(57)【要約】【課題】所望に反りや平面度を得ることができ、しかも、打ち抜き加工時に外縁角部を略円弧状になまらせ、バリ等の発生を抑制した電子部品用パッケージおよびその加工方法を提供する。【解決手段】半抜き孔１１ａを有するダイ１１に固定した金属板１０の一方面１０ａ側から半抜きパンチ１２を押圧して半抜き加工を施し、一方面１０ａに凹部４を形成すると共に他方面１０ｂに凹部４よりもやや小さい相似形の凸部５を形成した後、半抜きパンチ１２の後退と共に、金属板１０の他方面１０ｂ側から弾圧付勢した押圧板１４の弾圧付勢力により凸部５を押し戻して外縁角部３を略円弧状になまらせる。【選択図】　　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を収納する収納部を形成した電子部品用パッケージの形成方法であって、半抜きパンチと、この半抜きパンチよりもやや小さい相似形の半抜き孔を有するダイと、このダイの半抜き孔に配設され弾性体により上記金属板の他方面側を弾圧付勢すると共に上記半抜きパンチに従動して移動する押圧板とを用い、上記ダイに固定した金属板の一方面側から上記半抜きパンチを押圧して半抜き加工を施して上記一方面に凹部を形成すると共に他方面に上記凹部よりもやや小さい相似形の凸部を形成した後、上記半抜きパンチの後退と共に上記押圧板を後退させるとき、上記押圧板の弾圧付勢力により上記凸部を押し戻して外縁角部を略円弧状になまらせた上記パッケージを形成することを特徴とする電子部品用パッケージの形成方法。
【請求項２】
上記金属板の上記他方面側に形成される上記凸部の外縁角部の略円弧状部は上記半抜き加工時に形成し、上記一方面側に形成される略円弧状部は上記押圧板の弾圧付勢力により押し戻す際に形成することを特徴とする請求項１に記載の電子部品用パッケージの形成方法。
【請求項３】
半抜きパンチよりやや小さい相似形の半抜き孔を有するダイを用いて、上記ダイに固定した金属板の一方面から上記半抜きパンチを押圧して半抜き加工を施すとき、上記半抜きパンチと上記ダイが対向する対向部において金属板を圧潰することにより硬度を高くした加工硬化部を形成し、上記金属板の他方面に形成した凸部を押圧板の弾圧付勢力により押し戻すとき、上記加工硬化部を剪断させる請求項１に記載の電子部品用パッケージの形成方法。
【請求項４】
電子部品を収納する収納部を形成した電子部品用パッケージであって、請求項１乃至請求項３に記載の形成方法によって形成されたこと特徴とする電子部品用パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属板に集積回路等の電子部品を収納するための凹部を形成したキャビティ型のパッケージの形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品の高密度化及び高速化に伴い、電子部品の発熱量も増加している。このため放熱効率が高い放熱手段が要求されている。しかし、電子部品を使用する機器は、小型化によって必要な放熱特性を得るためのスペースが確保できない問題が生ずる。
【０００３】
これらを支える技術として、金属板からなるキャビティタイプのパッケージが実用に供されている。このパッケージは、上記半導体集積回路等の電子部品をキャビティ内に収納することにより、電子部品の発熱を金属製のパッケージに放熱させるため、放熱効率を一段と高められることから、従来一般に採用されているセラミック製パッケージ等に変わる技術として実用化されつつある。
【０００４】
図６及び図７は、上述したパッケージの適用例として半導体集積回路用パッケージを示している。パッケージ１００は塑性加工が可能であり、しかもヒートスプレッダとして必要な熱伝導率が良好な銅、或いはステンレス鋼、またはアルミニウム等からなる金属素材から選択される。
【０００５】
パッケージ１００の一方面１００ａ側には、方形のキャビティ１０１を形成すると共に、キャビティ１０１の底面に所定の板厚を有する底板１００ｃを形成し、全体としてキャビティ型に形成されている。また、パッケージ１００の一方面１００ａには、ＴＡＢやフレキシブルプリント基板、或いはハードなプリント基板等からなる配線基板ＰＢを接着剤等により接着固定される。この配線基板ＰＢには、キャビティ１０１とほぼ同じ大きさの窓孔ＰＢａが形成され、さらに、線幅及びピッチが３７ｎｍ程度の多数の端子部ＴＭがプリント配線により形成されている。この端子部ＴＭと配線基板ＰＢの外縁に設けた外付け端子との間には、図示しないプリント配線が施されている。
【０００６】
