JPH0649236B2 - トップレイクラッド材の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、リードフレーム等の基板材の所要位置にAg
ろう等の被着材を凸状に圧接したトップレイクラッド材
の製造方法に係り、所要の凹部溝を設け基板材と同様帯
材からなるダミー材を用いて、一対の平ロールにてダミ
ー材の凹部溝に被着材を入れて基板材とダミー材を圧延
することにより、被着材の焼き付、剥がれや膨れ等の表
面性状不良を発生させることなく、被着材の圧接位置決
め及び凸部形状性を良好に安定して量産できるトップレ
イクラッド材の製造方法に関する。

背景技術 半導体パッケージの端子として用いられるリードフレー
ム材は、パッケージのろう付けするため、Agろうを予め
着設したものが使用される。

従来、微小なリードフレームをプレス加工により製造す
るための素材として、第３図ａ図に示す如き、リードフ
レーム材(1)とAgろう(2)とのインレイクラッド材が使用
されていた。

すなわち、圧延により帯状のリードフレーム材 (1)の中央溝部に、同一平坦面となるようAgろう (2)を埋設した形状を有し、これから所要形状に打抜加
工することにより、東部にAgろう(2)を着設した所要の
リードフレームが得られる（第３図ｂ図参照）。

ところで、リードフレーム材の厚みは、現在0.25mmが主
流であるが、0.1〜0.15mmへとより薄板化しつつある。

従って薄板化すると、前記のインレイクラッド材から得
られたリードフレームは、第３図ｃ図に示す如く、ろう
付け後に、ろう材を着設していた部分に凹みができるこ
ととなり、特に折曲げ強度の点で不利となる。

例えば、第２図に示す如きクワッドタイプ等のフラット
パッケージ(3)用のリードフレーム(4)は、ろう付け後に
折曲げられるため、所要の折曲げ強度を確保する必要が
あり、かかる用途に薄板化した従来のインレイクラッド
材を用いることはできない。

そこで、第４図a,b図に示す如きリードフレーム材(1)上
にAgろう(2)を載せたトップレイクラッド材を、ｂ図に
示すリードフレームに加工して用いると、同ｃ図に示す
如く、フラットパッケージにろう付けした後の折曲げ時
の強度に問題を生じないと考えられる。

しかし、第４図ａの如きリードフレーム用トップレイク
ラッド材を、工業的に容易にかつ安定して供給すること
ができないため、薄肉化した基板の各リード毎にAgろう
を仮止めして、パッケージにろう付けを実施していた。

従来技術の問題点 かかるトップレイクラッド材を得る方法として、Agろう
の圧接予定側に凹部溝を有するロールを用い、圧接予定
位置とは反対側に平ロールを用い、リードフレーム基板
上にAgろうをクラッドできると考えられるが、ロール溝
部よりロール潤滑油が圧接界面に回りこみ、Agろうの剥
離や膨れが生じるため、品質に問題が生じる。

また、Agろう側のロール溝部で局部的に過大な押圧力を
生じ、焼き付や表面性状不良あるいはろう材の圧接位置
決めが悪くなる問題があった。

そこで、母材金属の全面に平ロールで被着材を圧接した
後、被着材に選択的にマスキングを施し、非マスク部の
被覆材を除去して、所要部に被覆材を設けたトップレイ
クラッド材の製造方法が提案（特開昭61-73889号公報）
されている。

上記技術をリードフレームの製造に適用することは、マ
スキング、エッチング処理が煩雑で作業性が悪く、かつ
Agろうをエッチングすることになり、歩留が悪く、工業
的に不経済である。

また、リードフレーム基板の所要面上にめっき処理する
ことも考えられるが、十分なろう付け強度を確保するに
はAgろうは20〜100μｍ厚みに被着する必要があるた
め、かかる厚みに積層することは工業的に不経済であ
る。

この発明は、かかる現状に鑑み、特に薄肉化したリード
フレーム材に最適のトップレイクラッド材をはじめ、基
板材の所定位置に少なくとも１条の被着材が突条に圧接
されたトップレイクラッド材を、工業的に簡単な工程で
かつ安定して供給できる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、 金属または合金基板材上の表面処理を施した少なくとも
１条の所要幅の被着材の圧接予定面に、被着材を一対の
平ロールで圧接するに際し、被着材が埋入可能な凹部溝
を有し両面が平坦面である帯状のダミー材を用いて、該
凹部溝に被着材を埋入させてダミー材と基板材を圧延し
て、基板材に被着材を圧接した後、基板材に被着したダ
ミー材を剥がし、基板材の所定位置に圧接した被着材突
条を得ることを特徴とするトップレイクラッド材の製造
方法である。

