JP2000315755A - リードフレーム材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 放熱部とリード部を備えるリードフレーム材
の製造方法において、製造時の加工むらの発生を抑制で
きることにより、製造コストを削減することができるリ
ードフレーム材の製造方法を提供する。 【解決手段】 リードフレーム材１の製造方法では、孔
１０ａを有する金属製の基材１０と、この基材１０より
も厚さの厚い金属製の放熱材１１とを準備し、基材１０
の孔１０ａに放熱材１１を嵌め込み、基材１０に嵌め込
まれた放熱材１１を嵌め込み方向に沿ってプレスするこ
とにより、放熱材１１を基材１０の表面から突出した状
態で基材１０に一体にかしめた加工材１ｘを形成し、こ
の加工材１ｘに対して拡散熱処理を施す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リード部と、この
リード部より厚さが厚く、取り付けた半導体素子などの
放熱を行うための放熱部とを有するリードフレーム材の
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のリードフレーム材の製造
方法として、特開平５−１１５９３８号公報に記載され
たものが知られている。このリードフレーム材は、無酸
素銅系焼きなまし材で構成され、平面矩形の放熱部（ヒ
ートシンク部）と、この放熱部に連続して四方に拡がる
リード部とを備えている。放熱部は、リードフレーム材
の中央部に配置されるとともに、その厚さがリード部よ
りも厚くなっており、これにより、その熱容量を大きく
することで、これに取り付けた半導体素子の熱を効果的
に放熱できるようになっている。また、このリードフレ
ーム材は、無酸素銅系焼きなまし板から成る素材板を圧
延加工することにより製造されている。具体的には、所
定の幅および厚さを有する帯状の素材板を準備し、この
素材板を、外周面に平面矩形の凹部を有するロールと、
凹部のない通常のロールとの間に、その長さ方向に沿っ
て送り込む。これにより、素材板が圧延され、素材板の
もとの厚さよりもかなり薄いリード部と、同じ厚さの放
熱部とを備えたリードフレーム材が製造される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記リードフレーム材
の製造方法によれば、製造されたリードフレーム材のリ
ード部は、２つのロールで圧延加工されることにより、
素材板のもとの厚さよりもかなり薄く形成されるので、
リードフレーム材の幅方向に波打ったような加工むらが
発生しやすい。このような加工むらが発生すると、その
部分を修正するために再加工しなければならないので、
工数が増加し、製造コストが上昇するという問題があ
る。さらに、加工むらの度合が大きく、これを修正不能
な場合には、リードフレーム材が不良品となり、歩留り
が低下することによって、製造コストの上昇の原因にな
る。また、上記のように、１つの素材板を圧延加工して
リードフレーム材を製造しているので、放熱部およびリ
ード部を互いに異なる材質で構成することができない。

【０００４】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、放熱部とリード部を備えるリードフレーム
材の製造方法において、製造時の加工むらの発生を抑制
できることにより、製造コストを削減することができる
リードフレーム材の製造方法を提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１のリードフレー
ム材の製造方法は、孔を有する金属製の基材と、この基
材よりも厚さの厚い金属製の放熱材とを準備し、基材の
孔に放熱材を嵌め込み、基材に嵌め込まれた放熱材を嵌
め込み方向に沿ってプレスすることにより、放熱材を基
材の表面から突出した状態で基材に一体にかしめた加工
材を形成し、この加工材に対して、拡散熱処理、放熱材
と基材の間のろう接処理、および放熱材と基材の間の溶
接処理のうちの１つの処理を施すことを特徴とする。

【０００６】このリードフレーム材の製造方法によれ
ば、放熱材を基材の孔に嵌め込んだ後、プレスでかしめ
て一体化することにより、放熱材が基材から突出した状
態の加工材が形成される。この後、加工材に拡散熱処
理、放熱材と基材の間のろう接処理、および放熱材と基
材の間の溶接処理のうちの１つの処理を施すことによ
り、リードフレーム材が製造される。以上のように製造
されたリードフレーム材は、基材に嵌め込んだ放熱材を
嵌め込み方向にプレスすることによって、これを基材に
一体にかしめているので、放熱材をかしめるのに必要な
小さな荷重でプレスするだけでよく、従来の圧延加工と
異なり、基材の厚さがほとんど変化しないことによっ
て、リードフレーム材の基材の部分すなわちリード部に
おける加工むらの発生を抑制できる。さらに、従来のよ
うな２つのロール間を通す必要がなく、平面的にプレス
するだけでよいので、加工むらの発生をさらに抑制でき
る。その結果、従来と異なり、再加工の必要性がほとん
どなくなるとともに、不良品が少なくなるので、製造コ
ストを削減することができる。

