JPH1197605A - リードフレームの打ち抜き金型及びリードフレームの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 断面形状の良好な細幅リードを有するリード
フレームを成形できるリードフレームの打ち抜き金型及
び製造方法を提供する。 【解決手段】 リードフレームのリードの両側面を打ち
抜き形成するステージ間にリードとなる領域の厚さを減
じるコイニングステージを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リードフレームの
打ち抜き金型及びリードフレームの製造方法に関し、特
に、狭ピッチ細幅リードの打ち抜き断面形状を良好にす
ることができるリードフレームの打ち抜き金型及びリー
ドフレームの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の実装に用いられるリードフ
レームは、原料の板材を打ち抜き加工又はエッチング加
工により所定のパターンに形成して製造される。一般に
打ち抜き加工では、一回の打ち抜きでインナーリードの
全てを成形することは困難であるため、順送金型を用
い、先抜きと呼ばれる第１ステージでリードの一方の側
面を形成する打ち抜きを行い、その後、後抜きと呼ばれ
る第２ステージでリードの他方の側面を形成する打ち抜
きを行ってリードを形成している。

【０００３】図４は、一般的なリードフレームの打ち抜
き金型の概要を示すもので、リードが形成される第２ス
テージを示している。上型１がポスト３に案内されて下
型２に離間及び接近できるようになっている。上型１の
下面にはパンチホルダー４が固定され、このパンチホル
ダー４にパンチ５が取り付けられている。また、パンチ
ホルダー４にはバネ６を介してストリッパ７が取り付け
られ、このストリッパ７にはパンチ５を挿通する挿通口
が設けられている。下型２の上面には板材８を載置する
ダイ９が取り付けられ、このダイ９にはパンチ５を挿通
する挿通口９１が設けられている。

【０００４】この第２ステージで板材を打ち抜く方法に
ついて説明する。予めリードの一方の側面が第１ステー
ジで打ち抜かれた板材８を上型１が上方にある状態でダ
イ９の所定の位置に送る。ついで、上型１を下降させる
と、ストリッパ７がまず板材８に当接し、バネ６の圧力
で板材８をダイ９とストリッパ７の間に押圧固定する。
更に上型１を下降させると、パンチ５が板材８を貫通
し、打ち抜いたスクラップ８１を伴ってダイ９の挿通口
９１内を下降する。これにより、リード８２の他方の側
面が打ち抜き形成され、リード８２が形成される。

【０００５】図５は、図４の金型の打ち抜き部を拡大し
て示すもので、ダイ９とストリッパ７間にバネの力で押
圧固定された板材８をパンチ５によって打ち抜きを行っ
た状態を示している。

【０００６】このように、リードフレームの打ち抜き金
型では、第１ステージでストリッパとダイとの間にバネ
の圧力で板材を押圧固定しながらパンチでリードの一方
の側面を先抜きし、先抜けされた板材を第２ステージに
送って同様にストリッパとダイとの間にバネの圧力で板
材を押圧固定しながらパンチでリードの他方の側面を後
抜き加工してリードを成形する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、近年の多ピン
化に伴い、リードが狭ピッチ細幅になり、断面形状が板
厚よりも幅が狭い長方形状になってきており、このよう
なリードを成形する従来の金型によると、十分にリード
フレームを押圧できないため、断面形状が悪化してしま
うという問題がある。図６は、この問題点を示すもの
で、第２ステージの後抜き行程のリード断面の様子を説
明するものである。なお、図４に示した金型と同様の金
型であるため、同一部材には同一の符号を付し、その説
明は省略する。リード左右の辺は異なるステージで打ち
抜かれるため、パターンが微細化するとリード８２が形
成される後抜きの際にリード８２はパンチ５によって図
６Ａ部に示すように回転し、断面形状は四角形を保つこ
とが困難になってくる。図７は、後抜き時のリードが形
成される部分の断面を示している。一般的に打ち抜き時
にはパンチ５によって材料が引き込まれるために、材料
のパンチ側表面にダレＤが発生する。リードが形成され
る後抜きの際にはそのリード回転を防止するためストリ
ッパ７による押さえがなされるが、リード幅が狭くなる
と、ダレＤの存在が大きくなり、リード上面のストリッ
パ７との接触面積が減少し、そのために材料引き込みを
防止できず、断面形状が悪化してしまう。断面形状が悪
化すると、リードの有効線幅が狭くなり、ボンディング
エリアが狭くなってボンディング不良が発生しやすくな
り、半導体装置の信頼性が低下する。従って、本発明の
目的は、断面形状の良好な細幅リードを有するリードフ
レームを成形できるリードフレームの打ち抜き金型及び
リードフレームの製造方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、板材を載置するダイと、該板材を押圧固定
するストリッパと、該板材を打ち抜いてリードフレーム
のリードの一方の側面を形成するパンチとを備える第１
ステージと、該第１打ち抜きステージで打ち抜かれた板
材を載置するダイスと、該板材の少なくともリードとな
る領域を平坦につぶすポンチとを備えるコイニングステ
ージと、該コイニング加工された板材を載置するダイ
と、該板材を押圧固定するストリッパと、該板材を打ち
抜いてリードフレームのリードの他方の側面を形成して
リードを形成するパンチとを備える第２ステージとを備
えることを特徴とするリードフレームの打ち抜き金型を
提供する。

