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JPH09314371A - レーザ加工装置及びダムバー加工方法 - Google Patents

レーザ加工装置及びダムバー加工方法

Info

Publication number
JPH09314371A
JPH09314371A JP8132156A JP13215696A JPH09314371A JP H09314371 A JPH09314371 A JP H09314371A JP 8132156 A JP8132156 A JP 8132156A JP 13215696 A JP13215696 A JP 13215696A JP H09314371 A JPH09314371 A JP H09314371A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser
dam bar
laser beam
spot
resin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8132156A
Other languages
English (en)
Inventor
Naoki Mitsuyanagi
直毅 三柳
Yoshiya Nagano
義也 長野
Takashi Shirai
隆 白井
Shinya Okumura
信也 奥村
Yoshiaki Shimomura
義昭 下村
Shigeyuki Sakurai
茂行 桜井
Yasushi Minomoto
泰 美野本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Construction Machinery Co Ltd filed Critical Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority to JP8132156A priority Critical patent/JPH09314371A/ja
Publication of JPH09314371A publication Critical patent/JPH09314371A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181—Encapsulation

Landscapes

  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】ダムバーの切断、ダム内レジンの除去、および
フラシュバリの除去を、加工能率を落とさずに同時に行
うことができ、しかもダム内レジンやフラシュバリを完
全に除去することが可能なレーザ加工装置およびダムバ
ー加工方法を提供する。 【解決手段】樹脂による一体封止型の半導体ＩＣパッケ
ージをワーク１２とし、ダムバーをレーザ光により切断
する。その際、レーザ発振器１１からレーザビーム１０
を発振させ、ビームスプリッタ１４１によってレーザビ
ーム１０をレーザビーム１０Ａ，１０Ｂに分割し、凹レ
ンズ１４６を用いてレーザビーム１０Ｂを広がるビーム
としてからレーザビーム１０Ａと重ね合わせ、重ね合わ
せたレーザビームを集光レンズ１４５を通過させワーク
１２に照射する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リードフレームに
半導体チップを搭載後に樹脂で封止した半導体装置のダ
ムバーを除去し、また残留樹脂やリードフレーム表面に
付着した樹脂を除去するのに好適なレーザ加工装置、お
よびそのダムバー加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置は、樹脂による一体封止型の
もの（以下、適宜、半導体ＩＣパッケージという）が最
も一般的である。このような半導体装置のおもな製造工
程を図８を用いて説明すると、次のようになる。
【０００３】（１）まず、半導体チップ１をリードフレ
ーム２上に搭載する。 （２）次に、リードフレーム２のインナーリード２ａと
半導体チップ１の端子間をワイヤ３により電気的に結合
