JPH0688146B2 - 異形クラッド材の製造方法 - Google Patents

異形クラッド材の製造方法

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JPH0688146B2
JPH0688146B2 JP8773589A JP8773589A JPH0688146B2 JP H0688146 B2 JPH0688146 B2 JP H0688146B2 JP 8773589 A JP8773589 A JP 8773589A JP 8773589 A JP8773589 A JP 8773589A JP H0688146 B2 JPH0688146 B2 JP H0688146B2
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Description

【発明の詳細な説明】 利用産業分野 この発明は、リードフレーム等の基板材面の所要位置に
Agろう等の被着材を凸状に圧接したトップレイクラッド
材等の異形クラッド材の製造方法に係り、平ロールと凹
溝付ロールを用いて圧接と圧延の2工程により、被着材
の焼き付、剥がれや膨れ等の表面性状不良を発生させる
ことなく、圧接位置決め、被着材の凸部形状性を良好に
安定して量産できる異形クラッド材の製造方法に関す
る。
背景技術 半導体パッケージの端子として用いられるリードフレー
ム材は、パッケージにろう付けするため、Agろうを予め
着設したものが使用される。
従来、微小なリードフレームをプレス加工により製造す
るための素材として、第5図a図に示す如き、リードフ
レーム材(1)とAgろう(2)とのインレイクラッド材
が使用されていた。
すなわち、圧延により帯状のリードフレーム材(1)の
中央溝部に、同一平坦面となるようAgろう(2)を埋設
した形状を有し、これから所要形状に打抜加工すること
により、頭部にAgろう(2)を着設した所要のリードフ
レームが得られる(第5図b図参照)。
ところで、リードフレーム材の厚みは、現在0.25mmが主
流であるが、0.1〜0.15mmへとより薄板化しつつある。
従って薄板化すると、前記のインレイクラッド材から得
られたリードフレームは、第5図c図に示す如く、ろう
付け後に、ろう材を着設していた部分に凹みができるこ
ととなり、特に折曲げ強度の点で不利となる。
例えば、第4図に示す如きクラッドタイプ等のフラット
パッケージ(3)用のリードフレームは、ろう付け後に
折曲げられるため、所要の折曲げ強度を確保する必要が
あり、かかる用途に薄板化した従来のインレイクラッド
材を用いることはできない。
そこで、第6図a図に示す如きリードフレーム材(1)
上にAgろう(2)を載せたトップレイクラッド材を、b
図に示すリードフレームに加工して用いると、同c図に
示す如く、フラットパッケージにろう付けした後の折曲
げ時の強度に問題を生じないと考えられる。
しかし、第6図aの如きリードフレーム用トップレイク
ラッド材を、工業的に容易にかつ安定して供給すること
ができないため、薄肉化した基板の各リード毎にAgろう
を仮止めして、パッケージにろう付けを実施していた。
従来技術の問題点 かかるトップレイクラッド材を得る方法として、Agろう
の圧接予定側に凹部溝を有するロールを用い、圧接予定
位置とは反対側に平ロールを用い、リードフレーム基板
上にAgろうをクラッドできると考えられるが、ロール溝
部よりロール潤滑油が圧接界面に回りこみ、Agろうの剥
離や膨れが生じるため、品質に問題が生じる。
すなわち、通常、圧接時のロールと圧接材との焼付け防
止を目的としてロール表面に潤滑油を塗布するが、特に
凹部溝を有するロールにおいては、該凹部溝に潤滑油が
集中して溜まりやすく、この潤滑油がAgろうとリードフ
レーム基板との圧接界面に回り込み、結果としてAgろう
とリードフレーム基板との接着性(密着性)を劣化させ
ることとなる。
また、Agろう側の凹部溝を有するロールにおいては、Ag
ろうの圧接・圧延時にロール表面全体に均一な力を作用
させることは困難であり、特に凹部溝で局部的に過大な
押圧力が生じ、また、Agろうとリードフレーム基板との
伸び率の差異などから、表面性上不良あるいはろう材の
圧接位置決めが悪くなる問題があった。
そこで、母材金属の全面に平ロールで被覆材を圧接した
