JP3259648B2 - ヒートシンク付リードフレーム材の製造方法 - Google Patents

ヒートシンク付リードフレーム材の製造方法

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JP3259648B2 JP33241596A JP33241596A JP3259648B2 JP 3259648 B2 JP3259648 B2 JP 3259648B2 JP 33241596 A JP33241596 A JP 33241596A JP 33241596 A JP33241596 A JP 33241596A JP 3259648 B2 JP3259648 B2 JP 3259648B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ヒートシンク付リ
ードフレーム材の製造方法に関し、特に、半導体から発
せられる熱エネルギーを吸収するヒートシンク部を備
え、ヒートシンク部の4方向にリード部を有し、成型時
に薄板部での変形のない、高品質、かつ、生産性に優れ
たヒートシンク付リードフレーム材の製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体の高出力化,高集積化に伴
い、熱放散性に優れたヒートシンクをパッケージ中に埋
め込んだ半導体装置が実用化されている。その種の半導
体装置に使用されるリードフレーム材は、ヒートシンク
部となる厚板部とリード部となる薄板部を一体化した異
形断面条から製造される。
【0003】この異形断面条では、薄板部は板幅方向の
片側または両側に設けられ、厚板部は他域または中央部
に設けられる。この異形断面条の製造方法としては、成
形方向に側面逃げ角を有する型溝を設けたV型ダイスお
よび平ロールによる成型法や、最終成型時の異形断面条
の各部の厚み比の断面を有する素材条を押出成形した後
に孔型ロールによって仕上げ圧延する方法や、圧延方向
に少しずつ形状を変えた複数の溝付ロールを順次配置
し、これらの溝付ロールにより異形断面条を圧延する方
法,等がある。
【0004】しかし、板幅の片側または両側に薄板部が
ある異形断面条の場合、厚板部をヒートシンク部として
用い、薄板部をリード部として用いるものであるため、
リード部を1方向あるいは2方向にしか出すことができ
ず、多ピン数を必要とする近年の半導体装置の高集積化
に充分に対応することができない。
【0005】そこで、ヒートシンク部を中心に4方向に
リード部を配した異形断面条によってリードフレーム材
を製造する方法が考えられている。その方法としては、
両側に薄板部がある異形断面条の厚板部を規定のピッチ
で切削し断続的に厚板部を残して切削部をリード部とし
て形成する切削法、規定のピッチで矩形の溝を設けたロ
ールと平ロールを用いた圧延により圧延方向に規定のピ
ッチで他の部分よりも厚いヒートシンク部を断続的に成
型する圧延法、あるいは、プレスにより厚板部を1ピー
スずつ加工するプレス法、等がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ヒート
シンク部を中心に4方向にリード部を配した従来のリー
ドフレーム材の製造方法によると、 (1)切削法では、素材を切削するため歩留りが悪く、
また、リードフレームの表面に切削傷が残るため品質上
リードフレーム材に適さないという問題がある。 (2)圧延法では、溝の部分から厚板部の材料が抜ける
ときに、ヒートシンク部のエッジを削ってしまうため、
所定の形状を得ることが難しく、また、リード部とヒー
トシンク部の板厚比が大きいと、加工度差が大きくなる
ため、薄板部に波打ちが発生したり、厚板部と薄板部の
境界にくびれ等の欠陥が発生し正常な圧延ができないと
いう問題がある。 (3)プレス法では、材料が素材の長手方向にも延びる
ため素材の板厚に変動があると伸び量が変動してしま
い、最終的にICなどのリード部を打ち抜く際に長手方
向のピッチがずれてしまう。このため、連続的に製造す
ることができず、生産性が悪くなるという問題がある。
