JP2005238246A - 切断装置及び切断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】異種材料からなる部材を切断する際に、ばりの発生、回転刃の短寿命化、効率の低下、及び環境に与える負荷の増大が生じる点である。
【解決手段】成形体１３を切断する切断装置に、成形体１３が有する異種材料を各々切断する目的に適した波長を有するレーザ光基本波３とレーザ光第２高調波４とを発生させるレーザ光発生手段５と、成形体１３に対してレーザ光９を照射する照射手段１２と、成形体１３が固定される吸着台１８と、成形体１３と照射手段１２とを相対的に移動させる移動手段とを備える。成形体１３は、基板１４と、基板１４の複数の領域１５に各々装着されたチップ１６と、チップ１６を一括して樹脂封止する封止樹脂１７とを有し、基板１４を照射手段１２に対向させて固定されている。レーザ光第２高調波４により基板１４を照射してこれを切断した後に、レーザ光基本波３により封止樹脂１７を照射する。
【選択図】図１

Description

本発明は、異種材料から構成される部材にレーザ光を照射してその部材を切断する、切断装置及び切断方法に関するものである。

従来、異種材料から構成される部材、例えば、プリント基板やリードフレーム等の基板と基板上に形成された封止樹脂とからなる部材、すなわち成形体を切断する場合には、ダイヤモンドブレード等の回転刃を使用している。これらの基板のうちプリント基板は、ガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させた基材を使用して、その表面に銅箔からなるパターンと絶縁性樹脂からなるソルダーレジストとが形成されたガラスエポキシ基板が代表的なものである。それ以外に、基板には、ポリイミド等のプラスチックフィルム、金属、セラミックス等を基材とするものがある。また、リードフレームは、Ｃｕ系やＦｅ系等の金属材料から構成される。これらの基板には、ＬＳＩ等のチップ状素子（以下適宜「チップ」という。）が装着される領域が、格子状に設けられている。そして、各領域にチップが装着され、チップと基板との電極同士が電気的に接続された後に、例えば、トランスファモールド法によって基板上に封止樹脂を形成して、チップを一括して樹脂封止する。これらの工程によって、基板上の複数のチップが一括して樹脂封止された成形体が完成する。その後に、回転刃を使用して、その刃先に冷却水を供給しながら、各領域の境界に沿って成形体を切断する。これにより、各領域に対応する個片からなる電子部品の最終製品、すなわちパッケージが完成する（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、上述した従来の技術によれば、基板と封止樹脂という異種材料からなる成形体を切断することに起因して、次のような問題が発生する。第１に、同じ切断条件で成形体を切断した場合には、切断面にばりが発生しやすくなり、あるいは回転刃の寿命が短くなる。この問題は、基板として金属材料からなるリードフレームを使用した場合に顕著である。特に、Ｃｕ系のリードフレームを使用した場合には、切断速度を遅くする必要があるとともに、回転刃の摩耗が激しくなるのでその寿命が更に短くなる。第２に、これらの問題を回避するために切断の対象によって切断条件を変更する場合には、切断時間が長くなる。したがって、成形体の切断を効率化することが困難になる。第３に、回転刃が有するダイヤモンド等の砥粒が、切断作業を行うにつれて摩耗し、又は脱落するので、回転刃を交換する必要がある。そして、基板の大型化、ひいては成形体の大型化に伴い、この頻度は高くなっている。これにより、成形体の切断を効率化することが困難になる。第４に、回転刃による切断では冷却水を使用するので廃液の処理が必要になるとともに、摩耗した回転刃が廃棄物になる。これらにより、環境に与える負荷が大きくなるという問題がある。
特開２０００−１２５７８号公報（第４頁−第５頁、図４−図６）

本発明が解決しようとする課題は、異種材料からなる部材を切断する場合に、ばりの発生、回転刃の短寿命化、効率の低下、及び環境に与える負荷の増大が生じる点である。

上述の課題を解決するために、本発明に係る切断装置は、異種材料からなる部材（１３）にレーザ光（９）を照射することにより部材（１３）を切断する切断装置であって、部材（１３）に含まれる材料を各々切断する目的に適した１又は複数の波長を有するレーザ光（３，４，２３，２８）を発生させるレーザ光発生手段（５，２９）と、部材（１３）に対して１又は複数の波長を有するレーザ光（３，４，２３，２８）を照射する照射手段（１２）と、部材（１３）が固定される固定手段（１８）と、部材（１３）と照射手段（１２）とを相対的に移動させる移動手段（２０）とを備えることを特徴とする。

