JPH08195460A - ダムバーの切断方法および半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】半導体装置におけるダムバーの切断方法におい
て、レーザ光照射によるダムバー切断時にアシストガス
の働きを有効に利用することを可能とし、リードへのド
ロス付着の影響を減らすことができるようにする。 【構成】リードフレーム３上に半導体チップを搭載し、
樹脂モールド２で一体に封止する時に、ダムバー４の樹
脂モールド側の側面と樹脂モールド２外周側面との距離
Ｗ_M、および樹脂モールド２の傾斜角度θ_Dを、レーザ光
１０８照射によるダムバー４の切断に際して樹脂モール
ド２とガスノズル１０５との干渉が起こらないように選
定する。そして、その干渉しない状態を保ちながらレー
ザ光１０８を照射してダムバー４を切断する。この時、
ノズルギャップＧ_Nを最適にしてアシストガス１１２の
働きを有効に利用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、リードフレーム上に半
導体チップを搭載した後に樹脂モールドで一体に封止し
た半導体装置に係わり、特に、ガスノズルからアシスト
ガスを放出しながらレーザ光の照射によってダムバーを
切断するダムバーの切断方法、およびそのダムバー切断
後にアウターリードをガルウィング状に折り曲げ成形し
た半導体装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】リードフレームに半導体チップを搭載し
た後に樹脂モールドで一体に封止した半導体装置におい
て、ダムバーはリードフレームのアウターリード（以
下、適宜リードという）相互間をつなぐものであり、樹
脂モールドでリードフレームのインナーリード部分と半
導体チップを一体に封止する時に樹脂モールドがリード
間に流れ出て来るのを堰き止める役割を果たすものであ
る。また、このダムバーは各リードを補強する役割も有
する。そして、樹脂モールドによる封止が終了すると、
ダムバーは切断除去され、リードフレームの各リード
（アウターリード）が個々に切り離される。

【０００３】従来では、このダムバーを打ち抜きにより
切断することが多かったが、最近では、特開平２−１５
５２５９号公報や特開平４−３２２４５４号公報に記載
されているように、レーザ光の照射による加工（以下、
レーザ加工またはレーザ切断という）を利用した方式が
開発されている。この方式においては、レーザ発振器か
ら出力されるレーザ光を集光レンズにより集光し、この
レーザ光をガスノズルの先端よりダムバーに照射して溶
断を行う。同時にレーザ光と共にアシストガスがガスノ
ズルより放出され、レーザ光照射による燃焼補助及び生
じた溶融物の除去等を行う。また、切断すべきダムバー
の位置は予め制御部に登録されており、この制御部の制
御のもとに上記ガスノズルやレーザ光を集光させる光学
系を取り付けたＸＹテーブルを移動させて順次ダムバー
が切断されて行く。この方式によれば、アウターリード
のピッチが、例えば０．５ｍｍ以下であるような、微細
な構造のリードフレームを用いた半導体装置のダムバー
の切断を、金型等を要せずに容易に行うことができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術におい
て、樹脂モールドの厚みが、例えば０．７ｍｍ以下と薄
い時には、ガスノズルと樹脂モールドが干渉することな
くガスノズルをダムバーに十分が近付けられるので、最
適なガスノズル下面とダムバーとの距離（以下、ノズル
ギャップという）が確保でき、アシストガスにおいて直
線的な流れ（以下、直線流という）が支配的になる。従
って、付着するドロスの量を低減でき、しかも後述する
ようなヒゲドロスもできないようにすることができる。

【０００５】一般的な半導体装置ではダムバーと樹脂モ
ールド外周側面との距離がアウターリードのピッチより
もかなり短く設定されることが多いが、アウターリード
のピッチが０．５ｍｍ以下の微細な構造のリードフレー
ムを使用した半導体装置であって、樹脂モールドの厚さ
がある程度以上の厚み、例えば上記の０．７ｍｍ以上で
あるような半導体装置のダムバーをレーザ切断するとな
ると、ガスノズルをダムバーに近づける際に、ガスノズ
ルと樹脂モールドが干渉してしまう。これはダムバーと
樹脂モールド外周側面との距離がアウターリードのピッ
チよりも短いこと、または樹脂モールド縁部斜面の傾斜
角度とガスノズル先端部分の傾斜角度の関係に起因して
いる。

【０００６】アシストガスを加工すべき部分に吹き付け
るのは、レーザ照射による燃焼の補助および生じた溶融
物の除去のためであり、溶融物除去の効果を高めるため
には、生じた溶融物を冷え固まらないうちにできるだけ
除去できるようガスノズルをある程度ダムバーの照射位
置に近づけて最適なノズルギャップとしなければならな
い。ところが、上記のようにガスノズルと樹脂モールド
が干渉する場合には、ガスノズルを切断すべきダムバー
に近づけることができないため、最適なノズルギャップ
をとることができず、アシストガスの働きを有効に利用
することができなくなる。以下、このことについて、説
明する。

【０００７】ガスノズルと樹脂モールドの干渉を避けて
ガスノズルを遠ざけた場合、即ちノズルギャップを大き
くとった場合には、アシストガスの流れ方向に樹脂モー
ルド縁部の斜面が存在することになる。この時、ガスノ
ズル先端部分から噴射した直後のアシストガスの流れ方
向はガスノズル先端部分の下面に垂直であるが、ダムバ
ーに到着する際には樹脂モールドに近い所でその斜面に
沿った流れの成分が存在することになり、ダムバーには
樹脂モールドから斜めに遠ざかる方向にアシストガスが
当たることになる。

