JP2004342835A - 放熱板付きリードフレームの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、単位リードの形成されたリードフレームと、放熱板の形成された放熱板フレームとを用い、単位リードに設けられた接合用孔に、放熱板に設けられた接合用突起を挿入したのち、該接合用突起を変形させて単位リードと放熱板とを互いに結合させる、放熱板付きリードフレームの製造方法を対象とし、単位リードと放熱板とを互いに強固に結合させることを可能とした、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。
【解決手段】本発明の一実施例である放熱板付きリードフレームの製造方法は、接合用孔１Ｏに挿入された接合用突起２Ｐを、先端に刃部１３Ｐｅを備えたパンチ１３Ｐを用いて割り開く態様で変形させることにより、単位リード１Ａと放熱板２Ａとを互いに接合するよう構成している。
【選択図】 図９

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放熱板付きリードフレームの製造方法に関し、詳しくは単位リードの形成されたリードフレームと、放熱板の形成された放熱板フレームとを用い、単位リードの接合用孔に放熱板の接合用突起を挿入したのち、該接合用突起を変形させて単位リードに放熱板をカシメ結合する、放熱板付きリードフレームの製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、特に大電力用の半導体装置に使用されるリードフレームでは、半導体チップから発生する熱を効率的に放散するため、リード部材に熱伝導性の良好な材料から成る放熱板を固着して一体化した、いわゆる放熱板付きリードフレームが用いられている。
【０００３】
上述した放熱板付きリードフレームは、通常、複数の単位リードが形成されたリードフレームと、複数の放熱板が形成された放熱板フレームとを用い、個々の単位リードに設けた接合用孔に、個々の放熱板に設けた接合用突起を挿入したのち、この接合用突起をパンチによって潰す（変形させる）ことで、単位リードと放熱板とを互いにカシメ結合して製造されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
詳しくは、放熱板に円柱から成る接合用突起を形成する一方、単位リードに上記接合用突起に対応した丸孔から成る接合用孔を形成し、接合用孔（丸孔）に接合用突起（円柱）を挿入して単位リードと放熱板とを位置合わせしたのち、パンチで接合用突起の頭部を叩いて傘状に潰すことにより単位リードと放熱板とを仮接合し、次いで成型用パンチにより接合用突起の頭部を所望形状に成型している。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２８０５１１号公報
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した放熱板付きリードフレームの製造方法では、放熱板における接合用突起の高さに「バラツキ」があると、パンチによって接合用突起の頭部を傘状に潰す際、高さ寸法の如何んによっては頭部が十分に拡がらず、単位リードと放熱板との締結力が大幅に低下することとなり、最悪の場合、接合用孔から接合用突起が抜け出してしまい、単位リードと放熱板とが分離する不都合を招いていた。
【０００６】
本発明の目的は、上記実状に鑑みて、単位リードと放熱板とを強固に結合することの可能な、放熱板付きリードフレームの製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に関わる放熱板付きリードフレームの製造方法は、単位リードの形成されたリードフレームと、放熱板の形成された放熱板フレームとを用い、前記単位リードに設けられた接合用孔に、前記放熱板に設けられた接合用突起を挿入したのち、該接合用突起を変形させて前記単位リードと前記放熱板とを互いに結合させる、放熱板付きリードフレームの製造方法であって、前記接合用孔に挿入された前記接合用突起を、先端に刃部を備えたパンチを用いて割り開く態様で変形させることにより、前記単位リードと前記放熱板とを互いに結合することを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に関わる放熱板付きリードフレームの製造方法について、実施例を示す図面を参照しながら詳細に説明する。
