JPH07116884A - Laser processing apparatus, laser processing method, dam bar cutting method, and lead frame processing method - Google Patents

Laser processing apparatus, laser processing method, dam bar cutting method, and lead frame processing method

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JPH07116884A
JPH07116884A JP5268802A JP26880293A JPH07116884A JP H07116884 A JPH07116884 A JP H07116884A JP 5268802 A JP5268802 A JP 5268802A JP 26880293 A JP26880293 A JP 26880293A JP H07116884 A JPH07116884 A JP H07116884A
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JP
Japan
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laser
laser processing
laser beam
flow control
gas flow
Prior art date
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Pending
Application number
JP5268802A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
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
Shinya Okumura
信也 奥村
Nobuyuki Kimura
信行 木村
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Construction Machinery Co Ltd filed Critical Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W74/00—Encapsulations, e.g. protective coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W90/00—Package configurations
    • H10W90/701—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
    • H10W90/751—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires
    • H10W90/756—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires between a chip and a stacked lead frame, conducting package substrate or heat sink

Landscapes

  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】被加工材の切断部付近に付着するドロスやスパ
ッタを低減することができるレーザ加工装置及びレーザ
加工方法、並びにこのレーザ加工方法を利用したダムバ
ーの切断方法及びリードフレームの加工方法を提供す
る。 【構成】断面が細長い楕円形のレーザビーム52を用
い、アシストガスを噴出させながらレーザビーム52で
ダムバー1を切断する際に、ダムバー1の下側に、断面
形状がほぼ三角形をなしその頂部がアシストガスの流れ
に対向するように配置された三角堰部10Aを有するガ
ス流れ制御治具10を配置する。この時、三角堰部10
Aの稜線10aとダムバー1上のスポットの長手方向と
が平行になるように対向させる。また、ガス流れ制御治
具10を冷却剤16で冷却し、噴出ポート12b,12
cより冷却剤の一部を噴出させる。
(57) [Abstract] [Purpose] A laser processing apparatus and a laser processing method capable of reducing dross and spatter adhering to the vicinity of a cut portion of a work material, and a dam bar cutting method and a lead using the laser processing method. A method of processing a frame is provided. [Structure] A laser beam 52 having an elongated elliptical cross section is used, and when the dam bar 1 is cut by the laser beam 52 while ejecting an assist gas, a substantially triangular cross section is formed below the dam bar 1 and its top is The gas flow control jig 10 having the triangular dam portion 10A arranged so as to face the flow of the assist gas is arranged. At this time, the triangular weir 10
The ridgeline 10a of A and the longitudinal direction of the spot on the dam bar 1 are made to face each other. Further, the gas flow control jig 10 is cooled by the coolant 16, and the jet ports 12b, 12
A part of the coolant is ejected from c.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、アシストガスを噴出さ
せながらレーザビームによって被加工材を切断するレー
ザ加工装置及びレーザ加工方法、並びにこのレーザ加工
方法を利用したダムバーの切断方法及びリードフレーム
の加工方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser processing apparatus and a laser processing method for cutting a material to be processed by a laser beam while ejecting an assist gas, and a dam bar cutting method and a lead frame using the laser processing method. Regarding processing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】被加工材である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
れらの加工技術は、良好な加工形状のものを能率よく容
易に得ることができるため、半導体装置に用いられるリ
ードフレームの製作にしばしば適用される。上記リード
フレームは、金属板にインナーリードやアウターリード
等の微細な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。
2. Description of the Related Art As a recent processing technique for forming a predetermined pattern by appropriately notching a metal plate which is a work material,
There are etching and punching by pressing. These processing techniques are often applied to the production of lead frames used in semiconductor devices, because they can efficiently and easily obtain good processing shapes. The lead frame is a metal plate on which fine processing patterns such as inner leads and outer leads are provided.In this lead frame, after the semiconductor chip is mounted, the terminals of the semiconductor chip and the inner leads are electrically connected. Connected.

【0003】これに対し、レーザ加工は、高密度エネル
ギー熱源であるレーザビームを被加工材表面上に集光
し、被加工材を局部的かつ瞬時に溶融、溶断する加工方
法であるため、金属板を微細かつ高精度に加工するのに
好適である。例えば、特開平2−301160号公報に
記載の方式では、リードフレームに所定の切断パターン
を施したり、リードフレームのアウターリードを連結す
るダムバーを切断するのにレーザ加工を利用している。
このレーザ加工は、入熱による溶融を利用した加工であ
るため、加工に伴って生じた溶融物が飛散してスパッタ
としてリードフレーム表面に付着したり、溶融物が凝集
して再凝固しドロスとして切断された部分の端面等に残
留する。特に、これらドロスやスパッタは被加工材のレ
ーザビーム画照射された側とは反対側(以下、裏面側と
いう)の切断部端面付近に多く付着する。従って、特開
平2−301160号公報に記載の方式を始め、一般的
なレーザ加工においては、レーザビームと同軸的に噴出
されるアシストガスによって溶融物を吹き飛ばし、ドロ
スやスパッタの付着を抑えている。
On the other hand, laser processing is a processing method in which a laser beam, which is a high-density energy heat source, is focused on the surface of a material to be processed, and the material is melted and melted locally and instantaneously. It is suitable for finely and precisely processing a plate. For example, in the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-301160, laser processing is used to form a predetermined cutting pattern on a lead frame or to cut a dam bar that connects outer leads of the lead frame.
Since this laser processing is processing that uses melting due to heat input, the melt generated during processing is scattered and adheres to the lead frame surface as spatter, or the melt aggregates and resolidifies to form dross. It remains on the end face of the cut part. In particular, a large amount of these dross and spatter adheres near the end surface of the cut portion on the opposite side (hereinafter referred to as the back surface side) of the work material from the side irradiated with the laser beam image. Therefore, in the general laser processing including the method described in JP-A-2-301160, the melt is blown off by the assist gas ejected coaxially with the laser beam to suppress the attachment of dross and spatter. .

