JP2784703B2 - リードフレームの熱処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、リードフレームに用い
る長尺で帯状の条材をプレス加工して形成した中間工程
のリードフレームの金属薄板条材（以下、条材という）
を所定の張力にて移動させて熱処理を行うリードフレー
ムの熱処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体装置用リードフレームの製
造過程においては、インナーリードやアウターリード及
び位置決め基準孔等の所要のパターンを形成するので、
プレス加工で除去した領域とその周辺部材に残留応力が
生じる。該残留応力は、半導体装置の品質や歩留りに大
きな影響を与えるので一般的に残留応力を除去する熱処
理装置を用いて熱処理がなされている。以下に従来のリ
ードフレームの熱処理装置について説明する。図３は従
来のリードフレームの熱処理装置の概略説明図である。
従来のリードフレームの熱処理装置６０は、上流側にペ
イオフ６１を備え、ペイオフ６１の下流側には第１のブ
ライドル６２を配設し、第１のブライドル６２の下流側
には熱処理手段であるテンションアニール炉６３を配設
し、テンションアニール炉６３の下流側には第２のブラ
イドル６４を設け、第２のブライドル６４の下流側には
テイクアップ６５が設けられ、前記ペイオフ６１にはプ
レス加工したリードフレームが形成された条材６６が巻
回され、条材６６は上流のペイオフ６１から第１のブラ
イドル６２等を介し下流のテイクアップ６５により巻取
られている。

【０００３】前記第１のブライドル６２は、上流側に第
１の調整ロール６７を設け、第１の調整ロール６７の上
部には回転自在に当接する調整押さえロール６８を配設
し、前記調整押さえロール６８の下流側には昇降可能な
第２の調整ロール６９を設け、第２の調整ロール６９に
は調整重り７０が設けられ、前記第２の調整ロール６９
の下流にはガイドロール７１を配設している。前記第２
のブライドル６４は、ガイドロール７２と、ガイドロー
ル７２の下流に中間ロール７３を備え、更に中間ロール
７３の下流にはモータ７４によって駆動される搬出ロー
ラ７５を設け、搬出ローラ７５の上部には押さえロール
７６が設けられている。なお、前記テンションアニール
炉６３は予熱部７７、加熱部７８、冷却部７９とを備え
ている。

【０００４】以上のように構成された従来の金属材料や
該金属材料をプレス加工して形成されたリードフレーム
等の帯条部材６６（以下、条材という）の熱処理装置６
０について、以下その使用方法について説明する。ま
ず、モータ７４を駆動させ、搬出ローラ７５を回転させ
て、条材６６をペイオフ６１から繰り出し、第１の調整
ロール６７、第２の調整ロール６９、及びガイドロール
７１を介してテンションアニール炉６３へ搬送する。テ
ンションアニール炉６３に搬送された条材６６は、予熱
部７７、加熱部７８、冷却部７９において、熱処理され
不要な残留応力が除去される。前記残留応力が除去され
た条材６６は、ガイドロール７２及び中間ロール７３を
介して前記搬出ローラ７５によって搬送され、テイクア
ップ６５に巻き取られる。前記搬出ローラ７５により搬
出される条材６６は、均一且つ同質の半導体装置用リー
ドフレームを製造するために、条材６６に一定の張力が
与えられた状態で、テンションアニール炉６３によって
安定した熱処理がなされることが好ましいので、前記張
力（テンション）を付加するために調整重り７０が第２
の調整ロール６９に垂下され、前記条材６６に一定の力
がかかるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年半
導体装置に用いるリードフレームの板厚が従来に比べて
薄く（０．１５〜０．１０ｍｍ）なる傾向がある。従っ
て、前記従来のリードフレームの熱処理装置６０では、
モータ７４の回転力が不安定になったり、搬出ローラ７
５の回転力と調整重り７０のバランスが変化し不釣合に
なった場合には、その変化に対応できず、条材６６間に
部分的な応力集中が生じ、条材６６が破断したり、条材
６６に形成されたリードフレームの相互のピッチにバラ
ツキが出たり、ねじれや両端部の波打ち等の変形が発生
するという問題があった。本発明はこのような事情に鑑
みてなされたもので、条材に付加されたテンションをリ
アルタイムに制御して、常時設定値内の一定の範囲のテ
ンションを条材に付加することが可能であるリードフレ
ームの熱処理装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項１
記載のリードフレームの熱処理装置は、金属薄板条材の
不要部分を順次除去して所要の連結部を残したリードフ
レームの中間形状を形成する加工を行い、次に、前記加
工の際に滞有した内部残留応力を除去する熱処理を行っ
た後、前記連結部を除去してリードフレームの所要の形
状を形成するリードフレーム製造の中間工程に介在し、
前記内部残留応力を除去する熱処理を行うために設けら
れたリードフレームの熱処理装置であって、前記中間形
状を形成する加工を行ったリードフレームが多数連結さ
れた条材を供給するペイオフを備えた条材供給手段と、
上流側から巻出しロール及びテンション検出ロールを有
し、前記巻出しロールには搬送される前記条材を該巻出
しロールに押圧する押圧ロールと空圧駆動型のブレーキ
部とが設けられ、前記テンション検出ロールの左右の軸
受部には、該軸受部を支持するバネを備え、該軸受部に
かかる荷重を電気的に検出するテンション検出部がそれ
ぞれ設けられた第１のブライドル手段と、前記条材を所
定のテンションを付加した状態で通過させる予熱部、加
熱部、及び冷却部を備えた熱処理手段と、前記条材を前
記熱処理手段から一定の速度で搬出する搬出ロールを備
えた第２のブライドル手段と、前記搬出された条材を巻
き取るテイクアップを備えた条材巻取り手段とを具備
し、しかも、前記第１のブライドル手段には、前記左右
の軸受部に設けたテンション検出部からの信号に基づ
き、前記ブレーキ部の空気圧を制御し、前記熱処理手段
を通過する前記条材に、前記リードフレームの中間形状
に応じて一定のテンションがかかるように制御するテン
ションコントローラが設けられている。また、請求項２
記載のリードフレームの熱処理装置は、請求項１記載の
リードフレームの熱処理装置において、前記軸受部にか
かる荷重の電気的な検出には、差動トランス方式の検出
器を用いている。

