JPH1034367A

JPH1034367A - ダムバー切断装置

Info

Publication number: JPH1034367A
Application number: JP8197960A
Authority: JP
Inventors: Yoshiya Nagano; 義也長野; Naoki Mitsuyanagi; 直毅三柳; Takashi Shirai; 隆白井; Yoshiaki Shimomura; 義昭下村; Shinya Okumura; 信也奥村; Shigeyuki Sakurai; 茂行桜井; Takeshi Nishigaki; 剛西垣
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1996-07-26
Filing date: 1996-07-26
Publication date: 1998-02-10

Abstract

(57)【要約】【課題】レーザ光の照射を利用してダムバーを切断する
に際し、リードフレームの変形などによってリードフレ
ーム表面の平面度が悪化していても、レーザ光照射時に
おける集光レンズとダムバーとの距離を常に一定に保
ち、常に一定のレーザ光の集光条件でダムバーを切断で
きるようにする。【解決手段】ＸＹテーブル１４でワーク１を移動させな
がら、レーザ光１００の発振を制御し、順次ダムバー２
を切断する。この時、検出光源３３からの検出光２００
を切断前のダムバー２に照射し、その反射光をフォトセ
ンサ３７で検出して検出信号Ｓ₁₀を発生させ、これに基
づいてパルス変換ユニット２３で信号処理して補正信号
Ｓ₁₃を発生させ、その補正信号Ｓ₁₃に従ってメインコン
トローラ２１でＺテーブル１５の上下動を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リードフレームお
よび半導体チップを樹脂モールドで四角形状に封止した
半導体装置のダムバーを高速かつ高精度に切断すること
ができるダムバー切断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】リードフレームおよび半導体チップを樹
脂モールドで封止した半導体装置（樹脂モールド封止型
の半導体装置）においては、樹脂モールドによる封止時
に樹脂がリード間を伝わって流出してくるのを防ぐため
に、リード同士を連結するダムバーが設けられている。
このダムバーは樹脂モールドによる封止後に除去され、
各リードを電気的に独立したものとする。一般に樹脂モ
ールド封止型の半導体装置は四角形状であり、四辺のう
ちの対向する２辺からリードが延びるものと、四辺のう
ちの全ての辺からリードが延びるものとがあり、四辺か
らリードが延びるものはＱＦＰ型と呼ばれる。

【０００３】上記ダムバーを除去（切断）する方式に
は、パンチ等により全ての辺のダムバーを一括して打ち
抜くプレス法と、各ダムバーを１個ずつ順次切断除去し
ていくレーザビーム法とがある。いずれの方式において
も長所もあり短所もあるが、特にＱＦＰ型半導体装置は
近年リード数が極端に増大し高密度になってきているこ
とから、そのダムバー除去には、機械的な除去方法であ
るプレス法よりも微細加工に適したレーザビーム法が適
している。

【０００４】このレーザ光を利用したダムバーの切断、
除去を行う場合の一般的な方式を以下で説明する。通
常、レーザ発振器から出力されたレーザ光は、集光レン
ズでダムバー上に集光され、そのエネルギーの集中によ
りダムバーを溶融させ、切断を行う。この時、レーザ光
のほぼ集光位置（集光レンズのほぼ焦点位置）に切断す
べきダムバーの表面がくるように集光レンズとダムバー
との距離の調整を行う。この集光レンズとダムバーとの
距離の調整は、予め実験的にレーザ光をアシストガスを
吹き付けながらワーク上に照射し、集光されたレーザ光
のスポットが規定の寸法になるように集光レンズ或いは
ワークを載せたテーブルを上下移動させながら行う。集
光レンズとワークの位置関係が決まったらその位置を記
憶装置等に記憶させ、実際のダムバーの切断を行う場合
には、常に集光レンズとダムバーとの位置関係が設定通
りになるように半導体装置を固定しながらレーザ光照射
によるダムバー切断を行う。

