JPH05179367A - リードフレームの熱処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 条材に付加されたテンションをリアルタイム
に制御して、常時設定値内の一定の範囲のテンションを
条材に付加することが可能であるリードフレームの熱処
理装置を提供する。 【構成】 リードフレームの熱処理装置１０は、第２の
ブライドル手段１５を駆動させて条材供給手段１１から
条材１３を所定の速度で搬出させ、該搬出した条材１３
を巻き取り手段１６を用いて巻き取る。前記条材供給手
段１１から供給された条材１３は、第１のブライドル手
段１２のテンション検出部２２によりテンションの状態
変化が検出され、該検出された状態値に基づき、テンシ
ョン制御部２３がテンションを調整する制御値を出力
し、該制御値に基づきブレーキ部２１がテンションを調
整し常時一定範囲のテンションを条材１３に付加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置に利用され
る長尺で帯状の金属薄板材料の熱処理装置に係り、更に
詳しくはリードフレームに用いる長尺で帯状の金属薄板
材料や前記条材をプレス加工して形成した中間工程のリ
ードフレームの金属薄板部材（以下、条材という）を所
定の張力にて移動させて熱処理を行うリードフレームの
熱処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体装置用リードフレームの製
造過程においては、インナーリードやアウターリード及
び位置決め基準孔等の所要のパターンを形成するので、
プレス加工で除去した領域とその周辺部材に残留応力が
生じる。該残留応力は、半導体装置の品質や歩留りに大
きな影響を与えるので一般的に残留応力を除去する熱処
理装置を用いて熱処理がなされている。以下に従来のリ
ードフレームの熱処理装置について説明する。図３は従
来のリードフレームの熱処理装置の概略説明図である。
従来のリードフレームの熱処理装置６０は、上流側にペ
イオフ６１を備え、該ペイオフ６１の下流側には第１の
ブライドル６２を配設し、該第１のブライドル６２の下
流側には熱処理手段であるテンションアニール炉６３を
配設し、該テンションアニール炉６３の下流側には第２
のブライドル６４を設け、該第２のブライドル６４の下
流側にはテイクアップ６５が設けられ、前記ペイオフ６
１にはプレス加工したリードフレームが形成された条材
６６が巻回され、該条材６６は上流のペイオフ６１から
第１のブライドル６２等を介し下流のテイクアップ６５
により巻取られている。

【０００３】前記第１のブライドル６２は、上流側に第
１の調整ロール６７を設け、該第１の調整ロール６７の
上部には回転自在に当接する調整押さえロール６８を配
設し、前記調整押さえロール６８の下流側には昇降可能
な第２の調整ロール６９を設け、該第２の調整ロール６
９には調整重り７０が設けられ、前記第２の調整ロール
６９の下流にはガイドロール７１を配設している。前記
第２のブライドル６４は、ガイドロール７２と、該ガイ
ドロール７２の下流に中間ロール７３を備え、更に該中
間ロール７３の下流にはモータ７４によって駆動される
搬出ローラ７５を設け、該搬出ローラ７５の上部には押
さえロール７６が設けられている。なお、前記テンショ
ンアニール炉６３は予熱部７７、加熱部７８、冷却部７
９とを備えている。

