JP3080232B2 - 打ち抜き加工性に優れたリードフレーム材料およびその製造方法 - Google Patents
打ち抜き加工性に優れたリードフレーム材料およびその製造方法Info
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- JP3080232B2 JP3080232B2 JP63110168A JP11016888A JP3080232B2 JP 3080232 B2 JP3080232 B2 JP 3080232B2 JP 63110168 A JP63110168 A JP 63110168A JP 11016888 A JP11016888 A JP 11016888A JP 3080232 B2 JP3080232 B2 JP 3080232B2
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- stress
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- frame material
- punching
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
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- Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、集積回路用素子のリードフレーム成形素材
に関し、詳しくはリードフレームの打ち抜き加工時の加
工精度を向上したリードフレーム材料に関するものであ
る。
に関し、詳しくはリードフレームの打ち抜き加工時の加
工精度を向上したリードフレーム材料に関するものであ
る。
集積回路用素子のリードフレームは、42％Ni合金等の
帯板を所定幅にスリット加工し、次いで打ち抜き加工、
曲げ加工を施して製造される。第８図にリードフレーム
の形態を示す。
帯板を所定幅にスリット加工し、次いで打ち抜き加工、
曲げ加工を施して製造される。第８図にリードフレーム
の形態を示す。
ところが、上記の製造法によると、例えばスリット加
工された帯板の切断面近傍には、剪断力による圧縮応力
が残留する。このような応力状態の帯板を次工程である
打ち抜き加工に供すると、前記残留応力の影響によりリ
ードフレームに著しい変形が生ずることとなり、ワイヤ
ボンディング部１にリード線を接続するボンディング作
業等において、前記ワイヤボンディング部１の自動位置
決めに大きな障害になる。
工された帯板の切断面近傍には、剪断力による圧縮応力
が残留する。このような応力状態の帯板を次工程である
打ち抜き加工に供すると、前記残留応力の影響によりリ
ードフレームに著しい変形が生ずることとなり、ワイヤ
ボンディング部１にリード線を接続するボンディング作
業等において、前記ワイヤボンディング部１の自動位置
決めに大きな障害になる。
従来、ワイヤボンディング部１の変形防止のために、
帯板に生じている残留応力を低減する手法が提案されて
いる。例えば、焼鈍により残留応力を低減する方法、ス
キンパス圧延により帯板の幅方向に均一な圧延歪を付与
することにより、切断面のみに存在する歪を打ち消し残
留応力を低減する方法（特開昭59−189016号、同62−15
8502号）等が掲げられる。
帯板に生じている残留応力を低減する手法が提案されて
いる。例えば、焼鈍により残留応力を低減する方法、ス
キンパス圧延により帯板の幅方向に均一な圧延歪を付与
することにより、切断面のみに存在する歪を打ち消し残
留応力を低減する方法（特開昭59−189016号、同62−15
8502号）等が掲げられる。
しかるに、本発明者等の検討によると、残留応力を低
減したからといって、必ずしもワイヤボンディング部の
変形を防止し得ないことが知見された。
減したからといって、必ずしもワイヤボンディング部の
変形を防止し得ないことが知見された。
すなわち、帯板の残留応力を低減しても、その後に実
施される打ち抜き加工による歪の影響を直接受けるた
め、ワイヤボンディング部に段差等の変形が依然発生す
るのである。
施される打ち抜き加工による歪の影響を直接受けるた
め、ワイヤボンディング部に段差等の変形が依然発生す
るのである。
本発明は、以上の問題点を鑑みてなされたものであ
り、打ち抜き加工によってもリードフレームワイヤボン
ディング部に段差等の変形の発生を防止したリードフレ
ーム材料およびその製造方法の提供を目的とする。
り、打ち抜き加工によってもリードフレームワイヤボン
ディング部に段差等の変形の発生を防止したリードフレ
ーム材料およびその製造方法の提供を目的とする。
本発明者等は、打ち抜き加工による変形を防止するべ
く種々検討した結果、残留応力を低減するのではなく、
帯板に特定の応力を残留させることにより、打ち抜き加
工による変形防止に効果があることを見出した。
く種々検討した結果、残留応力を低減するのではなく、
帯板に特定の応力を残留させることにより、打ち抜き加
工による変形防止に効果があることを見出した。
すなわち本発明は、帯板（銅合金を除く）の板厚方向
表層部に長手方向の圧縮応力、該表層部に連なる板厚方
向中央部に長手方向の引張応力が付加されており、付加
された長手方向の応力の板厚方向分布における最大差が
2kg/mm2以上であることを特徴とする打ち抜き加工性に
優れたリードフレーム材料である。またこの材料の製造
