JPH04214821A - Ｉｃリードフレーム材の製造方法および製造装置 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＩＣ製造のためのリ−
ドフレ−ム材の製造方法および製造装置に関する。　　
本発明により、剛性および靭性が向上し、加工後の歪み
の少ない材料が提供される。

【０００２】

【従来の技術】各種のＩＣの製造に使用するリ−ドフレ
−ム材としては、Ｆｅ−４２Ｎｉを代表とする低熱膨脹
率合金の薄板が使用されている。　　ＩＣの小型化、高
密度化につれて、リ−ドフレ−ム材もいっそう薄肉かつ
高強度であることを要求されており、その剛性および靭
性をさらに向上させる必要がある。　　それとともに、
打抜きなどの加工後に歪みがあらわれないよう、残留応
力を極力低減することも必要である。

【０００３】発明者らは、ばね材のばね限界値の向上に
「テンション・アニ−ル」とよばれる方法、すなわち材
料に張力を加えた状態で加熱する焼鈍処理が有効である
ことに着目し、これがリ−ドフレ−ム材の物性向上にも
役立つのではないかとの期待をもって実験した。　　そ
の結果、剛性および靭性を向上させるとともに、残留応
力を低減することができるという事実を知った。

【０００４】さらに発明者らは、長尺の薄板の平坦化の
ために使用されているロ―ラ―レベラ―が、ＩＣリ―ド
フレ―ム材の歪み除去にも有効であろうと考えた。　　
実験の結果、上述のテンション・アニ―ルに先立って、
このロ―ラ―レベラ―による矯正を行なうと効果的であ
ることを見出した。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
の知見を利用して、近時の要請にこたえたリ−ドフレ−
ム材、すなわち低膨脹合金を代表とするＩＣリ―ドフレ
―ム用合金材料とし、剛性および靭性が向上し残留歪み
が低減された材料の製造方法および製造装置を提供する
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のＩＣリ−ドフレ
−ム材の製造方法は、基本的には図１に示すように、Ｉ
Ｃリ―ドフレ―ム用合金の長尺の薄板に対し、その長手
方向に張力を加えながら、張力の加えられた部分を加熱
する焼鈍処理を施すことからなる。

【０００７】本発明のＩＣリ―ドフレ―ム材の製造方法
の好ましい態様は、上記の基本的な操作に加えて、ロ―
ラ―レベラ―による矯正をまず行なう。　　すなわち、
図２に示すように、ＩＣリ―ドフレ―ム用合金の長尺の
薄板に対し、非駆動のロ―ラ―レベラ―による矯正をお
こなったのち、その長手方向に張力を加えながら、張力
の加えられた部分を加熱する焼鈍処理を施すことからな
る。

【０００８】ＩＣリ―ドフレ―ム用合金としては、前記
したＦｅ−４２Ｎｉ低膨脹合金が代表的であって、その
場合に好適な焼鈍条件は、２〜１０Ｋｇｆ／ｍｍ２の張
力を加えながら、５００〜６００℃に３分間以内の時間
加熱することである。

【０００９】この合金のほか、本発明はＣｕ系合金にも
適用できる。　　一例として、Ｃｕ−０．６Ｆｅ−０．
３Ｔｉ−０．０５Ｍｇ合金が挙げられる。　　この合金
に対して適切な焼鈍条件は、１〜５Ｋｇｆ／ｍｍ２の張
力と、２００〜４００℃×３分間以内の加熱である。　
　Ｃｕ系のＩＣリ―ドフレ―ム用合金はそのほか多種類
であるが、必要に応じて多少の実験を行なうことにより
、それぞれに最適の焼鈍条件を見出すことができる。

【００１０】本発明のＩＣリ―ドフレ―ム製造装置は、
基本的には図１に示すように、ＩＣリ―ドフレ―ム用合
金の薄板のコイルを一方から繰り出して他方で巻き取る
手段（１および２）、それらの間に設けた、制御雰囲気
下に薄板を加熱および冷却する焼鈍手段（５および６）
、ならびに、焼鈍の間に薄板に対して所定の張力を加え
る手段（４）から構成される。

【００１１】本発明の装置の好ましい態様は、図２に示
すように、図１の装置においてＩＣリ―ドフレ―ム用合
金の薄板の焼鈍手段（５，６）の前に、ロ―ラ―レベラ
―（７）を加えたものである。

【００１２】

【作用】図１において、長尺のリ−ドフレ−ム材（９）
は、巻き戻し機（１）から繰り出して巻き取り機（２）
で巻き取り、その間でブライドルロ−ル（３Ａ）と（３
Ｂ）の送り速度の差によって張力が加えられる。　　張
力の強さは、張力検出装置（４）により測定し、それが
適切な値になるよう、ブライドルロ−ルの回転速度を調
節する。　　符号（５）は加熱炉であって、薄板を所定
の温度に加熱する。加熱時は雰囲気を制御して、（たと
えば、Ｎ２＋Ｈ２混合ガスを用いる）非酸化性条件下に
焼鈍を行なうことが好ましい。　　加熱を受けたＩＣリ
―ドフレ―ム材は、酸化や変形を避けるため、制御雰囲
気下に適切な速度（通常１〜１０℃／秒）で冷却してか
ら外部に出す。　　図１の符号（６）は、このために設
けた冷却装置である。

