JPH08125081A

JPH08125081A - ダムバー加工装置及びダムバー加工方法

Info

Publication number: JPH08125081A
Application number: JP6258634A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiko Tada; 信彦多田; Naoki Mitsuyanagi; 直毅三柳; Yoshiya Nagano; 義也長野; Yasushi Minomoto; 泰美野本
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1994-10-25
Filing date: 1994-10-25
Publication date: 1996-05-17
Anticipated expiration: 2014-07-28
Also published as: JP2925952B2

Abstract

(57)【要約】【目的】リードの配列状態の検出結果を基にダムバーの
所望の加工位置にパルスレーザ光を照射して加工を行う
際に、外乱光の影響を受けることなくリードの配列状態
の検出を確実かつ正確に行うことができ、またダムバー
の中央を確実に切断して高精度かつ良好な形状が得られ
るようにする。【構成】検出光源４１よりレーザ光軸１３Ｃよりも先行
した位置に検出光４１Ａを照射し、レーザ光軸１３Ｃに
対し加工進行方向とは逆に傾いた方向に反射した検出光
４２Ａを加工ノズル１３に取り付けた光検出器４２で検
出する。そして、ダムバー５の中央にパルスレーザ光１
３Ａが照射されるよう光検出器４２からの検出信号を信
号処理し、それに基づきパルスレーザ光１３Ａを発振さ
せながらレーザ光軸１３Ｃを速度ｖ₀で相対的に移動さ
せ、順次ダムバー５を切断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、リードフレームに半導
体チップを搭載し樹脂モールドで一体的に封止した半導
体装置のダムバーをパルスレーザ光によって切断するダ
ムバー切断に係わり、特に、所望の加工位置を高速で加
工することが可能なダムバー加工装置及びダムバー加工
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】リードフレームに半導体チップを搭載し
樹脂モールドでそれらリードフレーム及び半導体チップ
を一体に封止した半導体装置において、ダムバーはリー
ドフレームのリード間を連結するものであり、樹脂モー
ルドでリードフレーム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の間に流れ出てくるのを堰止
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。樹脂モールドによる封
止が終了すると、この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。尚、以下の説明では、上記のような樹脂モール
ドでリードフレーム及び半導体チップを一体に封止した
樹脂モールド型半導体装置のことを単に半導体装置とい
う。

【０００３】従来では、このダムバーをパンチプレスに
より切断することが多かったが、最近では半導体装置の
高集積化や高性能化に伴ってリードフレームがさらに多
ピンかつ狭ピッチになってきており、その寸法精度が厳
しく要求されるため、従来のパンチプレスでは技術的に
対応できなくなってきた。

【０００４】これに対し、最近ではレーザ光を使用した
ダムバーの切断方法が開発されている。レーザ光は極め
て小さく絞ることができるため微細な加工が可能であ
り、これをダムバーに照射するだけで非接触でダムバー
を切断することができるため寸法精度の良い加工が可能
である。このようなレーザ光による加工（以下、適宜レ
ーザ加工という）をダムバーの切断等に応用する従来技
術としては、例えば特開平６−１４２９６８号公報に記
載のものがある。

【０００５】この従来技術は、加工光学系とほぼ同軸上
に配置した検出光学系（光検出手段）において被加工物
の状態（リードの配列状態）を光学的に検出し、その検
出信号を矩形化し、さらにその矩形化した信号に一定の
遅延時間を与え、遅延時間を与えた信号に基づいてパル
スレーザ光の発振を制御するものである。つまり、リー
ドの配列状態を直接視覚的に検出し、そのデータを利用
してパルスレーザ光の照射を行うものであり、これによ
って所望の加工位置、即ち切断すべきダムバーに確実に
パルスレーザ光を照射してそのダムバーを切断すること
が可能である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】レーザ加工は、切断す
べき加工位置に小さく集光したパルスレーザ光を照射
し、被加工物を局部的かつ瞬間的に加熱及び溶融した
後、アシストガスでその溶融物を吹き飛ばして切断部
（切断溝）を形成するものである。それ故、レーザ加工
時には、上記溶融物の微粒子がスパッタとして飛散した
り、レーザプラズマやプルーム（ヒュームともいう）な
どが同時に発生したりする。このプルームは、レーザプ
ラズマと高温加熱による酸化反応とによって非常に明る
く発光する現象である。さらに、照射されたレーザ光は
その一部が反射または散乱される。

【０００７】従って、特開平６−１４２９６８号公報に
記載のように加工光学系とほぼ同軸上に検出光学系（光
検出手段）を配置する場合、このようなスパッタの飛
散、レーザプラズマやプルームの発光、及び反射または
散乱されたレーザ光（以下、適宜外乱光という）に邪魔
されて、上記光検出手段によるリードの配列状態の検出
を確実かつ正確に行うことが困難になる。

【０００８】また、リードフレームに半導体チップを搭
載後に樹脂モールドで封止する際には樹脂モールドの収
縮変形の影響により、リードピッチが一定値からずれる
ことが避けられない。特に、多ピンの半導体装置では樹
脂モールド部分の寸法も大きくなるため、個々のリード
において極わずかな変形が生じても多くのリードで見る
とそれらが累積され、結局大きな誤差となってしまう。
つまり、個々のリードの寸法精度がある程度確保されて
いて許容誤差範囲に入っていても全リードで見ると誤差
の累積により許容誤差範囲に入らない場合が生じる。ま
た、このようなリードフレームではリードピッチが狭
く、板厚も薄いために、剛性が弱く変形しやすい。その
ため、リードフレームの加工用治具への取り付け等のハ
ンドリング時にリードフレーム自体が変形することもあ
る。

【０００９】特開平６−１４２９６８号公報に記載の従
来技術には、上記のような変形によるリードピッチのず
れに対する配慮がない。即ち、上記従来技術において
は、パルスレーザ光の発振を制御する信号に与えるべき
遅延時間はリードフレームの変形と関係なく一定値であ
り、リードの間隙（以下、適宜、スリット部という）の
寸法つまり１つのダムバーの寸法が個々に変化していた
としてもリード（以下、適宜、ウエブ部ともいう）側面
から常に一定の距離の位置にしかパルスレーザ光を照射
することができない。

【００１０】この場合、パルスレーザ光の照射位置がダ
ムバーの中央（スリット部の中央）よりもリード側に偏
ることがあり、偏った側のダムバーの切り残し幅が小さ
くなり、反対側の切り残し幅が大きくなる。ダムバーの
切り残し幅はできるだけ小さくする必要があり、品質管
理上の許容値も決められているが、照射位置が偏ること
は大きな幅の切り残しを形成してしまう可能性があり、
好ましくない。また、上記のような偏りが大きくなる
と、リード（ウエブ部）自体に切欠き部分が形成されて
しまう可能性もあり、さらにその偏りがもっと大きくな
るとリード自体を溶断することにもなる。リード自体が
溶断されることは勿論絶対に避けるべきであるが、リー
ドに切欠き部分が形成されると、後工程において実施さ
れるリード（アウターリード）の折り曲げ成形時にリー
ドの折り曲げ精度を確保できなかったり破断が生じる原
因となるため、このような切欠き部の形成も避けるべき
である。従って、ダムバー切断によって高精度かつ良好
な形状を得るためには、パルスレーザ光の照射位置の偏
りを極力なくすことが必要である。

【００１１】本発明の第１の目的は、リードの配列状態
の検出結果を基にダムバーの所望の加工位置にパルスレ
ーザ光を照射して加工を行うダムバー加工装置及びダム
バー加工方法において、外乱光の影響を受けることなく
リードの配列状態の検出を確実かつ正確に行うことがで
きるダムバー加工装置及びダムバー加工方法を提供する
ことである。

