JP3609736B2 - 放熱板付きリードフレームの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、放熱板付きリードフレームの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
放熱板付きリードフレームは、放熱板を具えた半導体装置を構成するものであり、通常、単位リードが形成されているリードフレームと、該単位リードに対応する放熱板が枠体によって支持されているヒートシンクフレームとを用いて製造する。
【０００３】
従来、この放熱板付きリードフレームを製造するには、まずリードフレームの単位リードの上方にヒートシンクフレームの放熱板を配置し、さらにその上方に打ち抜き装置（パンチ）を配置する。そしてこの打ち抜き装置を下降させてヒートシンクフレームから放熱板を打ち抜き、ついで打ち抜いた放熱板をそのまま、下方域にある単位リードの所定の位置上に載置する。
なお、この単位リードと放熱板には、互いの接合を図るため予め接合用の孔と突起がそれぞれ形成されている。
そのため、放熱板がリードフレームの所定位置に位置決め載置されると、単位リード形成された前記接合用の孔と前記放熱板の突起とが嵌合する。
その後、この接合用の孔と突起からなる嵌合部分をカシメ装置によってカシメ接合すると、リードフレームの各単位リードに放熱板が固定され、これにより放熱板付きリードフレームが完成する。
【０００４】
なお一般に、リードフレームには単位リードが複数配列形成されており、一方、ヒートシンクフレームには各単位リードに対応して放熱板が複数配列形成されている。
【０００５】
また従来は、このリードフレームの各単位リードとヒートシンクフレームの各放熱板とを、打ち抜き装置およびカシメ装置まで互いに同一方向へ向け平行に搬送し、各単位リードおよび各放熱板がそれぞれ打ち抜き装置およびカシメ装置に到達した際に、上述した放熱板の打抜き処理や接合処理を順次行って、放熱板付きリードフレームを製造するようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の放熱板付きリードフレームの製造方法では、打ち抜き装置（パンチ）を上方から下降させて放熱板をヒートシンクフレームから打ち抜き、打ち抜いた放熱板をそのまま下方域にある単位リードの所定の位置上に載置して該単位リードとカシメ接合するようにしていたから、打ち抜かれた放熱板が単位リードとカシメ接合する前に下方へ落下したり、またカシメ接合する前に放熱板が単位リードに対して位置ずれして取り付けられる場合があり、このため放熱板を単位リードに対し正確な位置でかしめることができず、この従来の放熱板付きリードフレームの製造方法では、生産性が低下したり、信頼性の高い放熱板付きリードフレームを提供することができないという問題点があった。
【０００７】
なお、このような問題点を解消するため、カシメ接合する際、打ち抜いた放熱板をバキューム等の吸着装置で吸着して単位リードに対して位置決めすることも考えられる。
【０００８】
しかしながら、吸着装置を用いると、放熱板付きリードフレームを製造する際に吸着装置のエアー配管が邪魔になるので、製造作業が複雑となって却って生産性が低下するという問題が発生する。
【０００９】
この発明は、上述した事情に鑑み、生産性の向上を図るとともに、信頼性の高い放熱板付きリードフレームを製造できる放熱板付きリードフレームの製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するため、本願第一の発明では、半導体装置の構成要素である単位リードが形成されたリードフレームと前記単位リードに対応する放熱板を外枠により支持してなるヒートシンクフレームとを用い、該ヒートシンクフレームの前記枠体から前記放熱板を切り離し該放熱板を前記単位リードに接合する放熱板付きリードフレームの製造方法において、前記ヒートシンクフレームを前記リードフレームの下方域に配置する工程と、前記リードフレームの下方域で前記ヒートシンクフレームの前記放熱板を打ち抜いて前記枠体から切り離す放熱板切り離し工程と、切り離した前記放熱板を、上方域にある前記リードフレームの前記単位リードにカシメ接合する接合工程とを有している。
また、本願第二の発明では、半導体装置の構成要素である単位リードが複数個に亘って配列形成されたリードフレームと前記各単位リードに対応して配列された複数個の放熱板を外枠により支持してなるヒートシンクフレームとを用い、該ヒートシンクフレームの前記枠体から前記各放熱板を切り離し、該各放熱板を対応する前記各単位リードに接合する放熱板付きリードフレームの製造方法において、前記ヒートシンクフレームを前記リードフレームの下方域に配設するとともに、前記ヒートシンクの前記各放熱板と前記リードフレームの前記各単位リードとを互いに直交するように搬送する搬送工程と、該搬送工程中に、前記リードフレームの前記各単位リードの下方域で、該各単位リードに対応する前記ヒートシンクフレームの前記各放熱板を下方向より打ち抜いて前記枠体から切り離す放熱板切り離し工程と、前記搬送工程中に、前記放熱板切り離し工程により切り離した前記各放熱板を、上方域にある対応する前記リードフレームの前記各単位リードにカシメ接合する接合工程とを有している。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係る放熱板付きリードフレームの製造方法を、実施例で詳述する。
【００１２】
図１は、この発明に係る放熱板付きリードフレームの製造方法に用いられるリードフレーム１とヒートシンクフレーム２の要部概念平面図である。
この実施例の製造方法では、半導体装置の構成要素である単位リード１Ａが形成されたリードフレーム１と、単位リード１Ａに対応する放熱板２Ａが配設されたヒートシンクフレーム２とを使用する。
【００１３】
このうち、リードフレーム１には、複数個の単位リード１Ａが帯板１Ｂに沿って一列に配列形成されている。
