JPH0738430B2 - リードフレーム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 利用産業分野 この発明は、半導体パッケージの端子として用いられる
リードフレームに係り、一対のロールで圧接、圧延して
ろう材を凸状に圧接したトップレイクラッド材を素材と
し、プレス打ち抜き加工後の所要形状基板材の所定位置
に、凸状に圧接されたろう材を有し、基板材の薄板化に
伴う折曲げ強度を確保したリードフレームに関する。

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、パッケージにろう付けするため、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９図ａ図に示す如き、基板材
（１）にAgろう（２）を埋入したインレイクラッド材
（７）が使用されていた。

すなわち、圧延により帯状の基板材（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ち抜き加工することによ
り、頭部にAgろう（２）を着設した所要のリードフレー
ム材（８）が得られる（第９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（７）
から得られたリードフレーム（９）は、第９図ｃ図に示
す如く、フラットパッケージ（５）へのろう付け後に、
Agろう材（２）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１図に示す如きクワッドタイプ等のフラット
パッケージ（５）用のリードフレーム（６）で、ろう付
け後に折曲げられる場合には、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（７）を用いることはできない。

そこで、第２図ａ図に示す如き基板材（１）上にAgろう
（２）を載せたトップレイクラッド材（３）を、ｂ図に
示すリードフレーム材（４）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（５）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２図ａの如きリードフレーム用トップレイク
ラッド材（３）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、第１図ａ図に示す如き所要形状
に打ち抜き加工した基板（１）の各リード毎にAgろう
（２）を仮止めして、ｂ図の如く、パッケージ（５）に
ろう付けを実施していた。

発明の目的 この発明は、かかる現状に鑑み、工業的に簡単な工程で
かつ安定して供給でき、特に薄肉化し、基板材の所定位
置に少なくとも１条のろう材が凸状に圧接されたリード
フレームの提供を目的としている。

発明の概要 この発明は、ろう材の圧接予定側に平ロールを当接さ
せ、前記ろう材の圧接予定位置とは反対側に凹部溝を有
するロールを用いて基板材にろう材を圧接し、基板材の
突条を形成した中間素材を得た後、基板材の突条側に平
ロールを当接させ、ろう材が埋入している側に凹部溝を
有するロールの溝位置をろう材位置に合せて、該中間素
材を圧延し、基板材の所定位置にろう材突条が圧接され
たトップレイクラッド材に、プレス打ち抜き加工を施す
か、ろう材が埋入可能な凹部溝を有し両面が平坦面な帯
状のダミー材を用いて、該凹部溝にろう材を埋入させて
ダミー材とろう材の圧接予定面に表面処理を施した基板
材を一対の平ロールで圧延した後、基板材に被着したダ
ミー材が剥がされ、基板材の所定位置にろう材突条が圧
接されたトップレイクラッド材に、プレス打ち抜き加工
を施すか、あるいは、基板材の上面にろう材を埋入圧接
したインレイクラッド材のろう材の圧接側に、ろう材が
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
ー材を介して当接させる平ロール、あるいは凹部溝を有
するロールと、前記ろう材の圧接面とは反対側に当接さ
せる平ロールとで、該溝位置をろう材位置に合せて圧延
され、基板材の所定位置にろう材突条が圧接されたトッ
プレイクラッド材に、プレス打ち抜き加工を施し、所要
形状に打ち抜いた基板材の所定位置に、凸状に圧接され
たろう材を設けたことを特徴とするリードフレームであ
る。

この発明において、リードフレームを得るための素材で
あるトップレイクラッド材とは、従来の基板材表面が平
坦でろう材が埋入したインレイタイプとは異なり、基板
材にろう材がストライプ状にクラッドされ、第４図ｂ〜
ｄ図に示す如く、ろう材の一部又は全部が基板材面上に
露出したものをいう。

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ロールを用い
て、実施例の突条が１条の場合と同様に製造できる。ま
た、被着材にAu、Ag-Cdなどの公知の接点材料等を利用
することもできる。

発明の図面に基づく開示 第１図ａはこの発明によるリードフレーム材の斜視説明
図であり、同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２図ａはトップレイクラッド材の断面説明図、同ｂ図
はリードフレーム材の断面説明図、同ｃ図はリードフレ
ームのろう付け状態を示す縦断説明図である。

第３図a,bはトップレイクフラッド材の製造工程を示す
ロールと素材の説明図である。

第４図ａは第３図ａによる中間素材の縦断説明図であ
り、同ｂ〜ｄ図はこの発明によるAgろう突条の形状を示
すトップレイクラッド材の縦断説明図である。

第５図ａ〜ｃは溝形状を示すロールの縦断説明図であ
る。

第６図a,b,dはトップレイクラッド材の製造工程を示す
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図である。