【００１２】本発明の第２の目的は、リードの配列状態
の検出結果を基にダムバーの所望の加工位置にパルスレ
ーザ光を照射して加工を行うダムバー加工装置及びダム
バー加工方法において、ダムバーの中央を確実に切断し
て高精度かつ良好な形状を得ることができるダムバー加
工装置及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】上記の第１及び第２の目
的を達成するため、本発明によれば、パルスレーザ光を
発振するレーザ発振器と、そのパルスレーザ光を被加工
物の加工位置まで誘導する加工光学系と、その加工光学
系により誘導された前記パルスレーザ光を出射すると共
にアシストガスを噴射させる開口部を先端に備える加工
ノズルと、前記パルスレーザ光の光軸を前記被加工物に
対して所定の速度で相対的に移動させる搬送手段とを有
し、樹脂モールドで半導体チップをリードフレーム上に
封止した半導体装置を前記搬送手段に載せ前記リードフ
レームのダムバーに前記パルスレーザ光を照射してダム
バーを順次切断するダムバー加工装置において、前記ダ
ムバーに照射されるパルスレーザ光の光軸よりも先行し
た前記リードフレーム上の位置に、前記パルスレーザ光
の光軸に対し加工進行方向と反対側に傾いた方向に反射
するよう検出光を照射する検出光発生手段と、前記加工
ノズルに取り付けられ、前記リードフレーム上で反射し
加工ノズルの開口部を通過した検出光を入射させて対応
する検出信号を発生する光検出手段と、前記光検出手段
からの検出信号に基づいて前記パルスレーザ光を照射す
るタイミングを決定しダムバーの中央にパルスレーザ光
が照射されるよう前記レーザ発振器を制御する制御手段
とを有することを特徴とするダムバー加工装置が提供さ
れる。

【００１４】上記ダムバー加工装置において、好ましく
は、前記制御手段は、前記検出信号を二値化して矩形波
信号を発生する比較手段と、ダムバーの中央に前記パル
スレーザ光が照射されるようその矩形波信号に個々のダ
ムバーの幅に応じた遅延時間を与える遅延手段とを備え
る。

【００１５】上記の場合、好ましくは、前記検出光発生
手段によって検出光を照射する位置は、前記パルスレー
ザ光の光軸よりも、少なくとも前記ダムバー付近のリー
ド間隙の幅以上先行している。

【００１６】また、好ましくは、前記レーザ発振器より
発振するパルスレーザ光を細長い断面形状に変換しかつ
そのパルスレーザ光断面をその光軸まわりに回転変位さ
せるビーム形状変更手段をさらに有する。

【００１７】上記において、好ましくは、前記光検出手
段は複数個の検出要素から構成され、それらの検出要素
が前記ダムバーの幅よりも長い寸法の範囲を検出可能な
ように配列されている。

【００１８】また、好ましくは、前記検出光発生手段は
細長い断面形状の検出用レーザ光を発生するものであ
り、かつその検出用レーザ光断面の長手方向の寸法が前
記ダムバーの幅よりも長い。

【００１９】また、前述の第１及び第２の目的を達成す
るため、本発明によれば、樹脂モールドで半導体チップ
をリードフレーム上に封止した半導体装置のダムバーに
パルスレーザ光を照射しながらそのパルスレーザ光の光
軸を前記半導体装置に対して所定の速度で相対的に移動
させることにより、前記ダムバーを順次切断するダムバ
ー加工方法において、前記ダムバーに照射されるパルス
レーザ光の光軸よりも先行したリードフレーム上の位置
に、前記パルスレーザ光の光軸に対し加工進行方向と反
対側に傾いた方向に反射するよう前記リードフレーム上
に検出光を照射し、前記リードフレーム上で反射し前記
加工ノズルの開口部を通過した検出光を入射させて対応
する検出信号を発生し、その検出信号に基づいて前記パ
ルスレーザ光を照射するタイミングを決定し、そのタイ
ミングでダムバーの中央に前記パルスレーザ光が照射さ
れるようそのパルスレーザ光の発振を制御することを特
徴とするダムバー加工方法が提供される。

【００２０】上記において、好ましくは、前記パルスレ
ーザ光を細長い断面形状に変換すると共にそのパルスレ
ーザ光の照射位置におけるスポットの長手方向の寸法を
前記ダムバーの幅よりも十分長くなるようにし、そのス
ポットの長手方向を前記リードフレームのリードの長手
方向とほぼ一致させて前記ダムバーを幅方向に差し渡す
ようにそのパルスレーザ光を照射する。

【００２１】

【作用】上記のように構成した本発明においては、搬送
手段によって被加工物を所定の速度で移動させながら切
断すべきダムバーの位置の検出及び切断動作を行う。こ
の時、パルスレーザ光の光軸（以下、レーザ光軸とい
う）よりも先行したリードフレーム上の位置に検出光発
生手段からの検出光が照射されるが、その反射光がパル
スレーザ光の光軸に対して加工進行方向とは反対側に傾
いた方向に反射されるようにする。リードフレーム上で
反射し加工ノズルの開口部を通過した反射光は光検出手
段に入射する。これにより、パルスレーザ光が照射され
る加工位置よりも先行した位置のリードの配列状態（リ
ードの有無）を検出することが可能となる。また、レー
ザ光軸と検出光とが互いに傾斜しているため、スパッタ
や、レーザプラズマ、プルーム、加工用のパルスレーザ
光の反射光等の強烈な外乱光が光検出手段の方向に直接
入射することを防止できる。

【００２２】また、光検出手段を加工ノズルに取り付
け、加工ノズルの開口部を通過した反射光をその光検出
手段に入射させることにより、スパッタや強烈な外乱
光、さらには外部から飛来するゴミやホコリの大部分が
加工ノズルによって遮られ、光検出手段が保護される。
さらに、レーザ光軸の直前の位置のリードの配列状態を
検出し、すぐにパルスレーザ光を照射して加工を行うた
め、検出時から加工時までの間に外部からの擾乱要素が
入りにくく、微細な加工に適している。それに加え、光
検出手段が加工ノズルと一体構造化されているため、レ
ーザ光軸と検出光が照射される位置（以下、検出位置と
いう）の相対的な位置関係が固定化され、加工ノズルが
何らかの原因によって振動や変形を起こしたり、または
取り付け誤差が発生した場合においても、レーザ光軸と
検出位置の相対的な位置関係は変わらず検出の精度が維
持される。また、光検出手段の構造を簡単にすることが
でき、強度及び耐久性が向上する。

【００２３】また、半導体装置においては、前述のよう
な樹脂モールドの収縮変形等により、多数のリードにつ
いて見ると累積誤差が問題となるが、個々のリードにつ
いて見れば誤差は極わずかであり、ある程度の寸法精度
は維持されているとみなされる。本発明ではこのことを
利用してある程度の寸法精度が維持されている個々のリ
ードの配列状況を検出し、その検出信号を基にして個々
のダムバーに対する加工位置を決定し、加工を行う。

【００２４】つまり、前述の光検出手段から発生した検
出信号は制御手段に送られ、その検出信号に基づいてパ
ルスレーザ光を照射するタイミングが決定され、そのタ
イミングでレーザ発振器が制御され、ダムバーの中央に
確実にそのパルスレーザ光が照射される。この結果、パ
ルスレーザ光の照射位置の偏りがなくなり、ダムバー切
断後に大きな幅の切り残しを形成すること避けられ、そ
の切り残し幅を品質管理上の許容値内に収めることがで
きる。さらに、リード（ウエブ部）自体に切欠き部分が
形成されたりリード自体が溶断されることもなく、高精
度かつ良好な形状を得ることが可能となる。

【００２５】また、上記において、搬送手段によってレ
ーザ光軸を被加工物に対し所定の速度で相対的に移動さ
せるが、パルスレーザ光の照射時間（以下、パルス幅と
いう）は極めて短時間であり、その時間の移動距離は極
わずかであるから、ダムバーの溶断される部分はスポッ
トの幅程度とみなしてよく、従ってレーザ光軸を被加工
物に対して移動させるとそのパルスレーザ光の発振時刻
によってその照射位置が一義的に決定され、順次ダムバ
ーが切断され、確実かつ高速に加工が行える。

【００２６】また、本発明においては、制御手段で次の
ような処理によりパルスレーザ光が照射される。即ち、
比較手段で検出信号が二値化されて矩形波信号となり、
遅延手段でその矩形波信号に所定の遅延時間が与えら
れ、それに基づいてパルスレーザ光が発振する。この遅
延時間を個々のダムバーの幅、即ちリード間隙（スリッ
ト部）の幅に応じて適当に選べば、ダムバーの中央に正
確にパルスレーザ光が照射される。

【００２７】上記において、検出位置がリード（ウエブ
部）の端部（終わり）を検出し、スリット部に入って移
動して行き、次のリードの始まりを検出した時点で、そ
のスリット部の幅即ちダムバーの長さがわかる。ここ
で、レーザ光軸に対して光検出手段の検出位置が少なく
ともダムバー付近のスリット部の幅以上先行しているこ
とにより、検出位置がそのリードの始まりを検出した時
点では、レーザ光軸は検出位置よりスリット部の幅以上
遅れた位置（後方）、つまりスリット部の始まりの位置
よりも後方にあることになる。これにより、レーザ光軸
がスリット部の始まりの位置に到達するまでの間にその
スリットに対応するダムバーの長さがわかる。このダム
バーの長さをもとにその半分の長さ、即ちスリット部の
始まりの位置からダムバーの中央までの長さが求まり、
そのダムバーの中央までの長さを移動する時間が求ま
る。従って、レーザ光軸がスリット部の始まりの位置を
通過した時点から時間を計測して上記ダムバー中央まで
の時間が経過したところでパルスレーザ光を発振させる
ことができ、これにより、ダムバーの中央にパルスレー
ザ光を照射することができる。