【０００５】また、ダムバーの除去に用いて好適なレー
ザ加工装置またはレーザ加工方法に関する従来技術とし
ては、特開平６−１４２９６８号公報に記載のものもあ
る。この従来技術では、加工位置近傍における被加工物
の有無を検出して対応する検出信号を発生する検出手段
と、その検出信号に基づいて矩形波信号を発生する矩形
波信号発生手段と、その矩形波信号に基づいたタイミン
グでレーザ光が照射されるようレーザ光の発振を制御す
る制御手段とを備えたレーザ加工装置が開示されてい
る。この従来技術を応用する場合も、集光レンズとダム
バーとの距離の調整は、上記と概ね同様に行われる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ダムバー切断中には、
集光レンズと切断すべきダムバーとの距離は、加工前に
設定した通りに常に保っておかなければならない。万
一、その距離が変わってしまった場合、レーザ光が集光
した位置におけるスポットの寸法が変わってしまうた
め、適正な切断寸法とはならず、寸法精度が低下して加
工不良となってしまう。前述した方式では、実験的に集
光レンズとダムバーとの距離を決定し、その位置関係を
実際のダムバー切断中も維持するが、樹脂モールドによ
る封止時に生じたリードフレームの変形、アシストガス
の圧力による部分的なリードフレームのたわみの違い、
半導体装置を固定する治具の平行度、さらにはダムバー
切断が進行することによるリードフレーム全体としての
剛性の低下などのためにリードフレーム表面の平面度は
悪化しており、そのため、切断箇所によっては集光レン
ズとダムバーとの距離が変わってしまい、焦点位置がず
れてしまう箇所が出てくる。従って、レーザ光のスポッ
トの寸法が変わり、切断後の寸法精度が低下し、形状が
悪化し、さらにその後の半導体装置の製造上の障害を招
くことになる。

【０００７】本発明の目的は、レーザ光の照射を利用し
てダムバーを切断するに際し、リードフレームの変形な
どによってリードフレーム表面の平面度が悪化していて
も、レーザ光照射時における集光レンズとダムバーとの
距離を常に一定に保ち、常に一定のレーザ光の集光条件
でダムバーを切断することができるダムバー切断装置を
提供することである。

【０００８】

【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、そのレーザ光を被加工物の加工位置に誘
導する加工光学系と、上記レーザ光を前記加工位置に集
光させる集光レンズと、前記被加工物を移動させその加
工位置を決定する搬送手段と、所定の加工位置に前記レ
ーザ光が照射されるようそのレーザ光の発振を制御する
制御手段とを備え、リードフレームおよび半導体チップ
を樹脂モールドで四角形状に封止した半導体装置の少な
くとも一組の対向する二辺から延びるダムバーに前記レ
ーザ光を照射しながら、そのレーザ光の光軸を半導体装
置に対して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切断装置において、検出光を発
生させて切断前のダムバーに照射する検出光発生手段
と、その検出光の反射光を検出してそれに対応する検出
信号を発生する検出手段と、その検出信号の出力に応じ
て前記集光レンズと前記切断前のダムバーとの正規の距
離からの補正信号を発生する補正信号発生手段と、その
補正信号に基づいて前記切断前のダムバーと前記集光レ
ンズとの距離を補正する補正手段とを有することを特徴
とするダムバー切断装置が提供される。

【０００９】上記のように構成した本発明においては、
搬送手段で被加工物を移動させてその加工位置を決定し
ながら、レーザ光の発振を制御し、それによって所定の
加工位置にレーザ光を照射し順次ダムバーを切断するこ
とを基本とする。このレーザ切断時において、検出発生
手段から検出光を発生させて切断前のダムバーにその検
出光を照射し、検出手段によって上記検出光の反射光を
検出しそれに対応する検出信号を発生させる。この検出
信号の出力は、ダムバー切断前の集光レンズとダムバー
との距離に応じて変化するため、その距離を正確に反映
している。従って、補正信号発生手段において、上記検
出信号の出力に応じて集光レンズとダムバーとの距離が
正規の距離からずれている量に対応する補正信号を発生
することが可能となる。そして、その補正信号に基づ
き、補正手段によって切断前のダムバーと集光レンズと
の距離を補正することにより、リードフレームの変形な
どによってリードフレーム表面の平面度が悪化していて
も、実際のレーザ光の照射時には集光レンズとダムバー
との距離を一定にすることができる。即ち、リードフレ
ーム表面の平面度のずれに追従させながら、常に一定の
レーザ光の集光条件でダムバーを切断することが可能と
なる。

【００１０】さらに、このようなダムバー切断装置に、
先に述べた特開平６−１４２９６８号公報に記載の構成
を盛り込んでもよい。即ち、上記のようなダムバー切断
装置において、ダムバーの切断に先立って加工位置検出
光をダムバー近傍に照射する加工位置検出光発生手段
と、その加工位置検出光の反射光を基に切断前のダムバ
ー近傍のリードの有無を検出してそれぞれに対応する加
工位置検出信号を発生する加工位置検出手段とを備え、
前記制御手段は上記加工位置検出信号に基づいてダムバ
ーの所定の加工位置にレーザ光が照射されるようパルス
レーザ光の発振を制御することを特徴とするダムバー切
断装置が提供される。この場合も同様に、リードフレー
ムの変形などによってリードフレーム表面の平面度が悪
化していても、レーザ光の照射時には集光レンズとダム
バーとの距離を一定にすることができ、リードフレーム
表面の平面度のずれに追従させながら、常に一定のレー
ザ光の集光条件でダムバーを切断することが可能とな
る。

