JP2007134584A - 積層リードフレームの製造方法及びこの方法によって製造された積層リードフレーム - Google Patents

Abstract

【課題】少なくとも２枚のリードフレーム単板の重合が容易に行えて製造原価が下がり、場合によっては、完成した積層リードフレームのサイドレール上にパイロット孔を形成しないで積層リードフレームを製造可能な積層リードフレームの製造方法及びその積層リードフレームを提供する。
【解決手段】少なくとも２枚のリードフレーム単板１０、１１の同一位置に、ハーフエッチング又は半抜き加工によって形成された対となる凹部１２、１３及び凸部１４、１５をそれぞれ複数組形成する第１工程と、対応する凹部１２、１３に凸部１４、１５を嵌入してリードフレーム単板１０、１１を重合する第２工程と、重合されたリードフレーム単板１０、１１を加熱押圧して接合する第３工程とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数枚のリードフレーム単板を重合（又は積層）して形成する積層リードフレームの製造方法及びその方法によって製造された積層リードフレームに関する。

特許文献１には、下側リードフレームと上側リードフレームを積層して構成される積層リードフレームが提案され、これによってアウターリードの本数が増加して半導体装置においても、樹脂封止体の横幅の寸法の増加をできるだけ回避するようにしている。
また、特許文献２にも、積層リードフレームを用いた半導体装置が提案されている。

特開２００１−０３５９８７号公報 特開２００１−２７４３１０号公報

しかしながら、予め所定形状に加工した少なくとも２枚のリードフレーム単板（重合又は積層される前の一枚のリードフレーム材をいう）を重ねて一つの積層リードフレームを形成する場合、上下のリードフレーム単板の位置合わせが極めて大変であり、一般的には、通常のリードフレーム単板を製造する条材の両側にパイロット孔を形成する。そして、上下のリードフレーム単板の接合は、このリードフレーム単板を接合用金型に入れて、形成されたパイロット孔及びパイッロトピンによって位置決めを行うことによって、上下のリードフレーム単板の位置合わせを行って、接合用金型内で加熱状態で加圧して上下のリードフレーム単板が接合した積層リードフレームが完成する。

このように接合用金型には、各リードフレーム単板を位置合わせするためのパイロットピンが必要となり、リードフレーム単板の種類について複数の接合用金型を用意する必要がある。
そして、リードフレーム単板の製造過程において、リードフレーム単板の微細なズレ等によって、接合後のパイロット孔が狭められ、ピンとのカジリ（齧り）が発生し、積層リードフレームの取り出しが困難となり、積層リードフレームの変形及び傷付き不良の原因となる。
また、客先からの仕様で、積層リードフレームのサイドレール上に、例えば吸着パッドを使って搬送できない等の理由から、制約があってサイドレールの必要な位置にパイロット孔を形成できない場合がある。
更には、リードフレーム単板及び完成した積層リードフレームをパイロット孔を用いて位置合わせすると、パイロットピンの位置、隣り合うリードフレーム（又は単位リードフレーム）のパイロットピンのピッチ、リードフレーム単板の外形等に精度を要し、治具等の要求品質や精度が高まり、コストアップに繋がる。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、少なくとも２枚のリードフレーム単板の重合が容易に行えて製造原価が下がり、場合によっては、完成した積層リードフレームのサイドレール上にパイロット孔を形成しないで積層リードフレームを製造可能な積層リードフレームの製造方法及びその積層リードフレームを提供することを目的とする。

前記目的に沿う第１の発明に係る積層リードフレームの製造方法は、少なくとも２枚のリードフレーム単板の同一位置に、ハーフエッチング又は半抜き加工によって形成された対となる凹部及び凸部をそれぞれ複数組形成する第１工程と、
前記凹部に前記凸部を嵌入して前記リードフレーム単板を重合する第２工程と、
重合された前記リードフレーム単板を加熱押圧して接合する第３工程とを有する。
ここで、半抜き加工とは、通常モータコア等の製造において用いられているプレス加工による半抜きかしめ及びＶ字かしめの技術が適用できる。

第２の発明に係る積層リードフレームの製造方法は、第１の発明に係る製造方法において、前記リードフレーム単板は、前記第２工程で前記凹部及び凸部によってかしめ結合状態にある。なお、凹部と凸部の形成はハーフエッチングによる方法と、前述のようにプレス加工による方法とがあるが、いずれの方法で凹部及び凸部を形成する場合においても、前記凸部の先端を縮径、又は前記凹部の入口側を拡径させておくのが好ましい。これによって凹部及び凸部の嵌入が容易となり、重合させるリードフレーム単板の位置合わせが容易となる。