【００１３】ＩＣリ―ドフレ―ム用合金としてＦｅ−４
２Ｎｉ低膨脹合金を使用した場合の焼鈍条件について説
明すると、テンション・アニ−ルの効果は、加える張力
が２Ｋｇｆ／ｍｍ２以上ないと微弱であり、一方、１０
Ｋｇｆ／ｍｍ２を超える張力は、ばね限界値をかえって
低下させる。　　一般に、３Ｋｇｆ／ｍｍ２以上、７Ｋ
ｇｆ／ｍｍ２以下が好適である。　　加熱温度は、高い
方が所要時間が短くてすみ、連続処理の生産性が高いが
、高温および長時間の処理はばね限界値の低下を招くか
ら、５００〜６５０℃の温度で３分間以内、の範囲から
適当な条件をえらぶ。　　代表的には、６００℃×１〜
２分間が適当である。

【００１４】図２の操作は、ブライドルロ―ル（３Ａ）
を通過したリ―ドフレ―ム材を、まず非駆動のロ―ラ―
レベラ―（７）の間を通したのち、上記したところと同
様にして、テンション・アニ―ルを行なう。　　ロ―ラ
―レベラ―（７）は、図３に示すように、複数個（この
例では５個）の非駆動の、すなわち自由回転するロ―ラ
―から成っていて、押込量が、入口側は大きく出口側に
向うに従って小さくなり、最終段はオ―バ―ラップがゼ
ロになるように配置してある。　　これらのロ―ラ―を
通る間に、リ―ドフレ―ム材は方向が交互に異なり応力
が次第に小さくなる曲げを受けて、歪みが減少する。

【００１５】

【実施例１】Ｆｅ−４２Ｎｉ合金の厚さ０．２５ｍｍの
薄板を、５００〜６６０℃×１〜５分間の条件で加熱し
て、ばね限界値を測定した。　　結果はつぎのとおりで
あって、６００℃×１分間の加熱が最良の結果を与えた
。

【００１６】

【表１】

【００１７】次に、同じ材料について、加熱条件を６０
０℃×１分間（または２分間）と一定にして、張力を０
〜１５Ｋｇｆ／ｍｍ２の範囲で変化させて、ばね限界値
、ヤング率および伸びを測定した。　　結果は、それぞ
れ図４（ばね限界値）、図５（ヤング率）および図６（
伸び）のグラフに示すとおりである。　　これらのグラ
フから、ヤング率と伸びについては張力３Ｋｇｆ／ｍｍ
２以上でほぼ一定の値が得られるが、ばね限界値に関し
ては３〜７Ｋｇｆ／ｍｍ２の範囲が適切であることがわ
かる。

【００１８】同様に、６００℃×１分間（または２分間
）の加熱処理を種々の張力下に行なった試料について、
薄板材料の反りを、長手方向（「クロスボ−」または「
Ｃ反り」という）および幅方向（「カ−ル」または「Ｌ
反り」という）について測定した。　　その結果は、図
７（クロスボ−）および図８（カ−ル）に示すとおりで
ある。　　それぞれ、目標とする２０μｍ以内（クロス
ボ−）、１０ｍｍ／１０００ｍｍ以内（カ−ル）におさ
まっている。

【００１９】さらに、最も良好な成績を示した、６００
℃×１分間の加熱を５Ｋｇｆ／ｍｍ２の張力下に行なっ
たサンプルについて、長手方向および幅方向の残留応力
を測定した。　　結果は、図９（長手方向）および図１
０（幅方向）に示すとおりであって、両方向とも目標と
する残留応力値±１０Ｋｇｆ／ｍｍ２以下が十分に達成
できた。

【００２０】

【実施例２】実施例１で使用した装置に、ロ―ラ―レベ
ラ―を加えた。　　使用したロ―ラ―レベラ―は、直径
３０ｍｍ×バレル長さ１００ｍｍのロ―ラ―５本を図３
のように配置したものであって、第一ロ―ラ（７１）と
第二ロ―ラ―（７２）の間の押込量が最大で２．０ｍｍ
であり、第三ロ―ラ―（７３）、第四ロ―ラ―（７４）
と、次第に押込量が減少し、第四ロ―ラ―と第五ロ―ラ
―（７５）との間はオ―バ―ラップ量がゼロになってい
る。

【００２１】この装置を用いて、Ｆｅ−４２Ｎｉ合金の
厚さ０．２５ｍｍの薄板を対象に、１〜６０．５Ｋｇｆ
／ｍｍ２範囲の張力を加えながら６００℃×２分間に加
熱した後、平均冷却速度５℃／秒で冷却する処理を行な
った。

