JP2000144300A - Ｉｃリードフレーム用切断刃およびその製造方法 - Google Patents
Ｉｃリードフレーム用切断刃およびその製造方法Info
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- JP2000144300A JP2000144300A JP10322479A JP32247998A JP2000144300A JP 2000144300 A JP2000144300 A JP 2000144300A JP 10322479 A JP10322479 A JP 10322479A JP 32247998 A JP32247998 A JP 32247998A JP 2000144300 A JP2000144300 A JP 2000144300A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐摩耗性と耐欠損性を両立した長寿命かつ経
済性にも優れたＩＣリードフレーム用切断刃を提供する
ことである。 【解決手段】 抗折力が５０ｋｇ／ｍｍ2 以上、ビッカ
ース硬度が２０００以上ある超硬合金で刃先部１を、抗
折力が３００ｋｇ／ｍｍ2 以上、ビッカース硬度が１５
００以上の超硬合金でボディ部２を各々形成し、この刃
先部１とボディ部２を超硬合金中の金属結合相を介して
一体に接合したのである。
済性にも優れたＩＣリードフレーム用切断刃を提供する
ことである。 【解決手段】 抗折力が５０ｋｇ／ｍｍ2 以上、ビッカ
ース硬度が２０００以上ある超硬合金で刃先部１を、抗
折力が３００ｋｇ／ｍｍ2 以上、ビッカース硬度が１５
００以上の超硬合金でボディ部２を各々形成し、この刃
先部１とボディ部２を超硬合金中の金属結合相を介して
一体に接合したのである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、耐摩耗性、耐欠
損性、経済性に優れるＩＣリードフレーム用切断刃とそ
の製造方法に関する。
損性、経済性に優れるＩＣリードフレーム用切断刃とそ
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＩＣリードフレーム用切断刃は、寿命の
長いもの、即ち、耐摩耗性、耐欠損性をより高めたもの
が望まれているが、その２つの要求に応え、同時に経済
性も向上させたものはまだ無い。
長いもの、即ち、耐摩耗性、耐欠損性をより高めたもの
が望まれているが、その２つの要求に応え、同時に経済
性も向上させたものはまだ無い。
【０００３】耐摩耗性に優れる材料としては、例えば
（１）特開平４−１９８４５３号公報に示されるもの、
（２）特開平５−５９４８１号公報に示されるもの、或
いは、（３）特開平４−２０２７３８号公報に示される
ものがある。
（１）特開平４−１９８４５３号公報に示されるもの、
（２）特開平５−５９４８１号公報に示されるもの、或
いは、（３）特開平４−２０２７３８号公報に示される
ものがある。
【０００４】（１）は、ＩＶａ、Ｖａ、ＶＩａ族金属元
素の特定粒径の炭化物質の硬質相と特定量の鉄族の金属
結合相とから成る超硬合金であって、ビッカース硬度が
１８００以上ある。
素の特定粒径の炭化物質の硬質相と特定量の鉄族の金属
結合相とから成る超硬合金であって、ビッカース硬度が
１８００以上ある。
【０００５】また、（２）は、ＷＣを主体にしてＭｏや
Ｍｏ2 ＣやＶＣの硬質相を加え、さらに、Ｃｏベースの
結合相を加えた超硬合金であって、ビッカース硬度が２
３００以上ある。
Ｍｏ2 ＣやＶＣの硬質相を加え、さらに、Ｃｏベースの
結合相を加えた超硬合金であって、ビッカース硬度が２
３００以上ある。
【０００６】さらに、（３）は、平均粒径の小さなＷＣ
−Ｃｏ系超硬合金であって、飽和磁化量とＣｏ量との関
係を特定することで強度と安定性を向上させて微細加工
での適正を向上させている。
−Ｃｏ系超硬合金であって、飽和磁化量とＣｏ量との関
係を特定することで強度と安定性を向上させて微細加工
での適正を向上させている。
【０００７】しかしながら、上記（１）〜（３）の超硬
合金は、高硬度化により耐摩耗性が飛躍的に向上してい
る反面、耐欠損性が低下し、ＩＣリードフレーム用切断
刃の材料としては、満足のいくものではなかった。
合金は、高硬度化により耐摩耗性が飛躍的に向上してい
る反面、耐欠損性が低下し、ＩＣリードフレーム用切断
刃の材料としては、満足のいくものではなかった。
【０００８】一方、特開平７−２４２９８２号公報は、
ｃＢＮ（立方晶窒化硼素）の刃先部と超硬合金のボディ
を複合化したタイバーカットパンチ（ＩＣリードフレー
ム用切断刃）を開示している。これは、刃先部がｃＢＮ
多結晶焼結体であるので耐摩耗性に優れ、また、ボディ
は超硬合金であるため耐欠損性に優れる。しかし、高価
なｃＢＮ多結晶焼結体を用いているのでコストアップが
避けられない。また、超硬合金と異種材料のｃＢＮ多結
晶焼結体を接合しているため、接合強度にも問題があ
り、ボディによる刃先部の補強効果（ボディによる刃先
部の欠損防止効果）もあまり期待できない。
ｃＢＮ（立方晶窒化硼素）の刃先部と超硬合金のボディ
を複合化したタイバーカットパンチ（ＩＣリードフレー
ム用切断刃）を開示している。これは、刃先部がｃＢＮ
多結晶焼結体であるので耐摩耗性に優れ、また、ボディ
は超硬合金であるため耐欠損性に優れる。しかし、高価
