JPS63119939A - 半導体のリ−ド曲げ加工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、樹脂モールドされた半導体の外部リードの曲
げ加工法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の半導体パッケージの製造方法及び半導体パッケー
ジの製造工程における半導体のリード曲げ加工法の概要
を第５図ないし第９図に基づき説明する。

第５図は半導体パッケージの製造工程図、第６図は半導
体パッケージの初期の製造工程でパターン打抜きされた
リードフレームの平面図を示すもので、半導体パッケー
ジの製造は、先ず第５図の製造工程に示すように、リー
ドフレーム素材（例えば２％Ｓ　ｎ　−Ｃｕ合金の金属
薄板）をプレスにより所定のパターンに打抜加工して第
６図に示す如きリードフレーム１を得る。リードフレー
ム１は、外部リード２．内部リード３．タブ４．ダム５
からなり、第６図の２点鎖線で囲った範囲が後工程でモ
ールドされるモールド範囲である。そして、モールド工
程前にリードフレーム１のタブ４上に別工程で製造され
た半導体ベレット（図示省略）を搭載し接着して、半導
体ベレットと内部リード３とを接続し、その後、半導体
樹脂封止用の注型金具によってリードフレーム１のモー
ルド範囲をモールドする。第７図は、モールド工程後の
状態を示す斜視図であり、同図に示すようにモールド樹
脂により、タブ４上の半導体ベレット、内部リード３が
モールド部７内に樹脂封止される。

そして、半導体樹脂封止用注型金具からはみ出たモール
ド樹脂のダムばり６と、リードフレーム１のダムを切除
した後に、外部リード２を下方へ曲げ加工し、以上の製
造工程を経て、第８図（、）の半導体パッケージ断面図
に示すような半導体パッケージ８が得られる。

ところで、このようなリード曲げ加工時に、外部リード
２を機械的に拘束しない状態で曲げ加工を行なうと、曲
げ加工力が内部リード３及びモールド部７へ伝達し、そ
の結果、第８図（ｂ）に示の界面に引張応力が作用して
剥離が生じ、ひいては内部リード３とモールド部７との
間に隙間９が発生することもあった。隙間９は、その間
隔δが数μｍ〜ｍ工数μ９．奥行きＱｌが数１００μｍ
程度であるが、このような隙間９が生じると、隙間９に
外部から水分が侵入し半導体パッケージの内部配線に腐
食、断線が生じて故障の原因となる。

そこで、従来は半導体パッケージの隙間発生の防止を図
るために、例えば特公昭４９−４９１０７号公報等に示
すように、リード曲げ加工時に曲げ加工を行なう外部リ
ード近辺を上下方向より機械的に拘束する等の対策を講
じていた。

第９図は、このような隙間発生防止を図るための従来の
リード曲げ加工の局部断面図を示すものであり、既述し
た第８図（ｂ）と同一部分には同一符号が付しである。

すなわち、２は外部リード。

３は内部リード、７はモールド部であり、従来は。

リード曲げ加工時に、外部リード２のリード曲げ部位を
、上面拘束治具１０と下面拘束治具１１とにより機械的
に拘束し、上下方向から拘束力Ｐを負荷した状態で外部
リード２に下向きの曲げ加工力（リード曲げ荷重）Ｐに
を加えることにより。

曲げ加工力ＰＭが内部リード３及びモールド部７に伝達
するのを防止して、内部リード３とモールド７どの界面
に隙間が発生するのを防止していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このようなリード曲げ加工法においては、リード部材２
の材質、形状１寸法等によってリード曲げ加工に必要な
リード曲げ荷重ＰＭが異なるため、リード曲げ荷重ＰＭ
の大きさに応じて拘束治具１０．１１に加える機械的拘
束力Ｐも変える必要がある。しかしながら、この種の拘
束力Ｐの大きさには限度があり、拘束力Ｐが大きくなり
すぎると外部リード２の拘束部位に損傷が生じる場合が
あった。特に、モールド内部７へ曲げ加工力ＰＭが伝達
するのを防止する力は、拘束治具１０゜１１のリード押
さえ幅Ｑｚ　　（第９図参照）と拘束力Ｐの積により決
定されるので、リード曲げ加工時にリード押さえ幅Ω２
の値を小さく設定しようとする場合には、その分拘束力
Ｐを反比例して大きくしなければならず、その結果、リ
ード２の拘束面に加わる面圧が限界値を超え、リード２
に降伏応力が生じてリード２に損傷が生じ、大きな曲げ
荷重ＰＭを必要とするリード曲げ加工を精度良く行ない
得ない問題を有していた。