さらに、キャビティ１０１には、半導体集積回路ＩＣのチップが収納される。半導体集積回路ＩＣはキャビティ１０１の底板１００ｃに面接合状態で接着剤により固定されている。このキャビティ１０１の底板１００ｃは、半導体集積回路ＩＣをほぼ密着状態で接合させ、気泡の発生を防止するために、３０ｎｍ以下の反りと平面度に形成することが条件とされている。
【０００７】
半導体集積回路ＩＣの上面には、多数の端子ＴＰが設けられている。そして、半導体集積回路ＩＣと配線基板ＰＢの端子部ＴＭとは、図示しないボンディングワイヤによって電気的に接続される。一方、半導体集積回路ＩＣが動作中に発熱した場合は、パッケージ１００自体がヒートスプレッダとしての機能を有しているため、熱がパッケージ１００に伝達すると共に放熱される。
【０００８】
以上の構成からなるキャビティタイプのパッケージにおいて、パッケージ１にキャビティ１０１を形成する方法としては、金属板をプレスにより押圧パンチを用いてキャビティを押圧加工する方法、或いは化学的なエッチング加工法によって、底部に肉薄の板厚を残すようにして、金属板に所定形状のキャビティを形成する方法がある。また、パッケージ１００の外形を形成する方法としては、周知のプレスのパンチとダイにより所定寸法に打ち抜き形成している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、パッケージ１００がプレスにより外形抜き加工が施されることから、図７の円内に示すように、角部にバリ１０３が生じたり、ナイフエッジ状に形成される。このようなバリ１０３は、後に脱落してキャビティ１０１に収納した半導体集積回路ＩＣのチップ等に付着することがある。これにより、誤作動の原因となり、最悪の場合は不良の原因となるため、通常は外形抜き加工の後にバリ１０３を除去する必要がある。
【００１０】
バリ１０３を除去する方法としては、通常、バレルが用いられる。しかし、高精度の平面度が要求されるパッケージ１００においては、バレル作動時の衝撃によって変形したり、バレルに用いる微小な石や研磨材が付着し、これらを洗浄しても残留するために、微細な精度を要求される電子部品用のパッケージとして使用することができない等、要求される品質が得られない問題がある。また、他の手段としては、バリ１０３を面取り加工によって除去する方法もあるが、工程が増える上に、加工のために長時間を必要とするため、必然的にコストアップになる問題がある。更には、面取り加工時にワークにストレスを与えるため、必要な平面度を阻害する問題もある。
【００１１】
本発明は以上のような問題点を解決するためになされたもので、所望の平面度を得ることができ、しかも、打ち抜き加工時に外縁角部を略円弧状になまらせ、バリ等の発生を抑制した電子部品用パッケージおよびその加工方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【問題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、半抜きパンチと、この半抜きパンチよりもやや小さい相似形の半抜き孔を有するダイと、このダイの半抜き孔に配設され弾性体により金属板の他方面側を弾圧付勢すると共に上記半抜きパンチに従動して移動する押圧板とを用い、上記ダイに固定した上記金属板の一方面側から上記半抜きパンチを押圧して半抜き加工を施して上記一方面に凹部を形成すると共に他方面に上記凹部よりもやや小さい相似形の凸部を形成した後、上記半抜きパンチの後退と共に上記押圧板を後退させるとき、上記押圧板の弾圧付勢力により上記凸部を押し戻して外縁角部を略円弧状になまらせた上記パッケージを形成することを特徴としている。
【００１３】
かかる請求項１記載の発明によれば、半抜き加工するときに凸部の外縁の角部にダレが生じることから、角部が略円弧状に形成することができ、しかも、凹部よりもやや小さい相似形の凸部の形成により、加工硬化によって硬度を高くして粘性を減少させたので、剪断が容易になると共に粘性によるバリの発生を抑制することができる。また、凸部を形成した後に押圧板の弾圧付勢力により凸部を押し戻すので、１工程によってパッケージを形成することができ、工程を簡略化することができる。更に、バリ取り工程及びエッジを除去するバフを施す工程が不要となるため、工程が短縮でき、コストの低減に加え、ストレスが大幅に減少するために、必要な平面度を確保することができる。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明は、金属板の他方面側に形成される凸部の外縁角部の略円弧状部は上記半抜き加工時に形成し、一方面側に形成される略円弧状部は押圧板の弾圧付勢力により押し戻す際に形成することを特徴としている。