なｃＢＮ多結晶焼結体を用いているのでコストアップが
避けられない。また、超硬合金と異種材料のｃＢＮ多結
晶焼結体を接合しているため、接合強度にも問題があ
り、ボディによる刃先部の補強効果（ボディによる刃先
部の欠損防止効果）もあまり期待できない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】超硬合金は、耐摩耗性
材料の中で最も一般的な材料であり、他の耐摩耗性材料
に比べて安価であるが、耐摩耗性と耐欠損性の双方に優
れるものがなく、従って、超硬合金を材料にしたＩＣリ
ードフレーム用切断刃は、早期摩耗又は欠損が生じて短
寿命となる。
材料の中で最も一般的な材料であり、他の耐摩耗性材料
に比べて安価であるが、耐摩耗性と耐欠損性の双方に優
れるものがなく、従って、超硬合金を材料にしたＩＣリ
ードフレーム用切断刃は、早期摩耗又は欠損が生じて短
寿命となる。
【００１０】一方、刃先部をｃＢＮ多結晶焼結体で形成
した特開平７−２４２９８２号公報のタイバーカット
は、コスト高となり、ボディによる刃先部の補強が充分
でないため、耐欠損性にも問題がある。
した特開平７−２４２９８２号公報のタイバーカット
は、コスト高となり、ボディによる刃先部の補強が充分
でないため、耐欠損性にも問題がある。
【００１１】そこで、この発明は、耐摩耗性と耐欠損性
を両立させ、さらに、経済性やボディによる刃先部補強
効果も高めたＩＣリードフレーム用切断刃とその切断刃
の製造方法を提供することを課題としている。
を両立させ、さらに、経済性やボディによる刃先部補強
効果も高めたＩＣリードフレーム用切断刃とその切断刃
の製造方法を提供することを課題としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明においては、次の２つのＩＣリードフレー
ム用切断刃を提供する。
め、この発明においては、次の２つのＩＣリードフレー
ム用切断刃を提供する。
【００１３】そのひとつ（以下、第１発明品と云う）
は、下記Ａの超硬合金で形成される刃先部と、下記Ｂの
超硬合金で形成されるボディ部が金属結合相を介して一
体に接合されて成る。 Ａ：重量比でＷＣを９５％以上、９９．８％未満含有
し、残部がＣｏ又はＮｉもしくはＣｏ、Ｎｉの両者と不
可避不純物の金属結合相で構成された、抗折力が５０ｋ
ｇ／ｍｍ2 以上、ビッカース硬度が２０００以上の超硬
合金。 Ｂ：重量比でＷＣを８５％以上、９５％未満含有し、残
部がＣｏ又はＮｉもしくはＣｏ、Ｎｉの両者と不可避不
純物の金属結合相で構成された、抗折力が３００ｋｇ／
ｍｍ2 以上、ビッカース硬度が１５００以上の超硬合
金。
は、下記Ａの超硬合金で形成される刃先部と、下記Ｂの
超硬合金で形成されるボディ部が金属結合相を介して一
体に接合されて成る。 Ａ：重量比でＷＣを９５％以上、９９．８％未満含有
し、残部がＣｏ又はＮｉもしくはＣｏ、Ｎｉの両者と不
可避不純物の金属結合相で構成された、抗折力が５０ｋ
ｇ／ｍｍ2 以上、ビッカース硬度が２０００以上の超硬
合金。 Ｂ：重量比でＷＣを８５％以上、９５％未満含有し、残
部がＣｏ又はＮｉもしくはＣｏ、Ｎｉの両者と不可避不
純物の金属結合相で構成された、抗折力が３００ｋｇ／
ｍｍ2 以上、ビッカース硬度が１５００以上の超硬合
金。
【００１４】また、他のひとつ（以下、第２発明品と云
う）は、下記Ｃの超硬合金で形成される刃先部と、下記
Ｄの超硬合金で形成されるボディ部が金属結合相を介し
て一体に接合されて成る。 Ｃ：重量比でＷＣを９０％以上、９８％未満、ＴｉＣ、
ＴｉＣＮ、ＴａＣ、ＮｂＣ、Ｍｏ2 Ｃ、ＶＣ、Ｃｒ3 Ｃ
2 の中から選ばれた物質の少なくとも１種を０．１％以
上、１０％未満含有し、残部がＣｏ又はＮｉもしくはＣ
ｏ、Ｎｉの両者と不可避不純物の金属結合相で構成さ
れ、かつその金属結合相の含有量が超硬合金Ｄよりも少
なく、抗折力が５０ｋｇ／ｍｍ2 以上、ビッカース硬度
が２０００以上の超硬合金。 Ｄ：重量比でＷＣを８５％以上、９５％未満、ＴｉＣ、
ＴｉＣＮ、ＴａＣ、ＮｂＣ、Ｍｏ2 Ｃ、ＶＣ、Ｃｒ3 Ｃ
2 の中から選ばれた物質の少なくとも１種を０．１％以
上、１０％未満含有し、残部がＣｏ又はＮｉもしくはＣ
ｏ、Ｎｉの両者と不可避不純物の金属結合相で構成され
た、抗折力が３００ｋｇ／ｍｍ2 以上、ビッカース硬度
が１５００以上の超硬合金。
う）は、下記Ｃの超硬合金で形成される刃先部と、下記
Ｄの超硬合金で形成されるボディ部が金属結合相を介し
て一体に接合されて成る。 Ｃ：重量比でＷＣを９０％以上、９８％未満、ＴｉＣ、
ＴｉＣＮ、ＴａＣ、ＮｂＣ、Ｍｏ2 Ｃ、ＶＣ、Ｃｒ3 Ｃ
2 の中から選ばれた物質の少なくとも１種を０．１％以
上、１０％未満含有し、残部がＣｏ又はＮｉもしくはＣ
ｏ、Ｎｉの両者と不可避不純物の金属結合相で構成さ
れ、かつその金属結合相の含有量が超硬合金Ｄよりも少
なく、抗折力が５０ｋｇ／ｍｍ2 以上、ビッカース硬度
が２０００以上の超硬合金。 Ｄ：重量比でＷＣを８５％以上、９５％未満、ＴｉＣ、
ＴｉＣＮ、ＴａＣ、ＮｂＣ、Ｍｏ2 Ｃ、ＶＣ、Ｃｒ3 Ｃ
2 の中から選ばれた物質の少なくとも１種を０．１％以
上、１０％未満含有し、残部がＣｏ又はＮｉもしくはＣ
ｏ、Ｎｉの両者と不可避不純物の金属結合相で構成され
た、抗折力が３００ｋｇ／ｍｍ2 以上、ビッカース硬度
が１５００以上の超硬合金。
【００１５】これ等の切断刃は、刃先部とボディ部の各
超硬合金の金属結合相の含有量に差がつくようにしてい