【０００９】また、本発明は、板材の両面を押圧しなが
らリードフレームのリードの一方の側面を打ち抜きによ
り形成する第１打ち抜き行程と、該第１打ち抜き行程を
経た板材の少なくともリードとなる領域をコイニング加
工して板厚を減じるコイニング行程と、該コイニング行
程を経た板材をその両面から押圧しつつリードフレーム
のリードの他方の側面を打ち抜いてリードを形成する第
２打ち抜き行程とを有することを特徴とするリードフレ
ームの製造方法を提供する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図１は、本発明のリードフレームの打ち抜き金型
の実施の形態を示すもので、（ａ）は先抜きを行う第１
ステージ、（ｂ）はコイニングステージ、（ｃ）は後抜
きを行う第２ステージをそれぞれ示している。この実施
の形態の打ち抜き金型は、第１ステージと第２ステージ
は従来とほぼ同じリードフレームの打ち抜き金型であ
り、これらの間にコイニングを行うステージを追加した
ことに特徴がある。

【００１１】図１（ａ）の（ａ−１）は、第１ステージ
の打ち抜き部を拡大して示すもので、従来の順送金型の
先抜きステージと同様の構成である。また、（ａ−２）
は、第１ステージで打ち抜かれた板材の打ち抜き断面を
示している。この第１ステージでリードフレームのリー
ドの一方の側面を形成する第１打ち抜き行程の先抜けを
行う。図１では省略しているが、図４に示したように、
第１ステージは上型と下型とを備え、上型がポストに案
内されて下型に離間及び接近できるようになっていて、
上型の下面にはパンチホルダーが固定され、このパンチ
ホルダーにパンチ５ａが取り付けられている。また、パ
ンチホルダーにはバネを介してストリッパ７ａが取り付
けられ、このストリッパ７ａにはパンチ５ａを挿通する
挿通口が設けられている。下型の上面には板材８ａを載
置するダイ９ａが取り付けられ、このダイ９ａにはパン
チ５ａが挿通する挿通口９１ａが設けられている。

【００１２】第１ステージでの板材の打ち抜きは、上型
が上方にある状態で板材８ａをダイ９ａの所定の位置に
移送し、上型を下降させると、ストリッパ７ａがまず板
材８ａに当接し、バネの圧力で板材８ａをダイ９ａとス
トリッパ７ａの間に押圧固定する。更に上型を下降さ
せ、パンチ５ａで板材８ａを貫通させて打ち抜きが行わ
れる。図１（ａ−１）は、ダイ９ａとストリッパ７ａ間
に押圧固定された板材８ａをパンチ５ａによって打ち抜
きを行った状態を示している。

【００１３】図１（ａ−２）に示すように、第１ステー
ジで厚さがｔ１の板材８ａにリードの一方の側面８３ａ
が打ち抜きにより形成される。この時、パンチ５ａに引
き込まれてリードとなる領域の上面にはダレＤが発生す
る。

