JP6803803B2 - 電子部品用キャリアテープの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体パッケージ等からなる電子部品の収納、供給、保管、在庫管理、輸送等に用いられる電子部品用キャリアテープの製造方法に関するものである。

表面実装型の半導体パッケージを保管したり、輸送する場合には、電子部品を効率的に取り扱うことのできる電子部品用キャリアテープが使用されている。この電子部品用キャリアテープは、図６ないし図８に示すように、巻取りリールに巻回される樹脂シート２０Ａと、この樹脂シート２０Ａの長手方向に並設されて表面実装型の半導体パッケージ１０を収納する複数の収納エンボス２１Ａとを備え、製造メーカで製造された後、製造メーカから部品メーカに輸送されたり、あるいは部品メーカからアッセンブリメーカに輸送される（特許文献１参照）。

表面実装型の半導体パッケージ１０は、例えばＱＦＰタイプの場合、図８に部分的に示すように、平面矩形のパッケージ本体１１を備え、このパッケージ本体１１の前後左右の周面から複数本のリードフレーム１２がそれぞれ並んで突出している。各リードフレーム１２は、パッケージ本体１１の周面から横方向に突出して下方に屈曲しながら伸びるが、この下方に伸びる部分が下降部１３とされ、この下降部１３の先端が屈曲しながら横方向に突出している。

各収納エンボス２１Ａは、図６や図７に示すように、樹脂シート２０Ａに形成される開口２２Ａと、この開口２２Ａから樹脂シート２０Ａの裏面方向に伸びる周壁２３Ａと、この周壁２３Ａから開口２２Ａの中心部方向に伸びる底板２４Ａと、この底板２４Ａに接続されて半導体パッケージ１０を搭載する台座板２５Ａとを備えて形成されている。底板２４Ａと台座板２５Ａとの間には、半導体パッケージ１０の複数本のリードフレーム１２に跨がれる位置規制突起２６Ａが形成され、この位置規制突起２６Ａが半導体パッケージ１０の位置ずれやリードフレーム１２の変形を防止する。

ところで、リードフレーム１２を用いる表面実装型の半導体パッケージ１０は、電気的接続の信頼性や表面実装性に優れるが、近年の実装密度向上の要請に鑑み、パッケージ本体１１の周面とリードフレーム１２の下方に伸びる下降部１３との間の部分、いわゆる股下部分ＩＬが狭小化されるとともに、複数本のリードフレーム１２のピッチが狭くなってきており、しかも、各リードフレーム１２の益々の小型化が図られている。

特開２０１６‐１２０９６１号公報

従来における電子部品用キャリアテープは、以上のように構成され、収納エンボス２１Ａの底板２４Ａと台座板２５Ａとの間に、幅が略一定の位置規制突起２６Ａが単に形成されるに止まるので、小型化が図られた近年の半導体パッケージ１０の収納や保管に十分に対応することができず、損傷させるおそれがある。

この点について説明すると、収納エンボス２１Ａに半導体パッケージ１０を収納すると、半導体パッケージ１０の股下部分ＩＬが狭い関係上、収納エンボス２１Ａの位置規制突起２６Ａと半導体パッケージ１０のリードフレーム１２との間に隙間が存在せず、収納エンボス２１の位置規制突起２６Ａと半導体パッケージ１０のリードフレーム１２とが圧接する（図８参照）ので、この圧接に伴い、リードフレーム１２が簡単に変形して損傷するおそれがある。

本発明は上記に鑑みなされたもので、電子部品の突出部が損傷するおそれを有効に排除することのできる電子部品用キャリアテープの製造方法を提供することを目的としている。

本発明においては上記課題を解決するため、金型の上型と下型とに樹脂シートを挟み、電子部品を収納する収納エンボスを成形してその底板と台座板との間に電子部品の突出部を支持する位置規制突起を介在する電子部品用キャリアテープの製造方法であり、
金型の下型に、位置規制突起用の成形リブを形成してその幅を０．２ｍｍ以上樹脂シートの厚さ以下とし、成形リブの先端部をＲ形状とすることにより、位置規制突起の先端部の肉厚を薄くし、位置規制突起の幅を抑制することを特徴としている。