この発明を、特にリードフレーム基板にAgろうを圧接し
たトップレイクラッド材の場合について説明すると、 Agろうが埋入可能な凹部溝を有し両面が平坦面である帯
状のダミー材を用いて、該凹部溝にAgろうを埋入させて
ダミー材とリードフレーム帯材を圧延して、リードフレ
ーム帯材にAgろうを圧接した後、リードフレーム材に被
着したダミー材を剥がし、リードフレーム基板面の所定
位置に圧接したAgろう突条を有するトップレイクラッド
材を得ることができる。

この発明において、トップレイクラッド材とは、従来の
基板材表面が平坦で被着材料が埋入したインレイタイプ
とは異なり、母材に被着材料がストライプ状にクラッド
され、被着材料の一部又は全部が母材面上に露出したも
のをいい、さらに、第１図ｅ図に示す如く、基板材に溝
部を設け、溝底面に被着材の突条を圧接したものもトッ
プレイクラッド材という。

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、突条に圧接する被着材は
Ag、Ag-Cu等のAgろうをはじめとする公知のろう材、あ
るいはAu、Ag-Cdなどの公知の接点材料等を利用でき
る。さらに、用途に応じては、多条の突条を圧接した基
板材が要求されるが、所要数の凹部溝を有するダミー材
を用いて、実施例の突条が１条の場合と同様に製造でき
る。

発明の図面に基づく開示 第１図a,b,d図はこの発明によるトップレイクラッドの
製造工程を示すロールと素材の説明図であり、同c,e図
は得られたトップレイクラッド材の断面である。

ここでは、トップレイクラッド材として、リードフレー
ム基板面の中央位置に１条のAgろうを凸状に圧接したト
ップレイクラッド材及びその製造方法について説明す
る。

この発明によるトップレイクラッド材の製造方法は、一
対の平ロール(20)(21)を用いる圧延工程からなり、ま
ず、リードフレーム帯材(10)上のAgろう帯(11)の圧接予
定面、図で中央部にのみ表面処理を施す。

また、Agろう帯状(11)の圧接予定面も同様に表面処理す
ることが望ましい。

ダミー材(30)は、リードフレーム帯状(10)と同様形状を
有しかつ同等以上の大きさを有する同材質あるいはより
高硬度の材質からなる帯状であり、一方面、図面で下面
の中央部に凹部溝(31)を設けてある。

第１図ａ図に示す如く、一対の平ロール(20)(21)間に、
リードフレーム帯状(10)、Agろう帯状(11)、そしてダミ
ー材(30)を配して、所要の速度、圧下率で圧延を施す。

この際、凹部溝(31)にはAgろう帯状(11)が嵌まり、一対
の平ロール(20)(21)の圧下力を受けて変形し、Agろう帯
状(11)を圧下する。

例えば、一対の平ロール(20)(21)を多段に設けて、所要
の圧延を行うことにより、ダミー材(30)とリードフレー
ム帯状(10)が圧着して順次薄肉化してゆく。

ｂ図に示す如く、Agろう帯状(11)とリードフレーム帯状
(10)が所要厚みになったところで圧延を完了する。

その後、ダミー材(30)を剥がすことにより、リードフレ
ーム帯状の所定位置にAgろう突条(12)を圧接したトップ
レイクラッド材(13)を得る。

表面処理は、圧接予定面を清浄化して圧着強度を増加さ
せることを目的とするもので、ブラッシングなどの公知
手段で、油分や異物等を除去するとよい。

したがって、前述の如く、リードフレーム帯状(10)とAg
ろう帯状(11)の両者の圧接予定面に同様に表面処理する
ことが望ましい。

すなわち、リードフレーム帯状(10)とAgろう帯状(11)の
対向する圧接予定面のみに表面処理し、他の表面やダミ
ー材(30)には全く表面処理を施さないことにより、所要
部のみ強固に圧接させてダミー材(30)の離脱を容易にす
る。

