JPH11297915A

JPH11297915A - リードフレームプレス加工用金型に用いられるパンチホルダー

Info

Publication number: JPH11297915A
Application number: JP9775598A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Tsukamoto; 宏塚本
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 1998-04-09
Filing date: 1998-04-09
Publication date: 1999-10-29

Abstract

(57)【要約】【課題】プレス加工用金型の制作時間の短縮化や、低コ
スト化を可能とするリードフレームプレス加工用金型に
用いられるパンチホルダーの提供を課題とする。【解決手段】リードフレームプレス加工用金型に用いら
れるパンチホルダー１において、複数のパンチをそれぞ
れ独立的に通す複数の各穴２を、その互いに隣接する一
部分が切除されるようにして、一連に繋がるように形成
する。また、一連に繋げられた複数の穴の形成は放電加
工により行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リードフレームプ
レス加工用金型に用いられるパンチホルダーに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の半導体業界において、半導体製品
のライフサイクルの短縮化、競争の激化による大幅な単
価の下落から、いかに早くかつ安く半導体製品を造り出
せるかが、重要な問題となっている。このことから、Ｉ
Ｃ材料の一つであるリードフレームにおいても割高なエ
ッチング加工から単価の安いプレス（スタンピング）加
工への生産方式の切り替えが早急に行なわれている。

【０００３】リードフレームプレス加工では、一般的に
コイル状の条材をリードフレーム材料として一定ピッチ
で所定の位置に順次搬送する。そして、それぞれの搬送
位置で例えば図３に示すようにリードフレーム材料の黒
く塗りつぶした箇所を部分的に順次打ち抜いて行くこと
によってリードフレーム製品を完成させる。なお、図中
の穴Ｂは金型上で製品の位置決めを行うためのパイロッ
トホールである。このようにリードフレーム材料の打ち
抜きを一度にではなく分散させて行なうのは、リードフ
レームの厚みが薄く、製品パターンが複雑かつ微細で、
製品の寸法に高精度が要求されるなど、部品の強度およ
び形状などに加工限界があるためである。このプレス加
工によるリードフレームの生産のためには、生産設備と
して次に示すような構造の金型を必要とする。

【０００４】図４はリードフレームプレス加工用金型の
概略構成を示す部分断面図である。図５は図４とは異な
る方向からみた他のリードフレームプレス加工用金型の
概略構成を一部断面で示す側面図である。図６は、図５
におけるパンチ取付箇所の拡大図である。なお、これら
の図においては、説明の便宜上パンチを一つに簡略化し
て示してある。図７は、リードフレーム材料のある部分
を打ち抜く際に使用されるパンチホルダーを上型側から
みた平面図、図８は、図７のパンチホルダーにパンチを
取り付けた状態を上下逆にして示す斜視図である。な
お、パンチホルダーは、リードフレーム材料の打ち抜き
部分に応じて、パンチ差込み穴の数および配置が多数か
つ複雑になっている。

【０００５】図４に示すように、リードフレームプレス
加工用金型は、上型５１と、ストリッパ５２と、下型５
３とで構成されている。下型５３は、リードフレーム材
料５４を載せるダイブロック５５を備えている。また下
型５３は、プレス時に所定の間隔を保つようにしてスト
リッパ５２を受けるストリッパ受け５６を備えている。
ストリッパ５２は、下型５３の上方に配置されている。
ストリッパ５２には、上型５１を打ち抜き方向に移動さ
せたときにダイブロック５５とでリードフレーム材料５
４を押さえつけてその位置を固定するストリッパブロッ
ク５７を備えている。上型５１は、ストリッパ５２の上
方に配置されている。上型５１には、リードフレーム材
料５４を打ち抜くためのパンチ５８と、パンチ５８を固
定するためのパンチホルダー５９を備えている。また上
型５１は、逃し穴６０を備えていて、逃し穴６０には、
ストリッパ５２を固定するためのストリッパ押さえ６１
が嵌め込まれている。逃し穴６０の入口は、ストリッパ
押さえ６１が飛び出さないように径を狭められて形成さ
れている。また、逃し穴６０の中には、ストリッパ押さ
え６１をその頭部が逃し穴６０の入口につき当たるよう
にストリッパ５２方向へ押すコイルばね６２を挿入して
ある。また、ストリッパ押さえ６１は、例えばボルトな
どでストリッパ５２に取り付けられている。そして、ス
トリッパ５２はストリッパ押さえ６１を介して上型５１
に吊るされている。また上型５１には、ポスト６３が設
けられていて、ポスト６３はストリッパ５２に設けられ
たガイド穴６４の中を移動可能に挿入されている。な
お、この金型ではポスト６３以外に、図示省略したポス
トが上型、ストリッパ、下型のいずれかに固定されてい
る。またこの金型は、固定された以外の型、又はストリ
ッパにポストをガイドするガイド穴（図示省略）を設
け、さらにガイド穴の中にポストの先端を弾力的に受け
止めるばねを備えいている。そして、上型、ストリッパ
の上下動を安定させると共に水平方向への移動を抑える
ようにしている。また上型５１と下型５３は、図示省略
したプレス機に取り付けられていて、上型５１は、プレ
ス機の動きに合わせて上下動するようになっている。