また、本発明に係る切断装置は、上述の切断装置において、部材（１３）は、基板（１４）と、基板（１４）に設けられている複数の領域（１５）に各々装着されたチップ状素子（１６）と、チップ状素子（１６）を一括して樹脂封止する封止樹脂（１７）とを有しており、部材（１３）は照射手段（１２）と基板（１４）とが対向するようにして固定されており、１又は複数の波長を有するレーザ光（３，４，２３，２８）のうち封止樹脂（１７）を切断する目的に適した第１の波長を有するレーザ光（３，２３）によって封止樹脂（１７）が照射され、１又は複数の波長を有するレーザ光（３，４，２３，２８）のうち基板（１４）を切断する目的に適した第２の波長を有するレーザ光（４，２８）によって基板（１４）が照射されるとともに、第１の波長と第２の波長とは同一であること、又は、第２の波長は第１の波長よりも短いことを特徴とする。

また、本発明に係る切断装置は、上述の切断装置において、第２の波長を有するレーザ光（４，２８）は第１の波長を有するレーザ光（３，２３）の高次高調波からなることを特徴とする。

また、本発明に係る切断装置は、上述の切断装置において、固定手段（１８）を高い周波数によって微小振動させる振動手段（１９）を備えることを特徴とする。

また、本発明に係る切断方法は、異種材料からなる部材（１３）に対して照射手段（１２）を使用してレーザ光（９）を照射することにより部材（１３）を切断する切断方法であって、部材（１３）を固定する工程と、部材（１３）と照射手段（１２）とを相対的に移動させる工程と、部材（１３）に含まれる材料を各々切断する目的に適した１又は複数の波長を有するレーザ光（３，４，２３，２８）を部材（１３）に照射して部材（１３）を切断する工程とを備えることを特徴とする。

また、本発明に係る切断方法は、上述の切断方法において、部材（１３）は、基板（１４）と、基板（１４）に設けられている複数の領域（１５）に各々装着されたチップ状素子（１６）と、チップ状素子（１６）を一括して樹脂封止する封止樹脂（１７）とを有しており、固定する工程では、照射手段（１２）と基板（１４）とが対向するようにして部材（１３）を固定し、切断する工程では、１又は複数の波長を有するレーザ光（３，４，２３，２８）のうち封止樹脂（１７）を切断する目的に適した第１の波長を有するレーザ光（３，２３）と基板（１４）を切断する目的に適した第２の波長を有するレーザ光（４，２８）とを使用して、第２の波長を有するレーザ光（４，２８）によって基板（１４）を照射した後に第１の波長を有するレーザ光（３，２３）によって封止樹脂（１７）を照射するとともに、第１の波長と第２の波長とは同一であること、又は、第２の波長は第１の波長よりも短いことを特徴とする。

また、本発明に係る切断方法は、上述の切断方法において、第２の波長を有するレーザ光（４，２８）は第１の波長を有するレーザ光（３，２３）の高次高調波からなることを特徴とする。

また、本発明に係る切断方法は、上述の切断方法において、固定手段（１８）を高い周波数によって微小振動させる工程を備えることを特徴とする。

本発明によれば、異種材料からなる部材（１３）にレーザ光（９）を照射することにより部材（１３）を切断する切断装置に、部材（１３）に含まれる材料を各々切断する目的に適した１又は複数の波長を有するレーザ光（３，４，２３，２８）を発生させるレーザ光発生手段（５，２９）と、部材（１３）に対して１又は複数の波長を有するレーザ光（３，４，２３，２８）を照射する照射手段（１２）とを備える。そして、照射手段（１２）と部材（１３）とが相対的に移動しながら、１又は複数の波長を有するレーザ光（３，４，２３，２８）のうち材料に適した波長を有するレーザ光がその部材（１３）に照射されることにより、部材（１３）が切断される。したがって、それぞれの材料に適した波長を有するレーザ光が部材（１３）に照射されるので、被切断部において、溶融した物質からなる付着物、すなわち、ドロスに起因するばりの発生が防止される。また、回転刃等のツールを使用しない切断が可能になるので、ツールの短寿命化という問題が解消されるとともに、切断の効率化が可能になる。また、冷却水を使用せず、回転刃のような廃棄物を生じないので、環境に与える負荷が低減される。また、レーザ光（３，４，２３，２８）を適当に照射することにより、ツールを使用する場合とは異なり、部材（１３）が曲線状に切断されること、又はこれにミシン目状等に貫通孔が形成されることが可能になる。