【０００８】上述のような斜め方向へのアシストガスの
流れが存在すると、残留溶融物が冷え固まってできるド
ロスは切断した部分の裏面で樹脂モールドより遠ざかる
向きに付着する。この場合に形成されるドロスは、アシ
ストガスの流れの方向にヒゲ状に長く伸びて付着するこ
とが多い（以下、これをヒゲドロスという）。このヒゲ
ドロスは、リードに強固に付着していないため、容易に
浮き上がったり立ち上がったりし、隣接するリードに接
触しリード間を電気的に短絡する危険性がある。また、
ヒゲドロスの大きさは、通常のドロスに比べてかなり大
きいため、半導体装置の電子回路基板上への実装時に基
板上に不規則に付着することもあり、基板上の電気配線
間をも電気的に短絡する危険性がある。

【０００９】また、ドロスとなる高温の溶融物がアシス
トガスの流れ方向に移動してリードをえぐり取りリード
を細くしてしまうと、その後のリード（アウターリー
ド）の曲げ成形加工時に、そのえぐれ部に応力が集中し
てリードが破断してしまう不具合を発生する。

【００１０】さらに、ノズルギャップを大きくとると、
加工部分でのアシストガスによる溶融物除去効果がうす
れ、ドロス量が増加したりドロスが大きく成長し、さら
に上述のヒゲドロスも形成されやすくなり、ドロス付着
による種々の問題が発生しやすくなる。即ち、加工後の
表面清浄度や寸法精度等の加工品質を悪化させたり、ド
ロスの不規則な剥落による電気的短絡の発生が多くなっ
たり、アウターリード折り曲げ成形時に拘束治具でうま
く固定できなくなったり、その折り曲げ成形精度が低下
したりする。また、ノズルギャップを長くすることによ
り、そのノズルギャップの変化に対応したレーザ光の焦
点位置を自動または手動で制御しなければならなず、そ
のための作業が必要となる他、上記ノズルギャップの変
化に伴なってガスノズルより噴射するアシストガスの効
果が大幅に変化するため、半導体装置のタイプの変更に
合わせて一々調整する必要があり、安定した加工ができ
なくなる。

【００１１】ただし、このノズルギャップを大きくとる
ことによる不具合は、たとえ前述のようなガスノズルと
樹脂モールドの干渉がない場合でも起こり得る。

【００１２】本発明の目的は、レーザ光照射によるダム
バー切断時にアシストガスの働きを有効に利用すること
が可能で、リードへのドロス付着の影響を減らすことが
できるダムバーの切断方法、およびそのダムバー切断後
にアウターリードをガルウィング状に折り曲げ成形した
半導体装置を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によれば、ピッチが０．５ｍｍ以下の多数の
アウターリードおよびそのアウターリード間に設けられ
たダムバーを有するリードフレーム上に半導体チップを
搭載し、前記リードフレームのアウターリードおよびダ
ムバーを除く部分と前記半導体チップとを樹脂モールド
で一体に封止した半導体装置のダムバーを、ガスノズル
からアシストガスを放出しながらレーザ光の照射によっ
て切断するダムバーの切断方法において、前記ダムバー
の樹脂モールド側の側面と前記樹脂モールド外周側面と
の距離、およびその樹脂モールド外周側面の傾斜角度
を、ダムバーを切断するための加工位置にガスノズルを
設定したときに樹脂モールドとの干渉が起こらないよう
に選定し、前記加工位置に前記ガスノズルを設定して前
記レーザ光の照射によりダムバーを切断することを特徴
とするダムバーの切断方法が提供される。

【００１４】また、本発明によれば、ピッチが０．５ｍ
ｍ以下の多数のアウターリードおよびそのアウターリー
ド間に設けられたダムバーを有するリードフレーム上に
半導体チップを搭載し、前記リードフレームのアウター
リードおよびダムバーを除く部分と前記半導体チップと
を樹脂モールドで一体に封止した半導体装置の前記ダム
バーを、ガスノズルからアシストガスを放出しながらレ
ーザ光の照射によって切断するダムバーの切断方法にお
いて、前記ダムバーの中央位置と前記樹脂モールド外周
側面との距離を、前記ガスノズル先端部分の内周半径以
上の長さに選定し、そのガスノズルを加工位置に設定し
て前記レーザ光の照射によりダムバーを切断することを
特徴とするダムバーの切断方法が提供される。

【００１５】上記ガスノズルの先端部分の内径を、好ま
しくは０．７５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下とし、また、そ
のガスノズルの先端部分の外径を、好ましくは０．９５
ｍｍ以上３．２ｍｍ以下とする。

【００１６】また、本発明によれば、上記のようなダム
バーの切断方法によってダムバーを切断した後に前記ア
ウターリードをガルウィング状に折り曲げ成形したこと
を特徴とする半導体装置が提供される。

