JPH06320293A - 金属板の加工方法及びリードフレームの加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】金属板の加工方法、及びこれを利用したリード
フレームの加工方法において、微細な加工ができると共
に、加工途中における被加工物の変形や位置ずれを防止
して良好な加工品質と高い寸法精度を実現できるように
する。 【構成】レーザ加工によって金属板にスリット１１を形
成し、その後の補強工程でスリット１１形成後に残され
たウエブ１２表面に補強テープ２１を貼り付け、次いで
レーザ加工によってスリット１１に連続するスリット３
１を形成し、その後の補強工程でスリット３１形成後に
残されたウエブ３２表面に補強テープ４１を貼り付け、
このことを繰り返すことによりリードフレームを形成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光を金属板に照
射して切断を行う金属板の加工方法、及びこれを利用し
て所定のパターンを加工するリードフレームの加工方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属板を適宜に切り欠いて所定のパター
ンを形成する最近の加工技術としては、エッチング加工
やプレスによる打ち抜き加工がある。このうち、プレス
加工はバリやせん断等の影響で正確な加工を行うことが
できないために微細な加工を行うことが不可能である
が、エッチング加工によればある程度微細で良好な加工
形状のものが容易に得られるため、半導体装置に用いら
れるリードフレームの製作等にこの加工技術がしばしば
適用される。このリードフレームは、金属板にインナー
リードやアウターリード等の加工パターンを施したもの
であり、このリードフレームにおいて、半導体チップが
搭載された後に半導体チップの端子とインナーリードと
が電気的に接続される。

【０００３】ところで、近年、半導体チップの高密度実
装化、高集積化がより一層激しく要求されてきており、
これに対応するため半導体チップを搭載するリードフレ
ームも微細かつ高精度の寸法及び形状を有するものが開
発されてきている。特に、リードフレームの多ピン化が
重点的に進められており、これに伴って、インナーリー
ド先端部等のピッチを極めて狭く微細に加工できる加工
技術が要求されている。

【０００４】このような極めて微細な加工をエッチング
のみにより金属板の両面から加工しようとする場合、金
属板を板厚方向に貫通させるためには片面側につき板厚
の半分以上がエッチングされる必要があるが、エッチン
グは等方性の加工であるために加工される部分の幅方向
にも同じ量だけ同時に加工されてしまい（これをサイド
エッチという）、最終的に形成される間隙の幅は板厚以
上となってしまう。即ち、エッチングで金属板に極めて
微細な加工を施す場合には加工限界が存在し、板厚程度
以下の寸法を加工できなかった。

【０００５】これに対し、レーザ光照射による切断の適
用が検討されている。レーザ光は、そのビーム径を非常
に小さく集光することができるため、極めて微細な加工
に好適であり、金属板、特にリードフレームにおける狭
ピッチのインナーリードの加工を容易にかつ確実に行う
ことができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記レーザ光照射によ
って金属板を切断すれば極めて微細な加工を行うことが
できるが、レーザ光照射に伴う入熱により熱変形が生
じ、良好な加工品質や高い寸法精度を実現できないとい
う問題点があった。

【０００７】また、例えばレーザ加工によって近接する
多数のスリットを形成する場合には、加工途中において
レーザ光照射による熱変形が次のレーザ加工に影響し、
その熱変形が次第に累積して大きなずれを生じ、スリッ
トの形成後に残された部分（以下、ウエブという）が弦
状になって隣接するウエブ同士で短絡してしまう。ま
た、上記ずれが次の切断加工に影響するだけでなく、弦
状になったウエブが振動してしまい、これによって良好
な加工品質や高い寸法精度を実現できないという問題点
があった。特に、加工途中に金属板の平面方向のずれが
生じた場合には、切断すべき正確な位置に次のレーザ光
を照射できないことになり、加工途中に金属板の厚み方
向のずれが生じた場合には、集光されたレーザ光の焦点
位置と金属板の集光位置とが光軸方向にずれてしまうこ
とになり、切断された部分の加工品質が劣化してしまう
ことになる。

