JPH06169041A

JPH06169041A - 半導体装置のフレームダムバー切断装置

Info

Publication number: JPH06169041A
Application number: JP4301394A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiko Tada; 信彦多田; Naoki Mitsuyanagi; 直毅三柳; Yoshiaki Shimomura; 義昭下村; Shigeyuki Sakurai; 茂行桜井; Yoshiya Nagano; 義也長野
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1992-11-11
Filing date: 1992-11-11
Publication date: 1994-06-14

Abstract

(57)【要約】【目的】ＱＦＰのダムバー切断に際し、切断中のダム
バーによる塵芥等の悪影響を受けることなく、切断用ダ
ムバーを指示可能としたい。【構成】ＱＦＰの対向する１辺のリードフレーム位置
Ｐ₂を監視用とし、他辺のリードフレームのダムバー位
置Ｐ₂の出現監視用に利用する。このために、監視カメ
ラ部３１で位置Ｐ₂にくるリードフレームの様子を連続
的に監視し、そこからダムバーの出現先頭位置を検出す
る。この検出タイミングでレーザ照射部３２でのレーザ
励起を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、互いに対向するリード
フレーム辺を持つ場合の、ダムバー除去に好適な半導体
装置フレームダムバー切断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】樹脂モールド後のリードフレームへの樹
脂流出を防ぐために、リードフレームには、必ずダムバ
ー（又はタイバーとも呼ぶ）を設けてある。ダムバー
は、リードフレームの配列方向に沿って、リードフレー
ムを結ぶ形で設けてある。樹脂モールド後にあっては、
ダムバーを除去する。これによって、各リードフレーム
は電気的に独立したものとなる。ダムバーの除去の従来
例は、特開平３−１４８１６号、特開平３−２９４０７
７号がある。両者とも、レーザビームをダムバーに照射
してその除去をはかる点で共通する。更に、特開平３−
１４８１６１号は、リードフレーム面とレーザ照射部と
の間にマスクをかけて、ダムバーのみの除去をはかる。
特開平３−２９４０７７号はダムバー近傍のフレーム表
面収縮量を検出し、事前に定めたダムバー位置の位置調
整を行う。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】特開平３−１４８１６
１号は、マスクの位置決めやそのマスクへのレーザビー
ムの照射位置が正しく行われることが必要である。その
ために、リードフレームの２値化画像をカメラで得て、
この２値化画像のずれの様子から位置合わせをはかる。
しかし、リードフレーム全体の２値化は繁雑である。

【０００４】特開平３−２９４０７７号は、ダムバー位
置の位置調整目的が、あくまでダムバー形成時の機械的
応力による収縮対策である。

【０００５】本発明の目的は、簡便に加工ダムバー位置
へのレーザビーム照射の正確さを期す半導体装置のダム
バー切断装置を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、樹脂封止済の
四角形半導体部と、四角形の少なくとも対向する２辺か
ら辺に直交する方向に導出されたリードフレームと、各
リードフレームのダムバーと、より成る半導体装置にお
いて、上記対向する一方の辺のリードフレーム配列順序
を検出する検出手段と、対向する他方の辺のリードフレ
ームのダムバーに、上記検出手段で得たリードフレーム
配列順序で定まるダムバー出現位置のタイミングに同期
してレーザビームを照射するレーザ照射手段と、より成
る（請求項１）。

【０００７】更に本発明は、樹脂封止済の四角形半導体
部と、四角形の各辺から辺に直交する方向に導出された
リードフレームと、各リードフレームのダムバーと、よ
り成る半導体装置において、該半導体装置を載せて加工
対象のリードフレームの配列方向に沿って移動する移動
部と、該移動部に直交する方向の固定位置に設置され、
加工対象のダムバーの位置にレーザビームを照射可能と
するレーザ照射部と、該加工対象のダムバーの存在する
辺に対向する辺のリードフレームを臨む方向に設置さ
れ、半導体装置の移動で順次現れる、該対向する辺のリ
ードフレームの配列順序を検出する検出手段と、該検出
したリードフレームから、半導体装置の移動で順次現れ
る、上記加工対象のリードフレームのダムバー位置を見
つけ、該ダムバー出現位置に同期して上記レーザ照射部
へのレーザビームの放出を行わせる制御手段と、より成
る（請求項２）。