【０００６】そして、このような構成の金型は、図４に
示す位置より、上型５１を下型５３方向へ移動させる
と、ストリッパブロック５７がダイブロック５５に接近
して、リードフレーム材料５４を固定する。このときス
トリッパ５２は、ばね６２によってリードフレーム材料
５４を押さえつける。さらに、上型５１を下型５３方向
へ移動させるとパンチ５８がリードフレーム材料５４を
所望のパターンに打ち抜く。また、打ち抜き後に上型５
１を下型５３から離れる方向へ移動させると、ストリッ
パ押さえ６１をその頭部が逃し穴６０の入口につき当た
るまではストリッパ５２がコイルばね６２によってリー
ドフレーム材料５４を押さえつけたままの状態で上型５
１のみが移動する。このときパンチ５８がリードフレー
ム材料５４より離れる。一方リードフレーム材料５４
は、ストリッパ５２のストリッパブロック５７とダイブ
ロック５５に挟まれて固定された状態を保っている。さ
らに上型５１を下型５３から離れる方向へ移動させる
と、ストリッパ５２は上型５１に対し所定の間隔を維持
しながら下型５３より離れる。なお、リードフレームパ
ンチ加工用金型には、図５に示すような構成をしたもの
もある。図５の金型は、下型５３の上部にダイチェス６
５を備え、ダイチェス６５にダイブロック５５を備えて
いる。またこの金型は、上型５１にポスト６７を設け、
これをダイチェス６５および下型５３に設けたガイド穴
６８に上下動可能に挿入して、さらにガイド穴６８の中
にポストの先端を弾力的に受け止めるばね７８を備えて
いる。これにより、下型５３方向への移動を安定させる
と共に水平方向への移動を抑えるようにしている。なお
この金型では、ポスト６３、６７以外に、図示省略した
ポストが上型、ストリッパ、下型のいずれかに固定され
ている。また、固定された以外の型、又はストリッパに
ポストをガイドするガイド穴（図示省略）を設けてい
る。

【０００７】リードフレームプレス加工用金型に備えら
れているパンチ５８は、図４に示すようにパンチホルダ
ー５９を介して、上型５１のパンチホルダー差込み溝６
９に着脱可能になっている。具体的には、先ず、上型５
１のパンチホルダー差込み溝６９にパンチバッキングプ
レート７４を螺子止めする。次いで、パンチホルダー５
９を、上型５１のパンチホルダー差込み溝６９に嵌めパ
ンチホルダー固定用螺子穴７５を介して上型５１に螺子
止めする。次いで、さらに、所望のパンチ５８を図７に
示すようなパンチホルダー５９の所望のパンチ差込み穴
７０に差し込んだ後、図５、図６および図８に示すよう
にパンチ押さえ７１をパンチホルダー５９にあてて、パ
ンチ５８に形成された切欠部７２に引っ掛かるようにす
る。次いで、パンチ押さえ固定用螺子穴７３を介してパ
ンチホルダー５９に螺子止めする。これにより、パンチ
５８は上型５７に固定される。なお、上型５１へのパン
チホルダー５９およびパンチバッキングプレート７４の
取り付け方法としては、上で述べた螺子止め以外に上型
に溝を設けずにノックボルトで止めて固定する場合もあ
る。また、図７および図８に示すパンチホルダー５９内
部には、上型５７とは別個にストリッパ押さえ逃し穴７
６が設けられていて、その中に図示省略したコイルばね
などを介してストリッパ押さえ７７が上下動可能に嵌め
込まれている。なおストリッパ押さえ７７は、単にスト
リッパを押さえつけるために設けられており、ストリッ
パ押さえ６１のようにストリッパにボルトなど固定され
てストリッパを吊すようにはなっていない。

