JP2008105069A

JP2008105069A - 順送り金型および打ち抜き方法

Info

Publication number: JP2008105069A
Application number: JP2006291874A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kamijo; 貴志上條; Osamu Kimura; 治喜村
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-10-27
Filing date: 2006-10-27
Publication date: 2008-05-08

Abstract

【課題】半導体用リードフレームの打ち抜き工程において、打痕などの原因となるカス上りを生じさせない順送り金型および打ち抜き方法を提供する。
【解決手段】ダイ３とサイドカットパンチ２が、金属条材に第一切り欠き部４ａを打ち抜く第一の切刃部２ａ，３ａと、第二切り欠き部４ｂを打ち抜く第二の切刃部２ｂ，３ｂと、第一切り欠き部４ａと第二切り欠き部４ｂとの間で金属条材１に新たな端面４ｃを打ち抜く第三の切刃部２ｃ，３ｃと、第四の切刃部２ｄ，３ｄを備え、第四の切刃部２ｄ，３ｄは金属条材１の搬送方向において対向して存在し、双方の第四の切刃部２ｄ，３ｄの相互間が第三の切刃部２ｃ，３ｃの側よりも第一の切刃部２ａ，３ａの側および第二の切刃部２ｂ，３ｂの側ほど狭く形成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、金属条材から半導体用リードフレームを抜く順送り金型のサイドカットパンチとダイの技術に係り、特に打ち抜きの際に発生するカス上がり、それに伴う打痕などの不具合防止に関するものである。

金属条材を金型で打ち抜き加工して半導体装置用リードフレームを形成する技術としては、特許文献１に開示するものがある。これは、金型による打ち抜き加工に際してバリが発生することを防止し、後工程での半導体装置用リードフレームの搬送に際してバリが障害となる不具合を防止するものである。

図２（ａ）、（ｂ）は従来の打ち抜き方法を示した正面図である。順送り金型による打ち抜き加工では、図２（ａ）に示す前工程において、金属条材１０１をダイ１１１の上に載置し、サイドカットパンチ１０２を金属条材１０１に押し当て、サイドカットパンチ１０２で金属条材１０１をダイ１１１の内側へ打ち抜くことにより、金属条材１０１の側辺部に切り欠き部後半１０３と縁１０４と切り欠き部前半１０５を形成する。

次に、図２（ｂ）に示すように、Ｘ方向に沿って紙面上の左手方向に金属条材１０１を所定量だけ搬送し、後工程において、再びサイドカットパンチ１０２を金属条材１０１に押し当て、サイドカットパンチ１０２で金属条材１０１をダイ１１１の内側へ打ち抜くことにより、金属条材１０１の側辺部に切り欠き部後半１０３‘と縁１０４’と切り欠き部前半１０５‘を形成する。

この後工程の操作によって、先の前工程の操作で形成した切り欠き部前半１０５の部位に切り欠き部後半１０３’を重ねて打ち抜き加工して切り欠き部１０６を形成し、切り欠き部１０６の窪んだ部分にバリ１０７を形成する。

上述の工程を繰返すことで、金属条材１０１に残った部分がリードフレーム１０８となる。この際に、打ち抜き落とされる部分が一般的に「カス」と称されている。
特開２００３−２９７９９２号公報

しかし、上述した従来の半導体リードフレームの順送り金型、及びその打ち抜き方法では、図２（ａ）に示すように、ダイ切刃１０９がＸ方向（リードフレームの搬送方向）の前後両側に存在し、このダイ切刃１０９により抜きカスがＸ方向（リードフレームの搬送方向）において位置規制される。しかし、図２（ｂ）に示すように、Ｙ方向（リードフレームの搬送方向と交差する方向）においては、紙面における下方側にしかダイ切刃１０９が存在せず、抜きカスがＹ方向（リードフレームの搬送方向と交差する方向）の片側でしか位置規制されていない。このため、Ｙ方向（リードフレームの搬送方向と交差する方向）のダイ切刃１０９の存在しない方向へ移動することを許すことになり、材料のダイ切刃１０９への食いつきが弱くなる。

