JPH07176671A - リードフレームおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、ＩＣに用いられるリードフレームお
よびその製造方法において、より安価なリードフレーム
を提供できるようにすることを最も主要な特徴とする。 【構成】たとえば、プレス加工により長尺状のリードフ
レーム１１を形成する場合、打ち抜くべき部分を、金属
薄板１２の表面／裏面において、量的および位置的に片
寄ることなく振り分ける。そして、その振り分けにした
がって、金属薄板１２の表面から裏面への打ち抜き（白
抜き部分）と、裏面から表面への打ち抜き（斜線部分）
とを実行し、複数素子分のリードフレーム１３と多数の
開孔１４とを形成する。こうして、双方向からの打ち抜
きにより長尺状のリードフレーム１１を形成すること
で、プレス加工時に金属薄板１２が変形して反るのを抑
える構成となっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、たとえば半導体装置
に用いられるリードフレームおよびその製造方法に関す
るもので、特に多ピンＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃ
ｉｒｃｕｉｔ）などに使用されるものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、プレス加工により形成される
リードフレームは、たとえば複数の打ち抜き加工を組み
合わせることにより、所定の形状および寸法を得るよう
になっている。

【０００３】図４は、プレス加工により形成されてなる
長尺状のリードフレームの概略を示すものである。この
長尺状のリードフレーム１は、たとえば横長の金属薄板
２をプレス加工により打ち抜くことで、複数素子分のリ
ードフレーム３、および位置決めなどのための多数の開
孔４が形成された構成となっている。

【０００４】この場合、リードフレーム３のそれぞれ、
つまり１素子分のリードフレーム３は、半導体チップ
（図示していない）が搭載されるチップ搭載部３ａと、
このチップ搭載部３ａ上に搭載される半導体チップの電
極と電気的に接続される複数のリード端子３ｂとからな
っている。

【０００５】このように、金属薄板２上に複数素子分の
リードフレーム３をプレス加工により形成することで、
１枚の長尺状のリードフレーム１から複数のＩＣを得る
ことができるようになっている。

【０００６】ところが、従来の長尺状のリードフレーム
１の形成は、一般に、金属薄板２の表面から裏面または
裏面から表面への、一方向への打ち抜きにより形成され
るものであった。このため、金属薄板２の長辺方向およ
び短辺方向ともに、長尺状のリードフレーム１の全体が
平坦でなくなり、曲面を呈す変形が発生しやすいものと
なっていた。

【０００７】たとえば、図示の如く、打ち抜きの際の抜
き方向を矢印方向として長尺状のリードフレーム１を形
成した場合、長辺方向において、それぞれ抜き方向の金
属薄板２のダレ面側が縮むように凹状に変形し、抜き方
向と反対の金属薄板２のバリ面側が延びるように凸状に
変形する（以下、この長辺方向の変形を長さ方向反りと
いう）。

【０００８】同様に、短辺方向において、それぞれ抜き
方向の金属薄板２のダレ面側が縮むように凹状に変形
し、抜き方向と反対の金属薄板２のバリ面側が延びるよ
うに凸状に変形する（以下、この短辺方向の変形を幅方
向反りという）。

【０００９】ここで、上記の反りが発生する原因につい
て説明する。図５は、プレス金型による打ち抜き加工に
おける処理の概略を示すものである。

【００１０】まず、上記金属薄板２が図示していない搬
送手段により搬送され、プレス金型１００のダイ１０１
上の所定の位置にセットされる（同図（ａ））。この状
態において、プレス金型１００の上型１０２が図示して
いないプレス機により徐々に降下されることにより、バ
ネ１０３を備えたストッパ１０４によって上記金属薄板
２が上記ダイ１０１に押圧されて固定される。

【００１１】そして、さらに上記上型１０２が降下され
ることにより、これに固定されたパンチ１０５が下降さ
れ、上記ダイ１０１上に固定された上記金属薄板２の打
ち抜き加工が開始される（同図（ｂ））。

【００１２】こうして、上記パンチ１０５が上記金属薄
板２を突き抜けるまで、上記上型１０２の降下が続けら
れ、突き抜けたところで打ち抜き加工は完了される（同
図（ｃ））。