【００１７】

【作用】上記のように構成した本発明においては、ダム
バーの樹脂モールド側の側面と樹脂モールド外周側面と
の距離、および樹脂モールドの傾斜角度を選定するに際
して、ダムバーを切断するための加工位置にガスノズル
を設定したときに樹脂モールドとガスノズルとの干渉が
起こらないような条件を選定することにより、半導体装
置のタイプの変更に伴なう樹脂モールド厚さの変化に合
わせて最適のノズルギャップをとることができ、アシス
トガスの働きを有効に利用することができる。つまり、
ガスノズルより噴射したアシストガスが樹脂モールドの
斜面に沿って流れることがなく、従ってダムバーに対し
樹脂モールドから斜めに遠ざかる方向に流れることがな
くなってヒゲドロスが形成されることが防止される。ま
た、溶融物が斜め方向に移動してリードをえぐり取りこ
ともなくなるため、リードが曲げ成形加工時に断線する
ことがなくなる。さらに、アシストガスによって溶融物
が十分に除去されるためにドロス自体の量も少なくな
る。

【００１８】ここで、最適のノズルギャップについて述
べておく。最適のノズルギャップを決定するパラメータ
としては、ガスノズル形状、即ちガスノズル先端の内径
およびガスノズル先端の外径や、アシストガス圧力や、
加工する部分の幅等があるが、例えばリードフレーム素
材として一般的な厚さ０．２ｍｍ程度の金属板を切断す
る場合、ガスノズル先端の内径が１ｍｍのものを用いる
時には１ｍｍ程度のノズルギャップが最適である。ま
た、アシストガス圧力が通常の１０ｋｇｆ／ｍｍ²以下
に対して２０ｋｇｆ／ｃｍ²程度と高くなると上記ノズ
ルギャップは数１００μｍ程度大きく設定しても加工品
質に影響を及ぼさず、ドロスの付着量も増加することが
ない。さらに、上記と同じ金属板の切断の場合で、ガス
ノズル先端の内径が２ｍｍのものを用いる時はに２ｍｍ
程度のノズルギャップが最適である。

【００１９】また、本発明においては、ダムバーの中央
位置と樹脂モールド外周側面との距離をガスノズル先端
部分の内周半径以上の長さに選定し、ガスノズルを加工
位置に設定してレーザ光照射によりダムバーを切断する
ことにより、少なくともアシストガスの流れ方向に樹脂
モールド縁部の斜面が存在することがなくなる。これに
より、ガスノズルから噴射したアシストガスの流れにお
いて直線流が支配的になり、ガスノズル先端部分の下面
に垂直なアシストガスの流れは、ダムバーに到達する時
にもその方向がほとんど変わらずダムバーにほぼ垂直に
アシストガスが当たることになる。このようにアシスト
ガスにおいて直線流が支配的になることにより、ダムバ
ーに対し樹脂モールドから斜めに遠ざかる方向にアシス
トガスが流れることがなくなって上記と同様にヒゲドロ
スが形成されることが防止され、また溶融物がリードを
えぐり取りこともなくその断線も防止される。

【００２０】上記において、ガスノズル先端部分の寸法
としては、内径が０．７５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下、外
径が０．９５ｍｍ以上３．２ｍｍ以下が適当である。こ
のようなガスノズルは、アウターリードのピッチが０．
５ｍｍ以下の微細なリードフレームのダムバーをレーザ
切断するのに適切である。さらに、ダムバーの位置まで
流出してきた樹脂（以下、ダム内レジンという）をダム
バー切断と同時に除去するのにも都合がよい。

【００２１】

【実施例】本発明の一実施例によるダムバーの切断方法
および半導体装置について、図１から図９を参照しなが
ら説明する。

【００２２】まず、半導体装置１の形状について図１に
より説明する。ただし、図１は、本実施例の半導体装置
１と後述するガスノズル１０５の位置関係を示す図であ
るが、これら半導体装置１とガスノズル１０５の位置関
係については後述する。また、図１では、簡単のため、
半導体チップを含む樹脂モールド２内部の構造を省略し
た（以下、図４、図８、図１０についても同様とす
る）。

【００２３】図１において、半導体装置１は、リードフ
レーム３に半導体チップ（図９参照）を搭載し樹脂モー
ルド２で一体封止したものである。また、リードフレー
ム３に設けられたダムバー４は、相隣り合うアウターリ
ード５をつなぐものであり、樹脂モールド２でリードフ
レーム３と半導体チップとを一体に封止する時に樹脂モ
ールド２がリードの間に流れてくるのを堰き止める役割
を果たすものである。また、このダムバー４は各リード
を補強する役割も有する。一体封止後の樹脂モールド２
からはアウターリード５が突出しており、樹脂モールド
２の縁部は斜面となっている。

【００２４】ダムバー４は樹脂モールド２による封止が
終了すると本実施例で説明するように切断除去され、こ
れによりリードフレーム３の各リード（アウターリード
５）が個々に切り離される。なお、半導体装置の製造
は、ダムバーを切断した後にアウターリードを折り曲げ
成形した後に完了するのであって、ダムバーの切断前の
状態は厳密に言うと中間製品であるが、本発明において
は、簡単のためこのような中間製品のことも半導体装置
と称することとする。

