(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
微細寸法幅の複数個のスリットを含む打抜穴を有する部材の加工装置において、
少なくとも、
フープ状の長尺の被加工材を長手方向に間欠的にピッチ送りする送り装置と、
被加工材の送り方向に打抜穴の内形輪郭に対応する横断面輪郭を有する１対のパンチとダイとを備え、被加工材に対して非分離押込加工により打抜穴の内形輪郭の少なくとも一部が被加工材に係止した状態に打抜穴の内形輪郭を成形する第１工程を行なうパンチ・ダイセットと、
前記打抜穴の内形輪郭より小なる横断面外形輪郭を有するパンチと、このパンチと対をなしかつ前記打抜穴の内形輪郭より大なる内形輪郭を有するダイとを備え、打抜穴を押抜き貫通成形する第２工程を行なうパンチ・ダイセットとを、
被加工材の送り方向に順に設け、
かつ、パンチの横断面外形輪郭に接する外方部、および第１工程におけるダイの横断面内形輪郭に接する内部に各々弾性材を設け、加工時における被加工材のダイ表面への押圧および加工後における被加工材のダイからの排出を行なうようにしたことを特徴とする微細寸法幅の複数個のスリットを含む打抜穴を有する部材の加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体装置に使用されるリードフレームのように微細寸法幅の複数個のスリットを含む打抜穴を有する部材の加工装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１は本発明の対象例であるリードフレームの例を示す要部拡大平面図である。図１において、リードフレーム１は銅などの導電性材料の薄板材（厚さ寸法例えば0.１〜0.１５ｍｍ）によって四辺形状に形成され、その中央部には四辺形状のタブ（ダイパッド部）２が形成されている。このタブ２上には、例えばマイクロコンピュータやゲートアレイなどの集積回路を形成した半導体ペレット（図示せず）が搭載されるようになっている。
【０００３】
タブ２の周囲には、多数本のリード３がそれらの一方の端部がタブ２を囲むように配設されると共に、これらのリード３の他方の端部が枠部８と接続されている。５はタブ吊りリードであり、タブ２と枠部８との間にこれらを接続するように架設されている。なお、タブ吊りリード５はタブ２と枠部８の夫々四隅に架設するものもある。
【０００４】
上記の多数本のリード３の相互間、およびリード３とタブ吊りリード５との間のスリット６は、例えば0.１〜0.２ｍｍのような微細寸法幅に形成されているのが通常であり、リードフレーム１に形成される打抜穴７は上記のような微細寸法幅の複数個のスリット６を含むものである。なお、リード３およびタブ吊りリード５の幅寸法も、スリット６と同程度の微小寸法に形成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような微細寸法幅のスリット６を形成することは極めて困難であり、就中複数個のスリット６を同時に形成することは殆ど不可能であった。このため従来においては、パンチとダイとによりスリット６を１個宛打抜く手段が多用されており、例えばパンチ・ダイセットを多数台設置して、順送り加工により多数工程で加工しなければならず、加工に多大の時間と工数とを要していた。
【０００６】
また、上記パンチとダイとによって打抜き成形する場合においても、スリット６が微細寸法であるため、スリット６を打抜くべきパンチの強度を確保することが困難であり、加工が屡々中断せざるを得ないという問題点もある。更に加えてリード３の幅寸法も微細寸法であるため、プレス打抜時における被加工材の押圧が不充分となり、打抜時においてパンチに横荷重が作用して、パンチが折損することもあり、加工の進行に支障を来すこともある。
【０００７】
一方、上記のような微細寸法幅のスリット６をエッチング手段によって形成するものも多用されている。すなわち、被加工材の両面に所定のレジストパターンを形成し、その後この被加工材をエッチング液に浸漬し、レジストパターンが被着されていない個所の被加工材を溶解除去し、スリット６を形成するのである。
【０００８】
しかしながら、この手段においては、エッチングが等方的に進行するため、パターンの側面が部分的にオーバーエッチングされ易く、形成されるべきスリット６およびリード３の断面形状がばらつくという欠点がある。
【０００９】
本発明は、上記従来技術に存在する問題点を解決し、加工が容易かつ高精度である微細寸法幅の複数個のスリットを含む打抜穴を有する部材の加工方法および加工装置を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明においては、
