JP2006007286A - Laser beam machining apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser beam machining apparatus that can perform stable operation by improving deterioration of workability caused by silica produced in laser machining and preventing damage to protective glass or the like. <P>SOLUTION: The laser beam machining apparatus 1 is provided with a laser section 2, a laser machining section 3, and a dust collecting section 4. The laser machining section 3 is composed of an upper cover 21, a lower cover 22, a cover door 23, replacement glass 24, an replacement glass guide 25, a scattering silica receiving part 26, an upper scattering protective plate 27, and a lower scattering protective plate 28. The replaceable replacement glass 24 is installed in the upper rear center of the lower cover 22 and fixed to the upper rear face of the lower cover 22 by means of the replacement glass guide 25, transmitting a laser beam. The scattering silica receiving part 26 is fixed to the side face of the lower cover 22, with the upper and the lower scattering protective plate 27, 28 vertically installed around the four directions of the part transmitting the laser beam. Scattered silica is deposited on the upper face of the scattering silica receiving part 26. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、レーザ光を照射して被加工物を加工するレーザ加工装置に係り、特にモールド樹脂等により封止された樹脂封止型半導体装置のバリ取り、レーザマーク等に用いられるレーザ加工装置に関するものである。   The present invention relates to a laser processing apparatus for processing a workpiece by irradiating a laser beam, and in particular, a laser processing apparatus used for deburring a resin-sealed semiconductor device sealed with a mold resin or the like, a laser mark, or the like. It is about.

近年、リードフレームに半導体チップを搭載し、リードフレームのインナーリードと半導体チップの各端子を接続し、樹脂モールドにより樹脂封止した樹脂封止半導体装置では、小型化や高性能化が要求されている。このため、リードフレームの加工形状、リード端子形状、樹脂封止半導体装置の形状等を微細で、且つ高精度に加工することが必要となってきた。樹脂封止半導体装置を微細で、且つ高精度に加工する有力な手段としてレーザ加工装置が用いられている(例えば、特許文献1参照。)。   In recent years, resin-encapsulated semiconductor devices in which a semiconductor chip is mounted on a lead frame, the inner lead of the lead frame and each terminal of the semiconductor chip are connected, and resin-encapsulated with a resin mold have been required to be smaller and have higher performance. Yes. For this reason, it has become necessary to finely process the shape of the lead frame, the shape of the lead terminal, the shape of the resin-encapsulated semiconductor device, and the like with high precision. A laser processing apparatus is used as an effective means for processing a resin-encapsulated semiconductor device with high precision and fineness (see, for example, Patent Document 1).

このレーザ加工装置を樹脂封止半導体装置のバリ取り、不要なリードの切断、レーザマーク等に用いた場合、レーザ照射により不要な樹脂成分は燃焼及び消失するが、樹脂封止半導体装置の表面から、樹脂中の70%以上をしめるフィラーとしてのシリカ(SiO2)が周囲に飛散する。飛散したシリカは、樹脂封止半導体装置の搬送・位置決めを行う駆動部などに付着して動作不良を発生する問題点がある。   When this laser processing device is used for deburring a resin-encapsulated semiconductor device, cutting unnecessary leads, laser marks, etc., unnecessary resin components are burned and disappeared by laser irradiation, but from the surface of the resin-encapsulated semiconductor device Silica (SiO 2) as a filler that occupies 70% or more of the resin is scattered around. The scattered silica adheres to a drive unit that carries and positions the resin-encapsulated semiconductor device, and causes a malfunction.

また、レーザ集光レンズの前部に設けられたホウ珪酸ガラスなどからなる保護ガラスに飛散したシリカが衝突すると、この保護ガラスよりもシリカの方が硬度が大きいので、保護ガラス表面に微細なキズが発生して保護ガラスがすりガラス状になる。このため、レーザの透過率が低下してレーザ加工出力不足を引き起こす問題点がある。   In addition, when the scattered silica collides with the protective glass made of borosilicate glass or the like provided at the front of the laser condenser lens, the silica has a higher hardness than the protective glass, so fine scratches on the surface of the protective glass. Occurs and the protective glass becomes ground glass. For this reason, there is a problem that the transmittance of the laser is lowered and the laser processing output is insufficient.

更に、レーザ加工時に発生するガスや水蒸気などは吸引できるが、飛散したシリカはレーサ加工装置の四方に飛散、或いはレーザ照射された樹脂封止半導体装置の周辺に落下・堆積してレーザ加工装置の故障を引き起こす問題点がある。
特開平10−52781号公報(頁7、図1)
Furthermore, gas and water vapor generated during laser processing can be sucked, but the scattered silica is scattered on all sides of the laser processing device, or dropped and deposited around the resin-encapsulated semiconductor device irradiated with the laser. There is a problem that causes failure.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-52781 (page 7, FIG. 1)

本発明は、レーザ加工時に発生するシリカによる作業性の低下を改善し、且つ保護ガラス等の損傷を防止して安定した作業を行うことができるレーザ加工装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a laser processing apparatus that can improve workability deterioration due to silica generated during laser processing and that can perform stable operations while preventing damage to a protective glass or the like.