【００２８】光検出手段において前述のような信号処理
に従う場合には、遅延手段における遅延時間は、上記レ
ーザ光軸に対する検出位置の先行距離の移動時間と、そ
の光軸がスリット部の始まりを通過してからスリット部
の中央、即ちダムバーの中央に到達するまでの時間との
和となる。

【００２９】また、本発明では、ビーム形状変更手段に
よってパルスレーザ光を細長い断面形状のパルスレーザ
光に変換する。この時、そのパルスレーザ光の照射位置
におけるスポットの長手方向の寸法がダムバーの幅より
も十分長くなるようにし、かつそのパルスレーザ光断
面、従ってスポットを光軸まわりに適宜回転変位させて
その長手方向をリードの長手方向とほぼ一致させる。そ
して、上記スポットがダムバーを幅方向に差し渡すよう
にすることにより、一回のパルスレーザ光の照射により
ダムバーを確実に切断することができる。

【００３０】また、本発明のように被加工物を移動させ
ながらその進行方向に検出位置を移動させ順次ダムバー
を切断していく方式では、移動方向即ちリードの長手方
向に直交する方向の検出精度、従ってレーザ光軸の位置
決め精度が高く、リードの長手方向に直交する方向のパ
ルスレーザ光による加工精度の確保は十分にできる。こ
れに対し、リードの長手方向には検出位置を移動させな
いため、レーザ光軸の高い位置決め精度を確保すること
は難しい。ところが、上記のように細長い断面形状のパ
ルスレーザ光を用い、そのスポットの長手方向の寸法を
ダムバーの幅よりも十分長くしてその長手方向をリード
の長手方向とほぼ一致させることにより、リードの長手
方向におけるレーザ光軸の位置決め精度があまり高くな
くてもほとんど支障はなく、レーザ光軸がリードの長手
方向に少々ずれたとしても、やはり一回の照射によりダ
ムバーを幅方向に確実に切断することが可能である。

【００３１】また、本発明では、光検出手段を複数の検
出要素で構成し、それらの検出要素がダムバーの幅より
も長い寸法の範囲を検出可能なように配列されているた
め、ダムバーの幅の変化、従ってダムバーの長手方向に
おける中心線を挟んだ両側の形状変化を容易に検出する
ことができ、これによってリードの配列状態、従って切
断すべきダムバーの位置を誤検出することなく正確に検
出することが可能となる。また、例えば個々の検出要素
の信号を互いに比較すれば、検出動作状況の妥当性の評
価、検出位置のねらいずれ寸法の測定、検出位置におけ
る検出光の光量の制御、各検出要素の故障検出等が行え
る。

【００３２】上記の場合、検出光発生手段より細長い断
面形状の検出用レーザ光を発生させ、しかもその断面の
長手方向の寸法をダムバーの幅よりも長くすることによ
り、ダムバーを幅方向に検出用レーザ光を照射すること
ができ、これに対応して形状変化の検出が容易になる。
また、検出光として検出用レーザ光を使用することによ
り、形状変化に対応する検出信号の変化をシャープにす
ることができ、高い分解能で高精度な検出が行える。

【００３３】

【実施例】本発明によるダムバー加工装置及びダムバー
加工方法の一実施例について、図１から図１０を参照し
ながら説明する。

【００３４】図１は、本実施例のダムバー加工装置の概
略構成を模式的に示す図、図２は図１の一部を拡大して
示す図である。本実施例のダムバー加工装置は、図１に
示すように、加工系として、レーザ発振器１０、ビーム
形状変更器１１、加工ヘッド１２、加工ノズル１３、及
び搬送手段である加工テーブル２１を備え、制御系とし
て、検出信号増幅器３１、比較手段であるレベル判別器
３２、リードフレーム形状判別器３３、遅延手段である
ディレイ回路３４、レーザ電源回路３５、ビーム制御部
３６、光源用電源３７、テーブル制御部３８、及び制御
回路３０を備える。

【００３５】ビーム形状変更器１１は、凸型シリンドリ
カルレンズ１１ａ及び凹型シリンドリカルレンズ１１ｂ
を有し、レーザ発振器１０からのパルスレーザ光１０Ａ
の断面形状を細長い楕円形に変換する。また、凸型シリ
ンドリカルレンズ１１ａ及び凹型シリンドリカルレンズ
１１ｂの間隔を調整することによって断面の楕円形の偏
平率が変更できるようになっており、さらにビーム形状
変更器１１自体がパルスレーザ光の光軸まわりに（図中
矢印の方向に）回転することにより、パルスレーザ光１
１Ａの楕円形の断面が光軸まわりに回転変位するように
なっている。これらのビーム形状変更器１１の調整はビ
ーム制御部３６によって行われる。

【００３６】加工ヘッド１２には、ベンディングミラー
１４、及びカメラ１５が備えられ、さらにカメラ１５に
はモニターテレビ１５ａが接続されている。このカメラ
１５及びモニターテレビ１５ａは加工前の取り付け状況
や加工中の加工状況を視覚的に観察するためのものであ
る。

【００３７】図２に示すように、加工ノズル１３はその
中心軸が被加工物であるワーク１（リードフレームに半
導体チップを搭載し樹脂モールドで一体的に封止した半
導体装置）に対して垂直になるように取り付けられてお
り、加工ノズル１３内には、集光レンズ１６、アシスト
ガス供給口１７、検出光源４１、及び光検出器４２が備
えられている。検出光源４１は、レーザ光軸１３Ｃより
も先行した位置に検出光４１Ａを照射する。光検出器４
２は、受光面の法線がパルスレーザ光１３Ａのレーザ光
軸１３Ｃに対して傾斜するように加工ノズル１３に一体
的に取り付けられており、加工ノズル１３の開口部１３
ａを通過した上記検出光４１Ａの反射光即ち検出光４２
Ａを入射させる。また、光検出器４２にはバンドパスフ
ィルタ４３、検出用レンズ４４、フォトセンサ４５が備
えられている。さらに、図１に矢印で示すように、加工
ノズル１３全体は回転機構１８により加工ヘッド１２に
対して回転可能となっている。この回転機構１８による
回転角度の調節は加工テーブル２１の移動動作と連動し
てテーブル制御部３８からの指令によって行われ、加工
進行方向が変更されたとしても、光検出器４２の受光面
の法線がレーザ光軸１３Ｃに対して常に加工進行方向と
は反対側に傾斜するようになっている。

【００３８】上記加工ノズル１３におけるレーザ光軸１
３Ｃ及び光検出器４２に入射する検出光４２Ａの傾斜方
向の幾何学的関係を図３に示す。図３に示すように、集
光レンズ１６で集光されるパルスレーザ光１３Ａのレー
ザ光軸１３Ｃに対し、検出光４２Ａが角度βだけ傾斜す
るようになっている。レーザ光軸１３Ｃと検出光４２Ａ
とが互いに傾斜しているため、スパッタや、レーザプラ
ズマ、プルーム、加工用のパルスレーザ光の反射光等の
強烈な外乱光が光検出器４２の方向に直接入射すること
が防止できる。但し、ここでは、加工進行方向は紙面左
方から右方であり、検出光４２Ａとレーザ光軸１３Ｃの
中心線との交点付近が加工ノズル１３の下面の位置に相
当し、その加工ノズル１３の下面とワーク１の表面との
距離がｈで表されている。

【００３９】また、光検出器４２を加工ノズル１３に一
体的に取り付け、加工ノズル１３の開口部１３ａを通過
した検出光４２Ａを光検出器４２に入射させるため、ス
パッタや強烈な外乱光、さらには外部から飛来するゴミ
やホコリの大部分が加工ノズル１３によって遮られ、光
検出器４２が保護される。また、検出光４２Ａを加工ノ
ズル１３の外部で捕らえることがないため、その検出の
際に加工ノズル１３の側面が障害となることがない。さ
らに、レーザ光軸１３Ｃの直前の位置のリード３の配列
状態を検出し、すぐにパルスレーザ光１３Ａを照射して
加工を行うため、検出時から加工時までの間に外部から
の擾乱要素が入りにくい。それに加え、レーザ光軸１３
Ｃと検出光４２Ａの相対的な位置関係が固定化され、加
工ノズル１３が何らかの原因によって振動や変形を起こ
したり、または取り付け誤差が発生した場合において
も、レーザ光軸１３Ｃと検出位置Ｐの相対的な位置関係
は変わらず検出の精度が維持される。また、光検出器４
２の構造を簡単にすることができ、強度及び耐久性が向
上する。