【0004】また、特開平3−294081号公報に記
載の従来技術においては、被加工材の切断部裏面に集塵
ダクト及び真空吸引装置を配置し、アシストガスや飛散
する溶融物等を集塵ダクトから吸引することにより、切
断部にドロスやスパッタが付着するのを抑えており、さ
らに、集塵ダクト内面に流体を供給して、上記スパッタ
等が集塵ダクト内面に付着するのを防止している。
Further, in the prior art disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-294081, a dust collecting duct and a vacuum suction device are arranged on the back surface of the cut portion of the workpiece to collect the assist gas and the molten material that scatters. By sucking from the duct, dross and spatter are prevented from adhering to the cutting part.Furthermore, fluid is supplied to the inner surface of the dust collection duct to prevent the spatter from adhering to the inner surface of the dust collection duct. ing.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】近年、上記のような金
属板の加工を行う加工技術においては、さらに微細な加
工を行うことが要求されている。特に、上記のリードフ
レームは、半導体チップの高密度実装化や高集積化に対
応するため、狭ピッチ化、多ピン化することが要求され
ており、しかもその加工精度が高いことも必要である。
このように被加工材を微細かつ高精度に加工し、狭ピッ
チで多ピンのリードフレーム等を形成することは、前述
のようなプレス加工やエッチング加工では困難である。
In recent years, in the processing technique for processing a metal plate as described above, it is required to perform finer processing. In particular, the above lead frame is required to have a narrow pitch and a large number of pins in order to cope with high-density mounting and high integration of semiconductor chips, and it is also necessary to have high processing accuracy. .
As described above, it is difficult to perform fine and highly accurate processing of a work material to form a lead frame having a large number of pins at a narrow pitch by the above-described press processing or etching processing.

【0006】一方、特開平2−301160号公報に記
載の従来技術では、レーザ加工を利用するため、上記プ
レス加工やエッチング加工では不可能であった微細かつ
高精度な加工が可能である。この場合、上記のようにレ
ーザ加工によって生じる溶融物をアシストガスで吹き飛
ばし、ドロスやスパッタの付着を抑えているが、その除
去は不完全であり、加工後にはどうしてもその溶融物が
残留してしまい、ドロスやスパッタが被加工材に付着す
ることは避けられない。
On the other hand, in the prior art disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-301160, laser processing is used, and therefore fine and highly accurate processing which is impossible with the above-mentioned press processing or etching processing is possible. In this case, the melt produced by the laser processing is blown off by the assist gas as described above, and the adhesion of dross and spatter is suppressed, but its removal is incomplete, and the melt inevitably remains after processing. It is inevitable that dross and spatter adhere to the work material.

【0007】これらドロスやスパッタが被加工材表面や
リード端面に付着すると加工形状が悪化し、寸法精度が
低下する。とりわけ、リードフレームの場合には、短絡
等の性能欠陥の主因となり易いほか、後工程での他部品
との接合時における密着性の悪化にもつながり、品質を
損う。さらに、ドロスやスパッタが付着した後にこれら
を除去する作業は能率が悪く、この作業によってリード
フレームが変形する危険性があり、半導体装置の性能を
悪化させ、製品歩留りも低下する。従って、ドロスやス
パッタの付着は極力回避されるべきものである。
If these dross and spatter adhere to the surface of the material to be processed and the end faces of the leads, the processed shape deteriorates and the dimensional accuracy decreases. In particular, in the case of a lead frame, it is likely to be a main cause of performance defects such as a short circuit, and it also leads to deterioration of adhesion at the time of joining with other parts in a later process, resulting in deterioration of quality. Further, the work of removing dross and spatter after adhering thereto is inefficient, and there is a risk of the lead frame being deformed by this work, which deteriorates the performance of the semiconductor device and lowers the product yield. Therefore, the adhesion of dross and spatter should be avoided as much as possible.

【0008】また、特開平3−294081号公報に記
載の従来技術では、切断部を通過したアシストガスや溶
融物等が集塵ダクトから吸引されているだけであり、ド
ロスやスパッタが付着しやすい被加工材裏面側の切断部
端面付近に作用して積極的にドロスやスパッタの付着を
防止することはできない。
Further, in the conventional technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-294081, the assist gas, the melt, and the like that have passed through the cutting portion are only sucked from the dust collecting duct, and dross and spatter are likely to adhere. It is not possible to positively prevent the adhesion of dross and spatter by acting near the end surface of the cut portion on the back surface side of the work material.

