JPH03106578A - スポット状部分クラッド材の製造方法 - Google Patents

スポット状部分クラッド材の製造方法

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JPH03106578A
JPH03106578A JP1246165A JP24616589A JPH03106578A JP H03106578 A JPH03106578 A JP H03106578A JP 1246165 A JP1246165 A JP 1246165A JP 24616589 A JP24616589 A JP 24616589A JP H03106578 A JPH03106578 A JP H03106578A
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laser
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welding
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Kazuhiro Yamamoto
和寛 山本
Arata Nemoto
新 根本
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Sumitomo Special Metals Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 利用産業分野 この発明は、重ね合わせ圧接、圧延によるスポット状部
分クラッド材の製造方法に係り、定寸送りした金属箔と
基板材を所定間隔で連続的にレーザー溶接して仮止めし
た後、所定間隔で金属箔をレーザー切断して止着されな
い金属箔片を除去、あるいは、定寸送りした金属箔を押
さえ治兵で同時に定寸送りされる基板材上に押圧しなが
ら、レーザー切断及びレーザー溶接して仮止めした後、
圧接、圧延することにより、高精度のピッチ、寸法を有
するスポット状部分クラッド材を得る製造方法に関する
。
背景技術 近年の集積回路を用いる機器には、小型化の要請が強く
、フラットパッケージが多用されるようになった。
かかるフラットパッケージ用の四周方向に端子部が設け
られる第５図に示す如きリードフレーム（３）は、ワイ
ヤボンディングを行う部分に、接合性を良好とする金属
（ＡＩ，ＡｇｔＣｕ等）被着部分を設ける必要がある。
かかる金属被着部分を予め設けるために、従来、リード
フレームに加工したのち、ａ．蒸着法、ｂ．めっき法に
より行っていたが、より量産性にすぐれた方法が望まれ
ていた。
すなわち、ａ．蒸着法は高価な設備を要するだけでなく
、被着不要部分をマスキングする必要があり、蒸着スピ
ードが遅く生産性が低く、また、ｂ．めっき法はめっき
不可能な金属もあり、効率よくめっきできる厚みにも限
界がある。
また、前記金属被着部分を予め設けるためには、第４図
に示す如く、リードフレーム材料（１）上に、前記被着
金属（２）部分を高精度でスポット状に設け、プレス加
工またはエッチングにより形戒する方法が考えられる。
例えば、リードフレーム帯材上にストライブ状にＭやＡ
ｇ箔を圧延圧接にて設けた後、所要のスポット状となる
よう、不要部分を機械的あるいは化学的に除去する技術
が提案（特公昭５９−１０７８号公報）されているが、
被着金属の歩留が悪く、被着必要部分をマスキングして
不要部を除去するなど能率が悪く、また、高精度で所要
ピッチ、寸法にスポット状に設けることは困難であった
。
また、所定寸法の金属箔片を一定長さの基板材の所定位
置に重ね合わせ、圧延、圧接により一定長さのスポット
状部分クラッド材を製造することは可能であるが、基板
材コイルを巻き戻し連続して、被着予定金属箔モ所定寸
法、長さで高精度に切断し、さらに高精度に位置合わせ
をして所要ピッチで連続的に仮止めすることができない
ために、スポット状部分クラッド材の工業的量産が不可
能とされていた。
一方、リードフレーム材上にＡＩ箔をスポット溶接にて
止着した後、これをクラッド化したリードフレームが提
案（特公昭６０−２２７４５６号公報）されているが、
金属箔を所定ピッチで高精度に位置合わせし、連続的に
仮止めするための具体的な製造方法が提案されておらず