上記目的を達成するために、本発明の一態様の半導体装置は、レーザ光を発生し、加工ヘッドから前記レーザ光を出力するレーザ部と、前記加工ヘッド下面に固定され、前記加工ヘッドを保護する上部カバーと、前記上部カバー下面に固定され、外部と遮断するための下部カバーと、前記下部カバー上部裏面に設けられ、交換用ガラスガイドで前記下部カバー上部裏面に固定された交換用ガラスとを有し、上面側の周囲を前記下部カバーで覆われた被加工物が、前記交換用ガラスを介して、照射された前記レーザ光によりレーザ加工されるレーザ加工部とを具備したことを特徴とする。   In order to achieve the above object, a semiconductor device according to one embodiment of the present invention includes a laser unit that generates laser light and outputs the laser light from a processing head, and is fixed to the lower surface of the processing head to protect the processing head. An upper cover, a lower cover fixed to the lower surface of the upper cover and shielded from the outside, a replacement glass provided on the upper back surface of the lower cover and fixed to the upper back surface of the lower cover with a replacement glass guide; And a workpiece whose upper surface is covered with the lower cover includes a laser processing portion that is laser processed by the irradiated laser light through the replacement glass. And

更に、上記目的を達成するために、本発明の他態様の半導体装置は、レーザ光を発生し、加工ヘッドから前記レーザ光を出力するレーザ部と、前記加工ヘッド下面に固定され、前記加工ヘッドを保護する上部カバーと、前記上部カバー下面に固定され、外部と遮断するための下部カバーと、前記下部カバー側面に固定され、前記レーザ光が透過する部分の周辺四方向に上部飛散防止板を備えた飛散シリカ受け部と、前記飛散シリカ受け部よりも下方向の前記下部カバー側面に固定され、前記レーザ光が透過する部分の周辺四方向に設けられた下部飛散防止板とを有し、上面側の周囲を前記下部カバーで覆われた被加工物が、照射された前記レーザ光によりレーザ加工されるレーザ加工部とを具備したことを特徴とする。   Furthermore, in order to achieve the above object, a semiconductor device according to another aspect of the present invention includes a laser unit that generates a laser beam and outputs the laser beam from a machining head, and is fixed to the lower surface of the machining head. An upper cover that is fixed to the lower surface of the upper cover and is shielded from the outside, and an upper scattering prevention plate that is fixed to the side surface of the lower cover and that passes through the four directions around the portion through which the laser beam is transmitted. A scattering silica receiving portion provided, and a lower scattering prevention plate fixed to the side surface of the lower cover below the scattering silica receiving portion and provided in four directions around the portion through which the laser beam is transmitted, A workpiece whose upper surface side is covered with the lower cover includes a laser processing unit that performs laser processing with the irradiated laser light.

本発明によれば、レーザ加工時に発生するシリカによる作業性の低下を改善し、且つ保護ガラス等の損傷を防止して安定した作業を行うことができるレーザ加工装置を提供するができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the laser processing apparatus which can perform the stable operation | work which can improve the fall of workability | operativity by the silica which generate | occur | produces at the time of laser processing, and prevent damage to protective glass etc. can be provided.

以下本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

まず、本発明の実施例1に係るレーザ加工装置について、図面を参照して説明する。図1は、レーザ加工装置の構成を示す図、図2はレーザ加工装置のレーザ部の内部を示す図である。   First, a laser processing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a laser processing apparatus, and FIG. 2 is a diagram illustrating an inside of a laser unit of the laser processing apparatus.

図1に示すように、レーザ加工装置1は、レーザ部2、レーザ加工部3、及び集塵部4を有し、搬送されたリードフレーム42上に設けられた複数の樹脂封止半導体装置41のバリ取り及びサブランナーの除去を行う。   As shown in FIG. 1, the laser processing apparatus 1 includes a laser unit 2, a laser processing unit 3, and a dust collection unit 4, and a plurality of resin-encapsulated semiconductor devices 41 provided on a conveyed lead frame 42. Deburring and sub-runner removal.

レーザ部2は、レーザ光を出力するレーザヘッド11と、レーザ光を樹脂封止半導体装置41が載置されている方向に誘導する加工ヘッド12と、樹脂封止半導体装置41のレーザ加工する位置を検出する位置検出用カメラ13と、保護ガラス15を保持するノズル14とを有し、ガルバノメータ形オプティカルスキャン方式でレーザ光をスキャンして樹脂封止半導体装置41を加工できる。   The laser unit 2 includes a laser head 11 that outputs laser light, a processing head 12 that guides the laser light in a direction in which the resin-encapsulated semiconductor device 41 is mounted, and a position where the resin-encapsulated semiconductor device 41 performs laser processing. The resin-encapsulated semiconductor device 41 can be processed by scanning a laser beam with a galvanometer type optical scan method.

レーザ加工部3は、上部カバー21、下部カバー22、カバードア23、交換用ガラス24、交換用ガラスガイド25、飛散シリカ受け部26、上部飛散防止板27、及び下部飛散防止板28を有している。ここで、交換用ガラス24にはシリカよりも硬度の小さい、光透過率の優れたホウ珪酸ガラスを用いている。   The laser processing unit 3 includes an upper cover 21, a lower cover 22, a cover door 23, a replacement glass 24, a replacement glass guide 25, a scattering silica receiving portion 26, an upper scattering prevention plate 27, and a lower scattering prevention plate 28. ing. Here, the replacement glass 24 is made of borosilicate glass having a lower hardness than silica and excellent light transmittance.