また、本発明によれば、基板（１４）と、基板（１４）に設けられている複数の領域（１５）に各々装着されたチップ状素子（１６）と、チップ状素子（１６）を一括して樹脂封止する封止樹脂（１７）とを有する部材（１３）に、レーザ光（９）が照射される。この場合において、封止樹脂（１７）を切断する目的に適した第１の波長を有するレーザ光（３，２３）によって封止樹脂（１７）が照射され、基板（１４）を切断する目的に適した第２の波長を有するレーザ光（４，２８）によって基板（１４）が照射される。これにより、基板（１４）と封止樹脂（１７）とが、それらを切断する目的にそれぞれ適した波長を有するレーザ光（９）によって照射される。したがって、上述の場合と同様に、部材（１３）が切断される際に、被切断部において、ドロスに起因するばりの発生が防止される。また、回転刃等のツールを使用しない切断が可能になるので、ツールの短寿命化という問題が解消されるとともに、切断の効率化が可能になる。また、冷却水を使用せず、回転刃のような廃棄物を生じないので、環境に与える負荷が低減される。また、ツールを使用する場合とは異なり、基板（１４）及び封止樹脂（１７）が曲線状に切断されること、又はこれらにミシン目状等に貫通孔が形成されることが可能になる。

また、本発明によれば、第２の波長を有するレーザ光（４，２８）は第１の波長を有するレーザ光（３，２３）の高次高調波からなる。したがって、切断装置に必要な発振器としては、第１の波長を有するレーザ光（３，２３）を発生させるための１個の発振器（２２）を準備するだけで足りるので、切断装置の簡素化が可能になる。

また、本発明によれば、振動手段（１９）を使用することにより、切断対象である部材（１３）が固定された固定手段（１８）が、高い周波数によって微小振動する。これにより、レーザ光（９）が照射された部分において、部材（１３）が溶融して生成された物質が除去されやすくなる。したがって、被切断部において溶融した物質からなる付着物、すなわち、ドロスの発生が防止される。

異種材料からなる部材（１３）にレーザ光（９）を照射することによって部材（１３）を切断する切断装置に、部材（１３）に含まれる材料を各々切断する目的に適した１又は複数の波長を有するレーザ光（３，４，２３，２８）を発生させるレーザ光発生手段（５，２９）と、部材（１３）に対して１又は複数の波長を有するレーザ光（３，４，２３，２８）を照射する照射手段（１２）と、部材（１３）が固定される固定手段（１８）と、部材（１３）と照射手段（１２）とを相対的に移動させる移動手段（２０）とを備える。そして、部材（１３）は、基板（１４）と、基板（１４）に設けられている複数の領域（１５）に各々装着されたチップ状素子（１６）と、チップ状素子（１６）を一括して樹脂封止する封止樹脂（１７）とを有しており、その部材（１３）は照射手段（１２）と基板（１４）とが対向するようにして固定されている。また、基板（１４）を切断する目的に適した第２の波長を有するレーザ光（４，２８）によって基板（１４）を照射した後に、封止樹脂（１７）を切断する目的に適した第１の波長を有するレーザ光（３，２３）によって封止樹脂（１７）を照射する。また、第２の波長を有するレーザ光（４，２８）は第１の波長を有するレーザ光（３，２３）の第２高調波から構成されている。

本発明に係る切断装置及び切断方法の実施例１を、図１を参照して説明する。図１は、本実施例に係る切断装置の概略を示す正面図である。以下に示されるいずれの図についても、わかりやすくするために適宜誇張して描かれている。また、以下の説明では、切断対象として、Ｃｕ製のリードフレームからなる基板と、その基板に設けられている複数の領域に各々装着されたＬＳＩ等のチップと、それらのチップを一括して樹脂封止する封止樹脂とを有する成形体を例に挙げて説明する。