【００４０】また、図３のように、光検出器４２による
検出位置Ｐ（検出光４２Ａとワーク１表面との交点）が
パルスレーザ光１３Ａのワーク１上の集光位置Ｋに対し
て先行している距離（以下、先行距離という）ΔＬはわ
ずかであるが、少なくともワーク１即ち半導体装置のダ
ムバー付近のスリット部の幅（図５のＷ_m）以上の距離
に設定される。つまり、レーザ光軸１３Ｃに対して検出
位置Ｐが少なくともダムバー付近のスリット部の幅以上
先行していることになる。尚、傾斜角度βをあまり大き
くすると、ｈのわずかな変化によっても検出位置の誤差
が大きくなってしまうから、この角度βは必要以上に大
きくすることは望ましくない。

【００４１】検出光源４１の発光動作や光量の調整等
は、光源用電源３７によって行われる。検出光源４１を
外乱光よりも十分大きな光量を有するものとすれば、外
乱光の影響を少なくすることができる。また、この検出
光源４１としては、例えば可視光（波長：０．４〜０．
７μｍ）、または可視光域のＡｒレーザ（波長：０．５
１４μｍ）またはＨｅ−Ｎｅレーザ（波長：０．６３３
μｍ）等を発するものが好適である。これらを用いるこ
とにより、加工用のパルスレーザ光１３Ａ（１０Ａ）と
してよく用いられるＣＯ₂レーザ（波長：１０．６μ
ｍ）やＹＡＧレーザ（波長：１．０６４μｍ）などのレ
ーザ光の反射光や散乱光の影響を減少することが可能で
あり、より確実かつ正確に検出を行うことができる。特
に、Ａｒレーザはビームが広がりにくく、正規の設定位
置からずれると光検出器４２に到達できないため、この
ことを利用して設定位置のくるいの検出を行うこともで
き、検出精度をさらに改善できる。バンドパスフィルタ
４３は、必要とする波長の光のみを選択的に透過させる
ものであり、これによって外乱光の影響をできる限り排
除することができる。

【００４２】加工テーブル２１は被加工物であるワーク
１を搭載し、テーブル制御部３８からの指令によってワ
ーク１を水平面内（これをＸＹ平面内とする）に移動さ
せる。加工テーブル２１は、図４に示すようにＸテーブ
ル２２、Ｙテーブル２３、θテーブル２４より構成され
ており、通常のダムバー加工時にはＸテーブル２２及び
Ｙテーブル２３によってワーク１をレーザ光軸１３Ｃに
対して移動させる。θテーブル２４は、ワーク１を加工
テーブル２１に搭載した後に、ワーク１の取り付け位置
の誤差の中でＸＹ面内における回転角度誤差を補正する
ために用いる。即ち、ダムバー５の長手方向の中心線と
Ｘ軸またはＹ軸がほぼ一致するようにし、これにより、
ダムバー５の切断時の制御すべき軸数を削減することが
でき、一軸方向即ち送り方向のみの制御によって高い寸
法精度で加工することができる。

【００４３】上記のような構成において、レーザ電源回
路３５の制御のもとにレーザ発振器１０よりパルスレー
ザ光１０Ａが発せられる。そして、ビーム形状変更器１
１を経て加工ヘッド１２に入射したパルスレーザ光１１
Ａは、ベンディングミラー１４で方向が変えられ、集光
レンズ１６で集光されパルスレーザ光１３Ａとなって加
工ノズル１３先端の開口部１３ａを通過し、ワーク１上
に照射される。また、検出光源４１から発せられた検出
光４１Ａは、ワーク１表面の検出位置Ｐに照射された後
反射し、検出光４２Ａとなって光検出器４２に入射す
る。光検出器４２に入射した検出光４２Ａは、バンドパ
スフィルタ４３で不必要な波長部分が除かれ、検出用レ
ンズ４４でフォトセンサ４５に集光される。フォトセン
サ４５からは、ワーク１表面の情報、即ち半導体装置に
おけるリードの配列状態の情報を含んだ電気的な検出信
号が発せられる。ここで、検出光４１Ａとして前述のよ
うなレーザ光を用いれば、上記ワーク１表面のリードの
配列状態の情報（材料の有無や形状変化）に基づく検出
信号（図７参照）の立ち上がり（応答）がシャープにな
り、高い分解能で高精度な検出が行える。

【００４４】また、アシストガス供給口１７より供給さ
れたアシストガス１７Ａが加工ノズル１３の開口部１３
ａより噴射される。このアシストガス１７Ａは、本実施
例に限らず溶断加工であるレーザ加工を行う際に、一般
的に用いられるものであり、溶融物の大部分を吹き飛ば
して良好な加工を行うためのものである。また、加工ノ
ズル１３の開口部１３ａの直径は０．５〜１．５ｍｍが
適当であり、加工ノズル１３先端とワーク１の間隔ｈは
０．５〜１．５ｍｍの範囲が望ましい。特に、加工ノズ
ル１３先端とワーク１の間隔ｈを上記の範囲にすること
により、良好な加工結果が得られると共に、加工ノズル
１３がワーク１表面やその表面上に付着した異物と接触
する事故を避けることができる。

【００４５】さらに、加工ノズル１３内部のアシストガ
ス１７Ａの噴射により、加工ノズル１３内部にスパッ
タ、ゴミやホコリ等が入ってくることが防止され、光検
出器４２にそれらスパッタ、ゴミやホコリ等が付着する
ことを防止される。また、通常、光検出器４２のフォト
センサ４５は一般に耐熱性が低いが、上記アシストガス
１７Ａによる空冷効果がある程度期待できるため、熱に
よる破損等を回避できる。

【００４６】以上の構成のうち、レーザ電源回路３５、
ビーム制御部３６、光源用電源３７、及びテーブル制御
部３８は制御回路３０によって制御される。

【００４７】次に、以上のようなダムバー加工装置によ
って半導体装置の一辺にあるダムバーを切断する動作を
説明する。まず、ワーク１即ち半導体装置の構造を図５
（ａ）により説明する。図５（ａ）において、この半導
体装置１はリードフレーム２に半導体チップ（図示せ
ず）を搭載し、対応する端子間を金線等で電気的に接続
した後に樹脂モールド４で一体的に封止したものであ
る。ダムバー５はリードフレーム２の各リード３間に設
けられ、樹脂モールド４の封止時に樹脂がリード間から
流れ出るのを防止し、かつ各リード３を補強している。
本実施例では、このダムバー５を上記ダムバー加工装置
によって切断除去する。但し、図５（ａ）ではダムバー
５が切断されていないものが示されており、この半導体
装置１は厳密に言えば製造途中の段階にあるが、本発明
では簡単のためこのような製造途中の段階にあるものも
半導体装置と称することとする。

【００４８】このような半導体装置１の樹脂モールド４
封止時に収縮変形等があった場合には、多数のリード３
について見ると累積誤差が問題となるが、個々のリード
３について見れば誤差は極わずかであり、ある程度の寸
法精度は維持されているとみなされる。本実施例ではこ
のことを利用してある程度の寸法精度が維持されている
個々のリード３の配列状況を検出し、その検出信号を基
にして個々のダムバー５に対する加工位置を決定し、加
工を行う。

【００４９】図５（ｂ）は、ダムバー５の加工状況の説
明図であって、図５（ａ）のＢ部拡大図である。ダムバ
ー５の切断に際しては、ワーク１を加工テーブル２１に
よって移動させ、加工ノズル１３のワーク１に対する位
置を例えばＸ軸の正方向に一定速度ｖ₀で相対的に移動
させる。但し、Ｘ軸及びＹ軸を図のように定める。ま
た、半導体装置ではスリット部６の幅がリード３の幅と
ほぼ等しいことが多いため、図５（ｂ）においてもその
ように表した。