【０００７】

【作用】請求項１、２記載のリードフレームの熱処理装
置においては、第１のブライドル手段を駆動させて条材
供給手段から条材を所定の速度で搬出させ、該搬出した
条材を条材巻取り手段を用いて巻き取る。条材供給手段
から供給された条材は、第１のブライドル手段のテンシ
ョン検出ロールの左右の軸受部に設けたテンション検出
部によって、条材のテンションの状態変化がリアルタイ
ムに検出され、該検出された状態値に基づき演算処理を
行って最適制御値を出力し、該制御値に基づき前記巻出
しロールのブレーキ部を調整し、常時一定範囲のテンシ
ョンを条材に付加している。前記テンションが付加され
た条材は、熱処理手段において、予熱、加熱、冷却が施
され、加工の際に滞有した内部残留応力が条材の平坦度
を維持し、内部歪を残した状態で除去される。

【０００８】

【実施例】続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明
を具体化した実施例につき説明し、本発明の理解に供す
る。ここに、図１は本発明の一実施例に係るリードフレ
ームの熱処理装置の概略説明図である。図１に示すよう
に、本発明の一実施例に係るリードフレームの熱処理装
置１０は、条材供給手段を構成する上流側のペイオフ１
１と、ペイオフ１１の出口側に配置された第１のブライ
ドル手段１２と、第１のブライドル１２手段から出た条
材１３を受け入れる熱処理手段の一例であるテンション
アニール炉１４と、テンションアニール炉１４の下流側
に配置された第２のブライドル手段１５を設け、第２の
ブライドル手段１５の下流側に配置された条材巻取り手
段を構成するテイクアップ１６とを有している。

【０００９】前記第１のブライドル手段１２は、巻出し
ロール１７と、中間ロール１８と、テンション検出ロー
ル１９とを有し、巻出しロール１７には条材１３の滑り
を防止する為の押圧ロール２０が設けられていると共
に、巻出しロール１７にはエア駆動のディスクパットを
有するブレーキ部２１が設けられている。図１、図２
（Ａ）に示すように、前記テンション検出ロール１９の
両側（即ち、左右）には、それぞれテンション検出部２
２が設けられ、前記条材１３にかかる力を検出するよう
になっているが、テンション検出部２２は板バネによっ
て反対方向に付勢される支持部材と、該支持部材の変位
を検出する左右の差動トランス２２Ｌ、２２Ｒを具備
し、前記支持部材に軸受部を介して取付けられた前記テ
ンション検出ロール１９の移動量を差動トランス２２
Ｌ、２２Ｒによって検出するようになっている。