後、被覆材に選択的にマスキングを施し、非マスク部の
被覆材を除去して、所要部に被覆材を設けたトップレイ
クラッド材の製造方法が提案(特開昭61−73889号公
報)されている。
上記技術をリードフレームの製造に適用することは、マ
スキング、エッチング処理が煩雑で作業性が悪く、かつ
Agろうをエッチングすることになり、歩留が悪く、工業
的に不経済である。
また、リードフレーム基板の所要面上にめっき処理する
ことも考えられるが、十分なろう付け強度を確保するに
はAgろうは20〜100μm厚みに被着する必要があるた
め、かかる厚みに積層することは工業的に不経済であ
る。
この発明は、かかる現状に鑑み、特に薄肉化したリード
フレーム材に最適のトップレイクラッド材をはじめ、基
板材の所定位置に少なくとも1条の被着材が突条に圧接
された異形クラッド材を、工業的に簡単な工程でかつ安
定して供給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、 金属または合金基板材上の所定位置に少なくとも1条の
所要幅の被着材を一対のロールで圧接するに際し、被着
材の圧接予定側に平ロールを当接させ、前記被着材の圧
接予定位置とは反対側に凹部溝を有するロールを用いて
基板材に被着材を圧接し、基板材の突条を形成した中間
素材を得た後、基板材の突条側に平ロールを当接させ、
被着材が埋入している側に凹部溝を有するロールの溝位
置を被着材位置に合せて、該中間素材を圧延し、基板材
の所定位置に被着材を突条に圧接したことを特徴とする
異形クラッド材の製造方法を要旨としている。
この発明を、特にリードフレーム基板のAgろうを圧接し
たトップレイクラッド材の場合について説明すると、 リードフレーム帯材上の所定位置に所要幅のAgろう帯材
を一対のロールで圧接するに際し、Agろうの圧接予定側
に平ロールを当接させ、前記Agろうの圧接予定位置とは
反対側に凹部溝を有するロールを用いてリードフレーム
帯材にAgろう帯材を圧接し、リードフレーム材の突条を
形成した中間素材を得た後、 リードフレーム材の突条側に平ロールを当接させ、Agろ
う材が埋入している側に凹部溝を有するロールを溝位置
をAgろう位置に合せて、該中間素材を圧延し、リードフ
レーム基板材面の所定位置にAgろうを突条に圧接したト
ップレイクラッド材を得ることができる。
この発明において、トップレイクラッド材とは、従来の
基板材表面が平坦で被着材料が埋入したインレイタイプ
とは異なり、母材に被着材料がストライプ状にクラッド
され、第2図b〜dに示す如く、被着材料の一部又は全
部が母材面上に露出したものをいう。
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、突条に圧接する被着材A
g、Ag−Cu等のAgろうをはじめとする公知のろう材を利
用できる。さらに、用途に応じては、多条の突条の圧接
した基板材が要求されるが、所要数の凹部溝を有するロ
ールを用いて、実施例の突条が1条の場合と同様に製造
できる。
発明の図面に基づく開示 第1図a,b図はこの発明によるトップレイクラッドの製
造工程を示すロールと素材の説明図である。
第2図a図はこの発明による中間素材の縦断説明図であ
り、b〜d図はこの発明による製品のAgろう突条の形状
を示すトップレイクラッド材の縦断説明図である。
第3図a〜c図はこの発明による溝形状を示すロールの
縦断説明図である。
ここでは、異形クラッド材として、リードフレーム基板
面の中央位置に1条のAgろうを凸状に圧接したトップレ
イクラッド材の製造方法について説明する。
この発明によるトップレイクラッド材の製造方法は、圧
接と圧延の2工程からなり、まず、第1図a図に示す如
く、所要厚みのリードフレーム帯材(10)上の所定位置
に所要幅のAgろう帯材(11)を一対のロール(20)(2
1)で圧接する。
リードフレーム帯材(10)上のAgろう帯材(11)の圧接
予定側、図で上ロールに平ロール(20)を当接させ、前
記Agろう帯材(11)圧接予定位置とは反対側、図で下ロ
ールに所要寸法の凹部溝(22)を有する溝ロール(21)
を用いて、所要の速度、圧下率で、リードフレーム帯材
(10)にAgろう帯材(11)を圧接し、リードフレーム帯
材の上面にAgろう(14)を埋入し、下面にリードフレー
ムの突条(13)を形成した中間素材(12)を得る。この