上部カバー21は、加工ヘッド12下面に固定され、加工ヘッド12及びノズル14を保護する。下部カバー22は、上部カバー下面に固定されている。カバードア23は、下部カバー22の前面に設けられ、開閉可能である。上部カバー21と中央部で接する下部カバー22、及びカバードア23は、レーザ照射時に樹脂封止半導体装置41から発生するガス、水蒸気、及び飛散したシリカを内部に閉じ込める。   The upper cover 21 is fixed to the lower surface of the processing head 12 and protects the processing head 12 and the nozzle 14. The lower cover 22 is fixed to the lower surface of the upper cover. The cover door 23 is provided on the front surface of the lower cover 22 and can be opened and closed. The lower cover 22 and the cover door 23 that are in contact with the upper cover 21 at the center confine the gas, water vapor, and scattered silica generated from the resin-encapsulated semiconductor device 41 during laser irradiation.

交換用ガラス24は、下部カバー22上部裏面中央部に設けられ、交換用ガラスガイド25で下部カバー22上部裏面に固定され、レーザ光を透過する。この交換用ガラス24は、飛散したシリカにより表面に微細なキズが発生してすりガラス状になると、レーザの透過率が低下してレーザ加工出力不足を引き起こす。このため、交換用ガラスガイド25を取り外してすぐに別のガラスに交換できる構造としている。   The replacement glass 24 is provided in the upper back center portion of the lower cover 22 and is fixed to the upper back surface of the lower cover 22 by the replacement glass guide 25 and transmits the laser light. In the replacement glass 24, when fine scratches are generated on the surface due to the scattered silica and become ground glass, the transmittance of the laser is lowered to cause insufficient laser processing output. For this reason, it is set as the structure which can replace | exchange for another glass immediately after removing the glass guide 25 for replacement | exchange.

飛散シリカ受け部26は、下部カバー22側面に固定され、レーザ光が透過する部分の周辺四方向には飛散シリカ受け部26に固定された上部飛散防止板27が垂直方向に設けられている。そして、飛散したシリカは、飛散シリカ受け部26の上面(第1主面)に堆積される。この飛散シリカ受け部26は、飛散したシリカが上面に所定量堆積した場合、カバードア23を開閉し、下部カバー22から取り外して飛散したシリカを廃棄し、再度下部カバー22に固定できる構造としている。下部飛散防止板28は、飛散シリカ受け部26の下方向の下部カバー22側面に固定され、レーザ光が透過する部分の周辺四方向に設けられ、且つ垂直方向に設けられている。上部飛散防止板27及び下部飛散防止板28は、レーザ照射時に発生するシリカを水平方向に飛散するのを防止する。   The scattering silica receiving part 26 is fixed to the side surface of the lower cover 22, and an upper scattering preventing plate 27 fixed to the scattering silica receiving part 26 is provided in the vertical direction in the four directions around the part through which the laser beam is transmitted. The scattered silica is deposited on the upper surface (first main surface) of the scattered silica receiving portion 26. The scattered silica receiving portion 26 has a structure in which when a predetermined amount of scattered silica is deposited on the upper surface, the cover door 23 is opened and closed, and the silica that has been detached from the lower cover 22 is discarded and fixed to the lower cover 22 again. . The lower scattering prevention plate 28 is fixed to the side surface of the lower cover 22 in the downward direction of the scattering silica receiving portion 26, is provided in the four directions around the portion through which the laser beam is transmitted, and is provided in the vertical direction. The upper scattering prevention plate 27 and the lower scattering prevention plate 28 prevent the silica generated during laser irradiation from scattering in the horizontal direction.

集塵部4は、下部カバー22下面に固定され、レーザ照射時に樹脂封止半導体装置41から発生するガス、水蒸気、及び飛散シリカ受け部26で受けとることができなかったシリカを下方向に導く下部ガイド31と、これらを吸引する吸引口32を有している。ガス、水蒸気、及び飛散シリカ受け部26で受けとることができなかったシリカは、吸引口32を介して外部に排出される。   The dust collecting portion 4 is fixed to the lower surface of the lower cover 22 and is a lower portion that guides gas generated from the resin-encapsulated semiconductor device 41 during laser irradiation, water vapor, and silica that could not be received by the scattered silica receiving portion 26 downward. It has a guide 31 and a suction port 32 for sucking them. Gas, water vapor, and silica that could not be received by the scattered silica receiving portion 26 are discharged to the outside through the suction port 32.

樹脂封止半導体装置41は、リードフレーム42上に複数設けられ、その上面側の周囲を下部カバー22で覆われ、図示していないが樹脂封止半導体装置の搬送・位置決めを行う駆動部により順次搬送され、レーザ部2から発生したレーザ光により、バリ取り及びサブランナーの除去が行われる。   A plurality of resin-encapsulated semiconductor devices 41 are provided on the lead frame 42, and the periphery of the upper surface side thereof is covered with the lower cover 22, and although not shown, the resin-encapsulated semiconductor device 41 is sequentially moved by a drive unit that carries and positions the resin-encapsulated semiconductor devices. Deburring and removal of the sub-runner are performed by the laser beam that is conveyed and generated from the laser unit 2.

図2に示すように、レーザ部2の内部には、レーザ発振器51、マスク53、ビームフォーマ54、シリンドリカルレンズ55、ベンディングミラー56、及び集光レンズ57が設けられている。   As shown in FIG. 2, a laser oscillator 51, a mask 53, a beam former 54, a cylindrical lens 55, a bending mirror 56, and a condenser lens 57 are provided inside the laser unit 2.