【００１４】次に、先抜きが行われた板材８ａは、図１
（ｂ−１）のコイニングステージに送られ、コイニング
加工される。このステージは、板材８ａを載置するダイ
ス９ｂとコイニングするポンチ１０とを備え、ダイス９
ｂの所定の位置に移送された板材８ａの少なくともリー
ドを形成する領域をポンチ１０にてコイニング加工し、
板厚が減少した板材８ｂを形成する。

【００１５】図１（ｂ−２）に示すように、コイニング
によりリードを形成する領域の板材の厚さを最初の板材
の厚さｔ１からｔ２に減少させると、リードの上面を構
成する打ち抜き面のダレｄが少なくなり、条件によって
はダレｄを消滅させることもできる。コイニング量はこ
のようにダレｄをできる限り減少させるために必要な量
であり、具体的には（ｔ１−ｔ２）／ｔ１×１００が２
〜５０％の範囲とすることが好ましい。コイニング量が
多すぎると、リード間の隙間が少なくなって短絡が生じ
るおそれがあり、一方少なすぎるとコイニングの効果が
生じなくなるおそれがある。

【００１６】次に、図１（ｃ−１）に示す第２ステージ
でリードの他方の側面を形成する第２打ち抜き行程の後
抜きを行う。図１（ｃ−１）はパンチで板材を打ち抜い
た状態を示している。第２ステージは、第１ステージと
ほぼ同様の構成であり、コイニングされた板材８ｂを載
置するダイ９ｃと、板材８ｂを押圧するストリッパ７ｃ
と、ストリッパ７ｃとダイ９ｃそれぞれの挿通口を上下
に摺動可能に配置されているパンチ５ｃとを備える。ス
トリッパ７ｃは、コイニング加工され、板厚が減少して
いる部分ともとの板厚を保持している部分では、それぞ
れ別のストリッパ７ｃを配置して、それぞれの部分の板
材を押圧するようになっている。

【００１７】第２ステージでは、板材８ｂをダイ９ｃの
所定の位置に送り、次に、ストリッパ７ｃを下降させて
板材８ｂを押圧固定する。そして、パンチ５ｃを下降さ
せて板材８ｂを打ち抜き、リードの他方の側面を打ち抜
き形成してリード８２ｃが形成された板材８ｃを形成す
る。これにより、図１（ｃ−２）に示すように、リード
８２ｃが打ち抜きにより形成される。

【００１８】図２は、本実施形態のリードフレームの製
造工程を示し、板材に（ａ）先抜け、（ｂ）コイニン
グ、（ｃ）後抜けを順次行ってリードフレームを形成す
る行程を示している。なお、図２では、説明を簡単にす
るため、実際のリードフレームより単純化している。

【００１９】リードフレームの材料となる板材の両端部
には送り用のスプロケット口８４が設けられ、スプロケ
ットにより各ステージに送られる。まず、板材は図１
（ａ）に示した第１ステージに送られ、ここで第１打ち
抜き行程である先抜けが行われ、打ち抜き８５が形成さ
れ（図２（ａ））、リードの一方の側面が打ち抜きによ
り形成される。次に、図１（ｂ）に示したコイニングス
テージに送られ、ここでコイニング加工され、少なくと
もリード領域Ｌの板厚が減少させられる（図２
（ｂ））。次に、図１（ｃ）に示した第２ステージに送
られ、ここで後抜きが行われ、リードの他方の側面を構
成する打ち抜き８６が形成され、これによりリード８２
ｃが形成される。

【００２０】図３は、コイニングによりリードとなる領
域の板厚を減少させることによりダレがＤよりｄに減少
した効果を説明するもので、ストリッパ７ｃで押厚され
ている板材８ｂをパンチ５ｃで打ち抜きつつある状態を
示している。

【００２１】コイニング加工により、先抜け時に生じた
ダレＤは、板厚がｔ１からｔ２に減少したことによりつ
ぶされて減少し、リードの上面となる部分の平坦部の面
積が増加する結果、ストリッパ７ｃとの接触面積が増加
し、ストリッパ７ｃによるリードの押さえが有効に作用
し、パンチ５ｃによる材料の引き込みを防止できるた
め、リードの断面形状を四辺形ないし矩形に保つことが
できる。従って、リードの断面形状を良好にできるた
め、ボンディング有効面積を維持でき、ボンディング不
良を減少させて信頼性の高い半導体装置を製造すること
ができる。