【００２５】上記ダムバー４をレーザ光照射によって切
断するためのレーザ加工装置について図２により説明す
る。図２に示すように、本実施例に使用するレーザ加工
装置は、レーザ光を出力するレーザ発振器１０１、半導
体装置１を搭載し水平面内（Ｘ軸方向およびＹ軸方向）
に移動自在なＸＹテーブル１０２、レーザ発振器１０２
を上下方向（Ｚ軸方向）に移動させるＺテーブル１０
３、レーザ発振器１０１に付設された加工ヘッド１０
４、加工ヘッド１０４の底面に半導体装置１に臨むよう
に付設されたガスノズル１０５、レーザ発振器１０１で
のレーザ発振のための電力を供給する電源１０６、ＸＹ
テーブル１０２の水平面内（Ｘ軸方向及びＹ軸方向）の
移動動作、Ｚテーブル１０３の上下方向（Ｚ軸方向）の
移動動作、レーザ発振器１０１の発振動作を制御する制
御部１０７を備えている。ただし、図２に置ける半導体
装置１の形状は若干簡略化して表している。

【００２６】次に、半導体装置１とガスノズル１０５の
位置関係について説明する。本実施例では、ダムバー４
を能率よく確実にレーザ切断するため、ガスノズル１０
５の中心軸をダムバー４中央位置に合わせた状態でレー
ザ光１０８を照射することとする。図１において、樹脂
モールド２のリードフレーム３からの高さをＤ_M、リー
ドフレーム３表面に対する樹脂モールド２縁部斜面の傾
斜角度をθ_D、ダムバー４の幅をＷ_D、ダムバー４の樹脂
モールド側の側面と樹脂モールド２外周側面との距離を
Ｗ_Mとする。また、ガスノズル１０５の内周半径をＲ_N、
外周半径をＲ、ガスノズル１０５先端部分断面における
リードフレーム３表面に対する傾斜角度をθ_N、ガスノ
ズル１０５下面とダムバー４との距離即ちノズルギャッ
プをＧ_Nとする。この時、ガスノズル１０５と樹脂モー
ルド２縁部斜面とが干渉しないための条件は、次のよう
になる。

【００２７】

【数１】

【００２８】

【数２】

【００２９】上記のうち式（１）はガスノズルの１０５
の下面が樹脂モールド２縁部斜面が干渉しない条件とな
っており、式（２）は樹脂モールド２上面とガスノズル
の１０５先端部分斜面が干渉しない条件となっている。
本実施例では、樹脂モールド２による一体封止の際に、
半導体装置１の外周側面の形状が上記の式（１）または
式（２）の条件を満たすようにしておき、その一体封止
後にダムバー４の切断を行う。

【００３０】例えば、アウターリード５のピッチが０．
３ｍｍであるＱＦＰの場合、一般にθ_Mは８０°程度、
樹脂モールド２の高さＤ_Mは１．５ｍｍ程度、ダムバー
４の幅Ｗ_Dは０．２ｍｍ程度であるが、このＱＦＰのダ
ムバー４を切断する際に、先端部分の外周半径Ｒが１ｍ
ｍで傾斜角度θ_Nが７０°のガスノズル１０５を用いて
ノズルギャップＧ_Nが１ｍｍとなるようにした場合の、
ダムバー４の樹脂モールド側の側面と樹脂モールド２外
周側面との距離Ｗ_Mの条件は、概ね、 Ｗ_M＞約０．３２ｍｍ となる。

【００３１】次に、図２に示すレーザ加工装置によりレ
ーザ光１０８がダムバー４へ照射される状況を図３によ
り説明する。図３において、レーザ発振器１０１から加
工ヘッド１０４に対し、レーザ光１０８が入射する。加
工ヘッド１０４の内部の光学系には、ベンディングミラ
ー１０９が設けられ、レーザ光１０８を反射させて半導
体装置１の方向に誘導する。また、半導体装置１に臨む
ように位置するガスノズル１０５の上部には集光レンズ
１１０が配設されており、半導体装置１のダムバー４の
切断を可能にする所要のエネルギ密度を有するように、
この集光レンズ１１０によって充分に集光される。集光
されたレーザ光１０８は、ガスノズル１０５の先端部分
から外部に出力され、半導体装置１上の加工位置Ｐ、即
ちダムバー４に照射される。さらに、ガスノズル１０５
にはアシストガス供給口１１１が設けられており、アシ
ストガス供給口１１１に供給されたアシストガス１１２
がガスノズル１０５の先端部分から上記レーザ光１０８
と同時に加工位置Ｐに噴射され、レーザ光１０８の照射
による燃焼補助、及び生じた溶融物の除去等を行う。

【００３２】上記レーザ加工装置を使用したダムバー４
の切断に際しては、まず、集光レンズ１１０によって集
光されたレーザ光１０８がダムバー４上の加工位置Ｐで
焦点を結ぶようにＺテーブル１０３を動作させ、上下方
向の位置関係を調整することにより位置設定を行い、そ
の後、制御部１０７の制御の下で、アシストガス１１２
を供給し、レーザ発振器１０１を発振動作させ、レーザ
光１０８をダムバー４上に照射する。その時、樹脂モー
ルド２とガスノズル１０５との干渉が起こらない状態を
保ちながらレーザ光１０８を照射する。充分な熱エネル
ギになるまで集光されたレーザ光１０８によってダムバ
ー４表面の照射された部分が溶融し、これが熱源となっ
てこの溶融が表面から順次深さ方向に向って進行し、や
がてダムバー４が切断される。そして、ＸＹテーブル１
０２を予め制御部１０７に登録された所定の軌跡で移動
させ、レーザ光１０８の光軸を相対的に移動させること
により順次ダムバー４の切断が行われる。