また、打ち抜かれた「カス」に対して規制が働かずに「カス」がサイドカットパンチ１０２の先端に付着したり、ダイ１１１上に載り上がったりする「カス上がり」と称される現象が発生し、リードフレームの打痕不良の原因になるという課題があった。

さらに、従来のサイドカットパンチで打ち抜き作業を繰り返し行なうと、ダイ切刃部１０９とサイドカットパンチ１０２の先端切刃部とのクリアランスが摩耗や破損により拡大し、上述した現象が顕著になる。

また、「カス上り」を防止するために抜き「カス」を弾き落とす機構を設けることも考えられているが、サイドカットの幅を大きく取る必要があり、材料の利用率が低下してコストアップに繋がる。

本発明は従来の課題を解決するものであり、半導体用リードフレームの打ち抜き工程において、打痕などの原因となるカス上りを生じさせない順送り金型および打ち抜き方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の順送り金型は、ダイとサイドカットパンチで金属条材の側辺部を搬送方向に沿って繰り返し打ち抜く順送り金型であって、ダイとサイドカットパンチのそれぞれが、金属条材に第一切り欠き部を打ち抜く第一の切刃部と、金属条材の搬送方向において所定距離を隔てた位置に第二切り欠き部を打ち抜く第二の切刃部と、第一切り欠き部と第二切り欠き部との間で金属条材に新たな端面を打ち抜く第三の切刃部と、第一の切刃部と第三の切刃部の間および第二の切刃部と第三の切刃部の間をつなぐ第四の切刃部とを備え、第四の切刃部は金属条材の搬送方向において対向して存在し、双方の第四の切刃部の相互間が第三の切刃部側よりも第一の切刃部側および第二の切刃部側ほど狭く形成されたことを特徴とする。

本発明のサイドカットパンチは、金属条材の側辺部を搬送方向に沿って繰り返し打ち抜く順送り金型のサイドカットパンチであって、金属条材に第一切り欠き部を打ち抜く第一の切刃部と、金属条材の搬送方向において所定距離を隔てた位置に第二切り欠き部を打ち抜く第二の切刃部と、第一切り欠き部と第二切り欠き部との間で金属条材に新たな端面を打ち抜く第三の切刃部と、第一の切刃部と第三の切刃部の間および第二の切刃部と第三の切刃部の間をつなぐ第四の切刃部とを備え、第四の切刃部は金属条材の搬送方向において対向して存在し、双方の第四の切刃部の相互間が第三の切刃部側よりも第一の切刃部側および第二の切刃部側ほど狭く形成されたことを特徴とする。

本発明のダイは、金属条材の側辺部を搬送方向に沿って繰り返し打ち抜く順送り金型のダイであって、金属条材に第一切り欠き部を打ち抜く第一の切刃部と、金属条材の搬送方向において所定距離を隔てた位置に第二切り欠き部を打ち抜く第二の切刃部と、第一切り欠き部と第二切り欠き部との間で金属条材に新たな端面を打ち抜く第三の切刃部と、第一の切刃部と第三の切刃部の間および第二の切刃部と第三の切刃部の間をつなぐ第四の切刃部とを備え、第四の切刃部は金属条材の搬送方向において対向して存在し、双方の第四の切刃部の相互間が第三の切刃部側よりも第一の切刃部側および第二の切刃部側ほど狭く形成されたことを特徴とする。
本発明の打ち抜き方法は、ダイとサイドカットパンチを備えた順送り金型で金属条材の側辺部を搬送方向に沿って繰り返し打ち抜いて半導体装置用リードフレームを形成する打ち抜き方法であって、ダイとサイドカットパンチの少なくとも何れか一方が、金属条材に第一切り欠き部を打ち抜く第一の切刃部と、金属条材の搬送方向において所定距離を隔てた位置に第二切り欠き部を打ち抜く第二の切刃部と、第一切り欠き部と第二切り欠き部との間で金属条材に新たな端面を打ち抜く第三の切刃部と、第一の切刃部と第三の切刃部の間および第二の切刃部と第三の切刃部の間をつなぐ第四の切刃部とを備え、第四の切刃部は金属条材の搬送方向において対向して存在し、双方の第四の切刃部の相互間が第三の切刃部側よりも第一の切刃部側および第二の切刃部側ほど狭く形成されてなり、打ち抜き工程において、金属条材の搬送方向において所定距離を隔てた位置に第一切り欠き部および第二切り欠き部と、第一切り欠き部と第二切り欠き部の間をつなぐ新たな端面とをサイドカットパンチで同時に打ち抜き、搬送工程で金属条材を所定距離ずつ搬送し、打ち抜き工程と搬送工程を交互に繰り返し行うことを特徴とする。