【０００８】さらに、上記のような多数のスリットを形
成する場合には、ウエブが長くなると、その部分が自重
を支えられずに変形することが多かった。但し、このよ
うな、自重による変形はレーザ加工だけでなく前述のエ
ッチング加工でも起こりうる。

【０００９】一方、リードフレーム等のパターンの加工
を金属板に施し、その加工が完了した後にインナーリー
ド等の加工後の金属板の弱い部分に補強テープを貼り、
その部分を補強する方法が従来から知られている。この
方法では加工が全て完了した後において、運搬や接触等
による変形を防止することはできるが、レーザ加工でリ
ードフレーム等のパターンの加工をを施す場合にはやは
りその加工途中において上述のような熱変形等の問題点
を生じ、良好な加工品質や高い寸法精度を実現できな
い。

【００１０】以上の問題点はリードフレームの加工に限
ったことではなく、例えば印刷用のメタルマスクのよう
なリードフレーム以外のものを微細に加工しようとする
場合においても共通の問題点である。

【００１１】本発明の目的は、微細な加工ができると共
に、加工途中における被加工物の変形や位置ずれを防止
して良好な加工品質と高い寸法精度を実現できる金属板
の加工方法、及びこれを利用したリードフレームの加工
方法を提供することである。

【００１２】

【００１３】

【課題を解決する手段】上記目的を解決するため、本発
明によれば、レーザ発振器から出力されたレーザ光を金
属板に照射して切断を行う金属板の加工方法において、
前記レーザ光照射による切断工程を少なくとも２つの切
断工程に分け、各々の切断工程の間に、前記金属板の切
断された部分の表面に補強テープを貼り付ける補強工程
を設けたことを特徴とする金属板の加工方法が提供され
る。

【００１４】また、上記目的を解決するため、本発明に
よれば、レーザ発振器から出力されたレーザ光を金属板
に照射して切断を行い所定パターンのリードフレームを
製作するリードフレームの加工方法において、前記レー
ザ光照射による切断工程を少なくとも２つの切断工程に
分け、各々の切断工程の間に、前記金属板の切断された
部分の表面に補強テープを貼り付ける補強工程を設けた
ことを特徴とするリードフレームの加工方法が提供され
る。

【００１５】

【作用】上記のように構成した本発明によれば、補強工
程において、前の切断工程で切断された部分の表面に補
強テープを貼り付けることにより、その部分が補強され
その後の切断工程においてレーザ光照射による入熱を受
けても熱変形はわずかにとどまる。また、切断工程が２
つ以上に分けられてとしても、各々の切断工程の後の補
強工程において補強テープを貼り付けることにより、熱
変形が生じたとしてもその熱変形が次のレーザ加工に影
響することがなく、熱変形が次第に累積して大きなずれ
を生じることがない。さらに、各切断工程毎に補強テー
プを貼り付けることにより、切断後の部分が長くなって
も自重を支えられずに変形することがない。

【００１６】従って、加工途中における位置ずれを防止
することが可能となり、良好な加工品質と高い寸法精度
を実現することが可能となる。

【００１７】以上のような加工方法は、金属板に良好な
加工品質と高い寸法精度を実現することが可能であるた
め、微細かつ高精度の寸法及び形状を有するリードフレ
ームを形成するのに好適である。

【００１８】

【実施例】本発明による金属板の加工方法及びリードフ
レームの加工方法の一実施例について、図１及び図２を
参照しながら説明する。本実施例は金属板を適宜に切り
欠いてリードフレームを形成する例であり、図１にその
工程の鳥瞰図を、図２に各工程におけるインナーリード
部分を示す。このインナーリードはピッチが極めて狭く
微細な寸法に加工されるものである。