る（刃先部側が少ない）が、その差が大きくなる場合に
は、刃先部とボディ部との間に超硬合金で形成される中
間層を介在し、その中間層の金属結合相の含有量を刃先
部より多く、ボディ部より少なくし、かつ、刃先部から
ボディ部側に向かって増加させた構成にすると望まし
い。
超硬合金の金属結合相の含有量に差がつくようにしてい
る（刃先部側が少ない）が、その差が大きくなる場合に
は、刃先部とボディ部との間に超硬合金で形成される中
間層を介在し、その中間層の金属結合相の含有量を刃先
部より多く、ボディ部より少なくし、かつ、刃先部から
ボディ部側に向かって増加させた構成にすると望まし
い。
【００１６】また、刃先部及びボディ部の超硬合金中に
含まれるＷＣ粒子の粒径が、１．０μｍ未満であるもの
が望ましい。
含まれるＷＣ粒子の粒径が、１．０μｍ未満であるもの
が望ましい。
【００１７】さらに、表面に、ＣＶＤ法又はＰＶＤ法に
よるＴｉＣ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ、Ａｌ2 Ｏ3 又はダイヤ
モンドライクカーボン（ＤＬＣ）の被覆層を設けるのも
好ましい。この場合の被覆層は上記材料のどれかひとつ
の層であってもよいし、異なる材料を複数積層した層で
あってもよい。上記の中間層も単層、多層を問わない。
よるＴｉＣ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ、Ａｌ2 Ｏ3 又はダイヤ
モンドライクカーボン（ＤＬＣ）の被覆層を設けるのも
好ましい。この場合の被覆層は上記材料のどれかひとつ
の層であってもよいし、異なる材料を複数積層した層で
あってもよい。上記の中間層も単層、多層を問わない。
【００１８】また、これ等の切断刃は、ボディ部用の超
硬合金粉末と刃先部用の超硬合金粉末又はボディ部用の
超硬合金粉末と中間層用の超硬合金粉末と刃先部用超硬
合金粉末を順に黒鉛型に充填し、その粉末に黒鉛パンチ
で２００ｋｇ／ｃｍ2 以上、５００ｋｇ／ｃｍ2 以下の
圧力を加え、その加圧下で黒鉛型及び黒鉛パンチに通電
して黒鉛型を１０００℃以上、１５００℃未満に発熱さ
せ、この状態を５分以上、１０分未満保持して黒鉛型内
の超硬合金粉末を焼結一体化する通電加圧焼結法で製造
すると好ましい。
硬合金粉末と刃先部用の超硬合金粉末又はボディ部用の
超硬合金粉末と中間層用の超硬合金粉末と刃先部用超硬
合金粉末を順に黒鉛型に充填し、その粉末に黒鉛パンチ
で２００ｋｇ／ｃｍ2 以上、５００ｋｇ／ｃｍ2 以下の
圧力を加え、その加圧下で黒鉛型及び黒鉛パンチに通電
して黒鉛型を１０００℃以上、１５００℃未満に発熱さ
せ、この状態を５分以上、１０分未満保持して黒鉛型内
の超硬合金粉末を焼結一体化する通電加圧焼結法で製造
すると好ましい。
【００１９】
【作用】第１発明品、第２発明品とも、刃先部をビッカ
ース硬度の高い超硬合金で、ボディ部を抗折力の高い超
硬合金で各々形成し、その２種類の超硬合金をそれぞれ
の合金に含まれる金属結合層を介して一体化させること
で耐摩耗性と耐欠損性を両立させている。
ース硬度の高い超硬合金で、ボディ部を抗折力の高い超
硬合金で各々形成し、その２種類の超硬合金をそれぞれ
の合金に含まれる金属結合層を介して一体化させること
で耐摩耗性と耐欠損性を両立させている。
【００２０】刃先部の耐摩耗性は、ｃＢＮ多結晶焼結体
を用いた特開平７−２４２９８２号のタイバーカットの
方が勝るが、これは、刃先部とボディ部の接合強度、つ
まりはボディによる刃先部の補強に問題がある。これに
対し、この発明の切断刃は、超硬合金の金属結合相が結
びついて抗折力の高いボディ部が刃先部をしっかり支え
るため、耐欠損性が上記のタイバーカットよりも向上
し、耐摩耗性と耐欠損性がバランス良く発揮されて寿命
が延びる。
を用いた特開平７−２４２９８２号のタイバーカットの
方が勝るが、これは、刃先部とボディ部の接合強度、つ
まりはボディによる刃先部の補強に問題がある。これに
対し、この発明の切断刃は、超硬合金の金属結合相が結
びついて抗折力の高いボディ部が刃先部をしっかり支え
るため、耐欠損性が上記のタイバーカットよりも向上
し、耐摩耗性と耐欠損性がバランス良く発揮されて寿命
が延びる。
【００２１】また、刃先部も安価な超硬合金を用いてい
るのでコストも下がる。
るのでコストも下がる。
【００２２】ここで、第１発明品において、刃先部（超
硬合金Ａ）のＷＣ含有量を限定したのは、その量が９５
％（重量比％、以下も同じ）未満では所望の硬度が得ら
れず、耐摩耗性が不足し、一方、９９．８％以上では硬
く脆くなって刃先のチッピング（微少欠け）を起こすか
らである。
硬合金Ａ）のＷＣ含有量を限定したのは、その量が９５
％（重量比％、以下も同じ）未満では所望の硬度が得ら
れず、耐摩耗性が不足し、一方、９９．８％以上では硬
く脆くなって刃先のチッピング（微少欠け）を起こすか
らである。
【００２３】ボディ部（超硬合金Ｂ）のＷＣ含有量も、
８５％未満では硬さが不足して使用中にボディ部が座屈
を生じ、９５％以上では所望の抗折力が得られず、突発
的な欠損を起こす可能性があるので８５％以上、９５％
未満にした。
８５％未満では硬さが不足して使用中にボディ部が座屈
を生じ、９５％以上では所望の抗折力が得られず、突発
的な欠損を起こす可能性があるので８５％以上、９５％
未満にした。
【００２４】さらに、刃先部の抗折力を５０ｋｇ／ｍｍ
2 以上としたのは、それ未満の値ではチッピングを起こ
