(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイ穴を形成したダイ上に被加工材としてテープキャリアを載置し、その上からストリッパープレートを介してストリッパーバッキングプレートにより上記被加工材を押さえ、ストリッパーバッキングプレート及びストリッパープレートを通してパンチを下降させ被加工材を打抜く打抜金型において、
パンチのシャンク部及びそれより小径の先端部のうち、先端部をストリッパープレートのガイド孔に挿通させてガイドすると共に、
シャンク部をストリッパーバッキングプレートのガイド孔に挿通させてガイドするように構成し、
ここで上記パンチ先端部のガイド孔が、ストリッパープレートに設けたパンチの逃げ孔の底部を貫通して設けられ、この逃げ孔内に上記パンチのシャンク部が挿通されており、
且つ上記パンチのシャンク部のガイド孔が、ストリッパーバッキングプレートに設けたパンチの逃げ孔の底部を貫通して設けられ、
この逃げ孔内に上記パンチのシャンク部が挿通されガイドされていることを特徴とする打抜金型。
【請求項２】
請求項１記載の打抜金型において、
上記パンチのシャンク部の径が０．５mmで、そのパンチシャンク部のガイド孔の長さが５mmであることを特徴とする打抜金型。
【請求項３】
請求項２記載の打抜金型において、
上記パンチ先端部の径が０．１mmで、そのパンチ先端部のガイド孔の長さが０．５mmであることを特徴とする打抜金型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、打抜金型、特にＴＡＢテープ等のテープキャリアの打抜き用として適した打抜金型の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の高速化、入出力容量の増大に伴い、所定形状の配線パターンを有するテープキャリアを半導体装置の基材として使用し、これに半導体チップを搭載し、さらに、配線パターンの所定の箇所にはんだボールによる端子をアレイ状に配置したＴａｐｅ−ＢＧＡ（Ball Grid Ａｒray）型構造の半導体装置がある。ここでは、半導体チップと外部端子間のインタポーザとしてテープキャリアが用いられる。
【０００３】
この半導体装置の長所は、入出力の基点を平面的に配置することが可能で、高密度実装が可能であるため、近年の技術トレンドである高速化、高密度実装に対応できる点にある。
【０００４】
従来、ＢＧＡ型の半導体装置に用いられる配線基板（インターポーザ）には、はんだ等のボール端子を接続するための開口部（ビアホール）が多数設けられている。
【０００５】
上記ＢＧＡ型の半導体装置の製造方法を簡単に説明すると、まず、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、例えば、ポリイミドテープ等の絶縁シート基材から成る被加工材７の両端にスプロケットホール７Ｂを設け及び接着層（図示せず）を形成した後、被加工材７の所定位置にボール端子接続用のビアホール７Ａを形成する。これら被加工材７のビアホール７Ａは、例えば、ビアホール形成用の打抜金型を用いて形成している。
【０００６】
この打抜金型を用いたビアホールの形成方法は、まず、図５に示すような、被加工材７の所定位置を開口するためのパンチ１が複数本設けられたパンチプレート４と、このパンチプレート４に設けられたパンチ１と対応するダイ穴（開口部）６Ａが設けられたダイ６の間に、上記被加工材７を配置し、この被加工材７をダイ６とストリッパープレート２で挟んで固定する。このストリッパープレート２は、図５に示したように、ダイ６のダイ穴６Ａと同じ位置に、パンチ１のガイド孔２Ａを設けた構造であり、このストリッパープレート２のガイド孔２Ａにパンチ１が挿入される。
【０００７】
被加工材７を、ダイ６及びストリッパープレート２で挟んで固定した後、パンチプレート４を所定の速さで被加工材７側に移動（下降）させ、パンチ１とダイ６のダイ穴６Ａの角部（エッジ）との間にかかる圧力で被加工材７を押し切り、打ち抜きカス６’を、図６に示すように、ダイ６のダイ穴６Ａ内に押し込む。その後、パンチプレート４を上昇させて被加工材７を取り出すと、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示したように複数のビアホール７Ａが形成された被加工材７、つまりＴＡＢテープ基材を得ることができる。