する。 （３）次に、半導体チップ１及びインナーリード２ａの
部分を金型４にセットし樹脂を封入して一体に封止す
る。樹脂は固化してモールド部６となる。この樹脂によ
る封止工程で、リードフレーム２の各リードの隙間から
樹脂が流出するのを防止するために、各リード間はダム
バー５で連結されている。 （４）上記封止工程後、ダムバー５は各リードを電気的
に独立させるために切断除去される。この時には、通
常、図９に示すように櫛状の刃を有する工具７が用いら
れ、プレス切断によりダムバー５が切断される。 （５）この後、メッキ前の洗浄処理を施し、リードフレ
ーム２のリード全面にハンダメッキが施される。 （６）次に、リードフレーム２の外周部分が切断され、
アウターリード２ｂの部分が曲げ加工され、最終的なパ
ッケージ形状に成形される。なお、図８では左側に製造
工程の概略を、右側に製造される半導体ＩＣパッケージ
の形状を示す。
【０００４】上記において、樹脂による封止の後にはダ
ムバー５により樹脂がせき止められることにより、リー
ドフレーム２の各リード２ｃ、ダムバー５、モールド部
６に囲まれた部分に残留樹脂６ａが形成される。（以
下、残留樹脂６ａのことをダム内レジン６ａと称す
る。）さらに、樹脂による封止用の金型４とリードフレ
ーム２の表面との隙間は完全には無くせないために、樹
脂はその隙間に滲み出し、リードフレーム２表面に薄く
付着した樹脂６ｂとなる。（以下、薄く付着したこの樹
脂６ｂのことをフラッシュバリ６ｂと称する。） ダム内レジン６ａは高圧水を噴出するウォータジェッ
ト、砥粒と水を同時に吹き出すアブレイシブジェット、
砥粒を吹き出すサンドブラスト等を利用して除去される
ことが多く、フラッシュバリ６ｂもダム内レジン６ａと
同様の方法で除去されることが多い。特に、フラッシュ
バリ６ｂはハンダメッキ工程で障害となるため、その除
去は必須である。
【０００５】上記ダムバーを切断する工程、ダム内レジ
ンを除去する工程、フラッシュバリを除去する工程は、
現状では別々に施行されているが、工程の簡略化と製造
コスト低減のために、上記３つの工程のうち２つを同時
に行う工夫がなされている。
【０００６】例えば、特開昭６３−３１１２８号公報に
おいては、ダムバーをプレス切断する時にダム内レジン
とダムバーとを同時に除去する加工方法が提案されてお
り、特にダム内レジンを完全に除去するために、ダム内
レジンの寸法より大きい刃を有するダイでリードフレー
ムの一部も除去するという方式を採用している。
【０００７】また、特開平３−２６８４５６号公報にお
いては、レーザ光を用いてダム内レジン及びダムバーを
除去する加工方法が開示されている。
【０００８】また、特開平４−３２２４５４号公報にお
いては、レーザ光のダムバー上のスポットを楕円形（長
円形）にし、ダムバーをレーザ光の１ショットで切断す
る方式が開示されている。これはダム内レジンを積極的
に除去しようとする技術ではないが、楕円形のスポット
を照射することによりある程度ダム内レジンを除去する
ことが可能である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記特開昭６３−３１
１２８号公報に記載の従来技術では、フラッシュバリの
除去は開示されておらず、フラッシュバリ工程を別途必
要とする。
【００１０】また、特開平３−２６８４５６号公報に記
載の従来技術では、ダム内レジンの除去用にレーザ光を
照射し、ダムバーを切断するために別のレーザ光を照射
するという方式であるため、一つのダムバー切断のため
に最低２ショットのレーザ光照射が必要であり、加工能
率の向上が図れない。しかも、フラッシュバリ工程は別
途必要である。
【００１１】さらに、特開平４−３２２４５４号公報に
記載の従来技術では、ダム内レジンを完全には除去しき
れず、やはりフラッシュバリ工程は別途必要である。
【００１２】本発明の目的は、ダムバーの切断、ダム内
レジンの除去、およびフラシュバリの除去を、加工能率
を落とさずに同時に行うことができ、しかもダム内レジ
ンやフラシュバリを完全に除去することが可能なレーザ
加工装置およびダムバー加工方法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、パルス状のレーザ光を発振するレ