【００１５】
かかる請求項２に記載の発明によれば、パンチの押圧と押圧板の弾圧付勢力による押し戻しによってパッケージの両面の角部に略円弧状部を形成することができるので、１工程によってバリの発生を抑制したパッケージを形成することができる。
【００１６】
また、請求項３に記載の発明は、半抜きパンチよりやや小さい相似形の半抜き孔を有するダイを用いて、上記ダイに固定した金属板の一方面から上記半抜きパンチを押圧して半抜き加工を施すとき、上記半抜きパンチと上記ダイが対向する対向部において金属板を圧潰することにより硬度を高くした加工硬化部を形成し、上記金属板の他方面に形成した凸部を押圧板の弾圧付勢力により押し戻すとき、上記加工硬化部を剪断させることを特徴としている。
【００１７】
かかる請求項３に記載の発明によれば、凹部よりもやや小さい相似形の凸部の形成により、半抜きパンチとダイが対向する対向部において金属板を圧潰する加工硬化部を形成するので、加工硬化により硬度を高くして粘性を減少することにより、剪断が容易になると共に粘性によるバリの発生を抑制することができる。
【００１８】
また、請求項４に記載の発明は、電子部品を収納する収納部を形成した電子部品用パッケージであって、請求項１乃至請求項３に記載の形成方法によって形成されたこと特徴としている。
【００１９】
かかる請求項４に記載の発明によれば、バリの発生を抑制した形成方法によってパッケージを形成するので、バリ取り工程及びエッジを除去するバフを施す工程による変形やストレスが大幅に減少するために、必要な平面度が確保され、高精度なパッケージを提供することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による電子部品用パッケージの加工方法について、図面に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００２１】
図２は、本発明にかかるパッケージの適用例として半導体集積回路用パッケージを示している。パッケージ１は塑性加工が可能であり、しかもヒートスプレッダとして必要な熱伝導率が良好な銅、銅合金、或いはアルミニウム、またはステンレス鋼等からなる金属素材から選択される。
【００２２】
パッケージ１の一方面１ａ側には、方形のキャビティ２を形成すると共に、キャビティ２の底面に所定の板厚を有する底板１ｃが形成されている。そして、パッケージ１の一方面１ａ側、および、他方面側１ｂの周縁角部３は、後述する形成方法によって略円弧状に形成されている。
【００２３】
以上の構成からなるパッケージ１は、図５に示すように、一方面１ａに形成したキャビティ２に半導体集積回路ＩＣのチップが収納される。半導体集積回路ＩＣはキャビティ２の底板１ｃに面接合状態で接着剤により固定されている。このキャビティ２の底板１ｃは、半導体集積回路ＩＣをほぼ密着状態で接合させるために、３０ｎｍ以下の反りと平面度に形成される。
【００２４】
また、パッケージ１の一方面１ａには、図６において説明したように、ＴＡＢやフレキシブルプリント基板、或いは通常のプリント基板等からなる配線基板ＰＢを接着剤等により接着固定される。半導体集積回路ＩＣの上面には多数の端子ＴＰが設けられ、配線基板ＰＢの端子部とボンディングワイヤ７によって電気的に接続される。さらに、パッケージ１のキャビティ２に封止剤８を注入し、半導体集積回路ＩＣと上記ボンディングワイヤ７を封止している。ここで、符号９はハンダボールを示し、図示しない電子装置の回路基板と配線基板ＰＢとを電気的に接続するようにしている。また、キャビティ２に収納された半導体集積回路ＩＣのチップが動作中に発熱した場合は、パッケージ１自体がヒートスプレッダとしての機能を有しているため、熱がパッケージ１に伝達すると共に外方に放熱される。以上説明したパッケージ１は、図１に示す加工方法によって金属板から形成される。
【００２５】
図１（Ａ）乃至（Ｄ）は、パッケージ１の加工工程を示している。図１（Ａ）は、パッケージ１の素材となる金属板１０であり、この金属板素材は、主として熱伝導率が良好な銅、銅合金、或いはアルミニウム、またはステンレス鋼等から選択され、所定の面積を有する単体の金属板、または、連続したフープ材が使用される。金属板１０の一方面１０ａには、予めキャビティ２が適宜の手段によって形成されている。
【００２６】