【０００８】更に本発明は、上記レーザ照射部と検出手
段との設置位置は、半導体装置の対向する２辺の幅及び
リードフレームの長さに応じて可変化した（請求項
３）。

【０００９】

【作用】本発明によれば、対向２辺の一方のリードフレ
ームの配列順序を監視しながら、他方のリードフレーム
のダムバーの除去をレーザにより行う（請求項１〜
３）。

【００１０】

【実施例】図２は、樹脂モールド後の３連式半導体装置
の平面図である。３連式半導体装置は、＃１〜＃３の３
つの半導体装置をリードフレーム部１で連続した状態の
装置である。その全体例を図３に示す。リードフレーム
部１は、半導体部２、３、４と各リードフレーム５、
６、７より成り、図２ではこの中で半導体部２のみを、
特に示してある。半導体部２、３、４は、樹脂モールド
ずみであり、次の工程ではダムバー切断に入るものとす
る。このダムバー切断に係る点が本発明である。

【００１１】図２で、各半導体装置＃１、＃２、＃３
は、四角形の半導体部２、３、４を有し、且つその４つ
の各辺から、辺に直交する方向にリードフレーム５、
６、７が導出している。これは、ＱＦＰ（４辺形フラッ
トパッケージ装置）と呼ばれている。＃１と＃２、及び
＃２と＃３との間は、孔１０、１１で区切られている。
この３連式の他に、直列に６連構成の直列６連式、３連
式を並列にした並列６連式などがある。

【００１２】図２の半導体装置＃２は、周囲に樹脂モー
ルドされた半導体部２の４辺より、リードフレーム１
２、１３、１４、１５がその辺に直交する方向に導出し
ている。各リードフレーム１２、１３、１４、１５は、
リードフレーム本体５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄと、各リー
ドフレーム本体に直交方向で結合するダムバー８Ａ、８
Ｂ、８Ｃ、８Ｄとより成る。ダムバー８Ａ〜８Ｄが、半
導体部２への樹脂モールド時の樹脂のリードフレームへ
の流出の防止部材となる。

【００１３】この樹脂封止後に、ダムバー８Ａ〜８Ｄを
切断し、各リードフレーム本体を電気的に独立したもの
とする。ダムバー８Ａ〜８Ｄを除去し、且つ周辺の各辺
の不要リードフレーム部材を除去した様子を図４に示
す。これは図２の点線部１６に示した部分に相当する。
除去したダムバー８Ａ〜８Ｄの様子を図４では点線で示
してある。

【００１４】本発明の切断装置の実施例を図１に示す。
図２に示す如き、半導体装置＃１、＃２、＃３より成る
パッケージ装置２３をテーブル２２の上に載せる。ダム
バーの除去は、＃１→＃２→＃３の順序で行うものとす
る。図１では、＃２（２３）が載っているものとする。
＃２の４辺のうちの対向する２辺の一方のリードフレー
ム２５のダムバー位置Ｐ₁の切断作業時には、他方のリ
ードフレーム２４は、ダムバー位置Ｐ₂の監視用に使
う。他方のリードフレーム２４の監視位置Ｐ₂は、リー
ドフレーム２４のダムバーの位置ではなく、それよりも
外側の位置である。