【0007】
【発明の目的】従って、本発明の目的は、ヒートシンク
部の4方向にリード部を有し、成型時に薄板部での変形
のない、高品質、かつ、生産性に優れたヒートシンク付
リードフレーム材の製造方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を実
現するために、リードフレームの基材となる所定厚の金
属条材を押圧加工して前記金属条材の片面にヒートシン
ク部となる厚板部を所定のピッチで島状に成形し、前記
厚板部の周囲にリード部となる薄板部を成形するヒート
シンク付リードフレーム材の製造方法において、凹溝を
有する複数の第1の金型を前記所定のピッチに応じた所
定の間隔をおいて配置し、前記複数の第1の金型との間
に前記薄板部の厚さに応じた所定の空間を有するように
平滑部を有した第2の金型を配置し、前記所定の空間に
前記金属条材を供給して前記複数の第1の金型および前
記第2の金型の押圧加工により前記厚板部を前記凹溝と
前記平滑部によって少なくとも2回加工および拘束して
前記厚板部および前記薄板部を成形することを特徴とす
るヒートシンク付リードフレーム材の製造方法を提供す
るものである。
【0009】以上の構成において、前記複数の第1の金
型は、金型間に材料の長手方向の伸びを吸収する間隙部
を有するように構成するのが望ましく、また、前記厚板
部は、前記金属条材の前記所定厚より大なる厚みを有す
るように構成するのが望ましい。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づき詳細に説明する。
【0011】図1より図3は、本発明の第1の実施の形
態を示す。ここで、図1および図2は、本発明のヒート
シンク付リードフレーム材の製造方法を示す図であり、
図3(a)は、本発明の製造方法により製造されるリー
ドフレーム材の外観を示す斜視図であり、(b)はリー
ドフレーム材の一部断面図である。
【0012】図1に示すように、条材3を上金型1と下
金型10の間に所定のピッチで送り込み、図2に示すよ
うに、上金型1と下金型10によって条材3をプレス加
工するう。これを繰り返し行うことにより、図3に示す
ように、厚板部3aおよび薄板部3bを有するヒートシ
ンク付リードフレーム材5が製造される。
【0013】ここで、上金型1と下金型10は一対にな
って金型を構成し、この一対の金型は、適切な方法によ
ってプレス機(図示せず)に固定されて上下に開閉運動
を繰り返す。上金型1は複数個の金型で構成されてお
り、それぞれに図3に示す厚板部3aの形状、即ち、最
終目標厚さの厚板部3aの形状に合わせた凹溝2がピッ
チp1 で設けられている。なお、この凹溝2は、上金型
1あるいは下金型10のどちらの金型に設けても良い。
【0014】一方、上金型1の各金型間には、間隙gを
有する間隙部4が設けられている。この間隙部4は、条
材3の長手方向への逃げを吸収するための空間である。
即ち、加工時には条材3が塑性変形によって幅方向だけ
でなく長手方向にも流れるので、厚板部3aのピッチp
2 が一定ではなくなってしまう。特に、厚板部3aと薄
板部3bの板厚比が大きくなると、長手方向の伸びがよ
り大きくなるため、長手方向の伸びを吸収する必要があ
る。このために、この間隙部4によって、条材3を長手
方向に逃がしてその伸びを吸収するようにしている。
【0015】以上の構成に基づいて、本発明の動作を以
下説明する。まず、図1の状態で、上金型1と下金型1
0の間にピッチp1 (=p2 )の整数倍のピッチで条材
3を送り込み、図2に示すように、上金型1と下金型1
0によって条材3を静止させた状態でプレスする。プレ
スによって、条材3を規定の押し込み量まで加工した
後、再び上下の金型1,10を開き図1の状態にする。
次に、前述したピッチで条材3を長手方向に送る。条材
3の送りは、前加工と次加工の間で条材3の拘束がない
間に行う。
【0016】また、条材3は、上金型1と下金型10の
一対の金型により、少なくとも2回は拘束されるように
送る必要がある。複数回の拘束により、上金型に設けた
