JPH038589A

JPH038589A - スポット状部分クラッド材の製造方法

Info

Publication number: JPH038589A
Application number: JP14188589A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Yamamoto; 和寛山本; Susumu Okazaki; 進岡崎; Arata Nemoto; 新根本
Original assignee: Sumitomo Special Metals Co Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1989-06-02
Filing date: 1989-06-02
Publication date: 1991-01-16
Anticipated expiration: 2009-12-14
Also published as: JPH06102273B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】利用産業分野この発明は、重ね合わせ圧接、圧延によるスポット状部
分クラッド材の製造方法に係り、定寸送りされる基板材
上に高精度ピッチで所要寸法の金属箔片を仮止めした素
材を、圧接、圧延する際に所定厚みになるように圧延荷
重を制御し、また圧延後のピッチを検出して圧延荷重を
制御することにより、高精度のピッチ、寸法を有するス
ポット状部分クラッド材を得る製造方法に関する。

背景技術近年の集積回路を用いる機器には、小型化の要請が強く
、フラットパッケージが多用されるようになった。

かかるフラットパッケージ用の四周方向に端子部が設け
られる第６図に示す如きリードフレーム（３）は、ワイ
ヤボンディングを行う部分に、接合性を良好とする金属
（Ａｌ、　Ａｇ、Ｃｕ等）被着部分を設ける必要がある
。

かかる金属被着部分を予め設けるために、従来、リード
フレームに加工したのち、ａ、蒸着法、ｂ、めっき法に
より行っていたが、より量産性にすぐれた方法が望まれ
ていた。

すなわち、ａ、蒸着法は高価な設備を要するだけでなく
、被着不要部分をマスキングする必要があり、蒸着スピ
ードが遅く生産性が低く、また、ｂ、めっき法はめっき
不可能な金属もあり、効率よくめっきできる厚みにも限
界がある。

また、前記金属被着部分を予め設けるためには、第５図
に示す如く、リードフレーム材料（１）上に、前記被着
金属（２）部分を高精度でスポット状に設け、プレス加
工またはエツチングにより形成する方法が考えられる。

例えば、リードフレーム帯材上にストライプ状にＡＩや
Ａｇ箔を圧延圧接にて設けた後、所要のスポット状とな
るよう、不要部分を機械的あるいは化学的に除去する技
術が提案（特公昭５９−１０７８号公報）されているが
、被着金属の歩留が悪く、被着必要部分をマスキングし
て不要部を除去するなど能率が悪く、また、高精度で所
要ピッチ、寸法にスポット状に設けることは困難であっ
た。

また、所定寸法の金属箔片を一定長さの基板材の所定位
置に重ね合わせ、圧延、圧接により一定長さのスポット
状部分クラッド材を製造することは可能であるが、基板
材コイルを巻き戻し連続して、被着予定金属箔を所定寸
法、長さで高精度に切断し、さらに高精度に位置合わせ
をして所要ピッチで連続的に仮止めすることができない
ために、スポット状部分クラッド材の工業的量産が不可
能とされていた。

一方、リードフレーム材上にＡＩ箔をスポット溶接にて
止着した後、これをクラッド化したリードフレームが提
案（特公昭６０−２２７４５６号公報）されているが、
金属箔を所定ピッチで高精度に位置合わせし、連続的に
仮止めするための具体的な製造方法が提案されておらず
、実用化困難である。

さらに、単にスポット溶接で仮止めしたのみでは、ＡＩ
箔が溶接部で拘束されてその圧延性に問題を生じ、また
、単に圧延圧接しただけでは、所要ピッチ、寸法精度を
高精度化できない問題があった。

すなわち、従来、圧延圧接による金属箔クラッドはスト
ライプクラッドであり、制御の対象は板厚、板幅及び形
状であるが、金属箔が所定ピッチに重ね合せられた金属
箔の圧延圧接において生じるピンチ変動は圧延条件、板
厚及び板幅の変動によるものである。

特に、板厚変動による影響は非常に大きく、例えば、素
材板厚：　０．２５４ｍｍ、素材ピッチ：３０ｍｍ、完
成板厚：０．１５　ｍｍの場合、完成板厚が０．００１
ｍｍ変るだけでピッチは４００ｐｍ以上変わることにな
る。

発明の目的この発明は、かかる現状に鑑み、被着予定金属箔を所定
寸法、長さで高精度に切断し、これを例えば、リードフ
レーム材に高精度に位置合わせをして連続的に仮止めし
、その後圧接、圧延しクラッド化した際に、高精度のピ
ッチ、寸法を有するスポット状部分クラッド材を得るこ
とができる製造方法の提供を目的としている。