し易いからである。また刃先部のビッカース硬度を２０
００以上としたのは、同数値に満たない硬度では従来品
と差別化できるだけの耐摩耗性が得られないからであ
る。なお、この抗折力、硬度は高いほど良いので上限を
定めていないが、超硬合金Ａの組成での抗折力の上限は
３００ｋｇ／ｍｍ2 、ビッカース硬度の上限は２７００
程度と考えられる。
2 以上としたのは、それ未満の値ではチッピングを起こ
し易いからである。また刃先部のビッカース硬度を２０
００以上としたのは、同数値に満たない硬度では従来品
と差別化できるだけの耐摩耗性が得られないからであ
る。なお、この抗折力、硬度は高いほど良いので上限を
定めていないが、超硬合金Ａの組成での抗折力の上限は
３００ｋｇ／ｍｍ2 、ビッカース硬度の上限は２７００
程度と考えられる。
【００２５】ボディ部の抗折力を３００ｋｇ／ｍｍ2 以
上としたのは、これ未満では突発的な欠損が考えられる
からである。また、このボディ部のビッカース硬度を１
５００以上としたのは、使用中の座屈を回避するためで
ある。この場合も、抗折力、ビッカース硬度は高いほど
ほいが、超硬合金Ｂの組成での抗折力の上限は６０００
ｋｇ／ｍｍ2 、ビッカース高度の上限は２０００程度と
考えられる。
上としたのは、これ未満では突発的な欠損が考えられる
からである。また、このボディ部のビッカース硬度を１
５００以上としたのは、使用中の座屈を回避するためで
ある。この場合も、抗折力、ビッカース硬度は高いほど
ほいが、超硬合金Ｂの組成での抗折力の上限は６０００
ｋｇ／ｍｍ2 、ビッカース高度の上限は２０００程度と
考えられる。
【００２６】第２発明品も、上記と同様の理由から、刃
先部の超硬合金Ｃとボディの超硬合金ＤのＷＣ含有量、
抗折力、ビッカース硬度に限定を加えた。この第２発明
品は、リードフレーム切断時にＩＣのパッケージである
レジン樹脂も一緒に切断するときに特に有効なものであ
る。刃先部、ボディ部の各超硬合金に含ませたＴｉＣ、
ＴｉＣＮ、ＴａＣ、ＮｂＣ、Ｍｏ2 Ｃ、ＶＣ、Ｃｒ3 Ｃ
2 がレジン樹脂に対して優れた耐摩耗性を発揮し、延命
効果を高めるからである。
先部の超硬合金Ｃとボディの超硬合金ＤのＷＣ含有量、
抗折力、ビッカース硬度に限定を加えた。この第２発明
品は、リードフレーム切断時にＩＣのパッケージである
レジン樹脂も一緒に切断するときに特に有効なものであ
る。刃先部、ボディ部の各超硬合金に含ませたＴｉＣ、
ＴｉＣＮ、ＴａＣ、ＮｂＣ、Ｍｏ2 Ｃ、ＶＣ、Ｃｒ3 Ｃ
2 がレジン樹脂に対して優れた耐摩耗性を発揮し、延命
効果を高めるからである。
【００２７】この場合、上記元素の炭化物、炭窒化物の
添加量が０．１％以下では顕著な効果が現れず、逆に１
０％を越えると、超硬合金Ｃ、Ｄが硬く脆くなって刃先
部ではチッピング、ボディ部では突発的な欠損の問題が
生じて好ましくない。このように、第２発明品は、Ｔｉ
の炭化物等の硬質相の添加により刃先部、ボディ部の硬
度が高まるので、刃先部、ボディ部ともＷＣ含有量を第
１発明品より若干少なくしてビッカース硬度を調整して
いる。
添加量が０．１％以下では顕著な効果が現れず、逆に１
０％を越えると、超硬合金Ｃ、Ｄが硬く脆くなって刃先
部ではチッピング、ボディ部では突発的な欠損の問題が
生じて好ましくない。このように、第２発明品は、Ｔｉ
の炭化物等の硬質相の添加により刃先部、ボディ部の硬
度が高まるので、刃先部、ボディ部ともＷＣ含有量を第
１発明品より若干少なくしてビッカース硬度を調整して
いる。
【００２８】この発明の切断刃は、上記超硬合金ＡとＢ
又はＣとＤの組合わせにより、ボディ部の金属結合相含
有量が刃先部の金属結合相含有量よりも多くなって、ボ
ディ部の熱膨張係数が刃先部のそれより大きくなり、ボ
ディ部との熱膨張差で刃先部に圧縮残留応力が発現す
る。そのため、刃先部のチッピングが起こり難くなり、
これによっても耐欠損性が高められる。
又はＣとＤの組合わせにより、ボディ部の金属結合相含
有量が刃先部の金属結合相含有量よりも多くなって、ボ
ディ部の熱膨張係数が刃先部のそれより大きくなり、ボ
ディ部との熱膨張差で刃先部に圧縮残留応力が発現す
る。そのため、刃先部のチッピングが起こり難くなり、
これによっても耐欠損性が高められる。
【００２９】但し、刃先部とボディ部の金属結合相含有
量の差が１０％を越えると、刃先部の圧縮残留応力が大
きくなり過ぎ、寿命に影響しない程度の微小欠陥でも、
それが刃先部にあったならそこを起点に切断刃が大破す
ることがある。そこで、このようなときに上記の中間層
を設ける。この中間層は、刃先部側からボディ側に向か
って金属結合相の含有量を増加させることで熱膨張係数
を変化させており、刃先部とボディ部間での熱膨張係数
の急変を防止して刃先部の圧縮残留応力を実用化レベル
まで低減させる効果をもつ。
量の差が１０％を越えると、刃先部の圧縮残留応力が大
きくなり過ぎ、寿命に影響しない程度の微小欠陥でも、
それが刃先部にあったならそこを起点に切断刃が大破す
ることがある。そこで、このようなときに上記の中間層
を設ける。この中間層は、刃先部側からボディ側に向か
って金属結合相の含有量を増加させることで熱膨張係数
を変化させており、刃先部とボディ部間での熱膨張係数
の急変を防止して刃先部の圧縮残留応力を実用化レベル
まで低減させる効果をもつ。
【００３０】なお、刃先部、ボディ部の合金に含まれる
ＷＣ粒子の粒径が１μｍ以上あるとアブレイシブ摩耗以