また、このリードフレーム１の各単位リード１Ａは、中央部にパッド１ａを有するとともに、該パッド１ａの四隅を支持するサポートバー１ｂ、およびパッド１ａの周囲を囲む多数本のインナーリード１ｃを備えている。また、各単位リード１Ａには、パッド１ａの略中央を挟んで対向する位置に、一対の孔１ｄが形成されている。
また、リードフレーム１の帯板１Ｂには、その両側縁部にスプロケット・ホール１ｈが所定のピッチで形成されている。
【００１４】
一方、ヒートシンクフレーム２には、リードフレーム１の各単位リード１Ａに対応する放熱板２Ａが、複数個に亘ってフレーム本体２Ｂに沿って一列に配列形成されている。
この各放熱板２Ａは、それぞれサポートバー２ａを介し、帯板からなるフレーム本体（外枠）２Ｂに支持されている。また、各放熱板２Ａには、各単位リード１Ａの一対の孔１ｄに対応する一対の突起２ｄが突設されている。
また、ヒートシンクフレーム２のフレーム本体２Ｂには、その両側縁部にスプロケット・ホール２ｈが所定ピッチで配設されている。
【００１５】
次に、この発明の放熱板付きリードフレームの製造方法に用いられる製造装置について説明する。
図２は、この発明の放熱板付きリードフレームの製造方法で使用する製造装置の要部概念平面図である。
この図２の製造装置２１は、打ち抜き装置２２と、該打抜き装置の上方域に配置される第一のカシメ装置２３と、打ち抜き装置２２と第一のカシメ装置２３の近傍に配設される第二のカシメ装置２４とから構成されている。
【００１６】
このうち、打ち抜き装置２２は、製造装置２１の要部概念断面図で示す図３のように、下型パンチ２２ａとダイ２２ｂとから構成されており、このうちのダイ２２ｂには、前述した放熱板２Ａに対応する形状の打抜き孔２２ｃが形成されている。また第一のカシメ装置２３は、上型パンチ２３ａから構成されている。
【００１７】
また第２のカシメ装置２４は、図２で示すように、打ち抜き装置２２および第１のカシメ装置２３に対し図面右側に配置されている。
なお、この第２のカシメ装置２４は、図１１で示すように、上型パンチ２４ａと下型パンチ２４ｂとから構成されている。
【００１８】
次に、このような構成の製造装置２１を用いて行われる本願発明の放熱板付きリードフレームの製造方法について説明する。
【００１９】
まず、ヒートシンクフレーム２をリードフレーム１の下方域に配置するとともに、図２で示すようにヒートシンクフレーム２の各放熱板２Ａとリードフレーム１の各単位リード１Ａとが、互いに打ち抜き装置２２および第一のカシメ装置２３が配設された位置で直交するように搬送する。
具体的には、リードフレーム１の各単位リード１Ａを、図２の矢印Ａで示すように、打ち抜き装置２２および第一のカシメ装置２３に対し、図２の図面左側から第二のカシメ装置２４へ向け搬送する。また、ヒートシンクフレーム２の各放熱板２Ａを、矢印Ｂで示すように、打ち抜き装置２２および第１のカシメ装置２３に対し、図面下側から図面上側へ向け搬送する。
【００２０】
また、このように各単位リード１Ａと各放熱板２Ａとを搬送する場合、各単位リード１Ａと対応する各放熱板２Ａとが同時に打ち抜き装置２２および第一のカシメ装置２３に達するように、同期して搬送させる。
なお、ここでヒートシンクフレーム２の各スプロケット・ホール２ｈおよびリードフレーム１の各スプロケット・ホール１ｈは、各放熱板２Ａと各単位リード１Ａをそれぞれ同期して搬送するために用いられる。
【００２１】
一方、このように搬送される各放熱板２Ａと各単位リード１Ａが、図２の打ち抜き装置２２および第一のカシメ装置２３に達すると、各単位リード１Ａと各放熱板２Ａは、それぞれ、打抜き装置２２およびカシメ装置２３に対し一定位置に位置決めされ、これにより各単位リード１Ａと各放熱板２Ａは相対向するように位置決めされる。
すなわち、図２の製造装置２１の要部概念断面図である図４のように、各放熱板２Ａが、打ち抜装置２２の下型パンチ２２ａ上の所定位置に載置されると、対応する各単位リード１Ａは、打ち抜装置２２のダイ２２ｂと第一のカシメ装置２３の上型パンチ２３ａとの間の所定の位置に配置される。
なお図４の符号２ｆは、ヒートシンクフレーム２の各放熱板２Ａの裏面に形成された位置決め用の凹部であり、符号２２ｄは、該凹部２ｆに嵌合して放熱板２Ａを所定位置に位置決めする下型パンチ２２ａの突起である。
【００２２】
ここで、図４の矢印Ｃで示すように打抜き装置２２の下型パンチ２２ａを上昇させる。すると、リードフレーム１の単位リード１Ａの下方域で、ヒートシンクフレーム２のサポートバー２ａが、下型パンチ２２ａによってダイ２２ｂの打抜き孔２２ｃ内に嵌入し、これにより図５で示すように、放熱板２Ａが下方向より打ち抜かれフレーム本体２Ｂから切り離される。なお具体的には放熱板２Ａのみがサポートバー２ａから切り離される。
【００２３】
またこの打ち抜き工程によって生じたヒートシンク２の廃品部分、すなわちサポートバー２ａおよびフレーム本体２Ｂは、上述したヒートシンクフレーム２の送りにより、図２で示すように、打抜き装置１に対し図面上側の位置でスクラップ（回収）される。
【００２４】
一方、切り離された放熱板２Ａは図５で示すように下型パンチ２２ａ上に載置されつつ、該下型パンチ２２ａにより図５の矢印Ｄで示すように上昇する。
すると図６で示すように、放熱板２Ａの一対の突起２ｄが、上方域にある単位リード１Ａの対応する一対の孔１ｄに嵌合する。ここで、図６の矢印Ｅで示すように第一のカシメ装置２３の上型パンチ２３ａを下降させて該上型パンチ２３ａで嵌合部分の突起２ｄを押圧すると、図７で示すように、放熱板２Ａの一対の突起２ｄと単位リード１Ａの一対の孔１ｄとが仮接合される。
【００２５】
また、この図７で示す仮接合の後、第一のカシメ装置２３の上型パンチ２３ａを矢印Ｆで示すように上昇させて第一のカシメ装置２３を初期状態に復帰させ、その後図８の矢印Ｇで示すように、打抜き装置２２の下型パンチ２２ａに下降させて打抜き装置２２を初期状態に復帰させた後、図９および仮接合された放熱板２Ａおよび単位リード１Ａの様子を示す概念背面図である図１０で示すように、仮接合された放熱板２Ａと単位リード１Ａとを、上述したリードフレーム１の送りにより第二のカシメ装置２４（図２）へ向け搬送する。