、実用化困難である。
さらに、単にスポット溶接で仮止めしたのみでは、Ｍ箔
が溶接部で拘束されてその圧延性に問題を生じ、また、
単に圧延圧接しただけでは、所要ピッチ、寸法精度を高
精度化できない問題があった。
発明の目的 この発明は、かかる現状に鑑み、被着予定金属箔を所定
寸法、長さで高精度に切断し、これを例えば、リードフ
レーム材に高精度に位置合わせをして連続的に仮止めし
、クラッド化できるスポット状部分クラッド材の製造方
法の提供を目的としている。
発明の概要 この発明は、 基板材上に所定間隔で所定寸法の金属箔片を圧着したス
ポット状部分クラッド材の製造方法において、 基板材と金属箔を重ね合わせ、レーザー溶接器により、
基板材の長手方向に一定間隔で金属箔片の長手端面をレ
ーザー溶接し、 さらに、レーザー切断器により長手方向に一定間隔で幅
方向に金属箔を切断した後、溶接止着されていない金属
箔片を除去することにより、基板材上に所定間隔で所定
寸法の金属箔片を配列し、その後仮止めした金属箔片と
基板材を圧接、圧延することを特徴とするスポット状部
分クラッド材の製造方法である。
さらに、この発明は、 基板材上に所定間隔で所定寸法の金属箔片を圧着したス
ポット状部分クラッド材の製造方法において、 基板材上で、金属箔を所定位置に定寸送りを行う材料送
り込み装置により開閉する金属箔の押さえ治具にて、金
属箔を基板材上に押圧可能となし、必要に応じて前記押
さえ治具に、基板材の幅方向の金属箔片の切断用レーザ
ー照射窓と、任意位置の溶接用レーザー照射窓を設け、 定寸送り後、押さえ治兵にて金属箔を基板材上の所要位
置に押圧し、切断用レーザーと溶接用レーザーを同時ま
たは所定の時間差で照射することにより、前記金属箔を
所定寸法にレーザー切断し、金属箔片をレーザー溶接し
て仮止めし、その後、仮止めした金属箔片と基板材を圧
接、圧延することを特徴とするスポット状部分クラッド
材の製造方法である。
発明の構或 この発明は、定寸送りした金属箔と基板材を所要間隔で
連続的にレーザー溶接して仮止めした後、レーザー切断
で不要部を切断除去して高精度のピッチで所要寸法の金
属箔片を仮止め、あるいは、定寸送りした金属箔を押さ
え治具で同時に定寸送りされる基板材上に押圧しながら
、レーザー切断及びレーザー溶接して仮止めした素材を
得て、その後の圧接、圧延時に所定厚みになるように圧
延荷重を制御し、例えば、荷重一定制御と伸び率一定制
御をカスケード制御し、また圧延後のピッチを検出して
前記目標荷重に制御することにより超高精度の板厚制御
ができ、高精度のピッチ、寸法を有するスポット状部分
クラッド材を得る製造方法である。
詳述すれば、この発明は、 ■金属箔と基板材を定寸送りして重ね合わせる。
■金属箔表側の溶接用治具と基板材裏側の支持材等とに
より両者を挾み、溶接用治具に設けたレーザー照射窓よ
りのレーザー照射にてレーザー溶接を行う。かかる定寸
送り、レーザー溶接により、所定幅の金属箔を所定位置
に重ね合わせて、基板材の長手方向に一定間隔で金属箔
片の長手端面を仮止めする。
■例えば、一定間隔で保持した一対のレーザー切断器に
より、金属箔を一定間隔で幅方向に切断する。
■切断後、溶接止着していない部分を除去する。
■この繰返しにより、基板材に連続して、所定寸法の金
属箔片を所定ピッチに重ね合わせることができる。
さらに、圧接、圧延して、量産性に優れたスポット状部
分クラッド材を得る工程からなる。
また詳述すれば、この発明は、 まず、基板材上で金属箔を所定位置に定寸送りを行う材
料送り込み装置により開閉する金属箔の押さえ治具にて
、金属箔を基板材上に押圧可能となし、必要に応じて、
前記押さえ治具に、基板材の幅方向の金属箔片切断用レ
ーザー照射窓と、基板材の幅方向の一点以上の溶接用レ
ーザー照射窓を設け、 ■金属箔と基板材を定寸送りし ■定寸送り後、押さえ治具にて金属箔を基板材上の所要
位置に押圧し、 ■切断用レーザーと溶接用レーザーを同時または所定の
時間差で照射することにより、前記金属箔を所定寸法に
レーザー切断し、金属箔片を基板材の幅方向または長手
方向の一点以上の端面部をレーザー溶接して仮止めし、 ■かかるレーザー切断、レーザー溶接により、所定寸法
の金属箔を所定位置に重ね合わせ、基板材に仮止めした
後、基板材を所定長さだけ送り出す。
■この繰返しにより、一基板材に連続して、所定寸法の