【００１０】そして、前記テンション検出部２２の出力
は、図２（Ａ）にその概略ブロック図を示すテンション
コントローラ２３が接続され、テンションコントローラ
２３の出力が図示しないパワーアンプを介して電空変換
器２４に接続され、電空変換器２４によって発生する空
気圧によって前記ブレーキ部２１の制動力が調整される
ようになっている。

【００１１】前記テンションアニール炉１４には、従来
装置と同様予熱部２５、加熱部２６及び冷却部２７を有
し、テンションアニール炉１４の外側には、ガイドロー
ル２８、中間ロール２９及び搬出ロール３０を有する第
２のブライドル手段１５が配置され、回転センサーが設
けられたモータ３２によって搬出ロール３０を回転駆動
し、所定の速度で徐々に条材１３を引張り、テイクアッ
プ１６を含む条材巻取り手段によって巻取るようになっ
ている。なお、テンションアニール炉１４には、温度計
３３を備え、通過する条材１３を所定の温度によって加
熱するようになっている。

【００１２】前記テンションコントローラ２３は、周知
の構造となって、テンション検出ロール１９の両側に設
けられた差動トランス２２Ｌ、２２Ｒの出力値を入力と
し、該出力値を加えて、合計のテンションを算出し、予
め設定可能な基準張力と比較して、その差分を算出し、
この値を時間積分した出力あるいは比例する出力を電圧
出力として発生し、図示しないパワーアンプによって増
幅した後、前記電空変換器２４に所定時間毎に出力する
ようになっている。これによって、所定時間毎に、その
前記テンションコントローラ２３より修正値を出力し、
前記電空変換器２４によってブレーキ部２１の作動圧力
を変え、常に一定張力（テンション）が通過する条材１
３にかかるようになっている。

【００１３】続いて、リードフレームの熱処理装置１０
の使用方法について更に詳しく説明すると、ペイオフ１
１の条材１３を適当長さ解いて、第１のブライドル手段
１２、テンションアニール炉１４、第２のブライドル手
段１５を介してテイクアップ１６に巻取り、テンション
アニール炉１４を所定温度に加熱した状態で、図１に示
すように、モータ３２を駆動させ、搬出ロール３０を回
転させて、前記条材１３を搬出させる。前記モータ３２
の駆動により条材１３はペイオフ１１から繰り出され、
巻出しロール１７、中間ロール１８、テンション検出ロ
ール１９を介してテンションアニール炉１４へ搬送され
る。テンションアニール炉１４に搬送された条材１３
は、予熱部２５、加熱部２６、冷却部２７を経由して、
熱処理され残留応力が除去される。

【００１４】そして、前記残留応力が除去された条材１
３は、ガイドロール２８、中間ロール２９、搬出ロール
３０を介してテイクアップ１６に巻き取られる。前記テ
ンションアニール炉１４による熱処理は、均一且つ同質
の半導体装置用条材を製造するために、所定長の条材１
３において、一定の時間内に一定のテンションが与えら
れて処理される必要がある。そして、処理温度は、安定
している必要があり、テンションアニール炉１４に温度
計３３が複数個設けられ温度変化に対して迅速に対処す
ることが可能になっている。また、条材１３のテンショ
ンの調整は、まず、モータ３２のセンサーとして回転セ
ンサー（ロータリーエンコーダ）３２ａを備えてその回
転数を制御し、一方でテンション検出ロール１９の軸受
部の変位を左右の差動トランス２２Ｌ、２２Ｒによって
検出し、電気信号として前記テンションコントローラ２
３に伝えている。テンションコントローラ２３の出力を
パワーアンプで所定の増幅を行い、電空変換器２４を介
して空気圧に変え、これによってブレーキ部２１の作動
圧を調整し、常時一定の張力が条材１３にかかるように
制御している。

【００１５】前記テンションコントローラにおいては、
通常の制御方法（比例制御、積分制御を含む）を用いて
制御したが、図２（Ｂ）に示すように、熱処理装置の状
態を検出するセンサー入力部と手動入力部３４を備え、
前記センサー入力部と手動入力部３４の情報に基づきフ
ァジィプログラムを有し最適制御条件値を出力するファ
ジィ制御部３５をテンションコントローラ２３に備え、
テンション付加ブレーキを制御することも可能であり、
これによって、更に正確に条材のテンションの制御を行
うことができる。なお、３６はブレーキ部を示す。

