JP2000144213A - 金型刃物の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加工精度を維持しつつ、加工効率を上げる打
ち抜き用金型刃物の製造方法を提供する。 【解決手段】 複数の凸刃物１１ａ〜１１ｊを製作し、
これらを一体的にパンチプレート１３に装着した後、こ
れら凸刃物１１ａ〜１１ｊを凹刃物の原料となる材料粉
末１５内に挿入し、この状態で加圧成形及び焼結を行う
ことによって、凸刃物１１ａ〜１１ｊに対応する凹刃物
１２ａ〜１２ｊを製作する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は金型刃物の製造方法
に係り、特に半導体装置用リードフレームのような精密
な打ち抜き製品を製作するための打ち抜き用精密金型の
金型刃物の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置を構成するリードフレーム
は、通常、図４に示すような形状に形成される。すなわ
ちリードフレーム１は、平行に配置された一対のガイド
レール２のほぼ中央部に設けられた半導体チップを搭載
するためのパッド３と、パッド３を支持するサポートバ
ー４と、パッド３を取り囲むように配設された複数のイ
ンナーリード５と、各インナーリード５を一体的に連結
するタイバー６と、インナーリード５のそれぞれに連設
されたアウターリード７と、ガイドレール２に設けられ
た位置決めのためのガイド孔８とから構成されている。

【０００３】従来このようなリードフレーム１は、エッ
チング法もしくはプレス金型を使用した打ち抜き加工
法、またはこれらを併合することにより製作されるが、
一般にはコスト面及び生産性という点で優れているプレ
ス金型を使用した打ち抜き加工法が用いられている。

【０００４】リードフレームのような精密な部品をプレ
ス金型を使用した打ち抜き加工法により製作する場合に
は、一般に順送り金型を使用し、複数の工程に分けて形
状加工がなされる。この形状加工の一例について説明す
ると、図３に示すように、まず工程１において材料とな
るＡ４２などの鉄系材料あるいはＡ１９４などの銅系材
料からなる薄板条材９にガイド孔８を穿設する。そして
このガイド孔８を利用して薄板条材９を所定ピッチずつ
送りながら、工程２において斜線に示す第１の打ち抜き
領域を打ち抜いてアウターリード７を形成する。次に工
程３において斜線に示す第２の打ち抜き領域を打ち抜く
ことにより、残りの部分、すなわちパッド３やインナー
リード５などを形成し、更にこれらを個別に分離するこ
とによって図４で示すようなリードフレーム１が得られ
る。

【０００５】次にリードフレームなどの精密な打ち抜き
製品を製作するための打ち抜き金型の構造及び製造方法
について説明する。図２に示すのは、前述した図３にお
ける工程２、すなわち第１の打ち抜き領域を打ち抜くた
めの金型である。このような金型１０を製作する場合に
は、まず材料粉末を粉末冶金法によって目的に応じた刃
物形状に成形した後焼結を行うことにより、凸刃物であ
るパンチ１１ａ〜１１ｊと、それに対応する凹刃物であ
るダイ１２ａ〜１２ｊとを、それぞれ別々に製作する。
更に焼結時の体積収縮に起因して焼結体が形状変化する
ため、焼結工程を行った後に、凸刃物及び凹刃物を、そ
れぞれＮＣ研削盤やワイヤーカットなどの高精密加工機
械を使用して所望の形状に成形加工を行い、その後パン
チ１１ａ〜１１ｊをそれぞれパンチプレート１３に装着
し、またダイ１２ａ〜１２ｊをダイプレート１４に装着
することによって金型１０を製作していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、リードフレ
ームのような精密加工品を打抜き成形するための金型に
は、金型を構成する凸刃物とそれに対応する凹刃物の数
が非常に多いという特徴がある。例えば２００ピンを超
えるようなリードフレームを製造するための金型の場合
には、凸刃物及び凹刃物の数は、合計すると３００〜５
００にも達する。これらの凸刃物及び凹刃物を個別に製
作していたのでは、製作に要する時間が非常に長くなっ
てしまう。特に凹刃物は、通常割型として製作されるた
め、加工効率が極めて悪い。更にリードフレーム用の金
型は、寸法及び形状面での精密度合いが非常に高いので
あるが、凸刃物と凹刃物を別々に加工し組み立てた場
合、両者間に加工誤差が生じ易く、クリアランスを均一
に形成するのが極めて困難であるなどの問題があった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、本発明は、まず一方の金型刃物を通常の製作方
法により成形加工し、この成形加工された一方の金型刃
物を基準として他方の金型刃物を粉末冶金法によって製
作するようにしている。このため、複数の一対の金型刃
物を一度に製作することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明は、一対の凸刃物と凹刃物
とから構成される金型の金型刃物の製造方法において、
一方の金型刃物を予め成形加工した後、この成形加工さ
れた一方の金型刃物を他方の金型刃物の材料となる硬質
材料粉末を充填した成形型に載置して加圧成形を行い、
得られた成形体を焼結することによって他方の金型刃物
を製作するものである。