レーザ発振器51は、例えば、波長(λ)1064nm、出力35WのYAGレーザ光52をCW−Qスイッチ発振により発生する。発生したレーザ光52は、ビームフォーマ54に入射する前にマスク53によりその幅を制限される。レーザ光52は、ビームフォーマ54内に設けられた、例えば、凸型を有するシリンドリカルレンズ55によりビーム調整される。このレーザ光52は、ベンディングミラー56によりその光路を樹脂封止半導体装置41の方向に曲げられる。なお、レーザ光52を任意の位置に走査させる場合、ベンディングミラー56を電子制御による駆動式ガルバノミラーXY2軸に置き換える。曲げられたレーザ光52は、集光レンズ57により集光される。   The laser oscillator 51 generates, for example, YAG laser light 52 having a wavelength (λ) of 1064 nm and an output of 35 W by CW-Q switch oscillation. The width of the generated laser beam 52 is limited by the mask 53 before entering the beam former 54. The laser light 52 is beam-adjusted by a cylindrical lens 55 having a convex shape, for example, provided in a beam former 54. The laser light 52 is bent in the direction of the resin-encapsulated semiconductor device 41 by a bending mirror 56. When the laser beam 52 is scanned at an arbitrary position, the bending mirror 56 is replaced with an electronically controlled driving galvanometer mirror XY2. The bent laser beam 52 is collected by the condenser lens 57.

次に、樹脂封止半導体装置のバリ取り及びサブランナー除去について図3乃至図6を参照して説明する。図3は、レーザ加工前の樹脂封止半導体装置を示す平面図、図4はレーザ照射直後のレーザ加工部を示す図、図5はシリカ飛散時のレーザ加工部を示す図、図6はレーザ加工後の樹脂封止半導体装置を示す平面図である。   Next, deburring and subrunner removal of the resin-encapsulated semiconductor device will be described with reference to FIGS. 3 is a plan view showing a resin-encapsulated semiconductor device before laser processing, FIG. 4 is a diagram showing a laser processing section immediately after laser irradiation, FIG. 5 is a diagram showing a laser processing section when silica is scattered, and FIG. It is a top view which shows the resin sealing semiconductor device after a process.

図3に示すように、リードフレーム42には、キャビティーによりモールド樹脂を射出成形された複数の樹脂封止半導体装置41が載置されている。リード45は、リードフレーム42の長手方向に沿う上下両端部に設けられたサイドフレーム50a、50bに保持されている。サイドフレーム50bには、リードフレーム42を搬送するための送り穴44が設けられている。ランナー46は、スプレーから射出されたモールド樹脂からなり、樹脂封止半導体装置41間に設けられ、サイドフレーム50a、50bに対して垂直方向に形成されている。サブランナー48は、スプレー及びランナーを経由して射出されたモールド樹脂からなり、ランナー46と樹脂封止半導体装置41との間に形成されている。なお、ランナー跡47は、スプレーから射出されたモールド樹脂跡である。   As shown in FIG. 3, a plurality of resin-encapsulated semiconductor devices 41 in which a mold resin is injection-molded by a cavity are placed on the lead frame 42. The lead 45 is held by side frames 50 a and 50 b provided at both upper and lower ends along the longitudinal direction of the lead frame 42. The side frame 50 b is provided with a feed hole 44 for conveying the lead frame 42. The runner 46 is made of mold resin injected from the spray, is provided between the resin-encapsulated semiconductor devices 41, and is formed in a direction perpendicular to the side frames 50a and 50b. The sub runner 48 is made of a mold resin injected through a spray and a runner, and is formed between the runner 46 and the resin-encapsulated semiconductor device 41. The runner trace 47 is a mold resin trace injected from the spray.

樹脂封止半導体装置41の右下には、リード端子の番号を識別するための凹状を有する位置マーク43が設けられている。リード45の樹脂封止半導体装置41と接する部分には、リード45上にモールド樹脂からなるリード上バリ49a、及びリード45間にモールド樹脂からなるリード間バリ49bが残置されている。サブランナー48の樹脂封止半導体装置41と接する部分には、モールド樹脂からなる側面バリ49cが残置されている。   A position mark 43 having a concave shape for identifying the lead terminal number is provided at the lower right of the resin-encapsulated semiconductor device 41. In the portion of the lead 45 that contacts the resin-encapsulated semiconductor device 41, a lead-on burr 49 a made of mold resin and a lead-to-lead burr 49 b made of mold resin are left between the leads 45. A side burr 49 c made of mold resin is left in a portion of the sub runner 48 that contacts the resin-encapsulated semiconductor device 41.

図4に示すように、レーザ照射直後のレーザ加工部3では、集光レンズ57で集光されたレーザ光52が保護ガラス15及び交換用ガラス24を介して、樹脂封止半導体装置41に照射される。ここでは、交換用ガラス24を交換直後であり、レーザの透過率が低下せずレーザ加工出力不足を引き起こさない。また、飛散シリカ受け部26の上面に堆積されたシリカを廃棄した直後であり、飛散シリカ受け部26の上面には飛散したシリカが堆積されていない。   As shown in FIG. 4, in the laser processing unit 3 immediately after the laser irradiation, the laser light 52 condensed by the condenser lens 57 is irradiated to the resin-encapsulated semiconductor device 41 through the protective glass 15 and the replacement glass 24. Is done. Here, the replacement glass 24 is immediately after the replacement, and the laser transmittance does not decrease and the laser processing output is not insufficient. Further, immediately after the silica deposited on the upper surface of the scattered silica receiving portion 26 is discarded, the scattered silica is not deposited on the upper surface of the scattered silica receiving portion 26.

