる打ち抜き形状を形成する搬送部（２０）と、
前記搬送部（２０）による前記薄板金属板（５）の搬送の際、前記順次形成される複数の前記ブロック領域（６０）の搬送方向の前記第２間隔（β）が前記ブロック領域（６０）内における前記単位フレーム（５０）の搬送方向の前記第１間隔（α）の整数倍となるように前記薄板金属板（５）を搬送させる制御部（３０）と、

【0013】

このようなＭＡＰタイプのリードフレーム製造装置（１）によれば、適用例１に記載のリードフレーム製造方法と同様の効果を有するＭＡＰタイプのリードフレーム製造装置（１）とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】リードフレームの概略の構成を示す図である。

【図2】ブロック領域内の単位フレームの概略の構成を示す図である。

【図3】リードフレーム製造装置の概略の構成を示すブロック図である。

【図4】複数の金型の配置を示す図である。

【図5】複数の金型のそれぞれの金型でプレス加工する様子を示す図である。

【図6】プレス機のオン／オフのタイミングを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明が適用された実施形態について適宜図面を用いて説明する。なお、本発明の実施の形態は、下記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。

【0016】

［第１実施形態］
（リードフレーム７０の構成）
先ず、図１及び図２に基づき、リードフレーム製造装置１により製造されるリードフレーム７０の構成について説明する。図１は、リードフレーム７０の概略の構成を示す図であり、図２は、ブロック領域６０内の単位フレーム５０の概略の構成を示す図である。

【0017】

図１に示すように、リードフレーム７０は、単位フレーム５０を、マトリクス状に複数配置したブロック領域６０からなっている。
また、図２に示すように、各単位フレーム５０は、半導体素子搭載部５１（パッド）とリード５２とから構成されている。また、半導体素子搭載部５１には、ＬＥＤ素子などの半導体素子７を搭載する。さらに、半導体素子７とリード５２の間をボンディングワイヤ８で結合している。なお、図２において、リード５２とボンディングワイヤ８は多数あるため、符号は１個のみ記載し、他の符号は省略してある。

【0018】

（リードフレーム製造装置１の構成）
図３～図５に基づき、リードフレーム製造装置１の構成について説明する。図３は、リードフレーム製造装置１の概略の構成を示すブロック図である。また、図４は、複数の金型Ｘ８０ａ、金型Ｙ８０ｂ、金型Ｚ８０ｃの配置を示す図であり、図５は、複数の金型Ｘ８０ａ、金型Ｙ８０ｂ、金型Ｚ８０ｃのそれぞれの金型でプレス加工する様子を示す図である。なお、複数の個々の金型全体をまとめて金型８０とも呼ぶ。

【0019】

図３に示すように、リードフレーム製造装置１は、プレス部１０、搬送部２０及び制御部３０を備えている。
また、図４に示すように、プレス部１０は、それぞれ異なる形状の打ち抜き加工が可能な３個の金型Ｘ８０ａ、金型Ｙ８０ｂ、金型Ｚ８０ｃを１セットとして用い、薄板金属板５（図５参照）をプレス加工し、ブロック領域６０を形成する部分である。

【0020】

ここで、通常の金型は、金型を構成するステージがプレス時に上死点から下死点へ同時に移動してプレス作動を行うが、本実施形における金型８０は、図４に示すように、金型８０を構成する個々の金型Ｘ８０ａ、金型Ｙ８０ｂ、金型Ｚ８０ｃがプレス時にそれぞれ上死点(図４（Ａ）参照）から下死点へ個別に異なるタイミングで移動してプレス作動を行うことができるようになっている(異なるプレス作動を図４（Ｂ）又は図４（Ｃ）に示す）。

【0021】

実際のプレス部１０では、図４に示すように、３個の金型Ｘ８０ａ、金型Ｙ８０ｂ、金型Ｚ８０ｃのセットを、薄板金属板５を搬送する方向に複数配置して製造効率を向上させている。

【0022】

また、図５（Ａ）に示すように、ブロック領域６０は、単位フレーム５０の形状だけでなく、位置決めや、搬送の際の送りのための「〇形状」や「｜形状」の孔などを組み合わせて、上下方向に並べて打ち抜く必要がある。