第７図a,c,dはトップレイクラッド材の製造工程を示す
ロールと素材の説明図であり、同b,eは得られたトップ
レイクラッド材の断面図である。

第８図は第７図ｃにおけるインレイクラッド材と溝ロー
ルとの関係を示す縦断説明図である。

ここでは、第１図ｂに示す如く、フラットパッケージに
ろう付けしたリードフレーム（６）と、同ａ図に示す如
く、所要形状のリードフレーム（６）を足部で接続一体
化して多数並列し配置したリードフレーム材（４）とを
区別して記述するが、説明上の都合であり一般的な所謂
リードフレームとしては何らの差もない。

構成１ 第１のトップレイクラッド材の製造方法は、圧接と圧延
の２工程からなり、まず、第３図ａ図に示す如く、所要
厚みの基板材（10）上の所定位置に所要幅のAgろう材
（11）を一対のロール（20）（21）で圧接する。

基板材（10）上のAgろう材（11）の圧接予定側、図で上
ロールに平ロール（20）を当接させ、前記Agろう材（1
1）圧接予定位置とは反対側、図で下ロールに所要寸法
の凹部溝（22）を有する溝ロール（21）を用いて、所要
の速度、圧下率で、基板材（10）にAgろう材（11）を圧
接し、基板材の上面にAgろう材（14）を埋入し、下面に
リードフレームの突条（13）を形成した中間素材（12）
を得る。

次ぎに、同ｂ図に示す如く、中間素材（12）の突条（1
3）側、図で下ロールに、平ロール（23）を用い、Agろ
う材が埋入している側、図で上ロールに所要寸法の凹部
溝（25）を有する溝ロール（24）を用いて、該溝位置を
埋入したAgろう位置に合せて、中間素材（12）を所要速
度、圧下率で圧延し、基板材の所定位置にAgろう突条
（16）を圧接したトップレイクラッド材（15）を得る。

得られたトップレイクラッド材（15）を、第１図ａ図に
示す如く、所要形状に打ち抜き加工することにより、頭
部にAgろう（２）を圧接した所要形状のリードフレーム
を足部で接続一体化して多数並列し配置したリードフレ
ーム材（４）を容易に得ることができる。

前記圧接及び圧延工程において、ロール段数、速度、圧
下率などの圧接及び条件は、用いる基板材及び被着材種
類、寸法、厚みにより適宜選定され、溝ロール（21）
（24）の凹部溝（22）（25）寸法も同様に適宜選定でき
る。

また、第４図ａ図に示す如く、トップレイクラッド材を
得るための中間素材（12）の突条（13）高さ（Ｈ）と埋
入したAgろう材（14）の埋入深さ（ｈ）の関係が、 ｈ＝Ｈの場合は、同ｂ図の如く、トップレイクラッド材
（15）の表面上に着設面を除く全面が露出したAgろう突
条（16）が得られ、 ｈ＞Ｈの場合は、同ｃ図の如く、トップレイクラッド材
（15）の表面に一部が埋入したAgろう突条（16）が得ら
れ、 ｈ＜Ｈの場合は、同ｄ図の如く、トップレイクラッド材
（15）表面に突出する母材突条の上にAgろう突条（16）
が圧接されたものが得られる。

また、少なくとも圧延時の溝ロールの幅はトップレイク
ラッド材のAgろう突条の幅となるため、所望幅に設定す
る必要があり、溝幅、深さを圧接及び圧延共に同条件と
することが望ましい。

さらに、溝ロールの溝幅及び深さと、中間素材（12）の
埋入したAgろう材（14）の埋入幅と突条（13）の幅を適
宜選定することにより、Agろう突条（16）の高さを所望
の高さに制御できる。なお、多条の突条を圧接した基板
材を製造する場合も、同様に被着材突条の高さを制御で
きる。

従って、圧接する被着材厚み、圧接時の溝ロールの深
さ、幅、あるいはさらに圧延時の溝ロールの深さを上記
の所望の条件となるように適宜選定するとよい。

さらに、圧接強度の向上、歪取りのために、前述の如く
ロールを多段構成としたり、圧接予定面を清浄化し、ブ
ラッシングするなどの表面処理したり、得られた中間素
材（12）あるいは製品のトップレイクラッド材（15）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。

また、前記トップレイクラッド材は、第５図ａ図に示す
如く溝ロール（21）の凹部溝（22）の底及びエッジ部形
状が鋭角な場合、Agろう突条の反対側に、中間素材のと
きの突条の痕跡が残る場合があり、これを消すには、ブ
ラッシング処理などの表面処理を施すほか、第５図のb,
c図の如く、凹部溝（22）の側面をテーパー状としたり
底及びエッジ部形状をなだらかにするとよい。さらに、
ロールには、鍛造鋼や超硬合金材を用いて焼き付きを防
止することが好ましい。