【0009】本発明の目的は、被加工材の切断部付近に
付着するドロスやスパッタを低減することができるレー
ザ加工装置及びレーザ加工方法、並びにこのレーザ加工
方法を利用したダムバーの切断方法及びリードフレーム
の加工方法を提供することである。
An object of the present invention is to provide a laser processing apparatus and a laser processing method capable of reducing dross and spatter adhering to the vicinity of a cut portion of a work material, and a dam bar cutting method and a lead using the laser processing method. It is to provide a method of processing a frame.

【0010】[0010]

【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、レーザ発振器と、このレーザ発振
器から発振されるレーザビームを集光させる光学手段
と、前記レーザビームと同軸的にアシストガスを噴出さ
せるアシストガス供給手段とを有し、前記アシストガス
を噴出させながら前記光学系で集光された前記レーザビ
ームで被加工材を切断するレーザ加工装置において、前
記被加工材の下側に、断面形状がほぼ三角形をなしその
頂部がアシストガスの流れに対向するように配置された
三角堰部を有するガス流れ制御治具を設置したことを特
徴とするレーザ加工装置が提供される。
In order to achieve the above object, according to the present invention, a laser oscillator, an optical means for condensing a laser beam oscillated from the laser oscillator, and coaxially with the laser beam are provided. An assist gas supply unit for ejecting an assist gas, the laser processing apparatus cutting the workpiece with the laser beam focused by the optical system while ejecting the assist gas. Provided is a laser processing apparatus characterized in that a gas flow control jig having a triangular dam having a triangular cross section and a top portion thereof facing the flow of assist gas is installed on the side. .

【0011】上記レーザ加工装置において、好ましく
は、前記レーザ発振器が細長い断面形状を有するレーザ
ビームを発生するものであり、前記ガス流れ制御治具の
稜線と前記被加工物上のスポットの長手方向とが平行に
なるように対向させる。
In the above laser processing apparatus, preferably, the laser oscillator generates a laser beam having an elongated cross-sectional shape, and the ridgeline of the gas flow control jig and the longitudinal direction of the spot on the workpiece. Face each other so that they are parallel to each other.

【0012】また、好ましくは、前記ガス流れ制御治具
の稜線と前記レーザビームによる切断軌跡とが平行にな
るように対向させる。
Preferably, the ridge of the gas flow control jig and the cutting locus of the laser beam are made to face each other in parallel.

【0013】また、好ましくは、前記ガス流れ制御治具
が、内部に冷却剤を収容する冷却手段を有する。
Also, preferably, the gas flow control jig has a cooling means for containing a coolant therein.

【0014】また、好ましくは、前記ガス流れ制御治具
が、稜線を挟む2つの側面より前記冷却剤を噴出する噴
出口を有する。
Further, preferably, the gas flow control jig has an ejection port for ejecting the coolant from two side surfaces sandwiching a ridge.

【0015】また、上記目的を達成するため、本発明に
よれば、レーザ発振器から発振されるレーザビームを集
光させ、前記レーザビームと同軸的にアシストガスを噴
出させながら前記レーザビームで被加工材を切断するレ
ーザ加工方法において、前記被加工材の下側に、断面形
状がほぼ三角形をなしその頂部がアシストガスの流れに
対向するように配置された三角堰部を有するガス流れ制
御治具を設置し、前記アシストガスの流れ方向を、前記
ガス流れ制御治具の稜線を挟む2つの側面に沿う流れに
分割することを特徴とするレーザ加工方法が提供され
る。
In order to achieve the above object, according to the present invention, a laser beam oscillated from a laser oscillator is focused, and an assist gas is ejected coaxially with the laser beam while being processed by the laser beam. In a laser processing method for cutting a material, a gas flow control jig having a triangular weir portion having a substantially triangular cross-section and a top portion thereof facing the flow of assist gas below the workpiece material. Is provided, and the flow direction of the assist gas is divided into a flow along two side faces sandwiching the ridge of the gas flow control jig, and a laser processing method is provided.

【0016】上記レーザ加工装置において、好ましく
は、前記レーザ発振器より細長い断面形状を有するレー
ザビームを発生させ、前記ガス流れ制御治具の稜線と前
記被加工物上のスポットの長手方向とが平行になるよう
に対向させる。
In the above laser processing apparatus, preferably, a laser beam having a narrower cross-sectional shape than the laser oscillator is generated so that the ridgeline of the gas flow control jig and the longitudinal direction of the spot on the workpiece are parallel to each other. To face each other.

【0017】また、好ましくは、前記ガス流れ制御治具
の稜線と前記レーザビームによる切断軌跡とが平行にな
るように対向させる。
Preferably, the ridgeline of the gas flow control jig and the cutting locus by the laser beam are opposed to each other in parallel.

【0018】また、上記目的を達成するため、本発明に
よれば、上記レーザ加工方法によって半導体装置のアウ
ターリードを連結するダムバーを切断することを特徴と
するダムバーの切断方法、または上記レーザ加工方法に
よって半導体装置に使用されるリードフレームを切断加
工する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。
To achieve the above object, according to the present invention, the dam bar connecting the outer leads of the semiconductor device is cut by the above laser processing method, or the dam bar cutting method, or the above laser processing method. According to the present invention, there is provided a lead frame processing method characterized by cutting and processing a lead frame used in a semiconductor device.