第３の発明に係る積層リードフレームの製造方法は、第１、第２の発明に係る製造方法において、前記複数組形成された前記凹部と凸部のうち、１組の前記凹部と凸部は重合する前記リードフレーム単板の基準用であって、他の組の前記凹部と凸部は該凹部が前記リードフレーム単板の最大伸び方向に長穴となっている。なお、この基準用の凹部及び凸部は、このリードフレーム単板が並べられた複数の単位リードフレームを有する場合には、リードフレーム単板のできる限り中央位置に配置するのが、重合するリードフレーム単板の位置ずれを防止する上で好ましいが、リードフレーム単板のいずれか一方（即ち、片側）に設けられてもよい。そして、他の組の凹部及び凸部のうち凹部を長穴とすることによって、重合するリードフレーム単板に膨張などで長さに差を生じても、支障なくリードフレーム単板の重合が可能となる。

第４の発明に係る積層リードフレームの製造方法は、第１〜第３の発明に係る製造方法において、前記リードフレーム単板の少なくとも接合面の表面には貴金属めっきがなされている。ここで、貴金属めっきとは、例えは、金めっき、銀めっき、白金めっき、パラジウムめっき等の空気中で酸化しにくい金属のめっきをいう。これによって、重合したリードフレーム単板を加圧、加熱することによって容易に拡散接合される。

第５の発明に係る積層リードフレームの製造方法は、第１〜第４の発明に係る製造方法において、前記リードフレーム単板のそれぞれには、位置合わせ用のパイロットピンが嵌入するパイロット孔が同一位置に形成されている。これによって重ねようとするリードフレーム単板、重ね合わせたリードフレーム単板、及び製品となる積層リードフレームの位置合わせが容易となる。

第６の発明に係る積層リードフレームの製造方法は、第５の発明に係る製造方法において、基準となる前記リードフレーム単板のパイロット孔よりその上部に重ねる前記リードフレーム単板に形成されるパイロット孔の方がその直径を大きくしている。これによって、重ねられるリードフレーム単板をパイロットピンで位置合わせを行い、次に重ねようとするリードフレーム単板をこのパイロットピンを用いて位置合わせする場合に、このパイロットピンに対する重ねようとするリードフレーム単板のパイロット孔がルーズであるので、作業が容易となる。なお、重ね合わせた後は、前記した凹部と凸部によって重合するリードフレーム単板の位置合わせが行われる。

第７の発明に係る積層リードフレームは、以上の第１〜第６の発明に係る製造方法によって製造されている。ここで、第８の発明に係る積層リードフレームは、第７の発明に係る積層リードフレームにおいて、前記凹部及び凸部は半抜きかしめであって、前記第３工程で接合された積層リードフレームの表面及び裏面から前記凹部及び凸部が露出しないようにしている。

本発明に係る積層リードフレームの製造方法及びこの方法によって製造された積層リードフレームにおいては、積層されるリードフレーム単板が加熱押圧される前に、凹部及び凸部によって連結されているので、その後の処理が容易となる。例えば、重合されたリードフレーム単板を加熱押圧によって固着する場合も、加熱板は平板で済むので、精密な位置合わせ又は精密な接合用金型を用いる必要がなくなる。更には、上下のリードフレーム単板をロール圧延方式のような治具を用いて押圧加熱することもできる。
特に、ハーフエッチングによって凹部及び凸部を形成した場合には、積層リードフレームの表裏面に凹凸が無くなり、その後の吸着パッド等による搬送処理が容易となる。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１は本発明の第１の実施の形態に係る積層リードフレームの製造方法を説明する斜視図、図２〜図６は同方法の一部詳細説明図、図７は本発明の第２の実施の形態に係る積層リードフレームの製造方法を示す斜視図である。