本発明の目的は、以上のような問題を解消しつつ、リー
ド曲げ加工時にモールド部と内部リードとの界面に隙間
が生じるのを有効に防止し得るリード曲げ加工法を提供
することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、リード曲げ加工に際して、半導体をモール
ドするモールド部の左右両側から突出する外部リードの
夫々をリード曲げ点にて支持し、更に前記モールド部に
は、リード曲げ荷重によって生じる前記モールド部内部
の曲げモーメントを打消す曲げモーメントを発生させる
荷重を前記リード曲げ加工時に加えることにより達成さ
れる。

〔作用〕

上記構成よりなる本発明の作用を、第１図（１）〜（Ｖ
Ｉ）に示す本発明の原理図に基づき説明する。

同図（１）はモールド部７から突出する外部リード２の
リード曲げ点す、ｅの下面を支持部材２２を介して支持
し、リード曲げ荷重ＰＭのみを加えた状態を示すもので
あり、この状態では、す−ド曲げ加工時に同図（ＩＶ）
の曲げモーメント分布に示すように、符号ｃ　−ｄの範
囲で示したモールド部７内部（ｏ、ｄはモールド部７の
端部である）に負の曲げモーメントＭ１が生じ、曲げ点
す。

θから外部リード２の両端ａ、ｆに本来必要とする曲げ
モーメントＭｚ’　が生じる。

同図（ＩＩ）はモールド部７の上面に所定の押さえ加重
Ｐｓを均一に加えた状態を表わすもので、この状態では
、同図（Ｖ）の曲げモーメント分布に示すようにモール
ド部７の内部に正の曲げモーメントＭ２を発生させる。

そして、本発明は、同図（１）のリード曲げ荷重ＰＭを
外部リード２に加えた状態で、同図（ＩＩ）の押さえ荷
重Ｐｇをモールド部７に加えたものであり（第１図（ｍ
）の状態）、この場合には、同図（ＶＩ）に示すように
（ＥＶ）　、　　（Ｖ）の両曲げモーメントＭｉ、Ｒ＋
Ｌｚが合成して、モールド部７の内部では互いの曲げモ
ーメントＭｈ　、Ｍｚが打消し合ってほぼ零の状態にな
る。従って、モールド部端部ｃ、ｄ付近でも曲げモーメ
ントが零となる。

他方、外部リード２の曲げ点す、ｅからリード端部ａ、
ｆには、リード曲げ荷重ＰＭの負の曲げモーメントＭ　
１　’　　が打消されずに発生することから。

外部リード２が曲げ点す、ｅから所定の方向（第１図に
おける原理図では下方向）に曲げられる。

従って１本発明によれば、外部リード２のリード曲げ加
工を行ない得ると共に、モールド部７の内部ではこのリ
ード曲げ加工時に曲げモーメントが打消されるので、外
部リード２の曲げ加工力ＰＭがモールド部７の内部に及
ぶことがなく、半導体の内部リード３とモールド部７と
の界面に隙間やクラック等が生じるのを防止することが
できる。

更に本発明によれば、モールド部７に加わる押さえ荷重
Ｐａによりモールド部７の内部にリード曲げ加工力ＰＭ
が及ぶのを防止するため、外部リード２を支持する支持
部材２２には、従来の拘束治具に与えるような大きな拘
束力Ｐを加える必要性がなくなり、その結果、外部リー
ド２には降伏応力が生じる余地がなくなり、外部リード
２に損傷が生ぜず１曲げ加工精度を向上させることがで
きる。

なお、モールド部７の押さえ荷重Ｐｓは、予めモールド
部７に生じる曲げモーメントＭｚを打消す程度に設定さ
れる。また、同図（ＶＩ）においては、モールド部７の
内部で若干の逆方向曲げモーメントＭｚ’　　が残存す
ることもあるが、この値は極めて小さい範囲であり、且
つモールド部７の曲げ剛性が大きいので、リード曲げ変
形の影響をほとんど受けることがない。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第２図ないし第４図に基づき説明す
る。