なお、電子部品を半導体パッケージとし、電子部品の突出部を、半導体パッケージのパッケージ本体の周面の少なくとも一部から屈曲して突出するリードフレームとすることが好ましい。
また、収納エンボスは、樹脂シートに形成される開口と、この開口の周縁部から樹脂シートの裏面方向に伸びる周壁と、この周壁から開口の中心部方向に伸びる底板と、この底板に接続されて半導体パッケージのパッケージ本体に対向する上げ底の台座板とを含み、底板と台座板との間に、半導体パッケージのリードフレームに跨がれる位置規制突起を起立させて形成することができる。

なお、成形リブを先細りに形成し、この成形リブの内側傾斜角を４°以下とすることが好ましい。
また、成形リブを先細りに形成し、この成形リブの外側傾斜角を１０°以下とすることができる。
また、成形リブの先端Ｒを０．１ｍｍ以上０．２ｍｍ以下とすることができる。

ここで、特許請求の範囲における樹脂シートは、熱可塑性樹脂製のシートが好ましい。この樹脂シートと収納エンボスとは、透明、不透明、半透明を特に問うものではない。また、電子部品は、半導体パッケージの場合、少なくとも表面実装型のＱＦＰタイプ、ＤＩＰタイプ、ＳＯＰタイプ等が含まれる。位置規制突起の先端部の厚さは、０．１ｍｍ以上０．２ｍｍ以下が好ましい。

本発明によれば、下型の成形リブの先端部をＲ形状に形成するので、電子部品用キャリアテープの製造時に、成形リブの先端部に対向する樹脂シートの対向被覆部が成形リブの先端部から根元部方向に移動して薄くなり、収納エンボスの位置規制突起の幅が狭くなる。したがって、収納エンボスの位置規制突起と電子部品の突出部との間に隙間を確保することができ、位置規制突起と突出部との接触に伴い、突出部が変形して損傷するおそれを低減することができる。

本発明によれば、金型の下型に、位置規制突起用の成形リブを形成してその先端部をＲ形状とするので、例え収納エンボスに電子部品を収納しても、電子部品の突出部が損傷するおそれを有効に排除することができるという効果がある。また、成形リブの幅が０．２ｍｍ以上なので、成形リブの強度を確保し、電子部品用キャリアテープの成形時に金型の変形を招くおそれを排除することができる。また、成形リブの幅が樹脂シートの厚さ以下なので、成形リブの先端部を細くし、電子部品用キャリアテープの成形時に樹脂シートの厚みを変化させることが可能となる。

請求項２記載の発明によれば、電子部品が半導体パッケージの場合、収納エンボスの位置規制突起と半導体パッケージのリードフレームとが強く接触することが少ないので、リードフレームが変形して損傷するおそれを低減することができる。
請求項３記載の発明によれば、収納エンボスの位置規制突起と、この位置規制突起を跨ぐ半導体パッケージのリードフレームとの間に隙間を確保することができ、位置規制突起とリードフレームの下方に伸びる部分との接触に伴い、リードフレームが変形して損傷するおそれを低減することができる。

請求項４記載の発明によれば、収納エンボスの位置規制突起の成形性を向上させたり、成形リブの先端部をＲ形状に容易に形成することが可能となる。
請求項５記載の発明によれば、収納エンボスの位置規制突起の成形性を向上させることが可能となる。
請求項６記載の発明によれば、成形リブの先端部の強度が不足するのを防ぐことができる。