【０００７】また、上記のように放熱材を基材にかしめ
ることによって、これらの間の接合力を確保できるとと
もに、例えば拡散焼鈍などの拡散熱処理を加工材に施す
ことによって、接合力をさらに向上させることができ
る。これと同様に、放熱材と基材の間のろう接処理や溶
接処理を加工材に施した場合も、放熱材と基材の間の接
合力をさらに向上させることができる。さらに、放熱材
および基材として異種材を用いることにより、従来の製
造方法と異なり、互いに異なる材質で構成した放熱部お
よびリード部を有するリードフレーム材を製造すること
ができる。例えば、放熱材を基材よりも熱伝導性のよい
材質で構成することにより、放熱部の熱容量をさらに高
めて、より高い放熱性を備えたリードフレーム材を製造
できる。

【０００８】上記において、放熱材を基材の孔に嵌め込
む前に、放熱材の表面の少なくともろう接処理を施す部
分にろう材および半田材の一方の層を形成することが好
ましい。

【０００９】このリードフレーム材の製造方法によれ
ば、加工材の放熱材と基材の間にろう接処理を施す前
に、ろう材または半田材の層が放熱材の表面の少なくと
もろう接処理を施す部分に予め形成されるので、ろう接
処理の際に、ろう材または半田材が放熱材と基材の接合
部分にもれなく行き渡る。これによって、放熱材と基材
の間の接合力をより一層、向上させることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の第１実施形態に係るリードフレーム材の製造方法に
ついて説明する。図１は、本発明の製造方法によって製
造したリードフレーム材１を示しており、このリードフ
レーム材１は、銅合金で構成されている。リードフレー
ム材１は、平面矩形の平らなリード部１ａと、その中央
部に上方に突出するように設けられた平面矩形の放熱部
１ｂとを有している。放熱部１ｂは、リード部１ａより
も厚さが厚く、大きな熱容量を備えており、半導体素子
などが取り付けられたときに、高い放熱性を発揮する。
このリードフレーム材１を使用する場合、後述するよう
な打ち抜き加工などがさらに施されることにより、リー
ドフレームが製作される。

【００１１】次に、上記リードフレーム材１の製造方法
について説明する。まず、図２に示すように、ともにリ
ードフレーム材１の素材となる基材１０および放熱材１
１を準備する。これらの基材１０および放熱材１１は、
ともに銅合金で構成された板材であり、打ち抜き加工な
どよって製作される。放熱材１１は平面矩形に形成さ
れ、基材１０は、平面矩形で放熱材１１よりも厚さが薄
く、その中央部に所定ピッチで形成された複数の孔１０
ａを有している（２つのみ図示）。孔１０ａは、平面矩
形で放熱材１１をぴったりと嵌め込み可能な所定寸法を
備えているとともに、その上下縁部が連続的に面取りさ
れている（図３（ａ）参照）。

【００１２】次に、図３に示すように、以下の（ａ）〜
（ｅ）の工程により、リードフレーム材１を製造する。

【００１３】（ａ）まず、放熱材１１をプレス機の下プ
レス金型２に装着する。下プレス金型２の上面には、複
数の凹部２ａが上記複数の孔１０ａと同じピッチでそれ
ぞれ設けられており（１つのみ図示）、各凹部２ａは、
放熱材１１よりも少し大きく、挿入された放熱材１１と
の間に若干の遊びを生じるような所定の寸法で平面矩形
に形成されている。放熱材１１は、この凹部２ａに挿入
されることによって、下プレス金型２に装着される。こ
の後、基材１０を、その孔１０ａを介して放熱材１１に
嵌合させる。この場合、基材１０および放熱材１１は、
放熱材１１の上端部が基材１０の上面より少し突出した
状態にセットされる（図３（ａ）参照）。