図１〜図６に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る積層リードフレームの製造方法は、所定のエッチング加工されたリードフレーム単板１０、１１を用意する。この場合、リードフレーム単板１０が下側となって、リードフレーム単板１１が上側となる。そして、下側のリードフレーム単板１０の両側端部には図２、図３に示すように、ハーフエッチングによる凹部１２、１３が、上側のリードフレーム単板１１の両側端部にはハーフエッチングによる凸部１４、１５が形成されている。この上下のリードフレーム単板１０、１１は上下のリードフレームパターンの合わせ位置が一致すると共に、それぞれ断面円形の凹部１２、１３及び凸部１４、１５がそれぞれ対となって同一位置に設けられている。
そして、図１に示すリードフレーム単板１０、１１においては、２組の凹部１２及び凸部１４と凹部１３及び凸部１５とが３つの単位リードフレームを備えるリードフレーム単板１０、１１のサイドレール１６、１７ではなくて、長手方向両側でサイドレール１６、１７の中間位置に形成されている。

この凹部１２及び凸部１４（凹部１３及び凸部１５においても同じ）の詳細を図５に示すが、これらはエッチングによって形成したので、凹部１２の入口側１８が拡径し、凸部１４の先端１９が縮径している。これによって、凸部１４と凹部１２の嵌合が容易となる。なお、凸部１４及び凹部１２の主要部の直径は製品である積層リードフレームの大きさによっても異なるが、通常は０．２〜２ｍｍ程度である。また、先端部分を除く凸部１４の直径は、入口部分を除く凹部１２の直径より僅少の範囲（例えば、直径の１／５０〜１／５００）で大きくなって、凸部１４を凹部１２に完全に嵌め込んだ場合、容易に抜けないようになっている。そして、凸部１４の高さ及び凹部１２の深さは、それぞれ板厚の例えば１／３〜２／３で、凹部１２の深さより凸部１４の高さが小さくなっている。

なお、前記実施の形態においては、凹部１２及び凸部１４（凹部１３及び凸部１５においても同じ）をエッチング加工によって形成したが、図４に示すように、プレスによる半抜き加工によって行うこともできる。この場合、リードフレーム単板１０、１１の裏面には凸部２０が形成され、表面には凹部２１が形成されることになるので、下側に配置するリードフレーム単板１０の底部に凸部２０があると困る場合には、下側のリードフレーム単板１０には半抜きの代わりに貫通孔を形成してもよい。更に、プレス加工によって凹部１２１び凸部２０を形成する場合、凹部２１の入口側を拡径し、凸部２０の先端側を縮径することもできる。なお、凹部２１の深さは板厚の１／３〜２／３程度である。

前記実施の形態においては、図１に示すように、リードフレーム単板１０、１１の両側に、それぞれ断面円形の凹部１２、１３及び凸部１４、１５を設けたが、一方の（即ち、基準用の）凹部１２及び凸部１４の断面形状はそれぞれ円形とし、他方の凸部１５に嵌入する凹部２２を図６に示すように有底の長穴とすることもできる。これによって、上下のリードフレーム単板１０、１１の板厚、材質の相違、加工度合いの相違等で、凹部１２、２２間及び凸部１４、１５間に距離の差が生じても、断面円形（断面矩形であってもよい）の凸部１５を凹部２２に嵌入させることができる。なお、この凹部２２はリードフレーム単板１０の最大伸び方向に設けられている。
なお、リードフレーム単板１０、１１のリード形状の誤差を吸収するために、リードフレーム単板１０、１１の長手方向中央に位置決め用の凹部及び凸部を設け、その両側に配置される凹部及び凸部のうち凹部を長手方向に長い長穴とすることもできる。

このリードフレーム単板１０、１１は凹部１２、１３にそれぞれ凸部１４、１５を嵌め込んで密着させて（例えば、かしめ結合状態にして）高温状態で加圧して拡散接合を行うので、銅、銅合金、鉄合金素材を別々にエッチング又はプレス加工処理したリードフレーム単板１０、１１は、表面にＡｕ、Ａｇ等の貴金属めっきが予めなされている。そして、リードフレーム単板１０、１１を重ね合わせて接合し積層リードフレームとした後は、半導体素子の搭載、ワイヤーボンディング、モールド、マーキング、シンギュレーション等の各処理を経て半導体装置となる。

続いて、図７に示す本発明の第２の実施の形態に係る積層リードフレームの製造方法について、第１の実施の形態に係る積層リードフレームの製造方法との相違点について説明する。
この積層リードフレームの製造方法においては、リードフレーム単板２４、２５のサイドレール２６、２７の内側で、各単位リードフレーム２８の間にパイロット孔２９、３０が設けられている。これによって、リードフレーム単板２４、２５の製造において素材状態からの位置決め（例えば、エッチング加工時のマスキングに対する露光位置、プレス加工時の位置決め）が容易にできる。