発明の概要この発明は、基板材上に所定ピッチで所要寸法の金属箔片を仮止めし
た素材を圧接圧延し、スポット状部分クラッド材を得る
製造方法において、前記基板材及び金属箔片の寸法、ピッチより、目標ピッ
チ並びに板厚みを得るための圧延荷重を設定し、前記圧
延荷重を目標に制御する手段にて圧接圧延し、さらに、圧延機出側に金属箔片のピッチ測定器を設け、
ピッチ測定値と目標ピッチとの差に応じて連続圧延中の
圧下力を補正制御する手段を用いたことを特徴とするス
ポット状部分クラッド材の製造方法である。

さらに、この発明は、前記構成において、圧延機入側に
金属箔片のピッチ測定器を設け、圧延前のピッチ測定値
により目標荷重の設定値を補正制御する手段を用いたこ
とを特徴とするスポット状部分クラッド材の製造方法で
ある。

詳述すれば、この発明は、例えば、定寸送りした金属箔
と基板材を所要間隔で連続的にスポット溶接して仮止め
した後、回転カッターで不要部を切断除去、あるいは、
定寸送りした金属箔をパンチで挟み切断すると同時に定
寸送りされる基板材上でパンチを通電材としてスポット
溶接して仮止めして高精度のピッチで所要寸法の金属箔
片を仮止めした素材を得て、その後の圧接、圧延時に所
定厚みになるように圧延荷重を制御し、すなわち、荷重
一定制御と伸び率一定制御をカスケード制御し、また圧
延後のピッチを検出して前記目標荷重に制御することに
より超高精度の板厚制御でき、高精度のピッチ、寸法を
有するスポット状部分クラッド材を得る製造方法である
。

発明の構成と効果基板材の圧延圧接における金属箔片のピッチ変動は、ａ
、基板板厚の変動、ｂ、圧延ロール偏芯のロールギャッ
プ（板厚）変動、により発生するため、フィードバック
、フィードフォワードを駆使した超高精度の板厚制御が
必要である。

この発明において、圧延圧接では板幅の変化率は板厚の
変化率に比べ非常に小さく一定に考えることができ、圧
延率節を一定に制御することでピッチの制御が可能とな
る。

Ｖ＝Ｌｇｈ□ｂ＝Ｌ１ｈ１ｂＬｏ＝Ｌ１ｈ１／ｈｇ＝Ｌ１／ＲｅＶ；体積、ｈｌ；母材板厚、ｈｏ；圧延板厚、ｂ；板幅
、Ｌｌ；母材ピッチ、恥；圧延ピッチところで、圧延荷重Ｐがｋｍ；変形抵抗、Ｒ；偏平を考慮したロ〒ル半径、ＱＰ
；圧下力関数と表され、目標となる圧延荷重を制御することでピッチ
を制御することが可能となるが、圧下力関数セは摩擦条
件等により変化することから、これを補正する必要があ
る。

そこでこの発明では、圧延機出側にピッチ測定器を設け
、連続圧延中の圧下力関数セを含めた総合的な補正を、
圧延荷重の制御へフィードバックすることにより、超高
精度の板厚制御を可能とし、目的のピッチ制御を実現し
た。

さらに、前記目標圧延荷重の設定に際し、圧延機入側に
金属箔片のピッチ測定器を設け、圧延前のピッチ測定値
をフィードフォワードし、常時あるいは適宜目標設定値
を補正することにより、板厚制御がより高精度化、高速
化することができる。

この発明により、金属箔が所定ピッチに重ね合せられた
基板材の圧延圧接において生じるａ、圧延ロール偏芯に
よる周期的変動や、ｂ、油膜の量等の影響による緩やか
な変動等の外乱を軽減できることから、超高精度のピッ
チ制御を可能とし、ブレス加工またはエツチングによる
リードフレーム形成時の量産性に優れた材料を提供でき
る。

この発明において、クラッド母材となる基板材には、リ
ードフレーム材として使用されている４２Ｎｉ−Ｆｅ系
など公知のいずれの材料も適用でき、スポット状に圧接
する金属箔はＡｇＳＡｇ−Ｃｕ等のＡｇろうをはじめと
する公知のろう材、ＡＩ、Ｃｕなどを用いることができ
る。

図面に基づ〈発明の開示第１図はこの発明による圧延圧接方法を示す圧延機の概
略説明図である。

第２図ａ、ｂ、ｃはピッチ測定器を示す説明図である。

第３図ａ、ｂ、ｄ、ｆは圧延素材の製造工程を示す概略
説明図であり、同ｃ、ｅ図はライン方向から見た溶接装
置と切断機の概略説明図である。

第４図ａ−ｅは圧延素材の製造工程を示す定寸送り及び
溶接装置の一実施例の概略説明図であり、同ａ図はライ
ン方向から見た説明図である。

この発明は、金属箔が所定位置、すなわち所定ピッチで
重ね合せられた基板材の圧延圧接において、前記基板材
及び金属箔片の寸法、ピッチより、目標ピッチ並びに板
厚みを得るための目標圧延荷重を設定し、前記圧延荷重
を目標に保持、あるいは所要値に制御する手段にて圧接
圧延し、さらに、圧延機出側に金属箔片のピッチ測定器
を設け、ピッチ測定値と目標ピッチとの差に応じて連続
圧延中の圧下力を補正制御する手段を用いたことを特徴
とする。