【００５０】この時の検出光４１Ａの照射範囲４１Ｂ
は、図に示すようにダムバー５の幅ｄよりも長く、かつ
ダムバー５の幅ｄを差し渡すようにする。このように照
射範囲４１Ｂを設定することにより、ダムバー５付近に
おける特定の検出位置の情報を光検出器４２によって容
易に検出することができる。また、前述のビーム形状変
更器１１を適宜操作することにより、パルスレーザ光１
３Ａの照射位置におけるスポット１３Ｂを図のように長
手方向の寸法がダムバー５の幅ｄよりも十分長くなるよ
うにし、かつそのスポット１３Ｂの長手方向をリード３
の長手方向とほぼ一致させる。そして、スポット１３Ｂ
がダムバー５の幅ｄを差し渡すようにする。これによっ
て、一回のパルスレーザ光１３Ａの照射によりダムバー
を幅方向に切断することができる。

【００５１】また、本実施例のようにワーク１を移動さ
せながらその進行方向に検出位置Ｐを移動させ順次ダム
バー５を切断していく方式では、移動方向即ちリード３
の長手方向に直交する方向の検出精度、従ってレーザ光
軸１３Ｃの位置決め精度が高く、リード３の長手方向に
直交する方向のパルスレーザ光１３Ａによる加工精度の
確保は十分にできる。これに対し、リード３の長手方向
には検出位置を移動させないため、レーザ光軸１３Ｃの
高い位置決め精度を確保することは難しい。ところが、
上記のように細長い断面形状のパルスレーザ光１３Ａを
用い、そのスポット１３Ｂの長手方向の寸法をダムバー
５の幅よりも十分長くしてその長手方向をリード３の長
手方向とほぼ一致させることにより、リード３の長手方
向におけるレーザ光軸１３Ｃの位置決め精度があまり高
くなくてもほとんど支障はなく、レーザ光軸１３Ｃがリ
ード３の長手方向に少々ずれたとしても、やはり一回の
照射によりダムバー５を幅ｄの方向に切断することが可
能である。

【００５２】図６は、光検出器４２におけるフォトセン
サ４５の感光面の配列を示した図である。図６に示すよ
うに、フォトセンサ４５を複数個（１，２，３，…，i-
1，i）の検出要素４５ａを直線上に配列したラインフォ
トセンサで構成する。また、フォトセンサ４５はダムバ
ー５を含みかつダムバー５の幅ｄよりも十分長い寸法の
範囲を検出可能なように配置されている。但し、図にお
いて二点鎖線はダムバー５の形状に対応している。例え
ば、１，２，３，４及びi-3，i-2，i-1，iを付した検出
要素４５ａ（図中斜線を付したもの）はダムバー５表面
からの反射光がないためローレベル（暗い状態）とな
り、それ以外の検出要素４５ａ（図中斜線を付していな
いもの）はダムバー５表面からの反射光があるためハイ
ベル（明るい状態）となり、これによりダムバー５の近
傍のリードの配列状況、即ちリードの有無が検出され
る。

【００５３】図５（ｂ）に戻り、良好なダムバー切断を
行うためにはダムバー５の長手方向の中心線上、即ち軌
跡Ａ₁−Ａ₂上でレーザ光軸１３Ｃを相対的に移動させる
ことが必要である。しかし、未加工状態ではこの軌跡Ａ
₁−Ａ₂上に形状変化は全くないため、この軌跡上ではリ
ードの配列状態を検出することが不可能である。これに
対し、軌跡Ａ₁−Ａ₂から少し離れた軌跡Ｂ₁−Ｂ₂または
軌跡Ｃ₁−Ｃ₂に沿って検出位置Ｐを移動させればリード
の配列状況を検出することができる。

【００５４】このため、図６の検出要素４５ａのうち、
例えば１や２またはi-1やiを付したものにおける検出結
果（検出信号）を利用することとする。また、これによ
り、レーザ光軸１３Ｃの軌跡がＡ₁−Ａ₂からはずれた場
合には、各々の検出要素４５ａからの検出信号レベルの
変化状況から、速やかにはずれた状況を検出することが
可能であり、リードの配列状況の誤検出を避けることが
できる。このように、フォトセンサ４５を多数の検出要
素４５ａで構成することにより、加工位置近傍における
検出動作の信頼性を向上することができる。但し、通常
は、ダムバー５付近のリード３の端面にはＲが付いてい
ることが多く、検出に影響を与えることも考えられるの
で、検出位置Ｐの軌跡Ｂ₁−Ｂ₂またはＣ₁−Ｃ₂はこのＲ
を避けて少なくともリードの平行部を横切るように設定
するのが望ましい。さらに、ダムバー５の樹脂モールド
４側にはレジンばりが存在し、検出精度に影響する可能
性もあるため、検出位置Ｐの軌跡としては、Ｂ₁−Ｂ₂を
選ぶ方がより望ましい。

【００５５】また、例えば個々の検出要素４５ａの信号
を互いに比較すれば、検出動作状況の妥当性の評価、検
出位置Ｐのねらいずれ寸法の測定、検出位置Ｐにおける
検出光の光量の制御、各検出要素４５ａの故障検出等が
行える。

【００５６】光検出器４２からの検出信号は検出信号増
幅器３１に送られ、増幅される。これ以下の信号処理に
ついて、図１、図７及び図８により説明する。検出信号
増幅器３１で増幅された光検出器４２からの検出信号Ｓ
₁の変化は図７に示すようにリード（ウエブ部）３で高
い出力となり、スリット部６で低い出力となる。但し、
ｍ番目のスリット部６の幅をＷ_mとする。その後この信
号Ｓ₁は、レベル判定器３２に入力され、レベル判定器
３２に内蔵されたコンパレータによって所定の敷居値Ｅ
₀で二値化され（Ｓ₂）、リードフレーム形状判別器３３
に入力される。

【００５７】リードフレーム形状判別器３３は微分回路
で構成され、この微分回路でレベル判定器３２からの信
号Ｓ₂の立ち上がり及び立ち下がりに対応する信号Ｓ₃が
作成される。ここで、図７のｔ_mはスリット部６の幅Ｗ_m
を速度ｖ₀で移動する時間であり、ｔ_m＝Ｗ_m／ｖ₀であ
る。この段階でｍ番目のスリット部６の幅、即ちダムバ
ーの長さＷ_mが測定されたことになる。上記、信号Ｓ₃は
ディレイ回路３４に入力される。

【００５８】ディレイ回路３４はマイコンで構成され、
図８に示すように、第１積算カウンタ３４ａ、減算カウ
ンタ３４ｂ、第１ホールド回路３４ｃ、第２積算カウン
タ３４ｄ、及び第２ホールド回路３４ｅを備える。ディ
レイ回路３４では、まずリードフレーム形状判別器３３
からの信号Ｓ₃に対応して第１積算カウンタ３４ａで信
号Ｓ₄が作成される。この第１積算カウンタ３４ａで
は、信号Ｓ₃が正のパルス出力（スリット部６の始まり
に対応する）を発した時刻Ｔ_m0から負のパルス出力を発
するまでの間（ｔ_mの間）に積算が行われ、その後次の
正のパルス出力までの間にその積算した値が保持され、
次の正のパルス出力を発した時点で積算された値がリセ
ットされて再び積算が行われる。この時、ディレイ回路
３４のマイコンのクロックタイム（処理を行うための単
位発振周期）をΔｔとすると、ｔ_mの間のクロックタイ
ムΔｔの個数はｔ_m／Δｔであるが、信号Ｓ₄における積
算値ｎ_mは、上記ｔ_m／Δｔの１／２、即ち次式（１）を
満たすように決められる。

【００５９】

【数１】

【００６０】上記ｎ_mの値はＷ_mの間を移動する間
（ｔ_m）に刻まれるクロックタイムΔｔの数の半分の値
である。従って、第１積算カウンタ３４ａでｎ_mの値ま
で積算することは、ｍ番目のダムバー５（長さＷ_m）の
中央（Ｗ_m／２）を求めること、従ってスリット部６の
始まりを検出した時刻Ｔ_m0からダムバー５の中央までの
移動時間（ｔ_m／２）を求めることと同等である。

【００６１】次に、この信号Ｓ₄に対応して減算カウン
タ３４ｂで信号Ｓ₅が作成される。この減算カウンタ３
４ｂでは、第１積算カウンタ３４ａの積算開始時Ｔ_m0よ
り基準値Ｎより減算が開始される動作と、０になったと
ころ（時刻Ｔ_m1）で再び基準値Ｎにセットされる動作が
繰り返される。ここで、信号Ｓ₅における基準値Ｎは、
前述の先行距離（図３のＰＫの距離）ΔＬを用いて、次
の式を満たすように決められる。