【０００８】
この後、上記ビアホール７Ａを形成した被加工材７の片面に、接着層（図示せず）を介して銅箔等の導電性薄膜を貼り合わせ、この導電性薄膜をエッチング処理して所定パターンの配線を形成する。そして、この配線が形成された被加工材７の配線形成面に、半導体チップを例えばフリップチップ実装し、半導体チップと被加工材７の間にアンダーフィル材を流し込んで封止する。このとき、半導体チップは被加工材７と向かい合う面に外部電極が形成されており、半導体チップの外部電極と上記配線が金バンプ等で電気的に接続される。その後、被加工材７のビアホール７Ａに、Ｐｂ−Ｓｎ系はんだ等のボール端子を接続し、被加工材７を所定位置で切断することで、ＢＧＡ型の半導体装置を得る。
【０００９】
図３に、上記複数のビアホール７Ａを形成する打抜金型の一つのパンチ部分の詳細を示す。
【００１０】
従来の打抜金型は、図３の如く、ツバ部１ａ、シャンク部１ｂ、及び先端部１ｃから成るパンチ１と、図５のダイ６上に載置した被加工材７を押さえるストリッパープレート２と、該ストリッパープレート２を支えるストリッパーバッキングプレート３と、パンチ１の後端のツバ部１ａを挿入固定したパンチプレート４と、そしてパンチ抜け止め板５とを有する。そして、ストリッパーバッキングプレート３によりストリッパープレート２を介して、ダイ６上に載置した被加工材７を押さえ、パンチ１の先端部１ｃをストリッパープレート２から被加工材７へ突き出して、被加工材７を打抜く構造となっている。
【００１１】
ここでパンチ先端部１ｃは、微細孔を打ち抜く必要上、小径でなければならず、またストリッパープレート２に形成されるガイド孔２Ａもこれに対応する小径でなければならない。しかし、小径のパンチ先端部１ｃ及びガイド孔２Ａを必要以上の長さにわたって、加工することは、強度的にも加工技術的にも不利益である。そこでパンチ先端部１ｃの長さ（パンチ先端長さ）は、比較的短く形成され、ストリッパープレート２に形成された逃げ孔２１の底部に短い長さにわたって形成されたガイド孔２Ａ内に挿通されている。よって、先端部１ｃからシャンク部１ｂへの推移部（切り上げ部）１２がストリッパープレート２の逃げ孔２１内に位置しており、この推移部１２から段差部１１までの比較的長いシャンク部１ｂが、ストリッパーバッキングプレート３の逃げ孔３１を緩く貫通してパンチプレート４に達するという構造になっている。
【００１２】
このように従来構造の場合、パンチ１は刃先部のみをストリッパープレート２にてガイドし、ダイとの精密位置合せを行っていた。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＴＡＢテープのビアホールなど微小形状の穴をプレスにて打抜く場合、パンチ先端部の寸法形状も製品形状に伴い微小径のものとなる。その為、パンチ破損が起こり易く安定したプレス打抜き加工が行えなかった。
【００１４】
これは次の理由による。すなわち、従来はパンチのガイドをする際、切刃となる先端部１ｃのみをガイドしていた。当然、パンチをガイドするストリッパープレート２は微小穴（ガイド孔２Ａ）を加工する必要があり、寸法形状が微小であるゆえに、加工を容易にする都合上、パンチをガイドする微小孔の長さつまりガイド孔２Ａの長さを十分確保することが出来なかった。わずかな長さで、しかも微小径で強度的に弱い部分である先端部１ｃをガイドしていることが、パンチ折れの原因の一つになっていた。
【００１５】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、パンチのガイド方法を従来の先端部のみでなくパンチを保持する位置を増加することで、パンチ折れを防ぐ構造とした打抜金型を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、ＴＡＢテープ等のテープキャリアをパンチで打抜く際、パンチ刃先部およびパンチ中間部をガイドさせる構造とするものである。
【００１７】