図5に示すように、シリカ飛散時のレーザ加工部では、レーザ照射により樹脂封止半導体装置41からシリカが発生する。発生したシリカの大部分をしめ、粒径が比較的小さく、重量の軽いシリカは上方向に飛散し、粒径が比較的大きく、重量の重いシリカ29は、下方向に落下してガス、水蒸気と共に吸引口32を介して外部に排出される。   As shown in FIG. 5, silica is generated from the resin-encapsulated semiconductor device 41 by laser irradiation in the laser processing portion when the silica is scattered. Most of the generated silica is squeezed, silica having a relatively small particle size and light weight is scattered upward, and silica 29 having a relatively large particle size and heavy weight falls downward, and gas, water vapor At the same time, it is discharged to the outside through the suction port 32.

飛散したシリカ29は、下部飛散防止板28及び上部飛散防止板27により水平方向に飛散するのを防止され、交換用ガラス24の前面及びその周辺に衝突し、その運動エネルギーを失って飛散シリカ受け部26の上面に堆積する。このため、飛散したシリカ及び下方向に落下したシリカが周囲の樹脂封止半導体装置41及び樹脂封止半導体装置の搬送・位置決めを行う駆動部に飛散することを防止できる。なお、上部飛散防止板27と下部飛散防止板28は、シリカが水平方向に飛散するのを防止するために、上下方向に対してオーバーラップさせて設けるのが好ましい。   The scattered silica 29 is prevented from being scattered in the horizontal direction by the lower scattering prevention plate 28 and the upper scattering prevention plate 27, collides with the front surface of the replacement glass 24 and its periphery, loses its kinetic energy, and receives the scattered silica. Deposited on the upper surface of the portion 26. For this reason, it is possible to prevent the scattered silica and the silica falling downward from being scattered to the surrounding resin-encapsulated semiconductor device 41 and the drive unit that carries and positions the resin-encapsulated semiconductor device. The upper scattering prevention plate 27 and the lower scattering prevention plate 28 are preferably provided so as to overlap in the vertical direction in order to prevent the silica from scattering in the horizontal direction.

図6に示すように、半導体装置41では、レーザ光52を照射することによりリード上バリ49a、リード間バリ49b、及び樹脂封止半導体装置41と接する部分のサブランナー48が除去されている。そして、レーザ加工後のサブランナー48aは、樹脂封止半導体装置41と分離されている。   As shown in FIG. 6, in the semiconductor device 41, by irradiating the laser beam 52, the lead top burr 49 a, the lead burr 49 b, and the sub runner 48 in contact with the resin-encapsulated semiconductor device 41 are removed. The sub-runner 48a after laser processing is separated from the resin-encapsulated semiconductor device 41.

上述したように、本実施例のレーザ加工装置では、レーザ加工部3に交換用ガラスガイド25により下部カバー22の上面中央部に固定された交換用ガラス24が設けられ、この交換ガラス24はすぐに別のガラスと交換できる取り付けになっている。このため、レーザ照射時に発生する飛散シリカ29により交換カラス24がすりガラス状になり、レーザの透過率が低下してレーザ加工出力不足を発生してもすぐに別のガラスと交換できるので、作業能率を低下させることはない。しかもレーザ部2の保護ガラス15には、飛散したシリカが衝突しないので保護ガラス15の劣化を防止できる。   As described above, in the laser processing apparatus of the present embodiment, the replacement glass 24 fixed to the center of the upper surface of the lower cover 22 by the replacement glass guide 25 is provided in the laser processing unit 3. It can be replaced with another glass. For this reason, the exchange crow 24 becomes ground glass due to the scattered silica 29 generated at the time of laser irradiation, and even if the laser transmittance decreases and the laser processing output is insufficient, it can be immediately replaced with another glass. Will not be reduced. In addition, since the scattered silica does not collide with the protective glass 15 of the laser unit 2, the protective glass 15 can be prevented from being deteriorated.

また、レーザ加工部3に飛散したシリカを水平方向に飛散するのを防止するための上部飛散防止板27及び下部飛散防止板28が設けられ、飛散したシリカを受ける飛散シリカ受け部26が設けられている。このため、飛散したシリカが周囲の樹脂封止半導体装置41及び樹脂封止半導体装置の搬送・位置決めを行う駆動部に飛散するのを防止でき、樹脂封止半導体装置41の異常や駆動部の動作異常を発生させない。しかも飛散したシリカが上面に堆積した飛散シリカ受け部26は、下部カバー22から容易に取り外せ、且つ再度下部カバー22に固定できるので、周囲に飛散するシリカの除去作業を実施する必要がなく作業能率を低下させることはない。   Further, an upper scattering prevention plate 27 and a lower scattering prevention plate 28 for preventing the silica scattered in the laser processing unit 3 from being scattered in the horizontal direction are provided, and a scattering silica receiving portion 26 for receiving the scattered silica is provided. ing. For this reason, it is possible to prevent the scattered silica from scattering to the surrounding resin-encapsulated semiconductor device 41 and the drive unit that carries and positions the resin-encapsulated semiconductor device. Does not cause an abnormality. In addition, the scattered silica receiving portion 26 on which the scattered silica is deposited on the upper surface can be easily removed from the lower cover 22 and can be fixed to the lower cover 22 again, so that it is not necessary to carry out the operation of removing the silica scattered around the work efficiency. Will not be reduced.