金属箔片を所定ピッチに重ね合わせることができる。
■この後、圧接、圧延して、量産性に優れたスポット状
部分クラッド材を得る工程からなる。
この発明において、レーザー切断、レーザー溶接には公
知の方法、装置が適用でき、例えば、ルビー、Ｎｄ−Ｙ
ＡＧやｃｏ２などの各種波長、Ｑスイッチ、パルス、連
続などの発生形式、出力を切断用あるいは溶接用の各用
途に応じて適宜選定できる。また、１機のレーザー装置
を切断用あるいは溶接用に切り替えて使用することもで
きる。
レーザー切断あるいはレーザー溶接時のレーザー照射方
法は、基板材上に金属箔を押圧する治具等に、レーザー
照射器を設けて金属箔の所要箇所にレーザー照射するほ
か、別途保持されたレーザー照射器から金属箔端面にあ
るいは金属箔を押圧する治具等に穿孔した照射窓やスリ
ット部より金属箔の所要箇所にレーザー照射するなど、
工程中の金属箔条の切断あるいは溶接時期等の条件に応
じて適宜選定する必要がある。
また、長尺の金属箔条の溶接箇所は、金属箔のスリッタ
ーされた両側端部を所要間隔でレーザー照射して接合す
るのがよく、切断した金属箔片はその切断端部あるいは
前記スリッターされた両側端部を所要間隔でレーザー照
射して接合するのがよい。
さらに、溶接雰囲気は不活性ガス雰囲気が好ましく、必
要に応じて不活性ガス噴射したり、溶接工程を密閉した
不活性ガス室でレーザー溶接を行うことができる。
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、スポット状に圧接
する金属箔はＡｇ，　Ａｇ−Ｃｕ等のＡｇろうをはじめ
とする公知のろう材、Ａ１、Ｃｕなどを用いることがで
きる。
図面に基づく発明の開示 第１図ａ，ｂ，ｄは圧延素材の製造工程を示す概略説明
図であり、同Ｃ図はライン方向から見た概略説明図であ
る。
第２図ａ−ｅは圧延素材の製造工程を示す定寸送り及び
溶接装置の一実施例の概略説明図であり、同ａ図はライ
ン方向から見た説明図である。
第３図はこの発明による圧延圧接方法を示す圧延機の概
略説明図である。
構遣よ コイルから巻き戻した基板材（１０）は、レーザー溶接
装置（１３）へ図示しない定寸送り装置にて所定長さず
つ送り出され、上方より金属箔（１１）が同様に定寸送
り装置にて所定長さずつ送り出される。
さらに、レーザー溶接装置（１３）の下流側には、レー
ザー切断装置（１６）が設けてあり、後述する溶接後に
コイルに巻き取るか、あるいはさらに、下流側に設けた
圧延装置にて圧接、圧延する。
基板材（１０）と金属箔（２０）の定寸送り装置は、図
示しないが、所定長さずつ送り出すことができれば、公
知のいずれの構威も利用できる。
レーザー溶接装置は、ｂ図に示す如く、基板材（１０）
の金属箔（ｌ１）圧着予定位置の裏面側、ここでは下面
の中央部に上下動可能に支持材（１４）を配置し、また
金属箔（ｌ１）側に押さえ治具（ｌ５）を配設してある
。
すなわち、基板材（ｌＯ）に沿って所定位置にガイドす
る機構を設けた送りこみ装置により、前記支持材（１４
）と押さえ治具（１５）が開閉可能となり、基板材（１
０）と金属箔（１１）が定寸送りされて所定位置に重ね
合わせられたのち、前記支持材（１４）と押さえ治具（
１５）が移動して基板材（１０）と金属箔（１１）に当
接した際、レーザー照射してレーザー溶接する構威から
なる。
レーザー切断装置（１６）は、ｂ図に示す如く、基板材
（１０）の上方に長さ方向に所定間隔で保持されたレー
ザー照射器からなり、移動してきた金属箔（１１）をそ
の幅方向に切断する構成からなる。
佳里 第１図に示す如く、 ■金属箔（１ｌ）がガイド機構により、基板材（１０）
の所定位置に送り込まれ、前記ガイド機構により開閉可
能なレーザー溶接器（１３）に基板材（１０）と金属箔
（ｌ１）が送り込まれる。この際、所定送り量は圧接圧
延、仕上げ圧延によって変形する量を見込んでおく必要
がある（ａ図参照）。
■支持材（１４）を上昇させ、押さえ治具（１５）が金
属箔（１ｌ）を基板材（１０）に押付けた時点で、該レ
ーザー溶接器（ｌ３）からのレーザービームが押さえ治
Ａ（１５）に穿孔した照射窓を通して金属箔の長手方向
端面に照射され溶接を完了する（ｂ，ｃ図参照）。
このとき、照射時間が極めて短く金属溶融部の発生がな
く、金属箔表面に溶接痕が出にくい利点がある。