【００１９】図１において、レーザ発振器１で発生した
レーザ光はベンディングミラー２で方向を変えられてレ
ーザ光３として集光レンズ４に入射し、集光レンズ４に
よって金属板１０上の加工位置Ａに集光される。集光さ
れたレーザ光３の入熱によって金属板１０は切断加工さ
れ最終的なパターンに基づいた形状に加工される。上記
レーザ加工に先立ち、材料となる金属板には、位置決め
用穴５が予め設けられており、この位置決め用穴５に位
置決め用ピン６が挿入されることにより金属板は固定さ
れ、各工程における位置ずれが防止される。

【００２０】上記のようなレーザ光の照射により、ま
ず、図２（ａ）に示す切断工程が行われる。即ち、金属
板に多数の短いスリット１１が近接して形成される。全
てのスリット１１が形成された状態は図１の金属板１０
のようになる。

【００２１】次に、図２（ｂ）に示す補強工程におい
て、金属板１０の切断された部分、即ちスリット１１形
成後に残されたウエブ１２表面に補強テープ２１が貼り
付けられる。これによってウエブ１２が補強され、その
後の切断工程においてレーザ光照射による入熱を受けて
も熱変形はわずかにとどまる。この時の状態は図１の金
属板２０のようになる。

【００２２】次に、図２（ｃ）に示す切断工程におい
て、レーザ光の照射によって金属板のスリット１１に連
続するスリット３１がさらに形成される。全てのスリッ
ト３１が形成された状態は図１の金属板３０のようにな
る。

【００２３】次に、図２（ｄ）に示す補強工程におい
て、スリット３１形成後に残されたウエブ３２表面に補
強テープ４１が貼り付けられる。これによってウエブ３
２が補強され、その後の切断工程においてレーザ光照射
による入熱を受けても熱変形はわずかにとどまると共
に、熱変形が生じたとしてもその熱変形が次の切断工程
に影響したり、熱変形が次第に累積して大きなずれを生
じることがない。さらに、ウエブが長くなっても自重を
支えられずに変形することがない。この時の状態は図１
の金属板４０のようになる。

【００２４】次に、図２（ｅ）に示す切断工程におい
て、レーザ光の照射によって金属板のスリット３１に連
続するスリット５１がさらに形成される。全てのスリッ
ト５１が形成された状態は図１の金属板５０のようにな
る。

【００２５】上記のような切断工程と補強工程とを繰り
返すことにより金属板には所望のインナーリードが形成
される。但し、各補強工程で貼り付けた補強テープは、
加工途中の補強のために貼り付けたままにしておくこと
が好ましい。

【００２６】以上のように本実施例では、スリット１１
を形成する切断工程後の補強工程でウエブ１２表面に補
強テープ２１を貼り付け、また、スリット３１を形成す
る切断工程後の補強工程でウエブ３２表面に補強テープ
４１を貼り付け、このことを繰り返すので、ウエブが補
強テープによって補強され、レーザ光照射による熱変形
はわずかにとどまる。また、熱変形が生じたとしてもそ
の熱変形が次の切断工程に影響したり、熱変形が次第に
累積して大きなずれを生じることがない。さらに、ウエ
ブが長くなっても自重を支えられずに変形することがな
い。

【００２７】従って、加工途中における位置ずれを防止
することが可能となり、良好な加工品質と高い寸法精度
を実現することが可能となる。

【００２８】また、上記加工方法は極めて微細な加工に
好適なレーザ加工を用いるので、リードフレームの特に
インナーリード部分の加工においてその効果を最大限に
利用することができる。

【００２９】尚、上記実施例ではリードフレームのイン
ナーリード部分の加工に付いて説明したが、それ以外の
部分を本実施例の加工方法により形成してもよい。

【００３０】本発明による金属板の加工方法及びリード
フレームの加工方法の他の実施例について、図３を参照
しながら説明する。本実施例はリードフレームのインナ
ーリードを形成する例であり、図３にその工程を示す。
但し、本実施例におけるレーザ光の金属板への照射方法
は図１と同様である。

【００３１】まず、図３（ａ）に示す切断工程におい
て、金属板６０にレーザ加工を施して図示のような音叉
型の切欠き部６１が多数形成される。次に、図３（ａ）
に示す補強工程において、切断後の金属板６０の残され
た部分の表面に補強テープ６２が貼り付けられる。これ
によって金属板６０が補強され、その後の切断工程にお
いてレーザ光照射による入熱を受けても熱変形はわずか
にとどまる。