方法は、冷間で引張と同時に繰り返し曲げを行ない、帯
板（銅合金を除く）に付加された長手方向の応力の板厚
方向分布における最大差を2kg/mm2以上とすることを特
徴とするものである。ここで銅合金とは、特開昭63−11
2003号に記載の合金である。ここで長手方向の応力の板
厚方向分布における最大差2kg/mm2以上としたのは、2kg
/mm2未満では打ち抜き性の改善にあまり効果がないため
である。
表層部に長手方向の圧縮応力、該表層部に連なる板厚方
向中央部に長手方向の引張応力が付加されており、付加
された長手方向の応力の板厚方向分布における最大差が
2kg/mm2以上であることを特徴とする打ち抜き加工性に
優れたリードフレーム材料である。またこの材料の製造
方法は、冷間で引張と同時に繰り返し曲げを行ない、帯
板（銅合金を除く）に付加された長手方向の応力の板厚
方向分布における最大差を2kg/mm2以上とすることを特
徴とするものである。ここで銅合金とは、特開昭63−11
2003号に記載の合金である。ここで長手方向の応力の板
厚方向分布における最大差2kg/mm2以上としたのは、2kg
/mm2未満では打ち抜き性の改善にあまり効果がないため
である。
また本発明のような応力状態にあるリードフレーム材
料は、冷間で引張と同時に繰り返し曲げを行なうことに
より、例えばテンションレベラーを適用し、付加された
長手方向の応力の板厚方向分布における最大差を2kg/mm
2以上とすることにより得ることができる。
料は、冷間で引張と同時に繰り返し曲げを行なうことに
より、例えばテンションレベラーを適用し、付加された
長手方向の応力の板厚方向分布における最大差を2kg/mm
2以上とすることにより得ることができる。
以下、本発明を実施例により説明する。
冷間圧延工程の後、所定のスリット加工を行なうこと
により、厚さ0.254mm、幅70mmの42％Ni合金薄板を得
た。この帯板にテンションレベラーを適用し付加した後
の長手方向の残留応力の板厚方向分布の状況を調査し
た。
により、厚さ0.254mm、幅70mmの42％Ni合金薄板を得
た。この帯板にテンションレベラーを適用し付加した後
の長手方向の残留応力の板厚方向分布の状況を調査し
た。
長手方向の残留応力の板厚方向分布を求める手順を説
明する。
明する。
本実施例で使用した方法は、得られた被測定材である
42％Ni合金薄板を表面から順次エッチングしていき、そ
の際の応力解放によるたわみからエッチングによって除
去された部分の残留応力を順次算出するものである。以
下詳しく説明する。
42％Ni合金薄板を表面から順次エッチングしていき、そ
の際の応力解放によるたわみからエッチングによって除
去された部分の残留応力を順次算出するものである。以
下詳しく説明する。
1. エッチングによって残った部分に生じたモーメント
は次式で計算できる。
は次式で計算できる。
ここでＭはエッチングによって残った部分のモーメン
ト、Ｅはヤング率、Ｒはたわみの曲率半径、Ｘは板の厚
み方向の位置、ｔはエッチングによって残った部分の板
厚、添字ｎはｎ回目のエッチング後を表わすものであ
る。
ト、Ｅはヤング率、Ｒはたわみの曲率半径、Ｘは板の厚
み方向の位置、ｔはエッチングによって残った部分の板
厚、添字ｎはｎ回目のエッチング後を表わすものであ
る。
2. （ｎ−１）回目までに除去された部分がｎ回目のエ
ッチングで残った部分の中立面に作用するモーメントは
次式で示される。
ッチングで残った部分の中立面に作用するモーメントは
次式で示される。
なお１回目のエッチングでは直ちにMr1＝−M1が成り
立つ。
立つ。
ここでMriはｉ回目のエッチングによって除去された
部分のモーメント、σriはｉ回目のエッチングによって
除去された部分に存在していた応力を示す。
部分のモーメント、σriはｉ回目のエッチングによって
除去された部分に存在していた応力を示す。
3. ここで（１）式と（２）式より次の関数が成り立
つ。
つ。
よって、ｎ回目に除去された部分のモーメントMrnが
決まる。
決まる。
4. ｎ回目に除去した部分に存在していた応力σrnとモ
ーメントMrnとの間には次式の関係がある。
ーメントMrnとの間には次式の関係がある。
ここでσrn′はエッチング後の伸縮を補正しないみか
けの残留応力を示す。
けの残留応力を示す。
（４）式σrn′にエッチングによる被測定材の伸縮を
補正すると次式となる。
補正すると次式となる。
このように、ｎ回目のエッチングによって除去された
部分の残留応力がσrnが求められ、エッチングを順次行
なうことによって板厚方向の応力分布が得られるもので
ある。
部分の残留応力がσrnが求められ、エッチングを順次行
なうことによって板厚方向の応力分布が得られるもので
ある。
以上の計算方法による結果を第１図に示す。
図中、正の応力は引張応力、負の応力は圧縮応力を示
しているが、テンションレベラーを適用した場合、帯板
表層部では圧縮応力、内部では引張応力が残留している
ことがわかる。
しているが、テンションレベラーを適用した場合、帯板
表層部では圧縮応力、内部では引張応力が残留している
ことがわかる。
なお、テンションレベラーの条件は、ロール径16mm
φ、ロールピッチ25mm、ロール数21本、テンションレベ
ラーによる前記42％Ni合金薄板の伸びは0.2％である。
φ、ロールピッチ25mm、ロール数21本、テンションレベ
ラーによる前記42％Ni合金薄板の伸びは0.2％である。
次に、上記応力分布を有する帯板を第９図に示す形状