前記圧延工程において、ロール段数、速度、圧下率など
の圧接及び条件は、用いるリードフレーム材及びろう材
種類、寸法、厚みにより適宜選定され、ダミー材(30)の
凹部溝(31)寸法も同様に適宜選定できる。

ｄ図に示す例は、ａ図と同様であるが、ダミー材(32)幅
をリードフレーム帯状(10)よりも狭くしたもので、ｅ図
に示す如く、リードフレーム帯状(10)の中央に溝部を設
け、該溝部底面にAgろう突条(12)を圧接したトップレイ
クラッド材(14)を得ることができる。

従って、圧接するAgろう帯状(11)厚み、ダミー材(30)の
幅、溝部の深さ、幅、さらに圧延条件を上記の所望のト
ップレイクラッド材の条件となるように適宜選定する必
要がある。

以上、第１図にはこの発明による製造方法の工程の概念
を示したが、圧接強度の向上、歪取りのために、さらに
製品のトップレイクラッド材(13)(14)に熱処理を施すの
もよい。

熱処理としては、500℃から用いたろう材の融点以下の
温度域、さらに650〜700℃が好ましく、0.5〜５分間、
水素中雰囲気の拡散焼鈍が好ましい。

発明の効果 上述したこの発明の製造方法によるトップレイクラッド
材(13)は、従来の如き潤滑油の悪影響が全くなく、Agろ
う突条(12)の圧接強度、形状精度にすぐれ、また、圧接
位置決めが容易で正確となる利点があり、簡単な工程で
かつ安定して供給できる。

しがって、この発明の製造方法によるトップレイクラッ
ド材(13)は、所要厚みのAgろう突条(12)を所要位置に圧
接してあるため、第２図に示す如く、フラットパッケー
ジ(3)用のリードフレーム(4)をプレス加工により製造す
るのに最適である。

実施例 素材として、リードフレーム材に、圧接予定面のみを清
浄化した厚み0.35mm×幅25mmのコイル状の42Ni-Fe系合
金、ろう材に厚み0.13mm×幅2.3mmのコイル状の85Ag-Cu
材を用い、ダミー材には、0.35mm×幅25mmのコイル状の
42Ni-Fe系合金を用いて圧接用の凹部溝寸法を、幅2.3m
m、深さ0.1mmとし、圧下荷重5ton、10m/minの条件で圧
延した。

圧延後、ダミー材を剥がし、さらに、水素雰囲気中で、
650℃×５分の拡散焼鈍を施した。

その結果、厚み0.15mm×幅23mmのリードフレーム材上面
中央に、厚み50μｍ×幅2.3mmのAgろう突条を圧接した
トップレイクラッド材材を得た。

【図面の簡単な説明】

第１図a,b,d図はこの発明によるトップレイクラッドの
製造工程を示すロールと素材の説明図であり、同c,e図
は得られたトップレイクラッド材の断面である。 第２図a,b図はリードフレームのフラットパッケージへ
のろう付け状態を示すリードフレームとパッケージの斜
視説明図である。 第３図ａ図はインレイクラッド材の断面説明図、ｂ図は
リードフレームの断面説明図、ｃ図はそのろう付け状態
を示す縦断説明図である。 第４図ａ図はトップレイクラッド材の断面説明図、ｂ図
はリードフレームの断面説明図、ｃ図はそのろう付け状
態を示す縦断説明図である。 １…リードフレーム材、２…Agろう、 ３…フラットパッケージ、４…リードフレーム、 10…リードフレーム帯材、11…Agろう帯材、 12…Agろう突条、 13,14…トップレイクラッド材、 20,21…平ロール、30,32…ダミー材、 31…凹部溝。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属または合金基板材上の表面処理を施し
   た少なくとも１条の所要幅の被着材の圧接予定面に、被
   着材を一対の平ロールで圧接するに際し、被着材が埋入
   可能な凹部溝を有し両面が平坦面である帯状のダミー材
   を用いて、該凹部溝に被着材を埋入させてダミー材と基
   板材を圧延して、基板材に被着材を圧接した後、基板材
   に被着したダミー材を剥がし、基板材の所定位置に圧接
   した被着材突条を得ることを特徴とするトップレイクラ
   ッド材の製造方法。