【００３３】ところで、従来では、ダムバー４の樹脂モ
ールド側の側面と樹脂モールド２外周側面との距離がア
ウターリード５のピッチよりもかなり短く設定されるこ
とが多く、アウターリードのピッチが０．３ｍｍである
一般的なＱＦＰの場合、０．２ｍｍ程度である。この場
合、樹脂モールド２の厚さがある程度以上となると、ガ
スノズル１０５をダムバー４に近づける際に、ガスノズ
ル１０５と樹脂モールド４が干渉してしまう。従って、
従来では、図４に示すようにガスノズル１０５と樹脂モ
ールド２の干渉を避けてガスノズル１０５を遠ざける必
要があった。このため、最適なノズルギャップをとるこ
とができず、生じた溶融物を冷え固まらないうちに除去
するというアシストガス１１２の働きを有効に利用する
ことができなくなる。

【００３４】図４の場合、即ちノズルギャップを大きく
とった場合には、アシストガス１１２の流れ方向に樹脂
モールド２縁部の斜面が存在することになる。この時、
ガスノズル１０５先端部分から噴射した直後のアシスト
ガス１１２の流れ方向は、図中矢印１１２ａで示すよう
にガスノズル１０５先端部分の下面（開口面）に垂直で
あるが、ダムバー４に到着する際には樹脂モールド２に
近い所でその斜面に沿った流れの成分が存在することに
なり、樹脂モールド２からに十分遠いところではアシス
トガス１１２の流れはダムバー４にほぼ垂直な成分のみ
となる。従って、図中矢印１１２ｂで示すようにダムバ
ー４には樹脂モールド２から斜めに遠ざかる方向にアシ
ストガスが当たることになる。

【００３５】レーザ光１０８の照射によってダムバー４
を切断する場合には、アシストガス１１２で除去しきれ
なかった残留溶融物が冷え固まり、ダムバー４切断後の
状態をリードフレーム３裏面からみると図５に示すよう
にドロス６が切断された部分の裏面に付着する。ここで
上記のような斜め方向へのアシストガス１１２ｂの流れ
が存在すると、溶融金属は切断した部分の裏面で樹脂モ
ールドより遠ざかる向きに付着し、図６に示すように、
アシストガス１１２ｂの流れの方向にヒゲ状に長く伸び
たヒゲドロス６Ａとなることが多い。このヒゲドロス６
Ａは、アウターリード５に強固に付着していないため、
容易に浮き上がったり立ち上がったりし、隣接するアウ
ターリード５に接触しリード間を電気的に短絡する危険
性がある。また、ヒゲドロス６Ａの大きさは、通常の雫
状のドロス６（図５参照）に比べてかなり大きいため、
製品となった半導体装置を電子回路基板上へ実装する時
に基板上に不規則に付着することもあり、基板上の電気
配線間をも電気的に短絡する危険性がある。

【００３６】また、斜め方向へのアシストガス１１２ｂ
の流れが存在する場合、ドロス６やヒゲドロス６Ａとな
る高温の溶融物がアシストガス１１２ｂの流れ方向に移
動しアウターリード５をえぐり取って細くしてしまう。
図７はその状況を示す図６のVII−VII方向の断面図であ
り、図７ではえぐり取られた部分がえぐれ部７で示され
ている。このようにえぐれ部７が存在すると、その後の
アウターリード５の曲げ成形加工時に、そのえぐれ部７
に応力が集中してアウターリード５が破断してしまう不
具合を多く発生する。

【００３７】さらに、ノズルギャップを大きくとると、
加工部分でのアシストガス１１２による溶融物除去効果
がうすれ、ドロス６が増加したり大きく成長したりする
と共に、ヒゲドロス６Ａも形成されやすくなり、ドロス
の付着による種々の問題が発生しやすくなる。即ち、加
工後の表面清浄度や寸法精度等の加工品質を悪化させた
り、ドロスの不規則な剥落による電気的短絡の発生が多
くなったり、アウターリード５の折り曲げ成形時に拘束
治具でうまく固定できなくなったり、その折り曲げ成形
精度が低下したりする。また、ノズルギャップを長くす
ることにより、そのノズルギャップの変化に対応したレ
ーザ光１０８の焦点位置を自動または手動で制御しなけ
ればならなず、そのための作業が必要となる他、上記ノ
ズルギャップの変化に伴なってガスノズル１０５より噴
射するアシストガス１１２の効果が大幅に変化するた
め、半導体装置１のタイプの変更に合わせて一々調整す
る必要があり、安定した加工ができなくなる。

【００３８】これに対し、本実施例では、ガスノズル１
０５と樹脂モールド２の位置関係を図１および式
（１）、（２）で示すように干渉しないような位置関係
とするため、樹脂モールド２厚さの変化に合わせてガス
ノズル１０５をダムバー４に近付けて最適なノズルギャ
ップＧ_Nをとるようにすることができ、アシストガス１
１２の働きを有効に利用することができる。つまり、図
８のように、ガスノズル１０５より噴射したアシストガ
ス１１２が樹脂モールド２の斜面に沿って流れることが
なくほぼ円柱状の直線流となり、従ってダムバー４に対
し樹脂モールド２から斜めに遠ざかる方向に流れること
がなくなって図６のようなヒゲドロス６Ａが形成される
ことが防止される。これにより、ヒゲドロス６Ａによる
不具合を回避することができる。また、溶融物が斜め方
向に移動してアウターリード５にえぐれ部７を形成する
こともなくなるため、アウターリード５の曲げ成形加工
時に断線することがなくなる。さらに、アシストガス１
１２によって溶融物が十分に除去されるためにドロス６
自体の量も少なくなる。