【０００９】
図１は、本発明に関わる放熱板付きリードフレームの製造方法において用いられるリードフレーム１と放熱板フレーム２とを示しており、上記リードフレーム１は、複数個の単位リード１Ａ、１Ａ…が、帯板１Ｂの長手方向に沿って一列に配列形成されている。
【００１０】
また、上記リードフレーム１における個々の単位リード１Ａは、中央部にパッド１ａを有するとともに、パッド１ａの周囲を囲む多数本のインナーリード１ｂを有し、上記パッド１ａには四角孔から成る一対の接合用孔１Ｏ、１Ｏが形成されている。なお、リードフレーム１における帯板１Ｂの両側縁部には、スプロケット・ホール１ｈ、１ｈ…が所定のピッチで配列形成されている。
【００１１】
一方、放熱板フレーム２は、リードフレーム１の単位リード１Ａ、１Ａ…に対応する複数個の放熱板２Ａ、２Ａ…を有し、これら放熱板２Ａ、２Ａ…は、帯板２Ｂの長手方向に沿って一列に配列形成されている。
【００１２】
また、上記放熱板フレーム２における個々の放熱板２Ａは、一対のサポートバー２ａ、２ａを介してフレーム本体（帯板）２Ｂに支持されており、さらに個々の放熱板２Ａには、上述した単位リード１Ａにおける一対の接合用孔１Ｏ、１Ｏに対応する、四角柱から成る一対の接合用突起２Ｐ、２Ｐが突設されている。なお、放熱板フレーム２におけるフレーム本体（帯板）２Ｂの両側縁部には、スプロケット・ホール２ｈが所定のピッチで配列形成されている。
【００１３】
図２は、本発明に関わる放熱板付きリードフレームの製造方法を実施するために用いられる製造装置の一実施例であり、この製造装置１０においては、対応する一組の単位リード１Ａと放熱板２Ａとを位置合わせし、打抜き加工によって放熱板フレーム２から放熱板２Ａを分離するとともに、この分離した放熱板２Ａを単位リード１Ａに結合させる工程が実施される。
【００１４】
また、この製造装置１０に対して、リードフレーム１は矢印Ｘ方向、すなわち該リードフレーム１（帯板１Ｂ）の長手方向に沿って搬入される一方、放熱板フレーム２は矢印Ｙ方、すなわちリードフレーム１（帯板１Ｂ）の幅方向に沿って搬入される。
【００１５】
上記製造装置１０は、図３に示す如く打抜き装置１２と、該打抜き装置１２の上方に配置されるカシメ装置１３とを有しており、上記打抜き装置１２は、下型パンチ１２ａとダイ１２ｂとを具備し、上記ダイ１２ｂには上述した放熱板２Ａに対応した形状の打抜き孔１２ｃが形成されている。
【００１６】
上記カシメ装置１３は、上述した打抜き装置１２の下型パンチ１２ａと対向する上型１３ａを具備しており、この上型１３ａには一対のパンチ１３Ｐ、１３Ｐが設けられている。
【００１７】
これら一対のパンチ１３Ｐ、１３Ｐは、後に詳述する如く、放熱板１Ａに形成された一対の接合用突起２Ｐ、２Ｐを、割り開く態様で変形させるためのツールであって、図４に示す如く「たがね」に近似した形状を呈し、その先端には刃部１３Ｐｅを備えている。
【００１８】
以下では、上述した構成の製造装置１０において実施される、放熱板付きリードフレームの製造方法を、その作業工程に従って詳細に説明する。
【００１９】
上述した製造装置１０に対して、所定の態様でリードフレーム１と放熱板フレーム２とが搬送され、リードフレーム１における１つの単位リード１Ａと、該単位リード１Ａに対応する放熱板フレーム２における１つの放熱板２Ａとが、製造装置１０の打抜き装置１２に達すると、上記単位リード１Ａと放熱板２Ａとは相対向した所定位置に位置決めされる。
【００２０】
すなわち、図５に示すように、放熱板フレーム２の放熱板２Ａが、打抜き装置１２における下型パンチ１２ａ上の所定位置に載置されると、対応するリードフレーム１の単位リード１Ａは、打抜き装置１２におけるダイ１２ｂと、カシメ装置１３における上型１３ａとの間の所定位置に配置される。
【００２１】
なお、図中の符号２ｆは、放熱板フレーム２における放熱板２Ａの裏面に形成された位置決め用の凹部であり、符号１２ｄは、上記凹部２ｆに嵌合して放熱板２Ａを位置決めするべく下型パンチ１２ａに形成された突起である。