また、打ち抜き工程と搬送工程を交互に繰り返し行い、先の打ち抜き工程で金属条材の側辺部に形成した第一切り欠き部に、新たに行なう打ち抜き工程で第二切り欠き部を重ねて成形して目標切り欠き部となすことを特徴とする。

本発明によれば、順送り金型のダイとサイドカットパンチの少なくとも何れか一方が、第四の切刃部は金属条材の搬送方向において対向する第四の切刃部を備え、双方の第四の切刃部の相互間が第三の切刃部側よりも第一の切刃部側および第二の切刃部側ほど狭く、すなわち切り込み深さ方向において金属条材の側辺部から離れるほどに狭くなることにより、ダイとサイドカットパンチの少なくとも何れかが金属条材から打ち抜く抜きカスを金属条材の搬送方向の両側位置および切り込み深さ方向の両側位置において規制することができる。

よって、抜きカスがダイ切刃に食いつくことで生じるカス上りが発生せず、それによって打痕の発生が減少する。さらには、抜きカス弾き落とし機構を設置する必要もなくなり、打ち抜くリードフレームの幅を縮小することが出来るので材料の利用率が向上する。

以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１（ａ）は本発明の実施の形態におけるサイドカットパンチの正面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のサイドカットパンチと共に用いるダイの正面図であり、図１（ｃ）、（ｄ）は図１（ａ）のサイドカットパンチと図１（ｂ）のダイを用いた打ち抜き工程を示した正面図である。

図１において、金属条材１を打ち抜くサイドカットパンチ２は、第一切刃部２ａと第二切刃部２ｂと第三切刃部２ｃと第四切刃部２ｄを備えている。第一切刃部２ａは金属条材１に第一切り欠き部４ａを打ち抜き、第二切刃部２ｂは金属条材１の搬送方向（Ｘ方向）において第一切り欠き部４ａから所定距離を隔てた位置に第二切り欠き部４ｂを打ち抜き、第三切刃部２ｃは第一切り欠き部４ａと第二切り欠き部４ｂとの間に新たな端面４ｃを打ち抜く。

第四切刃部２ｄは、ダイ３と共に打ち抜いた「カス」が噛合する形状、つまり金属条材１から打ち抜く「カス」を金属条材１の搬送方向（Ｘ方向）の両側位置および切り込み深さ方向（Ｙ方向）の両側位置において規制する形状をなす。

すなわち、第四切刃部２ｄは第一切刃部２ａと第三切刃部２ｃの間および第二切刃部２ｂと第三切刃部２ｃの間をつないで連続的に形成されており、第四切刃部２ｄは金属条材１の搬送方向において対向して存在し、双方の第四切刃部２ｄの相互間が第三切刃部２ｃの側よりも第一切刃部２ａの側および第二切刃部２ｂの側ほど狭く、言い換えると切り込み深さ方向において金属条材１の側辺部から離れるほどに狭く形成されている。さらに別の言い方をすれば、金属条材１の搬送方向において、第一切刃部２ａと第二切刃部２ｂの相対向する終端位置が第三切刃部２ｃの両側の終端位置よりも互いに接近する方向へ偏倚している。