特に、第３図Ｃ図に示す如く、溶接は基板材（１０）幅
方向の金属箔片（１１）両端部の２点を溶接するとよく
、後工程の圧延時にロールに噛みこむ先端側のみを仮止
めして後端側をフリーにすることにより、圧接、圧延性
が向上する。
■上記溶接装置より所定ピッチの整数倍に位置した基板
材（１０）部分に固定された金属箔（１１）を所定間隔
に配置したレーザー切断装置（１６）により所定長さに
切断して金属箔（１１）の整形を行う。
切断はｂ図に示す如く、溶接時に先に溶接を完了した部
分をレーザー切断するとよい。
この際、切断長さは圧接圧延、仕上げ圧延によって変形
する量を見込んでおく必要がある。
■切断後、溶接されていない部分を除去することにより
、レーザー溶接により仮止めされかつ形状が良好な所定
寸法の金属箔片（１２）を得ることができる（ｄ図参照
）。
例えば、前記■工程を同時に行った後、■■■工程を同
時に行うサイクルを繰返すことにより、金属箔片（１２
）を所要ピッチで連続的に仮止めした基板材（１０）を
得る。
構成２ コイルから巻き戻した基板材（１０）は、レーザー溶接
装置へ図示しない定寸送り装置にて所定長さずつ送り出
され、溶接装置近傍には吸着機による金属箔（１ｌ）の
着脱機構を設けて所定長さずつ送りだす金属箔の定寸送
り装置が設けてあり、後述するレーザー切断、溶接後に
コイルに巻き取るか、あるいはさらに、下流側に設けた
圧延装置にて圧接、圧延する。
金属箔（１１）の定寸送り装置は、ここでは、所定幅の
帯状金属箔（１１）が吸着機にて吸着され、該金属箔（
１１）を材料ガイド（２０）に設けた凹部溝底面上を吸
着機の１ストローク分だけ摺動送りされる構成からなる
。
基板材（１０）の定寸送り装置は、図示しないが、所定
長さずつ送り出すことができれば、公知のいずれの構威
も利用できる。
ここでは、基板材（１０）の金属箔片（１１）溶接予定
位置の裏面側、すなわち下面の中央部に支持ローラ（２
２）を当接配置し、基板材（１０）に沿って所定位置に
ガイドする機構を設けた送りこみ装置により、押さえ治
具（２１）が上下動可能となり、基板材（１０）と金属
箔（１１）が定寸送りされて所定位置に重ね合わせられ
たのち、押さえ治具（２１）が下降して基板材（１ｏ）
と金属箔（ｌ１）に当接した際、レーザー照射してレー
ザー切断およびレーザー溶接する構戒からなる。
レーザー切断装置（１６）は、ｂ図に示す如く、基板材
（１０）の上方に保持されたレーザー照射器からなり、
押さえ治具（２１）端の金属箔（１１）をその幅方向に
切断する構戒からなる。
また、レーザー溶接装置は、ｂ図に示す如く、レーザー
切断と同時に、押さえ治具（２１）に設けたレーザー照
射窓に向けてレーザー溶接器からのレーザービームを照
射する構戒からなる。
作用 第４図に示す如く、 ◇吸着機による着脱機構を有する定寸送り装置により切
断装置に所定幅の金属箔（１１）を所定量送り込む。（
Ｃ図参照） ◇所定長さの金属箔（１１）がガイド（２０）端面より
オーバーハングした時、押さえ治具（２１）を下降させ
て金属箔（１ｌ）を押さえ、レーザー切断して金属箔片
（１２）となす。（ｄ図参照）◇前記レーザー切断と同
時に、金属箔片（１２）を基板材（１０）に押付けた状
態で、レーザー照射することにより、金属箔片（１２）
をレーザー溶接する（ｄ図参照）。このときの溶接条件
は前述と同条件が好ましい。
◇レーザー溶接完了後に、基板材（１０）を、定寸送り
装置にて、所定量、すなわち、圧接圧延及び仕上げ圧延
によって変形する量を見込んだ量を送る。
例えば、前記◇◇工程を同時に行った後、◇◇工程を行
うサイクルを繰返すことにより、金属箔片（１２）を所
要ピッチで連続的に仮止めした基板材（１０）を得る。
圧接圧延 次に、得られた基板材（１ｏ）と金属箔片（１２）を圧
接圧延する方法を説明する。
第３図に示す如く、圧延機（３０）は一対のワークロー
ノレ（３ｌ）にバックアップローノレ（３２冫を当接さ
せて、巻き戻された基板材（１０）を加圧する構成から
なり、荷重検出装置と板厚計を備え、圧延荷重制御装置
にて荷重一定制御を行う。
さらに、圧延ａ（３０）出側に金属箔片ビッチ測定機、
ここでは、光学式センサ（３３）、高精度エンコーダ（
３４）を設けてある。
制御方法は以下の手順がらなる。
Ｉ圧延荷重の計測値とその時の金属箔片の所要原点から