【0019】[0019]

【作用】前述のように被加工材裏面側の切断部端面付近
にドロスやスパッタが多く付着するのは、切断部を通過
した後のアシストガスの流れ速度が急激に低下し、場合
によってはその流れによどみが形成され、このため、ド
ロスやスパッタとなる溶融物を充分に吹き飛ばすことが
できなくなるためであると考えられる。
As described above, a large amount of dross or spatter adheres to the vicinity of the end face of the cut portion on the back surface of the work piece because the assist gas flow velocity after passing through the cut portion decreases sharply. It is considered that stagnation is formed by the flow, and thus it is impossible to sufficiently blow away the melt that becomes dross or spatter.

【0020】上記のように構成した本発明においては、
被加工材の下側に、断面形状がほぼ三角形をなしその頂
部がアシストガスの流れに対向するように配置された三
角堰部を有するガス流れ制御治具を配置することによ
り、切断部を通過したアシストガスはガス流れ制御治具
の頂部、即ち稜線に当たり、治具の稜線を挟む2つの側
面に沿う流れに分割され、中央から左右へと流れ方向を
曲げられる。これによって、2つの流れに分割されたア
シストガスは、被加工材裏面側の切断部端面付近をかす
めるような方向に流れる。また、ガス流れ制御治具によ
ってアシストガスの流れの断面積が小さくなるため、こ
の部分でのアシストガスの流速が急激に低下することが
なく、その流れによどみが形成されることがない。以上
のことにより、被加工材裏面側の切断部端面付近に付着
しやすい溶融物はアシストガスの流れによって積極的か
つ強制的に吹き飛ばされ、被加工材の切断部付近に付着
するドロスやスパッタを低減することができる。
In the present invention constructed as described above,
Passing the cutting part by arranging a gas flow control jig with a triangular weir in which the cross-sectional shape is almost triangular and the top part is opposed to the flow of assist gas under the work material. The assist gas hits the top of the gas flow control jig, that is, the ridge line, is divided into flows along two side faces sandwiching the ridge line of the jig, and the flow direction is bent from the center to the left and right. As a result, the assist gas divided into two flows flows in such a direction that the vicinity of the end surface of the cut portion on the back surface side of the workpiece is smashed. Moreover, since the cross-sectional area of the assist gas flow is reduced by the gas flow control jig, the flow velocity of the assist gas at this portion does not suddenly decrease, and stagnation is not formed by the flow. As a result of the above, the melt that tends to adhere near the end face of the cut part on the back side of the work piece is actively and forcibly blown off by the flow of assist gas, and dross and spatter that adhere to the cut part of the work piece are prevented. It can be reduced.

【0021】また、レーザ発振器として細長い断面形状
のレーザビームを発生させるものを使用した場合に、ガ
ス流れ制御治具の稜線と被加工物上のスポットの長手方
向とが平行になるように対向させることにより、被加工
物上のスポットの長手方向全長にわたって、被加工材の
切断部の下側に常にガス流れ制御治具の稜線を位置させ
ることができ、常に上述のような作用が得られることに
なる。
Further, when a laser oscillator for generating a laser beam having an elongated cross section is used, the ridgeline of the gas flow control jig and the longitudinal direction of the spot on the workpiece are opposed to each other. By doing so, the ridgeline of the gas flow control jig can always be positioned below the cutting portion of the work piece over the entire length of the spot on the work piece in the longitudinal direction, and the above-described action can always be obtained. become.

【0022】また、ガス流れ制御治具の稜線とレーザビ
ームによる切断軌跡とが平行になるように対向させるこ
とにより、切断の進行に従ってレーザ加工部、即ちアシ
ストガスの噴出位置が移動しても、被加工材の切断部の
下側に常にガス流れ制御治具の稜線が位置することにな
り、常に上述のような作用が得られることになる。
Further, by making the ridge of the gas flow control jig and the locus of cutting by the laser beam parallel so as to face each other, even if the laser processing portion, that is, the ejection position of the assist gas moves as the cutting progresses, Since the ridgeline of the gas flow control jig is always located below the cut portion of the workpiece, the above-described action is always obtained.

【0023】また、上記ガス流れ制御治具内部の冷却手
段に冷却剤を収容することにより、治具が冷却され、ア
シストガスで吹き飛ばされてこの治具に到達した溶融物
等が治具の表面で急冷される。この急冷された溶融物は
治具の表面から剥がれ落ち易いため、治具の表面に付着
することが防止される。さらに、ガス流れ制御治具が冷
却されることにより、被加工材を通過してきたレーザビ
ームによってガス流れ制御治具が溶融、破損することが
避けられる。
Further, by storing a coolant in the cooling means inside the gas flow control jig, the jig is cooled and the melted material or the like blown off by the assist gas to reach the jig is the surface of the jig. Is quenched in. This rapidly cooled melt is easily peeled off from the surface of the jig, so that it is prevented from adhering to the surface of the jig. Further, by cooling the gas flow control jig, it is possible to avoid melting and damage of the gas flow control jig by the laser beam that has passed through the workpiece.