図１に示されているように、本実施例に係る切断装置には、第１の発振器１と第２の発振器２とが設けられている。第１の発振器１は、１．０６４μｍの波長を有するＹＡＧレーザ光のレーザ光基本波３を発生させる、パルスＹＡＧレーザ発振器である。第２の発振器２は、０．５３２μｍの波長を有するＹＡＧレーザ光のレーザ光第２高調波４を発生させる、ＱスイッチＹＡＧレーザ発振器である。第１の発振器１と第２の発振器２とは、併せてレーザ光発生手段５を構成する。ベンディングミラー６は、第１の発振器１により発振されたレーザ光基本波３を図の下方に反射させるミラーである。ダイクロイックミラー７は、ベンディングミラー６によって反射されたレーザ光基本波３を図の下方に透過させるとともに、第２の発振器２によって発振されたレーザ光第２高調波４を図の下方に反射させるミラーである。ここで、レーザ光基本波３とレーザ光第２高調波４とについては、必要に応じて、いずれか一方を発振させることができ、また、双方を同時に発振させることもできる。集光レンズ８は、図の上方からレーザ光基本波３又はレーザ光第２高調波４のうちの一方が照射された場合にはそのレーザ光を集光し、双方が照射された場合にはそれらのレーザ光を集光して、集光されたレーザ光９を図の下方に照射するレンズである。アシストガスノズルと呼ばれるノズル１０は、その内部にアシストガス１１が供給され、図の下方に向かってノズル１０の先端からアシストガス１１が噴射されるとともにレーザ光９が照射されるノズルである。アシストガス１１は、例えば、高圧の酸素ガス、窒素ガス、アルゴンガス、高圧空気等からなり、配管によってノズル１０に供給される気体である。ベンディングミラー６とダイクロイックミラー７と集光レンズ８とノズル１０とは、併せて照射手段１２を構成する。

また、図１に示されているように、成形体１３は、Ｃｕ製のリードフレームからなる基板１４と、その基板１４における複数の領域１５に各々装着されたＬＳＩ等のチップ１６と、それらのチップ１６を一括して樹脂封止するエポキシ樹脂等からなる封止樹脂１７とを有する。言い換えれば、成形体１３は、異種材料から構成される切断対象物である。この成形体１３は、照射手段１２と基板１４とが対向するようにして、固定手段である吸着台１８に吸着され固定されている。超音波振動テーブル１９は、振動機構（図示なし）を有し、吸着台１８を振動させる振動手段である。この振動機構は、必要に応じて、高い周波数によって超音波振動テーブル１９を、ひいては吸着台１８を微小振動させる。この場合の周波数は超音波領域であることが好ましく、振動方向はＺ方向（垂直方向）であることが好ましい。ステージ２０は、駆動機構（図示なし）を使用して、吸着台１８と超音波振動テーブル１９とを一体として、図のＸ方向とＹ方向（図の手前−奥の方向）とＺ方向とに移動させる移動手段である。ダイシングライン２１は、成形体１３における各領域１５の境界に設けられた、仮想的な切断線である。また、図示されていないが、切断対象物である成形体１３におけるレーザ光９が照射される部分の近傍に、吸引口を設けておくことが好ましい。

本実施例に係る切断装置について、図１を参照してその動作を説明する。まず、照射手段１２と基板１４とが対向するようにして、切断対象物である成形体１３を、吸着により吸着台１８に固定する。その後に、ステージ２０をＸ−Ｙ方向に移動させて、ダイシングライン２１とノズル１０とを位置合わせする。すなわち、ノズル１０の真下にダイシングライン２１が位置するようにして、位置合わせする。更に、照射されるレーザ光９が成形体１３における切断対象になる部分に対して焦点が合う位置まで、ステージ２０をＺ方向に移動させて、位置合わせする。