構成２ 第２のトップレイクラッド材の製造方法は、第６図に示
す如く、一対の平ロール（20）（23）を用いる圧延工程
からなり、まず、基板材（10）上のAgろう材（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ろう材（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、基板材（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
材質からなる帯材であり、一方面、図面で下面の中央部
に凹部溝（31）を設けてある。

第６図ａ図に示す如く、一対の平ロール（20）（23）間
に基板材（10）、Agろう材（11）、そしてダミー材（3
0）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ろう材（11）が嵌まり、一
対の平ロール（20）（23）の圧下力を受けて変形し、Ag
ろう材（11）を圧下する。

例えば、一対の平ロール（20）（23）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）と基板材
（10）が圧着して順次薄肉化してゆく。

ｂ図に示す如く、Agろう材（11）と基板材（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、基板材の
所定位置にAgろう突条（16）を圧接したトップレイクラ
ッド材（17）を得る。

第６図ｄ図に示す例は、ａ図と同様であるが、ダミー材
（32）幅を基板材（10）幅よりも狭くしたもので、ｅ図
に示す如く、基板材（10）の中央に溝部を設け、該溝部
底面にAgろう突条（16）を圧接したトップレイクラッド
材（17）を得ることができる。

得られたトップレイクラッド材（17）を、第１図ａ図に
示す如く、所要形状に打ち抜き加工することにより、頭
部にAgろう（２）を圧接した所要形状のリードフレーム
を足部で接続一体化して多数並列し配置したリードフレ
ーム材（４）を容易に得ることができる。

構成３ 第３のトップレイクラッド材の製造方法は、第７図に示
す如く、従来の製造方法で得られた所要寸法からなるイ
ンレイクラッド材（40）を素材として用い一対の平ロー
ル（20）（23）にて圧延する工程からなる。

インレイクラッド材（40）は、基板材（41）上面中央に
Agろう材（42）を圧接して埋入し、平坦面となってい
る。

ダミー材（30）は、基板材（41）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
材質からなる帯材であり、一方面、図面で下面の中央部
に凹部溝（31）を設けてある。

第７図ａ図に示す如く、一対の平ロール（20）（23）間
に、インレイクラッド材（40）のAgろう材（42）とダミ
ー材（30）の凹部溝（31）とを対向させて、所要の速
度、圧下率で圧延を施す。

なお、前記Agろう材（42）と凹部溝（31）との位置合せ
はサイドロールを用いるなどの手段で容易に実施でき
る。

一対の平ロール（20）（23）の圧下とともに、凹部溝
（31）にAgろう材（42）が嵌まり変形する。

例えば、一対の平ロール（20）（23）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）と基板材
（40）が圧着して順次薄肉化してゆき、基板材（40）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、ｂ図に示
す如く、基板材（40）の所定位置にAgろう突条（16）を
圧接したトップレイクラッド材（18）を得る。

ｃ図に示すトップレイクラッド材の製造方法は、基板材
（41）の上面にAgろう材（42）を埋入圧接したインレイ
クラッド材（40）を素材とし、Agろうの圧接側に、図で
上ロールに所要寸法の凹部溝（24）を有する溝ロール
（25）を用い、前記Agろうの圧接面とは反対側、図で下
ロールに平ロール（23）を用い、該溝位置を埋入したAg
ろう位置に合せて、インレイクラッド材（40）を所要速
度、圧下率で圧延し、ｂ図に示す如き基板材の所定位置
にAgろう突条（16）を圧接したトップレイクラッド材
（18）を得る。

ｄ図に示すトップレイクラッド材の製造方法は、ｃ図と
同様であるが、図で上ロールに所要寸法の凸部（27）
（27）間に凹部溝（28）（29）を有する溝ロール（26）
を用い、また、下ロールに平ロール（23）を用い、凹部
溝（28）の中央に設けた凹部溝（29）位置と埋入したAg
ろう位置を合せて圧延する。

これにより、ｅ図に示す如く、基板材（41）の中央の溝
部に中央突条部を有し、中央突条部の上面にAgろう突条
（16）を圧接したトップレイクラッド材（18）を得るこ
とができる。また、溝ロール（26）と同様の凹凸部を有
するダミー材を用いても製造することができる。