【００２２】このような押さえ面積を増大させてリード
の断面形状を良好にする手法は、多ピンリードフレーム
のように板厚に対してリード幅が１００％以下となる狭
ピッチ細幅リードの打ち抜きに対して特に有効であり、
断面形状を縦長の長方形にしたリードを形成でき、近年
の半導体装置の小型化、高集積化に対応できるリードフ
レームを製造することができる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のリードフ
レームの打ち抜き金型によると、リードの両側面をそれ
ぞれ打ち抜き形成するステージ間でコイニング加工を行
うようにしたため、押さえ面積が増大して確実に材料を
固定しながら打ち抜きができ、リード断面形状を良好に
することができる。また、本発明のリードフレームの製
造方法によると、リードの両側面をそれぞれ打ち抜き形
成する打ち抜き工程間にコイニング行程を介在させたた
め、リード形成部の押さえ面積を増大させて板材を確実
に固定しながらリードを打ち抜き形成でき、リード断面
形状を良好にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のリードフレームの打ち抜き金型のそれ
ぞれのステージを示す実施形態の断面図であり、（ａ）
の（ａ−１）は先抜けを行う第１ステージの断面図、
（ａ−２）は第１ステージで形成された板材の断面図、
（ｂ）の（ｂ−１）はコイニングを行うステージの断面
図、（ｂ−２）はコイニングされた板材の断面図、
（ｃ）の（ｃ−１）は後抜きを行う第２ステージを示す
断面図、（ｃ−２）は第２ステージで打ち抜き加工され
た板材の断面図である。

【図２】板材を順次打ち抜いてリードを形成する行程を
示す平面図である。

【図３】本発明の効果を説明する断面図である。

【図４】通常のリードフレーム打ち抜き金型を示す断面
図である。

【図５】通常のリードフレーム打ち抜き金型の打ち抜き
部を拡大して示す断面図である。

【図６】後抜き時に材料がパンチで引き込まれる状態を
示す断面図である。

【図７】打ち抜きによりダレが生じた板材の押さえが不
十分になる状態を説明する断面図である。

【符号の説明】

１…上型、２…下型、５ａ，５ｃ…パンチ、５ｂ…ポン
チ、６…バネ、７ａ，７ｃ…ストリッパ、８ａ，８ｂ，
８ｃ…板材、９ａ，９ｃ…ダイ、９ｂ…ダイス、１０…
ポンチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米本 隆治 茨城県土浦市木田余町3550番地 日立電線 株式会社システムマテリアル研究所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 板材を載置するダイと、該板材を押圧固
   定するストリッパと、該板材を打ち抜いてリードフレー
   ムのリードの一方の側面を形成するパンチとを備える第
   １ステージと、 該第１打ち抜きステージで打ち抜かれた板材を載置する
   ダイスと、該板材の少なくともリードとなる領域を平坦
   につぶすポンチとを備えるコイニングステージと、 該コイニング加工された板材を載置するダイと、該板材
   を押圧固定するストリッパと、該板材を打ち抜いてリー
   ドフレームのリードの他方の側面を形成してリードを形
   成するパンチとを備える第２ステージとを備えることを
   特徴とするリードフレームの打ち抜き金型。
2. 【請求項２】 板材の両面を押圧しながらリードフレー
   ムのリードの一方の側面を打ち抜きにより形成する第１
   打ち抜き行程と、 該第１打ち抜き行程を経た板材の少なくともリードとな
   る領域をコイニング加工して板厚を減じるコイニング行
   程と、 該コイニング行程を経た板材をその両面から押圧しつつ
   リードフレームのリードの他方の側面を打ち抜いてリー
   ドを形成する第２打ち抜き行程とを有することを特徴と
   するリードフレームの製造方法。
3. 【請求項３】 前記コイニング行程は、板材の板厚を５
   〜５０％減ずることを特徴とする請求項２記載のリード
   フレームの製造方法。
4. 【請求項４】 前記第２打ち抜き行程は、幅が板厚に対
   して１００％以下のリードを形成することを特徴とする
   請求項２又は３記載のリードフレームの製造方法。