【００１５】ダムバーの外側位置とする理由は、ダムバ
ー位置がダムバー除去の前後で形状が不安定であること
（これは、図のフレーム２４のダムバー切断時には、す
でにダムバー除去後のフレーム２５を監視用に使うとき
に問題となる）、のためである。更に、互いに対向する
辺の中で一方を監視用、他方を加工用として使い分けた
のは、以下の通りである。第１に、加工対象のフレーム
を監視用に兼用としたのではレーザ切断時の種々の塵芥
の発生で監視精度が低下すること、第２にパッケージ装
置での各辺のリードフレーム幅やそのピッチ間隔、及び
長さなどは規格化されており、且つ対向する２つの辺の
リードフレームの配置も同一に規格化されており、１辺
のリードフレームの加工の位置制御のためには対向する
辺のリードフレームの位置の監視結果をそのまま利用で
きること、のためである。

【００１６】図５には、テーブル２２の移動に伴う監視
ラインＬ₂と加工ラインＬ₁との動きを示す。テーブル２
２は図の矢印のように定速度で移動する。移動を制御す
るのは、図１のマイコン３０である。監視ラインＬ₂と
加工ラインＬ₁とは、それぞれ対向する２辺のリードフ
レーム上に設定し、監視ラインＬ₂は、ダムバー８Ｄよ
り外側に設定し、加工ラインＬ₁はダムバー８Ｂの設置
位置上に設定する。

【００１７】監視ラインＬ₂の真上方向に監視カメラ部
３１を図１のように設けておく。この監視カメラ部３１
は初期設定のために移動可能であるが、監視中にあって
は固定位置にある。加工ラインＬ₁の真上方向にレーザ
照射部３２を図１のように設けておく。このレーザ照射
部３２も初期設定のために移動可能であるが、加工中に
あっては固定位置にある。

【００１８】監視カメラ部３１による監視位置は、図５
のＰ₂であり、レーザ照射部３２による加工位置は、図
５のＰ₁である。このＰ₁、Ｐ₂の位置及びその大きさが
固定であり、テーブル２２が矢印の方向に移動すること
によって、左右の辺のリードフレームが次々にその
Ｐ₁、Ｐ₂に出現する。

【００１９】一方、監視ラインＬ₂上でみるに、リード
フレームの存在する位置とダムバー８Ｄの存在する位置
に対応する溝部とが交互に出現する。これを反射光の有
無でみるに、リードフレームの存在する位置では反射光
が得られ（これをＲと指示）、ダムバー８Ｄの存在する
位置に対応する溝部では反射光が得られず透過光のみと
なる（これをＮと指示）。監視カメラ部３１は、このＲ
とＮとの交互出現を監視する。図１のマイコン３０がカ
メラ部３１の画像からダムバー８での位置Ｐ₂上への出
現タイミングを検出する。左辺のリードフレーム上での
ダムバー８Ｄの出現と右辺のリードフレーム上でのダム
バー８Ｂの出現とは位置的に同期がとられている（左右
のリードフレームの同一規格化のためである）ため、位
置Ｐ₂上の画像が得られるダムバー８Ｄの出現に同期さ
せて、Ｐ₁上にレーザビームを照射するように、マイコ
ン３０がレーザ照射部３２内のレーザ発振部２１を励起
する。かくして、位置Ｐ₁のダムバーは、レーザビーム
によって切断される。以下、次のリードフレーム及びダ
ムバーの出現と更新してゆき、次々に右辺の４本のダム
バー（図５）が切断されることになる。

【００２０】ここで、図１の全体動作を説明する。先
ず、監視カメラ部３１及びレーザ照射部３２の初期位置
決めをマイコン３０が行う。初期位置決めとは、その時
の半導体その大きさによってダムバー位置が変化するた
めである。さて、図１で、レーザビーム発振器２１は、
マイコン３０によって励起タイミングの制御を受けて、
レーザビームを放出する。ダイクロイックミラー２７
は、レーザビームを反射して大口径レンズ（集束用レン
ズ）２６に送り、ここでビーム集束を行う。このレーザ
ビームは、リードフレーム２５のダムバー位置Ｐ₁に照
射されてダムバー切断を行う。