第８図に示す如く、トップレイクラッド材を得るための
インレイクラッド材（40）の埋入したAgろう材（42）の
埋入深さ（ｈ）とロール（24）の凹部溝（25）深さ(H₁)
との関係が、 ｈ＝H₁の場合は、第４図ｂ図の如く、トップレイクラッ
ド材（15）の表面上に着設面を除く全面が露出したAgろ
う突条（16）が得られ、 ｈ＞H₁の場合は、同ｃ図の如く、トップレイクラッド材
（15）の表面に一部が埋入したAgろう突条（16）が得ら
れ、 ｈ＜H₁の場合は、同ｄ図の如く、トップレイクラッド材
（15）表面に突出する母材突条の上にAgろう突条（16）
が圧接されたものが得られる。

さらに、ダミー材、溝ロールの溝幅及び深さと、インレ
イクラッド材（40）の埋入したAgろう材（42）の幅とを
適宜選定することにより、Agろう突条（16）の高さを所
望の高さに制御できる。なお、多条の突条を圧接した基
板材を製造する場合も、同様にAgろう等の被着材突条の
高さを制御できる。

得られたトップレイクラッド材（18）を、第１図ａ図に
示す如く、所要形状に打ち抜き加工することにより、頭
部にAgろう（２）を圧接した所要形状のリードフレーム
を足部で接続一体化して多数並列し配置したリードフレ
ーム材（４）を容易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａはこの発明によるリードフレーム材の斜視説明
図であり、同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２図ａはトップレイクラッド材の断面説明図、同ｂ図
はリードフレーム材の断面説明図、同ｃ図はリードフレ
ームのろう付け状態を示す縦断説明図である。 第３図a,bはトップレイクラッド材の製造工程を示すロ
ールと素材の説明図である。 第４図ａは第３図ａによる中間素材の縦断説明図であ
り、同ｂ〜ｄ図はこの発明によるAgろう突条の形状を示
すトップレイクラッド材の縦断説明図である。 第５図ａ〜ｃは溝形状を示すロールの縦断説明図であ
る。 第６図a,b,dはトップレイクラッド材の製造工程を示す
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図である。 第７図a,c,dはトップレイクラッド材の製造工程を示す
ロールと素材の説明図であり、同b,eは得られたトップ
レイクラッド材の断面図である。 第８図は第７図ｃにおけるインレイクラッド材と溝ロー
ルとの関係を示す縦断説明図である。 第９図ａはインレイクラッド材の断面説明図、同ｂ図は
リードフレーム材の断面説明図、同ｃ図はリードフレー
ムのろう付け状態を示す縦断説明図である。 1,10,41……基板材、２……Agろう、３……トップレイ
クラッド材、４……リードフレーム材、５……フラット
パッケージ、６……リードフレーム、7,40……インレイ
クラッド材、11……Agろう材、12……中間素材、13……
突条、14,42……Agろう材、15,17,18……トップレイク
ラッド材、16……Agろう突条、20,23……平ロール、21,
24,26……溝ロール、22,25,28,29……凹部溝、27……凸
部。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ろう材の圧接予定側に平ロールを当接さ
   せ、前記ろう材の圧接予定位置とは反対側に凹部溝を有
   するロールを用いて基板材にろう材を圧接し、基板材の
   突条を形成した中間素材を得た後、基板材の突条側に平
   ロールを当接させ、ろう材が埋入している側に凹部溝を
   有するロールの溝位置をろう材位置に合せて、該中間素
   材を圧延し、基板材の所定位置にろう材突条が圧接され
   たトップレイクラッド材に、プレス打ち抜き加工を施
   し、所要形状に打ち抜いた基板材の所定位置に、凸状に
   圧接されたろう材を設けたことを特徴とするリードフレ
   ーム。
2. 【請求項２】ろう材が埋入可能な凹部溝を有し両面が平
   坦面な帯状のダミー材を用いて、該凹部溝にろう材を埋
   入させてダミー材とろう材の圧接予定面に表面処理を施
   した基板材を一対の平ロールで圧延した後、基板材に被
   着したダミー材が剥がされ、基板材の所定位置にろう材
   突条が圧接されたトップレイクラッド材に、プレス打ち
   抜き加工を施し、所要形状に打ち抜いた基板材の所定位
   置に、凸状に圧接されたろう材を設けたことを特徴とす
   るリードフレーム。
3. 【請求項３】基板材の上面にろう材を埋入圧接したイン
   レイクラッド材のろう材の圧接側に、ろう材が埋入可能
   な凹部溝を有し両面が平坦面である帯状のダミー材を介
   して当接させる平ロール、あるいは凹部溝を有するロー
   ルと、前記ろう材の圧接面とは反対側に当接させる平ロ
   ールとで、該溝位置をろう材位置に合せて圧延され、基
   板材の所定位置にろう材突条が圧接されたトップレイク
   ラッド材に、プレス打ち抜き加工を施し、所要形状に打
   ち抜いた基板材の所定位置に、凸状に圧接されたろう材
   を設けたことを特徴とするリードフレーム。