ーザ発振器と、そのレーザ発振器から発振されたレーザ
光を被加工物の加工位置まで誘導する加工光学系と、前
記被加工物を移動させてその加工位置を決定する搬送手
段とを備えるレーザ加工装置において、前記加工光学系
に、前記レーザ発振器から発振されたレーザ光を第１の
ビームおよび第２のビームに分割するビーム分割手段
と、分割されたビームのうち第１のビームの光路上に設
けられ被加工物の表面上における第１のビームのスポッ
トを拡大するスポット拡大手段と、そのスポット拡大手
段を通過した第１のビームの光路とビーム分割手段で分
割された第２のビームの光路とをほぼ同軸上に配置する
光路変換手段と、その光路変換手段からのビームを前記
被加工物上に集光する集光手段とを備えたことを特徴と
するレーザ加工装置が提供される。
【００１４】上記のように構成した本発明においては、
レーザ光のビームがビーム分割手段で第１のビームおよ
び第２のビームに分割され、分割されたビームのうちの
第１のビームはスポット拡大手段に入射し、第２のビー
ムは集光手段で集光され被加工物を加工のために使用さ
れる。スポット拡大手段では、被加工物の表面上におけ
るビームのスポットが拡大されるように第１のビームが
変換される。そして、光路変換手段において、スポット
拡大手段を通過した第１のビームの光路が第２のビーム
の光路とほぼ同軸上に位置するように配置される。これ
により、被加工物の表面上におけるビームのスポットが
拡大されるように変換された第１のビームと、本来被加
工物を加工するための第２のビームとが重ね合わせられ
た状態で集光手段に入射し、その重ね合わせられたビー
ムが集光手段で集光されて被加工物に照射され、第２の
ビームによる加工位置をほぼ中心とした広い範囲に第１
のビームのスポットが照射される。ここで、第２のビー
ムによるスポットと第１のビームによるスポットを比較
すると、第２のビームは微細に集光されるのでパワー密
度が高く、第１のビームによるスポットは逆に広い範囲
に照射されるのでパワー密度が低い。
【００１５】例えば、前述のような半導体装置のダムバ
ーの切断をレーザ光照射により行う場合、ダムバーを含
むリードフレームの材料は一般的には４２アロイ或いは
銅合金であるため、切断するためのレーザ光のパワー密
度は５×１０6Ｗ／ｃｍ2程度を必要とする。一方、ダム
内レジン或いはフラッシュバリはエネルギーの吸収率が
高く、かつ融点が低い材料を多く含んでいるため、１０
5Ｗ／ｃｍ2程度のパワー密度で十分に除去でき、逆にこ
の１０5Ｗ／ｃｍ2程度のパワー密度のレーザ光がダムバ
ー周辺のリードフレームに照射されても加工は行われな
い。
【００１６】従って、本発明で第１および第２のビーム
のパワー密度を適当に設定すれば、第１のビームのスポ
ットによる広い範囲へのレーザ光照射によって選択的に
樹脂即ちダム内レジン或いはフラッシュバリだけを完全
に除去することが可能となる。その結果、高いパワー密
度を有する第２のビームのスポットによってダムバーを
切断し、それと同時に、低いパワー密度を有する第１の
ビームのスポットによってダム内レジンおよびフラッシ
ュバリを除去できる。しかも、１ショットのレーザ光照
射により一つのダムバーとその近傍のダム内レジンおよ
びフラシュバリの除去を行うことができるため、加工能
率を向上することが可能となる。
【００１７】上記のようなレーザ加工装置において、好
ましくは、前記加工光学系に、上記ビーム分割手段で分
割された第２のビームの断面形状を細長い形状に変換す
るビーム形状変換手段をさらに備える。これにより、第
２のビームの被加工物上のスポットが細長い形状にな
り、例えばダムバーの切断の場合にダムバーの長さに比
べて幅の方が大きい場合でも、その第２のビームによる
ダムバー切断が容易になる。
【００１８】また、好ましくは、上記スポット拡大手段
は少なくとも１枚のレンズを有する。これにより、第１
のビームの集光位置は第２のビームの集光位置からずれ
ることになり、被加工物上でのスポットを大きくするこ
とができる。例えば、ダムバーの切断の場合には、第１
のビームの集光位置をダムバー（リードフレーム）表面