更に、レーザ加工部3直下にレーザ照射時に発生するガス、水蒸気、及び重量の重いシリカを外部に排出するための下部ガイド31及び吸引口32が設けられている。このため、ガス、水蒸気、及び重量の重いシリカが周囲の樹脂封止半導体装置41及び樹脂封止半導体装置の搬送・位置決めを行う駆動部に飛散するのを防止でき、樹脂封止半導体装置41の異常や駆動部の動作異常を発生させない。しかも重量の重いシリカの除去作業を実施する必要がなく作業能率を低下させることはない。   Further, a lower guide 31 and a suction port 32 are provided immediately below the laser processing unit 3 for discharging gas, water vapor, and heavy silica generated during laser irradiation to the outside. For this reason, it is possible to prevent gas, water vapor, and heavy silica from being scattered to the surrounding resin-encapsulated semiconductor device 41 and the drive unit that carries and positions the resin-encapsulated semiconductor device. Does not cause abnormalities or abnormal operation of the drive unit. Moreover, it is not necessary to carry out the heavy silica removal operation, and the work efficiency is not reduced.

なお、本実施例では、交換用ガラスにはホウ珪酸ガラスを用いているが、石英ガラスを用いてもよい。石英ガラスを用いる場合、レーザ照射時に飛散するシリカと同じ物質なので交換用ガラスの交換頻度を少なくすることができる。   In this embodiment, borosilicate glass is used as the replacement glass, but quartz glass may be used. In the case of using quartz glass, the replacement frequency of the replacement glass can be reduced because it is the same material as silica that is scattered during laser irradiation.

次に、本発明の実施例2に係るレーザ加工装置について図面を参照して説明する。図7は、レーザ加工前の樹脂封止型半導体装置を示す平面図、図8はレーザ加工後の樹脂封止型半導体装置を示す平面図である。本実施例では、実施例1のレーザ加工装置を用いて樹脂封止型半導体装置にレーザマークを行っている。   Next, a laser processing apparatus according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 7 is a plan view showing the resin-encapsulated semiconductor device before laser processing, and FIG. 8 is a plan view showing the resin-encapsulated semiconductor device after laser processing. In this embodiment, a laser mark is applied to the resin-encapsulated semiconductor device using the laser processing apparatus of the first embodiment.

以下、本実施例において、実施例1と同一構成部分には、同一符号を付してその部分の説明を省略し、異なる点のみ説明する。   Hereinafter, in the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, the description thereof is omitted, and only different points will be described.

図7に示すように、リードフレーム42には、レーザ光などによりバリ、サブランナー、及びダンパーなどが除去され、ランナーが除去された複数の樹脂封止半導体装置41が載値されている。ここで、レーザマーク部61には、例えば、波長(λ)1064nm、出力15WのYAGレーザ光を用いてレーザマークを行う。   As shown in FIG. 7, a plurality of resin-encapsulated semiconductor devices 41 from which runners are removed are mounted on the lead frame 42 by removing burrs, sub-runners, dampers, and the like with laser light or the like. Here, the laser mark portion 61 is laser-marked using, for example, YAG laser light having a wavelength (λ) of 1064 nm and an output of 15 W.

図8に示すように、半導体装置41では、レーザ光を照射することにより半導体装置41の上面の一部が除去され、凹状のレーザマーク62が形成されている。   As shown in FIG. 8, in the semiconductor device 41, a part of the upper surface of the semiconductor device 41 is removed by irradiating the laser beam, and a concave laser mark 62 is formed.

上述したように、本実施例のレーザ加工装置では、半導体装置41のレーザマーク作業に実施例1のレーザ加工装置1を用いている。このため、実施例1と同様に安定した作業を能率よく行うことができる。   As described above, in the laser processing apparatus of the present embodiment, the laser processing apparatus 1 of the first embodiment is used for the laser mark operation of the semiconductor device 41. For this reason, the stable operation | work can be performed efficiently like Example 1. FIG.

本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々、変更してもよい。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made without departing from the spirit of the invention.

例えば、本実施例では、YAGレーザを用いているが、YVOレーザやCOレーザなどを用いてもよい。COレーザを用いる場合、樹脂封止半導体装置のバリ取りに用いるのが好ましい。また、樹脂封止半導体装置のリードの切断や半導体モジュールのトリミングなどに適用することができる。更に、樹脂封止半導体装置の代わりに、シリカ(SiO2)を含有するセラミック基板のレーザ加工に適用してもよい。 For example, although a YAG laser is used in this embodiment, a YVO 4 laser, a CO 2 laser, or the like may be used. When a CO 2 laser is used, it is preferably used for deburring a resin-encapsulated semiconductor device. Further, the present invention can be applied to cutting of leads of a resin-encapsulated semiconductor device and trimming of a semiconductor module. Furthermore, instead of the resin-encapsulated semiconductor device, the present invention may be applied to laser processing of a ceramic substrate containing silica (SiO 2).