凹溝2で厚板部3aを拘束し加工時の長手方向の伸びを
制御するためである。この実施の形態では、ピッチ2p
1 で送ると、2回拘束され、ピッチp1 で送ると、3回
拘束される。
【0017】以上のような方法により、図3(a)に示
すように、厚板部3aのピッチp2の精度が良いヒート
シンク付リードフレーム材5を得ることができる。
【0018】なお、全ての金型を同時に開閉する必要は
ない。例えば、上金型1のそれぞれの開閉のタイミング
をずらすようにしてもよい。しかし、材料がまだ加工さ
れていない厚い部分だけを先に加工してしまうと、その
部分で伸びが生じ、厚板部のピッチが合わなくなるので
考慮して行う必要がある。
【0019】次に、具体的な数値を上げて説明する。ま
ず、厚さt1 が0.4mmの条材3を準備した。そし
て、図3(a)における最終目標の厚板部3aの大きさ
を7mm×7mmに、厚さt3 を0.5mmとし、薄板
部3bの厚さt2 を0.25mmとした。次に、上金型
1を3つ用意し、上金型1の凹溝2の形状を図3(a)
の厚板部3aの大きさと同じ大きさにした。
【0020】この際、凹溝2の内壁は、図3(b)に示
すように、厚板部3aのエッジ角度θが5度程度になる
ように傾いて形成されている。この傾斜角度は、厚板部
3aの用途に応じて変更できるが、加工が終わったとき
に厚板部3aが上下の金型1,10の凹溝2から抜けや
すいように、適度な角度を設けるほうが望ましい。
【0021】一方、厚板部3aのピッチp2 を25mm
になるように配置した。これにあわせて凹溝2のピッチ
1 も25mmとした。ここで、上金型1の各金型間の
間隔、即ち、間隙部4の間隔gが2mmになるように上
金型1を配置した。従って、1ピース単位の幅は23m
mとなり、ピースとピースの間には2mmの間隙部4が
できる。そこで、上金型1および下金型10によって条
材3のプレス加工を行った。プレス加工によって、条材
3を規定の押し込み量まで押し込むと、条材3は凹溝2
の形状にあわせて厚さ方向に延びるとともに幅方向およ
び長手方向に延び、長手方向に延びた条材3は間隙部4
に逃げ部6を形成した。このようにして、条材3には、
大きさが7mm×7mmで、厚さt3 が0.5mmの厚
板部3aと、厚さt2 が0.25mmの薄板部3bとが
成形された。
【0022】そして、上金型1および下金型10を開
き、条材3をピッチp1 あるいはピッチ2p1 で長手方
向に送る。ここで、条材3の送りピッチを25mmとす
ると、上金型1の各金型により条材3が1回ずつ加工さ
れ、3回拘束されることになる。このように、複数の金
型を用いて厚板部3aを成形しこの厚板部3aのピッチ
2 を拘束しながら加工することにより、厚板部3aの
ピッチp2 が正確なリードフレーム材を連続的に製造す
ることができる。
【0023】なお、一対の金型1,10が閉じたときの
ギャップは、複数の金型のうち少なくとも1つ以上は薄
板部3bの厚さにする。しかし、厚板部3aの板厚以上
では厚板部3aを拘束できないため、厚板部3aの板厚
以下にする必要がある。
【0024】図4は、本発明の第2の実施の形態を示
し、本発明のヒートシンク付リードフレーム材の製造方
法を複数列の長尺材に適用した例を示す。
【0025】図1より図3においては、ヒートシンク付
リードフレーム材を一列に連続的に製造する例を示した
が、次工程の作業をより効率的にするには、複数列の長
尺材を用いた方が良い場合がある。その場合は、材料の
長手方向の伸びの他、幅方向の伸びも考慮しなければな
らない。特に、薄板部3bと厚板部3aの比が大きと、
材料が逃げきれず、加工ができなかったり、薄板部3b
が波打ったりすることもある。そこで、行および列方向
に配置される金型1のそれぞれの間に逃げ部6に相当す
る間隙を形成し、条材3を幅方向にも逃がす。これによ
って、幅方向に複数の厚板部3aを形成できる。ここ
で、条材3の逃げ部6は、幅方向および長手方向のエッ
ジe1 〜e3 に形成しなくても良い。条材3の送りなど
を考えると、幅の両側の部分e1 ,e2 には条材3の逃
げを設けない方が良い場合があるからである。