少なくとも、
フープ状の長尺の被加工材を長手方向に間欠的にピッチ送りする送り装置と、
被加工材の送り方向に打抜穴の内形輪郭に対応する横断面輪郭を有する１対のパンチとダイとを備え、被加工材に対して非分離押込加工により打抜穴の内形輪郭の少なくとも一部が被加工材に係止した状態に打抜穴の内形輪郭を成形する第１工程を行なうパンチ・ダイセットと、
前記打抜穴の内形輪郭より小なる横断面外形輪郭を有するパンチと、このパンチと対をなしかつ前記打抜穴の内形輪郭より大なる内形輪郭を有するダイとを備え、打抜穴を押抜き貫通成形する第２工程を行なうパンチ・ダイセットとを、
被加工材の送り方向に順に設け、
かつ、パンチの横断面外形輪郭に接する外方部、および第１工程におけるダイの横断面内形輪郭に接する内部に各々弾性材を設け、加工時における被加工材のダイ表面への押圧および加工後における被加工材のダイからの排出を行なうようにする、
という技術的手段を採用した。
【００１１】
本発明において、被加工材の厚さ寸法をＴとしたときに、第１工程におけるパンチ下端面の被加工材の表面からの押込み寸法Ｔ1 を実質的にＴ1 ＜Ｔとすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図２は本発明の実施の形態におけるパンチ・ダイセットの例を示す要部側面図である。図２において、２１は本体であり、例えば鉄鋼材料により略Ｕ字状に形成し、下端部に鳩尾状のあり２２を一体に設け、ベース２０に設けたあり溝２３と係合させることによって、被加工材４の送り方向（紙面と直角方向）に移動調整可能、かつ被加工材４の送り方向と直角方向、すなわち図２における左右方向の移動を拘束するように形成する。そして本体２１を位置決め後において、クランプ装置２４によってベース２０上に固定するのである。なおパンチ・ダイセットとしては、上型と下型とを４本のガイドバーによって連結した門型の本体を使用したものとしてもよい。
【００１５】
次に２５はカセットであり、例えば鉄鋼材料によって略Ｕ字状に形成し、上部にパンチ２６を上下動可能に、下部にパンチ２６と対をなすダイ２７を設け、本体２１に着脱可能に設ける。２８はクランプねじであり、カセット２５を本体２１に固定するためのものである。２９は駆動手段であり、本体２１の上端部に設けられ、作動桿３０を介してパンチ２６を作動させ得るように構成する。この場合、駆動手段２９としては、例えばサーボモータを使用し、ＮＣ制御により、パンチ２６のストロークを正確に制御し得るように構成する。
【００１６】
上記の構成により、駆動手段２９によりパンチ２６を下方に作動させれば、被加工材４に対して所定のプレス加工を行なうことができる。
【００１７】
図３は図２におけるパンチ２６およびダイ２７を示す要部拡大断面図である。図３において、パンチ２６およびダイ２７の加工部２６ａ，２７ａは前記図１に示す打抜穴７の内形輪郭に対応する横断面輪郭に形成する。３１は弾性材であり、加工部２６ａに接する外方部および加工部２７ａに接する内部に設ける。これらの弾性材３１の表面は加工部２６ａ，２７ａの表面と実質的に面一となるように形成する。
【００１８】
なお弾性材３１の埋設深さは、被加工材４の厚さ寸法によって異なるが、例えば被加工材４の厚さ寸法が0.１〜0.１５ｍｍである場合に、例えば0.３〜1.０ｍｍ程度とする。上記弾性材３１の埋込部の形成、すなわち加工部２６ａ，２７ａの形成には、極細の電極を使用した型彫放電加工によることができる。
【００１９】
図４および図５は各々本発明の実施の形態における第１工程の加工態様を示す要部拡大断面図であり、同一部分は前記図３と同一の参照符号で示す。図６は図４におけるＡ部拡大図である。
【００２０】
図４に示すようにパンチ２６を下降させると、パンチ２６の加工部２６ａの外方に設けられた弾性材３１が被加工材４をダイ２７上面に押圧した状態でパンチ２６および加工部２６ａが予め設定されたそれらの下限位置まで下降する。これにより被加工材４の被加工部４ａはダイ２７の加工部２７ａ内に押込まれ、その外形輪郭部分が係止部４ｂを介して被加工材４と係止した状態で、所謂非分離押込加工が行なわれるのである。
【００２１】
次に図５に示すように、パンチ２６および加工部２６ａを上昇させると、ダイ２７の加工部２７ａ内に設けられた弾性材３１の上方への付勢力により、被加工材４は被加工部４ａを係止部４ｂを介して係止した状態で加工部２７ａから排出させるのである。
【００２２】