【0024】また、上記ガス流れ制御治具の稜線を挟む
2つの側面の噴出口より冷却剤を噴出することにより、
上記のようにして急冷された溶融物が洗い流され、塵埃
やレーザ加工時に発生したガス等も吸収、除去される。
さらに、切断部が貫通して形成される直前まで上記噴出
口から被加工材の裏面へ冷却剤を供給することにより、
切断部が貫通した時にレーザ加工によって発生した溶融
物が急冷され、被加工物から剥がれ落ち易くなる。従っ
て、ドロスやスパッタが切断部端面付近に付着すること
が抑制される。
Further, by ejecting the coolant from the ejection ports on the two side surfaces sandwiching the ridge of the gas flow control jig,
The melt that has been rapidly cooled as described above is washed away, and dust, gas generated during laser processing, and the like are also absorbed and removed.
Furthermore, by supplying the coolant to the back surface of the material to be processed from the ejection port until just before the cut portion is formed to penetrate,
When the cut portion penetrates, the melt generated by laser processing is rapidly cooled and easily peels off from the workpiece. Therefore, dross and spatter are prevented from adhering to the vicinity of the end face of the cut portion.

【0025】また、本発明は、微細かつ高精度な加工が
可能であると共に、被加工材の切断部付近に付着するド
ロスやスパッタを低減することができるため、半導体装
置のアウターリードを連結するダムバーを切断するため
に本発明を用いれば有効である。さらに、半導体装置に
使用されるリードフレームの切断加工に用いても有効で
ある。
Further, according to the present invention, fine and highly accurate processing can be performed, and dross and spatter attached to the vicinity of the cut portion of the workpiece can be reduced, so that the outer leads of the semiconductor device are connected. It is useful to use the present invention to cut a dam bar. Further, it is also effective when used for cutting a lead frame used for a semiconductor device.

【0026】[0026]

【実施例】本発明の一実施例について、図1から図6を
参照しながら説明する。本実施例は細長い断面形状を有
するレーザビームを用いて半導体装置のアウターリード
を連結するダムバーの切断を行う実施例である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment is an embodiment in which a dam bar that connects outer leads of a semiconductor device is cut by using a laser beam having an elongated cross-sectional shape.

【0027】まず、本実施例のレーザ加工装置における
レーザ発振器、加工ヘッド及びノズルの内部の光学系の
構成を図2により説明する。図2において、レーザ発振
器21にはレーザ共振器31及びビーム径変換ユニット
32が備えられ、加工ヘッド24にはベンディングミラ
ー24aが備えられ、ノズル25には集光レンズ26及
びアシストガス供給口25aが備えられている。また、
ビーム径変換ユニット32は凸型シリンドリカルレンズ
(円筒面レンズ)33及び凹型シリンドリカルレンズ3
4(円筒面レンズ)を備え、ビーム径変換ユニット32
全体が図示しない駆動モータ等によりレーザビーム50
の光軸まわりに所定角度だけ回転できるようになってい
る。また、ダムバー1(図3及び4参照)の下側には後
述するガス流れ制御治具10が配置されている。但し、
上記加工ヘッド24、ベンディングミラー24a、ノズ
ル25、集光レンズ26はレーザ発振器21から発振さ
れるレーザビームを集光させる光学手段を構成する。
First, the structure of the laser oscillator, the processing head, and the optical system inside the nozzle in the laser processing apparatus of this embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 2, the laser oscillator 21 is provided with a laser resonator 31 and a beam diameter conversion unit 32, the processing head 24 is provided with a bending mirror 24a, and the nozzle 25 is provided with a condenser lens 26 and an assist gas supply port 25a. It is equipped. Also,
The beam diameter conversion unit 32 includes a convex cylindrical lens (cylindrical surface lens) 33 and a concave cylindrical lens 3.
4 (cylindrical lens), beam diameter conversion unit 32
The laser beam 50 is entirely driven by a drive motor (not shown).
It can be rotated about the optical axis by a predetermined angle. Further, a gas flow control jig 10 described later is arranged below the dam bar 1 (see FIGS. 3 and 4). However,
The processing head 24, the bending mirror 24a, the nozzle 25, and the condenser lens 26 constitute optical means for condensing the laser beam emitted from the laser oscillator 21.

【0028】レーザ共振器31で発生したレーザビーム
50は、まずビーム径変換ユニット32の凸型シリンド
リカルレンズ33でビーム断面の一軸方向のみが縮小さ
れ、その後凹型シリンドリカルレンズ34で平行光に矯
正される。凹型シリンドリカルレンズ34を出射したレ
ーザビーム51は、加工ヘッド24に入射しベンディン
グミラー24aで方向が変えられてノズル25内の集光
レンズ26に入射する。この集光レンズ26により前述
の所定のエネルギ密度を有するようにレーザビームが集
光されダムバー1表面に照射される。このダムバー1に
照射されるレーザビーム52の断面形状は上記シリンド
リカルレンズ33,34の働きによって一軸方向のみが
縮小された細長い楕円形となり、またビーム径変換ユニ
ット32全体が所定角度だけ回転することにより、楕円
形のレーザビームは光軸のまわりに自転する。また、こ
のノズル25先端部付近のアシストガス供給口25aか
らはアシストガスがレーザビームと同軸的に噴出され
る。尚、上記のような光学系を用いずに、レーザ共振器
をスラブ型のレーザ活性体を備えたものとし、このレー
ザ共振器より発生する矩形断面のスラブレーザを使用し
てもよい。
The laser beam 50 generated by the laser resonator 31 is first reduced by the convex cylindrical lens 33 of the beam diameter conversion unit 32 in only one axial direction of the beam cross section, and then corrected by the concave cylindrical lens 34 into parallel light. . The laser beam 51 emitted from the concave cylindrical lens 34 enters the processing head 24, is changed in direction by the bending mirror 24 a, and enters the condenser lens 26 in the nozzle 25. The condensing lens 26 condenses the laser beam so as to have the above-mentioned predetermined energy density and irradiates the surface of the dam bar 1. The cross-sectional shape of the laser beam 52 with which the dam bar 1 is irradiated becomes an elongated elliptical shape in which only the uniaxial direction is reduced by the action of the cylindrical lenses 33 and 34, and the entire beam diameter conversion unit 32 is rotated by a predetermined angle. , An elliptical laser beam rotates about its optical axis. Further, the assist gas is ejected from the assist gas supply port 25a near the tip of the nozzle 25 coaxially with the laser beam. Instead of using the above optical system, the laser resonator may be provided with a slab type laser activator, and a slab laser having a rectangular cross section generated from this laser resonator may be used.