本発明に係る電子部品用キャリアテープの製造方法の実施形態における金型の上型と下型とを模式的に示す全体説明図である。 本発明に係る電子部品用キャリアテープの製造方法の実施形態における金型の成形リブを模式的に示す要部断面説明図である。 本発明に係る電子部品用キャリアテープの製造方法の実施形態における収納エンボスを模式的に示す部分断面説明図である。 図３の収納エンボスの位置規制突起を模式的に示す要部断面説明図である。 本発明に係る電子部品用キャリアテープの製造方法の実施形態における半導体パッケージのリードフレームと位置規制突起との関係を模式的に示す部分断面説明図である。 従来の収納エンボスを示す部分断面説明図である。 図６の位置規制突起を模式的に示す断面説明図である。 半導体パッケージのリードフレームと従来の位置規制突起との関係を示す部分断面説明図である。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態を説明すると、本実施形態における電子部品用キャリアテープの製造方法は、図１ないし図５に示すように、金型１に樹脂シート２０を挟持させ、表面実装型の半導体パッケージ１０用の収納エンボス２１を複数成形してその底板２４と台座板２５との間に半導体パッケージ１０のリードフレーム１２を担持する位置規制突起２６を介在する製造方法であり、金型１の下型３に、位置規制突起２６用の複数の成形リブ３０を形成し、各成形リブ３０の先端部３１を湾曲させることにより、成形時に樹脂シート２０を厚さを部分的に変化させて位置規制突起２６の幅を抑制するようにしている。

金型１は、図１に示すように、上下方向に相対向する上型２と下型３とを接離可能に備え、上型２が下型３に軟化した長尺の樹脂シート２０を挟んで型締めされることにより、電子部品用キャリアテープを熱プレス成形する。これら上型２と下型３とは、例えばアズロールド鋼、プリーハードン鋼、焼入れ・焼戻し鋼等により構成される。

表面実装型の半導体パッケージ１０は、図５に部分的に示すように、例えばＱＦＰタイプの場合、平面略正方形の薄いパッケージ本体１１を備え、このパッケージ本体１１の前後左右の周面から複数本のリードフレーム１２がそれぞれ一列に並んで突出しており、各リードフレーム１２がガルウイング形（略Ｌ字形）に屈曲形成される。

パッケージ本体１１は、一般的には１．４ｍｍ〜３．８ｍｍ程度の厚さに形成される。また、複数本のリードフレーム１２は、例えば４４〜１２０のフレーム数とされ、０．５ｍｍ、０．４ｍｍ、０．３ｍｍ等のピッチで配列される。各リードフレーム１２は、パッケージ本体１１の周面から横方向に突出して下方に屈曲しながら伸びるが、この下方に伸びる部分が下降部１３とされ、この下降部１３の先端が屈曲しながら横方向に突出する。

樹脂シート２０は、図３に示すように、所定の樹脂を含有した成形材料により、一般的には０．２〜０．５ｍｍ程度の厚さを有する細長い可撓性の帯形に形成され、長手方向に、複数の収納エンボス２１が所定の間隔で熱プレス成形されており、巻取りリールに巻回される。

成形材料の所定の樹脂としては、特に限定されるものではないが、例えばポリスチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等の熱可塑性樹脂、これらのアロイ、これらの積層物があげられる。この成形材料には、必要に応じ、所定のフィラー、例えば静電気対策用のカーボンブラック、カーボン繊維、ナノファイバー等が適宜配合されたり、上記フィラーが添加された導電樹脂層が積層されたりする。

樹脂シート２０の表面には、各種の帯電防止剤、ポリチオフェン、ポリピロール等の導電性高分子塗料等が塗布されたりする。また、樹脂シート２０の両側部を除く表面には、収納エンボス２１内の半導体パッケージ１０を封止するカバーテープが後から貼着される。樹脂シート２０の両側部のうち、少なくとも一側部の長手方向には、図示しない送り用の複数のスプロケット孔が所定の間隔をおき並べて穿孔され、各スプロケット孔が平面円形の丸孔に形成される。

各収納エンボス２１は、図３や図４に示すように、樹脂シート２０に形成される平面略正方形の開口２２と、この開口２２の周縁部から樹脂シート２０の裏面方向（図３の下方向）に伸びる周壁２３と、この周壁２３の下端部から開口２２の中心部方向（図３の右方向）に伸びる底板２４と、この底板２４に接続されて半導体パッケージ１０のパッケージ本体１１に対向して搭載する上げ底の台座板２５とを備え、背の低い有底角筒形、換言すれば、ポケット形に形成される。