からずらすことにより、そのスポットを大きくすること
が可能となる。
【００１９】さらに好ましくは、上記スポット拡大手段
は所定形状のマスクをさらに有する。これにより、第１
のビームによる被加工物上の照射領域をマスクに対応し
た所望の形状にすることができる。従って、例えばダム
バーの切断の場合には、リード間のピッチが小さくダム
バーの位置とモールド部とが近接しているような場合
に、レーザ光による損傷をモールド部に与えることな
く、ダム内レジン及びフラッシュバリを除去することが
できる。
【００２０】また、上記のようなレーザ加工装置におい
て好ましくは、内面が鏡面でかつ錐体の側面形状をなす
ノズルを、集光手段と被加工物との間に設置する。この
ような構成では、第１のビームの光路上のスポット拡大
手段を適当に調整することにより、第１のビームを上記
ノズル内面で多重反射させてから被加工物表面に照射さ
せることができる。上記多重反射によれば第１のビーム
の被加工物上におけるパワー密度分布が平均化され、例
えばダムバー切断を行う場合では、特にフラッシュバリ
を均等に除去することができる。
【００２１】また、本発明においては、上記のようなレ
ーザ加工装置を使用したダムバー加工方法が提供され
る。即ち、リードフレームに半導体チップを搭載後に樹
脂で一体に封止し半導体装置のダムバーを、パルス状の
レーザ光照射により切断するダムバー加工方法におい
て、上記レーザ光を所定の割合で分割し、分割されたビ
ームのうち一方のビームをダムバー上におけるスポット
が拡大されるように変形し、変形したビームの光路と前
記分割した他方のビームの光路とをほぼ同軸上に重ね合
わせ、重ね合わせたビームをダムバー上に集光すること
により、前記ダムバーを除去すると同時に、前記ダムバ
ーでせき止められた残留樹脂及びリードフレーム表面に
付着した樹脂を除去することを特徴とするダムバー加工
方法が提供される。
【００２２】
【発明の実施の形態】本発明の第１の実施形態につい
て、図１および図２を参照しながら説明する。図１に示
すように、本実施形態のレーザ加工装置には、レーザビ
ーム１０を発振するレーザ発振器１１、ワーク（半導体
ＩＣパッケージ）１２を搭載し水平内面（ＸＹ平面内と
する）でそのワーク１２を移動させるための搬送手段で
あるＸＹテーブル１３、レーザ発振器１１からのレーザ
ビーム１０を加工対象のワーク１２まで導く加工光学系
１４を備える。加工光学系１４は、レーザ発振器１１か
ら出力されたレーザビーム１０をレーザビーム１０Ａお
よびレーザビーム１０Ｂに分割するビーム分割手段とし
てのビームスプリッタ１４１、分割されたレーザビーム
１０Ａの方向を変えるベンディングミラー１４２、もう
一方のレーザビーム１０Ｂの方向を変えるベンディング
ミラー１４３、２方向からのレーザビーム１０Ａ，１０
Ｂを同軸上に結合するダイクロイックミラー１４４、ダ
イクロイックミラー１４４で結合されたレーザビーム１
０Ｃをワーク１２上へ集光する集光レンズ１４５、及び
ベンディングミラー１４３とダイクロイックミラー１４
４の間のレーザビーム１０Ｂの光路上に位置する凹レン
ズ１４６を備えている。凹レンズ１４６はスポット拡大
手段として設けられているものである。但し、図１で
は、レーザビーム１０Ａとレーザビーム１０Ｂとを区別
し易くするため、レーザビーム１０Ａを実線で、レーザ
ビーム１０Ｂを破線で示した（以下、図３、図５、図６
においても同様とする）。
【００２３】以上の構成を有するレーザ加工装置の動作
について説明する。レーザ発振器１１から出力されたレ
ーザビーム１０は、ビームスプリッタ１４１で分割され
る。ビームスプリッタ１４１は例えばハーフミラーによ
り構成しておき、分割の割合、即ちパワーの配分は、ビ
ームスプリッタ１４１における反射率を適宜選定するこ
とによって変更できる。分割されたレーザビームのうち
レーザビーム１０Ａはベンディングミラー１４２でワー
ク１２の方向へ反射し、ダイクロイックミラー１４４を
通過し、集光レンズ１４５で集光され、ワーク１２上の
ダムバーに照射される。この時のワーク１２と集光レン
ズ１４５との距離は、レーザビーム１０Ａのワーク１２
上におけるスポットが最小になるように設定される。例