このように、第四切刃部２ｄに上述したような角度がついていることにより、金属条材１から打ち抜いた「カス」が搬送方向（Ｘ方向）および切り込み深さ方向（Ｙ方向）へ移動することを規制してダイ３への食いつき力を保持し、その結果「カス」がサイドカットパンチ２の先端に付着することで発生する「カス上がり」現象を防止する。

金属条材１を載置するダイ３は、第一ダイ切刃部３ａと第二ダイ切刃部３ｂと第三ダイ切刃部３ｃと第四ダイ切刃部３ｄを備えている。第一ダイ切刃部３ａはサイドカットパンチ２の第一切刃部２ａと噛合して金属条材１に第一切り欠き部４ａを打ち抜き、第二ダイ切刃部３ｂはサイドカットパンチ２の第二切刃部２ｂと噛合して金属条材１の搬送方向（Ｘ方向）において第一切り欠き部４ａから所定距離を隔てた位置に第二切り欠き部４ｂを打ち抜き、第三ダイ切刃部３ｃはサイドカットパンチ２の第三切刃部２ｃと噛合して第一切り欠き部４ａと第二切り欠き部４ｂとの間に新たな端面４ｃを打ち抜く。

第四ダイ切刃部３ｄは、サイドカットパンチ２と共に打ち抜いた「カス」が噛合する形状、つまり金属条材１から打ち抜く「カス」を金属条材１の搬送方向（Ｘ方向）の両側位置および切り込み深さ方向（Ｙ方向）の両側位置において規制する形状をなす。

すなわち、第四ダイ切刃部３ｄは第一ダイ切刃部３ａと第三ダイ切刃部３ｃの間および第二ダイ切刃部３ｂと第三ダイ切刃部３ｃの間をつないで連続的に形成されており、第四ダイ切刃部３ｄは金属条材１の搬送方向において対向して存在し、双方の第四ダイ切刃部３ｄの相互間が第三ダイ切刃部３ｃの側よりも第一ダイ切刃部３ａの側および第二ダイ切刃部３ｂの側ほど狭く、言い換えると切り込み深さ方向において金属条材１の側辺部から離れるほどに狭く形成されている。さらに別の言い方をすれば、金属条材１の搬送方向において、第一ダイ切刃部３ａと第二ダイ切刃部３ｂの相対向する終端位置が第三ダイ切刃部３ｃの両側の終端位置よりも互いに接近する方向へ偏倚している。

このように、第四ダイ切刃部３ｄに上述したような角度がついていることにより、金属条材１から打ち抜いた「カス」が搬送方向（Ｘ方向）および切り込み深さ方向（Ｙ方向）へ移動することを規制してダイ３への食いつき力を保持し、その結果「カス」がサイドカットパンチ２の先端に付着することで発生する「カス上がり」現象を防止する。

このサイドカットパンチ２およびダイ３とを備えた順送り金型によれば、金属条材１を打ち抜いた「カス」の「カス上がり」現象によるリードフレーム５の打痕不良の発生を防止することができる。

本実施の形態ではサイドカットパンチ２およびダイ３の双方に相似的に第四切刃部２ｄ、第四ダイ切刃部３ｄを形成したが、サイドカットパンチ２およびダイ３の何れか一方に形成する構成も可能である。

つぎに本発明の実施形態の打ち抜き方法について説明する。本実施の形態では、サイドカットパンチ２およびダイ３を備えた順送り金型による打ち抜き工程と、別途の搬送手段（図示省略）による搬送工程を交互に繰り返し行う。

打ち抜き工程では、図１（ｃ）に示すように、金属条材１をダイ３上に載置し、サイドカットパンチ２を金属条材に当接して打ち抜いて第一切り欠き部４ａと、第二切り欠き部４ｂと、第一切り欠き部４ａと第二切り欠き部４ｂとの間に新たな端面４ｃとをサイドカットパンチ２で同時に打ち抜いて形成する。