【００１１】

【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から図９を参照しながら説明する。図１に示す
ように、本実施形態のダムバー切断装置には、レーザヘ
ッド１１とレーザ電源１３とから構成されるレーザ発振
器１０、加工ヘッド１２、ワーク（半導体装置）１を搭
載し水平面内（ＸＹ平面内）に移動させる搬送手段とし
てのＸＹテーブル１４、レーザヘッド１１及び加工ヘッ
ド１２を上下方向（Ｚ軸方向）に移動させるＺテーブル
１５、及びコントロールユニット２０が備えられてい
る。コントロールユニット２０は、メインコントローラ
２１、トリガユニット２２、及びパルス変換ユニット２
３を有する。また、メインコントローラ２１は、ＸＹテ
ーブル１４の水平面内の移動動作、Ｚテーブル１５の上
下方向の移動動作、及びレーザ発振器１０の発振動作を
自動的に制御する。

【００１２】レーザ電源１３は、安定化電源部１３０、
コンデンサ部１３１、スイッチ部１３２、交流電源１３
３、及びレーザコントローラ１３４を有する。このレー
ザ電源１３では、まず、交流電源１３３より供給された
交流電流が、安定化電部１３０においてレーザコントロ
ーラ１３４から指令された電圧値に従って直流に変えら
れ、コンデンサ部１３１に供給される。コンデンサ部１
３１に上記電圧値で供給された電荷はスイッチ部１３２
に供給され、レーザコントローラ１３４から入力される
パルスレーザ光のパルス幅及びパルス周波数を指令する
トリガ信号ＦＰに従ってスイッチ部１３２が動作し、上
記電荷がレーザヘッド１１に備えられたレーザ励起用の
フラッシュランプ１１０に供給される。このパルス状の
電荷によりフラッシュランプ１１０が発光し、これによ
り発振媒体が励起されてパルスレーザ光がパルス状に発
振する。

【００１３】このレーザヘッド１１からのレーザ光の出
射タイミングは次のように制御される。ＸＹテーブル１
４に取り付けられたエンコーダ１４ａからのパルス信号
がトリガユニット２２に入力され、そのパルス数が予め
トリガユニット２２に記憶された規定パルス数に達する
毎に、トリガユニット２２からレーザ電源１３のレーザ
コントローラ１３４にトリガ信号が出力され、そのトリ
ガ信号を基に上述したようにレーザヘッド１１からレー
ザ光が出射され、ダムバー２に照射されて切断除去が行
われる。

【００１４】図２に示すように、加工ヘッド１２の内部
には、レーザ光１００の波長に対し高い反射率特性を持
つベンディングミラー３１、集光レンズ３２が備えられ
ており、これらは従来のダムバー切断装置の構成と同様
である。本実施形態では、上記構成に検出光２００を発
生する検出光源３３、ダイクロイックミラー３４、結像
用レンズ３５、ターゲット３６、フォトセンサ３７から
構成される検出光学系が追加されている。このうちフォ
トセンサ３７はターゲット３６に開けられた開口部に設
けられている。また、検出光源３３が検出光発生手段を
構成し、フォトセンサ３７が光検出手段を構成する。さ
らに、Ｚテーブル１５は内蔵されたＺ軸モータ（図示せ
ず）により上下動作し、集光レンズ３２とワーク１のダ
ムバーの距離の補正が行われる。

【００１５】検出光源３３からの検出光２００は図３に
示すように集光レンズ３２で集光され、リードフレーム
２ａのダムバー２のわずか上方で焦点を結び、若干デフ
ォーカスした状態でダムバー２表面に照射される。ダム
バー２表面から反射した光は入射時と同じ光路を戻り、
ダイクロイックミラー３４を透過し、結像用レンズ３５
でターゲット３６表面に集められる。なお、図３のよう
に検出光２００がダムバー２の上方で焦点を結ぶように
するのではなく、ダムバー２のわずか下方で焦点を結ぶ
ようにしても良い。

【００１６】図４はターゲット３６上に結像した画像の
一例であり、切断前のダムバー２、リード４、リード間
のスリット３が映った状態を示す。ターゲット３６には
検出用の開口部Ｗ₀が設けられているが、本実施形態の
場合、開口部Ｗ₀はターゲット３６の中心よりも図中右
寄り（加工時の進行方向に先行する位置）に設けられ
る。上述のターゲット３６表面に入射した検出光のうち
開口部Ｗ₀に入射した部分がフォトセンサ３７で検出さ
れ、検出信号Ｓ₁₀が出力される。但し、検出信号Ｓ₁₀は
電圧値の変化として出力される。一方、レーザヘッド１
１から照射されるレーザ光１００の光軸１００Ａは図３
の画像の中心に来るようにする。つまり、ダムバー切断
用のレーザ光１００の光軸１００Ａとダムバー切断前の
検出用の開口部Ｗ₀とをずらせ、しかも開口部Ｗ₀がダム
バー切断用のレーザ光１００の光軸１００Ａに対して先
行する位置とする。このように、レーザ光１００の光軸
１００Ａと検出用の開口部Ｗ₀とをずらせておくので、
ダムバー切断用のレーザ光が検出用の開口部Ｗ₀におけ
る検出に影響を及ぼすことがない。