収納エンボス２１の周壁２３は、図３に示すように、樹脂シート２０の表面側から裏面下方向に伸びるに従い、開口２２の中心部方向に徐々に僅かに傾斜する。また、底板２４は、平面枠形の平坦な板に形成され、巻取りリールの巻回時に巻取りリールの周面に接触する。台座板２５は、底板２４よりも上方に位置する平面正方形の平板に形成され、平面視で底板２４に包囲されており、巻取りリールの巻回時に巻取りリールの周面に接触する。この台座板２５の中心部には、丸い貫通孔が穿孔され、この貫通孔が半導体パッケージ１０の有無の確認、収納エンボス２１からの半導体パッケージ１０の取り出し、バキュームを用いた半導体パッケージ１０の姿勢制御に利用される。

底板２４の内周縁部と台座板２５の周縁部との間には図３ないし図５に示すように、半導体パッケージ１０の複数本のリードフレーム１２に僅かな隙間を介して跨がれる平面枠形の位置規制突起２６が起立して形成される。この位置規制突起２６は、半導体パッケージ１０のパッケージ本体１１とリードフレーム１２の下降部１３との間に僅かな隙間を介して嵌合する断面略逆Ｊ字形の中空に形成され、リードフレーム１２側に位置する長片２７の下端部が底板２４の内周縁部に接続されるとともに、パッケージ本体１１側に位置する短片２８の端部が台座板２５の周縁部に接続されて台座板２５を包囲しており、半導体パッケージ１０の位置ずれやリードフレーム１２の変形を防止するよう機能する。

位置規制突起２６の湾曲した先端部２９の厚さは、位置規制突起２６の強度を維持する観点から、０．１ｍｍ以上０．２ｍｍ以下、好ましくは０．１ｍｍ以上０．１８ｍｍ以下、より好ましくは０．１ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下が良い。

複数の成形リブ３０は、金型１の下型３のキャビティ４内にそれぞれ起立して突出形成される。各成形リブ３０は、図２に示すように、基本的には上方に向かうに従い、徐々に細くなる先細りの二等辺三角形にマニシングセンタ等で加工され、先端部３１が僅かに丸いＲ形状に湾曲形成されており、電子部品用キャリアテープの熱プレス成形時に樹脂シート２０を部分的に延伸して位置規制突起２６の先端部２９の肉厚を薄くし、位置規制突起２６の幅を狭くするよう機能する。

成形リブ３０の根元部の幅Ｗは、０．２ｍｍ以上樹脂シート２０の厚さ以下に設定される。したがって、成形リブ３０の幅Ｗは、樹脂シート２０の厚さが０．３ｍｍの場合には、０．２ｍｍ以上０．３ｍｍ以下とされ、樹脂シート２０の厚さが０．５ｍｍの場合には、０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下とされる。これは、成形リブ３０の幅Ｗが０．２ｍｍ未満の場合には、成形リブ３０の強度が不足し、熱プレス成形時に金型１の変形を招くおそれがあるからである。これに対し、成形リブ３０の幅Ｗが樹脂シート２０の厚さを越える場合には、成形リブ３０の先端部３１が太くなり、熱プレス成形による樹脂シート２０の延伸時に樹脂シート２０の厚みが部分的に変化しなくなるからである。

成形リブ３０の内側傾斜角θ１は、位置規制突起２６の成形性を向上させたり、成形リブ３０の先端部３１を容易にＲ形状に湾曲形成する観点から、４°以下、好ましくは１°以上４°以下、より好ましくは２°以上４°以下、さらに好ましくは３°以上４°以下が良い。また、成形リブ３０の外側傾斜角θ２は、位置規制突起２６の成形性を向上させる観点から、１０°以下が良い。成形リブ３０が先細りの二等辺三角形の場合には、１０°以下、好ましくは１°以上１０°以下、より好ましくは２°以上１０°以下、さらに好ましくは４°以上１０°以下が良い。