えば、レーザビーム１０Ａが平行光の状態で集光レンズ
１４５に入射した場合には、ワーク１２と集光レンズ１
４５との距離が集光レンズ１４５の焦点距離となるよう
に設定される。
【００２４】ビームスプリッタ１４１で分割されたレー
ザビームのうちもう一方のレーザビーム１０Ｂは、ベン
ディングミラー１４３でダイクロイックミラー１４４の
方向へ反射し、スポット拡大手段としての凹レンズ１４
６を通過し、ダイクロイックミラー１４４でワーク１２
の方向へ反射すると共にレーザビーム１０Ａと同軸上に
戻され、レーザビーム１０Ａと共に集光レンズ１４５で
集光されワーク１２上に照射される。ここでレーザビー
ム１０Ｂは凹レンズ１４６を通過することで広がるビー
ムとなっているため、レーザビーム１０Ｂの集光位置は
ワーク１２から外れ、そのスポットの大きさはレーザビ
ーム１０Ａのスポットよりも大きくなる。この時のワー
ク１２上のスポットの状態は、図２に示すように、レー
ザビーム１０Ａによる小さなスポット１０ａと、レーザ
ビーム１０Ｂによる大きなスポット１０ｂとが重なり合
った状態となる。但し、図２は、ワーク（半導体装置）
１２のダムバー５の近傍を表しており、モールド部６か
ら延びるリード２ｃ間のダムバー５と、レーザビーム１
０Ａによる小さなスポット１０ａ、レーザビーム１０Ｂ
による大きなスポット１０ｂの位置関係を示している。
【００２５】以上のようなレーザビーム１０Ａおよびレ
ーザビーム１０Ｂを、図２で示すように、即ちレーザビ
ーム１０Ａによる小さなスポット１０ａをダムバー５
に、レーザビーム１０Ｂによるスポット１０ｂがその周
辺に照射されるように、ＸＹテーブル１３で位置決めす
る。個々のダムバー５に対する加工は、一つの箇所のダ
ムバー５に対して位置決めしてレーザ光を照射し、その
レーザ光照射が済むと次の箇所のダムバー５に対して位
置決めしてレーザ光を照射するという動作を繰り返すこ
とにより達成される。なお、特開平６−１４２９６８号
公報に記載のようにリードの配列状態に基づいてダムバ
ーの位置を検出し、その検出に基づく信号処理を利用し
てダムバー切断を順次行う方式を採用してもよい。
【００２６】ここで、ビームスプリッタ１４１における
分割に関し、例えばその分割配分を１：１とした場合に
ついて説明する。ダムバー５の切断に要するレーザビー
ム１０Ａのパワー密度を５×１０6Ｗ／ｃｍ2、このとき
のスポット１０ａの直径をＲaとし、またダム内レジン
６ａ及びフラッシュバリ６ｂを除去するのに要するパワ
ー密度を１０5Ｗ／ｃｍ2、このときのスポット１０ｂの
直径をＲbとすると、スポット１０ａの直径Ｒaに対し、
スポット１０ｂの直径をＲbを（５×１０6／１０5）1/2
＝７．０７倍にすれば、両方のスポット１０ａ，１０ｂ
を適切なパワー密度にすることができる。また、スポッ
ト１０ａ，１０ｂのパワー密度の比率を変えたい場合
は、ビームスプリッタ１４１での分割の配分をそれに応
じて変えれば良い。
【００２７】ところで、図２に示すようにあるショット
におけるスポット１０ｂは、一回前のショットつまり隣
り合った加工位置でのスポット１０ｂの領域と一部で重
なり合う。この重なり合った部分には当然２度またはそ
れ以上の回数だけレーザビーム１０Ｂが照射される。こ
れにより、１ショット目でフラッシュバリ６ｂが除去さ
れ、２ショット目にはリード２ｃに直接レーザビーム１
０Ｂが照射されることになるが、２ショット目のレーザ
ビーム１０Ｂではリード２ｃ自体は加工されない。以
下、その理由を説明する。
【００２８】リードフレームの材料は銅合金或いは鉄−
ニッケル合金であるが、この材料はレーザビーム（例え
ば、ＹＡＧレーザやＣＯ2レーザ）に対する反射率が高
く、レーザビームのパワー密度が低い場合にはそのほと
んどのエネルギーが反射されてしまって表面は溶けず、
加工は施されない。もし何らかのエネルギーが吸収され
るとしても、それはわずかに温度が上昇する程度に止ま
る。このような低いパワー密度から徐々にパワー密度を
上げていくと、あるパワー密度で急激に加工が進む。こ
れは、温度上昇と共に材料の反射率が下がり、反射率が
下がることは換言すればエネルギーの吸収率が上がるこ
とになり、あるパワー密度を超えるところで加速度的に