【００１４】（ｂ）次に、プレス機の上プレス金型３を
押し下げることによって、放熱材１１をプレスする。こ
のとき、放熱材１１が主に変形して基材１０にかしめら
れるとともに、基材１０は、ほとんどプレスされず、そ
の厚さが変化しない。このようにプレスされることによ
り、基材１０および放熱材１１は、加工材１ｘとして一
体に接合される。このように製作された加工材１ｘで
は、放熱材１１が下プレス金型２の凹部２ａの形状に従
って側方に膨らむように成形され、前記放熱部１ｂを構
成しているとともに、基材１０が上記リード部１ａを構
成している。また、基材１０および放熱材１１は、互い
の上面が面一に形成される（図３（ｂ）参照）。

【００１５】（ｃ）さらに、加工材１ｘに拡散焼鈍など
の拡散熱処理を施す。（ｄ）この後、加工材１ｘをその
放熱部１ｂが上側になるように上下反転してから、プレ
ス機により図３（ｄ）に２点鎖線で示す形状に打ち抜き
加工する。（ｅ）以上により、上述したリードフレーム
材１が製造される。

【００１６】図４は、上述したように製造したリードフ
レーム材１をフラットパッケージ型ＩＣ４に適用した例
を示している。フラットパッケージ型ＩＣ４は、リード
部５ａおよび放熱部５ｂを有するリードフレーム５を備
えており、このリードフレーム５は、上記リードフレー
ム材１を打ち抜き加工することにより製作されている。
半導体素子６は、リードフレーム５の放熱部５ｂに載せ
られ、ボンディングワイヤ７を介してリード部５ａに連
結されている。また、これらのリードフレーム５、半導
体素子６およびボンディングワイヤ７は、断面六角形の
エポキシ樹脂８によって封止されている。

【００１７】以上詳述した本実施形態のリードフレーム
材１の製造方法によれば、その製造時に、放熱材１１を
プレスすることによって、これを基材１０に一体にかし
めているので、放熱材１１をかしめるのに必要な小さな
荷重でプレスするだけでよく、従来の圧延加工と異な
り、基材１０の厚さがほとんど変化しないことによっ
て、リードフレーム材１の基材１０の部分すなわちリー
ド部１ａにおける加工むらの発生を抑制できる。さら
に、従来のような２つのロール間を通す必要がなく、平
面的にプレスするだけでよいので、加工むらの発生をさ
らに抑制できる。その結果、従来と異なり、再加工の必
要性がほとんどなくなるとともに、不良品が少なくなる
ので、製造コストを削減することができる。また、上記
のように放熱材１１を基材１０にかしめることによっ
て、これらの間の接合力を確保できるとともに、例えば
拡散焼鈍などの拡散熱処理を加工材１ｘに施すことによ
って、接合力をさらに向上させることができる。

【００１８】次に、本発明の第２実施形態に係るリード
フレーム材の製造方法について説明する。本実施形態の
製造方法は、前述した第１実施形態の製造方法とほぼ同
様であり、異なる点についてのみ説明する。まず、前記
と同様の基材１０および放熱材１１を準備し、この放熱
材１１にメッキを施すことにより、その表面全体にろう
材としてのＮｉメッキ層を形成する。この場合、メッキ
法としては、電解メッキ法や無電解メッキ法（例えばカ
ニゼン法）を用いる。

【００１９】次いで、前記（ａ）、（ｂ）の工程を実施
して加工材１ｘを形成した後、前記（ｃ）の工程に代え
て、加工材１ｘに加熱処理を施すことにより、その基材
１０と放熱材１１の間をＮｉでろう付けする。この後、
前記（ｄ）、（ｅ）の工程を同様に実施してリードフレ
ーム材１の製造工程を終了する。