【００２６】
また、初期状態に復帰した打ち抜き装置２２および第一のカシメ装置２３は、次に搬送されてくる放熱板２Ａと単位リード１Ａの加工処理を行うために待機する。
なお図１０では、放熱板２Ａの前記凹部２ｆの図示を省略している。
【００２７】
一方、製造装置２１の要部概念断面図である図１１で示すように、仮接合された単位リード１Ａと放熱板２Ａが第二のカシメ装置２４に搬送され、その下型パンチ２４ｂ上の所定位置に載置された場合には、矢印Ｈで示すように、第二のカシメ装置２４の上型パンチ２４ａを下降させて該上型パンチ２４ａで接合部分の突起２ｄを再び押圧する。
すると、図１２で示すように、仮接合されていた放熱板２Ａと単位リード１Ａとが一体化され（本カシメ接合され）、これにより放熱板付きリードフレーム１１が完成する。なおこの接合により、仮接合部分である突起２ｄは凸状形状に変形する。
なお、図１１および図１２の符号２４ｃは、第二のカシメ装置２４の下型パンチ２４ｂに形成された突起であって、該突起２４ｃは放熱板２Ａの前記凹部２ｆに嵌合して該放熱板２Ａを所定位置に位置決めしている。
【００２８】
またこの接合工程の後、図１２で示す上型パンチ２４ａを、矢印Ｊで示すように上昇して図１３で示す初期状態に復帰させる。すると、完成された放熱板付きリードフレーム１１は、図２で示すように、上述したリードフレーム１の送りにより、第二のカシメ装置２４を通過し、さらに図面右方向へ搬送される。
【００２９】
そして、図１４で示すように、この放熱板付きリードフレーム１１に対し樹脂モールドが行われると半導体装置１５が形成され、またこの各半導体装置１５が放熱板付きリードフレーム１１から切り離されることにより（後加工処理の後）、半導体装置１５が完成する。
なお、この半導体装置１５の製造に際し、パッド１ａへの半導体チップ１２の搭載や、半導体チップ１２とインナーリード１ｃとのワイヤボンディング等は、樹脂モールドに先行して実施されることはいうまでもない。また図１４の符号１３は、パッケージを示している。
【００３０】
また、図１３で示すように初期状態に復帰した第二のカシメ装置２４は、次に搬送されてくる放熱板２Ａと単位リード１Ａの加工処理を行うために待機する。なお、この第二のカシメ装置２４は、打抜き装置２２および第一のカシメ装置２３と同期して動作される。
【００３１】
以上で説明した本願発明の放熱板付きリードフレームの製造方法によると、リードフレーム１の単位リード１Ａの下方域で、該単位リード１Ａに対応するヒートシンクフレーム２の放熱板２Ａを下方向より打ち抜いて枠体２Ｂから切り離し、切り離した放熱板２Ａを、上方域にあるリードフレーム１の単位リード１Ａに仮接合するから、打ち抜かれた放熱板２Ａが単位リード１Ａとカシメ接合する前に下方に落下する虞は可及的に防止される。したがって、放熱板付きリードフレーム１１の生産性が向上する。
【００３２】
また、この製造方法では、放熱板２Ａを下型パンチ２２ａに載置した状態で単位リード１Ａとカシメ接合するので、該放熱板２Ａが単位リード１Ａに対し位置ずれする虞を可及的に防止することができる。そのため、放熱板２Ａを単位リード１Ａに対し正確な位置にかしめることができ、信頼性の高い放熱板付きリードフレーム１１を提供することができる。
【００３３】
また、打ち抜いた放熱板２Ａを単位リード１Ａにカシメ接合する際、従来のように吸着装置で放熱板２Ａを吸着し該放熱板２Ａを単位リード１Ａに対し位置決めする必要はないから、製造の際、吸着装置が邪魔になることはなく、そのため製造作業が簡単となって、生産性が向上する。
【００３４】
また、本願発明の製造方法によれば、放熱板２Ａと単位リード１Ａとの接合を行う場合に、放熱板２Ａを打抜いた後の下型パンチ２２ａの上昇速度を、該放熱板２Ａを打抜く際の下型パンチ２２ａの上昇速度より遅くなるように上昇速度を変更することもできる。このようにすると、打抜いた放熱板２Ａの突起２ｄを単位リード１Ａの孔１ｄに対しさらに正確に位置に位置決めをすることができるので、放熱板２Ａを単位リード１Ａに対し、より正確な位置にかしめることができ、これにより一層信頼性の高い放熱板付きリードフレーム１１を製造することができる。
【００３５】
また、この実施例の製造方法では、単位リード１Ａと放熱板２Ａとをカシメ接合する接合工程を、第１のカシメ装置２３によって仮接合する工程（第一の接合工程）と、第２のカシメ装置２４によってさらに接合する工程（第二の接合工程）の２工程によって行っているから、放熱板２Ａと単位リード１Ａとの接合が確実かつ強固となり、そのため一層信頼性の高い放熱板付きリードフレーム１１を提供することができる。
【００３６】
なお、本願発明の製造方法では、放熱板２Ａと単位リード１Ａとの接合工程を、上記２工程としたがこの工程に限定されず、１工程で行うようにしてもよい。またこの接合工程を１工程で行うには、１つのカシメ装置、たとえば第一のカシメ装置２３のみにより本カシメ接合すればよく、そのようにすると、放熱板２Ａの抜き取り後、該放熱板２Ａを直ちに単位リード１Ａと一体化することができるので、放熱板付きリードフレーム１１を迅速に製造することができる。
【００３７】
また本願発明の製造方法では、ヒートシンクフレーム２の各放熱板２Ａとリードフレーム１の各単位リード１Ａとを、打抜き装置２２が配設された位置で互いに直交するように搬送しているから、打ち抜き工程によって発生したヒートシンク２の廃品部分を、半導体装置１５を形成するリードフレーム１の搬送ラインから離れた位置で回収でき、これにより製造作業が従来に比し簡単となって、一層生産性が向上する。
【００３８】
また、本願発明の製造方法では、単位リード１Ａを複数個に亘って配列形成したリードフレーム１と、該単位リード１Ａに対応して配設された複数個の放熱板２Ａのヒートシンクフレーム２とを使用するとともに、単位リード１Ａと放熱板２Ａとを連続して搬送させ、その間に、上記放熱板打抜き工程および接合工程を順次行うから、放熱板付きリードフレーム１１を連続して製造でき、これにより生産性を大幅に向上させることができる。