【0029】次に、ダムバー(被加工材)1の下側に配
置されるガス流れ制御治具10の構成を図1及び図3に
より説明する。但し、図3は図1のIII−III方向からの
矢視断面図であり、半導体装置の樹脂モールド内を省略
した。図1及び図3に示すように、ガス流れ制御治具1
0は断面形状がほぼ三角形をなす三角堰部10Aと、三
角堰部10Aの下側の基部10Bとを有する。三角堰部
10Aの頂部、即ち稜線10aはアシストガスの流れに
対向するように配置され、かつダムバー1上の楕円形ス
ポットの長手方向とが平行になるように配置されてい
る。
Next, the structure of the gas flow control jig 10 disposed below the dam bar (workpiece) 1 will be described with reference to FIGS. 1 and 3. However, FIG. 3 is a sectional view taken along the line III-III in FIG. 1, and the inside of the resin mold of the semiconductor device is omitted. As shown in FIGS. 1 and 3, the gas flow control jig 1
Reference numeral 0 has a triangular dam portion 10A having a substantially triangular cross section, and a lower base portion 10B of the triangular dam portion 10A. The top of the triangular weir 10A, that is, the ridgeline 10a is arranged so as to face the flow of the assist gas, and is arranged so that the longitudinal direction of the elliptical spot on the dam bar 1 is parallel.

【0030】ガス流れ制御治具10の内部には冷却手段
としての冷却剤溜まり11が設けられており、その三角
堰部10Aの稜線10aを挟む2つの側面10b,10
cにはこの冷却剤溜まり11からの冷却剤の一部を噴出
させる噴出ポート(噴出口)12b,12cがそれぞれ
開口している。また、冷却剤溜まり11には管継手13
を介して管路14が接続され、冷却剤タンク15の冷却
剤16が送給ポンプ17によって管路14より冷却剤溜
まり11に供給される。さらに、バルブ18は管路14
を開閉するために取り付けられている。
A coolant reservoir 11 as a cooling means is provided inside the gas flow control jig 10, and two side faces 10b, 10 sandwiching a ridge line 10a of the triangular dam portion 10A.
Spout ports (spout ports) 12b and 12c for spouting a part of the coolant from the coolant reservoir 11 are opened in c. Further, the coolant reservoir 11 has a pipe joint 13
The pipe 14 is connected via the pipe 14, and the coolant 16 in the coolant tank 15 is supplied from the pipe 14 to the coolant reservoir 11 by the feed pump 17. Further, the valve 18 is connected to the pipeline 14.
It is attached to open and close.

【0031】また、冷却剤溜まり11内の冷却剤16の
一部は図中矢印19b,19cでそれぞれ示すように噴
出ポート12a,12bから三角堰部10Aの側面10
b,10c表面に噴出すると共に、ダムバー1の切断部
1aが貫通する直前までダムバー1の裏面へ冷却剤が直
接供給される。この冷却剤16としては、水を使用する
のが望ましいが、スパッタ防止剤等を用いてもよい。
Further, a part of the coolant 16 in the coolant reservoir 11 extends from the jet ports 12a and 12b to the side surface 10 of the triangular dam portion 10A as shown by arrows 19b and 19c in the figure.
The coolant is directly supplied to the back surface of the dam bar 1 just before the cutting portion 1a of the dam bar 1 penetrates while being jetted to the front surfaces of the b and 10c. Although it is desirable to use water as the coolant 16, a spatter preventive agent or the like may be used.

【0032】図4に、本実施例によってダムバーを切断
する状況を示す。図4において、ダムバー1は、リード
フレーム5と半導体チップ(図示せず)を一体として封
止する樹脂モールド2を形成する際、モールド樹脂がア
ウターリード3の隙間から流れ出さないようにせき止め
るとともに、アウターリード3の相互の位置ずれが生じ
ないようにアウターリード3の各リード間を連結するた
めのものである。
FIG. 4 shows a situation in which the dam bar is cut according to this embodiment. In FIG. 4, when forming the resin mold 2 that integrally seals the lead frame 5 and the semiconductor chip (not shown), the dam bar 1 prevents the mold resin from flowing out from the gap of the outer lead 3 and This is for connecting the leads of the outer lead 3 so that the outer leads 3 are not displaced from each other.