【００３９】ただし、上記において、ガスノズル１０５
先端部分の寸法としては、内径が０．７５ｍｍ以上３．
０ｍｍ以下、外径が０．９５ｍｍ以上３．２ｍｍ以下が
適当である。このようなガスノズル１０５は、アウター
リード５のピッチが０．５ｍｍ以下の微細なリードフレ
ーム３のダムバー４をレーザ切断するのにふさわしい。
さらに、ダムバー４の位置まで流出してきたダム内レジ
ンをダムバー切断と同時に除去するのにも都合がよい。

【００４０】次に、本実施例の半導体装置１の最終的な
形状について、図９により説明する。図９に示す半導体
装置１において、ダイパッド５１には半導体チップ５２
が搭載され、インナーリード５３の先端部分と半導体チ
ップ５２の端子とが金線等のワイヤ５４により電気的に
接続され、半導体チップ５２及びインナーリード５３を
含む部分が樹脂モールド２により封止されている。ま
た、アウターリード５は前述のようにしてダムバー４
（図１参照）が切断されることによって個々に分割さ
れ、さらに樹脂モールド２の外側でガルウィング状に折
り曲げ成形される。このアウターリード５の折り曲げ成
形された部分は、後ほど半導体装置１がプリント基板上
に搭載された時に、プリント基板の回路パターンに接続
される部分である。

【００４１】以上のような本実施例によれば、ダムバー
４の樹脂モールド側の側面と樹脂モールド２外周側面と
の距離Ｗ_M、および樹脂モールド２縁部斜面の傾斜角度
θ_Dを、図１および式（１）、（２）で示すようにガス
ノズル１０５との干渉が起こらないように選定するの
で、最適なノズルギャップＧ_Nをとるようにすることが
でき、アシストガス１１２の働きを有効に利用すること
ができる。従って、ヒゲドロス６Ａが形成されることが
防止され、またドロス６の量を少なくすることができ、
そのヒゲドロス６Ａやドロス６による不具合を回避する
ことができる。さらに、アウターリード５にえぐれ部７
が形成されることが防止され、そのえぐれ部７に起因す
るアウターリード５の曲げ成形加工時における断線がな
くなる。

【００４２】従って、アウターリードのピッチが０．５
ｍｍ以下であるような微細な構造のリードフレームを用
いた半導体装置の製造方法において、安定してダムバー
切断加工を行うことができ高い品質を得ることができ
る。

【００４３】次に、本発明の他の実施例によるダムバー
の切断方法および半導体装置について、図１０から図１
３を参照しながら説明する。ただし、図１０から図１３
において前述の実施例と同等の部材には図１から図９と
同じ符号を付した。また、本実施例でも、ダムバー４を
能率よく確実にレーザ切断するため、ガスノズル１０５
の中心軸をダムバー４中央位置に合わせた状態でレーザ
光１０８を照射することとする。

【００４４】本実施例では、図１０に示すダムバー４の
中央位置と樹脂モールド２外周側面との距離Ｌを、ガス
ノズル１０５の内周半径Ｒ_N以上となるように選定す
る。即ち、ガスノズル１０５の内周半径Ｒ_N、ダムバー
４の樹脂モールド側の側面と樹脂モールド２外周側面と
の距離Ｗ_M、ダムバー４の幅Ｗ_Dの関係を次式を満たすよ
うにする。

【００４５】

【数３】

【００４６】例えば、前述の実施例と同様にアウターリ
ード５のピッチが０．３ｍｍ、ダムバー４の幅Ｗ_Dが
０．２ｍｍ程度であるＱＦＰのダムバー４をレーザ切断
する場合、内周半径Ｒ_Nが０．５ｍｍのガスノズル１０
５を使用するためには、Ｗ_Mを約０．４ｍｍ以上とすれ
ばよいことになる。この場合のダムバー４の樹脂モール
ド側の側面と樹脂モールド２外周側面との距離は、従来
のリードフレームよりも若干長い。

【００４７】樹脂モールド２による一体封止時に式
（３）を満たすようにダムバー４の側面と樹脂モールド
２外周側面との距離Ｗ_Mを選定し、ガスノズル１０５と
ダムバー４の相対位置をを保ちながらダムバー４をレー
ザ切断することにより、少なくともアシストガス１１２
の流れ方向には樹脂モールド２縁部の斜面が存在しなく
なる。これにより、図８と同様に、ガスノズル１０５か
ら噴射したガスノズル１０５先端部分の下面（開口面）
に垂直なアシストガス１１２の流れは、ダムバー４に到
達する時にもその方向がほとんど変わらずほぼ円柱状の
直線流となり、ダムバー４にほぼ垂直にアシストガス１
１２が当たることになる。