次に、ノズル１０にアシストガス１１を供給した状態で、ステージ２０によって成形体１３をＸ方向又はＹ方向に移動させながら、第２の発振器２によってＹＡＧレーザ光のレーザ光第２高調波４を発生させる。このことにより、レーザ光第２高調波４は、ダイクロイックミラー７によって反射され、集光レンズ８によって集光されて、成形体１３に照射される。したがって、基板１４の底面（図では上面）に対して、ノズル１０の先端からアシストガス１１を噴射するとともに、集光され０．５３２μｍの波長を有するレーザ光第２高調波４からなるレーザ光９を照射することになる。ここで、０．５３２μｍの波長を有するレーザ光第２高調波４は、Ｃｕに対する吸収性が優れているので、Ｃｕ製のリードフレームからなる基板１４を切断する目的に適している。ここまでの動作により、成形体１３のうち基板１４は、ダイシングライン２１において、Ｘ方向又はＹ方向に沿って切断される。この場合において、超音波振動テーブル１９を使用して、超音波領域の振動数によってＺ方向に吸着台１８と成形体１３とを一体的に振動させることが好ましい。この高速な微小振動によって、基板１４が切断される際に発生する溶融物が図の上方向に除去されるので、溶融した物質が他の部分に付着して形成された付着物、すなわち、スパッタの発生が防止される。また、吸引口（図示なし）を設けた場合には、溶融物が吸引されて容易に除去されるので、スパッタの発生がいっそう効果的に防止される。

次に、引き続き、ノズル１０にアシストガス１１を供給する。その状態で、ステージ２０によって成形体１３を、既に基板１４が切断されているダイシングライン２１に沿って移動させながら、第１の発振器１によってＹＡＧレーザ光のレーザ光基本波３を発生させる。このことにより、レーザ光基本波３は、ベンディングミラー６によって反射され、ダイクロイックミラー７を透過し、集光レンズ８によって集光されて、成形体１３に照射される。したがって、封止樹脂１７の底面（図では上面）に対して、ノズル１０の先端からアシストガス１１を噴射するとともに、集光され１．０６４μｍの波長を有するレーザ光基本波３からなるレーザ光９を照射する。ここで、１．０６４μｍの波長を有するレーザ光基本波３は、０．５３２μｍの波長を有するレーザ光第２高調波４に比較して、Ｃｕに対する吸収性では劣っているが、高出力が得られる点では優れている。したがって、レーザ光基本波３は、例えば、エポキシ樹脂等の材料からなる封止樹脂１７を切断する目的に適している。ここまでの動作により、成形体１３のうち封止樹脂１７は、ダイシングライン２１において、Ｘ方向又はＹ方向に沿って切断される。この場合においても、ドロスを防止するために、超音波振動テーブル１９を使用して超音波領域の振動数によってＺ方向に吸着台１８と成形体１３とを一体的に振動させるとともに、吸引口（図示なし）を設けておくことが好ましい。更に、吸引口を設けることによって、スパッタの発生を防止することができる。

以上説明したように、本実施例によれば、Ｃｕに対する吸収性が優れ０．５３２μｍの波長を有するレーザ光第２高調波４を使用して基板１４を切断した後に、高出力が得られ１．０６４μｍの波長を有するレーザ光基本波３を使用して封止樹脂１７を切断する。したがって、回転刃等のツールや冷却水を使用することなく、ばりの発生が防止されるとともに、切断のツールレス化と効率化とが可能になる。また、成形体１３に印加された高速な微小振動と、吸引口とにより、成形体１３が切断される際にドロスとスパッタとの発生が防止される。また、冷却水を使用せず、回転刃のような廃棄物を生じないので、環境に与える負荷が低減される。

なお、本実施例では、照射手段１２は、レーザ光第２高調波４とレーザ光基本波３という順序で、成形体１３を照射することとした。これに限らず、切断対象物を構成する各異種材料の特性によっては、照射手段１２は、照射する順序を逆にしてもよく、又は、レーザ光基本波３又はレーザ光第２高調波４のうちの一方のみを照射して、その切断対象物を切断してもよい。また、各異種材料の特性によっては、レーザ光基本波３及びレーザ光第２高調波４の双方を同時に照射して、その切断対象物を切断することもできる。