【００１６】

【発明の効果】請求項１、２記載のリードフレームの熱
処理装置においては、リードフレームの中間形状を形成
する加工を行った条材の張力状態の変化を検出するテン
ション検出ロールの左右の軸受部に設けられたテンショ
ン検出部と、該検出した状態値に基づき条材のテンショ
ンを調整する制御値を出力するテンションコントローラ
と、該制御値に基づき前記条材のテンションを調整する
ブレーキ部とを備えた第１のブライドル手段を用いてい
るので、常に中間加工されたリードフレームが多数連接
された条材のテンションが、各リードフレームに応じた
設定値に制御されることになる。これによって、従来の
装置で行われたいた集中応力が緩和されて、条材が破断
したり、条材に形成されたリードフレームの相互ピッチ
にバラツキが出たり、ねじれや両端部に波打ち等の変形
が発生することなく、安定した品質の高い条材を得るこ
とができる。また、第２のブライドル手段で一定の速度
で前記条材を搬送しながら、前記第１のブライドル手段
の巻出しロールの空圧駆動型のブレーキ部の空気圧を制
御して、条材のテンションを調整するので、リアルタイ
ムに自動制御することができ、従来例のような調整重り
による調整ミスや慣性による調整遅れ等による張力の変
化に伴う条材の破断が生じることなく、これによって、
多数のリードフレームが並べられて中間加工された条材
のテンションアニール処理の作業性が向上し、更には、
一定の張力で熱処理を行うので、前記条材の品質の低下
を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るリードフレームの熱処
理装置の概略説明図である。

【図２】テンション検出器及びテンションコントローラ
の概略ブロック図である。

【図３】従来のリードフレームの熱処理装置の概略説明
図である。

【符号の説明】

１０ リードフレームの熱処理装置 １１ ペイオフ １２ 第１のブライドル手段 １３ 条材 １４ テンションアニール炉 １５ 第２のブ
ライドル手段 １６ テイクアップ １７ 巻出しロ
ール １８ 中間ロール １９ テンショ
ン検出ロール ２０ 押圧ロール ２１ ブレーキ
部 ２２ テンション検出部 ２２Ｌ 差動ト
ランス ２２Ｒ 差動トランス ２３ テンショ
ンコントローラ ２４ 電空変換器 ２５ 予熱部 ２６ 加熱部 ２７ 冷却部 ２８ ガイドロール ２９ 中間ロー
ル ３０ 搬出ロール ３２ モータ ３２ａ 回転センサー ３３ 温度計 ３４ 手動入力部 ３５ ファジィ
制御部 ３６ ブレーキ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−123062（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−96262（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−114249（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−180205（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−53167（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−214821（ＪＰ，Ａ) 特公 昭61−40732（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01L 23/48 - 23/50 C21D 1/00 - 11/00 105

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属薄板条材の不要部分を順次除去して
   所要の連結部を残したリードフレームの中間形状を形成
   する加工を行い、次に、前記加工の際に滞有した内部残
   留応力を除去する熱処理を行った後、前記連結部を除去
   してリードフレームの所要の形状を形成するリードフレ
   ーム製造の中間工程に介在し、前記内部残留応力を除去
   する熱処理を行うために設けられたリードフレームの熱
   処理装置であって、 前記中間形状を形成する加工を行ったリードフレームが
   多数連結された条材を供給するペイオフを備えた条材供
   給手段と、 上流側から巻出しロール及びテンション検出ロールを有
   し、前記巻出しロールには搬送される前記条材を該巻出
   しロールに押圧する押圧ロールと空圧駆動型のブレーキ
   部とが設けられ、前記テンション検出ロールの左右の軸
   受部には、該軸受部を支持するバネを備え、該軸受部に
   かかる荷重を電気的に検出するテンション検出部がそれ
   ぞれ設けられた第１のブライドル手段と、 前記条材を所定のテンションを付加した状態で通過させ
   る予熱部、加熱部、及び冷却部を備えた熱処理手段と、 前記条材を前記熱処理手段から一定の速度で搬出する搬
   出ロールを備えた第２のブライドル手段と、 前記搬出された条材を巻き取るテイクアップを備えた条
   材巻取り手段とを具備し、 しかも、前記第１のブライドル手段には、前記左右の軸
   受部に設けたテンション検出部からの信号に基づき、前
   記ブレーキ部の空気圧を制御し、前記熱処理手段を通過
   する前記条材に、前記リードフレームの中間形状に応じ
   て一定のテンションがかかるように制御するテンション
   コントローラが設けられていることを特徴とするリード
   フレームの熱処理装置。
2. 【請求項２】 前記軸受部にかかる荷重の電気的な検出
   には、差動トランス方式の検出器を用いている請求項１
   記載のリードフレームの熱処理装置。