【００１７】図５は、集光レンズ３２とダムバー２の表
面との距離Ｌ、及びフォトセンサ３７からの検出信号Ｓ
₁₀出力との関係を示す図である。集光レンズ３２とダム
バー２との距離Ｌが△Ｌだけ変動した場合のフォトセン
サ３７からの出力ΔＰの変動は図５のようになり、Ｌが
長くなるとフォトセンサ３７からの出力が低下し、逆に
Ｌが短くなるとフォトセンサ３７からの出力が増加す
る。従って、リードフレーム２ａ表面の平面度が良好で
ない場合、検出光２００の照射位置をダムバー２表面で
その長手方向に走査させると、フォトセンサ３７から出
力される検出信号Ｓ₁₀のレベルは、例えば図６のように
時間変動することになる。但し、図６ではＸ軸をダムバ
ー２の長手方向にとっており、検出光２００の軌跡はＸ
軸の正方向と一致させている。

【００１８】上記のようなフォトセンサ３７からの検出
信号Ｓ₁₀はコントロールユニット２０のパルス変換ユニ
ット２３に入力される。パルス変換ユニット２３は補正
信号発生手段であって、図７に示すようにアンプ回路２
３ａ、オフセット回路２３ｂ、Ｖ／ｆコンバータ２３ｃ
を備えている。検出信号Ｓ₁₀はまずアンプ回路２３ａに
入力され、増幅されて制御信号Ｓ₁₁となる。この時の集
光レンズ３２〜ダムバー２間距離Ｌと制御信号Ｓ₁₁の出
力電圧Ｖとの関係は、図８に示す曲線Ｃ₁となる。次
に、オフセット回路２３ｂで適切なオフセット電圧が与
えられて制御信号Ｓ₁₂となる。

【００１９】ここで、集光レンズ３２とダムバー２との
距離が適正である時、即ち距離Ｌが適正距離Ｌ₀である
時の制御信号Ｓ₁₁の出力電圧Ｖ₀をオフセット電圧に設
定することにより、図８の曲線Ｃ₁を下方にＶ₀分だけシ
フトさせた曲線Ｃ₂が得られ、曲線Ｃ₂が０Ｖとなる（Ｌ
軸を横切る）ようにすることができる。図８において、
例えば距離Ｌの変動幅△Ｌに対する出力電圧はＶ_aから
Ｖ_bまでの幅で変動することとなる。出力電圧が正の場
合は距離Ｌが適正距離Ｌ₀よりも短い場合であり、出力
電圧が負の場合は距離Ｌが適正距離Ｌ₀よりも長い場合
である。

【００２０】次に、上記の制御信号Ｓ₁₂はＶ／ｆコンバ
ータ２３ｃに送られる。このＶ／ｆコンバータ２３ｃに
おいては、入力された制御信号Ｓ₁₂の電圧の正負に応じ
て予め設定された周波数で正転パルスまたは逆転パルス
を発生させる。この正転パルスまたは逆転パルスは、そ
れに対応する補正信号Ｓ₁₃としてメインコントローラ２
１へ出力され、メインコントローラ２１はＺテーブル１
５に内蔵されたＺ軸モータが正転または逆転するように
制御する。これによりＺテーブル１５のＺ軸モータは、
集光レンズ３２とダムバー２との距離Ｌの変動に応じ
て、つまりその変動に追従して上下動し、レーザ光１０
０照射時の集光レンズ３２とダムバー２との距離が一定
の適正距離Ｌ₀となるように補正することができる。上
記メインコントローラ２１、及びＺモータを有するＺテ
ーブル１５は、補正信号Ｓ₁₃に基づいて集光レンズ３２
とダムバー２の距離Ｌを補正する補正手段を構成してい
る。

【００２１】以上の構成を有するダムバー切断装置の動
作を図９のタイムチャートにより説明する。図９では、
ワーク１をＸＹテーブル１４で一定速度で移動させた時
の各種信号の時間変化が示してあり、それに対応するリ
ード４およびスリット３の配列が模式的に付記してあ
る。まず、ワーク１をＸＹテーブル１４によって、例え
ばＸ軸の負方向に一定速度で移動させると、フォトセン
サ３７からの出力信号Ｓ₁₀は図６のように変化し、上述
のようにアンプ回路２３ａで増幅されかつオフセット回
路２３ｂでオフセット電圧Ｖ₀が設定された制御信号Ｓ
₁₂は、図９のようにＶ／ｆコンバータ２３ｃで補正信号
Ｓ₁₃に変換され、メインコントローラ２１へ送られる。
そして、そのメインコントローラ２１の制御のもとにＺ
テーブル１５のＺ軸モータが正転または逆転し、集光レ
ンズ３２とワーク１のダムバーとの距離の補正が行われ
る。これらの信号処理及びＺテーブル１５の動作はＸＹ
テーブル１４の移動中絶えず並行して行われ、以下の個
々のレーザ光１００の照射時においては、どのダムバー
２の切断時においても常に集光レンズ３２とダムバー２
との距離が一定の適正距離Ｌ₀となるように補正され
る。