第２図は本発明のリード曲げ加工法を実施するためのリ
ード曲げ加工装置の具体例を示す要部正面図、第３図は
上記リード曲げ加工装置のリード曲げ加工後の状態を表
わす正面図、第４図は第２図のＡ部を拡大して表わす一
部省略斜視図である。

第２図において、２０は半導体パッケージ８を曲げ加、
工時にセットする下型で、下型２０には半導体パッケー
ジ８の下部モールド部７ａを収容する収容溝２１が設け
られ、収容溝２１の両側縁には外部リード２の曲げ点上
面側を支持する支持部２２が突設されている。２３は半
導体パッケージ８のモールド部７の上面に押さえ荷重Ｐ
ｓを加える上型であり、上型２３はエアシリンダ２４の
押圧力を受けて押さえ荷重Ｐｓを発生するように設定し
である。但し、この上型２３は、エアシリンダ２４に駆
動されて最下点に位置しても、リード曲げ加工前におい
ては押さえ荷重Ｐａがかからないようにして、外部リー
ド２に逆曲げ変形が生じないように配慮されている。第
４図は前記した逆曲げ変形防止手段を施した上型２３の
構造を示すものである。すなわち、第４図に示すように
、上型２３は半導体パッケージ８のモールド部７上面を
押さえる押さえ面２５を有する他に、押さえ面２５の側
縁に凹部２６、凸部２７を交互に複数配設することによ
り、上型２３が最下点に到る時には凹部２６を外部リー
ド２の上面に位置させ、且つ凸部２７が下型２０の支持
部２２の面に当接するようにし、この凸部２７が支持部
２２に当接した時にストッパの役割を果たして、押さえ
面２５がモールド部７の面上に押圧することなく接する
ようにし、このようにしてリード曲げ加工前に、押さえ
荷重Ｐｇがかからないようにしである。

２８は、外部リード２に曲げ荷重（垂直荷重）ＰＨを加
える曲げローラ機構であり、曲げローラ機構２８は一対
のローラ部材２８ａ、２８ｂが上型２３及び下型２０の
左右両側面に沿って上下往復動作を行なうように装着さ
れ、ローラ部材２８ａ。

２８ｂの下降力によりリード曲げ荷重Ｐ）１が生じる。

次に、本実施例のリード曲げ加工装置を用いてリード曲
げ加工の工程を説明する。

リード曲げ加工を行なう場合には、先ず、下型２０上に
半導体パッケージ８を置き、外部リード２の曲げ息下面
側を支持部２２に位置させる０次いで、エアシリンダ２
４により上型２３を下げる。

上型２３が最下点まで下がると、上型２３の凸部２７が
下型２ｏの支持部２２に当接し、且つ押さ丸面２５がモ
ールド部７の上面に接する。この状態において１曲げロ
ーラ機構２８のローラ部材２８ａ、２８ｂの夫々を矢印
Ｂ方向に下降させると、外部リード２に下方向に向けて
垂直曲げ荷重Ｐにが加わり、外部リード２が曲がる。そ
して、このリード曲げ加工時においては、曲げ荷重ＰＭ
の曲げモーメントＭＡが既述した第１図（１）の原理図
を示すように、モールド部７の内部に発生しようとする
が、この場合、リード曲げ荷重ＰＭの力を受けてモール
ド部７の上方向に持ち上がる力が働いて、モールド部７
に上型２３の押さえ面２５を介して押さえ荷重Ｐｓが作
用し、これによって第１図（Ｖｌ）に示すようにリード
曲げ荷重ＰＭの曲げモーメントＭ１と押さえ荷重ｐｓの
曲げモーメントＭＺが互いに打消し合う、従って、モー
ルド部７内部の曲げモーメント分布がほぼ零の状態にな
り、その結果、リード曲げ荷重の曲げ加工力ＰＨがモー
ルド部７と半導体の内部リード３との界面に伝わること
なく、この界面に隙間が発生するのを防止する。第４図
は、リード曲げ加工後の半導体パッケージ８とリード曲
げ加工装置の状態を示すものである。