【００２１】一方、リードフレーム２４の監視点Ｐ₂の
様子は、反射光となりハーフミラー２８を介して検出部
２９へ送られる。検出部２９は、例えば撮像素子であ
り、監視位置近辺を画像として監視する。マイコン３０
は、検出部２９で得た画像から加工対象のフレームを特
定し、そのフレームに結合したダムバーの出現位置を見
つける。出現位置に同期してマイコン３０は、レーザ発
振器２１の励起を行い、ダムバーが位置Ｐ₁に出現する
毎にレーザ光を放出し、このレーザビームでダムバー切
断を行う。

【００２２】図６は、１つの半導体装置に注目しての４
つの辺のフレームのダムバー切断のプロセスを示す図で
ある。４つの辺をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとする。先ず、辺Ｂを
加工側とし、辺Ｄを監視側としてテーブル２２を矢印の
方向に移動させて、辺Ｂのダムバーの切断を行う。辺Ｂ
のすべてのダムバー（４本の例とした）切断完了する
と、マイコン３０がこれを検知し、テーブル２２を９０
゜回転させる。これによって、右辺には辺Ａ、左辺には
辺Ｃがくることになり、同様に辺Ａのすべてのダムバー
の切断を行う。辺Ａのすべてのダムバーの切断が完了す
ると、マイコン３０はテーブル２２を９０゜回転させ
る。これによって、辺Ｄが右辺、辺Ｂが左辺となり、同
様にダムバー切断を行う。更に、テーブル２２を９０゜
回転させ辺Ｃを右辺、辺Ａを左辺におき、辺Ｄのダムバ
ー切断を行う。かくして、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄのすべての辺
のダムバー切断が完了する。

【００２３】図１において、テーブル２２及び監視カメ
ラ部３１、レーザ照射部３２は、いずれもｘ、ｙ、ｚの
３軸方向への移動が可能になっている。ここで、ｚ軸と
は、高さ方向の軸、ｘ軸は、横方向の軸、ｙ軸はテーブ
ルの監視及び加工のための移動方向（手前方向）を示す
軸である。監視カメラ部３１及びレーザ照射部３２の
ｘ、ｙ、ｚの３軸制御は、加工に先立っての３１、３２
の初期化のためにマイコン３０の指示で行う。テーブル
２２の初期化のためにも、このｘ、ｙ、ｚ軸の位置制御
はマイコン３０の指示で行う。更に、マイコン３０は、
こうした初期位置決め後にあってはテーブル３０のｙ方
向の移動制御を行う。尚、２２、３１、３２のｘ、ｙ、
ｚの機械的制御機構は、種々公知のものを使えばよい。

【００２４】図７、図８は監視カメラ部３１とレーザ照
射部３２の初期設定例を示す図である。図７の半導体装
置２３に対して、図８の半導体装置２３Ａは、サイズが
大きい場合を示す。図７によれば、監視カメラ部３１と
レーザ照射部３２との距離はＤ₁であり、且つＰ₁とＰ₂
位置は図のような位置としている。一方、図８によれ
ば、両者の距離はＤ₂となり、且つＰ₁とＰ₂位置も異な
ってくる。そこで、ダムバー切断対象の半導体装置が２
３か２３Ａかによって監視カメラ部３１とレーザ照射部
３２の固定位置の位置決めを、Ｄ₁又はＤ₂になるような
ｘ方向位置決めを行う。この時、ｚ方向の高度な高さ制
御及びｙ方向位置の初期化も行う。こうした制御は、半
導体装置の２３か２３Ａ等の種別によって、制御データ
をメモリにプリセットしておき、これを読み出して初期
化のためのデータとして利用すれば、初期化の自動化を
達成できる。制御データとは、（Ｄ_i、ｘ_i、ｙ_i、ｚ_i）
の４種類でよい。Ｄ_iが距離、ｘ_i、ｙ_i、ｚ_iが初期位置
を示す。