【００２２】一方、ＸＹテーブル１４の移動に伴ってエ
ンコーダ１４ａから発せられたパルス信号がトリガユニ
ット２２に入力され、そのパルス数が予め記憶された規
定パルス数に達する毎にレーザコントローラ１３４にト
リガ信号が出力され、そのトリガ信号を基にレーザヘッ
ド１１からのレーザ光１００がダムバー２に照射され、
ダムバー２の切断が順次行われる。このレーザ光１００
の発振は、ダムバー２の寸法に変動があるか否かに拘ら
ず、図９に示すようにほぼ同一の周期Ｐで行われる。

【００２３】ここで、図４で説明したようにダムバー切
断用のレーザ光１００の光軸１００Ａと検出用の開口部
Ｗ₀とをずらせておくため、図９のタイムチャート上に
おいては、フォトセンサ３７からの出力信号の変化はレ
ーザ光１００の発振タイミングに対して上記ずれに対応
する時間ｄｔ₀だけ進んでいる。そして、この進み時間
ｄｔ₀の存在により、ダムバー切断用のレーザ光１００
が照射される直前にはダムバー切断位置におけるフォト
センサ３７の出力信号を既に受けているので検出光２０
０による検出がダムバー切断用のレーザ光１００の影響
を受けなくなっている。

【００２４】以上のような本実施形態によれば、検出光
源３３からの検出光２００を切断前のダムバー２に照射
し、その反射光をフォトセンサ３７で検出して集光レン
ズ３２とダムバー２の距離に応じて変化する検出信号Ｓ
₁₀を発生させ、これに基づいてパルス変換ユニット２３
で信号処理して補正信号Ｓ₁₃を発生させ、その補正信号
Ｓ₁₃に従ってメインコントローラ２１でＺテーブル１５
の上下動を制御するので、リードフレーム２ａの変形、
アシストガスの圧力による部分的なリードフレームのた
わみの違い、ワーク１を固定する治具の平行度、ダムバ
ー２切断の進行に伴うリードフレーム２ａの剛性低下な
どによりリードフレーム２ａ表面の平面度が悪化してい
ても、レーザ光１００照射時にはレーザ光１００照射時
の集光レンズ３２とダムバー２との距離が常に一定の適
正距離となるように補正することができる。

【００２５】従って、リードフレーム２ａ表面の平面度
のずれに追従させながら、常に一定のレーザ光１００の
集光条件でダムバー２を切断することができ、レーザ光
１００のスポットの寸法が一定となるため、適正な切断
寸法が得られ、寸法精度の向上が図れる。

【００２６】次に、本発明の第２の実施形態について、
図１０から図１４を参照しながら説明する。本実施形態
では、エンコーダからのパルス数をもとにしたトリガ信
号によってダムバー切断用のレーザ光の発振タイミング
を決定するのではなく、ダムバーの切断除去に特開平６
−１４２９６８号公報に記載の方式、即ち、リード部の
有無を検出して対応する検出信号を発生し、その検出信
号に基づいて矩形波信号を発生し、その矩形波信号に基
づいたタイミングでパルスレーザ光が照射されるようパ
ルスレーザ光の発振を制御する方式を採用している。ま
た、図１０〜図１３において図１〜図９と同等の部材に
は同じ符号を付してある。

【００２７】図１０に示すように本実施形態の加工ヘッ
ド１２ａの構成は図１の加工ヘッド１２の構成とは後述
のように若干異なっており（図１２参照）、さらにレー
ザ光発振用矩形波信号発生回路２４が追加されている。
レーザ光発振用矩形波信号発生回路２４には、図１１に
示すように、コンパレータ２４ａ、ディレイ回路２４
ｂ、トリガ信号発生回路２４ｃが備えられている。