のように64ピンのリードフレームに打ち抜き加工した
（第９図は大部分のリードを省略した図である）。打ち
抜き加工後のワイヤボンディング部の段差の状況を第２
図に示すが、ワイヤボンディング部の段差は、−50μｍ
から160μｍまでの範囲に有ることがわかる。なお、第
２図中のピンNo.は第９図のピンNo.に対応している。
のように64ピンのリードフレームに打ち抜き加工した
（第９図は大部分のリードを省略した図である）。打ち
抜き加工後のワイヤボンディング部の段差の状況を第２
図に示すが、ワイヤボンディング部の段差は、−50μｍ
から160μｍまでの範囲に有ることがわかる。なお、第
２図中のピンNo.は第９図のピンNo.に対応している。
また、比較例としてテンションレベラーによる前記42
％Ni合金薄板の伸びを0.05％とし、他は第１図と同じ条
件を適用した場合の応力分布および打ち抜き加工後のリ
ード段差を調査した。なお使用した帯板は上記実施例と
同材質、同寸法のものである。
％Ni合金薄板の伸びを0.05％とし、他は第１図と同じ条
件を適用した場合の応力分布および打ち抜き加工後のリ
ード段差を調査した。なお使用した帯板は上記実施例と
同材質、同寸法のものである。
第３図に応力分布、第４図にリード段差の結果を示
す。第４図に示す応力分布における最大差は1.5kg/mm2
しかないものとなった。この場合のリード段差は−250
μｍから100μｍの範囲にあり、この程度の応力分布で
はリード段差はほどんど改善されないことがわかる。
す。第４図に示す応力分布における最大差は1.5kg/mm2
しかないものとなった。この場合のリード段差は−250
μｍから100μｍの範囲にあり、この程度の応力分布で
はリード段差はほどんど改善されないことがわかる。
一方、比較例としてテンションレベラーを適用せず、
焼鈍によって残留応力の除去を行なった場合の応力分布
および打ち抜き加工後のリード段差を調査した。なお、
使用した帯板は上記実施例と同材質、同寸法のもので、
応力除去は700℃×1.2min（炉内滞留時間）で実施し、
打ち抜き加工も前記実施例と同様に行なった。
焼鈍によって残留応力の除去を行なった場合の応力分布
および打ち抜き加工後のリード段差を調査した。なお、
使用した帯板は上記実施例と同材質、同寸法のもので、
応力除去は700℃×1.2min（炉内滞留時間）で実施し、
打ち抜き加工も前記実施例と同様に行なった。
第５図に応力分布、および第６図にリード段差の結果
を示すが、応力はほとんど除去されているにもかかわら
ず、リード段差の範囲は−300μｍから100μｍの範囲に
あり、本発明に比べて明らかにリード段差が大きいこと
がわかる。
を示すが、応力はほとんど除去されているにもかかわら
ず、リード段差の範囲は−300μｍから100μｍの範囲に
あり、本発明に比べて明らかにリード段差が大きいこと
がわかる。
ここに示した本発明のリードフレーム材と上記比較例
により得られた従来リードフレーム材とを引張試験にお
いて破断した。
により得られた従来リードフレーム材とを引張試験にお
いて破断した。
第７図ａは本発明材の破断面の形態を示した図であ
り、第７図ｂは従来材の破断面の形態を示した図であ
る。本発明材は比較例に比べ破断面２のエッジが極めて
シャープとなり、かつ表層部の変形の少ない破断状態と
なった。
り、第７図ｂは従来材の破断面の形態を示した図であ
る。本発明材は比較例に比べ破断面２のエッジが極めて
シャープとなり、かつ表層部の変形の少ない破断状態と
なった。
また比較例では、デインプル状の延性破面の形態を示
すのに対し、本発明材はデインプル状の延性破面はほと
んどないものであった。このことは応力分布、特に表層
部の圧縮応力によってリードフレーム材の延性が失われ
たことに起因すると考えられる。
すのに対し、本発明材はデインプル状の延性破面はほと
んどないものであった。このことは応力分布、特に表層
部の圧縮応力によってリードフレーム材の延性が失われ
たことに起因すると考えられる。
このような延性の少ない破断特性をリードフレーム材
に付与することによって打ち抜き加工時の変形によるワ
イヤボンディング部の段差の発生を抑えられたと考えら
れる。
に付与することによって打ち抜き加工時の変形によるワ
イヤボンディング部の段差の発生を抑えられたと考えら
れる。
本発明のリードフレーム材料は、リードフレームの打
ち抜き加工による歪の影響が少なく、リード段差の少な
いリードフレームが得られ、打ち抜き時の金型の調整、
ワイヤーボンディング等のリード部の精度が必要な作業
に対して、大幅な効率向上が可能となる。
ち抜き加工による歪の影響が少なく、リード段差の少な
いリードフレームが得られ、打ち抜き時の金型の調整、
ワイヤーボンディング等のリード部の精度が必要な作業
に対して、大幅な効率向上が可能となる。
第１図は、本発明リードフレーム材の板厚方向の応力分
布を示すグラフ、第２図は本発明リードフレーム材の打
ち抜き加工後のピンNo.と段差の関係を示すグラフ、第
３図は比較例の打ち抜き加工後のピンNo.と段差の関係
を示すグラフ、第４図は比較例の打ち抜き加工後のピン
No.と段差の関係を示すグラフ、第５図は従来リードフ
レーム材の板厚方向の応力分布を示すグラフ、第６図は
従来リードフレーム材の打ち抜き加工後のピンNo.と段
差の関係を示すグラフ、第７図はリードフレーム材を引
張試験によって破断させた時の破面の形態を示す図であ
って、ａは本発明のリードフレーム材の図、ｂは従来リ