【００３９】
なお本実施例では、放熱板リードフレーム１１を製造するにあたり、リードフレーム１として、ダイパッドを有するタイプのリードフレームを使用したが、本願発明で用いるリードフレーム１はこのタイプのリードフレームに限定されず、ダイパットを有していないタイプのリードフレームであってもよい。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本願第一の発明の放熱板付きリードフレームの製造方法では、ヒートシンクフレームをリードフレームの下方域に配置する工程と、リードフレームの下方域でヒートシンクフレームの放熱板を打ち抜いて枠体から切り離す放熱板切り離し工程と、切り離した放熱板を、上方域にあるリードフレームの単位リードにカシメ接合する接合工程とを有しているから、打ち抜かれた放熱板が単位リードとカシメ接合する前に下方に落下する虞は可及的に防止され、これにより生産性が向上するとともに、放熱板を打ち抜き装置のパンチ上に載置した状態で該放熱板と単位リードとをカシメ接合するため、該放熱板を単位リードに対し位置ずれする虞もなく正確な位置に固定することができ、これにより信頼性の高い放熱板付きリードフレームを製造することができる。しかも、打ち抜いた放熱板を単位リードにカシメ接合する際、従来のように吸着装置を使用しなくてもよいから、その分、製造作業が簡単となって生産性が向上する。
また、本願第二の発明の放熱板付きリードフレームの製造方法では、ヒートシンクフレームをリードフレームの下方域に配設するとともに、ヒートシンクの各放熱板とリードフレームの各単位リードとを互いに直交するように搬送する搬送工程と、該搬送工程中に、リードフレームの各単位リードの下方域で、該各単位リードに対応するヒートシンクフレームの各放熱板を下方向より打ち抜いて枠体から切り離す放熱板切り離し工程と、搬送工程中に、放熱板切り離し工程により切り離した各放熱板を、上方域にある対応するリードフレームの各単位リードにカシメ接合する接合工程とを有しているから、打ち抜かれた放熱板が単位リードとカシメ接合する前に下方に落下する虞は可及的に防止され、これにより生産性が向上するとともに、放熱板を打ち抜き装置のパンチ上に載置した状態で該放熱板と単位リードとをカシメ接合するため、該放熱板を単位リードに対し位置ずれする虞もなく正確な位置に固定することができ、これにより信頼性の高い放熱板付きリードフレームを製造することができる。しかも、打ち抜いた放熱板を単位リードにカシメ接合する際、従来のように吸着装置を使用しなくてもよいから、その分、製造作業が簡単となって生産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明に係る放熱板付きリードフレームの製造方法に用いられるリードフレームおよびヒートシンクフレームの要部概念平面図。
【図２】図２は、この発明に係る放熱板付きリードフレームの製造方法に用いられる製造装置の要部概念平面図。
【図３】図２の製造装置の要部概念断面図で、引き抜き装置および第一のカシメ装置を示す図。
【図４】図４は、図２の製造装置の要部概念断面図で、リードフレームの単位リードとヒートシンクフレームの放熱板とが、引き抜き装置および第一のカシメ装置に搬送された様子を示す図。
【図５】図５は、図２の製造装置の要部概念断面図で、図４の放熱板をヒートシンクフレームの枠体から切り離す様子を示す図。
【図６】図６は、図２の製造装置の要部概念断面図で、図５の放熱板の突起が単位リードの孔に嵌合した様子を示す図。
【図７】図７は、図２の製造装置の要部概念断面図で、第一のカシメ装置が図６の放熱板と単位リードとを仮接合する様子を示す図。
【図８】図８は、図２の製造装置の要部概念断面図で、図７の第一のカシメ装置が初期状態に復帰した様子を示す図。
【図９】図９は、図２の製造装置の要部概念断面図で、図８の引き抜き装置が初期状態に復帰した様子を示す図。
【図１０】図１０は、仮接合された放熱板と単位リードを示す概念背面図。
【図１１】図１１は、図２の製造装置の要部概念断面図で、図７の仮接合された放熱板と単位リードとが、第二のカシメ装置に搬送された様子を示す図。
【図１２】図１２は、図２の製造装置の要部概念断面図で、図１１の第二のカシメ装置が仮接合された放熱板と単位リードを一体化する様子を示す図。
【図１３】図１３は、図２の製造装置の要部概念断面図で、図１２の第二のカシメ装置が初期状態に復帰した様子を示す図。
【図１４】図１４は、この発明に係る放熱板付きリードフレームの製造方法により製造された放熱板付きリードフレームから製造される半導体装置を示す概念断面図。
【符号の説明】
１…リードフレーム
１Ａ…単位リード
２…ヒートシンクフレーム
２Ａ…放熱板
２Ｂ…外枠
１１…放熱板付きリードフレーム
１５…半導体装置
【発明の属する技術分野】
この発明は、放熱板付きリードフレームの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
放熱板付きリードフレームは、放熱板を具えた半導体装置を構成するものであり、通常、単位リードが形成されているリードフレームと、該単位リードに対応する放熱板が枠体によって支持されているヒートシンクフレームとを用いて製造する。
【０００３】
従来、この放熱板付きリードフレームを製造するには、まずリードフレームの単位リードの上方にヒートシンクフレームの放熱板を配置し、さらにその上方に打ち抜き装置（パンチ）を配置する。そしてこの打ち抜き装置を下降させてヒートシンクフレームから放熱板を打ち抜き、ついで打ち抜いた放熱板をそのまま、下方域にある単位リードの所定の位置上に載置する。
なお、この単位リードと放熱板には、互いの接合を図るため予め接合用の孔と突起がそれぞれ形成されている。
そのため、放熱板がリードフレームの所定位置に位置決め載置されると、単位リード形成された前記接合用の孔と前記放熱板の突起とが嵌合する。
その後、この接合用の孔と突起からなる嵌合部分をカシメ装置によってカシメ接合すると、リードフレームの各単位リードに放熱板が固定され、これにより放熱板付きリードフレームが完成する。