【００２２】
矢印Ｏで示す如く、打抜き装置１２の下型パンチ１２ａを上昇させると、リードフレーム１における単位リード１Ａの下方域で、放熱板フレーム２の放熱板２Ａに該当する部分が、下型パンチ１２ａによってダイ１２ｂの打抜き孔１２ｃ内に嵌入し、これによって図６に示す如く、放熱板２Ａが下方向より打ち抜かれ、フレーム本体２Ｂから切り離されることとなる。このとき、放熱板２Ａのみがサポートバー２ａと切り離されてフレーム本体２Ｂから分離する。
【００２３】
ここで、上述した如く放熱板２Ａを打ち抜いたことにより生じた放熱板フレーム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、製造装置１０から図２中の矢印Ｙ方向へ搬出されたのち、スクラップとして廃棄（回収）される。
【００２４】
一方、放熱板フレーム２から切り離された放熱板２Ａは、図６に示す如く下型パンチ１２ａ上に載置されつつ、該下型パンチ１２ａによって矢印Ｐで示す如く上昇し、これによって図７に示す如く放熱板２Ａにおける一対の接合用突起２Ｐ、２Ｐが、上方域にある単位リード１Ａの対応する一対の接合用孔１Ｏ、１Ｏに挿入される。
【００２５】
ここで、一対の接合用突起２Ｐ、２Ｐが、一対の接合用孔１Ｏ、１Ｏに挿入されることによって、単位リード１Ａと放熱板２Ａとの相対的な位置決めが為されることとなる。
【００２６】
次いで、矢印Ｑで示す如くカシメ装置１３の上型１３ａを下降させ、この上型１３ａに設けられたパンチ１３Ｐで接合用突起２Ｐを押圧すると、図８に示す如く、上記接合用突起２Ｐが変形することにより、放熱板２Ａが単位リード１Ａに対して結合されることとなる。
【００２７】
すなわち、図９に示す如く接合用孔１Ｏに挿入された接合用突起２Ｐには、下降するパンチ１３ＰによってＶ字状の溝ｖが形成され、このとき上記接合用突起２Ｐが割り開かれる態様で大きく変形することによって、単位リード１Ａと放熱板２Ａとが強固に結合され、もって放熱板付きリードフレームの一部が完成することとなる。
【００２８】
放熱板２Ａが単位リード１Ａに対して結合されたのち、カシメ装置１３の上型１３ａを矢印Ｒで示す如く上昇させ、図１０に示す如くカシメ装置１３を初期状態に復帰させ、次いで、矢印Ｓで示す如く打抜き装置１２の下型パンチ１２ａを下降させ、図１１に示す如く打抜き装置１２を初期状態に復帰させる。
【００２９】
こののち、単位リード１Ａに放熱板２Ａが結合された状態のリードフレーム１は、図２中の矢印Ｘ方向へ搬送され、以下、上述した如き製造装置１０における動作の繰り返しにより、リードフレーム１における各単位リード１Ａ、１Ａ…に対して次々と放熱板２Ａ、２Ａ…が結合されてゆき、製造装置１０からは完成した放熱板付きリードフレームが搬出されることとなる。
【００３０】
上述した如く、製造装置１０による放熱板付きリードフレームの製造方法によれば、先端に刃部１３Ｐｅを備えたパンチ１３Ｐを用いて、接合用突起２Ｐを割り開く態様で変形させることで、接合用突起の頭部を潰していた従来の製造方法に比べ、接合用突起２Ｐの変形量を極めて大きなものとすることができる。
【００３１】
したがって、本発明に関わる放熱板付きリードフレームの製造方法によれば、接合用突起２Ｐの変形に基づく単位リード１Ａと放熱板２Ａとの締結力が格段に向上し、単位リード１Ａと放熱板２Ａとが互いに強固に結合されることとなり、もって単位リード１Ａと放熱板２Ａとの分離を未然に防止することができる。
【００３２】
また、上述した如きリードフレームの製造方法によれば、放熱板２Ａの接合用突起２Ｐを四角柱とし、この接合用突起２Ｐに対応する単位リード１Ａの接合用孔１Ｏを四角孔としたことで、接合用孔１Ｏに接合用突起２Ｐを挿入した際に、単位リード１Ａと端子放熱板２Ａとの相対的な回転変位が抑えられ、もって単位リード１Ａと放熱板２Ａとの位置決め精度が大幅に向上することとなる。
【００３３】
ところで、長手方向に沿って複数個の単位リード１Ａを形成しているリードフレーム１では、各単位リード１Ａに形成されている接合用孔１Ｏ同士のピッチを制御することが極めて困難である。
【００３４】
同じく、長手方向に沿って複数個の放熱板２Ａを形成している放熱板フレーム２においても、各放熱板２Ａに形成されている接合用突起２Ｐ同士のピッチを制御することが極めて困難である。