成形リブ３０の先端部３１の先端Ｒは、成形リブ３０の先端部３１の強度不足を解消する観点から、０．１ｍｍ以上０．２ｍｍ以下、好ましくは０．１４ｍｍ以上０．２ｍｍ以下、より好ましくは０．１８ｍｍ以上０．２ｍｍ以下が良い。また、成形リブ３０の高さは、特に限定されるものではなく、半導体パッケージ１０やリードフレーム１２の形状等に応じて変更される。

上記構成において、電子部品用キャリアテープを製造する場合には、金型１の上型２と下型３とを型開きし、下型３のキャビティ４に、予熱して軟化させた長尺の樹脂シート２０をセットして沿わせた後、上型２と下型３とを型締めして圧力を作用させれば、樹脂シート２０の延伸・変形により、電子部品用キャリアテープを熱プレス成形することができる。この熱プレス成形の際、成形リブ３０の湾曲した先端部３１を対向被覆する樹脂シート２０の対向被覆部２０ａは、成形リブ３０の先端部３１から根元部方向に移動し、薄くなるので、位置規制突起２６が細くなる（図４参照）。

上記によれば、成形リブ３０の先端部３１をフラットに形成するのではなく、Ｒ形状に湾曲形成するので、位置規制突起２６の幅を狭くして細く形成することができる。したがって、例え半導体パッケージ１０の股下部分ＩＬが狭くても、収納エンボス２１の位置規制突起２６と半導体パッケージ１０の小型化が図られたリードフレーム１２との間に隙間を確保することができ（図５参照）、位置規制突起２６とリードフレーム１２の下降部１３との圧接に伴い、リードフレーム１２が簡単に変形して損傷するおそれを排除することができる。

また、成形リブ３０の基本形を先細りの二等辺三角形とすれば、成形リブ３０の内外両側に抜き勾配をそれぞれ確保して離型抵抗を減少させることができる。したがって、下型３の成形リブ３０から樹脂シート２０の位置規制突起２６を容易に脱型することができる。

なお、上記実施形態では半導体パッケージ１０におけるパッケージ本体１１の前後左右の周面から複数本のリードフレーム１２をそれぞれ突出させたが、パッケージ本体１１の左右両側面から複数本のリードフレーム１２をそれぞれ突出させても良い。また、収納エンボス２１の台座板２５を平面正方形に形成したが、台座板２５の周縁部を除く中央部を断面略トレイ形に凹ませて底板２４の高さに揃えても良い。さらに、成形リブ３０の基本形を先細りの二等辺三角形としたが、先細りの直角三角形としてその先端部３１をＲ形状に湾曲形成しても良い。
も良い。

以下、本発明に係る電子部品用キャリアテープの製造方法の実施例を比較例と共に説明する。
〔実施例１〕
電子部品用キャリアテープを製造するため、金型の上型と下型とを型開きし、下型のキャビティに、加熱して軟化させた樹脂シートをセットして沿わせた後、上型と下型とを型締めして圧力を作用させ、ＱＦＰタイプの半導体パッケージを収納エンボスに収納する電子部品用キャリアテープを熱プレス成形した。

下型の成形リブは、内側傾斜角θ１を４°、外側傾斜角θ２を０°、先端Ｒを０．２ｍｍにそれぞれ設定した。また、樹脂シートは、ポリスチレン樹脂製のシートを使用した。熱プレス成形した収納エンボスの位置規制突起の先端部の厚さを測定したところ、０．１５ｍｍであった。

〔実施例２〕
基本的には、実施例１と同様であるが、下型の成形リブの内側傾斜角θ１を４°、外側傾斜角θ２を１０°、先端Ｒを０．２ｍｍにそれぞれ設定した。また、樹脂シートは、ポリスチレン樹脂製のシートを用いた。熱プレス成形した収納エンボスの位置規制突起の先端部の厚さを測定したところ、０．１０ｍｍであった。