【0033】本実施例では、図4に示すように、細長い
楕円形の断面形状を有するレーザビーム52を、図中二
点鎖線で示す位置に1パルスまたは数パルス照射するこ
とにより、ダムバー1を順に切断して行く。このよう
に、細長い楕円形の断面を有するレーザビーム52を用
いることにより、能率良くダムバー1を切断することが
できる。また、レーザビームを用いることにより、微細
な加工が可能となると共に、加工中にリードフレーム5
に不必要な変形や歪みをほとんど与えず、加工精度を損
うことがない。
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the dam bar 1 is irradiated by irradiating the laser beam 52 having an elongated elliptical cross-sectional shape at a position indicated by a chain double-dashed line in the figure for one pulse or several pulses. Cut off in order. As described above, by using the laser beam 52 having an elongated elliptical cross section, the dam bar 1 can be efficiently cut. Further, by using the laser beam, fine processing becomes possible, and the lead frame 5 is processed during processing.
Almost no unnecessary deformation or distortion is given to the machine and the processing accuracy is not impaired.

【0034】図1及び図3に戻り、本実施例の作用を説
明する。ダムバー1は、レーザビームがもたらす入熱に
より溶融及び切断される。このダムバー1の切断部1a
を通過するアシストガス(図中矢印4aで示す)はガス
流れ制御治具10の三角堰部10Aの稜線10aに当た
り、図中矢印4b及び4cで示すように稜線10aを挟
む2つの側面10b及び10cに沿う流れに分割され、
中央から左右に流れ方向を曲げられる。これによって、
矢印4b及び4cで示すアシストガスは、リードフレー
ム5裏面側の切断部1aの端面付近をかすめるような方
向に流れる。また、ガス流れ制御治具10によってアシ
ストガスの流れの断面積が小さくなるため、この部分で
のアシストガスの流速が急激に低下することがなく、そ
の流れによどみが形成されることがない。
Returning to FIGS. 1 and 3, the operation of this embodiment will be described. The dam bar 1 is melted and cut by the heat input provided by the laser beam. Cutting part 1a of this dam bar 1
The assist gas (shown by an arrow 4a in the figure) passing through the ridge hits the ridge line 10a of the triangular weir portion 10A of the gas flow control jig 10, and two side faces 10b and 10c sandwiching the ridge line 10a as shown by arrows 4b and 4c in the figure. Divided into flows along
The flow direction can be bent from the center to the left and right. by this,
The assist gas indicated by the arrows 4b and 4c flows in a direction such that the vicinity of the end face of the cut portion 1a on the back surface side of the lead frame 5 is grazed. Further, since the cross-sectional area of the assist gas flow is reduced by the gas flow control jig 10, the flow velocity of the assist gas at this portion does not suddenly decrease, and stagnation is not formed by the flow.

【0035】以上のことにより、リードフレーム5裏面
側の切断部1aの端面付近に付着しやすい溶融物はアシ
ストガスの流れによって積極的かつ強制的に吹き飛ばさ
れ、切断部1aの裏面付近に付着するドロスやスパッタ
を低減することができる。
As a result of the above, the melt that tends to adhere to the vicinity of the end face of the cut portion 1a on the rear surface of the lead frame 5 is positively and forcibly blown off by the flow of the assist gas and adheres to the vicinity of the rear surface of the cut portion 1a. Dross and spatter can be reduced.

【0036】また、ガス流れ制御治具10内部の冷却剤
溜まり11に収容された水やスパッタ防止剤等の冷却剤
16がガス流れ制御治具10を冷却し、アシストガスで
吹き飛ばされガス流れ制御治具10表面に到達した溶融
物がこのガス流れ制御治具10の表面で急冷される。こ
の急冷された溶融物はガス流れ制御治具10の表面から
剥がれ落ち易いため、その表面に付着することが防止さ
れる。さらに、冷却剤がガス流れ制御治具10を冷却す
るので、ダムバー1の切断部1aを通過してきたレーザ
ビーム52によってガス流れ制御治具10が溶融、破損
することが避けられる。
Further, a coolant 16 such as water or an anti-spatter agent stored in the coolant reservoir 11 inside the gas flow control jig 10 cools the gas flow control jig 10 and is blown off by the assist gas to control the gas flow. The melt reaching the surface of the jig 10 is rapidly cooled on the surface of the gas flow control jig 10. The rapidly cooled melt is easily peeled off from the surface of the gas flow control jig 10, so that the melt is prevented from adhering to the surface. Furthermore, since the coolant cools the gas flow control jig 10, it is possible to avoid melting and damage of the gas flow control jig 10 by the laser beam 52 passing through the cutting portion 1a of the dam bar 1.

【0037】また、噴出ポート12a,12bより三角
堰部10Aの側面10b,10c表面に冷却剤を噴出す
るので、上記のようにして急冷された溶融物が洗い流さ
れ、塵埃やレーザ加工時に発生したガス等も吸収、除去
される。さらに、ダムバー1の切断部1aが貫通する直
前までダムバー1の裏面へ冷却剤が直接供給されるの
で、切断部1aが貫通した時にレーザ加工によって発生
した溶融物が急冷され、リードフレーム5から剥がれ落
ち易くなる。従って、このことによってもドロスやスパ
ッタが切断部1aの端面付近に付着することが抑制され
る。
Further, since the coolant is jetted from the jet ports 12a and 12b to the side surfaces 10b and 10c of the triangular dam 10A, the melt rapidly cooled as described above is washed away, and dust or laser generated during laser processing. Gases and the like are also absorbed and removed. Further, since the coolant is directly supplied to the back surface of the dam bar 1 just before the cut portion 1a of the dam bar 1 penetrates, the melt generated by the laser processing when the cut portion 1a penetrates is rapidly cooled and peeled from the lead frame 5. It becomes easy to fall. Therefore, this also prevents dross and spatter from adhering to the vicinity of the end face of the cutting portion 1a.