本発明に係る切断装置について、その実施例２を、図２を参照して説明する。図２は、本実施例に係る切断装置の概略を示す正面図である。ここで、実施例１と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。本実施例は、１個の発振器によって発生させたレーザ光から高調波発生装置を使用してレーザ光第２高調波を生成して、それらのレーザ光を使用して部材を切断する実施例である。図２に示されているように、本実施例に係る切断装置には、発振器２２が設けられている。この発振器２２は、１．０６４μｍの波長を有するＹＡＧレーザ光のレーザ光基本波２３を発生させるＱスイッチＹＡＧレーザ発振器から構成されている。ビームスプリッター２４は、入射したレーザ光基本波２３を透過光２５と反射光２６とに分割するハーフミラーである。高調波発生装置２７は、非線形光学結晶から構成されており、受け取ったレーザ光、すなわち、反射光２６としてのレーザ光基本波２３に基づいて、そのレーザ光第２高調波２８を発生させる、高次高調波発生手段である。そして、レーザ光基本波２３とこれから発生させたレーザ光第２高調波２８とのうち使用しない一方のレーザ光を反射して遮断する、シャッターＳが設けられている。また、反射されたレーザ光を吸収するダンパ（図示なし）が、シャッターＳと対になって設けられている。上述した構成要素のうち、発振器２２と、ビームスプリッター２４と、高調波発生装置２７とは、併せてレーザ光発生手段２９を構成する。

本実施例に係る切断装置について、図２を参照してその動作を説明する。本実施例においては、発振器２２として、常時点灯している光源とＱスイッチ素子とによってパルス発振させてレーザ光を発生させる、ＱスイッチＹＡＧレーザ発振器を使用する。まず、ビームスプリッター２４を使用して、レーザ光基本波２３を透過光２５と反射光２６とに分割する。次に、高調波発生装置２７を使用して、分割されたレーザ光基本波２３のうち反射光２６に基づいて、そのレーザ光第２高調波２８を発生させる。次に、ベンディングミラー６を使用して透過光２５としてのレーザ光基本波２３を反射させ、又は、ダイクロイックミラー７を使用してレーザ光第２高調波２８を反射させる。この場合において、透過光２５の光路と反射光２６から発生させたレーザ光第２高調波２８の光路とをシャッターＳを使用して適当に開閉することによって、１．０６４μｍの波長を有するレーザ光基本波２３、又は、０．５３２μｍの波長を有するレーザ光第２高調波２８を、成形体１３に照射する。図２の場合には、レーザ光第２高調波２８を照射してＣｕからなる基板１４を切断した後に、レーザ光基本波２３を照射して封止樹脂１７を切断する。本実施例においては、レーザ光を照射する順序、１種類のレーザ光のみを使用してもよいこと、２種類のレーザ光を同時に照射してもよいこと、成形体１３の保持、ダイシングライン２１とノズル１０との位置合わせ、成形体１３における切断対象になる部分に対するＺ方向の位置合わせ、ステージ２０の移動、アシストガス１１の供給、超音波振動、吸引については、実施例１と同様である。

以上説明したように、本実施例によれば、Ｃｕに対する吸収性が優れ０．５３２μｍの波長を有するレーザ光第２高調波２８を使用して基板１４を切断し、その後に、高出力が得られ１．０６４μｍの波長を有するレーザ光基本波２３を使用して封止樹脂１７を切断する。したがって、実施例１と同様の効果が得られる。更に、高調波発生装置２７を使用することにより、１個の発振器２２を使用して、レーザ光基本波２３とレーザ光第２高調波２８とを発生させる。したがって、切断装置に必要な発振器としては１個の発振器２２を準備するだけで足りるので、切断装置の簡素化が可能になる。

本実施例に係る切断装置の変形例について、図３を参照して説明する。図３は、図２に示された切断装置の変形例の概略を示す正面図である。図３に示されているように、本変形例においては、非線形光学結晶から構成される高調波発生装置３０が設けられている。高調波発生装置３０は、受け取ったレーザ光、すなわち、反射光２６としてのレーザ光基本波２３に基づいて、レーザ光第２高調波２８と、レーザ光第３高調波３１と、レーザ光第４高調波３２とをそれぞれ発生させる。また、レーザ光第３高調波３１を図の下方に反射させるダイクロイックミラー３３と、レーザ光第４高調波３２を図の下方に反射させるダイクロイックミラー３４とが、それぞれ設けられている。これらのダイクロイックミラー３３，３４は、いずれも図の上方から照射されるレーザ光を図の下方に透過させる。そして、発振器２２と、ビームスプリッター２４と、高調波発生装置３０とは、併せてレーザ光発生手段３５を構成する。また、ベンディングミラー６とダイクロイックミラー７，３３，３４と集光レンズ８とノズル１０とは、併せて照射手段３６を構成する。なお、図２に示されたシャッターＳと、シャッターＳにより反射されたレーザ光を吸収するダンパとについては、いずれも図示を省略している。