即ち、請求項１に記載の発明は、ダイ穴を形成したダイ上に被加工材としてテープキャリアを載置し、その上からストリッパープレートを介してストリッパーバッキングプレートにより上記被加工材を押さえ、ストリッパーバッキングプレート及びストリッパープレートを通してパンチを下降させ被加工材を打抜く打抜金型において、パンチのシャンク部及びそれより小径の先端部のうち、先端部をストリッパープレートのガイド孔に挿通させてガイドすると共に、シャンク部をストリッパーバッキングプレートのガイド孔に挿通させてガイドするように構成し、ここで上記パンチ先端部のガイド孔が、ストリッパープレートに設けたパンチの逃げ孔の底部を貫通して設けられ、この逃げ孔内に上記パンチのシャンク部が挿通されており、且つ上記パンチのシャンク部のガイド孔が、ストリッパーバッキングプレートに設けたパンチの逃げ孔の底部を貫通して設けられ、この逃げ孔内に上記パンチのシャンク部が挿通されガイドされていることを特徴とするものである。
【００１９】
具体的には、上記パンチのシャンク部の径が０．５mmで、そのパンチシャンク部のガイド孔の長さが５mm以上とするのが良い（請求項２）。また、上記パンチ先端部の径が０．１mmで、そのパンチ先端部のガイド孔の長さが０．５mmであるとするのが良い（請求項３）。
【００２０】
＜要点の補足説明＞
パンチは、製品形状を打抜く先端部、パンチを金型に固定するツバ部、その間のシャンク部に大きく分かれているが、そのシャンク部を先端部とほぼ同様に金型内のプレート（ストリッパーバッキングプレート）を介してガイドする。
【００２１】
パンチ先端部のガイドクリアランスは通常、打抜き材やダイクリアランスを考えると１μｍ〜３μｍとなる。それに対してシャンク部のクリアランスは５μｍ程度にゆるく設定することができるので、先端ガイド部、シャンク部ガイドのそれぞれ部品の精度誤差や組立精度誤差を緩和させることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施形態に基づいて説明する。
【００２３】
図１は本実施形態の一例を示したもので、複数のビアホールを形成する打抜金型の一つのパンチ部分を示す。
【００２４】
この打抜金型は、従来の場合（図３）と同じく、ツバ部１ａ、シャンク部（胴体）１ｂ、及び先端部（切刃）１ｃから成るパンチ１と、図５のダイ６上に載置した被加工材７を押さえるストリッパープレート２と、該ストリッパープレート２を支えるストリッパーバッキングプレート３と、パンチ１の後端のツバ部１ａを挿入固定したパンチプレート４と、パンチ抜け止め板５とを有する。そして、ストリッパーバッキングプレート３によりストリッパープレート２を介して、ダイ６上に載置した被加工材７を押さえ、パンチ１の先端部１ｃをストリッパープレート２から被加工材７へ突き出して、被加工材７を打抜く構造となっている。
【００２５】
ここでパンチ１は、ツバ部１ａ、シャンク部１ｂ、先端部１ｃの順に径が小さくなっている。パンチ１のシャンク部１ｂ及びそれより小径の先端部１ｃのうち、先端部１ｃはストリッパープレート２のガイド孔２Ａに挿通させてガイドすると共に、シャンク部１ｂをストリッパーバッキングプレート３のガイド孔３Ａに挿通させてガイドし、そしてツバ部１ａをパンチプレート４に挿入し段差部１１をパンチ抜け止め板５で止めた構造となっている。
【００２６】
パンチ１は、微細孔を打ち抜く必要上、先端部１ｃが小径でなければならず、またストリッパープレート２に形成されるガイド孔２Ａもこれに対応する小径でなければならないことから、パンチ先端部１ｃの長さ（パンチ先端長さ）は、比較的短く形成され、また、このパンチ先端部のガイド孔２Ａが、ストリッパープレート２に形成したパンチの逃げ孔２１の底部を貫通して設けられ、この逃げ孔２１内に上記パンチのシャンク部１ｂが挿通されている。
【００２７】
また、先端部１ｃからシャンク部１ｂへの推移部（切り上げ部）１２がストリッパープレート２の逃げ孔２１内に位置している。この推移部１２から段差部１１までのシャンク部１ｂは、ストリッパーバッキングプレート３の逃げ孔３１を緩く貫通してパンチプレート４まで比較的長く形成されている。
【００２８】
そこで、この長いパンチ１の中間部を途中でガイドするため、上記パンチシャンク部１ｂのためのガイド孔３Ａが、ストリッパーバッキングプレート３に設けたパンチの逃げ孔３１の底部を貫通して設けられ、この逃げ孔３１内に上記パンチシャンク部１ｂが挿通されガイドされている。