【００１３】このような、複数の打ち抜き加工を組み合
わせる、つまり形状の異なるパンチが取り付けられてい
る複数のプレス金型１００に順に金属薄板２を搬送供給
することで、図４に示した長尺状のリードフレーム１が
形成される。

【００１４】さて、上記した打ち抜き加工においては、
たとえば図６に示すように、上記金属薄板２への上記パ
ンチ１０５の打ち抜き加工開始直後に、上記金属薄板２
に非常に大きな力が加えられることになる。

【００１５】この打ち抜き加工の開始時にかかる力によ
り最も大きな変形が引き起こされ、特に金属薄板２の一
方向からの複数の打ち抜き加工の組み合わせにより形成
される長尺状のリードフレーム１の場合、それぞれの加
工時の変形が徐々に重なり、最終的に長さ方向反りおよ
び幅方向反りとなって表われる。

【００１６】このように、一方向からの複数の打ち抜き
加工により形成する限り、長さ方向反りおよび幅方向反
りの発生は避けられないものとなっていた。しかし、こ
のような長さ方向反りおよび幅方向反りは、リード端子
３ｂの浮き沈みという不具合（図４参照）を招くことに
なるため、このままの状態では、長尺状のリードフレー
ム１を後段の半導体組み立て工程に投入することができ
ない。

【００１７】長尺状のリードフレーム１では、通常、そ
の反り量が、長さ方向反りで板厚×０．３〜板厚×４ｍ
ｍ程度、幅方向反りで０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍ程度と
いった厳しい管理が要求される。

【００１８】これらの反りを矯正する方法として、従来
では、たとえば図７に示すようなレベラ２００と称する
装置を用いて、長尺状のリードフレーム１の反りを矯正
するようになっている。

【００１９】上記のレベラ２００は、半ピッチずつずら
して上下二段に配置された複数のローラ２００ａ間に長
尺状のリードフレーム１を通すことにより、反った長尺
状のリードフレーム１を平坦化しようとするものであ
る。

【００２０】しかし、この方法の場合、長尺状のリード
フレーム１の長さ方向反りは矯正することができるが、
その外形寸法のうち、短手方向の寸法が絶対的に小さい
（たとえば、長手方向の寸法が１００〜２５０ｍｍであ
るのに対し、短手方向の寸法が１０〜６０ｍｍと短い）
ため、上記レベラ２００による矯正では幅方向反りを矯
正できないという欠点があった。

【００２１】そこで、曲げ成形金型またはコイニング金
型により幅方向反りを矯正する方法を併用することによ
り、長尺状のリードフレーム１を平坦化する方法が取ら
れている。

【００２２】図８は、曲げ成形金型３００を用いて、長
尺状のリードフレーム１の幅方向反りを矯正する方法に
ついて示すものである。この方法は、幅方向反りのある
長尺状のリードフレーム１を、その反り方向と相反する
形状をもつパンチ３００ａとダイ３００ｂとで挟持する
ことにより、長尺状のリードフレーム１をその反りと反
対側に曲げ成形し、幅方向反りを強制的に平坦化しよう
とするものである。

【００２３】図９は、コイニング金型４００を用いて、
長尺状のリードフレーム１の幅方向反りを矯正する方法
について示すものである。この方法は、幅方向反りのあ
る長尺状のリードフレーム１を、四角形状の突起を有す
るパンチ４００ａと平坦なダイ４００ｂとで挟持する
（同図（ａ））か、または三角形状の突起を有するパン
チ４００ｃと平坦なダイ４００ｂとで挟持（同図
（ｂ））し、長尺状のリードフレーム１のダレ面（凹
状）側にコイニング加工を施してバリ面（凸状）側より
も延ばすことにより、幅方向反りを強制的に平坦化しよ
うとするものである。

【００２４】しかしながら、長尺状のリードフレーム１
の長さ方向反りをレベラ２００を用いて矯正する方法の
場合、高価な装置（レベラ２００）が必要となること、
およびその矯正加工費が付加されることで、その分、長
尺状のリードフレーム１が高価なものとなるという欠点
があった。