エネルギーが吸収されるためである。一方、ダム内レジ
ン６ａ及びフラッシュバリ６ｂはエネルギーの吸収率が
高く、融点が低く、蒸発し易いため、リードフレームで
反射されるような比較的低いパワー密度のレーザビーム
によっても容易にしかもほぼ完全に除去される。このよ
うな加工現象を考慮すると、図２のようなスポット１０
ｂの領域がショット毎に重なるような場合でも、リード
２ｃ自体は加工されない。従って、前述の例のようにス
ポット１０ａ，１０ｂのパワー密度が材質によって最適
な大きさとなるように設定することにより、選択的にダ
ム内レジン６ａ或いはフラッシュバリ６ｂを除去すると
共に、ダムバー５の切断を良好な加工形状を維持しつつ
実施することができる。
【００２９】以上のような本実施形態によれば、ビーム
スプリッタ１４１によってレーザビーム１０をレーザビ
ーム１０Ａ，１０Ｂに分割し、レーザビーム１０Ｂを凹
レンズ１４６によって広がるビームとしてからレーザビ
ーム１０Ａと重ね合わせてワーク１２に照射するので、
選択的にかつ完全にダム内レジン６ａおよびフラッシュ
バリ６ｂを除去することができると共に、同時にダムバ
ー５の切断を行うことができる。従って、ダムバー５の
切断、ダム内レジン６ａの除去、およびフラッシュバリ
６ｂの除去の全てを一工程で実施することが可能とな
り、加工能率を向上することができる。
【００３０】なお、上記ではスポット拡大手段として凹
レンズを用いているが、ワーク上のスポットを拡大可能
であれば、凸レンズを用いたり、複数枚のレンズを組み
合わせて用いるなど、他の構成を用いてもよい。
【００３１】次に、本発明の第２の実施形態について、
図３および図４を参照しながら説明する。但し、図３お
よび図４において、図１および図２に示したものと同等
の部材および同等のレーザビームには同じ符号を付して
ある。
【００３２】本実施形態では、図３に示すように、加工
光学系２４におけるレーザビーム１０Ａの光路上に、レ
ーザビーム１０Ａの断面内において一方向にだけ集光作
用のある凸型シリンドリカルレンズ２４１を設ける。そ
の他の構成は図１と同様である。これにより、ビームス
プリッタ１４１で分割されたレーザビーム１０Ａの断面
形状は凸型シリンドリカルレンズ２４１によって楕円形
に変換され、図４に示すように、ワーク１２上に集光さ
れた時のスポット１０ｃの形状は楕円形になる。
【００３３】第１の実施形態の場合のようにダムバー５
の切断用のレーザビームのスポットが円形であると、ダ
ムバー５の長さに比較してその幅が大きい場合には、本
来加工すべきではないリード２ｃにまで加工が及んでし
まうことがある。しかし本実施形態によれば、レーザビ
ーム１０Ａのワーク１２上のスポット１０ｃが楕円形に
なるため、上記のようにダムバー５の長さに比べて幅の
方が大きい場合でも、リード２ｃに影響を及ぼすことな
くダムバー５を切断することが容易になる。
【００３４】なお、ここでは凸型シリンドリカルレンズ
２４１を用いているが、これに限定されることはなく、
レーザビーム１０Ａの断面形状を変換できるものであれ
ば、例えば凹型シリンドリカルレンズ等を用いてもよ
い。また、この場合もスポット拡大手段として凸レンズ
や複数枚のレンズの組み合わせを用いてもよい。
【００３５】次に、本発明の第３の実施形態について、
図５により説明する。但し、図５において、図１に示し
たものと同等の部材および同等のレーザビームには同じ
符号を付してある。
【００３６】本実施形態では、図５に示すように、加工
光学系３４におけるベンディングミラー１４３と凹レン
ズ１４６との間のレーザビーム１０Ｂの光路上に、マス
ク３４１を追加する。その他の構成は図１と同様であ
る。これにより、レーザビーム１０Ｂの断面形状はマス
ク３４１に対応した形状に変換されてから凹レンズ１４
６に入射し、その後は第１の実施形態と同様にダイクロ
イックミラー１４４でレーザビーム１０Ａと同軸上に重
ね合わされ、集光レンズ１４５でワーク１２上に集光さ
れる。
【００３７】レーザビーム１０Ｂのワーク１２上のスポ
ット１０ｂをフラッシュバリ６ｂが除去可能な大きさで
ある場合、リード２ｃ間のピッチが小さくダムバー５と
モールド部６の間隔が狭い場合にはスポット１０ｂがモ