本発明は、以下の付記に記載されているような構成が考えられる。
(付記1) レーザ光を発生し、加工ヘッドから前記レーザ光を出力するレーザ部と、前記加工ヘッド下面に固定され、前記加工ヘッドを保護する上部カバーと、前記上部カバー下面に固定され、外部と遮断するための下部カバーと、前記下部カバー上部裏面に設けられ、交換用ガラスガイドで前記下部カバーの上部裏面に固定され、取り外し及び再固定が容易な交換用ガラスと、前記下部カバー側面に固定され、前記レーザ光が透過する部分の周辺四方向に上部飛散防止板を備え、取り外し及び再固定が容易な飛散シリカ受け部と、前記飛散シリカ受け部よりも下方向の前記上部カバー側面に固定され、前記レーザ光が透過する部分の周辺四方向に設けられた下部飛散防止板とを有し、上面側の周囲を前記下部カバーで覆われた被加工物が、前記交換用ガラスを介して、照射された前記レーザ光によりレーザ加工されるレーザ加工部と、前記下部カバー下面に固定され、前記被加工物から発生したガス及びシリカを吸引して外部に排出する集塵部とを具備するレーザ加工装置。
The present invention can be configured as described in the following supplementary notes.
(Supplementary Note 1) A laser unit that generates laser light and outputs the laser light from a processing head, an upper cover fixed to the lower surface of the processing head and protecting the processing head, and fixed to the lower surface of the upper cover, A lower cover for shutting off, a replacement glass provided on the upper back surface of the lower cover, fixed to the upper back surface of the lower cover with a replacement glass guide, and easily removed and re-fixed on the side surface of the lower cover A scattering silica receiving portion that is fixed and has an upper scattering prevention plate in the four directions around the portion through which the laser beam is transmitted, and that is easy to remove and re-fix, and on the side of the upper cover that is lower than the scattering silica receiving portion A workpiece that is fixed and has a lower scattering prevention plate provided in the four directions around the portion through which the laser beam is transmitted, and whose workpiece is covered on the upper surface side with the lower cover. A laser processing portion that is laser processed by the irradiated laser light through the replacement glass and a lower surface of the lower cover are fixed, and the gas and silica generated from the workpiece are sucked and discharged to the outside. A laser processing apparatus comprising a dust collection unit.

(付記2) 前記交換用ガラスは、ホウ珪酸ガラスである付記1に記載のレーザ加工装置。 (Supplementary note 2) The laser processing apparatus according to supplementary note 1, wherein the replacement glass is borosilicate glass.

(付記3) 前記被加工物は、樹脂封止半導体装置であることを特徴とする付記1又は2に記載のレーザ加工装置。 (Additional remark 3) The said workpiece is a resin sealing semiconductor device, The laser processing apparatus of Additional remark 1 or 2 characterized by the above-mentioned.

本発明の実施例1に係るレーザ加工装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the laser processing apparatus which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係るレーザ加工装置のレーザ部を示す図。The figure which shows the laser part of the laser processing apparatus which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係るレーザ加工前の樹脂封止半導体装置を示す図。The figure which shows the resin-encapsulated semiconductor device before the laser processing which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係るレーザ照射直後のレーザ加工部の内部を示す図。The figure which shows the inside of the laser processing part immediately after laser irradiation which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係るシリカ飛散時のレーザ加工部を示す図。The figure which shows the laser processing part at the time of the silica scattering which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係るレーザ加工後の樹脂封止半導体装置を示す図。The figure which shows the resin sealing semiconductor device after the laser processing which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例2に係るレーザ加工前の樹脂封止半導体装置を示す図。The figure which shows the resin-encapsulated semiconductor device before the laser processing which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例2に係るレーザ加工後の樹脂封止半導体装置を示す図。The figure which shows the resin sealing semiconductor device after the laser processing which concerns on Example 2 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 レーザ加工装置
2 レーザ部
3 レーザ加工部
4 集塵部
11 レーザヘッド
12 加工ヘッド
13 位置検出用カメラ
14 ノズル
15 保護ガラス
21 上部カバー
22 下部カバー
23 カバードア
24 交換用ガラス
25 交換用ガラスガイド
26 飛散シリカ受け部
27 上部飛散防止板
28 下部飛散防止板
29 飛散シリカ
30 堆積シリカ
31 下部ガイド
32 吸引口
41 樹脂封止半導体装置
42 リードフレーム
43 位置マーク
44 送り穴
45 リード
46 ランナー
47 ランナー跡
48 サブランナー
48a レーザ加工後のサブランナー
49a リード上バリ
49b リード間バリ
49c 側面バリ
50a、50b サイドフレーム
51 レーザ発振部
52 レーザ光
53 マスク
54 ビームフォーマ
55 シリンドリカルレンズ
56 ベンディングミラー
57 集光レンズ
61 レーザマーク部
62 レーザマーク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser processing apparatus 2 Laser part 3 Laser processing part 4 Dust collection part 11 Laser head 12 Processing head 13 Position detection camera 14 Nozzle 15 Protective glass 21 Upper cover 22 Lower cover 23 Cover door 24 Replacement glass 25 Replacement glass guide 26 Spattering silica receiving portion 27 Upper scattering prevention plate 28 Lower scattering prevention plate 29 Scattering silica 30 Deposited silica 31 Lower guide 32 Suction port 41 Resin sealing semiconductor device 42 Lead frame 43 Position mark 44 Feed hole 45 Lead 46 Runner 47 Runner trace 48 Sub Runner 48a Sub-runner 49a after laser processing Burr 49b on lead Burr 49c between leads Side burr 50a, 50b Side frame 51 Laser oscillator 52 Laser beam 53 Mask 54 Beam former 55 Cylindrical lens 56 Bending mirror 5 7 Condensing lens 61 Laser mark part 62 Laser mark