ような中間素材(12)を得る工程においても、平ロール
(20)及び溝ロール(21)の表面にはAgろう帯材(11)
及びリードフレーム帯材(10)との焼付け防止を目的と
してロール表面に潤滑油を塗布するが、Agろう帯材(1
1)と平ロール(20)との間に位置する潤滑油は通常イ
ンレイクラッドの製造時と同様にAgろう帯材(11)の両
端側に排出され、Agろう帯材(11)とリードフレーム帯
材(10)との圧接界面に回り込むことがなく、これらの
接着性を劣化させることはない。
また、溝ロール(21)の凹部(22)に溜まった潤滑油も
Agろう帯材(11)との間にリードフレーム帯材(10)が
存在することから、これらの圧接界面に回り込むことは
ない。
従って、中間素材(12)を構成するAgろう帯材(11)と
リードフレーム帯材(10)とは良好な接着性を有するこ
ととなる。
次に、同b図に示す如く、中間素材(12)の突条(13)
側、図で下ロールに、平ロール(23)を用い、Agろう材
が埋入している側、図で上ロールに所要寸法の凹部溝
(25)を有する溝ロール(24)を、用いて、該溝位置を
埋入したAgろう位置に合せて、中間素材(12)を所要速
度、圧下率で圧延し、リードフレーム帯材の所定位置に
Agろう突条(16)を圧接したトップレイクラッド材(1
5)を得る。すなわち、中間素材(12)に形成された突
条(13)を平ロール(23)で平坦にすることによって、
リードフレーム帯材(10)中に埋入しているAgろう帯材
(11)を突設させるもので、平ロール(23)と溝ロール
(24)の表面に中間素材(12)との焼付け防止用の潤滑
油を塗布しても、該潤滑油が一旦強固に接着したAgろう
帯材(11)とリードフレーム帯材(10)との接着性を劣
化させることはない。
また、溝ロール(24)に形成される凹部溝(25)も埋入
していたAgろう帯材(11)の突設時の位置決め、形状制
御の機能を有するが、予めAgろう帯材(11)とリードフ
レーム帯材(10)とが良好に圧接されていることから、
所要の寸法を選定することで表面性状不良を招くことな
く、形状精度にすぐれたAgろう突条(16)とすることが
できる。
発明の効果 上述したこの発明の製造方法によるトップレイクラッド
材(15)は、従来の如き潤滑油の悪影響が全くなく、Ag
ろう突条(16)の圧接強度、形状精度にすぐれ、また、
圧接位置決めが容易で正確となる利点があり、簡単な工
程でかつ安定して供給できる。
しがって、この発明の製造方法によるトップレイクラッ
ド材(15)は、所要厚みのAgろう突条を所要位置に圧接
してあるため、第4図に示す如く、フラットパッケージ
(3)用のリードフレーム(4)をプレス加工により製
造するのに最適である。
発明の好ましい実施態様 前記接及び圧延工程において、ロール段数、速度、圧下
率などの圧接及び条件は、用いる基板材及び被着材種
類、寸法、厚みにより適宜選定され、溝ロール(21)
(24)の凹部溝(22)(25)寸法の同様に適宜選定でき
る。
また、第2図a図に示す如く、トップレイクラッド材を
得るための中間素材(30)の突条(32)高さ(H)と埋
入した被着材(31)の埋入深さ(h)の関係が、 h=Hの場合は、同b図の如く、トップレイクラッド材
(33)の表面上に着設面を除く全面が露出した被着材突
条(34)が得られ、 h>Hの場合は、同c図の如く、トップレイクラッド材
(33)の表面に一部が埋入した被着材突条(34)が得ら
れ、 h<Hの場合は、同d図の如く、トップレイクラッド材
(33)表面に突出する母材突条の上に被着材突条(34)
が圧接されたものが得られる。
また、少なくとも圧延時の溝ロールの幅はトップレイク
ラッド材の被着材突条の幅となるため、所望幅に設定す
る必要があり、溝幅、深さを圧接及び圧延共に同条件と
することが望ましい。
さらに、溝ロールの溝幅及び深さと、中間素材(30)の
埋入した被着材(31)の埋入幅と突条(32)の幅を適宜
選定することにより、被着材突条(34)の高さを所望の
高さに制御できる。なお、多条の突条を圧接した基板材
を製造する場合も、同様に被着材突条の高さを制御でき
る。
従って、圧接する被着材厚み、圧接時の溝ロールの深
さ、幅、あるいはさらに圧延時の溝ロールの深さを上記
の所望の条件となるように適宜選定するとよい。
以上、第1図にはこの発明による製造方法の工程の概念
を示したが、圧接強度の向上、歪取りのために、前述の