外にＷＣ粒子の脱落により摩耗が進行する場合があるの
で、ＷＣの粒径は１μｍ以下にするのがよい。その粒径
は細かいほどよく、下限はないが、現状の技術レベルで
は０．３μｍ程度が限界である。
ＷＣ粒子の粒径が１μｍ以上あるとアブレイシブ摩耗以
外にＷＣ粒子の脱落により摩耗が進行する場合があるの
で、ＷＣの粒径は１μｍ以下にするのがよい。その粒径
は細かいほどよく、下限はないが、現状の技術レベルで
は０．３μｍ程度が限界である。
【００３１】次に、この発明の切断刃の製造を通電加圧
焼結法で行うと、金属結合相が結びついて各部の超硬合
金の接合が強固になされる。また、中間層を設ける場
合、その中間層の金属結合相の量を変化させるのも容易
である。例えば、中間層を多層構造にして各層の超硬合
金粉末の金属結合相量を変える方法で傾斜組成の中間層
を形成できる。従って、現状の接合技術ではこの方法が
最良と考えられる。この方法での黒鉛パンチによる加圧
力が２００ｋｇ／ｍｍ2 未満では、超硬合金にポア（い
わゆる巣）が発生し易く、一方、５００ｋｇ／ｍｍ2 以
上では黒鉛型が破損し易く、経済的でない。
焼結法で行うと、金属結合相が結びついて各部の超硬合
金の接合が強固になされる。また、中間層を設ける場
合、その中間層の金属結合相の量を変化させるのも容易
である。例えば、中間層を多層構造にして各層の超硬合
金粉末の金属結合相量を変える方法で傾斜組成の中間層
を形成できる。従って、現状の接合技術ではこの方法が
最良と考えられる。この方法での黒鉛パンチによる加圧
力が２００ｋｇ／ｍｍ2 未満では、超硬合金にポア（い
わゆる巣）が発生し易く、一方、５００ｋｇ／ｍｍ2 以
上では黒鉛型が破損し易く、経済的でない。
【００３２】また、焼結温度が１０００℃未満では超硬
合金の緻密化が充分でなく、１５００℃を越えると金属
結合相が溶出するので好ましくない。焼結温度の保持時
間も５分未満では各部の超硬合金の均一焼成ができず、
１０分を越えると各部の超硬合金の組成の均一化が起こ
り、所望の特性を得ることができなくなる。以上の理由
から、加圧力、焼結温度、保持時間に限定を加えた。
合金の緻密化が充分でなく、１５００℃を越えると金属
結合相が溶出するので好ましくない。焼結温度の保持時
間も５分未満では各部の超硬合金の均一焼成ができず、
１０分を越えると各部の超硬合金の組成の均一化が起こ
り、所望の特性を得ることができなくなる。以上の理由
から、加圧力、焼結温度、保持時間に限定を加えた。
【００３３】
【発明の実施の形態】図１、図２に、この発明の切断刃
の概要を示す。図の１は刃先部、２はボディ部、３は中
間層であり、これ等は焼結によって一体化している。な
お、第１発明品は、刃先部１を前述の超硬合金Ａで、ボ
ディ部２を超硬合金Ｂで各々形成し、第２発明品は刃先
部１を前述の超硬合金Ｃで、ボディ部２を超硬合金Ｄで
各々形成する。
の概要を示す。図の１は刃先部、２はボディ部、３は中
間層であり、これ等は焼結によって一体化している。な
お、第１発明品は、刃先部１を前述の超硬合金Ａで、ボ
ディ部２を超硬合金Ｂで各々形成し、第２発明品は刃先
部１を前述の超硬合金Ｃで、ボディ部２を超硬合金Ｄで
各々形成する。
【００３４】図２の切断刃の中間層３を構成する超硬合
金は、金属結合相の含有量が刃先部１側からボディ部２
側に行くにつれて増加し、刃先部１との接合部は刃先部
１の超硬合金に近似した組成、ボディ部２との接合部は
ボディ部２の超硬合金に近似した組成になっている。こ
の中間層２は、単層構造、多層構造のどちらであっても
よい。
金は、金属結合相の含有量が刃先部１側からボディ部２
側に行くにつれて増加し、刃先部１との接合部は刃先部
１の超硬合金に近似した組成、ボディ部２との接合部は
ボディ部２の超硬合金に近似した組成になっている。こ
の中間層２は、単層構造、多層構造のどちらであっても
よい。
【００３５】なお、刃先部１の厚みは、切断するリード
フレームもしくはＩＣパッケージの厚みよりも３ｍｍ程
度大きくしておくのが好ましい。ボディ部２は、ホルダ
（図示せず）への取付けを安定して行える厚みにする必
要がある。中間層３の厚みは１ｍｍ〜１０ｍｍぐらいが
好ましい。従って、一般的には中間層厚み＜刃先部厚み
＜ボディ部厚みの関係が成立するものになる。
フレームもしくはＩＣパッケージの厚みよりも３ｍｍ程
度大きくしておくのが好ましい。ボディ部２は、ホルダ
（図示せず）への取付けを安定して行える厚みにする必
要がある。中間層３の厚みは１ｍｍ〜１０ｍｍぐらいが
好ましい。従って、一般的には中間層厚み＜刃先部厚み
＜ボディ部厚みの関係が成立するものになる。
【００３６】図３は、通電加圧焼結法による切断刃の製
造方法を示している。図中４は、黒鉛ブロック５で支持
した黒鉛型であり、外枠４ａと抜き取り自在の底蓋４ｂ
とから成る。この黒鉛型４内にボディ部用超硬合金Ｂ
（又はＤ）の粉末、中間層用超硬合金Ｅの粉末（これは
省く場合がある）、刃先部用超硬合金Ａ（又はＣ）の粉
末を順に充填し、黒鉛パンチ６で所定の圧力を加える。
そして、その加圧下で電極７、８を介して黒鉛型４及び
黒鉛パンチ６に通電し（９は電源）、所定の温度を所定
時間保持して各部の超硬合金粉末を焼結一体化する。
造方法を示している。図中４は、黒鉛ブロック５で支持
した黒鉛型であり、外枠４ａと抜き取り自在の底蓋４ｂ
とから成る。この黒鉛型４内にボディ部用超硬合金Ｂ
（又はＤ）の粉末、中間層用超硬合金Ｅの粉末（これは