【００３２】次に、図３（ｃ）に示す切断工程におい
て、レーザ加工によって切欠き部６１の紙面下方に連続
するスリット６３が図中矢印Ｂの方向に形成されると共
に、レーザ加工によって切欠き部６１の紙面上方部分が
図中矢印Ｃの方向（紙面左方から右方）に切除される。
これによってインナーリード７１及び７２が形成され
る。

【００３３】本実施例の場合、形成されたインナーリー
ド７２の幅は７１の幅よりも小さいが、それぞれの先端
部分はワイヤボンデイングスペース７３及び７４よりも
大きくなっており、半導体チップ端子とのワイヤボンデ
ィングが可能なようになっている。また、ワイヤボンデ
イングスペース７３及び７４はの大きさを確保するため
にこれらの配置は千鳥配置となっている。このような配
置とすることにより、インナーリード７２の幅をワイヤ
ボンデイングのために必要な最小の幅よりも狭くするこ
とができ、インナーリードの狭ピッチ化を実現すること
ができる。

【００３４】以上のように構成した本実施例によれば、
前述の実施例と同様の効果が得られると共に、千鳥配置
のワイヤボンデイングスペースを有するような複雑な形
状の加工を変形することなく行うこともできる。

【００３５】尚、以上２つの実施例は、半導体装置に使
用されるリードフレームの加工を対象としたものである
が、これに限らず、印刷用のメタルマスクのようなリー
ドフレーム以外のものの加工に適用してもよい。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、各々の切断工程の後に
補強テープで補強するので、その後の切断工程における
熱変形を小さくすることができると共に、熱変形が生じ
たとしてもその熱変形が累積して大きなずれになること
がない。また、切断後の部分が長くなっても自重を支え
られずに変形することがない。

【００３７】従って、本発明によれば、微細な加工がで
きると共に、加工途中における位置ずれを防止すること
ができ、良好な加工品質と高い寸法精度を実現すること
ができる。さらに複雑な形状の加工を変形することなく
行うことができる。

【００３８】また、極めて微細な加工に好適なレーザ加
工を用いるので、リードフレームの特にインナーリード
部分を良好な加工品質と高い寸法精度で加工することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による金属板の加工方法を説
明する図であって、金属板を適宜に切り欠いてリードフ
レームを形成する工程の鳥瞰図である。

【図２】図１の各工程におけるインナーリード部分を示
す図である。

【図３】本発明の他の実施例による金属板の加工方法を
説明する図であって、リードフレームにおけるインナー
リードを形成する工程を示す図である。

【符号の説明】

１ レーザ発振器 ３ レーザ光 １０ 金属板 １１ スリット １２ ウエブ ２０ 金属板 ２１ 補強テープ ３０ 金属板 ３１ スリット ３２ ウエブ ４０ 金属板 ４１ 補強テープ ５０ 金属板 ５１ スリット ６０ 金属板 ６１ 切欠き部 ６２ 補強テープ ６３ スリット ７１，７２ インナーリード ７３，７４ ワイヤボンデイングスペース

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ発振器から出力されたレーザ光を
   金属板に照射して切断を行う金属板の加工方法におい
   て、 前記レーザ光照射による切断工程を少なくとも２つの切
   断工程に分け、各々の切断工程の間に、前記金属板の切
   断された部分の表面に補強テープを貼り付ける補強工程
   を設けたことを特徴とする金属板の加工方法。
2. 【請求項２】 レーザ発振器から出力されたレーザ光を
   金属板に照射して切断を行い所定パターンのリードフレ
   ームを製作するリードフレームの加工方法において、 前記レーザ光照射による切断工程を少なくとも２つの切
   断工程に分け、各々の切断工程の間に、前記金属板の切
   断された部分の表面に補強テープを貼り付ける補強工程
   を設けたことを特徴とするリードフレームの加工方法。