【０００４】
なお一般に、リードフレームには単位リードが複数配列形成されており、一方、ヒートシンクフレームには各単位リードに対応して放熱板が複数配列形成されている。
【０００５】
また従来は、このリードフレームの各単位リードとヒートシンクフレームの各放熱板とを、打ち抜き装置およびカシメ装置まで互いに同一方向へ向け平行に搬送し、各単位リードおよび各放熱板がそれぞれ打ち抜き装置およびカシメ装置に到達した際に、上述した放熱板の打抜き処理や接合処理を順次行って、放熱板付きリードフレームを製造するようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の放熱板付きリードフレームの製造方法では、打ち抜き装置（パンチ）を上方から下降させて放熱板をヒートシンクフレームから打ち抜き、打ち抜いた放熱板をそのまま下方域にある単位リードの所定の位置上に載置して該単位リードとカシメ接合するようにしていたから、打ち抜かれた放熱板が単位リードとカシメ接合する前に下方へ落下したり、またカシメ接合する前に放熱板が単位リードに対して位置ずれして取り付けられる場合があり、このため放熱板を単位リードに対し正確な位置でかしめることができず、この従来の放熱板付きリードフレームの製造方法では、生産性が低下したり、信頼性の高い放熱板付きリードフレームを提供することができないという問題点があった。
【０００７】
なお、このような問題点を解消するため、カシメ接合する際、打ち抜いた放熱板をバキューム等の吸着装置で吸着して単位リードに対して位置決めすることも考えられる。
【０００８】
しかしながら、吸着装置を用いると、放熱板付きリードフレームを製造する際に吸着装置のエアー配管が邪魔になるので、製造作業が複雑となって却って生産性が低下するという問題が発生する。
【０００９】
この発明は、上述した事情に鑑み、生産性の向上を図るとともに、信頼性の高い放熱板付きリードフレームを製造できる放熱板付きリードフレームの製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するため、本願第一の発明では、半導体装置の構成要素である単位リードが形成されたリードフレームと前記単位リードに対応する放熱板を外枠により支持してなるヒートシンクフレームとを用い、該ヒートシンクフレームの前記枠体から前記放熱板を切り離し該放熱板を前記単位リードに接合する放熱板付きリードフレームの製造方法において、前記ヒートシンクフレームを前記リードフレームの下方域に配置する工程と、前記リードフレームの下方域で前記ヒートシンクフレームの前記放熱板を打ち抜いて前記枠体から切り離す放熱板切り離し工程と、切り離した前記放熱板を、上方域にある前記リードフレームの前記単位リードにカシメ接合する接合工程とを有している。
また、本願第二の発明では、半導体装置の構成要素である単位リードが複数個に亘って配列形成されたリードフレームと前記各単位リードに対応して配列された複数個の放熱板を外枠により支持してなるヒートシンクフレームとを用い、該ヒートシンクフレームの前記枠体から前記各放熱板を切り離し、該各放熱板を対応する前記各単位リードに接合する放熱板付きリードフレームの製造方法において、前記ヒートシンクフレームを前記リードフレームの下方域に配設するとともに、前記ヒートシンクの前記各放熱板と前記リードフレームの前記各単位リードとを互いに直交するように搬送する搬送工程と、該搬送工程中に、前記リードフレームの前記各単位リードの下方域で、該各単位リードに対応する前記ヒートシンクフレームの前記各放熱板を下方向より打ち抜いて前記枠体から切り離す放熱板切り離し工程と、前記搬送工程中に、前記放熱板切り離し工程により切り離した前記各放熱板を、上方域にある対応する前記リードフレームの前記各単位リードにカシメ接合する接合工程とを有している。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係る放熱板付きリードフレームの製造方法を、実施例で詳述する。
【００１２】
図１は、この発明に係る放熱板付きリードフレームの製造方法に用いられるリードフレーム１とヒートシンクフレーム２の要部概念平面図である。
この実施例の製造方法では、半導体装置の構成要素である単位リード１Ａが形成されたリードフレーム１と、単位リード１Ａに対応する放熱板２Ａが配設されたヒートシンクフレーム２とを使用する。
【００１３】
このうち、リードフレーム１には、複数個の単位リード１Ａが帯板１Ｂに沿って一列に配列形成されている。
また、このリードフレーム１の各単位リード１Ａは、中央部にパッド１ａを有するとともに、該パッド１ａの四隅を支持するサポートバー１ｂ、およびパッド１ａの周囲を囲む多数本のインナーリード１ｃを備えている。また、各単位リード１Ａには、パッド１ａの略中央を挟んで対向する位置に、一対の孔１ｄが形成されている。
また、リードフレーム１の帯板１Ｂには、その両側縁部にスプロケット・ホール１ｈが所定のピッチで形成されている。
【００１４】
一方、ヒートシンクフレーム２には、リードフレーム１の各単位リード１Ａに対応する放熱板２Ａが、複数個に亘ってフレーム本体２Ｂに沿って一列に配列形成されている。
この各放熱板２Ａは、それぞれサポートバー２ａを介し、帯板からなるフレーム本体（外枠）２Ｂに支持されている。また、各放熱板２Ａには、各単位リード１Ａの一対の孔１ｄに対応する一対の突起２ｄが突設されている。
また、ヒートシンクフレーム２のフレーム本体２Ｂには、その両側縁部にスプロケット・ホール２ｈが所定ピッチで配設されている。
【００１５】
次に、この発明の放熱板付きリードフレームの製造方法に用いられる製造装置について説明する。
図２は、この発明の放熱板付きリードフレームの製造方法で使用する製造装置の要部概念平面図である。
この図２の製造装置２１は、打ち抜き装置２２と、該打抜き装置の上方域に配置される第一のカシメ装置２３と、打ち抜き装置２２と第一のカシメ装置２３の近傍に配設される第二のカシメ装置２４とから構成されている。