【００４８】このようにアシストガス１１２において直
線流が支配的になるため、前述の実施例と同様にヒゲド
ロス６Ａ（図６参照）が形成されることが防止され、ヒ
ゲドロス６Ａによる不具合を回避することができる。ま
た、溶融物が斜め方向に移動してアウターリード５にえ
ぐれ部７を形成することもなくなり、アウターリード５
の曲げ成形加工時に断線することがなくなる。さらに、
アシストガス１１２によって溶融物が十分に除去される
ためにドロス６の量も少なくなる。

【００４９】ところで、樹脂モールド２による一体封止
時には、樹脂モールド２の外周側面位置にズレが生じる
ことは避けられない。即ち、リードフレーム３に対し、
図１１に破線で示す位置にまで樹脂モールド２が進出し
てくることがある。このようなズレが生じた場合、樹脂
モールドの斜面に沿って流れるアシストガス１１２の成
分が増えてこれまでに述べたようなヒゲドロスやえぐれ
の問題を生じるほか、ダム内レジン８を熱源とする溶融
現象がダムバー４の樹脂モールド２に近い側から進んで
図１２に示すような斜めの切断稜線４ａとなってしま
い、アウターリード５に対して平行な切断稜線が安定し
て得られず、品質を悪化させるという問題が生じること
もある。

【００５０】例えば、前述のＱＦＰの樹脂モールド２の
外周側面位置に生じるズレは約０．１ｍｍ程度となり、
ダムバー４側面と樹脂モールド２外周側面との距離Ｗ_M
が０．２ｍｍ以下の時に、斜めの切断稜線４ａが形成さ
れる上記のような現象が特に起こり易い。

【００５１】また、樹脂モールド２の外周側面位置にズ
レが生じてダムバー４と樹脂モールド２が近接してしま
うと、図１３に示すように、ダムバー４切断時にレーザ
光１０８が樹脂モールド２縁部の斜面をかすってキズ９
をつけてしまい、外観を損なうことがある。

【００５２】これに対し本実施例では、図１０および式
（３）に示すように、ダムバー４の中央位置と樹脂モー
ルド２外周側面との距離を、ガスノズル１０５の内周半
径Ｒ_N以上の長さとなるように選定するため、ダムバー
４と樹脂モールド２とが近接することがなくなり、上記
のような樹脂モールド２の外周側面位置にズレが生じて
もその影響が減少し、図１２のように切断稜線４ａが斜
めになることが避けられ、図１３のようにレーザ光１０
８によるキズ９を樹脂モールド２につけることも避けら
れる。従って、外観を損なうことなく、安定して高い品
質が得られる。

【００５３】例えば、前述のＱＦＰの例では、樹脂モー
ルド２の外周側面位置に０．１ｍｍのズレが生じたとし
ても、ダムバー４側面と樹脂モールド２外周側面との距
離Ｗ_Mが約０．４ｍｍ以上であるので少なくとも０．３
ｍｍ以上の余裕があり、上記のような切断稜線４ａが斜
めになること、および樹脂モールド２にキズ９がつくこ
との問題が生じない。

【００５４】以上のような本実施例によれば、図１０お
よび式（３）のように、ダムバー４の中央位置と樹脂モ
ールド２外周側面との距離を、ガスノズル１０５の内周
半径以上の長さとなるように選定するので、少なくとも
アシストガス１１２の流れ方向には樹脂モールド２縁部
の斜面が存在しなくなり、アシストガス１１２の流れに
おいて直線流が支配的となってアシストガス１１２の働
きを有効に利用することができる。従って、前述の実施
例と同様の効果が得られる。

【００５５】さらに、樹脂モールド２の外周側面位置に
ズレが生じてもその影響が減少し、切断稜線４ａが斜め
になることや、レーザ光１０８によるキズ９が樹脂モー
ルド２につくことが避けられ、外観を損なうことなく、
安定して高い品質が得られる。

【００５６】

【発明の効果】本発明によれば、ダムバーの樹脂モール
ド側の側面と樹脂モールド外周側面との距離、および樹
脂モールドの傾斜角度を、ガスノズルとの干渉が起こら
ないように選定するので、最適なノズルギャップをとっ
てアシストガスの働きを有効に利用することが可能であ
り、ヒゲドロスが形成されることが防止され、ドロスの
量を少なくすることができ、それらによる不具合を回避
することができる。さらに、アウターリードにえぐれ部
が形成されることが防止され、アウターリードの曲げ成
形加工時における断線がなくなる。

【００５７】また、ダムバーの中央位置と樹脂モールド
外周側面との距離を、ガスノズルの内周半径以上となる
ように選定するので、アシストガスの働きを有効に利用
することが可能であり、上記と同様の効果が得られる。

【００５８】また、樹脂モールドの外周側面位置にズレ
が生じてもその影響が減少し、切断稜線が斜めになるこ
とや、レーザ光によるキズが樹脂モールドにつくことが
避けられ、外観を損なうことがない。

【００５９】従って本発明によれば、アウターリードの
ピッチが０．５ｍｍ以下であるような微細な構造のリー
ドフレームを用いた半導体装置の製造方法において、安
定してダムバー切断加工を行うことができ高い品質を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるダムバーの切断方法お
よび半導体装置を示す図であって、半導体装置とガスノ
ズルの位置関係を示す図である。