【０００４】以上のように構成された従来の金属材料や
該金属材料をプレス加工して形成されたリードフレーム
等の帯条部材６６（以下、条材という）の熱処理装置６
０について、以下その使用方法について説明する。ま
ず、モータ７４を駆動させ、搬出ローラ７５を回転させ
て、条材６６をペイオフ６１から繰り出し、第１の調整
ロール６７、第２の調整ロール６９、及びガイドロール
７１を介してテンションアニール炉６３へ搬送する。該
テンションアニール炉６３に搬送された条材６６は、予
熱部７７、加熱部７８、冷却部７９において、熱処理さ
れ不要な残留応力が除去される。前記残留応力が除去さ
れた条材６６は、ガイドロール７２及び中間ロール７３
を介して前記搬出ローラ７５によって搬送され、テイク
アップ６５に巻き取られる。前記搬出ローラ７５により
搬出される条材６６は、均一且つ同質の半導体装置用リ
ードフレームを製造するために、条材６６に一定の張力
が与えられた状態で、テンションアニール炉６３によっ
て安定した熱処理がなされることが好ましいので、前記
テンションを付加するために調整用重り７０が第２の調
整ロール６９に垂下され、前記条材６６に一定の力がか
かるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年半
導体装置に用いるリードフレームの板厚が従来に比べて
薄く（０．１５〜０．１０ｍｍ）になる傾向がある。従
って、前記従来のリードフレームの熱処理装置６０で
は、モータ７４の回転力が不安定になったり、搬出ロー
ラ７５の回転力と調整重り７０のバランスが変化し不釣
合になった場合には、その変化に対応できず、条材６６
間に部分的な応力集中が生じ、条材６６が破断したり、
条材６６に形成されたリードフレームの相互のピッチに
ばらつきが出たり、ねじれや両端部の波打ち等の変形が
発生するという問題点があった。本発明はこのような事
情に鑑みてなされたもので、条材に付加されたテンショ
ンをリアルタイムに制御して、常時設定値内の一定の範
囲のテンションを条材に付加することが可能であるリー
ドフレームの熱処理装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項１
記載のリードフレームの熱処理装置は、金属薄板条材の
不要部分を順次除去して所要の連結部を残したリードフ
レームの中間形状を形成する加工を行って、前記加工の
際に滞有した内部残留応力を除去する熱処理を行った
後、前記連結部を除去してリードフレームの所要の形状
を形成するリードフレーム製造の中間工程に介在された
リードフレームの熱処理装置であって、前記リードフレ
ームの中間形状の条材を供給するペイオフを備えた条材
供給手段と、前記条材の状態の変化を検出するテンショ
ン検出部と該検出部で検出した状態値に基づき前記条材
のテンションを調整する制御値を出力するテンション制
御部と該制御値に基づき前記条材のテンションを調整す
るブレーキ部とを備えた第１のブライドル手段と、前記
条材に所定のテンションを付加した状態で予熱、加熱、
冷却の工程を備えた熱処理手段と、前記条材を所定の速
度で搬出する搬出部を備えた第２のブライドル手段と、
前記搬出された条材を巻き取るテイクアップを備えた条
材巻き取り手段とを具備して構成されている。そして、
請求項２記載のリードフレームの熱処理装置は、請求項
１記載のリードフレームの熱処理装置において、前記テ
ンションの状態値の検出は、第１のブライドルのテンシ
ョン検出ロールの左右の軸受け部に備えた差動トランス
方式の検出器によって構成されている。また、請求項３
記載のリードフレームの熱処理装置は、請求項１記載の
リードフレームの熱処理装置において、前記テンション
制御部は、熱処理装置の状態値を検出するセンサー入力
部と手動入力部を備え、前記センサー入力部と手動入力
部の情報に基づきファジイ推論を行って最適制御条件値
を演算出力してテンション付加ブレーキを作動制御する
ファジイコントローラを備えて構成されている。

【０００７】

【作用】請求項１〜３記載のリードフレームの熱処理装
置においては、第２のブライドル手段を駆動させて搬出
部から条材を所定の速度で搬出させ、該搬出した条材を
巻き取り手段を用いて巻き取る。前記搬送部からの条材
の搬送により条材供給手段から条材が供給され、該供給
された条材は、第１のブライドル手段のテンション検出
部を用いて条材のテンションの状態変化がリアルタイム
に検出され、該検出された状態値に基づき演算処理を行
って最適制御値を出力し、該制御値に基づき前記巻出し
ロールのブレーキ部を調整し、常時一定範囲のテンショ
ンを条材に付加するから、状態変化によって生じる集中
応力を緩和する。前記テンションが付加された条材は、
熱処理手段において、予熱、加熱、冷却が施され、加工
の際に滞有した内部残留応力が条材の平坦度を維持し、
内部歪を残した状態で除去される。特に、請求項３記載
のリードフレームの熱処理装置においては、リードフレ
ームの熱処理装置のテンション制御部に、状態値をオン
ラインで検出するセンサー入力部と手動入力部を備え、
該センサー入力部と手動入力部を用いて熱処理装置の状
態を検出し、該センサー入力部と手動入力部の情報に基
づきファジイ演算を行って最適制御値をリアルタイムに
ファジィ推論し、条材にテンションを付加するブレーキ
部などを制御するので、バラツキの少ない一定値に熱処
理装置を制御することができる。

【０００８】

【実施例】続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明
を具体化した実施例につき説明し、本発明の理解に供す
る。ここに、図１は本発明の一実施例に係るリードフレ
ームの熱処理装置の概略説明図である。図１に示すよう
に、本発明の一実施例に係るリードフレームの熱処理装
置１０は、上流側のペイオフ１１と、該ペイオフ１１の
出口側に配置された第１のブライドル手段の一例である
第１のブライドル１２と、該第１のブライドル１２から
出た条材１３を受け入れるテンションアニール炉１４
と、該テンションアニール炉１４の下流側に配置された
第２のブライドル手段の一例である第２のブライドル１
５を設け、該第２のブライドル１５の下流側に配置され
たテイクアップ１６とを有している。