【００２５】また、長尺状のリードフレーム１の幅方向
反りを曲げ成形金型３００またはコイニング金型４００
を用いて矯正する方法の場合、上記金型３００，４００
が必要であること、およびその矯正加工費が付加される
ことで、長尺状のリードフレーム１が高価なものとなる
という上記と同様な欠点があるとともに、長尺状のリー
ドフレーム１に使用される金属薄板２の強度や上記金型
３００，４００の磨耗状態により、異なる反り量に対し
て、その矯正の程度を調整することが極めて困難なもの
となっていた。

【００２６】さらに、コイニング金型４００を用いて矯
正する方法の場合、長尺状のリードフレーム１にその痕
跡が残るため、外観不良を招くだけでなく、寸法的な変
化を生じる場合があり、その矯正の範囲や量が限られた
なかでしか行えないという欠点があった。

【００２７】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
においては、プレス打ち抜き加工により生じた長尺状の
リードフレーム１の反りに対し、その長さ方向反りにつ
いてはレベラ２００による矯正を、幅方向反りについて
は曲げ成形金型３００やコイニング金型４００を用いる
ことで矯正するようにしていたため、得られる長尺状の
リードフレーム１が高価になるなどの問題があった。

【００２８】そこで、この発明は、リードフレームにお
ける反りの矯正を不要にでき、より安価なリードフレー
ムを供給することが可能なリードフレームおよびその製
造方法を提供することを目的としている。

【００２９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明のリードフレームにあっては、金属薄板
上に、半導体チップを搭載するチップ搭載部と、このチ
ップ搭載部に搭載される半導体チップの電極と電気的に
接続するためのリード端子とが形成されてなるものにお
いて、前記チップ搭載部と前記リード端子とを、前記金
属薄板に対する第１の方向および第２の方向からのプレ
ス加工により形成してなる構成とされている。

【００３０】また、この発明のリードフレームの製造方
法にあっては、金属薄板上に、半導体チップが搭載され
るチップ搭載部と、このチップ搭載部に搭載される半導
体チップの電極が電気的に接続されるリード端子とを形
成するための、前記金属薄板の第１の方向から第２の方
向への打ち抜きを行う第１のプレス加工工程と、前記金
属薄板上に、前記チップ搭載部および前記リード端子を
形成するための、前記金属薄板の第２の方向から第１の
方向への打ち抜きを行う第２のプレス加工工程とからな
っている。

【００３１】

【作用】この発明は、上記した手段により、プレス加工
によるリードフレームでの反りの発生を極力抑えること
ができるようになるため、その反りの矯正にかかるコス
トを不要とすることが可能となるものである。

【００３２】

【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照して説明する。図１は、本発明にかかるリードフレー
ムの概略構成を示すものである。この長尺状のリードフ
レーム１１は、たとえば金属薄板１２を、その表面から
裏面への第１のプレス加工と、裏面から表面への第２の
プレス加工とによりそれぞれ打ち抜くことで、複数素子
分のリードフレーム１３、および位置決めなどのための
多数の開孔１４が形成された構成となっている。

【００３３】この場合、長尺状のリードフレーム１１に
おける複数素子分のリードフレーム１３および多数の開
孔１４は、プレス加工時において、適宜、金属薄板１２
を打ち抜く際の抜き方向を切り換える、たとえば金属薄
板１２の表裏を反転させて複数のプレス金型（図示して
いない）に供給することにより、それぞれ所定の位置
に、所定の形状および寸法にて形成されるようになって
いる。

【００３４】すなわち、金属薄板１２の表面から裏面へ
の打ち抜きによって選択的に形成された部分（図中に、
白抜きにより示す部分）と、金属薄板１２の裏面から表
面への打ち抜きによって選択的に形成された部分（図中
に、斜線により示す部分）とにより、複数素子分のリー
ドフレーム１３および多数の開孔１４がそれぞれ金属薄
板１２上に形成されて、上記長尺状のリードフレーム１
１が形成されるようになっている。

【００３５】なお、この長尺状のリードフレーム１１を
プレス加工により形成するための、製造方法の詳細につ
いては後述する。ここで、上記金属薄板１２としては、
たとえば材料に４２アロイ（４２％Ｎｉ−Ｆｅ合金）が
用いられ、その外形寸法は、長手方向の寸法が１６７．
４ｍｍ、短手方向の寸法が５０ｍｍ、板厚が０．１５ｍ
ｍとなっている。