【図２】図１のガスノズルを含むレーザ加工装置であっ
て、ダムバーの切断に使用するレーザ加工装置を示す図
である。

【図３】図２のレーザ加工装置によりレーザ光がダムバ
ーへ照射される状況を示す図である。

【図４】従来の半導体装置とガスノズルの位置関係を示
す図である。

【図５】ダムバー切断後の状態をリードフレーム裏面か
ら見た図である。

【図６】ダムバー切断後の状態をリードフレーム裏面か
ら見た図であって、ヒゲドロスの付着状況を示す図であ
る。

【図７】ダムバー切断後のアウターリードの状態を示す
図６のVII−VII方向の断面図であって、えぐれ部が形成
された状態を示す図である。

【図８】半導体装置とガスノズルの位置関係が図１の状
態である場合のアシストガスの流れの状態を示す図であ
る。

【図９】半導体装置の最終的な形状を一部樹脂モールド
を排除して示す図である。

【図１０】本発明の他の実施例によるダムバーの切断方
法および半導体装置を示す図であって、ダムバーとガス
ノズルの位置関係を示す図である。

【図１１】樹脂モールド２の外周側面位置に生じるズレ
を説明する図であって、リードフレームの表面からみた
図である。

【図１２】ダムバーの切断稜線がアウターリードに対し
て平行とならずに斜めになった状態を示す図であって、
リードフレームの表面からみた図である。

【図１３】ダムバーの切断時にレーザ光が樹脂モールド
縁部の斜面をかすってキズをつけた場合を示す図であっ
て、図１０のXIII方向からみた図である。

【符号の説明】

１ 半導体装置 ２ 樹脂モールド ３ リードフレーム ４ ダムバー ４ａ （ダムバー切断後の）斜めの切断稜線 ５ アウターリード ６ ドロス ６Ａ ヒゲドロス ７ えぐれ部 ８ ダム内レジン ９ （樹脂モールド縁部の斜面に形成される）キズ ５２ 半導体チップ ５３ インナーリード １０１ レーザ発振器 １０２ ＸＹテーブル １０３ Ｚテーブル １０４ 加工ヘッド １０５ ガスノズル １０６ 電源 １０７ 制御部 １０８ レーザ光 １０９ ベンディングミラー １１０ 集光レンズ １１１ アシストガス供給口 １１２ アシストガス １１２ａ アシストガス １１２ｂ アシストガス Ｄ_M 樹脂モールド２のリードフレーム３からの高さ θ_D 樹脂モールド２縁部斜面の傾斜角度 Ｗ_D ダムバー４の幅 Ｗ_M ダムバー４の樹脂モールド側の側面と樹脂モール
ド２外周側面との距離 Ｒ_N ガスノズル１０５の内周半径 Ｒ ガスノズル１０５の外周半径 θ_N ガスノズル１０５先端部分断面における傾斜角度 Ｇ_N ノズルギャップ Ｌ ダムバー４の中央位置と樹脂モールド２外周側面と
の距離

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥村 信也 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 下村 義昭 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 長野 義也 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピッチが０．５ｍｍ以下の多数のアウタ
   ーリードおよびそのアウターリード間に設けられたダム
   バーを有するリードフレーム上に半導体チップを搭載
   し、前記リードフレームの前記アウターリードおよび前
   記ダムバーを除く部分と前記半導体チップとを樹脂モー
   ルドで一体に封止した半導体装置の前記ダムバーを、ガ
   スノズルからアシストガスを放出しながらレーザ光の照
   射によって切断するダムバーの切断方法において、 前記ダムバーの樹脂モールド側の側面と前記樹脂モール
   ド外周側面との距離、および前記樹脂モールド外周側面
   の傾斜角度を、前記ダムバーを切断するための加工位置
   に前記ガスノズルを設定したときに前記樹脂モールドと
   の干渉が起こらないように選定し、前記加工位置に前記
   ガスノズルを設定して前記レーザ光の照射により前記ダ
   ムバーを切断することを特徴とするダムバーの切断方
   法。
2. 【請求項２】 ピッチが０．５ｍｍ以下の多数のアウタ
   ーリードおよびそのアウターリード間に設けられたダム
   バーを有するリードフレーム上に半導体チップを搭載
   し、前記リードフレームの前記アウターリードおよび前
   記ダムバーを除く部分と前記半導体チップとを樹脂モー
   ルドで一体に封止した半導体装置の前記ダムバーを、ガ
   スノズルからアシストガスを放出しながらレーザ光の照
   射によって切断するダムバーの切断方法において、 前記ダムバーの中央位置と前記樹脂モールド外周側面と
   の距離を、前記ガスノズル先端部分の内周半径以上の長
   さに選定し、前記ガスノズルを加工位置に設定して前記
   レーザ光の照射により前記ダムバーを切断することを特
   徴とするダムバーの切断方法。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載のダムバーの切断
   方法において、前記ガスノズルの先端部分の内径を０．
   ７５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下とし、前記ガスノズルの先
   端部分の外径を０．９５ｍｍ以上３．２ｍｍ以下とする
   ことを特徴とするダムバーの切断方法。
4. 【請求項４】 請求項１から３のうちいずれか１項記載
   のダムバーの切断方法によって前記ダムバーを切断した
   後に前記アウターリードをガルウィング状に折り曲げ成
   形したことを特徴とする半導体装置。