ールド部６にかかることが考えられる。特に、レーザビ
ーム１０Ｂが円形の場合にこの可能性が大きい。しかし
本実施形態によれば、レーザビーム１０Ｂによるワーク
１２上の照射領域をマスク３４１に対応した所望の形状
にすることができるため、ダムバー５とモールド部６の
間隔が狭い場合にもレーザビーム１０Ｂによる損傷をモ
ールド部６に与えることがない。なお、マスク３４１は
凹レンズ１４６とダイクロイックミラー１４４との間に
設けてもよい。また、この場合もスポット拡大手段とし
て凸レンズや複数枚のレンズの組み合わせを用いてもよ
い。
【００３８】次に、本発明の第４の実施形態について、
図６および図７により説明する。但し、図６において、
図１に示したものと同等の部材および同等のレーザビー
ムには同じ符号を付してある。
【００３９】本実施形態では、図６に示すように、加工
光学系４４におけるレーザビーム１０Ｂの光路上に、図
１の凹レンズ１４６に代えて凸レンズ４４１を設け、さ
らに集光レンズ１４５からのレーザビームを出力するた
めのノズルとして、内面が鏡面でかつ錐体の側面形状を
なすノズル４４２を用いる。その他の構成は図１と同様
である。但し、上記ノズル４４２の内面形状としては、
円錐状であっても角錐状であってもどちらでもよい。
【００４０】このような構成では、レーザビーム１０Ｂ
は凸レンズ４４１で集束しようとするビームに変換さ
れ、ダイクロイックミラー１４４でレーザビーム１０Ａ
と同軸上に重ね合わされた後に一旦集束し、再び広がる
状態で集光レンズ１４５に入射する。集光レンズ１４５
からのレーザビーム１０Ｂはノズル４４２の錐体状の内
面（鏡面）で多重反射を繰り返し、ノズル４４２からは
そのノズル４４２の開口部に近い大きさのビームとなっ
てワーク１２上に照射される。
【００４１】このようにノズル５内面で反射を繰り返す
ことにより、ノズル４４２から出力されるレーザビーム
１０Ｂのパワー密度分布は、図７に示すように平均化さ
れる。この結果、本実施形態によれば、特にフラッシュ
バリ６ｂを均等に除去することができる。なお、本実施
形態のように凸レンズ４４１を用いれば、ノズル４４２
内面の多重反射を利用しやすくなるが、図１のような凹
レンズを用いた場合、或いは複数枚のレンズの組合せで
もノズル内面の多重反射を利用することは可能である。
【００４２】
【発明の効果】本発明によれば、ビーム分割手段によっ
てレーザビームを２つに分割し、一方のビームをその被
加工物上のスポットが拡大されるように変換してからも
う一方のレーザビームとほぼ同軸上に配置し、重ね合わ
せて被加工物に照射するので、選択的にかつ完全にダム
内レジンおよびフラッシュバリを除去することができる
と共に、同時にダムバーの切断を行うことができる。従
って、ダムバーの切断、ダム内レジンの除去、およびフ
ラッシュバリの除去の全てを一工程で行え、加工能率を
向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態によるレーザ加工装置
の構成を示す図である。
【図２】ワーク（半導体装置）のダムバー近傍を示す図
であって、図１のレーザ加工装置によるレーザビームの
スポットの位置を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施形態によるレーザ加工装置
の構成を示す図である。
【図４】ワーク（半導体装置）のダムバー近傍を示す図
であって、図３のレーザ加工装置によるレーザビームの
スポットの位置を示す図である。
【図５】本発明の第３の実施形態によるレーザ加工装置
の構成を示す図である。
【図６】本発明の第４の実施形態によるレーザ加工装置
の構成を示す図である。
【図７】図６のノズルから出力されるレーザビーム１０
Ｂのパワー密度分布を模式的にに示す図である。
【図８】従来の半導体装置のおもな製造工程を説明する
図である。
【図９】従来のダムバーの切断状況を示す図である。
【図１０】樹脂による封止の後に形成されるダム内レジ
ンおよびフラッシュバリを示す図である。
【符号の説明】