【０００８】このような金型を用いてプレス加工される
リードフレームの構成について図９を用いて説明する。
図９はリードフレームの概略構成を示す平面図である。
リードフレームは、主として鉄ニッケル系合金（42allo
y ）や、銅系合金といった素材を用いて形成されてい
る。そして、ほぼ中央部に位置するダイパッド８１（パ
ッド）と、ダイパッド８１と図において上下のフレーム
８２（レール）とを結ぶ吊りリード８３（サポートバ
ー、タイバー）と、ダイパッド８１の周囲を囲むような
形で配置されているインナーリード８４と、インナーリ
ード８４の外側に平行に一定の間隔( ピッチ) で配列さ
れたアウターリード８５と、インナーリード８４および
アウターリード８５を固定する役割を担うダムバー８６
と、リードフレームを製造および利用する際の、位置決
め( ガイド) の目的で必要とされる、フレーム８２に設
けられたガイドホール８７( パイロットホール) とから
構成されている。このように、リードフレームの製品パ
ターンは非常に複雑なものになっている。また、リード
フレームは精密部品であるため、その製品パターンは、
寸法精度を±0.020 〜±0.050 の高精度に保つことが必
要とされる。

【０００９】そして、上で述べたように、リードフレー
ム材料の打ち抜きは、順送りに分散させて行なってい
る。このため、実際のリードフレームプレス用の金型に
用いられるパンチの数は１００以上になり、その配置も
打ち抜き過程に応じて非常に複雑なものになっている。
そして、パンチを保持するようにパンチホルダーに形成
される実際のパンチ差込み穴の数および配置も非常に多
数かつ複雑なものになっている。

【００１０】図１０は従来のパンチホルダーに設けられ
ている一部のパンチ差込み穴の形態を示す概念図であ
る。このパンチ差込み穴７０は、高い加工精度を要求さ
れるため、普通ワイヤー放電加工法により加工される。
その加工方法は、先ず、パンチホルダー材料（例えば鋼
板など）のパンチ差込み穴７０を設けるべき箇所の中心
に下穴として予備の細穴Ａをあける。次いで、その細穴
Ａに図示省略したワイヤーを通す。なお細穴Ａは、細穴
Ａ内のワイヤーとパンチホルダー材料との間に所定の間
隔がとられるような大きさの径にあけておく。次いで、
ワイヤーを通常は一方向に一定速度で走行させる。ま
た、ワイヤーとパンチホルダー材料との間にパルス状の
高電圧をかけてアーク放電を生じさせる。このときパン
チホルダー材料は、アーク放電により発生した熱によっ
て溶融させられる。そして、ワイヤーをパンチホルダー
材料との間に所定の間隔を保たせながら、ワイヤーを図
においてパンチ差込み穴７０の内側に示した線に沿っ
て、パンチホルダー材料に対し細穴Ａの中心から外側に
所定量移動させ、次いで加工形状に沿うように移動させ
て、パンチホルダー材料の芯を溶かすようにして、らせ
ん状に放電加工する（コアレス加工）。これにより、パ
ンチホルダー材料に設けられた穴は細穴Ａから徐々にそ
の外側に広げられていく。コアレス加工終了後、ワイヤ
ーを所定の間隔をつけながら所望の加工形状に沿って移
動させて放電加工を繰り返し、次第に最終形状に近づけ
ていくことによって、一つのパンチ差込み穴を完成させ
る。そして、この作業をパンチ差込み穴の個数分繰り返
す。

【００１１】このように、リードフレーム製品の寸法に
は高精度が要求されるため、金型のパンチ穴の製作など
に多くの制作時間を必要とし、リードフレームプレス加
工用金型の制作には一型当たり延べ800hr 〜2000hr程度
の時間が必要となっていた。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、最近の半導
体製品の競争激化により、金型価格が下落し、また、ユ
ーザーからの早期納入についての厳しい要求がある。そ
して、生産対象とする新規パターンのリードフレームの
プレス加工生産を早期に開始するためには、プレス加工
用金型の制作時間を短縮することが必要不可欠となって
いる。このため、金型の構造を標準化して設計・加工時
間を短縮し、また、金型を構成する部品の加工精度を向
上させて金型の組立・調整時間を短縮するなどの方法に
よって、プレス加工用金型の制作時間の短縮を図ってき
ている。

【００１３】しかし、パンチホルダーを放電加工するに
際し、上で述べたように、一つのパンチ差込み穴ごとに
別個に、下穴をあけて、その下穴にワイヤーを通し、こ
れをパンチ差込み穴の個数分繰り返していた。このた
め、搬送位置ごとに異なる打ち抜きパターンに応じ、非
常に多数のパンチ差込み穴を必要とするこの種のパンチ
ホルダーに総てのパンチ差込み穴を加工するために、非
常に多くの手間と時間および製造コストを要していた。
そしてそのことが、プレス加工用金型の制作時間の短縮
化を阻む大きな障害となっていた。そこで、本発明は、
プレス加工用金型の制作時間の短縮化や、低コスト化を
可能とするリードフレームプレス加工用金型に用いられ
るパンチホルダーの提供を課題とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明のリードフレームプレス加工用金型に用いら
れるパンチホルダーは、パンチをそれぞれ独立的に通す
複数の各穴が、互いに隣接する一部分を切除して、一連
に繋がるように形成されている。