省く場合がある）、刃先部用超硬合金Ａ（又はＣ）の粉
末を順に充填し、黒鉛パンチ６で所定の圧力を加える。
そして、その加圧下で電極７、８を介して黒鉛型４及び
黒鉛パンチ６に通電し（９は電源）、所定の温度を所定
時間保持して各部の超硬合金粉末を焼結一体化する。
【００３７】以下に、より詳細な実施例を挙げる。
【００３８】−実施例１− 表１に示す組成の超硬合金粉末を準備し、ボディ部用、
刃先部用又はボディ部用、中間層用、刃先部用の順に超
硬合金粉末を黒鉛型に充填し、黒鉛パンチにより４００
ｋｇ／ｍｍ2 の圧力を加えてその加圧下で黒鉛型及び黒
鉛パンチに通電して黒鉛型を１２００℃に発熱させ、そ
の状態を７分間保持して、サンプル１〜２０を得た。ま
た、従来品として、ＷＣ−２％Ｃｏの組成の超硬合金イ
とＷＣ粒度の異なるＷＣ−１０％Ｃｏの組成の２種類の
超硬合金ロ、ハを準備した。表１に、各サンプルの刃先
部、ボディ部、中間層並びに従来品の抗折力とビッカー
ス硬度を示す。
刃先部用又はボディ部用、中間層用、刃先部用の順に超
硬合金粉末を黒鉛型に充填し、黒鉛パンチにより４００
ｋｇ／ｍｍ2 の圧力を加えてその加圧下で黒鉛型及び黒
鉛パンチに通電して黒鉛型を１２００℃に発熱させ、そ
の状態を７分間保持して、サンプル１〜２０を得た。ま
た、従来品として、ＷＣ−２％Ｃｏの組成の超硬合金イ
とＷＣ粒度の異なるＷＣ−１０％Ｃｏの組成の２種類の
超硬合金ロ、ハを準備した。表１に、各サンプルの刃先
部、ボディ部、中間層並びに従来品の抗折力とビッカー
ス硬度を示す。
【００３９】
【表１】
【００４０】次に、サンプル１〜２０及び従来品を用い
て０．５ｍｍ径の銅製リードフレームを切断し、寿命に
至るまでの切断回数を調べた。この試験での寿命判定
は、切断刃の摩耗によって切断後のリードフレームに
０．１ｍｍのバリが発生した時点を寿命とした。結果を
表２に示す。
て０．５ｍｍ径の銅製リードフレームを切断し、寿命に
至るまでの切断回数を調べた。この試験での寿命判定
は、切断刃の摩耗によって切断後のリードフレームに
０．１ｍｍのバリが発生した時点を寿命とした。結果を
表２に示す。
【００４１】
【表２】
【００４２】−実施例２− 実施例１のサンプル２０及び従来品を用いて０．７ｍｍ
径の銅製リードフレームをパッケージのレジン樹脂と共
に切断し、寿命までの切断回数を調べた。この場合の寿
命判定は、切断刃の欠損もしくは摩耗により切断したレ
ジン樹脂に０．１ｍｍのバリが発生した時点とした。結
果を表３に示す。
径の銅製リードフレームをパッケージのレジン樹脂と共
に切断し、寿命までの切断回数を調べた。この場合の寿
命判定は、切断刃の欠損もしくは摩耗により切断したレ
ジン樹脂に０．１ｍｍのバリが発生した時点とした。結
果を表３に示す。
【００４３】
【表３】
【００４４】−実施例３− 刃先部、ボディ部の材料として、実施例１のサンプル１
と同一組成の超硬合金粉末を用い、実施例１で採用した
通電加圧焼結法における加圧力、焼結温度、その温度の
保持時間を表４のように変化させて同表に示すサンプル
２１〜３３を得た。これ等のサンプルの刃先部とボディ
部の抗折力とビッカース硬度を表４に示す。
と同一組成の超硬合金粉末を用い、実施例１で採用した
通電加圧焼結法における加圧力、焼結温度、その温度の
保持時間を表４のように変化させて同表に示すサンプル
２１〜３３を得た。これ等のサンプルの刃先部とボディ
部の抗折力とビッカース硬度を表４に示す。
【００４５】
【表４】
【００４６】−実施例４− 実施例１のサンプル１の表面に表５に示す材料の被覆層
をＣＶＤ法にて形成し、こうして得られたサンプル３４
〜３８で０．７ｍｍ径の銅製リードフレームをパッケー
ジのレジン樹脂と共に切断した。この試験での寿命まで
の切断回数を表５に示す。なお、寿命判定の基準は実施
例２と同じである。
をＣＶＤ法にて形成し、こうして得られたサンプル３４
〜３８で０．７ｍｍ径の銅製リードフレームをパッケー
ジのレジン樹脂と共に切断した。この試験での寿命まで
の切断回数を表５に示す。なお、寿命判定の基準は実施
例２と同じである。
【００４７】
【表５】
【００４８】
【発明の効果】この発明の切断刃は、特性の異なる超硬
合金を刃先部とボディ部とで使い分け、さらに、その２
種類の超硬合金を共通の金属結合相を介して一体に接合
することにより、耐摩耗性に優れる反面、抗折力に問題
のある刃先部の超硬合金を抗折力に優れるボディ部の超
硬合金でしっかりと支えて耐摩耗性と耐欠損性を両立さ
せたので、上記の実施例から判るように、従来品に比べ
て寿命が大巾に向上する。
合金を刃先部とボディ部とで使い分け、さらに、その２
種類の超硬合金を共通の金属結合相を介して一体に接合
することにより、耐摩耗性に優れる反面、抗折力に問題
のある刃先部の超硬合金を抗折力に優れるボディ部の超
硬合金でしっかりと支えて耐摩耗性と耐欠損性を両立さ
せたので、上記の実施例から判るように、従来品に比べ
て寿命が大巾に向上する。
【００４９】また、材料が全て超硬合金であるので経済
性にも優れる。
性にも優れる。
【００５０】なお、刃先部とボディ部の超硬合金にＴｉ
の炭化物、炭窒化物やＴａ、Ｎｂなどの炭化物を添加し
たものは、ＩＣの樹脂パッケージを一緒に切断する場合
の寿命向上に顕著な効果を奏する。
の炭化物、炭窒化物やＴａ、Ｎｂなどの炭化物を添加し
たものは、ＩＣの樹脂パッケージを一緒に切断する場合
の寿命向上に顕著な効果を奏する。
【００５１】また、刃先部とボディ部間に中間層を介在