【００６２】

【数２】

【００６３】上記基準値Ｎは、先行距離ΔＬを移動する
間に刻まれるクロックタイムΔｔの数を表す。従って、
減算カウンタ３４ｂで基準値Ｎの値から０まで減算する
ことは、光検出器４２でスリット部６の始まりを検出し
た時刻Ｔ_m0に、先行距離ΔＬを移動する間の遅延時間ｔ
_Lを加えることと同等である。但し、ｔ_L＝ΔＬ／ｖ₀で
ある。この条件のもとでは、光検出器４２でスリット部
６の始まりを検出してから遅延時間ｔ_L後の時刻Ｔ_m1に
レーザ光軸１３Ｃがスリット部６の始まりの位置に来る
ことになる。

【００６４】ここで、レーザ光軸１３Ｃに対して検出位
置Ｐがスリット部６の幅Ｗ_m以上先行していること、即
ちΔＬ≧Ｗ_mであることにより、ｔ_L≧ｔ_mとなり、光検
出器４２がリード３の始まりを検出した時点（Ｔ_m0＋ｔ
_m）では、レーザ光軸１３Ｃは検出位置ＰよりΔＬ（≧
Ｗ_m）だけ遅れた後方にある。その後さらにレーザ光軸
１３Ｃが移動してスリット部６の始まりの位置に到達す
る（時刻Ｔ_m1）。次の第１ホールド回路３４ｃ以下にお
ける信号処理は、上記時刻Ｔ_m1に、レーザ光軸１３Ｃが
スリット部６の始まりからダムバー５の中央まで移動す
る時間（ｔ_m／２）を遅延時間として与えるものであ
る。

【００６５】即ち、第１ホールド回路３４ｃで信号Ｓ₅
に対応して第１ホールド信号Ｓ₆が作成される。この第
１ホールド回路３４ｃでは、減算カウンタ３４ｂにおい
て減算が行われている間（時刻Ｔ_m0〜Ｔ_m1）はパルスを
発生させず、減算カウンタ３４ｂにおいて基準値Ｎが保
持されている間のみパルスを発生させる。

【００６６】続いて、上記第１ホールド信号Ｓ₆に基づ
き第２積算カウンタ３４ｄで信号Ｓ₇が作成される。こ
の第２積算カウンタ３４ｄでは、第１ホールド信号Ｓ₆
の立ち上がり時Ｔ_m1から積算値ｎ_mまで積算が行われ、
保持された後、次の第１ホールド信号Ｓ₆の立ち上がり
時にリセットされて再び積算が行われる。この時の積算
値ｎ_mは第１積算カウンタ３４ａより与えられる。

【００６７】さらに、この信号Ｓ₇に基づき第２ホール
ド回路３４ｅで第２ホールド信号Ｓ₈が作成される。こ
の第２ホールド回路３４ｅでは、第２積算カウンタ３４
ｄにおいて積算が行われている間はパルスを発生させ
ず、第２積算カウンタ３４ｄにおいて積算値ｎ_mが保持
されている間のみパルスを発生させる。第２ホールド信
号Ｓ₈において、積算値ｎ_mまでの積算が完了した時刻Ｔ
_m2は、光検出器４２でスリット部６の始まりを検出した
時刻Ｔ_m0に、先行距離ΔＬを移動する間の遅延時間ｔ_L
を加え（時刻Ｔ_m1）、さらにｍ番目のダムバー５の中央
まで移動する遅延時間ｔ_m／２を加えた時刻となる。
尚、上記では、リードフレーム形状判別器３３とディレ
イ回路３４とを別々の回路として説明したが、これらの
処理は１チップのマイコンで容易に実現できるため、リ
ードフレーム形状判別器３３とディレイ回路３４とをマ
イコンで構成された１つの回路としてまとめてもよい。

【００６８】上記ディレイ回路３４からの第２ホールド
信号Ｓ₈は図１のレーザ電源回路３５に入力される。レ
ーザ電源回路３５では、第２ホールド信号Ｓ₈の立ち上
がり（時刻Ｔ_m2）をもとにレーザ用トリガ信号が発生
し、これがレーザ発振器１０に入力されて、パルスレー
ザ光１０Ａが発振する。以上の信号処理により、ダムバ
ー５の中央にパルスレーザ光１３Ａが照射されるように
することができる。尚、図７では、パルスレーザ光の発
振時刻の延長線上にダムバー５の中央が位置していない
が、これは図７のダムバー５の位置が光検出器４２で検
出すべき時刻（パルスレーザ光の発振時刻よりもｔ_Lだ
け先行している）に対応して描かれているからであり、
パルスレーザ光の発振時刻に対応させてダムバー５の位
置が知りたければ、図７のダムバー５の位置を横軸の正
方向にｔ_Lだけずらせばよく、これによってダムバー５
の中央でパルスレーザ光の発振が行われることが理解で
きる。

【００６９】上記において、パルスレーザ光のパルス幅
は、実際には０．１〜１ｍｓｅｃ程度と極めて短時間で
あり、その間にレーザ光軸１３Ｃがワーク１に対して相
対的に移動する移動距離は極わずかであり、ダムバー５
の溶断される部分はスポット１３Ｂの幅程度とみなして
よい。従って、パルスレーザ光を発振させながら加工テ
ーブル２１によってレーザ光軸１３Ｃを速度ｖ₀で相対
的に移動させると、パルスレーザ光１３Ａの発振時刻に
よってその照射位置が一義的に決定され、順次ダムバー
５が切断され、確実かつ高速に加工が行える。

【００７０】また、ダムバー５の中央にパルスレーザ光
１３Ａが照射されるため、その照射位置の偏りがなくな
り、図５（ｂ）におけるダムバー５の切り残し幅ｗ₁及
びｗ_２はほぼ等しくなる。従って、ダムバー５の切断後
に大きな幅の切り残しを形成すること避けられ、その切
り残し幅を品質管理上の許容値内に収めて高精度かつ良
好な形状を得ることが可能となる。さらに、リード３自
体に切欠き部分が形成されたりリード３自体が溶断され
るような事故を防ぐことができる。

【００７１】また、図７において、光検出器４２でスリ
ット部６の始まりを検出してからパルスレーザ光１０Ａ
の発振までの信号処理に利用される時間はＴ_ｍ２−Ｔ_m0
であり、この時間内において検出信号を上記のような手
順で信号処理し、安定かつ確実にパルスレーザ光を発振
するための時間的余裕を確保することができる。

【００７２】以上の説明では、レーザ光軸１３Ｃに対し
て検出位置Ｐがスリット部６の幅Ｗ_m以上先行している
こと（ΔＬ≧Ｗ_m）としたが、ΔＬ＜Ｗ_mとしても原理的
には上記と同様の信号処理が可能である。この場合は、
ｎ_mを示す式（１）にΔＬを入れて変更する必要があ
る。しかし、ΔＬ＜Ｗ_mの場合にはｔ_L＜ｔ_mとなり、光
検出器４２がリード３の始まりを検出した時刻（Ｔ_m0＋
ｔ_m）において既にレーザ光軸１３Ｃがスリット部６の
中に入っており、信号処理のための時間的余裕が少なく
なる。従って、ΔＬ≧Ｗ_mとするのが望ましい。

【００７３】図７のような信号処理を繰り返して半導体
装置の全ダムバーを切断する手順について図９及び図１
０により説明する。図９は、半導体装置１の全てのダム
バー５を切断する際の加工ノズル１３の移動軌跡の一例
を示す図である。また、これはレーザ光軸１３Ｃの移動
軌跡を示す図にもなっている。但し、前述したように、
実際には加工ノズル１３が移動するのではなく、加工テ
ーブル２１の移動によって加工ノズル１３が半導体装置
１に対して相対的に移動するものとする。

【００７４】図９に示すように、リードフレーム２の各
辺のダムバー５の延長線が交わる位置に基準穴７ａ〜７
ｄを設けておき、そのうち例えば基準穴７ａの位置から
移動を開始する。まず、基準穴７ａから軌跡Ｄ₁₀に沿っ
て加工ノズル１３を移動させるが、この時基準穴７ｂに
到達するまでの間に移動速度を一定速度（上記ｖ₀）に
する。そして、基準穴７ｂから一定速度ｖ₀で軌跡Ｄ₁₁
に沿って加工ノズル１３を移動させながら、図５及び図
７のようにダムバー５の切断を行う。さらに、基準穴７
ａから軌跡Ｄ₂₀に沿って加工ノズル１３を基準穴７ｃま
で移動させ、一定速度ｖ₀で軌跡Ｄ₂₁に沿って移動させ
ながらダムバー５の切断を行う。その後、基準穴７ｄか
ら軌跡Ｄ₃₀、基準穴７ｂ、軌跡Ｄ₃₁、基準穴７ｄ、軌跡
Ｄ₄₀、基準穴７ｃ、軌跡Ｄ₄₁、基準穴７ａに沿って順次
加工ノズル１３を移動させつつ全てのダムバー５を切断
する。上記において、ダムバー５上にない軌跡Ｄ₁₀，Ｄ
₂₀，Ｄ₃₀，Ｄ₄₀は、それぞれ一定速度ｖ₀に達するまで
の助走区間となる。