しかし、圧延素材の基板材に高精度で金属箔が重ね合せ
られなければ、目的のピッチを高精度で制御することが
できないため、まず、該素材を得る方法を説明する。

構成１第３図に示す如く、 ■金属箔（１１）がガイド機構により、基板材（１０）
の所定位置に送り込まれ、前記装置により電極が開閉可
能なシリーズスポット溶接装置（１３）に基板材（１０
）と金属箔（１１）が送り込まれる。この際、所定送り
量は圧接圧延、仕上げ圧延によって変形する量を見込ん
でおく必要がある（ａ図参照）。

■電極（１４）を上昇させて溶接用通電材（１５）が金
属箔（１１）を基板材（１０）に押付けた時点で該電極
（１４）に加圧通電することにより金属箔を溶接する（
ｂ、ｅ図参照）。

このとき、金属溶融部の大きさは金属箔表面に出ない程
度に溶接するのが望ましく、溶接箇所は基板材（１０）
幅方向に一点以上に並べるとよい。

特に、第３図Ｃ図に示す如く、溶接は基板材（１０）幅
方向の金属箔片（１１）両端部の２点を溶接するとよく
、後工程の圧延時にロールに噛みこむ先端側のみを仮止
めして後端側をフリーにすることにより、圧接、圧延性
が向上する。

■上記溶接装置より所定ピッチの整数倍に位置した基板
材（１０）部分に固定された金属箔（１１）を所定間隔
に配置した円形カッター（１６）により所定長さに切断
して金属箔（１１）の整形を行う（ｄ、ｅ図参照）。

この際、所定長さは圧接圧延、仕上げ圧延によって変形
する量を見込んでおく必要がある。

■切断後、溶接されていない部分を除去することにより
、スポット溶接により仮止めされかつ形状が良好な所定
寸法の金属箔片（１２）を得ることができるσ図参照）
。

例えば、前記■工程を同時に行った後、■■■工程を同
時に行うサイクルを繰返すことにより、金属箔片（１２
）を所要ピッチで連続的に仮止めした基板材（１０）を
得る。

構成２第４図に示す如く、 Φ吸引機（２１）による着脱機構を有する定寸送り装置
により切断装置に所定幅の金属箔（１１）を所定量送り
込む。（０図参照） Φ所定長さの金属箔（１１）がガイド（２０）端面より
オーバーハングした時、パンチ（２２）を下降させて金
属箔（１１）を切断して金属箔片（１１）となす。

（ｄ図参照）少前記パンチ（２２）が切断した金属箔片（１２）を基
板材（１０）に押付けた時点で、ローラ電極（２３）に
加圧通電することにより、金属箔片（１２）を溶接する
（ｅ図参照）。このときの溶接条件は前述と同条件が好
ましい。

Φスポット溶接完了後に、基板材（１０）を、定寸送り
装置にて、所定量、すなわち、圧接圧延及び仕上げ圧延
によって変形する量を見込んだ量を送る。

例えば、前記◇◇工程を同時に行った後、◇◇工程を行
うサイクルを繰返すことにより、金属箔片（１２）を所
要ピッチで連続的に仮止めした基板材（１０）を得る。

次に、得られた基板材（１０）と金属箔片（１２）を圧
接圧延する方法を説明する。

第１図に示す如く、圧延機（３０）は一対のワークロー
ル（３１）にバックアップロール（３２）を当接させて
、巻き戻された基板材（１０）を加圧する構成からなり
、荷重検出装置と板厚計を備え、圧延荷重制御装置にて
荷重一定制御を行う。

さらに、圧延機（３０）出側に金属箔片ピッチ測定器、
ここでは、光学式センサ（３３）、高精度エンコーダ（
３４）を設けである。

制御方法は以下の手順からなる。

■圧延荷重の計測値とその時のピッチ測定値を基に、圧
延荷重の変動とピッチの変動との定量的関係、制御モデ
ルを求め、夏！所定ピッチを得るための目標とする圧延荷重を計算
し、 ■圧延荷重を制御基準として出力することにより荷重一
定制御を行う。