【００３５】
このため、リードフレーム１の１つの単位リード１Ａと、放熱板フレーム２の１つの放熱板２Ａとが、製造装置１０に対して搬入された状態において、接合用孔１Ｏと接合用突起２Ｐとの間に位置ずれを生じることがある。
【００３６】
このような場合、上述した放熱板付きリードフレームの製造方法では、図１２に示す如く、接合用孔１Ｏを接合用突起２Ｐよりも大きく形成して両者に適宜な隙間を設けるとともに、パンチ１３Ｐをリードフレーム１の搬送方向（矢印Ｘ方向）と直交させ、かつ接合用突起２Ｐのセンター２Ｐｓから任意の方向へずらした位置で押下させて、接合用突起２Ｐをリードフレーム１の長手方向へ割り開いて位置調整することで、リードフレーム１（単位リード１Ａ）と放熱板フレーム２（放熱板２Ａ）との位置決め精度が向上し、併せて接合用突起２Ｐの変形部分がリードフレーム１と干渉することが防止され、もってリードフレーム１における歪みや変形の発生を抑えることができる。
【００３７】
図１３は、接合用突起２Ｐを変形させる工程の他の実施例を示しており、この実施例では、接合用孔１Ｏに挿入された接合用突起２Ｐに、パンチ１３Ｐを用いてＶ字状の溝ｖ１を形成し、上記接合用突起２Ｐを２つに割り開いたのち、パンチ１３Ｐに直交して設けられた別個のパンチ１３Ｐ′を用いてＶ字状の溝ｖ２を形成し、上記接合用突起２Ｐを４つに割り開いて変形させている。
【００３８】
ここで、上述した実施例では、別体から成る２つのパンチ１３Ｐ、１３Ｐ′を用いて、上記接合用突起２Ｐを４つに割り開いて変形させているが、上記２つのパンチ１３Ｐ、１３Ｐ′を組み合わせた如き十字状のパンチ（図示せず）を用いて、上記接合用突起２Ｐを４つに割り開いて変形させることも可能である。
【００３９】
上述した構成によれば、図１〜図１１に示した実施例と同様、パンチ１３Ｐ、１３Ｐ′を用いて接合用突起２Ｐを割り開く態様で変形させることにより、接合用突起の頭部を潰していた従来の製造方法に比べ、接合用突起２Ｐの変形量を極めて大きなものとすることができ、また接合用突起２Ｐを４つに割り開いて変形させること、言い換えれば接合用突起２Ｐを４方向へ押し広げていることによって、締結力がさらに向上して単位リード１Ａと放熱板２Ａとが強固に結合されるとともに、単位リード１Ａと放熱板２Ａとの相対的な位置決め精度も向上することとなる。
【００４０】
なお、上述した実施例においては、接合用孔に挿入された接合用突起をパンチによって割り開くことで、単位リードと放熱板との結合作業を完了としているのであるが、例えば、接合用孔に挿入された接合用突起をパンチにより割り開いて単位リードと放熱板とを仮接合させ、こののち成形パンチを用いて接合用突起を成形するとともに単位リードと放熱板とを本結合させることも可能であり、このような工程を採用することによって、接合用突起を変形させる際にリードフレームの歪みや変形を防止できるとともに、接合用突起を所望する最終的な形状に良好に形成することが可能となる。
【００４１】
また、上述した実施例においては、リードフレームにおける単位リードは、長手方向に沿って一列に配列形成されているが、単位リードを複数列に亘って配列形成したリードフレームを使用した場合でも、本発明を有効に適用し得ることは勿論である。
【００４２】
さらに、接合用突部および接合用孔の形状や設置数は、上述した各実施例の構成に限定されるものではなく、製造対象である放熱板付きリードフレームの仕様等に基づいて、適宜に設定し得るものであることは言うまでもない。
【００４３】
また、上述した実施例においては、放熱板付きリードフレームの製造に際し、ダイパッドを有するタイプのリードフレームを用いているが、本発明の製造方法において用いられるリードフレームは、実施例に示したタイプにのみ限定されるものではなく、例えばダイパットを有していないタイプのリードフレームを用いても良いことは勿論である。
【００４４】
【発明の効果】