〔比較例〕
電子部品用キャリアテープを製造するため、金型の上型と下型とを型開きし、下型のキャビティに、加熱して軟化させた樹脂シートをセットして沿わせた後、上型と下型とを型締めして圧力を作用させ、ＱＦＰタイプの半導体パッケージを収納エンボスに収納する電子部品用キャリアテープを熱プレス成形した。

下型の成形リブは、内側傾斜角θ１を４°、外側傾斜角θ２を０°、先端Ｒを０．０ｍｍにそれぞれ設定した。また、樹脂シートは、実施例同様、ポリスチレン樹脂製のシートとした。熱プレス成形した収納エンボスの位置規制突起の先端部の厚さを測定したところ、０．２ｍｍであった。

〔評 価〕
実施例１、２の収納エンボスに半導体パッケージを収納した後、収納エンボスの位置規制突起と半導体パッケージのリードフレームとの接触関係を検査したところ、位置規制突起とリードフレームとの間に隙間が形成されており、リードフレームが変形して損傷するおそれがないことが判明した。

これに対し、比較例の収納エンボスに半導体パッケージを収納した後、収納エンボスの位置規制突起と半導体パッケージのリードフレームとの接触関係を検査したところ、成形リブの先端部がフラットなので、位置規制突起が太く、位置規制突起とリードフレームとが接触した。

本発明に係る電子部品用キャリアテープの製造方法は、電気、電子、半導体の製造分野で使用される。

１ 金型
２ 上型
３ 下型
４ キャビティ
１０ 半導体パッケージ（電子部品）
１１ パッケージ本体
１２ リードフレーム（突出部）
１３ 下降部
２０ 樹脂シート
２０ａ 対向被覆部
２１ 収納エンボス
２２ 開口
２３ 周壁
２４ 底板
２５ 台座板
２６ 位置規制突起
２７ 長片
２８ 短片
２９ 先端部
３０ 成形リブ
３１ 先端部
ＩＬ 股下部分
Ｗ 成形リブの根元部の幅
θ１ 成形リブの内側傾斜角
θ２ 成形リブの外側傾斜角

Claims (6)

1. 金型の上型と下型とに樹脂シートを挟み、電子部品を収納する収納エンボスを成形してその底板と台座板との間に電子部品の突出部を支持する位置規制突起を介在する電子部品用キャリアテープの製造方法であり、
   金型の下型に、位置規制突起用の成形リブを形成してその幅を０．２ｍｍ以上樹脂シートの厚さ以下とし、成形リブの先端部をＲ形状とすることにより、位置規制突起の先端部の肉厚を薄くし、位置規制突起の幅を抑制することを特徴とする電子部品用キャリアテープの製造方法。
2. 電子部品を半導体パッケージとし、電子部品の突出部を、半導体パッケージのパッケージ本体の周面の少なくとも一部から屈曲して突出するリードフレームとする請求項１記載の電子部品用キャリアテープの製造方法。
3. 収納エンボスは、樹脂シートに形成される開口と、この開口の周縁部から樹脂シートの裏面方向に伸びる周壁と、この周壁から開口の中心部方向に伸びる底板と、この底板に接続されて半導体パッケージのパッケージ本体に対向する上げ底の台座板とを含み、底板と台座板との間に、半導体パッケージのリードフレームに跨がれる位置規制突起を起立させて形成する請求項２記載の電子部品用キャリアテープの製造方法。
4. 成形リブを先細りに形成し、この成形リブの内側傾斜角を４°以下とする請求項１、２、又は３記載の電子部品用キャリアテープの製造方法。
5. 成形リブを先細りに形成し、この成形リブの外側傾斜角を１０°以下とする請求項１、２、又は３記載の電子部品用キャリアテープの製造方法。
6. 成形リブの先端Ｒを０．１ｍｍ以上０．２ｍｍ以下とする請求項４又は５記載の電子部品用キャリアテープの製造方法。

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