【００２８】加工ヘッド１２ａ内部には、図１２に示す
ように、ベンディングミラー３１、集光レンズ３２、検
出光源３３、ダイクロイックミラー３４、結像用レンズ
３５、ターゲット３６、フォトセンサ３７に加え、検出
光源３３からの検出光２００の波長とは異なった波長の
加工位置検出光３００を発生する加工位置検出用検出光
源４２、検出光源４２からの検出光の波長に対し高い反
射率特性を持つダイクロイックミラー４１、同じく検出
光源４２からの検出光の波長に対し高い反射率特性をも
つダイクロイックミラー４３、結像用レンズ４５、ター
ゲット４７、加工位置検出用フォトセンサ４６が備えら
れている。なお、加工位置検出用検出光源４２は加工位
置検出光発生手段を構成し、加工位置検出用フォトセン
サ４６は加工位置検出手段を構成する。

【００２９】この加工ヘッド１０ａにおいて、加工位置
検出用検出光源４２で発生した加工位置検出光３００は
ダイクロイックミラー４１で方向が変えられ、ベンディ
ングミラー３１を透過して集光レンズ３２で集光され、
ワーク１のダムバー切断前のリード４付近の照明光とな
る。ワーク１のリード４付近で反射した反射光はベンデ
ィングミラー４１を透過してダイクロイックミラー４３
で方向が変えられ、結像用レンズ４５で集光されてター
ゲット４７に当たる。そして、ターゲット４７に当たっ
た反射光のうちの一部が開口部から加工位置検出用フォ
トセンサ４６に入力される。一方、検出光源３３、ダイ
クロイックミラー３４、結像用レンズ３５、ターゲット
３６、フォトセンサ３７の機能は図２で説明したものと
同様である。

【００３０】図１３はターゲット４７上に結像した画像
の一例であり、切断前のダムバー２、リード４、リード
間のスリット３が映った状態を示す。ターゲット４７に
は加工位置検出用の開口部Ｗ₁が設けられているが、こ
の開口部Ｗ₁はターゲット４７上に映ったダムバー２よ
りも外側寄り、即ち画像の中心よりもＹ軸の負方向に少
しずらせた位置に設け、一方、ダムバー切断用のレーザ
光１００の光軸１００Ａは図１３の画像の中心に来るよ
うにする。この状態で図中Ｘ軸の正方向に加工ヘッド１
２ａを相対的に移動させることにより、フォトセンサ４
６はリード４の有無、つまりリード４の存在する部分と
スリット３の配列状態を検出することができ、そのフォ
トセンサ４６からの検出信号を基にして、切断すべきダ
ムバー２を切断することができる。また、フォトセンサ
３７を取り付けたターゲット３６の開口部Ｗ₀の位置は
図４と同様である。

【００３１】図１４には、フォトセンサ３７における集
光レンズ３２〜ダムバー２間距離検出、フォトセンサ４
６におけるダムバー切断前の検出、及びダムバー切断用
のレーザ光１００の発振に係わるタイムチャートを示
す。図１４では、ワーク１をＸＹテーブル１４で一定速
度で移動させた時の各種信号の時間変化が示してあり、
それに対応するリード４およびスリット３の配列が模式
的に付記してある。ワーク１をＸＹテーブル１４によっ
て、第１の実施形態と同様にＸ軸の負方向に一定速度で
移動させ、フォトセンサ３７からの出力信号Ｓ₁₀を第１
の実施形態と同様の方式で信号処理し、ＸＹテーブル１
４の移動と並行してメインコントローラ２１の制御のも
とにＺテーブル１５のＺ軸モータを正転または逆転さ
せ、集光レンズ３２とワーク１のダムバーとの距離を一
定の適正距離Ｌ₀となるように補正する。

【００３２】また、上記ＸＹテーブル１４の移動に伴っ
てワーク１のリード４の有無がフォトセンサ４６で検出
され、フォトセンサ４６からの検出信号がレーザ光発生
用矩形波信号発生回路２４のコンパレータ２４ａで二値
化されてディレイ回路２４ｂに入力され、ディレイ回路
２４ｂでメインコントローラ２１から指令された遅れ時
間ｄｔ₁が与えられてトリガ信号発生回路２４ｃに入力
される。この時のコンパレータ２４ａからの出力波形の
パルス幅Ｄがスリット３の幅となるように、コンパレー
タ２４ａにおける二値化のしきい値を設定しておく。ま
た、遅れ時間ｄｔ₁は、図１３で述べたダムバー切断用
のレーザ光１００の光軸１００Ａとフォトセンサ４６を
取り付けた開口部Ｗ₁との距離、リード４やスリット３
の幅、ＸＹテーブル１４の移動速度、および各種回路で
の処理速度時間等をもとに、予めメインコントローラ２
１に入力しておく。

【００３３】さらに、トリガ信号発生回路２４ｃにおい
て、入力された信号の立ち上がりに同期して矩形波信号
ＴＰが出力され、この矩形波信号ＴＰによる情報がトリ
ガユニット２２を介してレーザ電源１３のレーザコント
ローラ１３４にトリガ信号が出力され、そのトリガ信号
を基に上述したようにレーザヘッド１１からレーザ光が
出射され、ダムバー２に照射されて切断除去が行われ
る。ここで、ディレイ回路２４ｂで与えるべき遅れ時間
ｄｔ₁を適切に決めておけば、ダムバー２のほぼ中央に
レーザ光を照射して切断することができる。

