JPH0722552A - Ｉｃ用リードフレームの成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＩＣ用リードフレームの成形に当たって、焼
鈍などの処理をしなくても十分なコプラナリティを得
て、生産性を向上する。 【構成】 ４２Ｎｉ−Ｆｅ合金の板厚０．１５ｍｍの帯
板に対して、繰り返しパルス発振方式のＹＡＧレーザー
を出力３００Ｗ，切断速度５００ｍｍ／ｍｉｎの条件で
使用して、４０ピン×４＝１６０ピンタイプのＩＣ用リ
ードフレームを成形する。切断部分におけるバリの高さ
は０．０１ｍｍ以下であり、各インナーリードを切り離
した後の先端の反りは０．００５ｍｍ〜０．０１ｍｍ程
度となり、かつ各ピン間の差もほとんどなく、プレス打
ち抜き後に歪取り焼鈍をもした比較例のものと遜色のな
い十分なコプラナリティ（ｃｏ−ｐｌａｎａｌｉｔｙ；
同一平面性）が確保できた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＩＣチップの載置され
るアイランド及びその周囲に配置されるべき多数のイン
ナーリードの形状に対応して素材帯板を切り抜いてＩＣ
用リードフレームを成形する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、図１に示すようなＩＣ用リードフ
レームは、Ｆｅ−Ｎｉ系合金やＦｅ−Ｃｒ系合金の薄い
帯板をプレス打ち抜きすることによって形状を成形され
ていた。そして、インナーリード１の板中心側先端を切
り離してからＳｉチップをアイランド部３に載せ、レジ
ンモールド化し、外枠部５から切り離して１個のレジン
モールドＩＣに加工されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この様なプレス打ち抜
きでは、剪断時に大きな歪が発生するので、このままイ
ンナーリード先端を切り離すと反りが発生し、満足のい
くコプラナリティ（ｃｏ−ｐｌａｎａｌｉｔｙ；同一平
面性）が得られなかった。特に、最近のＩＣの小型化，
多ピン化に伴い、インナーリードの幅が０．３ｍｍ前後
にまで細くなっており、板厚も０．２ｍｍ以下と薄くな
る傾向にあるため、一層コプラナリティの確保は難しく
なる一方である。

【０００４】こうしたことから、従来の成形方法では、
プレス打ち抜きをしてからインナーリード先端を切り離
す前に、中間工程として歪取り焼鈍を実施しなければな
らず、工程が増加し、生産効率を低下させるという問題
があった。そこで、本発明は、工程を増加することなく
インナーリード先端の反りを抑制することのできる新規
なＩＣ用リードフレームの成形方法を提供することを目
的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び作用】かかる目的を達
成するため、本発明のＩＣ用リードフレームの成形方法
は、ＩＣチップの載置されるアイランド及びその周囲に
配置されるべき多数のインナーリードの形状に対応し
て、素材帯板をレーザービームにて切り抜くことを特徴
とする。

【０００６】レーザービームによって切り抜くので、剪
断歪の発生がない。また、レーザービームによる切断で
は、素材への入熱も十分に小さく、大きな熱歪が生じる
こともない。この結果、本発明の成形方法によれば、イ
ンナーリードのコプラナリティを十分に確保することが
できる。

【０００７】なお、特に望ましくは、請求項２に記載し
た様に、請求項１記載のＩＣ用リードフレームの成形方
法において、前記レーザービームによる切断速度を、レ
ーザー切断によってリードフレームに生じるバリの高さ
が０．０１ｍｍ以下になる速度以下にして、前記切抜き
を行う。

【０００８】レーザービームによる切断は、厳密には溶
断であるので、溶けた素材がバリとなってインナーリー
ドの縁などに残る。このバリが大きいと、インナーリー
ド同士が接触して導通してしまったり、水平面上に置い
たときのインナーリード浮き上がりを生じ、レジンモー
ルドＩＣに加工したときの不良品発生の原因となる。し
かし、この請求項２記載の方法では、バリ高さが０．０
１ｍｍ以下に抑制されるので、かかる原因に基づく不良
品の発生がない。

【０００９】ここで、切断速度は、絶対的にいくつ以下
にするというものではなく、切断する帯板の種類や板
厚、さらにはレーザーの種類や出力が互いに関連して個
別的に定まるものである。ただし、本発明者らの実験に
よれば、帯板の種類やレーザー出力などの条件が同じな
らば、切断速度が速くなるほどバリ高さが大きくなる傾
向にあることが分かっている。これは、レーザービーム
では、溶けた素材がビームの力によって十分に吹き飛ば
されないときにバリとして残るからであると考えられ
る。従って、切断速度が遅ければ溶けた素材を十分に吹
き飛ばすことができ、バリ高さは小さくなるものと考え
られる。このことから、バリ高さという問題に対して
は、切断速度はある上限値以下に抑制すれば足りるとい
える。結局、切断速度の下限については、バリ高さ以外
の要因によって定めればよく、例えば成形工程が遅くな
り過ぎない様にするとか、レーザービームの入熱が微小
といっても影響のでるおそれがあればそれをなくする速
度以上にするといったこと、などから適宜決定すればよ
い。