【００２２】処理後の材料について、長手方向の反り（
クロスボ―）と幅方向の反り（カ―ル）とを測定した。 　　張力下の焼鈍（Ｔ．Ａ．）だけの場合と、それにロ
―ラ―レベラ―（Ｒ．Ｌ）による矯正を加えた場合とを
比較してプロットし、図１１および図１２の結果を得た
。　　残留応力の測定結果は、図１３に示すとおりであ
る。

【００２３】

【発明の効果】本発明の方法で製造したリ−ドフレ−ム
材は、ヤング率およびばね限界値が向上し剛性および靭
性が増大していて、リ−ドフレ−ムの薄肉化、小型化の
要求にこたえることができる。　　また残留応力も低下
していて、打抜き加工後も形状が正確で歪みの少ない、
高精度のリ−ドフレ−ムをつくることができる。　　伸
びの向上は加工性の向上をもたらし、薄肉化および多ピ
ン化を容易にする。

【００２４】本発明の装置は、ありふれた部品の組み合
わせにより構成でき、組み立ても運転も容易であって、
ＩＣリ―ドフレ―ム材の歪みを効果的に除去することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明のＩＣリ−ドフレ−ム材の製造方法
の基本的な態様を説明するための、装置の概念的な図。

【図２】　　本発明のＩＣリ−ドフレ−ム材の製造方法
の好ましい態様を説明するための、図１と同様な装置の
概念的な図。

【図３】　　図２の一部の拡大図。

【図４】　　ＩＣリ−ドフレ−ム用合金に張力を加えて
加熱したときの、張力とばね限界値の関係を示したグラ
フ。

【図５】　　図４と同様で、張力とヤング率の関係を示
したグラフ。

【図６】　　図４と同様で、張力と伸びの関係を示した
グラフ。

【図７】　　ＩＣリ−ドフレ−ム用合金に張力を加えて
加熱したときの、張力と長手方向の反りの関係を示した
グラフ。

【図８】　　図７と同様で、張力と幅方向の反りの関係
を示したグラフ。

【図９】　　本発明の製造方法の基本的な態様で製造し
たＩＣリ−ドフレ−ム材の、長手方向における残留応力
をあらわしたグラフ。

【図１０】　　図９と同様で、幅方向における残留応力
をあらわしたグラフ。

【図１１】　　ＩＣリ−ドフレ−ム用合金に張力を加え
て加熱したとき、および加熱に先立ってロ―ラ―レベラ
―による矯正を行なったときの、張力と長手方向の反り
の関係を示したグラフ。

【図１２】　　図１１と同様で、張力と幅方向の反りの
関係を示したグラフ。

【図１３】　　本発明の製造方法の好ましい態様で製造
したＩＣリ−ドフレ−ム材の、長手方向における残留応
力をあらわしたグラフ。

【符号の説明】

１　　巻き戻し機 ２　　巻き取り機 ３Ａ，３Ｂ　　ブライドルロ−ル ４　　張力検出装置 ５　　加熱炉 ６　　冷却装置 ７　　ロ―ラ―レベラ― ９　　Ｆｅ　−４２Ｎｉ　合金薄板

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ＩＣリードフレーム用合金の長尺の薄
   板に対し、その長手方向に張力を加えつつ、張力の加え
   られた部分を加熱する焼鈍処理を施すことからなるＩＣ
   リ−ドフレ−ム材の製造方法。
2. 【請求項２】　　ＩＣリードフレーム用合金の長尺の薄
   板に対し、非駆動のロ―ラ―レベラ―による矯正をおこ
   なったのち、その長手方向に張力を加えながら、張力の
   加えられた部分を加熱する焼鈍処理を施すことからなる
   ＩＣリ−ドフレ−ム材の製造方法。
3. 【請求項３】　　ＩＣリードフレーム用合金として、Ｆ
   ｅ−（４０〜５０）Ｎｉ低膨脹合金を使用し、２〜１０
   Ｋｇｆ／ｍｍ２の張力を加えながら、５００〜６００℃
   に３分間以内の時間加熱する焼鈍条件で処理する請求項
   １または２のＩＣリ−ドフレ−ム材の製造方法。
4. 【請求項４】　　ＩＣリードフレーム用合金として、Ｃ
   ｕ−０．６Ｆｅ−０．３Ｔｉ−０．０５Ｍｇ合金を使用
   し、１〜５Ｋｇｆ／ｍｍ２の張力を加えながら、２００
   〜４００℃に３分間以内の時間加熱する焼鈍条件で処理
   する請求項１または２のＩＣリ−ドフレ−ム材の製造方
   法。
5. 【請求項５】　　ＩＣリードフレーム用合金の薄板のコ
   イルを一方から繰り出して他方で巻き取る手段、それら
   の間に設けた、制御雰囲気下に薄板を加熱または加熱加
   圧して冷却する焼鈍手段、ならびに、焼鈍の間に薄板に
   対して所定の張力を加える手段から構成されるＩＣリ−
   ドフレ−ム材の製造装置。
6. 【請求項６】　　ＩＣリードフレーム用合金の薄板の焼
   鈍手段の前にロ―ラ―レベラ―を加えた請求項５の製造
   装置。