【０００９】前記第１のブライドル１２は、巻出しロー
ル１７と、中間ロール１８と、テンション検出ロール１
９とを有し、前記巻出しロール１７には条材１３の滑り
を防止する為の調整押さえロール２０が設けられている
と共に、該巻出しロール１７にはエア駆動のデイスクパ
ットを有するブレーキ部２１が設けられている。前記テ
ンション検出ロール１９の両側には、それぞれテンショ
ン検出部２２が設けられ、前記条材１３にかかる力を検
出するようになっているが、該テンション検出部２２は
板バネによって反対方向に付勢される支持部材と、該支
持部材の変位を検出する作動トランスを具備し、前記支
持部材に軸受を介して取付けられた前記テンション検出
ロール１９の移動量を作動トランスによって検出するよ
うになっている。

【００１０】そして、前記テンション検出部２２の出力
は、図２にその概略ブロック図を示すテンションコント
ローラ２３が接続され、該テンションコントローラ２３
の出力が図示しないパワーアンプを介して電空変換器２
４に接続され、該電空変換器２４によって発生する空気
圧によって前記ブレーキ部２１の制動力が調整されるよ
うになっている。なお、２２Ｒはテンション検出部２２
を構成する右側の作動トランスを、２２Ｌはテンション
検出部２２を構成する左側の作動トランスを示す。

【００１１】前記テンションアニール炉１４には、従来
装置と同様予熱部２５、加熱部２６及び冷却部２７を有
し、該テンションアニール炉１４の外側には、ガイドロ
ール２８、中間ロール２９及び巻取りロール３０を有す
る前記第２のブライドル１５が配置され、回転センサー
が設けられたモータ３２によって前記巻取りロール３０
を回転駆動し、所定の速度で徐々に条材１３を引張り、
テイクアップ１６によって巻取るようになっている。な
お、前記テンションアニール炉１４には、温度計３３を
備え、通過する条材１３を所定の温度によって加熱する
ようになっている。

【００１２】前記テンションコントローラ２３は、周知
の構造となって、テンション検出ロール１９の両側に設
けられた作動トランス２２Ｌ、２２Ｒの出力値を入力と
し、該出力値を加えて、合計のテンションを算出し、予
め設定可能な基準張力と比較して、その差分を算出し、
この値を時間積分した出力あるいは比例する出力を電圧
出力として発生し、図示しないパワーアンプによって増
幅した後、前記電空変換器２４に所定時間毎に出力する
ようになっている。これによって、所定時間毎に、その
前記テンションコントローラ２３より修正値を出力し、
前記電空変換器２４によってブレーキ部２１の作動圧力
を変え、常に一定張力が通過する条材１３にかかるよう
になっている。

【００１３】続いて、該リードフレームの熱処理装置１
０の使用方法について更に詳しく説明すると、ペイオフ
１１の条材１３を適当長さ解いて、第１のブライドロル
１２、テンションアニール炉１４、第２のブライドル１
５を介してテイクアップ１６に巻取り、テンションアニ
ール炉１４を所定温度に加熱した状態で、図１に示すよ
うに、モータ３２を駆動させ、巻取りロール３０を回転
させて、前記条材１３を搬出させる。前記モータ３２の
駆動により条材１３はペイオフ１１から繰り出され、巻
出しロール１７、中間ロール１８、テンション検出ロー
ル１９を介してテンションアニール炉１４へ搬送され
る。該テンションアニール炉１４に搬送された条材１３
は、予熱部２５、加熱部２６、冷却部２７を経由して、
熱処理され残留応力が除去される。

【００１４】そして、前記残留応力が除去された条材１
３は、ガイドロール２８、中間ロール２９、巻取りロー
ル３０を介してテイクアップ１６に巻き取られる。前記
テンションアニール炉１４による熱処理は、均一且つ同
質の半導体装置用条材を製造するために、所定長の条材
１３において、一定の時間内に一定のテンションが与え
られて処理される必要がある。そして、処理温度は、安
定している必要があり、テンションアニール炉１４に温
度計３３が複数個設けられ温度変化に対して迅速に対処
することが可能になっている。また、条材１３のテンシ
ョンの調整は、まず、モータ３２のセンサーとして回転
センサー（ロータリーエンコーダ）３２ａを備えてその
回転数を制御し、一方でテンション検出ロール１９の軸
受の変位をテンション検出部２２によって検出し、電気
信号として前記テンションコントローラ２３に伝えてい
る。該テンションコントローラ２３の出力をパワーアン
プで所定の増幅を行い、電空変換器２４を介して空気圧
に変え、これによってブレーキ部２１の作動圧を調整
し、常時一定の張力が条材１３にかかるように制御して
いる。