【００３４】以上のような本実施形態によれば、第１の
実施形態と同様の効果が得られると共に、リード４端部
より一定の距離だけ離れたダムバー２の位置にレーザ光
１００が照射されるため、リード２が等間隔である場合
のみならず等間隔でない場合にでも形状に応じて切断す
べき所望の位置を確実かつ高速に加工することができ
る。

【００３５】なお、上記実施形態では、検出光源３３と
加工位置検出用検出光源４２を別々に設け、それぞれか
らの検出光２００，３００の波長を異なるようにした
が、これはそれぞれの検出精度を向上させるために採用
した構成である。検出精度をあまり厳密にしなくてもよ
い場合には上記２つの検出光源を１つにまとめてもよ
い。さらに、ターゲット３６およびフォトセンサ２７
と、ターゲット４７および加工位置検出用フォトセンサ
４６とを１つにまとめてもよい。

【００３６】次に、本発明の第３の実施形態について、
図１５により説明する。本実施形態では、第１及び第２
の実施形態のようにＺテーブルに内蔵されたＺ軸モータ
でレーザヘッドを上下動させて集光レンズとダムバーの
距離を補正するのではなく、加工ヘッドの集光レンズを
収容した部分を上下動作せることにより集光レンズとダ
ムバーの距離を補正する。

【００３７】図１５において、レーザヘッド１１は固定
式で、取り付け治具６０に取り付けられたワーク１に対
しては相対的に固定されている。但し、取り付け治具６
０はＸＹテーブル上に載置されているが、図１５ではこ
のＸＹテーブルを省略してある。加工ヘッド１２ｂはベ
ンディングミラー３１を収容した上部加工ヘッド１２Ａ
と集光レンズ３２を収容した下部加工ヘッド１２Ｂとか
らなり、上部加工ヘッド１２Ａと下部加工ヘッド１２Ｂ
の間には蛇腹部材５３が設けられ、下部加工ヘッド１２
Ｂが上部加工ヘッド１２Ａに対して上下動可能となって
おり、かつ加工ヘッド１２ｂ内部は密閉されている。上
部加工ヘッド１２Ａにはモータ５０が固定されており、
モータ５０回転によりボールネジ５１が回転し、ナット
部５２が上下することにより、そのナット部５２を固定
している下部加工ヘッド１２Ｂが上下動するようになっ
ている。なお、図１５において図１〜図９と同等の部材
には同じ符号を付してある。

【００３８】レーザヘッド１１から横方向に出力された
レーザ光１００はベンディングミラー３１により下方向
に曲げられ、集光レンズ３２で集光されて切断ノズル１
２Ｃ先端よりダムバー２に照射され、ダムバー２が切断
される。その際、切断ノズル１２Ｃにはアシストガスが
供給され、レーザ光１００と同軸に切断ノズル１２Ｃ先
端からアシストガスが噴出される。このアシストガス
は、レーザ光１００により溶融した溶融物を飛散させ、
ダムバー２の切断面への付着を防ぐことと、加工個所の
冷却や集光レンズの汚れ防止などの役割をしている。

【００３９】集光レンズ３２とダムバー２の距離の補正
は、前述の第１及び第２の実施形態と同様の方式で行え
ばよいが、メインコントローラから制御するのはモータ
５０である。また、レーザ光１００の発振の制御も前述
の第１または第２の実施形態と同様の方式で行えばよ
い。従って、このような実施形態によっても、前述の第
１及び第２の実施形態と同様の効果を得ることができ
る。

【００４０】なお、集光レンズ３２とダムバー２の距離
の補正のためには、加工テーブルやワークの方を上下動
させてもよい。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば、検出発生手段からの検
出光を切断前のダムバーに照射し、その反射光を検出手
段で検出して集光レンズとダムバーの距離に応じて変化
する検出信号を発生させ、これに基づく補正信号を補正
信号発生手段から発生させ、その補正信号に基づいて補
正手段で切断前のダムバーと集光レンズの距離を補正す
るので、リードフレームの変形などによってリードフレ
ーム表面の平面度が悪化していても、レーザ光照射時に
は集光レンズとダムバーとの距離を常に一定にすること
ができる。従って、リードフレーム表面の平面度のずれ
に追従させながら、常に一定のレーザ光の集光条件でダ
ムバーを切断することができ、適正な切断寸法が得ら
れ、寸法精度の向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態によるダムバー切断装
置の構成を示す概略図である。