この金属板１０は、図１（Ｂ）に示すように、図示しないプレス機の固定側に設置した、半抜き孔１１ａを有するダイ１１に位置決めした状態で載置した後、一方面側１０ａから所定形状の半抜きパンチ１２を下降して金属板１０を半抜き加工する。この結果、金属板１０の一方面側１０ａには凹部４が押圧形成されると共に、他方面側１０ｂには半抜き孔１１ａに陥没した凸部５が形成される。このとき、ダイ１１に形成された半抜き孔１１ａの幅Ｗ１は、半抜きパンチ１２の幅Ｗ２よりもやや小さい相似形に設定している。従って、凸部５は、凹部４よりもやや小さい相似形に突出形成される。そして、この半抜き加工するときに、図１（Ｂ）に示す円内の拡大図のように、凸部５の外縁の角部３にダレが生じることから、周縁角部３が略円弧状に形成される。
【００２７】
また、上述のように、ダイ１１の半抜き孔１１ａにおける幅Ｗ１を、半抜きパンチ１２における幅Ｗ２よりもやや小さい相似形に設定していることから、半抜きパンチ１２を下降したとき、半抜き孔１１ａの開口上面の近傍と、半抜きパンチ１２の下端面の外周近傍との間が圧潰され、この部分に加工硬化が生じて金属板１０に加工硬化部６が形成される。この結果、加工硬化部６の硬度が高くなり粘性が減少するので剪断が容易になる。
【００２８】
一方、金属板１０の他方面１０ｂには弾性体からなるバネ１３によって上方に弾圧付勢された押し板１４を当接している。この押し板１４は、半抜き孔１１ａ内に上下動可能に配設されている。そして、この押し板１４は、上記半抜き加工時に半抜きパンチ１２の押圧力によりバネ１３の弾力に抗して他方面側１０ｂに形成される凸部５と共に下降する。また、この押し板１４は、上記半抜き加工時には、凹部４の平面度を確保する機能を有している。更に、金属板１０の一方面１０ａには、半抜きパンチ１２の周囲にバネ１５によって弾性付勢された押し板１６を当接させて押圧している。
【００２９】
以上のように金属板１０を半抜き加工した後、半抜きパンチ１２は金属板１０から離間するように上方に後退する。この半抜きパンチ１２の動作に従動して金属板１０の他方面１０ｂに当接していた押圧板１４もバネ１３の弾力によって上昇しようとする。このとき、押し板１４を弾圧付勢するバネ１３の弾力は、凸部５を押し戻すに十分な押圧力に設定されている。また、押し板１６を押圧するバネ１５の弾力は、バネ１３の弾力よりも十分大きく設定している。
【００３０】
この結果、図１（Ｃ）に示すように、金属板１０の他方面１０ｂに形成された凸部５が押し板１４によって上方に押し戻され、図１（Ｄ）に示すように、凸部５を陥没させると共に打ち抜かれて金属板１０から離脱し、パッケージ１が形成される。押し板１４の付勢力により打ち抜かれる個所は、加工硬化によって硬度が増した加工硬化部６であり、粘性が減少していることから容易に剪断されると共に、粘性によるバリの発生が抑制されるので、剪断面も美麗に形成される。また、パッケージ１の外縁は、凸部５の陥没から打ち抜き加工時にダレが生じ、図１（Ｄ）の円内に示した拡大図のように、角部３が略円弧状に形成される。
【００３１】
このようにして形成されたパッケージ１は、素材となる金属板１０に半抜き加工によって凸部５を形成する際に、凸部５の外縁角部を略円弧状に形成し、次の押し板１４による押し戻し時に、上記外縁角部とは反対側の角部に対して故意にダレを生じさせ、外縁角部を略円弧状に形成することで、両面の外縁角部を略円弧状になまらせることができる。この結果、バレル等を用いたバリ取り工程が不要となり、工程の短縮が可能になると共に、コストの低減に加え、ワークにストレスが大幅に減少するために、必要な平面度が確保できる等、この種のパッケージ１として従来から求めていたニーズに応えることが可能となった。
【００３２】
図３は、図１に示した押圧パンチの変形例を示している。図１における押圧パンチ１２は、先端から基端に向けてパッケージ１の形状とほぼ同じ所定形状に形成されているが、図３に示すテーパパンチ２０は、先端から基端に至るに従って断面積が大きくなるようにテーパ状に形成している。このテーパパンチ２０は、先端の平坦面の形状をダイ１１の抜き孔１１ａよりもやや小さく形成しているので、ダイ１１の半抜き孔１１ａの開口端角部とテーパパンチ２０の先端近傍との間で金属板１０を圧潰し、硬度が高くなるように加工硬化を生じさせた加工硬化部２１が形成される。その後、図１（Ｃ）および図３（Ｄ）に示したように、金属板１０の他方面１０ｂに形成された凸部２２をバネ１３によって弾圧付勢された押し板１４によって上方に押し戻すことにより、凸部２２を陥没させると同時に打ち抜いて金属板１０から離脱させ、パッケージ１を形成することは前述の例と同様である。
【００３３】