【0023】

そこで、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、金型Ｘ８０ａは、ブロック領域６０の上端縁部と下端縁部の２か所に配置される「〇形状」の孔（以下、丸孔６１と呼ぶ）の打ち抜き加工が可能な形状となっている。

【0024】

また、金型Ｙ８０ｂは、金型Ｘ８０ａで形成される上端縁部の丸孔６１の下側と下端縁部の丸孔６１の上側の２か所に配置される「－形状」の孔及び「－形状」の孔に挟まれた領域に３個配置される単位フレーム形状（以下、２個の「－形状」の孔と３個の「単位フレーム形状」とをまとめて「単位フレーム形状６２と呼ぶ）の打ち抜き加工が可能な形状となっている。

【0025】

さらに、金型Ｚ８０ｃは、金型Ｘ８０ａで形成される上端縁部の丸孔６１の下側と下端縁部の丸孔６１の上側の間に２個配置される「｜形状」の孔（以下、「縦孔６３」と呼ぶ）の打ち抜き加工が可能な形状となっている。

【0026】

この３個の金型Ｘ８０ａ、金型Ｙ８０ｂ、金型Ｚ８０ｃにより、ブロック領域６０の縦一列の打ち抜き形状を形成するようになっている。
３個の金型Ｘ８０ａ、金型Ｙ８０ｂ、金型Ｚ８０ｃを用いて、薄板金属板５を、金型Ｚ８０ｃ→金型Ｙ８０ｂ→金型Ｘ８０ａの順に送りながら、それぞれの金型でプレス加工を行うことにより、単位フレーム形状６２などをマトリクス状に複数配置したブロック領域６０を形成する。

【0027】

搬送部２０は、薄板金属板５を所定間隔で搬送と停止を繰り返して行い、停止中にプレス部１０によって、薄板金属板５に複数のブロック領域６０を順次形成するための搬送装置である。

【0028】

搬送部２０は、一般敵に用いられるロールフィーダ又はグリッパーフィーダと呼ばれるものである。ロールフィーダは、上下２つのロールとそれらを駆動するモータなどから構成されており、上下のロールの間に薄板金属板５を挟み、上下のロールを、送り長さ（α）分の間間欠回転させることにより薄板金属板５を送るようになっている。

【0029】

一方のグリッパーフィーダは、送りクランプと固定クランプの２つのクランプ及びそれらのクランプを開閉するためのエアーバルブやカム機構を備えている。送りクランプは薄板金属板５を挟み、開→戻り（戻り距離α）→閉→送り（送り距離α）の作動を繰り返す。固定クランプは、送りクランプが送り作動のときに開となり、その他の作動のときには閉じている。

【0030】

制御部３０は、処理部３１、入力部３２及び表示部３３を備えている（図２参照）。処理部３１は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏやハードディスクなどの外部記憶装置を備えており、プレス部１０及び搬送部２０を作動させる制御装置である。

【0031】

入力部３２は、加工条件や管理情報などを入力するための装置であり、キーボードやテンキーあるはタッチスクリーンなどである。また、表示部３３は、入力結果や加工状況を表示するための装置である、液晶ディスプレイなどである。

【0032】

ここで、図６に基づき制御部３０における制御内容について説明する。図６は、プレス機のオン／オフのタイミングを示す図である。なお、プレス機のオンとは、金型Ｘ８０ａ、金型Ｙ８０ｂ、金型Ｚ８０ｃの何れかを下降させてプレス加工を行うことをいい、オフとは、金型Ｘ８０ａ、金型Ｙ８０ｂ、金型Ｚ８０ｃの何れかを上昇させてプレス加工を行わない状態をいう。

【0033】

制御部３０では、図６に示すように、プレス部１０及び搬送部２０を下記（ア）～（オ）に示すように制御する。
（ア）薄板金属板５を搬送部２０により一方向に所定の間隔（α）だけ搬送した後、搬送停止させる。