【図２】図１の加工ヘッド内部の構成の概略図である。

【図３】図１の加工ヘッド内部の集光レンズとダムバー
との位置関係を示す図である。

【図４】図２のターゲット３６上に結像した画像の一例
であり、切断前のダムバー、リード、リード間のスリッ
トが映った状態を示す図である。

【図５】集光レンズ〜ダムバー間の距離Ｌと、及びフォ
トセンサからの検出信号出力との関係を示す図である。

【図６】図２に示すフォトセンサからの検出信号の時間
変動を表す図である。

【図７】図１のパルス変換ユニットの構成図である。

【図８】図７のアンプ回路からの検出信号、及びオフセ
ット回路における信号処理の状況を示す図である。

【図９】図１のパルス変換ユニットから補正信号の出
力、及びダムバー切断用のレーザ光の発振に係わるタイ
ムチャートである。

【図１０】本発明の第２の実施形態によるダムバー切断
装置の構成を示す概略図である。

【図１１】図１０のレーザ光発振用矩形波信号発生回路
の構成図である。

【図１２】図１０の加工ヘッド内部の構成の概略図であ
る。

【図１３】図１２のターゲット４７上に結像した画像の
一例であり、切断前のダムバー、リード、リード間のス
リットが映った状態を示す図である。

【図１４】図１０のパルス変換ユニットからの補正信号
の出力、及びダムバー切断用のレーザ光の発振に係わる
タイムチャートである。

【図１５】本発明の第３の実施形態によるダムバー切断
装置の構成を示す概略図である。

【符号の説明】

１ワーク（半導体装置）２ダムバー２ａリードフレーム３スリット４リード１０レーザ発振器１１レーザヘッド１２加工ヘッド１２ａ加工ヘッド１２ｂ加工ヘッド１２Ａ上部加工ヘッド１２Ｂ下部加工ヘッド１２Ｃ切断ノズル１３レーザ電源１４ＸＹテーブル１４ａエンコーダ１５Ｚテーブル２０コントロールユニット２１メインコントローラ２２トリガユニット２３パルス変換ユニット２３ａアンプ回路２３ｂオフセット回路２３ｃＶ／ｆコンバータ２４レーザ光発振用矩形波信号発生回路２４ａコンパレータ２４ｂディレイ回路２４ｃトリガ信号発生回路３１ベンディングミラー３２集光レンズ３３検出光源３４ダイクロイックミラー３５結像用レンズ３６ターゲット３７フォトセンサ４１ダイクロイックミラー４２検出光源４３ダイクロイックミラー４５結像用レンズ４６加工位置検出用フォトセンサ４７ターゲット５０モータ５１ボールネジ５２ナット部５３蛇腹部材６０取り付け治具１００レーザ光１００Ａ（レーザ光１００の）光軸１３０安定化電源部１３１コンデンサ部１３２スイッチ部１３３交流電源１３４レーザコントローラ２００検出光３００加工位置検出光Ｗ₀ （ターゲット３６の）開口部Ｗ₁ （ターゲット４７の）開口部Ｓ₁₀ 検出信号Ｓ₁₁，Ｓ₁₂ 制御信号Ｓ₁₃ 補正信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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)発明者西垣剛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】パルス状のレーザ光を発振するレーザ発
振器と、前記レーザ光を被加工物の加工位置に誘導する
加工光学系と、前記レーザ光を前記加工位置に集光させ
る集光レンズと、前記被加工物を移動させその加工位置
を決定する搬送手段と、所定の加工位置に前記レーザ光
が照射されるようそのレーザ光の発振を制御する制御手
段とを備え、リードフレームおよび半導体チップを樹脂
モールドで四角形状に封止した半導体装置の少なくとも
一組の対向する二辺から延びるダムバーに前記レーザ光
を照射しながら、そのレーザ光の光軸を前記半導体装置
に対して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切断装置において、検出光を発生させて切断前のダムバーに照射する検出光
発生手段と、前記検出光の反射光を検出してそれに対応する検出信号
を発生する検出手段と、前記検出信号の出力に応じて前記切断前のダムバーと前
記集光レンズとの正規の距離からの補正信号を発生する
補正信号発生手段と、前記補正信号に基づいて前記集光レンズと前記切断前の
ダムバーとの距離を補正する補正手段とを有することを
特徴とするダムバー切断装置。
【請求項２】請求項１記載のダムバー切断装置におい
て、前記ダムバーの切断に先立って加工位置検出光を前
記ダムバー近傍に照射する加工位置検出光発生手段と、
前記加工位置検出光の反射光を基に切断前の前記ダムバ
ー近傍のリードの有無を検出してそれぞれに対応する加
工位置検出信号を発生する加工位置検出手段とを備え、
前記制御手段は前記加工位置検出信号に基づいて前記ダ
ムバーの所定の加工位置にレーザ光が照射されるよう前
記レーザ光の発振を制御することを特徴とするダムバー
切断装置。