【００２５】図９は、半導体装置２３の横断面図であ
る。半導体部２６は基板２７の上に積層しており、周辺
からリードフレーム２４、２５が外部へ導出している。
半導体部２６とリードフレーム２４、２５とは図示して
いないがワイヤーボンディングで接続している。半導体
部２６及びリードフレーム２４、２５の一部を含めて樹
脂２８でモールドする。以上のモールド後の半導体装置
２３に対してダムバー切断を行う。この切断後、リード
フレーム２４、２５を切断ダムバーに近い又は含む位置
２４Ａ、２５Ａで下方に折り曲げる。次いで、この半導
体装置２３をプリント板に接着し、併せてリードフレー
ム２４、２５の端部をこのプリント板の導線部に自動ハ
ンダ付けする。

【００２６】図１０（ａ）〜（ｅ）はマイコン３０によ
る制御のための各種信号のタイムチャートを示す図であ
る。（ａ）は、テーブル２２の速度パターンを示す図で
あり、テーブル２２の移動開始時は加速して定速ｖ₀に
入り、テーブル２２の停止時は減速して停止させる。定
速状態の時にダムバーの切断を行う。（ｂ）は監視カメ
ラ部３１での検出信号Ｅ₁を示し、時間経過に従って、
基準値Ｅ₀よりも小さいダムバー対応位置からの反射信
号（Ｒ）と基準値Ｅ₀よりも小さいダムバー対応位置か
らの反射信号（Ｎ）とを繰り返す。従って、この検出信
号Ｅ₁を追跡することでダムバーの出現位置がわかるは
ずである。そのために、（ｃ）に示すように検出信号Ｅ
₁を基準値Ｅ₀より大か小かで整形して２値化信号Ｅ₂を
求める。次に（ｄ）に示すように２値化信号Ｅ₂の立ち
上がり部分に同期してトリガー信号Ｅ₃を生成する。ト
リガー信号Ｅ₃はレーザ発振器２１へ励起信号として利
用する。このトリガー信号Ｅ₃を受けて一定の励起に必
要な時間遅れｔ₁の後で時間幅ｔ₂のレーザを発振器２１
が発生する。ここで、時間遅れｔ₁を考慮してダムバー
の先頭位置の時点でレーザを発生するように、基準値Ｅ
₀を設定しておく。当然のことながら、レーザの発射時
間幅ｔ₂は、その出現した１つのダムバーを切断可能な
エネルギーと時間幅とを与える値である。

【００２７】尚、リードフレームを連結するダムバーの
他に、図２によれば、各種の不要なリードフレームの部
分がある。これらの切断は、別法によって行う。また、
切断対象のダムバーの開始点直前には図２の８ＢＢの如
きダムバーの一部をなす部分が存在するが、この除去は
本実施例で同時に行ってもよく、又は除去は行われず別
法によって除去してもよい。

【００２８】更に、直列３連式のパッケージ装置に対し
て、図６では、１個の半導体装置毎に４辺のダムバー切
断を行い、次に、次の位置にある半導体装置に対して図
６の如き手順でダムバー切断を行うというやり方をとっ
た。しかし、３個の半導体装置に対して、最初に、Ｄ辺
を利用してＢ辺に、次にＣ辺を利用してＡ辺、…という
具合いに同一部位に相当するダムバー切断を逐次的に行
ってもよい。また、１個の半導体装置のみを孔部１０と
１１とで独立に切離して、これをテーブルに載せてダム
バー切断を行ってもよい。

【００２９】本実施例によれば、４辺それぞれにリード
フレームを持つＱＦＰにおいて、対向する１辺を監視用
とし、他辺を加工用とすることによって、レーザ加工状
態から悪影響を受けないで、ダムバー切断が可能となっ
た。

【００３０】尚、ＱＦＰの他に、２辺のみにリードフレ
ームを持つパッケージ装置でも、この２辺に関してのダ
ムバー切断を同様に実行できる。

【００３１】更に、監視カメラ部３１及びレーザ照射部
３２は、監視ライン、加工ラインに対して直角方向とし
たが、必ずしも直角である必要はない。また、反射ミラ
ーやダイクロイックミラーで反射可能な故に、種々の角
度からレーザ放射及び反射信号検出が可能である。