如くロールを多段構成としたり、圧接予定面を清浄化
し、ブラッシング処理したり、得られた中間素材(12)
あるいはさらに製品のトップレイクラッド材(14)に熱
処理を施すのもよい。
熱処理としては、被着材にAgろうを用いた場合、500℃
から用いたろう材の融点以下の温度域、さらに650〜700
℃が好ましく、0.5〜5分間、水素中雰囲気の拡散焼鈍
が好ましい。
また、この発明の製造方法によって得られるトップレイ
クラッド材は、第3図a図に示す如く溝ロール(21)の
凹部溝(22)の底及びエッジ部形状が鋭角な場合、Agろ
う突条の反対側に、中間素材のときの突条の痕跡が残る
場合があり、これを消すには、ブラッシング処理などの
表面処理を施すほか、第3図のb,c図の如く、凹部溝(2
2)の側面をテーパー状としたり底及びエッジ部形状を
なだらかにするとよい。
ロールには、鍛造鋼や超硬合金材を用いて型離れをよく
することが好ましい。
実施例 素材として、基板材に、表面を清浄化した厚み0.5mm×
幅23mmのコイル状の42Ni−Fe系合金、被着材のろう材に
厚み0.18mm×幅2.3mmのコイル状の85Ag−Cu材を用い、
圧接用溝ロールの凹部溝寸法を、幅2.3mm、深さ70μm
とし、圧下荷重5ton、10m/minの条件で圧接した。
圧接後、得られた中間素材に、水素雰囲気中で、650℃
×5分の拡散焼鈍を施した。
なお、圧接後の中間素材寸法は、厚み0.2mm×幅23mm突
条高さ70μm、埋入したAgろう幅2.3mmであった。
次に、圧延用溝ロールの凹部溝寸法を、幅3.2mm、深さ5
0μmとし、圧下荷重4.5ton、20m/minの条件で、前記中
間素材を圧延した。
その結果、厚み0.15mm×幅23mmのリードフレーム材上面
中央に、厚み50μm×幅2.3mmのAgろう突条を圧接した
トップレイクラッド材を得た。
この発明の製造方法によるトップレイクラッド材は、溝
ロールを用いるが潤滑油の悪影響が全くなく、Agろう突
条はプレス加工でも剥離することなく高い圧接強度を有
し、所望の断面矩形となり形状精度にすぐれ、また、圧
接位置決めが容易で正確であり、極めて量産性にすぐれ
ている。
【図面の簡単な説明】
第1図a,b図はこの発明によるトップレイクラッドの製
造工程を示すロールと素材の説明図である。 第2図a図はこの発明による中間素材の縦断説明図であ
り、b〜d図はこの発明による製品のAgろう突条の形状
を示すトップレイクラッド材の縦断説明図である。 第3図a〜c図はこの発明による溝形状を示すロールの
縦断説明図である。 第4図a,b図はリードフレームのフラットパッケージへ
のろう付け状態を示すリードフレームとパッケージの斜
視説明図である。 第5図a図はインレイクラッド材の断面説明図、b図は
リードフレームの断面説明図、c図はそのろう付け状態
を示す縦断説明図である。 第6図a図はトップレイクラッド材の断面説明図、b図
はリードフレームの断面説明図、c図はそのろう付け状
態を示す縦断説明図である。 1…リードフレーム材、2…Agろう、 3…フラットパッケージ、 4…リードフレーム、 10…リードフレーム帯材、11…Agろう帯材、 12…中間素材、13…突条、14…Agろう材、 15…トップレイクラッド材、16…Agろう突条、 20,23…平ロール、21,24…溝ロール、 22,25…凹部溝、30…中間素材、31…被着材、 32…突条、33…トップレイクラッド材、 34…被着材突条。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】金属または合金基板材上の所定位置に少な
    くとも1条の所要幅の被着材を一対のロールで圧接する
    に際し、被着材の圧接予定側に平ロールを当接させ、前
    記被着材の圧接予定位置とは反対側に凹部溝を有するロ
    ールを用いて基板材に被着材を圧接し、基板材の突条を
    形成した中間素材を得た後、 基板材の突条側に平ロールを当接させ、被着材が埋入し
    ている側に凹部溝を有するロールの溝位置を被着材位置
    に合せて、該中間素材を圧延し、基板材の所定位置に被
    着材を突条に圧接したことを特徴とする異形クラッド材
    の製造方法。
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