したものは、熱膨張係数差による刃先部の圧縮残留応力
を適正レベルに制御できる。
したものは、熱膨張係数差による刃先部の圧縮残留応力
を適正レベルに制御できる。
【００５２】さらに、刃先部、ボディ部の超硬合金に含
まれるＷＣ粒子の粒径を１μｍ以下にしたものはＷＣ粒
子の脱落が防止されて耐摩耗性がより良くなる。
まれるＷＣ粒子の粒径を１μｍ以下にしたものはＷＣ粒
子の脱落が防止されて耐摩耗性がより良くなる。
【００５３】このほか、表面に硬質材の被覆層を設けた
ものは、被覆層による耐摩耗性の向上で寿命がより一層
延びる。
ものは、被覆層による耐摩耗性の向上で寿命がより一層
延びる。
【図１】この発明の切断刃の概要を示す断面図
【図２】中間層を設けた切断刃の断面図
【図３】この発明の切断刃の製造法（通電加圧焼結法）
を示す概念図
を示す概念図
１ 刃先部 ２ ボディ部 ３ 中間層 ４ 黒鉛型 ５ 黒鉛ブロック ６ 黒鉛パンチ ７、８ 電極 ９ 電源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２２Ｆ 7/00 Ｂ２２Ｆ 7/00 Ｈ 7/06 7/06 Ｄ Ｂ３０Ｂ 11/00 Ｂ３０Ｂ 11/00 Ｈ Ｃ２３Ｃ 14/06 Ｃ２３Ｃ 14/06 Ｈ Ａ Ｂ Ｆ 14/08 14/08 Ａ 16/26 16/26 Ａ 16/32 16/32 16/34 16/34 16/36 16/36 16/40 16/40 Ｆターム(参考） 4E048 AB01 FA08 LA14 4E050 JA02 JD03 4K018 AD06 BC25 BC28 EA22 JA07 JA14 KA15 4K029 AA02 AA04 BA34 BA44 BA54 BA55 BA60 BC02 BD05 4K030 BA18 BA28 BA36 BA38 BA41 BA43 CA03 LA22
Claims (6)
- 【請求項１】 下記Ａの超硬合金で形成される刃先部
と、下記Ｂの超硬合金で形成されるボディ部が金属結合
相を介して一体に接合されて成るＩＣリードフレーム用
切断刃。 Ａ：重量比でＷＣを９５％以上、９９．８％未満含有
し、残部がＣｏ又はＮｉもしくはＣｏ、Ｎｉの両者と不
可避不純物の金属結合相で構成された、抗折力が５０ｋ
ｇ／ｍｍ2 以上、ビッカース硬度が２０００以上の超硬
合金。 Ｂ：重量比でＷＣを８５％以上、９５％未満含有し、残
部がＣｏ又はＮｉもしくはＣｏ、Ｎｉの両者と不可避不
純物の金属結合相で構成された、抗折力が３００ｋｇ／
ｍｍ2 以上、ビッカース硬度が１５００以上の超硬合
金。 - 【請求項２】 下記Ｃの超硬合金で形成される刃先部
と、下記Ｄの超硬合金で形成されるボディ部が金属結合
相を介して一体に接合されて成るＩＣリードフレーム用
切断刃。 Ｃ：重量比でＷＣを９０％以上、９８％未満、ＴｉＣ、
ＴｉＣＮ、ＴａＣ、ＮｂＣ、Ｍｏ2 Ｃ、ＶＣ、Ｃｒ3 Ｃ
2 の中から選ばれた物質の少なくとも１種を０．１％以
上、１０％未満含有し、残部がＣｏ又はＮｉもしくはＣ
ｏ、Ｎｉの両者と不可避不純物の金属結合相で構成さ
れ、かつその金属結合相の含有量が超硬合金Ｄよりも少
なく、抗折力が５０ｋｇ／ｍｍ2 以上、ビッカース硬度
が２０００以上の超硬合金。 Ｄ：重量比でＷＣを８５％以上、９５％未満、ＴｉＣ、
ＴｉＣＮ、ＴａＣ、ＮｂＣ、Ｍｏ2 Ｃ、ＶＣ、Ｃｒ3 Ｃ
2 の中から選ばれた物質の少なくとも１種を０．１％以
上、１０％未満含有し、残部がＣｏ又はＮｉもしくはＣ
ｏ、Ｎｉの両者と不可避不純物の金属結合相で構成され
た、抗折力が３００ｋｇ／ｍｍ2 以上、ビッカース硬度
が１５００以上の超硬合金。 - 【請求項３】 刃先部とボディ部との間に超硬合金で形
成される中間層を介在し、その中間層の金属結合相の含
有量を刃先部より多く、ボディ部より少なくし、かつ、
刃先部からボディ部側に向かって増加させたことを特徴
とする請求項１又は２記載のＩＣリードフレーム用切断
刃。 - 【請求項４】 刃先部及びボディ部の超硬合金中に含ま
れるＷＣ粒子の粒径が、１．０μｍ未満であることを特
徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のＩＣリード
フレーム用切断刃。 - 【請求項５】 表面に、ＣＶＤ法又はＰＶＤ法によるＴ
ｉＣ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ、Ａｌ2 Ｏ3 又はダイヤモンド
ライクカーボンの被覆層を設けた請求項１乃至４のいず
れかに記載のＩＣリードフレーム用切断刃。 - 【請求項６】 ボディ部用の超硬合金粉末と刃先部用の
超硬合金粉末又はボディ部用の超硬合金粉末と中間層用
の超硬合金粉末と刃先部用超硬合金粉末を順に黒鉛型に
充填し、その粉末に黒鉛パンチで２００ｋｇ／ｃｍ2 以
上、５００ｋｇ／ｃｍ2 以下の圧力を加え、その加圧下
で黒鉛型及び黒鉛パンチに通電して黒鉛型を１０００℃
以上、１５００℃未満に発熱させ、この状態を５分以
上、１０分未満保持して黒鉛型内の超硬合金粉末を焼結
一体化することを特徴とするＩＣリードフレーム用切断