本変形例によれば、透過光２５としてのレーザ光基本波２３と、レーザ光第２高調波２８と、レーザ光第３高調波３１と、レーザ光第４高調波３２とからなる４種類のレーザ光のうちいずれかを、成形体１３に照射することができる。また、４種類のレーザ光の一部又は全部を、成形体１３に照射することもできる。また、高次高調波、すなわち、レーザ光第２高調波２８と、レーザ光第３高調波３１と、レーザ光第４高調波３２とのうち、一部又は全部を、成形体１３に照射してもよい。これらにより、成形体１３，すなわち、切断対象物の特性に応じて、最適なレーザ光を使用して切断することが可能になる。したがって、部材が切断される際に、被切断部においてドロスに起因するばりの発生がいっそう効果的に防止される。また、本変形例によれば、高調波発生装置３０の構成によっては、更に高次の高調波を発生させて使用することも可能である。

なお、上述の各実施例においては、レーザとして、パルスＹＡＧレーザとＱスイッチＹＡＧレーザとの２種類を使用し、又は、ＱスイッチＹＡＧレーザの１種類を使用した。これに限らず、ＹＶＯ_４レーザ、半導体レーザ等を使用することもできる。更に、これらのレーザとＣＯ_２レーザとを組み合わせて、又は、ＣＯ_２レーザを単独で使用することも可能である。これらの場合においても、レーザ光基本波とこれから発生させた高次高調波とを組み合わせて使用することができる。

また、レーザ光９を照射する際に、切断対象物の特性に応じて、ステージ２０を連続的に移動させてもよく、ステップ的に移動させてもよい。更に、レーザ光９によって照射される領域が部分的に重なるようにして、ステージ２０をステップ的に移動させてもよい。この場合には、その重なり具合、すなわち、いわゆるビームオーバーラップ率を、切断対象物の特性に応じた最適な値にすることが好ましい。

また、切断対象物を構成する各異種材料の特性によっては、超音波振動テーブル１９を省略することができる。また、同様に、吸引口を省略することができる。

また、照射手段１２と基板１４とが対向するようにして、切断対象物である成形体１３を固定した。そして、レーザ光第２高調波４，２８により基板１４を照射して切断した後に、レーザ光基本波３，２３により封止樹脂１７を照射して切断した。これに限らず、照射手段１２と封止樹脂１７とが対向するようにして成形体１３を固定し、レーザ光基本波３，２３とレーザ光第２高調波４，２８との順により、成形体１３を照射して切断することもできる。また、切断対象物の構成によっては、１種類のレーザ光のみを使用してもよい。

また、基板とチップ状素子と封止樹脂とを有する成形体に対して本発明を適用する場合について説明した。これに限らず、成形体以外に対して本発明を適用することができる。例えば、複数の異種材料からなる部材を廃棄する際に、その部材を切断し、それぞれの異種材料に分別して廃棄する必要がある場合に、本発明を適用することができる。

また、垂直方向に異種材料が積層された成形体に対して本発明を適用する場合について説明した。これに限らず、水平方向に組み合わされた異種材料からなる部材に対して本発明を適用することができる。

また、本発明は、上述の各実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、必要に応じて、任意にかつ適宜に組み合わせ、変更し、又は選択して採用できるものである。

本発明の実施例１に係る切断装置の概略を示す正面図である。 本発明の実施例２に係る切断装置の概略を示す正面図である。 図２に示された切断装置の変形例の概略を示す正面図である。