上下のリードフレーム単板２４、２５をパイロットピンを用いて位置決めする場合には、パイロット孔２９、３０に対して十分直径の小さいピンを使用する。これによって、パイロットピンとパイロット孔の間にガタが生じ、凹部１２、１３及び凸部１４、１５の嵌合が円滑に行われる。なお、基準となるリードフレーム単板のパイロット孔の直径よりその上部に重ねるリードフレーム単板のパイロット孔の直径を大きくするのが好ましい。
また、パイロット孔２９、３０は必要最小限とし、吸着パッド等の搬送手段で積層リードフレームを搬送する場合には、サイドレール２６、２７に設けないで、各単位リードフレーム２８の間の領域に設けるのがよい。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲での変形例の本発明は適用される。特に、リードフレーム単板１０、１１をパイロット孔を用いて位置合わせをしない場合、画像処理、リードフレーム単板１０、１１の外形形状を同一（合同）にして、枠や周囲にリードフレーム単板１０、１１を囲むようにして設けた支持部材（一体でも分割でもよい）で位置決めしてもよい。
更には、前記実施の形態は積層するリードフレーム単板は２枚であったが、３枚又はそれ以上とすることもできる。例えば、上下隣り合うリードフレーム単板について本発明が適用されれば、リードフレーム単板が３枚以上であっても本発明が適用されることは当然である。

本発明の第１の実施の形態に係る積層リードフレームの製造方法を説明する斜視図である。 同方法の一部詳細説明図である。 同方法の一部詳細説明図である。 同方法の一部詳細説明図である。 同方法の一部詳細説明図である。 同方法の一部詳細説明図である。 本発明の第２の実施の形態に係る積層リードフレームの製造方法を示す斜視図である。

符号の説明

１０、１１：リードフレーム単板、１２、１３：凹部、１４、１５：凸部、１６、１７：サイドレール、１８：入口側、１９：先端、２０：凸部、２１、２２：凹部、２４、２５：リードフレーム単板、２６、２７：サイドレール、２８：単位リードフレーム、２９、３０：パイロット孔

Claims (8)

1. 少なくとも２枚のリードフレーム単板の同一位置に、ハーフエッチング又は半抜き加工によって形成された対となる凹部及び凸部をそれぞれ複数組形成する第１工程と、
   前記凹部に前記凸部を嵌入して前記リードフレーム単板を重合する第２工程と、
   重合された前記リードフレーム単板を加熱押圧して接合する第３工程とを有することを特徴とする積層リードフレームの製造方法。
2. 請求項１記載の積層リードフレームの製造方法において、前記リードフレーム単板は、前記第２工程で前記凹部及び凸部によってかしめ結合状態にあることを特徴とする積層リードフレームの製造方法。
3. 請求項１及び２のいずれか１項に記載の積層リードフレームの製造方法において、前記複数組形成された前記凹部と凸部のうち、１組の前記凹部と凸部は重合する前記リードフレーム単板の基準用であって、他の組の前記凹部と凸部は該凹部が前記リードフレーム単板の最大伸び方向に長穴となっていることを特徴とする積層リードフレームの製造方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の積層リードフレームの製造方法において、前記リードフレーム単板の少なくとも接合面の表面には貴金属めっきがなされていることを特徴とする積層リードフレームの製造方法。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の積層リードフレームの製造方法において、前記リードフレーム単板のそれぞれには、位置合わせ用のパイロットピンが嵌入するパイロット孔が同一位置に形成されていることを特徴とする積層リードフレームの製造方法。
6. 請求項５記載の積層リードフレームの製造方法において、基準となる前記リードフレーム単板のパイロット孔よりその上部に重ねる前記リードフレーム単板に形成されるパイロット孔の方がその直径が大きいことを特徴とする積層リードフレームの製造方法。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の積層リードフレームの製造方法によって製造された積層リードフレーム。
8. 請求項７記載の積層リードフレームにおいて、前記凹部及び凸部は半抜きかしめであって、前記第３工程で接合された積層リードフレームの表面及び裏面から前記凹部及び凸部が露出しないことを特徴とする積層リードフレーム。

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