Claims (5)

レーザ光を発生し、加工ヘッドから前記レーザ光を出力するレーザ部と、
前記加工ヘッド下面に固定され、前記加工ヘッドを保護する上部カバーと、前記上部カバー下面に固定され、外部と遮断するための下部カバーと、前記下部カバー上部裏面に設けられ、交換用ガラスガイドで前記下部カバー上部裏面に固定された交換用ガラスとを有し、上面側の周囲を前記下部カバーで覆われた被加工物が、前記交換用ガラスを介して、照射された前記レーザ光によりレーザ加工されるレーザ加工部と、
を具備したことを特徴とするレーザ加工装置。
A laser unit that generates laser light and outputs the laser light from a processing head;
An upper cover fixed to the lower surface of the processing head and protecting the processing head; a lower cover fixed to the lower surface of the upper cover and shielded from the outside; A workpiece having a replacement glass fixed to the upper back surface of the lower cover, and a workpiece whose upper side is covered with the lower cover is laser-induced by the laser light irradiated through the replacement glass. A laser machined part to be machined;
A laser processing apparatus comprising:
レーザ光を発生し、加工ヘッドから前記レーザ光を出力するレーザ部と、
前記加工ヘッド下面に固定され、前記加工ヘッドを保護する上部カバーと、前記上部カバー下面に固定され、外部と遮断するための下部カバーと、前記下部カバー側面に固定され、前記レーザ光が透過する部分の周辺四方向に上部飛散防止板を備えた飛散シリカ受け部と、前記飛散シリカ受け部よりも下方向の前記下部カバー側面に固定され、前記レーザ光が透過する部分の周辺四方向に設けられた下部飛散防止板とを有し、上面側の周囲を前記下部カバーで覆われた被加工物が、照射された前記レーザ光によりレーザ加工されるレーザ加工部と、
を具備したことを特徴とするレーザ加工装置。
A laser unit that generates laser light and outputs the laser light from a processing head;
An upper cover that is fixed to the lower surface of the processing head and protects the processing head, a lower cover that is fixed to the lower surface of the upper cover and is shielded from the outside, and is fixed to a side surface of the lower cover and transmits the laser light. A scattering silica receiving part provided with an upper scattering prevention plate in the four directions around the part, and fixed in the lower cover side face below the scattering silica receiving part, provided in the four directions around the part through which the laser beam is transmitted A laser processing unit having a lower scattering prevention plate formed, and a workpiece whose upper side is covered with the lower cover, which is laser processed by the irradiated laser beam;
A laser processing apparatus comprising:
レーザ光を発生し、加工ヘッドから前記レーザ光を出力するレーザ部と、
前記加工ヘッド下面に固定され、前記加工ヘッドを保護する上部カバーと、前記上部カバー下面に固定され、外部と遮断するための下部カバーと、前記下部カバー上部裏面に設けられ、交換用ガラスガイドで前記下部カバー上部裏面に固定された交換用ガラスと、前記下部カバー側面に固定され、前記レーザ光が透過する部分の周辺四方向に上部飛散防止板を備えた飛散シリカ受け部と、前記飛散シリカ受け部よりも下方向の前記下部カバー側面に固定され、前記レーザ光が透過する部分の周辺四方向に設けられた下部飛散防止板とを有し、上面側の周囲を前記下部カバーで覆われた被加工物が、前記交換用ガラスを介して、照射された前記レーザ光によりレーザ加工されるレーザ加工部と、
を具備したことを特徴とするレーザ加工装置。
A laser unit that generates laser light and outputs the laser light from a processing head;
An upper cover fixed to the lower surface of the processing head and protecting the processing head; a lower cover fixed to the lower surface of the upper cover and shielded from the outside; Replacement glass fixed to the upper back surface of the lower cover, a scattering silica receiving portion fixed to the side surface of the lower cover and provided with an upper scattering prevention plate in the four directions around the portion through which the laser beam is transmitted, and the scattering silica A lower scattering prevention plate that is fixed to a side surface of the lower cover below the receiving portion and is provided in four directions around the portion through which the laser beam is transmitted, and the upper surface is covered with the lower cover. A laser processing section in which the workpiece is laser processed by the laser beam irradiated through the replacement glass;
A laser processing apparatus comprising:
更に、前記下部カバー下面に固定され、前記被加工物から発生したガス及びシリカを吸引する集塵部が設けられていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のレーザ加工装置。   The laser according to any one of claims 1 to 3, further comprising a dust collecting portion that is fixed to the lower surface of the lower cover and sucks gas generated from the workpiece and silica. Processing equipment. 前記被加工物は、樹脂封止半導体装置であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のレーザ加工装置。   The laser processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the workpiece is a resin-encapsulated semiconductor device.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007227926A (en) * 2006-02-21 2007-09-06 Samsung Electro-Mechanics Co Ltd Manufacturing method of light emitting diode package
JP2008036665A (en) * 2006-08-03 2008-02-21 Hitachi Zosen Corp Laser processing equipment
CN110576265A (en) * 2018-06-07 2019-12-17 温州大学瓯江学院 A carbon dioxide laser marking machine smoke removal sealing device

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