【００１０】ちなみに、図２に示す様に、４２Ｎｉ−Ｆ
ｅ合金の板厚０．１５ｍｍの帯板に対して、繰り返しパ
ルス発振方式のＹＡＧレーザーにて出力３００Ｗで切断
した場合の上記条件を満足する速度は、ほぼ６００ｍｍ
／ｍｉｎであった。この様に、帯板の種類，板厚，レー
ザー種類，レーザー出力などの各条件が定まれば、バリ
高さ０．０１ｍｍ以下という条件に対して切断速度をい
くら以下にしたらよいかが個別的・相対的に定まる。

【００１１】また、請求項３に記載した様に、本発明の
成形方法は、特に、板厚０．２５ｍｍ以下のＦｅ−Ｎｉ
系合金又はＦｅ−Ｃｒ系合金に対して適している。本発
明方法では、帯板に対して加わる力はわずかであるの
で、かかる薄板に対して特に適する。これらの素材の薄
い帯板は、プレス打ち抜きではどうしても歪が残ってし
まい、そのままでは十分なコプラナリティが得られない
ので、従来は歪取り焼鈍が必須であったが、上記本発明
方法を適用すれば、かかる歪取り焼鈍の工程を省くこと
ができる。また、レーザービームによる加工は、微小量
の材料除去に適するから、かかる薄板の精密加工に好適
である。

【００１２】なお、Ｆｅ−Ｎｉ系合金とは例えばＮｉ含
有量が３０〜５４重量％で残部が実質的にＦｅからなる
合金をいい、Ｆｅ−Ｃｒ系合金とは例えばＣｒ含有量が
７〜１４重量％で残部が実質的にＦｅからなる合金をい
い、いずれも一般的にＩＣリードフレームとして使用さ
れる範囲の組成のＦｅ−Ｎｉ系合金及びＦｅ−Ｃｒ系合
金のことであり、特殊な組成の合金に限定されることを
意味するものではない。また、このことは、本発明方法
が他の種類の合金帯板に適用できないことを意味するも
のでもなく、例えばＣｕ系合金など、レーザー切断の可
能なあらゆる種類のリードフレーム用合金に適用できる
ことはいうまでもない。

【００１３】

【実施例】次に、本発明を一層明らかにするために、好
適な実施例を図面と共に説明する。実施例としては、図
１に示した様な、４０ピン×４＝１６０ピンのＩＣ用リ
ードフレームを成形することとした。外形寸法は、４０
×４０ｍｍで、各インナーリード１は、アイランド側先
端幅が０．３ｍｍと非常に細いものである。また、イン
ナーリード１同士の間隔も０．３ｍｍと狭い。素材とな
る帯板としては、４２Ｎｉ−Ｆｅ合金の板厚０．１５ｍ
ｍのものを用いた。また、レーザーとしては、繰り返し
パルス発振方式のＹＡＧレーザーを出力３００Ｗの条件
で使用した。

【００１４】まず、バリ高さが０．０１ｍｍ以下となる
切断速度を特定するため、板厚０．１５ｍｍ×幅４０ｍ
ｍ×長さ３００ｍｍの４２Ｎｉ−Ｆｅ合金帯板を長さ方
向に各種速度で切断し、切断部のエッジに付着したバリ
の高さを測定した。バリ高さの測定は、マイクロメータ
にてエッジ部の板厚を測定し、元の板厚０．１５ｍｍと
の差を求めるといった方法による。この結果を図２に示
す。

【００１５】図２から明かな様に、切断速度が大きくな
ると次第にバリ高さが増大することが分かった。この理
由は、既に作用の項で説明した通り、溶断時に溶けた素
材がレーザービームによって十分に吹き飛ばされるか否
かによるのものと考えられる。この図２の実験結果か
ら、本実施例としては、切断速度を５００ｍｍ／ｍｉｎ
とすることとした。

【００１６】一方、本実施例による効果を明瞭にするた
め、比較例として、実施例と同じ材質・寸法の帯板か
ら、プレス打ち抜きによって同じサイズの１６０ピンタ
イプＩＣ用リードフレームを成形した。プレス打ち抜き
における剪断速度は、２００ｍｍ／秒とした。なお、比
較例については２例を成形した。そして、一方について
は、この後、６００〜６５０℃にて１５〜３０ｍｉｎ保
持の条件で歪取り焼鈍を施した。

【００１７】次に、こうして、図１の状態に成形した実
施例及び比較例の各ＩＣ用リードフレームの、インナー
リード１のアイランド側先端を一本一本に切り離した。
この切り離しは、実施例、比較例共にプレス打ち抜きに
よる。そして、インナーリード先端の反りを計測した。
計測は、リードフレームを平坦面上におき、その面から
各インナーリード先端までの高さを計測し、板厚０．１
５ｍｍを引き算することにより求めた。この結果を、図
３に示す。

【００１８】図３から分かる様に、実施例のリードフレ
ームでは各ピンの反りが０．００２ｍｍ〜０．０１１ｍ
ｍ程度と非常に小さく、かつ各ピン間の差も小さかっ
た。これは、歪取り焼鈍をも実施した方の比較例（Ｐｒ
ｅｓｓ＋Ａｎｎｅａｌ）と遜色がない。即ち、実施例に
よれば、十分なコプラナリティが確保できた。一方、歪
取り焼鈍をしなかった方の比較例（Ｐｒｅｓｓ）は、中
央付近のピンでは、０．０４５ｍｍもの大きな反りが発
生し、１番ピンから４０番ピンまでの反りのばらつきも
０．０４ｍｍもの広い範囲となり、十分なコプラナリテ
ィが得られなかった。

【００１９】以上のことから、レーザービームで切断を
すれば、歪取り焼鈍をもした場合と遜色のないコプラナ
リティを確保できることが確認できた。従って、本実施
例によれば、成形加工後の歪取り焼鈍といった工程をな
くすることができ、生産効率が向上する。

【００２０】実施例ではバリ高さを０．０１ｍｍ以下に
制限する様な切断速度を採用したが、これよりも速い切
断速度、例えば１０００ｍｍ／ｍｉｎで同様にＩＣ用リ
ードフレームを成形した場合も、コプラナリティ自体は
十分に得られ、反りも十分に小さかった。バリはやや高
かった。ただし、ここで生じるバリは、従来のプレス打
ち抜きにおいて生じたバリと違って一旦溶けた材料が固
化して付着したものであるから、プレスローラーなどに
通してやれば、簡単に欠け落とさすことができる。この
様な工程が追加されてもたいして時間を要さない。従っ
て、レーザービームによる切断速度は、バリ高さを０．
０１ｍｍ以下に抑制できないものであっても、本発明の
要旨を逸脱することはない。

【００２１】また、板厚０．２ｍｍ，０．２５ｍｍと実
施例のものよりも厚いＦｅ−Ｎｉ帯板についても実施例
同様の成形を行ったところ、十分なコプラナリティを得
ることができた。レーザービームの特性として、薄肉部
品や薄膜の加工に適する点，被加工物に加わる力が小さ
い点，微小量除去に適する点などからすれば、逆に、板
厚が実施例よりも薄いものに適用しても同様の結果が得
られるものと十分に予測できる。

【００２２】以上本発明の実施例を説明したが、本発明
はこれら実施例に限定されるものではなく、その要旨を
逸脱しない範囲内で種々なる態様にて実現することがで
きることはいうまでもない。例えば、レーザーの種類は
限定されず、ＹＡＧ以外のルビー，ガラス，ＣＯ₂，Ａ
ｒなどといった各種固体レーザーや気体レーザーを用い
ることができる。また、レーザービームによる切断は材
質に関係なく実施できることから、Ｆｅ−Ｎｉ合金製の
帯板に限らず、Ｆｅ−Ｃｒ系合金やＣｕ合金など、ＩＣ
用リードフレーム材として使用されるあらゆる素材の帯
板からのリードフレームの成形において、本発明方法を
適用できることはもちろんである。

【００２３】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明のＩＣ用リー
ドフレームの成形方法によれば、焼鈍などの処理をしな
くても十分なコプラナリティを得ることができ、生産性
向上に効果が高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例で成形したＩＣ用リードフレームの形
状を示す説明図である。

【図２】 実施例においてレーザービームの切断速度と
バリ高さとの関係を測定した結果のグラフである。

【図３】 実施例及び比較例についてコプラナリティを
確認した結果のグラフである。

【符号の説明】

１・・・インナーリード、３・・・アイランド、５・・
・外枠部。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＩＣチップの載置されるアイランド及び
   その周囲に配置されるべき多数のインナーリードの形状
   に対応して、素材帯板をレーザービームにて切り抜くこ
   とを特徴とするＩＣ用リードフレームの成形方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載のＩＣ用リードフレームの
   成形方法において、前記レーザービームによる切断速度
   を、レーザー切断によってリードフレームに生じるバリ
   の高さが０．０１ｍｍ以下になる速度以下にして、前記
   切抜きを行うことを特徴とするＩＣ用リードフレームの
   成形方法。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載のＩＣ用リー
   ドフレームの成形方法において、前記素材帯板として、
   板厚０．２５ｍｍ以下のＦｅ−Ｎｉ系合金又はＦｅ−Ｃ
   ｒ系合金を用いることを特徴とするＩＣ用リードフレー
   ムの成形方法。