【００２９】
次に、上記被加工材が、半導体チップと外部端子間のインタポーザとして用いられるＴＡＢテープ基材（テープキャリア）であることを前提としたとき、適切な各部の所要寸法の実施例について述べる。
【００３０】
ＴＡＢテープ基材に直径がφ０．１mmのビアホール７Ａの穴を打抜く金型のパンチの場合、パンチ１の先端部１ｃの径（先端径）を直径φ０．１mm、穴ピッチの制約からツバ部１ａは直径φ０．７５mm、シャンク部１ｂを直径φ０．５mmとした。
【００３１】
パンチ先端部１ｃのガイド孔２Ａは、従来通りストリッパープレート２にガイドクリアランス（０．００１〜０．００３mm）を含んだ穴として設ける。このときビアホール７Ａの穴径が直径φ０．１mmと微小であることから、加工方法の限界として、ストリッパープレート２のガイド孔２Ａの長さ（ガイド長さ）は０．５mm程度しか確保できない。そこで、パンチ先端部１ｃのガイド長さ（ストリッパープレート２のガイド孔２Ａの長さ）は０．５mmとしている。
【００３２】
次に、本発明の特徴であるパンチ中間部のガイド構造は、金型構造上ではパンチ１の中間部であるシャンク部１ｂと金型内で対向位置にあるストリッパーバッキングプレート３のガイド孔３Ａにて行う。
【００３３】
この部分はパンチ長さの中央部分になるため、パンチ１の横方向へのたわみを防止する上で効果的である。また、パンチ１の中間部であるシャンク部１ｂをガイドする構造であるため、ガイド孔３Ａの穴径も製品の穴形状にとらわれることなく、許容度が拡がり、直径φ０．５mmに０．００５mm程のクリアランスを加味したサイズにガイド孔３Ａを設けることができ、ガイド孔３Ａのサイズがアップしているので、加工上、ガイド孔３Ａのガイド長さも容易に確保することができる。
【００３４】
このパンチのシャンク部１ｂのガイド長さ（ストリッパーバッキングプレート３のガイド孔３Ａの長さ）は、加工の便宜上、上記パンチシャンク部１ｂのほぼ０．５mmの直径に対し、ほぼ５mmとした。しかし、このパンチシャンク部１ｂのガイド長さ（ガイド孔３Ａの長さ）は、必要に応じ５mm以上設けても良い。
【００３５】
上記した図１及び図２に示す様なパンチ１を複数個所にてガイドする構造をもつ金型を作ることにより、微細形状である直径φ０．１mmのビアホール７Ａの穴を、プレス加工にて、パンチ破損することなく打ち抜くことができた。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の打抜金型は、パンチのシャンク部及びそれより小径の先端部のうち、先端部をストリッパープレートのガイド孔に挿通させてガイドすると共に、シャンク部をストリッパーバッキングプレートのガイド孔に挿通させてガイドする構造である。従って、本発明によれば、パンチ中間部をガイドすることで、パンチの横方向への変形・屈折を低減させることができ、微小パンチ折れ起因の一つとされる横への要素を排除し、パンチ自体のもつ座屈強度を高いレベルで維持できる。このため、本発明の構造を取り入れた金型により、ＴＡＢテープ等のテープキャリアに直径φ０．１mmの小穴をプレスにて打抜き加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の打抜金型の一つのパンチガイド部分を示した図である。
【図２】本発明の打抜金型の各部の寸法例を示した図である。
【図３】従来の打抜金型の一つのパンチガイド部分を示した図である。
【図４】従来のビアホールを具備したテープキャリアを示したもので、（ａ）はその平面図、（ｂ）はＤ−Ｄ′断面図である。
【図５】従来の打抜金型の概略構成を示した図である。
【図６】従来の打抜金型の打抜動作を示した図である。
【符号の説明】
１  パンチ
１ａ  ツバ部
１ｂ  シャンク部
１ｃ  先端部
２  ストリッパープレート
２Ａ  ガイド孔
３  ストリッパーバッキングプレート
３Ａ  ガイド孔
４  パンチプレート
２１  逃げ孔
３１  逃げ孔
【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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