【0026】なお、薄板部3bが薄い場合には、長手方
向の材料の伸びは大きくなるため、逃げ部6が座屈する
形で伸びが吸収される。このため、巻取時等に引っ張ら
れて座屈が戻り厚板部3aのピッチがずれてしまう恐れ
がある。そこで、ピースにあらかじめICとして樹脂で
封止する際に用いる基準孔(図示せず)を設けておき、
その基準孔を用いて打ち抜き等を行えば、伸びなどの影
響がなくなる。
【0027】なお、以上の実施の形態では具体的な数値
を上げて説明したが、この数値に限定されるものではな
い。
【0028】
【発明の効果】以上述べたように、本発明のヒートシン
ク付リードフレーム材の製造方法によると、凹溝を有す
る複数の第1の金型を所定のピッチに応じた所定の間隔
をおいて配置し、この複数の第1の金型との間に薄板部
の厚さに応じた所定の空間を有するように平滑部を有し
た第2の金型を配置し、この所定の空間に金属条材を供
給して複数の第1の金型および第2の金型の押圧加工に
より凹溝と平滑部によって厚板部を少なくとも2回加工
および拘束して厚板部および薄板部を成形するようにし
たので、成型時に薄板部での変形のない、高品質、か
つ、生産性に優れたヒートシンク付リードフレーム材を
提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のヒートシンク付リードフレーム材の製
造方法を示す図であり、上下の金型が開いて材料を長手
方向に送出する状態を示す。
【図2】本発明のヒートシンク付リードフレーム材の製
造方法を示す図であり、上下の金型をプレスして材料を
加工する状態を示す。
【図3】本発明の製造方法により製造されるヒートシン
ク付リードフレーム材の外観を示す斜視図である。
【図4】本発明のヒートシンク付リードフレーム材の製
造方法を複数列の長尺材に適用した例を示す図である。
【符号の説明】
1 上金型 2 溝 3 材料 3a 厚板部 3b 薄板部 4 間隙 5 ヒートシンク付リードフレーム材 6 材料逃げ部 10 下金型
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 萩原 登 茨城県土浦市木田余町3550番地 日立電 線株式会社 システムマテリアル研究所 内 (72)発明者 大谷 忠男 茨城県土浦市木田余町3550番地 日立電 線株式会社 システムマテリアル研究所 内 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B21D 22/02 H01L 23/50

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】リードフレームの基材となる所定厚の金属
    条材を押圧加工して前記金属条材の片面にヒートシンク
    部となる厚板部を所定のピッチで島状に成形し、前記厚
    板部の周囲にリード部となる薄板部を成形するヒートシ
    ンク付リードフレーム材の製造方法において、 凹溝を有する複数の第1の金型を前記所定のピッチに応
    じた所定の間隔をおいて配置し、 前記複数の第1の金型との間に前記薄板部の厚さに応じ
    た所定の空間を有するように平滑部を有した第2の金型
    を配置し、 前記所定の空間に前記金属条材を供給して前記複数の第
    1の金型および前記第2の金型の押圧加工により前記厚
    板部を前記凹溝と前記平滑部によって少なくとも2回加
    工および拘束して前記厚板部および前記薄板部を成形す
    ることを特徴とするヒートシンク付リードフレーム材の
    製造方法。
  2. 【請求項2】前記複数の第1の金型は、金型間に材料の
    長手方向の伸びを吸収する間隙部を有する請求項1のヒ
    ートシンク付リードフレーム材の製造方法。
  3. 【請求項3】前記厚板部は、前記金属条材の前記所定厚
    より大なる厚みを有する請求項1のヒートシンク付リー
    ドフレーム材の製造方法。
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