【００１６】
このうち、打ち抜き装置２２は、製造装置２１の要部概念断面図で示す図３のように、下型パンチ２２ａとダイ２２ｂとから構成されており、このうちのダイ２２ｂには、前述した放熱板２Ａに対応する形状の打抜き孔２２ｃが形成されている。また第一のカシメ装置２３は、上型パンチ２３ａから構成されている。
【００１７】
また第２のカシメ装置２４は、図２で示すように、打ち抜き装置２２および第１のカシメ装置２３に対し図面右側に配置されている。
なお、この第２のカシメ装置２４は、図１１で示すように、上型パンチ２４ａと下型パンチ２４ｂとから構成されている。
【００１８】
次に、このような構成の製造装置２１を用いて行われる本願発明の放熱板付きリードフレームの製造方法について説明する。
【００１９】
まず、ヒートシンクフレーム２をリードフレーム１の下方域に配置するとともに、図２で示すようにヒートシンクフレーム２の各放熱板２Ａとリードフレーム１の各単位リード１Ａとが、互いに打ち抜き装置２２および第一のカシメ装置２３が配設された位置で直交するように搬送する。
具体的には、リードフレーム１の各単位リード１Ａを、図２の矢印Ａで示すように、打ち抜き装置２２および第一のカシメ装置２３に対し、図２の図面左側から第二のカシメ装置２４へ向け搬送する。また、ヒートシンクフレーム２の各放熱板２Ａを、矢印Ｂで示すように、打ち抜き装置２２および第１のカシメ装置２３に対し、図面下側から図面上側へ向け搬送する。
【００２０】
また、このように各単位リード１Ａと各放熱板２Ａとを搬送する場合、各単位リード１Ａと対応する各放熱板２Ａとが同時に打ち抜き装置２２および第一のカシメ装置２３に達するように、同期して搬送させる。
なお、ここでヒートシンクフレーム２の各スプロケット・ホール２ｈおよびリードフレーム１の各スプロケット・ホール１ｈは、各放熱板２Ａと各単位リード１Ａをそれぞれ同期して搬送するために用いられる。
【００２１】
一方、このように搬送される各放熱板２Ａと各単位リード１Ａが、図２の打ち抜き装置２２および第一のカシメ装置２３に達すると、各単位リード１Ａと各放熱板２Ａは、それぞれ、打抜き装置２２およびカシメ装置２３に対し一定位置に位置決めされ、これにより各単位リード１Ａと各放熱板２Ａは相対向するように位置決めされる。
すなわち、図２の製造装置２１の要部概念断面図である図４のように、各放熱板２Ａが、打ち抜装置２２の下型パンチ２２ａ上の所定位置に載置されると、対応する各単位リード１Ａは、打ち抜装置２２のダイ２２ｂと第一のカシメ装置２３の上型パンチ２３ａとの間の所定の位置に配置される。
なお図４の符号２ｆは、ヒートシンクフレーム２の各放熱板２Ａの裏面に形成された位置決め用の凹部であり、符号２２ｄは、該凹部２ｆに嵌合して放熱板２Ａを所定位置に位置決めする下型パンチ２２ａの突起である。
【００２２】
ここで、図４の矢印Ｃで示すように打抜き装置２２の下型パンチ２２ａを上昇させる。すると、リードフレーム１の単位リード１Ａの下方域で、ヒートシンクフレーム２のサポートバー２ａが、下型パンチ２２ａによってダイ２２ｂの打抜き孔２２ｃ内に嵌入し、これにより図５で示すように、放熱板２Ａが下方向より打ち抜かれフレーム本体２Ｂから切り離される。なお具体的には放熱板２Ａのみがサポートバー２ａから切り離される。
【００２３】
またこの打ち抜き工程によって生じたヒートシンク２の廃品部分、すなわちサポートバー２ａおよびフレーム本体２Ｂは、上述したヒートシンクフレーム２の送りにより、図２で示すように、打抜き装置１に対し図面上側の位置でスクラップ（回収）される。
【００２４】
一方、切り離された放熱板２Ａは図５で示すように下型パンチ２２ａ上に載置されつつ、該下型パンチ２２ａにより図５の矢印Ｄで示すように上昇する。
すると図６で示すように、放熱板２Ａの一対の突起２ｄが、上方域にある単位リード１Ａの対応する一対の孔１ｄに嵌合する。ここで、図６の矢印Ｅで示すように第一のカシメ装置２３の上型パンチ２３ａを下降させて該上型パンチ２３ａで嵌合部分の突起２ｄを押圧すると、図７で示すように、放熱板２Ａの一対の突起２ｄと単位リード１Ａの一対の孔１ｄとが仮接合される。
【００２５】
また、この図７で示す仮接合の後、第一のカシメ装置２３の上型パンチ２３ａを矢印Ｆで示すように上昇させて第一のカシメ装置２３を初期状態に復帰させ、その後図８の矢印Ｇで示すように、打抜き装置２２の下型パンチ２２ａに下降させて打抜き装置２２を初期状態に復帰させた後、図９および仮接合された放熱板２Ａおよび単位リード１Ａの様子を示す概念背面図である図１０で示すように、仮接合された放熱板２Ａと単位リード１Ａとを、上述したリードフレーム１の送りにより第二のカシメ装置２４（図２）へ向け搬送する。
【００２６】
また、初期状態に復帰した打ち抜き装置２２および第一のカシメ装置２３は、次に搬送されてくる放熱板２Ａと単位リード１Ａの加工処理を行うために待機する。
なお図１０では、放熱板２Ａの前記凹部２ｆの図示を省略している。
【００２７】
一方、製造装置２１の要部概念断面図である図１１で示すように、仮接合された単位リード１Ａと放熱板２Ａが第二のカシメ装置２４に搬送され、その下型パンチ２４ｂ上の所定位置に載置された場合には、矢印Ｈで示すように、第二のカシメ装置２４の上型パンチ２４ａを下降させて該上型パンチ２４ａで接合部分の突起２ｄを再び押圧する。
すると、図１２で示すように、仮接合されていた放熱板２Ａと単位リード１Ａとが一体化され（本カシメ接合され）、これにより放熱板付きリードフレーム１１が完成する。なおこの接合により、仮接合部分である突起２ｄは凸状形状に変形する。
なお、図１１および図１２の符号２４ｃは、第二のカシメ装置２４の下型パンチ２４ｂに形成された突起であって、該突起２４ｃは放熱板２Ａの前記凹部２ｆに嵌合して該放熱板２Ａを所定位置に位置決めしている。
【００２８】