【００１５】また、本発明によれは、好ましくは、一連
に繋げられた複数の穴は放電加工により形成される。

【００１６】

【発明の実施形態】以下に、本発明によるリードフレー
ムプレス加工用金型に用いられるパンチホルダーについ
て図を用いて説明する。図１は、本発明によるリードフ
レームプレス加工用金型に用いられるパンチホルダーの
一実施例を示す平面図である。図２は、本発明によるリ
ードフレームプレス加工用金型に用いられるパンチホル
ダーのパンチ差込み穴の形状を示す概念図である。な
お、これらの図では、説明の便宜上、パンチ差込み穴の
数および配置を簡略化して示してある。また、図1 にお
いて、パンチホルダーおよびパンチ差込み穴以外の部位
で図７に示す従来例と同様の部位については、図７と同
一の符号を付してある。

【００１７】パンチホルダーのパンチ差込み穴は、部品
を所定の位置に固定する機能さえ果たしていれば穴の形
状を若干変更したとしても影響はない。例えば、図１０
に示すようなそれぞれが独立して形成されているパンチ
差込み穴７０を、その一部分が切り取られて一連に繋げ
られた穴となるように形成したとしても、パンチの差し
込み位置が影響を受けることはない。そこで、本発明の
パンチホルダー１においては、図１および図２に示すよ
うにパンチ差込み穴２を一連に繋げて形成するようにし
た。

【００１８】一連に繋げられたパンチ差込み穴をワイヤ
ー放電加工法により加工する場合、先ず、パンチホルダ
ー材料（例えば鋼板など）に加工すべき一つのパンチ差
込み穴部分（従来の独立したパンチ差込み穴の一つに相
当する部分）の中心に下穴として細穴３を一つ形成し、
次いで、その細穴３にワイヤーを通す。なお細穴３は、
細穴３内のワイヤーとパンチホルダー材料との間に所定
の間隔がとられるような大きさの径にあけておく。次い
で、ワイヤーを通常は一方向に一定速度で走行させる。
また、ワイヤーとパンチホルダー材料との間にパルス状
の高電圧をかけてアーク放電を生じさせる。このときパ
ンチホルダー材料は、細穴３の周辺部分がアーク放電に
より発生した熱によって溶融させられる。そして、ワイ
ヤーをパンチホルダー材料との間に所定の間隔を保たせ
ながら、図においてパンチ差込み穴の内側に示した線に
沿って、パンチホルダー材料に対し細穴３の中心から外
側に所定量移動させ、次いで加工形状に沿うように移動
させて、パンチホルダー材料の芯を溶かすようにして、
らせん状に放電加工する（コアレス加工）。これによ
り、パンチホルダー材料に設けられた穴は細穴３から徐
々にその外側に広げられていく。なおコアレス加工とす
るのは、加工後の切りカスの発生およびその除去作業を
なくすためである。コアレス加工終了後にワイヤーを所
定の間隔をつけながら所望の加工形状に沿って移動させ
て放電加工を繰り返し、次第に最終形状に近づけていく
ことによって、一つのパンチ差込み穴部分を完成させ
る。

【００１９】このとき、本発明のパンチホルダー１で
は、一つのパンチ差し込み穴部分を加工した後、次のパ
ンチ差込み穴部分を加工する場合には、パンチ差込み穴
部分同士を繋ぐワイヤー通過部４にワイヤーを通す。次
いで、ワイヤーを次のパンチ差込み穴部分の中心部に移
動させた後、既に完成させたパンチ差し込み穴部分の加
工方法と同様にコアレス加工を行なうなどして中心部か
ら穴を徐々に広げて所望の形状に近づけていきパンチ差
込み穴部分を完成させる。このような作業を繰り返すこ
とにより、一繋がりのパンチ差込み穴２が完成する。し
たがって本発明によれば、予め下穴を一つ形成して、そ
の下穴にワイヤーを一度通すだけで、総てのパンチ差込
み穴を一挙に加工することができる。