【００１５】前記テンションコントローラにおいては、
通常の制御方法（比例制御、積分制御を含む）を用いて
制御したが、図２（Ｂ）に示すように、熱処理装置の状
態を検出するセンサー入力部と手動入力部を備え、前記
センサー入力部と手動入力部３４の情報に基づきファジ
イプログラムを有し最適制御条件値を出力するファジィ
制御部３５をテンションコントローラ２３に備え、テン
ション付加ブレーキを制御することも可能であり、これ
によって、更に正確に条材のテンションの制御を行うこ
とができる。なお、３６はブレーキ部を示す。

【００１６】

【発明の効果】請求項１〜３記載のリードフレームの熱
処理装置においては、条材の状態の変化を検出するテン
ション検出部と、該検出した状態値に基づき条材のテン
ションを調整する制御値を出力するテンション制御部
と、該制御値に基づき前記条材のテンションを調整する
ブレーキ部とを備えた巻出しロールとを用いているの
で、常に条材のテンションが設定値の一定範囲に制御さ
れるので、集中応力が緩和され条材が破断したり、条材
に形成されたリードフレームの相互ピッチにバラツキが
出たり、ねじれや両端部に波打ち等の変形が発生するこ
となく安定した品質の高い条材を得ることができる。前
記第１のブライドル手段を用いて条材のテンションを調
整するので、リアルタイムに自動制御することができ、
従来例のような調整重りによる調整ミスや調整遅れ等に
よる条材の破断による作業性や品質の低下を防止する。
また、内部歪みを残した状態で応力が除去されるから品
質特性の優れたリードフレームを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るリードフレームの熱処
理装置の概略説明図である。

【図２】テンションコントローラの概略ブロック図であ
る。

【図３】従来のリードフレームの熱処理装置の概略説明
図である。

【符号の説明】

１０ リードフレームの熱処理装置 １１ ペイオフ １２ 第１のブライドル １３ 条材 １４ テンションアニール炉 １５ 第２のブライドル １６ テイクアップ １７ 巻出しロール １８ 中間ロール １９ テンション検出ロール ２０ 調整押さえロール ２１ ブレーキ部 ２２ テンション検出部 ２２Ｌ 作動トランス ２２Ｒ 作動トランス ２３ テンションコントローラ ２４ 電空変換器 ２５ 予熱部 ２６ 加熱部 ２７ 冷却部 ２８ ガイドロール ２９ 中間ロール ３０ 巻取りロール ３２ モータ ３３ 温度計

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属薄板条材の不要部分を順次除去して
   所要の連結部を残したリードフレームの中間形状を形成
   する加工を行って、前記加工の際に滞有した内部残留応
   力を除去する熱処理を行った後、前記連結部を除去して
   リードフレームの所要の形状を形成するリードフレーム
   製造の中間工程に介在されたリードフレームの熱処理装
   置であって、 前記リードフレームの中間形状の条材を供給するペイオ
   フを備えた条材供給手段と、 前記条材の状態の変化を検出するテンション検出部と該
   検出部で検出した状態値に基づき前記条材のテンション
   を調整する制御値を出力するテンション制御部と該制御
   値に基づき前記条材のテンションを調整するブレーキ部
   とを備えた第１のブライドル手段と、 前記条材に所定のテンションを付加した状態で予熱、加
   熱、冷却の工程を備えた熱処理手段と、 前記条材を所定の速度で搬出する搬出部を備えた第２の
   ブライドル手段と、 前記搬出された条材を巻き取るテイクアップを備えた条
   材巻き取り手段とを具備したことを特徴とするリードフ
   レームの熱処理装置。
2. 【請求項２】 前記テンションの状態値の検出は、第１
   のブライドルのテンション検出ロールの左右の軸受け部
   に備えた差動トランス方式の検出器である請求項１記載
   のリードフレームの熱処理装置。
3. 【請求項３】 前記テンション制御部は、熱処理装置の
   状態値を検出するセンサー入力部と手動入力部を備え、
   前記センサー入力部と手動入力部の情報に基づきファジ
   イ推論を行って最適制御条件値を演算出力してテンショ
   ン付加ブレーキを作動制御するファジイコントローラを
   備えている請求項１記載のリードフレームの熱処理装
   置。