図１（ｄ）に示すように、搬送工程では金属条材１を所定距離ずつ、つまり第一切り欠き部４ａと第二切り欠き部４ｂの間の距離を１回に搬送する所定距離として、先の打ち抜き工程で形成した第一切り欠き部４ａがサイドカットパンチ２の第二切刃部２ｂおよび第二ダイ切刃部３ｂに対応する状態に搬送する。

そして、新たに行う打ち抜き工程において、サイドカットパンチ２を金属条材１に当接して打ち抜き、新たに第一切り欠き部４ａ’を形成するとともに、先の打ち抜き工程で形成した第一切り欠き部４ａに、新たに第二切り欠き部４ｂ’を重ねて成形して目標切欠き４部となし、第一切り欠き部４ａ’と第二切り欠き部４ｂ’との間に新たな端面４ｃ’を形成する。

このとき、上述したように、サイドカットパンチ２の第四切刃部２ｄおよびダイ３の第四ダイ切刃部３ｄが、金属条材１から打ち抜く「カス」を金属条材１の搬送方向（Ｘ方向）の両側位置および切り込み深さ方向（Ｙ方向）の両側位置において規制する形状をなすことで、金属条材１から打ち抜いた「カス」がＸ方向およびＹ方向へ移動することを規制し、ダイ３への食いつき力を保持して「カス上がり」現象を防止する。

上述したようなサイドカットパンチ２およびダイ３とを備えた順送り金型を用いた打ち抜き方法によれば、金属条材１を打ち抜いた「カス」の「カス」上がり現象によるリードフレーム５の打痕不良の発生を防止することができる。

また、第一切り欠き部４ａ、４ａ’と第二切り欠き部４ｂ、４ｂ’との打ち抜き幅が異なっており、第一切り欠き部４ａに第二切り欠き部４ｂ’を重ねて形成することで、その合成により目標切り欠き部４を得る。この目標切り欠き部４は所定の段差６を備えることにより、打ち抜きの際に発生するバリを目標切り欠き部４の内部に収めることが出来る。

また、「カス上がり」を防止することが出来るため、抜き「カス」を弾き落とす機構を設ける必要も無く、打ち抜くフレームの幅を縮小することが出来、材料の利用率を向上させることが可能となる。

半導体装置用リードフレームの打ち抜き金型と打ち抜き方法として有用であり、特に順送り金型を用いた打ち抜きに適している。

（ａ）は本発明の実施形態における金型のパンチを示す正面図、（ｂ）は本発明の実施形態における金型のダイを示す正面図、（ｃ）は図１（ａ）、（ｂ）の金型を用いて打ち抜いたリードフレームを示す正面図、（ｄ）は図１（ｃ）の工程後、リードフレームを所定距離だけ搬送して打ち抜いた後の正面図（ａ）、（ｂ）は従来の金型を用いた打ち抜き方法を示す正面図

符号の説明

１金属条材
２サイドカットパンチ
２ａ第一切刃部
２ｂ第二切刃部
２ｃ第三切刃部
２ｄ第四切刃部
３ダイ
３ａ第一ダイ切刃部
３ｂ第二ダイ切刃部
３ｃ第三ダイ切刃部
３ｄ第四ダイ切刃部
４目標切り欠き部
４ａ第一切り欠き部
４ｂ第二切り欠き部
４ｃ新たな端面
４ａ’ 第一切り欠き部
４ｂ’ 第二切り欠き部
４ｃ’ 新たな端面
５リードフレーム
６段差
１１１ダイ
１０１金属条材
１０２サイドカットパンチ
１０３切り欠き部後半
１０４縁
１０５切り欠き部前半
１０３’ 切り欠き部後半
１０４’ 縁
１０５’ 切り欠き部前半
１０６切り欠き部
１０７バリ
１０８リードフレーム
１０９ダイ切刃