【０００９】ここで、通常は一対の凸刃物と凹刃物の材
質は、それぞれ性質が近似しているＷＣ系の超硬合金で
ある場合が多いが、本発明においては、一方の金型刃物
の材質として、他方の金型刃物の材質と比較して焼結温
度の高い材質を使用している。なぜならば凸刃物及び凹
刃物の材質が同じであれば、両者の焼結開始温度も同じ
ということになる。そうすると、一方の金型刃物を成形
加工し、これを他方の金型刃物の材料となる硬質材料粉
末を充填した成形型に載置して焼結を行った場合に、両
者間にも焼結が起きてしまい、それによって両者が一体
化してしまうという不具合が生じる。これを防ぐために
は、予め成形加工する一方の金型刃物を、他方の金型刃
物の材質と比較して焼結温度の高い性質の材料により製
作するか、もしくはセラミックなどの添加物を添加する
ことなどにより、他方の金型刃物と比較して焼結温度を
高く設定する必要があるのである。

【００１０】なお、粉末冶金法の適用に際しての加圧成
形・焼結は、ホットプレス法、射出成形法、ＨＩＰ法な
どによっても成形可能である。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の金型刃物の製造方法につい
て、図面を参照しつつ説明する。なお本実施例において
は、予め凸刃物を製作し、これを基準として凹刃物を製
作する例について説明する。図１は、図２に示すような
金型１０の凹刃物であるダイ１２ａ〜１２ｊの製作過程
を示す図である。まず、凹刃物を成型する際の基準とな
る、凸刃物であるパンチ１１ａ〜１１ｊを、従来同様粉
末冶金法もしくはその他の精密加工によって製作した
後、必要に応じてＮＣ研削盤、ワイヤーカットなどの工
作機械により所望の形状に成形加工し、これらを一体的
にパンチプレート１３に固定する。

【００１２】なお本実施例においては、凸刃物の材質と
しては、ＷＣ−Ｃｏ合金にセラミック粉末（Ａｌ2Ｏ3、
ＳｉＣなど）を添加して、焼結温度を１６００℃以上ま
で高めた材質を用いている。

【００１３】次に、図１（ａ）に示すように、凹刃物の
構成材料となる平均粒度が０．６μｍのＷ７９〜８４
％、Ｃｏ１０〜１５％、Ｃ５〜６％の組成を有する超硬
合金の原料粉末１５を成形金型１６内に充填する。そし
て図１（ｂ）に示すように、この超硬合金の原料粉末１
５中に、凸刃物であるパンチ１１ａ〜１１ｊを挿入した
状態で加圧・成形を行う。

【００１４】このようにして得られた成形体を凹刃物の
原料粉末の焼結開始温度である１４００℃、３時間で焼
結し、図１（ｃ）に示すような焼結体１７を得た。なお
焼結の際には、凸刃物の構成材料の焼結温度である１６
００℃以上には加熱しないよう注意が必要である。それ
から図１（ｄ）に示すように、凸刃物と凹刃物とを分離
することにより、凸刃物であるパンチ１１ａ〜１１ｊに
対応する凹刃物であるダイ１２ａ〜１２ｊが得られる。
このとき凹刃物を所定厚さより厚く形成しておき、その
後所定厚分だけスライスするようにしてもよい。

【００１５】なお本実施例においては、凸刃物を予め成
形加工し、これを基準としてこの凸刃物に対応する凹刃
物を製作するようにしたが、この順序は逆でもよく、例
えば凹刃物を予め成形加工し、これを基準としてこの凹
刃物に対応する凸刃物を加工するようにしてもよい。

【００１６】

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。

【００１７】一方の金型刃物を予め通常の製作方法によ
り成形加工した後に、この成形加工された金型刃物を基
準として、これに対応する他方の金型刃物を粉末冶金法
によって製作するようにしているので、製作法が簡単
で、かつ複数の一対の金型刃物を一度に製作することが
でき、金型刃物の加工時間を大幅に短縮することができ
る。更に、凸刃物と凹刃物のクリアランスが均一な加工
精度の高い金型を得ることができ、また金型刃物を加工
するための高価な工作機械などの設備投資が不要となる
という効果も奏功する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の金型刃物の製造方法を示す図。

【図２】リードフレーム打ち抜き用の金型を示す図。

【図３】リードフレームの製造工程を示す図。

【図４】リードフレームを示す図。

【符号の説明】

１ リードフレーム ２ ガイドレール ３ パッド ４ サポートバー ５ インナーリード ６ タイバー ７ アウターリード ８ ガイド孔 ９ 薄板条材 １０ 金型 １１ａ〜１１ｊ パンチ（凸刃物） １２ａ〜１２ｊ ダイ（凹刃物） １３ パンチプレート １４ ダイプレート １５ 材料粉末 １６ 成形金型 １７ 焼結体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の凸刃物と凹刃物とから構成される
   金型の金型刃物の製造方法において、他方の金型刃物の
   材質と比較して焼結温度の高い性質の材料により予め一
   方の金型刃物を製作し、この予め製作された一方の金型
   刃物を他方の金型刃物の原料となる硬質材料粉末を充填
   した成形型に載置して加圧成形を行い、得られた成形体
   を焼結することにより一方の金型刃物に対応する他方の
   金型刃物を製作することを特徴とする金型刃物の製造方
   法。