【００２０】従来例従来の加工法で、材料厚12ｍｍの鋼材に図１０に示すよ
うにそれぞれが独立したφ2.3 ｍｍの８個の穴を下記条
件で放電加工し、加工に要した時間を測定した。その結
果、加工に要した時間は約３時間であった。（加工機条件）細穴加工機電極……………銅 φ0.5 ｍｍ加工液…………油ワイヤー放電加工機ワイヤー………黄銅 φ0.２ｍｍ加工液…………水コアレスピッチ 0.15ｍｍ５回切り面粗度 1.5 μｍＲｍａｘここで、コアレスピッチとは、被加工物の中心から外側
にワイヤーが移動する際のピッチである。また、５回切
りとは、コアレス加工終了後にワイヤーカットを繰り返
す回数を示す。なお、本実施例では、５回切りは粗加工
を１回、仕上げ加工を４回で行なっている。

【００２１】実施例図２に示すような一連に繋げたパンチ差込み穴２を、上
述の加工条件と同じ条件で作成し、加工に要した時間を
測定した。その結果、加工に要した時間はおよそ１時間
５５分であった。結果３３％の時間短縮となった。その
内訳は、従来の加工方法では、細穴加工機によるワイヤ
ーを通すための下穴を開ける作業に要した時間が約５分
／１穴、さらにワイヤー放電加工機によるパンチ差込み
穴６８の形状加工に要した時間がおよそ１２分／１穴で
あった。これに対し、本実施例のようにワイヤー通過部
４を設けるようにして加工を行なった場合には、細穴加
工は１回だけで済み所要時間はおよそ５分、結線に要し
た時間は５分、一繋がりのパンチ差込み穴２の形状加工
に要した時間は１０５分であった。

【００２２】本実施例によれば、加工すべきパンチ差込
み穴を一連に繋がるようにしたので、従来において、独
立したパンチ差込み穴の数に乗じた回数分必要としてい
た下穴の加工およびワイヤーを通す回数が一回で済む。
このため、従来のように独立したパンチ差込み穴を加工
するのに比べて、下穴の加工時間が大幅に短縮され、ワ
イヤーによる加工周長がパンチ差込み穴同士を繋ぐ通り
道の分が増えたとしても、全体として早く加工が終了し
た。なお、上記の従来例および実施例では、あくまで説
明を簡単にするために、パンチホルダー当たりのパンチ
差込み穴の数を８個に限定して計測を行ったものであ
る。しかし、実際のリードフレームは製品パターンが複
雑であり、かつ、精度が要求されるため、実際のパンチ
ホルダーには、実施例に比べてはるかに多数のパンチ差
込み穴が複雑に配置される。したがって、実際のリード
フレーム用パンチホルダーのパンチ差込み穴を加工する
場合に、本発明を用いれば、従来の加工方法に比べて、
格段と加工時間を短縮できる。

【００２３】

【発明の効果】本発明のリードフレームプレス加工用金
型に用いられるパンチホルダーによれば、複数のパンチ
差込み穴を一つなぎになるような形状に加工したので、
ワイヤー放電加工に必要とされる下穴を一つで済ませる
ことができると同時にワイヤーの結線回数も一回で済ま
せることができ、全体として放電加工に必要とされる手
間および時間を極端に減少させることができる。これに
より、この種の金型の製造に要する時間をより一層短縮
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるリードフレームプレス加工用金型
に用いられるパンチホルダーの一実施例を示す平面図で
ある。

【図２】本発明によるリードフレームプレス加工用金型
に用いられるパンチホルダーのパンチ差込み穴の形状を
示す概念図である。

【図３】プレス加工においてリードフレーム材料が順次
打ち抜かれて行く状態を示す概念図である。

【図４】リードフレームプレス加工用金型の概略構成を
示す部分断面図である。

【図５】図４とは異なる方向からみた他のリードフレー
ムプレス加工用金型の概略構成を一部断面で示す側面図
である。

【図６】図５におけるパンチ取付け箇所の拡大図であ
る。

【図７】パンチホルダーを上型側からみた平面図であ
る。

【図８】図７のパンチホルダーにパンチを取り付けた状
態を上下逆にして示す斜視図である。

【図９】リードフレームの概略構成を示す平面図であ
る。

【図１０】従来のパンチホルダーに設けられている一部
のパンチ差込み穴の形態を示す概念図である。

【符号の説明】

１，５８パンチホルダー２，７０パンチ差込み穴３細穴４ワイヤー通過部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】リードフレームプレス加工用金型に用い
られるパンチホルダーにおいて、複数のパンチをそれぞ
れ独立的に通す複数の各穴を、その互いに隣接する一部
分が切除されるようにして、一連に繋がるように形成し
たことを特徴とするパンチホルダー。
【請求項２】一連に繋げられた前記複数の穴は放電加
工により形成されていることを特徴とする請求項１に記
載のパンチホルダー。