Claims

ダイとサイドカットパンチで金属条材の側辺部を搬送方向に沿って繰り返し打ち抜く順送り金型であって、ダイとサイドカットパンチのそれぞれが、金属条材に第一切り欠き部を打ち抜く第一の切刃部と、金属条材の搬送方向において所定距離を隔てた位置に第二切り欠き部を打ち抜く第二の切刃部と、第一切り欠き部と第二切り欠き部との間で金属条材に新たな端面を打ち抜く第三の切刃部と、第一の切刃部と第三の切刃部の間および第二の切刃部と第三の切刃部の間をつなぐ第四の切刃部とを備え、
第四の切刃部は金属条材の搬送方向において対向して存在し、双方の第四の切刃部の相互間が第三の切刃部側よりも第一の切刃部側および第二の切刃部側ほど狭く形成されたことを特徴とする順送り金型。
金属条材の側辺部を搬送方向に沿って繰り返し打ち抜く順送り金型のサイドカットパンチであって、金属条材に第一切り欠き部を打ち抜く第一の切刃部と、金属条材の搬送方向において所定距離を隔てた位置に第二切り欠き部を打ち抜く第二の切刃部と、第一切り欠き部と第二切り欠き部との間で金属条材に新たな端面を打ち抜く第三の切刃部と、第一の切刃部と第三の切刃部の間および第二の切刃部と第三の切刃部の間をつなぐ第四の切刃部とを備え、
第四の切刃部は金属条材の搬送方向において対向して存在し、双方の第四の切刃部の相互間が第三の切刃部側よりも第一の切刃部側および第二の切刃部側ほど狭く形成されたことを特徴とするサイドカットパンチ。
金属条材の側辺部を搬送方向に沿って繰り返し打ち抜く順送り金型のダイであって、金属条材に第一切り欠き部を打ち抜く第一の切刃部と、金属条材の搬送方向において所定距離を隔てた位置に第二切り欠き部を打ち抜く第二の切刃部と、第一切り欠き部と第二切り欠き部との間で金属条材に新たな端面を打ち抜く第三の切刃部と、第一の切刃部と第三の切刃部の間および第二の切刃部と第三の切刃部の間をつなぐ第四の切刃部とを備え、
第四の切刃部は金属条材の搬送方向において対向して存在し、双方の第四の切刃部の相互間が第三の切刃部側よりも第一の切刃部側および第二の切刃部側ほど狭く形成されたことを特徴とするダイ。
ダイとサイドカットパンチを備えた順送り金型で金属条材の側辺部を搬送方向に沿って繰り返し打ち抜いて半導体装置用リードフレームを形成する打ち抜き方法であって、ダイとサイドカットパンチの少なくとも何れか一方が、金属条材に第一切り欠き部を打ち抜く第一の切刃部と、金属条材の搬送方向において所定距離を隔てた位置に第二切り欠き部を打ち抜く第二の切刃部と、第一切り欠き部と第二切り欠き部との間で金属条材に新たな端面を打ち抜く第三の切刃部と、第一の切刃部と第三の切刃部の間および第二の切刃部と第三の切刃部の間をつなぐ第四の切刃部とを備え、第四の切刃部は金属条材の搬送方向において対向して存在し、双方の第四の切刃部の相互間が第三の切刃部側よりも第一の切刃部側および第二の切刃部側ほど狭く形成されてなり、
打ち抜き工程において、金属条材の搬送方向において所定距離を隔てた位置に第一切り欠き部および第二切り欠き部と、第一切り欠き部と第二切り欠き部の間をつなぐ新たな端面とをサイドカットパンチで同時に打ち抜き、搬送工程で金属条材を所定距離ずつ搬送し、打ち抜き工程と搬送工程を交互に繰り返し行うことを特徴とする打ち抜き方法。
打ち抜き工程と搬送工程を交互に繰り返し行い、先の打ち抜き工程で金属条材の側辺部に形成した第一切り欠き部に、新たに行なう打ち抜き工程で第二切り欠き部を重ねて成形して目標切欠き部となすことを特徴とする請求項４記載の打ち抜き方法。