【００３６】上記リードフレーム１３のそれぞれ、つま
り１素子分のリードフレーム１３は、たとえば半導体チ
ップ（図示していない）が搭載されるチップ搭載部１３
ａと、このチップ搭載部１３ａ上に搭載される半導体チ
ップの電極と電気的に接続される複数のリード端子１３
ｂとからなっている。

【００３７】そして、このような構成からなる１素子分
のリードフレーム１３が、１フレーム１１あたり、たと
えば４〜６４素子分、形成されるようになっている。次
に、上記した長尺状のリードフレーム１１の製造方法に
ついて説明する。

【００３８】図２は、長尺状のリードフレーム１１をプ
レス加工により形成する際の、作成工程の概略を示すも
のである。このプレス加工工程においては、図５に示し
たプレス金型１００と同様の金型（図示していない）が
用いられ、このプレス金型による打ち抜き加工処理が行
われる。

【００３９】たとえば、上記金属薄板１２が図示してい
ない搬送手段などにより搬送され、まず、その表面を上
にして１つ目のプレス金型の所定の位置にセットされ
る。すると、このプレス金型に固定されたパンチによ
り、上記金属薄板１２の打ち抜き加工が開始される。

【００４０】これにより、たとえば図２（ａ）に示すよ
うに、金属薄板１２の表面から裏面への図示白抜き部分
の打ち抜きにより、各素子ごとのリードフレーム１３の
チップ搭載部１３ａとリード端子１３ｂの一部、および
多数の開孔１４のうちの一部が形成される。

【００４１】この後、表面から裏面への打ち抜きが完了
した金属薄板１２は、再び、図示していない搬送手段な
どにより搬送され、今度は裏面を上にして２つ目のプレ
ス金型の所定の位置にセットされる。

【００４２】すると、このプレス金型に固定されたパン
チにより、上記金属薄板１２の打ち抜き加工が開始され
る。これにより、たとえば図２（ｂ）に示すように、金
属薄板１２の裏面から表面への図示斜線部分の打ち抜き
により、各素子ごとのリードフレーム１３のリード端子
１３ｂの一部、および多数の開孔１４のうちの一部が形
成される。

【００４３】このように、金属薄板１２の表面から裏面
への打ち抜き、および裏面から表面への打ち抜きをそれ
ぞれ実行することにより、たとえば図２（ｃ）に示すよ
うに、金属薄板１２上に、複数素子分のリードフレーム
１３および多数の開孔１４がそれぞれ形成されてなる、
長尺状のリードフレーム１１が形成される。

【００４４】この場合、金属薄板１２の表面から裏面へ
の打ち抜き、および裏面から表面への打ち抜きは、それ
ぞれの打ち抜きにより形成される部分が局部的（特定箇
所）に集中することがないように、たとえば金属薄板１
２の特徴（板厚や硬度など）、または素子ごとのリード
フレーム１３の個数やサイズ（リード端子１３ｂのピン
数）などを考慮の上、経験則および実験則にもとづいて
行われる。

【００４５】すなわち、金属薄板１２の表面から裏面へ
の打ち抜き、および裏面から表面への打ち抜きにより、
長尺状のリードフレーム１１に反りが生じないように、
それぞれの方向からの打ち抜きにより形成される部分
が、量的および位置的なバランスを保つようにして、こ
のプレス加工が行われる。

【００４６】したがって、長尺状のリードフレーム１１
に生じる反りを極力抑えることが可能となり、反りの矯
正を必要とせずに、平坦なフレーム１１を容易に供給で
きるようになる。

【００４７】また、上記プレス加工工程においては、金
属薄板１２の表面から裏面への打ち抜き、および裏面か
ら表面への打ち抜きを１回のプレス加工により行うので
はなく、それぞれの方向より打ち抜くべき部分を複数に
分け、それぞれの方向において複数の打ち抜き加工を組
み合わせることで、最終的に、複数素子分のリードフレ
ーム１３と多数の開孔１４とを形成するようにした場合
には、より平坦度の高い、つまり反りの極めて小さな長
尺状のリードフレーム１１を形成できる。