符号の説明

１ 第１の発振器
２ 第２の発振器
３，２３ レーザ光基本波（第１の波長を有するレーザ光，第２の波長を有するレーザ光）
４，２８ レーザ光第２高調波（第１の波長を有するレーザ光，第２の波長を有するレーザ光）
５，２９，３５ レーザ光発生手段
６ ベンディングミラー
７，３３，３４ ダイクロイックミラー
８ 集光レンズ
９ レーザ光
１０ ノズル
１１ アシストガス
１２，３６ 照射手段
１３ 成形体（部材）
１４ 基板
１５ 領域
１６ チップ（チップ状素子）
１７ 封止樹脂
１８ 吸着台（固定手段）
１９ 超音波振動テーブル（振動手段）
２０ ステージ（移動手段）
２１ ダイシングライン
２２ 発振器
２３ レーザ光基本波
２４ ビームスプリッター
２５ 透過光
２６ 反射光
２７，３０ 高調波発生装置
３１ レーザ光第３高調波（第１の波長を有するレーザ光，第２の波長を有するレーザ光）
３２ レーザ光第４高調波（第１の波長を有するレーザ光，第２の波長を有するレーザ光）
Ｓ シャッター

Claims (8)

1. 異種材料からなる部材にレーザ光を照射することにより前記部材を切断する切断装置であって、
   前記部材に含まれる材料を各々切断する目的に適した１又は複数の波長を有するレーザ光を発生させるレーザ光発生手段と、
   前記部材に対して前記１又は複数の波長を有するレーザ光を照射する照射手段と、
   前記部材が固定される固定手段と、
   前記部材と前記照射手段とを相対的に移動させる移動手段とを備えることを特徴とする切断装置。
2. 請求項１に記載された切断装置において、
   前記部材は、基板と、該基板に設けられている複数の領域に各々装着されたチップ状素子と、該チップ状素子を一括して樹脂封止する封止樹脂とを有しており、
   前記部材は前記照射手段と前記基板とが対向するようにして固定されており、
   前記１又は複数の波長を有するレーザ光のうち前記封止樹脂を切断する目的に適した第１の波長を有するレーザ光によって前記封止樹脂が照射され、
   前記１又は複数の波長を有するレーザ光のうち前記基板を切断する目的に適した第２の波長を有するレーザ光によって前記基板が照射されるとともに、
   前記第１の波長と前記第２の波長とは同一であること、又は、前記第２の波長は前記第１の波長よりも短いことを特徴とする切断装置。
3. 請求項２に記載された切断装置において、
   前記第２の波長を有するレーザ光は前記第１の波長を有するレーザ光の高次高調波からなることを特徴とする切断装置。
4. 請求項１−３のいずれかに記載された切断装置において、
   前記固定手段を高い周波数によって微小振動させる振動手段を備えることを特徴とする切断装置。
5. 異種材料からなる部材に対して照射手段を使用してレーザ光を照射することにより前記部材を切断する切断方法であって、
   前記部材を固定する工程と、
   前記部材と前記照射手段とを相対的に移動させる工程と、
   前記部材に含まれる材料を各々切断する目的に適した１又は複数の波長を有するレーザ光を前記部材に照射して該部材を切断する工程とを備えることを特徴とする切断方法。
6. 請求項５に記載された切断方法において、
   前記部材は、基板と、該基板に設けられている複数の領域に各々装着されたチップ状素子と、該チップ状素子を一括して樹脂封止する封止樹脂とを有しており、
   前記固定する工程では、前記照射手段と前記基板とが対向するようにして前記部材を固定し、
   前記切断する工程では、前記１又は複数の波長を有するレーザ光のうち前記封止樹脂を切断する目的に適した第１の波長を有するレーザ光と前記基板を切断する目的に適した第２の波長を有するレーザ光とを使用して、前記第２の波長を有するレーザ光によって前記基板を照射した後に前記第１の波長を有するレーザ光によって前記封止樹脂を照射するとともに、
   前記第１の波長と前記第２の波長とは同一であること、又は、前記第２の波長は前記第１の波長よりも短いことを特徴とする切断方法。
7. 請求項６に記載された切断方法において、
   前記第２の波長を有するレーザ光は前記第１の波長を有するレーザ光の高次高調波からなることを特徴とする切断方法。
8. 請求項５−７のいずれかに記載された切断方法において、
   前記固定手段を高い周波数によって微小振動させる工程を備えることを特徴とする切断方法。

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