【００３２】監視カメラ部３１は、撮像素子の一例とし
たが、これは、監視ラインに沿った画像を求めることが
可能なリニア構成であることが好ましい。また、撮像素
子の代わりに、撮像機能のない、リニア構成の検出素子
を用いてもよい。更に反射信号を得るためには、そのた
めの特別な外部光を照射してその反射光を得るやり方を
とってもよい。透過光を検出するやり方もある。

【００３３】更に、テーブル移動例としたが、レーザ照
射部及び監視カメラ部を代わりに移動させる例もありう
る。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、ＱＦＰのパッケージ装
置において、対向する１辺を監視用、他辺を加工用とし
たことによって、加工対象となるダムバーの除去がレー
ザ切断による塵芥等の悪影響を受けることなく可能にな
った。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のダムバー切断装置のシステム構成実施
例図である。

【図２】本発明で加工対象とする直列３連式半導体パッ
ケージ装置の平面図である。

【図３】本発明で加工対象とする直列３連式半導体パッ
ケージ装置の略図である。

【図４】本発明でのダムバー切断後の半導体装置の平面
図である。

【図５】本発明の加工ラインＬ₁と監視ラインＬ₂とを示
す図である。

【図６】本発明の１つの半導体装置のダムバー切断手順
を示す図である。

【図７】図８との対比で示したサイズの異なる半導体装
置での初期位置決めを示す図である。

【図８】図７との対比で示したサイズの異なる半導体装
置での初期位置決めを示す図である。

【図９】本発明の半導体装置の横断面図である。

【図１０】本発明のマイコン３０による制御のための各
種信号のタイムチャートである。

【符号の説明】

１３連式ＱＦＰ２、３、４半導体部＃１、＃２、＃３、２３半導体装置５Ａ〜５Ｄリードフレーム本体５、６、７、１２、１３、１４、１５、２４、２５リ
ードフレーム８Ａ〜８Ｄダムバー２１レーザ発生部２２テーブル２６集束レンズ２７ダイクロックミラー２８ハーフミラー２９検出部３０マイコン３１監視カメラ部３２レーザ照射部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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

【特許請求の範囲】

【請求項１】樹脂封止済の四角形半導体部と、四角形
の少なくとも対向する２辺から辺に直交する方向に導出
されたリードフレームと、各リードフレームのダムバー
と、より成る半導体装置において、上記対向する一方の
辺のリードフレーム配列順序を検出する検出手段と、対
向する他方の辺のリードフレームのダムバーに、上記検
出手段で得たリードフレーム配列順序で定まるダムバー
出現位置のタイミングに同期してレーザビームを照射す
るレーザ照射手段と、より成る半導体装置のフレームダ
ムバー切断装置。
【請求項２】樹脂封止済の四角形半導体部と、四角形
の各辺から辺に直交する方向に導出されたリードフレー
ムと、各リードフレームのダムバーと、より成る半導体
装置において、該半導体装置を載せて加工対象のリード
フレームの配列方向に沿って移動する移動部と、該移動
部に直交する方向の固定位置に設置され、加工対象のダ
ムバーの位置にレーザビームを照射可能とするレーザ照
射部と、該加工対象のダムバーの存在する辺に対向する
辺のリードフレームを臨む方向に設置され、半導体装置
の移動で順次現れる、該対向する辺のリードフレームの
配列順序を検出する検出手段と、該検出したリードフレ
ームから、半導体装置の移動で順次現れる、上記加工対
象のリードフレームのタブ位置を見つけ、該タブ出現位
置に同期して上記レーザ照射部へのレーザビームの放出
を行わせる制御手段と、より成る半導体装置のフレーム
ダムバー切断装置。
【請求項３】上記レーザ照射部と検出手段との設置位
置は、半導体装置の対向する２辺の幅及びリードフレー
ムの長さに応じて可変化した請求項２の半導体装置のフ
レームダムバー切断装置。