の絶対位置測定値を基に、圧延荷重の変動とピッチ及び
絶対位置の変動との定量的関係、制御モデルを求め、 ＩＩ所定位置精度を得るための目標とする圧延荷重を計
算し、 ａｔ圧延荷重を制御基準として出力することにより荷重
一定制御を行う。
■また、金属箔片の位置測定結果は、圧延荷重制御装置
にフィードバックすることにより制御エラーに対し、制
御モデルを適宜修正し、総合的な補正を行う。
かかる制御にて、圧延時の超高精度の板厚制御が可能と
なり、目的の高精度ピッチ制御を実現できる。
また、ＩＩにおいて、圧延前の金属箔片の所要原点から
の絶対位置測定値をフィードフォワードし、常時あるい
は適宜圧延荷重の目標設定値を補正することができる。
発明の効果 この発明により、蒸着法やめつき法に比べ量産性にすぐ
れた圧延により、スポット状部分クラッド材を製造する
ことが可能となった。
この発明の製造方法によるスポット状部分クラッド材は
、所定位置に高精度で所定寸法に所定のろう材などの金
属部分が形威されているため、リードフレームの形戒時
の形状精度並びに量産性にすぐれている。
切断後に仮止めする場合、被着する金属箔片に無駄がな
く、例えば、リードフレーム用として、接合性を良好と
する金属としてＡｇ等を用いた場合の歩留が大幅に向上
する。
また、この発明では、金属箔の切断にレーザー切断を採
用しているため、例えば、従来のクリアランスを２〜３
ｐｍに保持する打抜き方式が約２０００回程度で目詰ま
りを起こすのに対して、メンテナンスフリーとなる利点
がある。
金属箔の仮止め溶接にレーザー溶接を採用しているため
、金属箔の端部を溶接でき、圧接後の金属箔形状を良好
にすることができ、例えば、抵抗溶接に比較して、接触
部分の抵抗の影響がなく、効率のよい溶接ができる利点
がある。
【図面の簡単な説明】
第ｌ図ａ，ｂ，ｄは圧延素材の製造工程を示す概略説明
図であり、同Ｃ図はライン方向から見た溶接装置と切断
機の概略説明図である。 第２図ａ−ｅは圧延素材の製造工程を示す定寸送り及び
溶接装置の一実施例の概略説明図であり、同ａ図はライ
ン方向から見た説明図である。 第３図はこの発明による圧延圧接方法を示す圧延機の概
略説明図である。 第４図はスポット状部分クラッド材の斜視説明図である
。 第５図はリードフレームの一例を示す説明図である。 １０・・・基板材、１１・・・金属箔、１２・・・金属
箔片、１３・・・レーザー溶接器、１４・・・支持材、
１５．２１・・・押さえ治具、ｌ６・・・レーザー切断
装置、２０・・・材料ガイド、２２・・・支持ローラ、
３０・・・圧延機、３１・・・ワークロール、３２・・
・バックアップロール、３３・・・光学式センサ、 ３４・・・高精度ロータリーエンコーダ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 基板材上に所定間隔で所定寸法の金属箔片を圧着したス
    ポット状部分クラッド材の製造方法において、 基板材と金属箔を重ね合わせ、レーザー溶接器により、
    基板材の長手方向に一定間隔で金属箔片の長手端面をレ
    ーザー溶接し、 さらに、レーザー切断器により長手方向に一定間隔で幅
    方向に金属箔を切断した後、溶接止着されていない金属
    箔片を除去することにより、基板材上に所定間隔で所定
    寸法の金属箔片を配列し、その後、仮止めした金属箔片
    と基板材を圧接、圧延することを特徴とするスポット状
    部分クラッド材の製造方法。 基板材上に所定間隔で所定寸法の金属箔片を圧着したス
    ポット状部分クラッド材の製造方法において、 基板材上で、金属箔を所定位置に定寸送りを行う材料送
    り込み装置により開閉する金属箔の押さえ治具にて、金
    属箔を基板材上に押圧可能となし、定寸送り後、押さえ
    治具にて金属箔を基板材上の所要位置に押圧し、切断用
    レーザーと溶接用レーザーを同時または所定の時間差で
    照射することにより、前記金属箔を所定寸法にレーザー
    切断し、金属箔片の一点以上をレーザー溶接して仮止め
    し、 その後、仮止めした金属箔片と基板材を圧接、圧延する
    ことを特徴とするスポット状部分クラッド材の製造方法
    。
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