【００７５】上記のようにダムバー５を切断する際に
は、ビーム形状変更器１１（図１参照）を適宜操作し、
半導体装置１の各辺におけるダムバー５に対してパルス
レーザ光１３Ａのスポット１３Ｂの長手方向をリード３
の長手方向とほぼ一致させる。

【００７６】また、ダムバーを切断する際には、例えば
図１０に示すように３個の半導体装置１０１〜１０３を
一体とし、この複数個一体の半導体装置を適当なホルダ
ー１００に固定し、このホルダー１００をワークとして
加工テーブル２１上に搭載してもよい。この時の加工ノ
ズル１３の移動軌跡は、図９を基本として任意に選定す
ることができる。さらに図１０のような３個一体に限ら
ず、３個一体の半導体装置を３組一体として合計９個一
体にするなど、３個以外の複数個の半導体装置をまとめ
て取り扱ってもよい。これにより、ダムバー切断を含め
た半導体装置の生産性が向上すると共に、製造工程途中
におけるハンドリング等によってリードフレームが変形
することが避けられ、高精度かつ良好な形状を維持する
ことができる。

【００７７】以上のような本実施例によれば、検出光４
１Ａをレーザ光軸１３Ｃよりも先行した位置に照射する
ので、実際に加工すべき位置よりも先行した位置のリー
ドの配列状態（リードの有無）を検出することができ
る。また、レーザ光軸１３Ｃに対して加工進行方向とは
反対に傾いた方向からの検出光４２Ａを光検出器４２に
入射させるので、スパッタや強烈な外乱光が光検出器４
２の方向に直接入射することが防止できる。また、光検
出器４２を加工ノズル１３に一体的に取り付け、加工ノ
ズル１３の開口部１３ａを通過した検出光４２Ａを光検
出器４２に入射させるので、スパッタや強烈な外乱光、
さらには外部から飛来するゴミやホコリの大部分から光
検出器４２が保護され、検出の際に加工ノズル１３の側
面が障害となることがなく、外部からの擾乱要素が入り
にくい。また、光検出器４２の構造の簡単化及び強度や
耐久性の向上を図ることができる。さらに、レーザ光軸
１３Ｃと検出位置Ｐの相対的な位置関係が固定化され、
検出の精度が維持される。

【００７８】また、アシストガス１７Ａの噴射によって
光検出器４２にスパッタ、ゴミやホコリ等が付着するこ
とが防止され、フォトセンサ４５の空冷効果も期待でき
る。

【００７９】また、樹脂モールド４が収縮変形してもあ
る程度の寸法精度が維持されている個々のリード３の配
列状況を検出し、その検出信号を基にして個々のダムバ
ー５に対する加工位置を決定するので、高精度な加工を
行うことが可能である。そして、パルスレーザ光１３Ａ
を発振させながら加工テーブル２１によってレーザ光軸
１３Ｃを速度ｖ₀で相対的に移動させるだけで順次ダム
バー５が切断され、確実かつ高速に加工が行える。

【００８０】また、本実施例の信号処理においては、レ
ベル判別器３２でリード配列状態に基づく検出信号Ｓ₁
を二値化して信号Ｓ₂とし、リードフレーム形状判別器
３３及びディレイ回路３４において、検出位置Ｐと集光
位置Ｋの間の先行距離ΔＬを移動する間の遅延時間（ｔ
_L）及びダムバー５の中央まで移動する遅延時間（ｔ_m／
２）を与え、これによってレーザ発振器１０の発振を制
御するので、ダムバー５の中央に正確にパルスレーザ光
１３Ａを照射することができる。これにより、照射位置
の偏りがなくなり、ダムバー５の切り残し幅ｗ₁，ｗ₂が
ほぼ等しくなってその切り残し幅を品質管理上の許容値
内に収めて高精度かつ良好な形状を得ることが可能とな
る。さらに、リード３自体に切欠き部分が形成されたり
リード３自体が溶断されるような事故を防ぐこともでき
る。

【００８１】また、ビーム形状変更器１１を適宜操作し
て、パルスレーザ光１３Ａのスポット１３Ｂの長手方向
の寸法をダムバー５の幅ｄよりも十分長くなるように
し、かつそのスポット１３Ｂの長手方向をリード３の長
手方向とほぼ一致させ、スポット１３Ｂがダムバー５の
幅ｄを差し渡すようにするので、一回のパルスレーザ光
１３Ａの照射によりダムバー５を幅方向に切断すること
ができる。この場合、リード３の長手方向におけるレー
ザ光軸１３Ｃの位置決め精度があまり高くなくてもほと
んど支障はなく、レーザ光軸１３Ｃがリード３の長手方
向に少々ずれたとしても、一回の照射によりダムバーを
幅方向に確実に切断することが可能である。

【００８２】また、光検出器４２のフォトセンサ４５を
複数の検出要素４５ａで構成し、それらをダムバー５の
幅よりも長い寸法の範囲を検出可能なように配列するの
で、ダムバー５の幅の変化を検出することができる。ま
た、レーザ光軸１３Ｃの軌跡のずれを、各々の検出信号
レベルの変化状況より速やかに検出することが可能であ
り、リードの配列状況の誤検出を避けることができる。
さらに、検出動作状況の妥当性の評価、検出位置Ｐのね
らいずれ寸法の測定、検出位置Ｐにおける検出光の光量
の制御、各検出要素４５ａの故障検出等も行える。

【００８３】また、検出光４１Ａの照射範囲４１Ｂを、
ダムバー５の幅ｄよりも長く、かつダムバー５の幅ｄを
差し渡すように設定するので、ダムバー５付近における
特定の検出位置の情報を光検出器４２によって容易に検
出することができる。さらに、検出光４１Ａとしてレー
ザ光を用いれば、リード３の配列状態の情報に基づく検
出信号の立ち上がりがシャープになり、高い分解能で高
精度な検出が行える。

【００８４】尚、一回のパルスレーザ光の照射によりダ
ムバーがで貫通しない（完全に切断できない）場合には
数回のパルスレーザ光照射によって切断する必要があ
る。この場合は、上記のような軌跡に沿った加工を数回
繰り返せばよい。

【００８５】

【発明の効果】本発明によれば、検出光をレーザ光軸よ
りも先行したリードフレーム上の位置に照射するので、
加工位置よりも先行した位置リードの配列状態（リード
の有無）を検出することができる。また、レーザ光軸に
対して加工進行方向と反対に傾いた方向からの検出光を
光検出手段に入射させるので、スパッタや外乱光が光検
出手段の方向に直接入射することが防止できる。また、
光検出手段を加工ノズルに取り付け、加工ノズルの開口
部を通過した反射光をその光検出手段に入射させるの
で、スパッタや外乱光等から光検出手段が保護され、検
出の際の障害や擾乱を避けることができ、光検出手段の
構造の簡単化及び強度や耐久性の向上を図ることができ
る。さらに、レーザ光軸と検出位置の相対的な位置関係
が固定化され、検出の精度が維持される。

【００８６】また、アシストガスによって光検出手段に
スパッタ等が付着することが防止され、光検出手段の空
冷効果も期待できる。

【００８７】また、ある程度寸法精度が維持されている
個々のリードの配列状況を検出し、その検出信号を基に
個々のダムバーの中央にパルスレーザ光が照射されるよ
うにその照射タイミングを制御するので、高精度かつ確
実にダムバーの中央を切断することが可能である。その
結果、照射位置の偏りがなくなり、ダムバーの切り残し
幅がほぼ等しくなって高精度かつ良好な形状を得ること
が可能となる。また、リード自体に切欠き部分が形成さ
れたり溶断されるような事故を防ぐこともできる。さら
に、パルスレーザ光を発振させながらその光軸を相対的
に移動させるだけで順次ダムバーが切断され、確実かつ
高速に加工が行える。

【００８８】また、リード配列状態に基づく検出信号を
二値化し、それに所定の遅延時間を与え、それに基づい
てパルスレーザ光の発振を行うので、ダムバーの中央に
正確にパルスレーザ光を照射することができる。