【００４８】図３は、上記の方法により形成した長尺状
のリードフレーム１１（双方向加工品）と、従来の一方
向からの打ち抜きにより形成されてなる同等品（一方向
加工品）との反りの量を比較して示すものである。

【００４９】この図からも明らかなように、金属薄板１
２の表面から裏面への打ち抜きと裏面から表面への打ち
抜きとの双方向からのプレス加工を行うことにより、長
さ方向反りおよび幅方向反りのいずれについても、反り
の矯正が不要なほど、平坦度の高い長尺状のリードフレ
ーム１１が形成できる。

【００５０】上記したように、プレス加工によるリード
フレームでの反りの発生を極力抑えることができるよう
にしている。すなわち、打ち抜くべき部分を、金属薄板
の表面／裏面の双方において、量的および位置的に片寄
ることなく振り分け、その振り分けにしたがって金属薄
板の表面から裏面への打ち抜きと裏面から表面への打ち
抜きとを行うことで、長尺状のリードフレームを形成す
るようにしている。これにより、どちらか一方向からの
打ち抜きが特定箇所に集中しないようにすることができ
るため、プレス加工時に金属薄板のそれぞれの面に加わ
る力を略均等化でき、発生する反りの量を小さく抑える
ことが可能となる。したがって、その反りの矯正にかか
るコストを不要とすることが可能となり、その分、安価
なリードフレームを提供できるようになるものである。

【００５１】特に、プレス金型の増加（打ち抜きの回数
の増加）およびリード端子が狭ピッチ化する、多ピンＩ
Ｃに用いられるリードフレームなどを形成する場合にお
いて、有用である。なお、この発明は上記実施例に限定
されるものではなく、発明の要旨を変えない範囲におい
て、種々変形実施可能なことは勿論である。

【００５２】

【発明の効果】以上、詳述したようにこの発明によれ
ば、リードフレームにおける反りの矯正を不要にでき、
より安価なリードフレームを供給することが可能なリー
ドフレームおよびその製造方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例にかかるリードフレームを
概略的に示す構成図。

【図２】同じく、リードフレームの製造方法について説
明するために示す図。

【図３】同じく、本発明方法により形成されるリードフ
レームと従来方法により形成されるリードフレームの反
りの量を比較して示す図。

【図４】従来技術とその問題点を説明するために示すリ
ードフレームの構成図。

【図５】同じく、リードフレームの製造方法について説
明するために示す図。

【図６】同じく、リードフレームの反りの原因について
説明するために示す図。

【図７】同じく、レベラによりリードフレームの長さ方
向反りを矯正する方法について説明するために示す図。

【図８】同じく、曲げ成形金型を用いてリードフレーム
の幅方向反りを矯正する方法について説明するために示
す図。

【図９】同じく、コイニング金型を用いてリードフレー
ムの幅方向反りを矯正する方法について説明するために
示す図。

【符号の説明】

１１…長尺状のリードフレーム、１２…金属薄板、１３
…素子ごとのリードフレーム、１３ａ…チップ搭載部、
１３ｂ…リード端子、１４…開孔。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属薄板上に、半導体チップを搭載する
   チップ搭載部と、このチップ搭載部に搭載される半導体
   チップの電極と電気的に接続するためのリード端子とが
   形成されてなるリードフレームにおいて、 前記チップ搭載部と前記リード端子とを、前記金属薄板
   に対する第１の方向および第２の方向からのプレス加工
   により形成してなることを特徴とするリードフレーム。
2. 【請求項２】 金属薄板上に、半導体チップが搭載され
   るチップ搭載部と、このチップ搭載部に搭載される半導
   体チップの電極が電気的に接続されるリード端子とを形
   成するための、前記金属薄板の第１の方向から第２の方
   向への打ち抜きを行う第１のプレス加工工程と、 前記金属薄板上に、前記チップ搭載部および前記リード
   端子を形成するための、前記金属薄板の第２の方向から
   第１の方向への打ち抜きを行う第２のプレス加工工程と
   からなることを特徴とするリードフレームの製造方法。
3. 【請求項３】 前記第１，第２のプレス加工工程は、そ
   れぞれ複数の打ち抜き加工を組み合わせることにより、
   前記チップ搭載部および前記リード端子の形成を行うこ
   とを特徴とする請求項２に記載のリードフレームの製造
   方法。