【００２０】以上のような本実施形態の製造方法によれ
ば、放熱材１１を基材１０にかしめることにより、加工
材１ｘにおけるこれらの間の接合力が確保されるととも
に、放熱材１１と基材１０の間をＮｉでろう付けするこ
とにより、接合力を向上させることができる。さらに、
放熱材１１を基材１０にかしめる前に、Ｎｉメッキ層を
放熱材１１の表面に予め形成することにより、加工材１
ｘの放熱材１１と基材１０の間をろう付けする際に、Ｎ
ｉが両者の接合部分にもれなく行き渡る。これによっ
て、基材１０と放熱材１１の間の接合力をさらに向上さ
せることができる。

【００２１】なお、上記第２実施形態においては、Ｎｉ
メッキ層を放熱材１１の表面全体に予め形成することに
より、放熱材１１を基材１０にかしめた後、両者の間を
ろう付けするようにしたが、これに代えて放熱材１１の
表面全体に予め半田メッキ層を形成するようにしてもよ
い。このようにすれば、放熱材１１を基材１０にかしめ
た後、両者の間を半田付けすることによって、上記と同
様に接合力を向上させることができる。また、Ｎｉメッ
キ層を放熱材１１の表面全体に形成したが、放熱材１１
の表面全体ではなく、放熱材１１における基材１０との
接合部分を含む部分のみに形成してもよい。さらに、放
熱材１１の表面にＮｉ層や半田層を形成する方法は、メ
ッキ法に限らず、例えば溶融したＮｉや半田を放熱材１
１の表面に吹き付ける方法など、Ｎｉ層や半田層を形成
可能な方法であればよい。また、放熱材１１にメッキ層
を形成することなく、放熱材１１を基材１０にかしめて
から、両者の間を溶接するようにしてもよい。このよう
にすれば、上記と同様に両者の間の接合力を向上させる
ことができる。

【００２２】さらに、前述した各実施形態においては、
基材１０および放熱材１１を銅合金で構成したが、基材
１０および放熱材１１の材質はこれに限らず、アルミニ
ウムおよびＦｅ−Ｎｉ系合金などでもよく、リードフレ
ーム材１に適したものであればよい。また、基材１０お
よび放熱材１１を同質材で構成したが、これらを互いに
異質材で構成してもよい。このようにすれば、従来の製
造方法と異なり、放熱部１ｂのみを他の部分と異なる材
質で構成したリードフレーム材１を製造することができ
る。例えば、基材１０をインバーで、放熱材１１を銅で
それぞれ構成すれば、放熱部１ｂの熱容量がさらに高め
られることによって、より高い放熱性を備えたリードフ
レーム材１を製造できる。

【００２３】

【発明の効果】以上のように、本発明のリードフレーム
材の製造方法によれば、製造時の加工むらの発生を抑制
できることにより、製造コストを削減することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る製造方法で製造し
たリードフレーム材の斜視図である。

【図２】リードフレーム材の製造に用いる基材および放
熱材を示す斜視図である。

【図３】リードフレーム材の製造工程を示す図である。

【図４】リードフレーム材をフラットパッケージ型ＩＣ
に適用した例を示す（ａ）斜視図および（ｂ）断面図で
ある。

【符号の説明】

１ リードフレーム材 １ｘ 加工材 ２ 下プレス金型 ３ 上プレス金型 １０ 基材 １０ａ 孔 １１ 放熱材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 孔を有する金属製の基材と、この基材よ
   りも厚さの厚い金属製の放熱材とを準備し、 前記基材の前記孔に前記放熱材を嵌め込み、 前記基材に嵌め込まれた前記放熱材を嵌め込み方向に沿
   ってプレスすることにより、前記放熱材を前記基材の表
   面から突出した状態で前記基材に一体にかしめた加工材
   を形成し、 この加工材に対して、拡散熱処理、前記放熱材と前記基
   材の間のろう接処理、および前記放熱材と前記基材の間
   の溶接処理のうちの１つの処理を施すことを特徴とする
   リードフレーム材の製造方法。
2. 【請求項２】 前記放熱材を前記基材の前記孔に嵌め込
   む前に、前記放熱材の表面の少なくとも前記ろう接処理
   を施す部分にろう材および半田材の一方の層を形成する
   ことを特徴とする請求項１に記載のリードフレーム材の
   製造方法。