【0034】

（イ）搬送部２０の搬送停止状態中に、金型Ｘ８０ａ及び金型Ｚ８０ｃをオン状態、金型Ｙ８０ｂをオフ状態とし、丸孔６１及び縦孔６３の打ち抜き加工を行った後、金型Ｘ８０ａ及び金型Ｚ８０ｃをオフ状態とする（図６の番号１－１参照）。
（ウ）所定の間隔（α）だけ搬送した後、搬送を停止させ、金型Ｘ８０ａ及び金型Ｙ８０ｂをオン状態、金型Ｚ８０ｃをオフ状態として丸孔６１及び単位フレーム形状６２の打ち抜き加工を行った後、金型Ｘ８０ａ及び金型Ｙ８０ｂをオフ状態とする(図６の番号１－２参照）。

【0035】

（エ）所定の間隔（α）だけ搬送しつつ、（ウ）の工程を３回繰り返す（図６の番号１－３～１－５参照）。換言すれば、（ウ）の工程を計４回繰り返す。
このように、（イ）～（エ）により、ブロック領域６０を形成する。
（オ）その後、（イ）～（エ）を繰り返すことにより、複数のブロック領域６０を順次形成していく（図６の２－１～２－５、３－１～３－５参照）。

【0036】

ここで、図１に示すように、所定の間隔（α）だけ薄板金属板５を搬送しながらブロック領域６０を形成していく際に、順次形成されていくブロック領域６０の搬送方向の所定の間隔（β）との関係が、β＝Ｎα（Ｎは整数）の関係となるようにする。αとβとをこの関係に保つことにより、上記（ア）～（オ）の加工を行うことができる。

【0037】

以上に説明したリードフレーム製造装置及び製造方法では、搬送工程により薄板金属板５を所定の間隔（α）で送りながらプレス工程により、異なる打ち抜き形状のブロック領域６０を形成していく、したがって、搬送工程で複数の金型Ｘ８０ａ、金型Ｙ８０ｂ、金型Ｚ８０ｃの数だけ、薄板金属板５を所定の間隔（α）で送れば、リードフレーム７０が製造できる。

【0038】

このとき、順次形成される複数のブロック領域６０の搬送方向の間隔（β）がブロック領域６０内における単位フレーム５０の搬送方向の間隔(α）の整数倍（Ｎ倍）となるように薄板金属板５を搬送することにより、打ち抜き形状の異なる複数の金型８０ａ，８０ｂ，８０ｃを用いてリードフレーム７０を製造することが可能となる。

【0039】

また、金型を、打ち抜き形状が異なる複数の金型Ｘ８０ａ、金型Ｙ８０ｂ、金型Ｚ８０ｃに分割することにより、個々の金型Ｘ８０ａ、金型Ｙ８０ｂ、金型Ｚ８０ｃを小さくすることができる。したがって、金型Ｘ８０ａ、金型Ｙ８０ｂ、金型Ｚ８０ｃが軽量となり取扱いも容易となる。

【0040】

［その他の実施形態］
（１）上記実施形態では、金型を金型Ｘ８０ａ、金型Ｙ８０ｂ、金型Ｚ８０ｃの３個としたが、更に多数の金型を使用してもよい。

【0041】

（２）上記実施形態では、金型Ｘ８０ａで形成される孔形状を丸孔６１、金型Ｙ８０ｂで形成される孔形状を単位フレーム形状６２、金型Ｚ８０ｃで形成される孔形状を縦孔６３としたが、リードフレーム７０で必要とされるブロック領域６０の孔形状に応じて、他の孔形状としてもよい。

【0042】

上記実施形態では、半導体素子７として略正方形形状の素子を用いたが(図２参照）、他の形状の半導体素子に適用してもよい。また、単位フレーム５０も図２に示すように略正方形形状としたが、半導体素子７の形状などによっては、長方形など正方形以外の形状としてもよい。

【符号の説明】

【0043】

１… リードフレーム製造装置 ５… 薄板金属板 ７… 半導体素子 ８… ボンディングワイヤ １０… プレス部 ２０… 搬送部 ３０… 制御部 ３１… 処理部 ３２… 入力部 ３３… 表示部 ５０… 単位フレーム ５１… 半導体素子搭載部 ５２… リード ６０… ブロック領域 ６１… 丸孔 ６２… 単位フレーム形状 ６３… 縦孔 ７０… リードフレーム ８０ａ… 金型Ｘ ８０ｂ… 金型Ｙ ８０ｃ… 金型Ｚ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】