以上のようにしてリード曲げ加工が行なわれるが１本実
施例の如く外部リード２の曲げ半径をリード板厚と同程
度にして曲げを行なう場合には。

通常使用されるリード部材（金属）の曲げモーメントＭ
ｘが塑性変形開始後から曲げ変形完了までさ稲麦化しな
いので、この曲げモーメントＭｚを打消すための押さえ
荷重ＰＳはリード曲げ加工時に常に一定にしておけばよ
い、また、押さえ荷重ＰＳは、リード部材やモールド部
の材質９寸法及びリード下面支持点の位置等によりその
最適値が異なるので、曲げ加工の前に押さえ荷重Ｐｇを
変化させて曲げ加工実験を行ない、すき間の発生しない
押さえ荷重Ｐｇを実験値から求めるようにすればよい。

以上のように、本実施例によれば、リード曲げ加工時に
内部リードとモールド部内部の界面に隙間が生じるのを
防止することができる。更に、リード曲げ加工時のモー
ルド部７の隙間発生防止を。

従来のように拘束治具に拘束力を加えて行なうのではな
く、モールド部７に押さえ荷重ＰＳを加えて行なうので
、外部リード２に大きな機械的拘束力を与える必要性が
なくなり、その結果、外部リード２自体に降伏応力が生
じることなくリード損傷の発生を防止できる。しかも、
支持部材２２は、従来の拘束治具のように曲げ加工力Ｐ
にの伝達防止の役割を課す必要性がないので、リード押
さえ幅ＱＺの値を任意に小さく設定できる利点を有する
。例えば、従来のリード押さえ幅ＱＺは約０．４ｍｕｍ
程度までしか小さくすることができないのに対し１本実
施例では幅２２を約０．２〜０　、１　ｍｍ程度にまで
小さく設定することができる。

なお、本実施例では、押さえ荷重負荷手段としてエアシ
リンダ２４を用いるが、これに代わり定荷重ばね、油圧
シリンダ等を用いても同様の効果を奏することができる
６また、モールド部７を押さえる上・型２３に凸部（ス
トッパ）２７を設けて、この凸部２７により、リード曲
げ加工前にモールド部７に押さえ荷重ＰＳが力Ｕわるの
を防止しているが、この凸部２７に代えてエアシリンダ
２４にストッパを取付けて同様の動作を行なうようにす
ることもできる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、リード曲げ加工時に外部
リード自体に損傷が生じるような不具合を解消し、しか
も、モールド部と内部リードとの界面に隙間が生じるの
を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（り〜（ＶＩ）は本発明のリード曲げ加工法の原
理を示した模式図、第２図は本発明のリード曲げ加工法
に使用するリード曲げ加工装置の要部正面図、第３図は
第２図のリード曲げ加工装置の曲げ加工後の状態を表わ
す要部正面図、第４図は第２図のＡ部を拡大して表わす
部分斜視図、第５図は半導体パッケージの製造工程図、
第６図は本発明のリード曲げ加工に使用するリードフレ
ームの一部省略平面図、第７図は製造工程時の半導体パ
ッケージの状態を表わす一部省略斜視図。 第８図（ａ）、（ｂ）及び第９図は従来のリード曲げ加
工法によりリード曲げ加工を行なった後の半導体パッケ
ージの要部断面図である。 ２・・・外部リード、３・・・内部リード、７・・・モ
ールド部、８・・・半導体パッケージ、２２・・・リー
ド支持部、ｂ、ｅ・・・リード曲げ点、ＰＭ・・・リー
ド曲げ荷重、Ｐ８・・・押さえ荷重、Ｍｌ・・・リード
曲げ荷重による曲げモーメント、Ｍｚ・・・押さえ荷重
による曲げモーメント。 、／；

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、モールド樹脂により樹脂封止された半導体の外部リ
   ードに曲げ荷重を加えて曲げ加工を行なうリード曲げ加
   工法において、前記リード曲げ加工に際して、前記半導
   体を樹脂封止するモールド部の左右両側から突出する前
   記外部リードの夫々をリード曲げ点にて支持し、更に前
   記モールド部には、前記リード曲げ荷重によつて生じる
   前記モールド部内部の曲げモーメントを打消す曲げモー
   メントを発生させる押さえ荷重を前記リード曲げ加工時
   に加えて、前記リード曲げ加工を行なうことを特徴とす
   る半導体のリード曲げ加工法。