以上、詳述した如く、本発明に関わる放熱板付きリードフレームの製造方法は、単位リードの形成されたリードフレームと、放熱板の形成された放熱板フレームとを用い、前記単位リードに設けられた接合用孔に、前記放熱板に設けられた接合用突起を挿入したのち、該接合用突起を変形させて前記単位リードと前記放熱板とを互いに結合させる、放熱板付きリードフレームの製造方法であって、前記接合用孔に挿入された前記接合用突起を、先端に刃部を備えたパンチを用いて割り開く態様で変形させることにより、前記単位リードと前記放熱板とを互いに接合することを特徴としている。
【００４５】
上記構成によれば、先端に刃部を備えたパンチを用いて、接合用突起を割り開く態様で変形させることで、パンチによって接合用突起の頭部を潰していた従来の製造方法に比べ、接合用突起の変形量が極めて大きなものとなり、接合用突起の変形に基づく単位リードと放熱板との締結力が格段に向上する。
【００４６】
したがって、本発明に関わる放熱板付きリードフレームの製造方法によれば、単位リードと放熱板とが互いに強固に接合されることとなり、もって単位リードと放熱板との分離を未然に防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に関わる放熱板付きリードフレームの製造方法の一実施例に用いられるリードフレームおよび放熱板フレームを示す要部平面図。
【図２】本発明に関わる放熱板付きリードフレームの製造方法を実施するために用いられる製造装置の一実施例を概念的に示す全体平面図。
【図３】図２に示した製造装置における打抜き加工機およびカシメ加工機の概念図。
【図４】（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、図２に示した製造装置のカシメ加工機におけるパンチの正面図、側面図および底面図。
【図５】図２に示した製造装置における打抜き加工機およびカシメ加工機の概念図で、リードフレームの単位リードと放熱板フレームの放熱板とが搬入された様子を示す概念図。
【図６】図２に示した製造装置における打抜き加工機およびカシメ加工機の概念図で、放熱板フレームから放熱板を切り離す様子を示す概念図。
【図７】図２に示した製造装置における打抜き加工機およびカシメ加工機の概念図で、放熱板の接合用突起が単位リードの接合用孔に挿通した様子を示す概念図。
【図８】図２に示した製造装置における打抜き加工機およびカシメ加工機の概念図で、放熱板と単位リードとを結合する様子を示す概念図。
【図９】（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、図２に示した製造装置による放熱板と単位リードとの結合手順を示す概念図。
【図１０】図２に示した製造装置における打抜き加工機およびカシメ加工機の概念図で、上型を初期状態に復帰させた様子を示す概念図。
【図１１】図２に示した製造装置における打抜き加工機およびカシメ加工機の概念図で、下型パンチを初期状態に復帰させた様子を示す概念図。
【図１２】（ａ）および（ｂ）は、放熱板と単位リードとを結合する際の他の例を示す概念図。
【図１３】（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、放熱板と単位リードとの結合手順の他の実施例を示す概念図。
【符号の説明】
１…リードフレーム、
１Ａ…単位リード、
１Ｏ…接合用孔、
２…放熱板フレーム、
２Ａ…放熱板、
２Ｐ…接合用突起、
１０…製造装置、
１２…打抜き加工機、
１３…カシメ加工機、
１３Ｐ、１３Ｐ′…パンチ、
１３Ｐｅ…刃部。

Claims (2)

1. 単位リードの形成されたリードフレームと、放熱板の形成された放熱板フレームとを用い、前記単位リードに設けられた接合用孔に、前記放熱板に設けられた接合用突起を挿入したのち、該接合用突起を変形させて前記単位リードと前記放熱板とを互いに結合させる、放熱板付きリードフレームの製造方法であって、
   前記接合用孔に挿入された前記接合用突起を、先端に刃部を備えたパンチを用いて割り開く態様で変形させることにより、前記単位リードと前記放熱板とを互いに結合することを特徴とする、放熱板付きリードフレームの製造方法。
2. 前記放熱板の前記接合用突起を四角柱とし、かつ前記単位リードの前記接合用孔を前記接合用突起に対応した四角孔としたことを特徴とする、請求項１記載の放熱板付きリードフレームの製造方法。

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