■また、ピッチ測定結果は、圧延荷重制御装置にフィー
ドバックすることにより制御エラーに対し、制御モデル
を適宜修正し、総合的な補正を行う。

かかる制御にて、圧延時の超高精度の板厚制御が可能と
なり、目的の高精度ピッチ制御を実現できる。

また、Ｉｆにおいて、圧延前のピッチ測定値をフィード
フォワードし、常時あるいは適宜圧延荷重の目標設定値
を補正することができる。

金属箔片ピッチ測定器には、第２図に示す如く、光学式
センサ（３３）など公知のセンサを用いて、基板材（１
０）幅方向に金属箔片（１２）を検知（ａ図）、基板材
（１０）長手方向に金属箔片（１２）を検知（０図）す
るほか、光学式センサ（３３）と高精度エンコーダ（３
４）を用いて（ｂ図）、金属箔片（１２）ピッチを測定
できる。

実施例第４図に示した挾み切断とスポット溶接方法で、−１０
ｍｍ幅、１０μ厚み、６．４ｍｍ長さのＡｌ箔片を、３
６．０ｍｍピッチで連続的に仮止めした４２ｍｍ幅、０
．２５ｍｍ１享み４２Ｎｉ−Ｆｅ材を用い、圧延後の目
標基板材厚みを０．１５ｍｍ、　Ａｌ箔片の目標ピッチ
を６０．０ｍｍに設定した。

例えば、第１図に示す圧延機において、バックアップロ
ールが周期的に偏心したり、他圧延条件などで圧下力が
変動しているが、かがる変動に起因して金属箔片のピッ
チ変動幅は約±８００ｐｍとなる。

ピッチ目標精度を±３００ｐｍ〜±１００μｍ以内とす
るには、前記の仮づけ精度が０．２５　ｔで±３０ｐｍ
。

０．１５　ｔで±５０ｐｍであると、ピッチオ青度±３
００ｐｍにするには、圧延厚み制御精度幅をサブミクロ
ンオーダーでにコントロールする必要がある。従って、
ピッチ制御として、単に圧延厚み制御により制御するこ
とは困難と考えられる。

また、ロール偏心の板厚への影響は、キスロールでの荷
重変動が±０．５ｔｏｎ変動していると、ミル定数７４
　ｔｏｎ／ｍｍでギャップ変動が±２ｐｍ、板厚にはそ
の１／２程度で±１１１ｍに相当し、板厚で±１戸変動
すると、伸びで±６００ｐｍ変動する。

そこで、第１図に示す圧延機を用いて、荷重−定制御と
伸び率一定制御のカスケード制御方式と、金属箔片ピッ
チ測定器による測定結果を圧延荷重制御装置にフィード
バックして補正するこの発明の制御方法で圧延したとこ
ろ、４２ｍｍ幅、０．１５ｍ−厚みの基板材上に、１軸
皿幅、１０．７ｍｍ長さのＡｌ箔片をクラッドすること
ができ、圧延荷重制御しない方法に比較して、ピッチ精
度が１０倍以上に向上し、リードフレーム材料として最
適の高精度ピッチでＡｌ箔片をスポット状に部分クラッ
ドした材料を得ることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による圧延圧接方法を示す圧延機の概
略説明図である。第２図ａ、ｂ、ｃはピッチ測定器を示す説明図である。第３図ａ、ｂ、ｄ、ｆは圧延素材の製造工程を示す概略
説明図であり、同ｃ、ｅ図はライン方向から見た溶接装
置と切断機の概略説明図である。第４図ａ−ｅは圧延素材の製造工程を示す定寸送り及び
溶接装置の一実施例の概略説明図であり、同ａ図はライ
ン方向から見た説明図である。第５図はスポット状部分クラッド材の斜視説明図である
。第６図はリードフレームの一例を示す説明図である。１０・・・基板材、１１・・・金属箔、１２・・・金属
箔片、１３・・・溶接装置、１４・・・電極、１５・・
・通電材、１６・・・円形カッター、２０・・・材料ガ
イド、２１・・・吸着機、２２・・・パンチ、２３・・
・ローラ電極、３０・・・圧延機、３１・・・ワークロ
ール、３２・・・バックアップロール、３３・・・光学
式センサ、３４・・・高精度ロータリーエンコーダ。

Claims

【特許請求の範囲】１基板材上に所定ピッチで所要寸法の金属箔片を仮止めし
た素材を圧接圧延し、スポット状部分クラッド材を得る
製造方法において、前記基板材及び金属箔片の寸法、ピッチより、目標ピッ
チ並びに板厚みを得るための圧延荷重を設定し、前記圧
延荷重を目標に制御する手段にて圧接圧延し、さらに、圧延機出側に金属箔片のピッチ測定器を設け、
ピッチ測定値と目標ピッチとの差に応じて連続圧延中の
圧下力を補正制御する手段を用いたことを特徴とするス
ポット状部分クラッド材の製造方法。２圧延機入側に金属箔片のピッチ測定器を設け、圧延前の
ピッチ測定値により目標荷重の設定値を補正制御する手
段を用いたことを特徴とする請求項１記載のスポット状
部分クラッド材の製造方法。