上記の第１工程において、図６に示すようにパンチ２６の加工部２６ａの外形寸法ａは、例えば前記図１に示すスリット６の幅寸法（内形寸法）と実質的に同一寸法に形成されるが、ダイ２７の加工部２７ａの内形寸法ａ1 は例えばａ1 ＝ａ±0.０１ｍｍとすることができる。またパンチ２６および加工部２６ａの被加工材４の表面からの押込寸法Ｔ1 はＴ1 ＜Ｔに制御することにより、加工部２６ａ，２７ａが係合することなく、前記のように非分離押込加工が可能となるのである。この場合、Ｔ−Ｔ1 ＝0.０１〜0.０２ｍｍとすることができる。
【００２３】
図７は本発明の実施の形態における第２工程の加工態様を示す要部拡大断面図、図８は図７におけるＢ部拡大図であり、同一部分は前記図３ないし図６と同一の参照符号で示す。
【００２４】
上記第２工程においては、パンチ２６の加工部２６ａの外形寸法ａ2 は前記第１工程における外形寸法ａより小に形成する。またダイ２７の加工部２７ａ内には弾性材３１を設けず、かつその最小内形寸法ａ3 は上記外形寸法ａより大に形成する。例えばａ−ａ2 ＝0.０２〜0.０３ｍｍに、ａ3 −ａ＝0.０２〜0.０３ｍｍに形成する。
【００２５】
上記の構成により、図７においてパンチ２６の加工部２６ａを、ダイ２７の加工部２７ａ内に到達するように下降させれば、加工部２６ａにより被加工材４の被加工部４ａが押抜き貫通成形される。
【００２６】
この場合、図４ないし図６に示される係止部４ｂは、その厚さ寸法が例えばＴ−Ｔ1 ＝0.０１〜0.０２ｍｍのような微小寸法であるため、加工部２６ａの下降により容易にせん断され得るのである。一方加工部２６ａ，２７ａは相互に係合するが、両者間には充分な隙間があるから、加工部２６ａにはそれ程大なる強度を必要とせず、両者の摩耗もまた極めて小である。
【００２７】
上記のような第１工程および第２工程は、各々専用のパンチ・ダイセットによって行なわれるが、被加工材４としてフープ状の長尺状のものを使用し、この被加工材４を送り装置によって長手方向に間欠的にピッチ送りし、被加工材４の送り方向に第１工程を行なうパンチ・ダイセットと、第２工程を行なうパンチ・ダイセットとを順に設けて、順送り加工によって加工することが好ましい。
【００２８】
この場合、上記パンチ・ダイセットの被加工材４の送り方向最上流側に、被加工材４に定ピッチの間隔でパイロット穴を加工するパンチ・ダイセットを設けると共に、前記第１工程および第２工程におけるパンチ・ダイセットには、上記パイロット穴と係合するパイロットピンを設けておく。そして第１工程および第２工程による加工位置は、上記パイロット穴を基準として位置決め加工することが好ましい。
【００２９】
本発明の実施の形態においては、リードフレームの例について説明したが、これに限らず他の板状部材の加工に対しても本発明の適用は当然に可能である。
【００３０】
【発明の効果】
本発明は以上記述のような構成および作用であるから、下記の効果を奏し得る。
【００３１】
（１）第１工程においては、パンチとダイとが係合しない非分離押込加工であるため、パンチおよびダイの損傷が殆ど無く、高精度を確保できる。
【００３２】
（２）第２工程においては、パンチとダイとの隙間が充分に確保され、かつ押抜くべき係止部の肉厚寸法が極めて小であるため、パンチおよびダイに印加される荷重が小であり、加工が容易である。
【００３３】
（３）微細寸法幅の複数個のスリットを含む打抜穴を、２工程で加工完了させ得るため、高精度の加工ができると共に、加工に要する時間と工数とを大幅に低減させ得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の対象例であるリードフレームの例を示す要部拡大平面図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるパンチ・ダイセットの例を示す要部側面図である。
【図３】図２におけるパンチ２６およびダイ２７を示す要部拡大断面図である。
【図４】本発明の実施の形態における第１工程の加工態様を示す要部拡大断面図である。
【図５】本発明の実施の形態における第１工程の加工態様を示す要部拡大断面図である。
【図６】図４におけるＡ部拡大図である。
【図７】本発明の実施の形態における第２工程の加工態様を示す要部拡大断面図である。
【図８】図７におけるＢ部拡大図である。
【符号の説明】
４  被加工材
６  スリット
７  打抜穴
２６  パンチ
２７  ダイ
３１  弾性材
【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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【図８】
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