【００８９】また、ビーム形状変更手段によってパルス
レーザ光を細長い断面形状のパルスレーザ光に変換し、
しかもそのスポットの長手方向の寸法がダムバーの幅よ
りも十分長くなるようにし、かつその長手方向をリード
の長手方向とほぼ一致させてダムバーを幅方向に差し渡
すようにするので、一回のパルスレーザ光の照射により
ダムバーを幅方向に切断することができる。この場合、
リードの長手方向におけるレーザ光軸の位置決め精度が
あまり高くなくてもほとんど支障はなく、パルスレーザ
光の光軸がリードの長手方向に少々ずれたとしても、一
回の照射によりダムバーを確実に幅方向に切断すること
が可能である。

【００９０】また、光検出手段を複数の検出要素で構成
し、それらの検出要素をダムバーの幅よりも長い寸法の
範囲が検出可能なように配列するので、ダムバーの幅の
変化を容易かつ正確に検出することができる。また、検
出動作状況の妥当性の評価、検出位置のねらいずれ寸法
の測定、検出位置における検出光の光量の制御、各検出
要素の故障検出等も行える。

【００９１】また、検出用レーザ光をダムバーの幅より
も長い範囲に照射するので、形状変化の検出が容易にな
る。また、検出光として検出用レーザ光を使用すれば、
形状変化に対応する検出信号の変化をシャープにするこ
とができ、高い分解能で高精度な検出が行える。

【００９２】従って、本発明によれば、高品質かつ高精
度の半導体装置を製造することができる。

【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加工装置の概
略構成を模式的に示す図である。

【図２】図１のダムバー加工装置の一部を拡大して示す
図である。

【図３】図１及び図２の加工ノズルにおけるレーザ光軸
及び検出光の傾斜方向の幾何学的関係を示す図である。

【図４】図１の加工テーブルの構成を示す図である。

【図５】（ａ）はワーク即ち半導体装置の平面図であ
り、（ｂ）はダムバーの切断状況の説明図であって
（ａ）のＢ部拡大図である。

【図６】光検出器におけるフォトセンサの感光面の配列
を示した図である。

【図７】リードの配列状況の検出からパルスレーザ光の
発振までの信号処理を示すタイムチャートである。

【図８】ディレイ回路の構成を示す図である。

【図９】半導体装置の全てのダムバーを切断する際の加
工ノズル、従ってレーザ光軸の移動軌跡の一例を示す図
である。

【図１０】３個の半導体装置を一体とし、その複数個一
体の半導体装置をホルダーに固定した状態を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ワーク（半導体装置）２リードフレーム３リード（ウエブ部）４樹脂モールド５ダムバー６スリット部７ａ〜７ｄ基準穴１０レーザ発振器１０Ａパルスレーザ光１１ビーム形状変更器１１ａ凸型シリンドリカルレンズ１１ｂ凹型シリンドリカルレンズ１１Ａパルスレーザ光１２加工ヘッド１３加工ノズル１３ａ（加工ノズル１３の）開口部１３Ａパルスレーザ光１３Ｂ（パルスレーザ光１３Ａの）スポット１３Ｃレーザ光軸１４ベンディングミラー１６集光レンズ１７アシストガス供給口１７Ａアシストガス１８回転機構２１加工テーブル２２Ｘテーブル２３Ｙテーブル２４ θテーブル３０制御回路３１検出信号増幅器３２レベル判別器（比較手段）３３リードフレーム形状判別器３４ディレイ回路（遅延手段）３４ａ第１積算カウンタ３４ｂ減算カウンタ３４ｃ第１ホールド回路３４ｄ第２積算カウンタ３４ｅ第２ホールド回路３５レーザ電源回路３６ビーム制御部３７光源用電源３８テーブル制御部４１検出光源４１Ａ検出光４１Ｂ（検出光４１Ａの）照射範囲４２光検出器４２Ａ検出光４３バンドパスフィルタ４４検出用レンズ４５フォトセンサ４５ａ検出要素１００ホルダー１０１〜１０３半導体装置 β （レーザ光軸１３Ｃと検出光４２Ａの間の）傾斜角Ｐ光検出器４２による検出位置Ｋパルスレーザ光１３Ａのワーク１上の集光位置 ΔＬＰとＫの間の先行距離

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

【特許請求の範囲】

【請求項１】パルスレーザ光を発振するレーザ発振器
と、前記パルス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、前記加工光学系により誘導された前
記パルスレーザ光を出射すると共にアシストガスを噴射
させる開口部を先端に備える加工ノズルと、前記パルス
レーザ光の光軸を前記被加工物に対して所定の速度で相
対的に移動させる搬送手段とを有し、樹脂モールドで半
導体チップをリードフレーム上に封止した半導体装置を
前記搬送手段に載せ、前記リードフレームのダムバーに
前記パルスレーザ光を照射して前記ダムバーを順次切断
するダムバー加工装置において、前記ダムバーに照射されるパルスレーザ光の光軸よりも
先行した前記リードフレーム上の位置に、前記パルスレ
ーザ光の光軸に対し加工進行方向と反対側に傾いた方向
に反射するよう検出光を照射する検出光発生手段と、前記加工ノズルに取り付けられ、前記リードフレーム上
で反射し前記加工ノズルの開口部を通過した検出光を入
射させて対応する検出信号を発生する光検出手段と、前記光検出手段からの検出信号に基づいて前記パルスレ
ーザ光を照射するタイミングを決定し前記ダムバーの中
央にパルスレーザ光が照射されるよう前記レーザ発振器
を制御する制御手段とを有することを特徴とするダムバ
ー加工装置。
【請求項２】請求項１記載のダムバー加工装置におい
て、前記制御手段は、前記検出信号を二値化して矩形波
信号を発生する比較手段と、前記ダムバーの中央に前記
パルスレーザ光が照射されるよう前記矩形波信号に個々
のダムバーの幅に応じた遅延時間を与える遅延手段とを
備えることを特徴とするダムバー加工装置。
【請求項３】請求項２記載のダムバー加工装置におい
て、前記検出光発生手段によって前記検出光を照射する
位置は、前記パルスレーザ光の光軸よりも、少なくとも
前記ダムバー付近のリード間隙の幅以上先行しているこ
とを特徴とするダムバー加工装置。
【請求項４】請求項１から３のうちいずれか１項記載
のダムバー加工装置において、前記レーザ発振器より発
振するパルスレーザ光を細長い断面形状に変換しかつそ
のパルスレーザ光断面をその光軸まわりに回転変位させ
るビーム形状変更手段をさらに有することを特徴とする
ダムバー加工装置。
【請求項５】請求項１から４のうちいずれか１項記載
のダムバー加工装置において、前記光検出手段は複数個
の検出要素から構成され、それらの検出要素が前記ダム
バーの幅よりも長い寸法の範囲を検出可能なように配列
されていることを特徴とするダムバー加工装置。
【請求項６】請求項５記載のダムバー加工装置におい
て、前記検出光発生手段は細長い断面形状の検出用レー
ザ光を発生するものであり、かつその検出用レーザ光断
面の長手方向の寸法が前記ダムバーの幅よりも長いこと
ことを特徴とするダムバー加工装置。
【請求項７】樹脂モールドで半導体チップをリードフ
レーム上に封止した半導体装置のダムバーにパルスレー
ザ光を照射しながらそのパルスレーザ光の光軸を前記半
導体装置に対して所定の速度で相対的に移動させること
により、前記ダムバーを順次切断するダムバー加工方法
において、前記ダムバーに照射されるパルスレーザ光の光軸よりも
先行した前記リードフレーム上の位置に、前記パルスレ
ーザ光の光軸に対し加工進行方向と反対側に傾いた方向
に反射するよう検出光を照射し、前記リードフレーム上
で反射し前記加工ノズルの開口部を通過した検出光を入
射させて対応する検出信号を発生し、その検出信号に基
づいて前記パルスレーザ光を照射するタイミングを決定
し、そのタイミングで前記ダムバーの中央に前記パルス
レーザ光が照射されるようそのパルスレーザ光の発振を
制御することを特徴とするダムバー加工方法。
【請求項８】請求項７記載のダムバー加工方法におい
て、前記パルスレーザ光を細長い断面形状に変換すると
共にそのパルスレーザ光の照射位置におけるスポットの
長手方向の寸法を前記ダムバーの幅よりも十分長くなる
ようにし、前記スポットの長手方向を前記リードフレー
ムのリードの長手方向とほぼ一致させて前記ダムバーを
幅方向に差し渡すようにそのパルスレーザ光を照射する
ことを特徴とするダムバー加工方法。