またこの接合工程の後、図１２で示す上型パンチ２４ａを、矢印Ｊで示すように上昇して図１３で示す初期状態に復帰させる。すると、完成された放熱板付きリードフレーム１１は、図２で示すように、上述したリードフレーム１の送りにより、第二のカシメ装置２４を通過し、さらに図面右方向へ搬送される。
【００２９】
そして、図１４で示すように、この放熱板付きリードフレーム１１に対し樹脂モールドが行われると半導体装置１５が形成され、またこの各半導体装置１５が放熱板付きリードフレーム１１から切り離されることにより（後加工処理の後）、半導体装置１５が完成する。
なお、この半導体装置１５の製造に際し、パッド１ａへの半導体チップ１２の搭載や、半導体チップ１２とインナーリード１ｃとのワイヤボンディング等は、樹脂モールドに先行して実施されることはいうまでもない。また図１４の符号１３は、パッケージを示している。
【００３０】
また、図１３で示すように初期状態に復帰した第二のカシメ装置２４は、次に搬送されてくる放熱板２Ａと単位リード１Ａの加工処理を行うために待機する。なお、この第二のカシメ装置２４は、打抜き装置２２および第一のカシメ装置２３と同期して動作される。
【００３１】
以上で説明した本願発明の放熱板付きリードフレームの製造方法によると、リードフレーム１の単位リード１Ａの下方域で、該単位リード１Ａに対応するヒートシンクフレーム２の放熱板２Ａを下方向より打ち抜いて枠体２Ｂから切り離し、切り離した放熱板２Ａを、上方域にあるリードフレーム１の単位リード１Ａに仮接合するから、打ち抜かれた放熱板２Ａが単位リード１Ａとカシメ接合する前に下方に落下する虞は可及的に防止される。したがって、放熱板付きリードフレーム１１の生産性が向上する。
【００３２】
また、この製造方法では、放熱板２Ａを下型パンチ２２ａに載置した状態で単位リード１Ａとカシメ接合するので、該放熱板２Ａが単位リード１Ａに対し位置ずれする虞を可及的に防止することができる。そのため、放熱板２Ａを単位リード１Ａに対し正確な位置にかしめることができ、信頼性の高い放熱板付きリードフレーム１１を提供することができる。
【００３３】
また、打ち抜いた放熱板２Ａを単位リード１Ａにカシメ接合する際、従来のように吸着装置で放熱板２Ａを吸着し該放熱板２Ａを単位リード１Ａに対し位置決めする必要はないから、製造の際、吸着装置が邪魔になることはなく、そのため製造作業が簡単となって、生産性が向上する。
【００３４】
また、本願発明の製造方法によれば、放熱板２Ａと単位リード１Ａとの接合を行う場合に、放熱板２Ａを打抜いた後の下型パンチ２２ａの上昇速度を、該放熱板２Ａを打抜く際の下型パンチ２２ａの上昇速度より遅くなるように上昇速度を変更することもできる。このようにすると、打抜いた放熱板２Ａの突起２ｄを単位リード１Ａの孔１ｄに対しさらに正確に位置に位置決めをすることができるので、放熱板２Ａを単位リード１Ａに対し、より正確な位置にかしめることができ、これにより一層信頼性の高い放熱板付きリードフレーム１１を製造することができる。
【００３５】
また、この実施例の製造方法では、単位リード１Ａと放熱板２Ａとをカシメ接合する接合工程を、第１のカシメ装置２３によって仮接合する工程（第一の接合工程）と、第２のカシメ装置２４によってさらに接合する工程（第二の接合工程）の２工程によって行っているから、放熱板２Ａと単位リード１Ａとの接合が確実かつ強固となり、そのため一層信頼性の高い放熱板付きリードフレーム１１を提供することができる。
【００３６】
なお、本願発明の製造方法では、放熱板２Ａと単位リード１Ａとの接合工程を、上記２工程としたがこの工程に限定されず、１工程で行うようにしてもよい。またこの接合工程を１工程で行うには、１つのカシメ装置、たとえば第一のカシメ装置２３のみにより本カシメ接合すればよく、そのようにすると、放熱板２Ａの抜き取り後、該放熱板２Ａを直ちに単位リード１Ａと一体化することができるので、放熱板付きリードフレーム１１を迅速に製造することができる。
【００３７】
また本願発明の製造方法では、ヒートシンクフレーム２の各放熱板２Ａとリードフレーム１の各単位リード１Ａとを、打抜き装置２２が配設された位置で互いに直交するように搬送しているから、打ち抜き工程によって発生したヒートシンク２の廃品部分を、半導体装置１５を形成するリードフレーム１の搬送ラインから離れた位置で回収でき、これにより製造作業が従来に比し簡単となって、一層生産性が向上する。
【００３８】
また、本願発明の製造方法では、単位リード１Ａを複数個に亘って配列形成したリードフレーム１と、該単位リード１Ａに対応して配設された複数個の放熱板２Ａのヒートシンクフレーム２とを使用するとともに、単位リード１Ａと放熱板２Ａとを連続して搬送させ、その間に、上記放熱板打抜き工程および接合工程を順次行うから、放熱板付きリードフレーム１１を連続して製造でき、これにより生産性を大幅に向上させることができる。
【００３９】
なお本実施例では、放熱板リードフレーム１１を製造するにあたり、リードフレーム１として、ダイパッドを有するタイプのリードフレームを使用したが、本願発明で用いるリードフレーム１はこのタイプのリードフレームに限定されず、ダイパットを有していないタイプのリードフレームであってもよい。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本願第一の発明の放熱板付きリードフレームの製造方法では、ヒートシンクフレームをリードフレームの下方域に配置する工程と、リードフレームの下方域でヒートシンクフレームの放熱板を打ち抜いて枠体から切り離す放熱板切り離し工程と、切り離した放熱板を、上方域にあるリードフレームの単位リードにカシメ接合する接合工程とを有しているから、打ち抜かれた放熱板が単位リードとカシメ接合する前に下方に落下する虞は可及的に防止され、これにより生産性が向上するとともに、放熱板を打ち抜き装置のパンチ上に載置した状態で該放熱板と単位リードとをカシメ接合するため、該放熱板を単位リードに対し位置ずれする虞もなく正確な位置に固定することができ、これにより信頼性の高い放熱板付きリードフレームを製造することができる。しかも、打ち抜いた放熱板を単位リードにカシメ接合する際、従来のように吸着装置を使用しなくてもよいから、その分、製造作業が簡単となって生産性が向上する。