２ｃ リード ５ ダムバー ６ａ ダム内レジン ６ｂ フラッシュバリ １０ レーザビーム １０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ レーザビーム １０ａ，１０ｂ，１０ｃ スポット １１ レーザ発振器 １２ ワーク（半導体ＩＣパッケージ） １３ ＸＹテーブル １４，２４，３４，４４ 加工光学系 １４１ ビームスプリッタ １４２ ベンディングミラー １４３ ベンディングミラー １４４ ダイクロイックミラー １４５ 集光レンズ １４６ 凹レンズ ２４１ 凸型シリンドリカルレンズ ３４１ マスク ４４１ 凸レンズ ４４２ ノズル
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２３Ｋ 26/14 Ｂ２３Ｋ 26/14 Ａ 26/16 26/16 Ｈ０１Ｌ 23/50 Ｈ０１Ｌ 23/50 Ｂ (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 桜井 茂行 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 美野本 泰 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機エ ンジニアリング株式会社内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 パルス状のレーザ光を発振するレーザ発
    振器と、前記レーザ発振器から発振されたレーザ光を被
    加工物の加工位置まで誘導する加工光学系と、前記被加
    工物を移動させてその加工位置を決定する搬送手段とを
    備えるレーザ加工装置において、 前記加工光学系に、前記レーザ発振器から発振されたレ
    ーザ光を第１のビームおよび第２のビームに分割するビ
    ーム分割手段と、分割されたビームのうち前記第１のビ
    ームの光路上に設けられ前記被加工物の表面上における
    前記第１のビームのスポットを拡大するスポット拡大手
    段と、前記スポット拡大手段を通過した前記第１のビー
    ムの光路と前記ビーム分割手段で分割された前記第２の
    ビームの光路とをほぼ同軸上に配置する光路変換手段
    と、前記光路変換手段からのビームを前記被加工物上に
    集光する集光手段とを備えたことを特徴とするレーザ加
    工装置。
  2. 【請求項２】 請求項１記載のレーザ加工装置におい
    て、前記加工光学系に、前記ビーム分割手段で分割され
    た前記第２のビームの断面形状を細長い形状に変換する
    ビーム形状変換手段をさらに備えたことを特徴とするレ
    ーザ加工装置。
  3. 【請求項３】 請求項１または２記載のレーザ加工装置
    において、前記スポット拡大手段は少なくとも１枚のレ
    ンズを有することを特徴とするレーザ加工装置。
  4. 【請求項４】 請求項３記載のレーザ加工装置におい
    て、前記スポット拡大手段は所定形状のマスクをさらに
    有することを特徴とするレーザ加工装置。
  5. 【請求項５】 請求項３記載のレーザ加工装置におい
    て、内面が鏡面でかつ錐体の側面形状をなすノズルを、
    前記集光手段と前記被加工物との間に設置したことを特
    徴とするレーザ加工装置。
  6. 【請求項６】 リードフレームに半導体チップを搭載後
    に樹脂で一体に封止し半導体装置のダムバーを、パルス
    状のレーザ光照射により切断するダムバー加工方法にお
    いて、 前記レーザ光を所定の割合で分割し、分割されたビーム
    のうち一方のビームを前記ダムバー上におけるスポット
    が拡大されるように変形し、前記変形したビームの光路
    と前記分割した他方のビームの光路とをほぼ同軸上に重
    ね合わせ、重ね合わせたビームを前記ダムバー上に集光
    することにより、前記ダムバーを除去すると同時に、前
    記ダムバーでせき止められた残留樹脂及び前記リードフ
    レーム表面に付着した樹脂を除去することを特徴とする
    ダムバー加工方法。
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