刃の製造方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32247998A JP4215317B2 (ja) | 1998-11-12 | 1998-11-12 | Ｉｃリードフレーム用切断刃およびその製造方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32247998A JP4215317B2 (ja) | 1998-11-12 | 1998-11-12 | Ｉｃリードフレーム用切断刃およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000144300A true JP2000144300A (ja) | 2000-05-26 |
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Family
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32247998A Expired - Fee Related JP4215317B2 (ja) | 1998-11-12 | 1998-11-12 | Ｉｃリードフレーム用切断刃およびその製造方法 |
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|---|---|
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Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002275508A (ja) * | 2001-03-15 | 2002-09-25 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体製品加工用切断刃およびその製造方法 |
| WO2002076693A1 (fr) * | 2001-03-23 | 2002-10-03 | Mitsui Mining & Smelting Co.,Ltd. | Lame pour decouper une feuille de cuivre |
| JP2006218589A (ja) * | 2005-02-14 | 2006-08-24 | Hitachi Tool Engineering Ltd | 非晶質炭素皮膜被覆部材 |
| JP2008144541A (ja) * | 2006-12-13 | 2008-06-26 | Ohbayashi Corp | 掘削用ビット |
| JP2008522027A (ja) * | 2005-06-27 | 2008-06-26 | サンドビック インテレクチュアル プロパティー アクティエボラーグ | 勾配形成元素としてバナジウムを用いた焼結超硬合金 |
| DE112008002629T5 (de) | 2007-09-28 | 2010-11-04 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Hartmetallwerkzeug für die Mikrobearbeitung |
| JP2011025388A (ja) * | 2009-07-29 | 2011-02-10 | Kyocera Corp | サーメット焼結体および切削工具 |
| JP2011089171A (ja) * | 2009-10-22 | 2011-05-06 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | 複合構造の硬質材料およびその作製方法 |
| JP7441418B2 (ja) | 2020-03-24 | 2024-03-01 | 三菱マテリアル株式会社 | 耐塑性変形性、耐欠損性にすぐれたｗｃ基超硬合金製切削工具および表面被覆ｗｃ基超硬合金製切削工具 |
-
1998
- 1998-11-12 JP JP32247998A patent/JP4215317B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP4842962B2 (ja) * | 2005-06-27 | 2011-12-21 | サンドビック インテレクチュアル プロパティー アクティエボラーグ | 勾配形成元素としてバナジウムを用いた焼結超硬合金 |
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| DE112008002629T5 (de) | 2007-09-28 | 2010-11-04 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Hartmetallwerkzeug für die Mikrobearbeitung |
| JP2011025388A (ja) * | 2009-07-29 | 2011-02-10 | Kyocera Corp | サーメット焼結体および切削工具 |
| JP2011089171A (ja) * | 2009-10-22 | 2011-05-06 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | 複合構造の硬質材料およびその作製方法 |
| JP7441418B2 (ja) | 2020-03-24 | 2024-03-01 | 三菱マテリアル株式会社 | 耐塑性変形性、耐欠損性にすぐれたｗｃ基超硬合金製切削工具および表面被覆ｗｃ基超硬合金製切削工具 |
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