図４は、押圧パンチの更に変形例を示している。図４の押圧パンチ３０は、先端面の外周角部を円弧状に形成した円弧部３１を形成している。この押圧パンチ３０は、先端の平坦面をダイ１１の半抜き孔１１ａよりもやや小さく形成しているので、ダイ１１の半抜き孔１１ａの開口端角部と押圧パンチ３０の先端近傍との間で金属板１０を圧潰し、硬度が高くなるように加工硬化を生じさせた加工硬化部３２が形成される。その後、図１（Ｃ）および図３（Ｄ）に示したように、金属板１０の他方面１０ｂに形成された凸部３３を押し板１４によって上方に押し戻すことにより、凸部３３を陥没させると同時に打ち抜いて金属板１０から離脱させ、パッケージ１を形成することは前述の例と同様である。
【００３４】
以上説明した実施形態においては、両面の外縁角部をほぼ同じようになまらせているが、パッケージの種別によって、必要な面の外縁角部の円弧を大きくし、多方面を小さくする等、なまらせる大きさに差を設けても良い。また、パッケージの形状、および、キャビティの形状等については種々に異ならせても良く、本発明はこれら実施形態に限定されることなく、本発明を逸脱しない範囲において種々変更することは可能である。
【００３５】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１記載の発明にかかる電子部品用パッケージの形成方法は、半抜き加工するときに凸部の外縁の角部にダレを生じさせるので、角部が略円弧状に形成することができ、しかも、凹部よりもやや小さい相似形の凸部の形成により、加工硬化によって硬度を高くして粘性を減少させたので、剪断が容易になると共に粘性によるバリの発生を抑制することができる。また、押圧板の弾圧付勢力により凸部を押し戻すので、１工程によってパッケージを形成することができ、工程を簡略化することができる。更に、バリ取り工程及びエッジを除去するバフを施す工程が不要となるため、工程が短縮でき、コストの低減に加え、ストレスが大幅に減少するために、必要な平面度を確保することができる。
【００３６】
また、請求項２に記載の電子部品用パッケージの形成方法によれば、パンチの押圧と押圧板の弾圧付勢力による押し戻しによってパッケージの両面の角部に略円弧状部を形成することができるので、１工程によってバリの発生を抑制したパッケージを形成することができる。
【００３７】
更に、請求項３に記載の電子部品用パッケージの形成方法によれば、凹部よりもやや小さい相似形の凸部の形成により、半抜きパンチとダイが対向する対向部において金属板を圧潰する加工硬化部を形成するので、加工硬化により硬度を高くして粘性を減少することにより、剪断が容易になると共に粘性によるバリの発生を抑制することができる。
【００３８】
また、請求項３に記載の電子部品用パッケージの形成方法によれば、バリの発生を抑制した形成方法によってパッケージを形成するので、バリ取り工程及びエッジを除去するバフを施す工程による変形やストレスが大幅に減少するために、必要な平面度が確保され、高精度なパッケージを提供することができる。
【００３９】
更にまた、請求項３に記載の電子部品用パッケージによれば、バリの発生を抑制した形成方法によってパッケージを形成するので、バリ取り工程及びエッジを除去するバフを施す工程による変形やストレスが大幅に減少するために、必要な平面度が確保され、高精度なパッケージを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）乃至（Ｄ）は、本発明にかかる電子部品用パッケージの形成方法を示す工程説明図である。
【図２】本発明にかかるパッケージを示す断面図である。
【図３】本発明の形成方法における押圧パンチの変形例を示す断面図である。
【図４】本発明の形成方法における押圧パンチの他の変形例を示す断面図である。
【図５】本発明にかかる電子部品用パッケージの適用例を示す断面図である。
【図６】電子部品用パッケージの適用例を示す斜視図である。
【図７】従来のパッケージを示す断面図である。
【符号の説明】
１　　　　　パッケージ
１ａ　　一方面
１ｂ　　他方面
２　　　　　キャビティ
３　　　角部
４　　　凹部
５　　　　　凸部
６　　　加工硬化部
１０　　　金属板
１０ａ　一方面
１０ｂ　他方面
１１　　ダイ
１１ａ　半抜き孔
１２　　半抜きパンチ
１３　　バネ
１４　　押し板
１５　　　バネ
１６　　押し板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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