ードフレーム材の図、第８図はリードフレームの一形態
を示す図、第９図は本実施例における打ち抜き加工形態
を示す図である。
布を示すグラフ、第２図は本発明リードフレーム材の打
ち抜き加工後のピンNo.と段差の関係を示すグラフ、第
３図は比較例の打ち抜き加工後のピンNo.と段差の関係
を示すグラフ、第４図は比較例の打ち抜き加工後のピン
No.と段差の関係を示すグラフ、第５図は従来リードフ
レーム材の板厚方向の応力分布を示すグラフ、第６図は
従来リードフレーム材の打ち抜き加工後のピンNo.と段
差の関係を示すグラフ、第７図はリードフレーム材を引
張試験によって破断させた時の破面の形態を示す図であ
って、ａは本発明のリードフレーム材の図、ｂは従来リ
ードフレーム材の図、第８図はリードフレームの一形態
を示す図、第９図は本実施例における打ち抜き加工形態
を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−112003（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−189016（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−150257（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−212410（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−60864（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−103871（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】帯板（銅合金を除く）の板厚方向表層部に
長手方向の圧縮応力、該表層部に連なる板厚方向中央部
に長手方向の引張応力が付加されており、付加された長
手方向の応力の板厚方向分布における最大差が2kg/mm2
以上であること特徴とする打ち抜き加工性に優れたリー
ドフレーム材料。 - 【請求項２】冷間で引張と同時に繰り返し曲げを行な
い、帯板（銅合金を除く）に付加された長手方向の応力
の板厚方向分布における最大差を2kg/mm2以上とするこ
とを特徴とする打ち抜き加工性に優れたリードフレーム
材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63110168A JP3080232B2 (ja) | 1987-10-27 | 1988-05-06 | 打ち抜き加工性に優れたリードフレーム材料およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62-271209 | 1987-10-27 | ||
| JP27120987 | 1987-10-27 | ||
| JP63110168A JP3080232B2 (ja) | 1987-10-27 | 1988-05-06 | 打ち抜き加工性に優れたリードフレーム材料およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01201421A JPH01201421A (ja) | 1989-08-14 |
| JP3080232B2 true JP3080232B2 (ja) | 2000-08-21 |
Family
ID=26449847
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63110168A Expired - Lifetime JP3080232B2 (ja) | 1987-10-27 | 1988-05-06 | 打ち抜き加工性に優れたリードフレーム材料およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3080232B2 (ja) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5360864A (en) * | 1976-11-12 | 1978-05-31 | Hitachi Ltd | Rolling material straightening device |
| JPS59189016A (ja) * | 1983-04-12 | 1984-10-26 | Daido Steel Co Ltd | 金属帯片の残留歪低減方法 |
| JPS61150257A (ja) * | 1984-12-24 | 1986-07-08 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | リ−ドフレ−ム素材の製造方法 |
| JPS63112003A (ja) * | 1986-10-30 | 1988-05-17 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 半導体用銅系リ−ド材の製造法 |
-
1988
- 1988-05-06 JP JP63110168A patent/JP3080232B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01201421A (ja) | 1989-08-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |