JPH0994762A - リードフレーム製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 作業工程を簡略化し、しかも母材に与える損
傷が少なくバリ除去を行うことが可能なリードフレーム
製造方法を提供する。 【解決手段】 薄板状金属板に打ち抜き，バリ除去，洗
浄を順次施してリードフレームを製造するリードフレー
ム製造方法において、リードフレーム１に加工油４ａを
塗布して打ち抜き加工を行うことによってリードを形成
した後、前記リードフレーム１を搬送しながら洗浄剤を
吹き付けて該リードフレーム１に付着した加工油４ａを
洗浄すると共にリード成形時に生じたバリ除去を行うこ
とによってリードフレームを製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、薄板状金属板に打ち抜
き，バリ除去，洗浄，メッキ処理を順次施してリードフ
レームを製造するリードフレーム製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばプラスチックパッケージ等
の半導体装置には、チップを搭載し樹脂モールドするた
めのリードフレームが用いられる。このリードフレーム
には、金属製の薄板材、例えば鉄系（４２アロイ等）の
合金や銅系の合金が多く使用される。上記リードフレー
ムとしては、金属製の薄板材を機械的に打ち抜いたスタ
ンピングフレームが用いられている。特に、近年リード
フレームのインナーリード先端ピッチが狭くなる多ピン
化になる傾向があり、リードフレームにおいてはリード
間隔をかなり厳しく調整することが要求され、打ち抜き
加工時に生ずるバリ除去による品質管理を十分に行う必
要がある。

【０００３】そこで、リードフレームの製造工程におい
ては、リードフレームを製造する際には該リードフレー
ムのインナーリード等を抜き加工により形成した後、該
インナーリード先端部を含む部分にコイニング加工を施
して平坦部を確保し、次いで前記抜き加工によってイン
ナーリード先端部に形成されたバリを除去すべく、例え
ばケミカル研磨或いは電解研磨等が行われる。上記エッ
チング研磨を施す場合、予めインナーリード先端部を除
く他のリードフレーム部分をマスク部材で覆う。このマ
スク部材としては、リードフレームの表面に耐酸性の界
面活性剤からなる保護皮膜を形成したものを使用する。
このマスク部材で覆った後、前記インナーリード先端部
に向けてスパーシャノズルから例えば塩化第二鉄（Fecl
₃ ）等のエッチング液を噴射してバリを除去していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のリードフレーム製造工程においては、リードフ
レームの打ち抜き加工後に生じたバリを除去する場合、
ケミカル研磨或いは電解研磨では、バリ除去量の制御が
困難であり、必要以上に研磨しすぎて母材（フレーム）
を損傷するおそれがある。また、エッチング液或いは電
解液として酸を使用するため、事前にリードフレーム表
面に保護皮膜を形成する必要があり、作業工程数が多
い。また、電解研磨を行う場合、リードフレームのフレ
ーム幅（リード幅を含む）には広い所と狭い所があり、
電流を流すと電流密度の差が生じて研磨量のバランスを
とることが難しい。

【０００５】本発明の目的は、上記従来技術の課題を解
決し、作業工程を簡略化し、しかも母材に与える損傷が
少なくバリ除去を行うことが可能なリードフレーム製造
方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は次の構成を備える。すなわち、薄板状金属
板に打ち抜き，バリ除去，洗浄を順次施してリードフレ
ームを製造するリードフレーム製造方法において、リー
ドフレームに打ち抜き加工を行うことによってリードを
形成した後、前記リードフレームを搬送しながら洗浄剤
を吹き付けて該リードフレームを洗浄すると共にリード
形成時に生じたバリ除去を行うことによってリードフレ
ームを製造することを特徴とする。

【０００７】上記構成によれば、金型内のダイセット
（下型）上を搬送されるリードフレームにストリッパー
プレート（上型）に保持したパンチにより打ち抜き加工
を行ってリードを形成し、コイニングにより平坦部を確
保した後、リードフレームを搬送しながら洗浄剤を吹き
付けて付着した加工油を洗浄する。このとき、洗浄剤と
して液体に固形微粒子を混合した混合液を複数のノズル
から高圧で噴射して加工油を洗浄すると共にリード形成
時に生じたバリを除去する。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に本発明に係るリードフレーム
製造方法の一実施例について図面を参照して説明する。
図１はリードフレームの洗浄装置を示す模式説明図、図
２はノズルの配置を示す説明図、図３はリードフレーム
の打ち抜き工程を示す断面説明図である。

【０００９】先ず、図１〜図３を参照してリードフレー
ム製造方法について説明する。本実施例に係るリードフ
レーム製造方法は、樹脂成形前であって、薄板状金属板
を打ち抜き工程，洗浄工程，メッキ処理工程を経てリー
ドフレームを製造する工程について説明する。図３を参
照してリードフレームの打ち抜き工程について説明す
る。図３において、１はリードフレームであり、鉄系合
金や銅系合金よりなる薄板材より構成されている。上記
リードフレーム１は、例えば図示しないリール間に帯状
に巻き回されており、一方のリールから他方のリールへ
搬送ローラ対１０，１１により搬送しながら金型内を通
過する際に、打ち抜き加工が施される。なお、上記リー
ドフレーム１の搬送動作は、上記ローラ対によるローラ
フィードでも或いはグリッパーによるグリップフィード
でも良い。具体的には、ダイセット（下型）２に支持さ
れたリードフレーム１に、ストリッパープレート（上
型）３に保持された打ち抜き手段としてのパンチ（図示
せず）を用いて打ち抜いてインナーリード等が形成され
る。上記リードフレーム２は、打ち抜かれる前に、スポ
ンジ等の塗布部材４により加工油４ａが塗布され、リー
ド打ち抜く際の熱の発生を抑えたり、パンチによる打ち
抜き易さを確保したりしている。上記打ち抜き工程は、
１次加工に限らず、リール間のリードフレームの繰り出
し及び巻き取りを繰り返すことにより複数次の加工を施
される場合もある。リード形成後、リードフレームは、
インナーリード先端部に平坦なボンディング面を確保す
るため、コイニング加工が施される。

【００１０】次に、リードフレーム１に付着した加工油
を洗浄する洗浄工程が行われる。図２において、５はリ
ードフレーム洗浄装置であり、以下の機構を備えてい
る。先ず、リードフレーム１を搬送するためのリードフ
レーム搬送手段の構成について説明する。６はローラコ
ンベアーであり、図示しない駆動手段により回転駆動可
能な複数のローラが所定間隔で長手方向に配設されてい
る。７はワークセット治具であり、上記ローラコンベア
ー６上をワークを搭載して搬送されるものである。上記
ワークセット治具７としては、例えばステンレス板等が
用いられ、ワークとしてのリードフレーム１は上記ワー
クセット治具７にテープ等により固定されて図の矢印方
向に搬送される。尚、リードフレームがリールに巻き付
けられた状態で洗浄を行う場合には、リードフレームの
巻取側及び繰り出し側のリールやリール間に設けられる
搬送ローラ対によりリードフレームは搬送される。

【００１１】次に、前記リードフレーム搬送手段により
搬送されるリードフレーム１に洗浄剤を吹き付けて加工
油を洗浄するための洗浄手段の構成について説明する。
８はリードフレーム１の搬送路にその幅方向に複数配設
されたノズルである。上記各ノズル８は、排気ブロアー
９等の圧縮空気を噴出する噴出手段に連結されている。
上記圧縮空気としては、特に防爆用として不活性ガス、
より好ましくは窒素、炭酸ガスが好適である。図示しな
い貯留部（タンク）に蓄えられた洗浄剤は、上記ノズル
８に導かれ、上記圧縮空気と共に高圧でリードフレーム
１に向かって吹き付けられるように構成されている。上
記ノズル８は、リードフレーム１の上方向或いは下方向
から吹き付けるように配設されている。なお、上下両方
向から吹き付けるように構成する場合には、上方向と下
方向とで長手方向に位置をずらせて配設することが好ま
しい。上記洗浄剤としては、水又は炭化水素系の溶剤
（Ｈ／Ｃ溶剤）にホーニング剤として金属やガラスビー
ズ等の微粒子を混合させたものが好適に用いられる。上
記洗浄剤を用いることにより、リードフレーム１に付着
した加工油を除去すると共に、金属やガラスビーズ等に
より打ち抜き加工で生じたバリを研削して除去できる。

【００１２】ここで、上記リードフレーム洗浄装置５に
ついて、図１及び図２を参照して更に詳述する。前述し
たように、図１において、ワークセット治具７にワーク
となるリードフレーム１を固定してコンベアー６を駆動
すると、図１の矢印方向に一定の速度で移動する。この
とき、リードフレーム１の上側に設けた複数のノズル８
より洗浄剤を噴出する。この洗浄剤としては、水７５％
にホーニング剤として直径（φ）６０μｍ程度のガラス
ビーズ（ＦＢ４００Ｓ）２５％を混合させたものを使用
する。なお、水の中にガラスビーズを混合すると下方に
堆積し易いことから、水より表面張力が小さいＨ／Ｃ
（炭化水素）溶剤、例えば第３石油（引火点７０℃以
上）を使用することが好ましく、或いは第２石油（引火
点２１℃以上７０℃未満）を使用することも可能であ
る。上記Ｈ／Ｃ溶剤を使用することにより、ガラスビー
ズを混合した場合、溶剤中に拡散し易く、洗浄液の成分
の均一化を図り易くでき、研削を効率的に行うことがで
きる。また、上記Ｈ／Ｃ溶剤を使用する場合には、洗浄
剤を貯留し供給する部分には、防爆構造及び静電対策を
採用することが安全上望ましい。

【００１３】また、上記ノズル８の配列は、流体の圧力
が均一に分散でき、隣合うノズルより噴射する洗浄剤ど
うしが干渉しない程度のクリアランスをもって配列され
ていれば良く、図２に示すように、リードフレーム１の
進行方向に対して斜めに配置したり、或いは円弧状に配
置しても良い。また、上記ノズル８をリードフレーム１
の上側のみ設けた場合には、短冊状のリードフレーム１
を搭載したワークセット治具７をローラーコンベア６上
を図１の矢印方向に移動させて右側端でコンベア６の駆
動を停止させ、リードフレーム１を表裏反転させて再度
ローラコンベアー６を逆転駆動してノズル位置を通過す
る際に洗浄剤を噴射して研削を行い、ワークセット治具
７がセット位置まで戻ると洗浄を終了する。

【００１４】なお、上記ノズル８をリードフレーム１の
上側だけでなく図の破線で示すように下側にも設けるこ
とが好ましく、この場合リードフレーム１を搭載したワ
ークセット治具７を一方向のみ移動させるだけで洗浄工
程が終了するため、作業工程を簡略化することができ
る。

【００１５】また、リードフレーム１の洗浄を行うの
は、該リードフレーム１の打ち抜き加工終了後に限られ
ない。即ち、近年リードフレームの多ピン化傾向に伴
い、多数の打ち抜き工程を必要とし、プレス加工の関係
上、１型のみの加工では終了せず、３〜４型分のプレス
を要する場合がある。この場合、３〜４型分のプレスを
同一ラインに配して打ち抜く方法もあるが、リードフレ
ーム製品が変わっただけで、ラインレイアウトを変えな
ければならないので、通常は１プレス，２プレス程度打
ち抜きを行った後、リードフレームをリール状に巻き取
る。

【００１６】上記リードフレームを巻き取る時にリード
フレーム間に層間紙を挟みながら巻くため、加工油と共
に付着した打ち抜き時の金属粉と、浮遊中の塵埃が挟み
込まれてしまうため、次のプレスで打ち抜き加工を行う
と、リードがスムーズに形成できなくなる。このため、
打ち抜き加工を施してリードフレームを巻き取り後、プ
レス室よりクリーンな部屋で洗浄工程を行い、洗浄後に
再度層間紙を挟み込みながらリードフレームを巻き取っ
た後、再度次の打ち抜き加工を行う工程を繰り返し行う
場合もある。この場合、洗浄工程には、加工油のみの洗
浄工程があっても良く、また全ての洗浄工程で前述した
洗浄兼バリ除去を行っても良い。

【００１７】また、打ち抜き工程でリードフレームに残
留応力の影響がある場合には、必要に応じてアニール処
理を施せば良い。このアニール処理は、リードフレーム
がピン数の少ないもの、丈夫なもの、インナーリードが
短いもの等である場合には、必ずしも施す必要がない。

【００１８】また、リードフレーム１は、洗浄工程後、
必要に応じて短冊状に切断され更にはインナーリード先
端部が切断され、次にメッキ処理工程が施される。尚、
メッキ処理を行う場合、メッキ時の温度によるインナー
リード先端のばらつきが起きないように、インナーリー
ド先端がつながったままメッキ処理することが好まし
い。また、インナーリード先端部の切断は、メッキ処理
後に行っても良い。

【００１９】次に上記洗浄装置５を使用して実際に打ち
抜き加工後のリードフレームの洗浄を行った実験結果に
ついて具体的な数値を例示して説明する。まず、テスト
ワークとしては、ＣＵ系リードフレーム（１００ピ
ン）、４２系リードフレーム（２０８ピン，リード先
端ピッチ０．２ｍｍ）、ＣＵ系リードフレーム（２４
ピン，ＤＩＰタイプ）、の３タイプでそれぞれ短冊状の
ものを用いた。なお、，についてはインナーリード
先端がつながった状態で試験を行い、についてはイン
ナーリード先端が切断された状態で試験を行った。

【００２０】テスト条件としては、洗浄剤として水道水
７５％に直径約６０μｍのガラスビーズ（ＦＢ４００
Ｓ）２５％を混合したものを用い、使用するノズル８は
４本、ノズル８とワーク間距離１６０ｍｍに設定して行
った。また、テスト動作としては、ワークセット治具７
に短冊状のリードフレーム１をテープ止めにより固定し
て、ローラコンベアー６を駆動させてワークをノズル８
を通過させて片面側の洗浄を行った後、リードフレーム
１を表裏反転セットして再びノズル８を通過させて他面
側の洗浄を行った。

【００２１】また、ノズル８からの噴射エアーの圧力及
びローラコンベアー６によるワーク搬送速度を以下の表
のように設定した。

【表１】 ※圧力は応力影響が限界（オイルキャニング）となる最
大１．４ｋｇ／ｃｍ²とした。 ※速度は６ｍ／min を中心に３ｍ／min と９ｍ／min に
振り分けて測定した。

【００２２】上記条件でテストを行った結果、２０倍目
視での結果では圧力の高い程バリ除去効果が良好となる
が、リードフレームのフレーム特性（オイルキャニン
グ）から、圧力１．２ｋｇ／ｃｍ² ，速度６ｍ／min が
適正な値であることが判明した。また、２０８pin のリ
ードフレームにおいては、インナーリードの最小抜き幅
が４５μｍであるため、ガラスビーズがリード間挟まる
傾向がある。このガラスビーズはエアーガンで除去する
ことができる。今回用いたリードフレームのリード間ピ
ッチは０．２ｍｍｍであるので引っ掛かりは生じなかっ
た。また、リードフレームの表面は、洗浄処理前と比較
して活性化されていた。また、加工油４ａは完全ではな
いが除去されており、後工程においてそのまま使用でき
た。

【００２３】上記洗浄装置は湿式（水，溶剤＋ホーニン
グ剤使用）を採用してテストを行ったが、乾式（ホーニ
ング剤のみ使用）とを比較すると、加工油の洗浄効果が
上がる、研削する際の発熱を防止できる、リードフレー
ムに静電気が生ずるのを防止できる等の利点がある。ま
た、ホーニング剤としてガラスビーズを使用することに
より、アルミナ剤を使用した場合に比べてワークに黒ず
み等の汚れが生じない等の利点がある。

【００２４】また、上記洗浄工程は、洗浄剤として水
＋ホーニング剤を使用した場合と、Ｈ／Ｃ溶剤＋ホー
ニング剤を使用した場合とで異なる。即ち、洗浄剤とし
て水＋ホーニング剤を使用した場合、先ずリードフレ
ームに付着した加工油を洗浄してから、水＋ホーニング
剤を用いてブラスト処理を施してバリを除去し、次いで
再び洗浄してリード間に挟まったガラスビーズ等を除去
した後、メッキ等の錆止め処理を施し、最後に温風を吹
き付けて乾燥処理が行われる。また、洗浄剤としてＨ／
Ｃ溶剤＋ホーニング剤を使用した場合、洗浄により加工
油の洗浄及びバリの除去を同時に行うことが可能であ
り、更には錆止めとしての効果もあり、洗浄後リードフ
レームを乾燥させるだけでそのまま使用することができ
る。

【００２５】上記構成によれば、リードフレームに損傷
を与えることなく、打ち抜き加工により生ずるバリを効
果的に除去することが可能となる。また、加工油の洗浄
と共にバリ除去を行うことができるので、リードフレー
ム製造工程を簡略化することができる。また、ケミカル
研磨或いは電解研磨に比べて、酸を使用せずに水又は溶
剤液を噴出してバリを除去可能なため、後処理（中和，
廃液）が簡単に行える。特に、Ｈ／Ｃ溶剤を使用した場
合には、水に比べて乾燥シミや錆の発生がなくなるた
め、洗浄工程を著しく簡略化することが可能となる。

【００２６】また、装置の故障により２〜３時間停止さ
せたり、休日等により１日程度停止させる場合、洗浄剤
として水を使用するとホーニング剤が底部に沈んで固ま
ってしまうので、必ずタンク内に蓄えられた洗浄剤を一
端抜き取る必要がある。これに対してＨ／Ｃ溶剤を使用
した場合には、装置の駆動停止後再度使用するときでも
そのまま継続して使用できるため作業効率が良く、水に
比べてホーニング剤を拡散させ易いため、バリ除去を効
率的に行うことが可能である。

【００２７】以上、本発明の好適な実施例について種々
述べてきたが、本発明は上述の実施例に限定されるので
はなく、発明の精神を逸脱しない範囲で多くの改変を施
し得るのはもちろんである。例えば、本実施例における
洗浄装置５は樹脂成形前のリードフレームの製造工程に
おけるリードフレームの洗浄用及びバリ除去用に使用し
たが、半導体チップ等の樹脂成形後に行うリードフレー
ム１の不要部分の打ち抜き工程、即ちダムバーカットや
リード先端カット等により生じたバリに対して、前記洗
浄装置５を用いてバリ除去及び洗浄を行うことも可能で
ある。

【００２８】

【発明の効果】本発明に係るリードフレーム製造方法を
用いると、リードフレームに与える損傷か少なく、打ち
抜き加工により生ずるバリを除去することが可能とな
る。また、加工油の洗浄と共にバリ除去を行うことがで
きるので、リードフレームの製造工程を簡略化すること
ができる。また、ケミカル研磨或いは電解研磨に比べ
て、酸を使用せずに水又は溶剤液を噴出してバリを除去
可能なため、後処理（中和，廃液）が簡単に行える。特
に、Ｈ／Ｃ溶剤を使用した場合には、水に比べて乾燥シ
ミや錆の発生がなくなるため、洗浄工程を著しく簡略化
することが可能となる。また、水に比べてホーニング剤
（固形微粒子）を拡散させ易いため、装置を停止しても
洗浄剤の交換を行うことなく継続使用でき、バリ除去を
効率的に行うことも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】リードフレーム洗浄装置を示す模式説明図であ
る。

【図２】ノズルの配置を示す説明図である。

【図３】リードフレームの打ち抜き工程を示す断面説明
図である。

【符号の説明】

１ リードフレーム ２ ダイホルダー ３ ストリッパープレート ４ 塗布部材 ４ａ 加工油 ５ リードフレーム洗浄装置 ６ ローラコンベアー ７ ワークセット治具 ８ ノズル ９ 排気ブロアー １０，１１ 搬送ローラ対

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 薄板状金属板に打ち抜き，バリ除去，洗
   浄を順次施してリードフレームを製造するリードフレー
   ム製造方法において、 リードフレームに打ち抜き加工を行うことによってリー
   ドを形成した後、前記リードフレームを搬送しながら洗
   浄剤を吹き付けて該リードフレームを洗浄すると共にリ
   ード形成時に生じたバリ除去を行うことによってリード
   フレームを製造することを特徴とするリードフレーム製
   造方法。
2. 【請求項２】 前記洗浄工程は、液体に固形微粒子を混
   合した混合液を洗浄剤として用い、該洗浄剤をノズルか
   ら高圧で噴射することを特徴とする請求項１記載のリー
   ドフレーム製造方法。
3. 【請求項３】 前記洗浄剤として、炭化水素系溶剤に、
   ガラスビーズを混合した混合液を使用することを特徴と
   する請求項２記載のリードフレーム製造方法。