また、本願第二の発明の放熱板付きリードフレームの製造方法では、ヒートシンクフレームをリードフレームの下方域に配設するとともに、ヒートシンクの各放熱板とリードフレームの各単位リードとを互いに直交するように搬送する搬送工程と、該搬送工程中に、リードフレームの各単位リードの下方域で、該各単位リードに対応するヒートシンクフレームの各放熱板を下方向より打ち抜いて枠体から切り離す放熱板切り離し工程と、搬送工程中に、放熱板切り離し工程により切り離した各放熱板を、上方域にある対応するリードフレームの各単位リードにカシメ接合する接合工程とを有しているから、打ち抜かれた放熱板が単位リードとカシメ接合する前に下方に落下する虞は可及的に防止され、これにより生産性が向上するとともに、放熱板を打ち抜き装置のパンチ上に載置した状態で該放熱板と単位リードとをカシメ接合するため、該放熱板を単位リードに対し位置ずれする虞もなく正確な位置に固定することができ、これにより信頼性の高い放熱板付きリードフレームを製造することができる。しかも、打ち抜いた放熱板を単位リードにカシメ接合する際、従来のように吸着装置を使用しなくてもよいから、その分、製造作業が簡単となって生産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明に係る放熱板付きリードフレームの製造方法に用いられるリードフレームおよびヒートシンクフレームの要部概念平面図。
【図２】図２は、この発明に係る放熱板付きリードフレームの製造方法に用いられる製造装置の要部概念平面図。
【図３】図２の製造装置の要部概念断面図で、引き抜き装置および第一のカシメ装置を示す図。
【図４】図４は、図２の製造装置の要部概念断面図で、リードフレームの単位リードとヒートシンクフレームの放熱板とが、引き抜き装置および第一のカシメ装置に搬送された様子を示す図。
【図５】図５は、図２の製造装置の要部概念断面図で、図４の放熱板をヒートシンクフレームの枠体から切り離す様子を示す図。
【図６】図６は、図２の製造装置の要部概念断面図で、図５の放熱板の突起が単位リードの孔に嵌合した様子を示す図。
【図７】図７は、図２の製造装置の要部概念断面図で、第一のカシメ装置が図６の放熱板と単位リードとを仮接合する様子を示す図。
【図８】図８は、図２の製造装置の要部概念断面図で、図７の第一のカシメ装置が初期状態に復帰した様子を示す図。
【図９】図９は、図２の製造装置の要部概念断面図で、図８の引き抜き装置が初期状態に復帰した様子を示す図。
【図１０】図１０は、仮接合された放熱板と単位リードを示す概念背面図。
【図１１】図１１は、図２の製造装置の要部概念断面図で、図７の仮接合された放熱板と単位リードとが、第二のカシメ装置に搬送された様子を示す図。
【図１２】図１２は、図２の製造装置の要部概念断面図で、図１１の第二のカシメ装置が仮接合された放熱板と単位リードを一体化する様子を示す図。
【図１３】図１３は、図２の製造装置の要部概念断面図で、図１２の第二のカシメ装置が初期状態に復帰した様子を示す図。
【図１４】図１４は、この発明に係る放熱板付きリードフレームの製造方法により製造された放熱板付きリードフレームから製造される半導体装置を示す概念断面図。
【符号の説明】
１…リードフレーム
１Ａ…単位リード
２…ヒートシンクフレーム
２Ａ…放熱板
２Ｂ…外枠
１１…放熱板付きリードフレーム
１５…半導体装置
Claims (4)
- 半導体装置の構成要素である単位リードが形成されたリードフレームと前記単位リードに対応する放熱板を外枠により支持してなるヒートシンクフレームとを用い、該ヒートシンクフレームの前記枠体から前記放熱板を切り離し該放熱板を前記単位リードに接合する放熱板付きリードフレームの製造方法において、
前記ヒートシンクフレームを前記リードフレームの下方域に配置する工程と、
前記リードフレームの下方域で前記ヒートシンクフレームの前記放熱板を打ち抜いて前記枠体から切り離す放熱板切り離し工程と、
切り離した前記放熱板を、上方域にある前記リードフレームの前記単位リードにカシメ接合する接合工程と
を有することを特徴とする放熱板付リードフレームの製造方法。 - 半導体装置の構成要素である単位リードが複数個に亘って配列形成されたリードフレームと前記各単位リードに対応して配列された複数個の放熱板を外枠により支持してなるヒートシンクフレームとを用い、該ヒートシンクフレームの前記枠体から前記各放熱板を切り離し、該各放熱板を対応する前記各単位リードに接合する放熱板付きリードフレームの製造方法において、
前記ヒートシンクフレームを前記リードフレームの下方域に配設するとともに、前記ヒートシンクの前記各放熱板と前記リードフレームの前記各単位リードとを互いに直交するように搬送する搬送工程と、
該搬送工程中に、前記リードフレームの前記各単位リードの下方域で、該各単位リードに対応する前記ヒートシンクフレームの前記各放熱板を下方向より打ち抜いて前記枠体から切り離す放熱板切り離し工程と、
前記搬送工程中に、前記放熱板切り離し工程により切り離した前記各放熱板を、上方域にある対応する前記リードフレームの前記各単位リードにカシメ接合する接合工程と
を有することを特徴とする放熱板付リードフレームの製造方法。 - 前記接合工程は、
切り離した前記放熱板を前記単位リードに仮接合する第一のカシメ接合工程と、
該第一のカシメ接合工程後に前記仮接合した前記放熱板と前記単位リードとを一体化する第二のカシメ接合工程と
からなることを特徴とする請求項（１）記載の放熱板付リードフレームの製造方法。 - 前記接合工程は、
切り離した前記各放熱板を、対応する前記単位リードに仮接合する第一のカシメ接合工程と、
該第一のカシメ接合工程後に前記仮接合した前記放熱板と前記単位リードとを一体化する第二のカシメ接合工程と
からなることを特徴とする請求項（２）記載の放熱板付リードフレームの製造方法。
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