【0038】ところで、円形の断面形状を有するレーザ
ビームを用いてその照射位置を順次所定の軌跡に沿って
少しずつずらせ、微小な切断部を重ね合わせながら連結
して切断を行う方法に比べ、上記のような細長い断面形
状のレーザビームを用いることにより、1回のパルス状
のレーザビーム照射によって長い間隙が加工でき、格段
に速い速度で能率よく切断を行うことができる。また、
このレーザビーム断面の長手方向と進行方向(切断進行
方向)とを一致させながら切断を行うことにより、長い
切断部も高速に切断できる。
By the way, as compared with the method in which a laser beam having a circular cross-sectional shape is used to sequentially shift the irradiation position little by little along a predetermined locus and the minute cut portions are connected while being overlapped with each other, By using a laser beam having an elongated cross-sectional shape as described above, a long gap can be processed by irradiating a pulsed laser beam once, and cutting can be efficiently performed at a remarkably high speed. Also,
By cutting while making the longitudinal direction of the laser beam cross section coincide with the traveling direction (cutting traveling direction), a long cutting portion can be cut at high speed.

【0039】しかし、この場合は、1パルスで切断され
る切断部の長さが長くなるため、溶融物の量も増加す
る。また、円形の断面形状のレーザビームを用いた方法
では、微小な切断部を重ねる割合が多いため、一旦付着
したドロスやスパッタを再度溶解して切断部から落下さ
せることも可能であったが、細長い断面形状のレーザビ
ームを用いる場合には切断部を重ねる割合が少ないため
に、付着したドロスやスパッタが再度溶解されることが
ほとんどない。即ち、細長い断面形状のレーザビームを
用いる場合には付着するドロスやスパッタの量が増加す
ることが考えられる。
However, in this case, since the length of the cut portion cut by one pulse becomes long, the amount of the melt also increases. Further, in the method using a laser beam having a circular cross-sectional shape, it is possible to re-dissolve dross or spatter that has once adhered and drop it from the cutting portion because the proportion of overlapping minute cutting portions is large. When a laser beam having an elongated cross-sectional shape is used, the proportion of overlapping cut portions is small, so that the attached dross or spatter is hardly dissolved again. That is, when a laser beam having an elongated cross section is used, the amount of dross or spatter attached may increase.

【0040】これに対し、本実施例では、ダムバー(被
加工材)1の下側にガス流れ制御治具10を配置し、溶
融物をアシストガスの流れによって積極的かつ強制的に
吹き飛ばすので、上記のような細長い断面形状のレーザ
ビームを用いる場合においても、付着するドロスやスパ
ッタを低減することができる。
On the other hand, in this embodiment, since the gas flow control jig 10 is arranged below the dam bar (workpiece) 1 and the melt is positively and forcibly blown off by the flow of the assist gas, Even when using a laser beam having an elongated cross section as described above, it is possible to reduce the attached dross and spatter.

【0041】勿論、円形の断面形状を有するレーザビー
ムを用いた場合でも、本実施例と同様に付着するドロス
やスパッタを低減することができる。また、次に述べる
リードフレームを加工する場合のように、長い切断部を
切断する場合には、三角堰部の稜線とレーザビームによ
る切断軌跡とが平行になるように対向させればよい。こ
れにより、切断の進行に従ってレーザ加工部、即ちアシ
ストガスの噴出位置が移動しても、被加工材の切断部の
下側に常に三角堰部10Aの稜線を位置させることがで
き、溶融物をアシストガスの流れによって吹き飛ばし、
付着するドロスやスパッタを低減することができる。
Of course, even when a laser beam having a circular cross-sectional shape is used, it is possible to reduce the attached dross and spatter as in this embodiment. Further, when cutting a long cut portion as in the case of processing a lead frame described below, the ridge line of the triangular dam portion and the cutting locus by the laser beam may be made to face each other. As a result, even if the laser processing portion, that is, the position where the assist gas is ejected moves as the cutting progresses, the ridgeline of the triangular dam portion 10A can always be positioned below the cutting portion of the workpiece, and the melted material Blow off by the flow of assist gas,
Adhesive dross and spatter can be reduced.

【0042】また、本実施例は、微細かつ高精度な加工
が可能であると共に、被加工材の切断部付近に付着する
ドロスやスパッタを低減することができるため、以上説
明したようなダムバーの切断だけでなく、半導体装置に
使用されるリードフレームそのものの切断加工に用いて
も有効である。
Further, in this embodiment, fine and highly accurate processing is possible, and dross and spatter attached to the vicinity of the cut portion of the workpiece can be reduced. It is effective not only for cutting but also for cutting the lead frame itself used for the semiconductor device.

【0043】図5に上記リードフレームの一例を示す。
尚、図5では、一般性を考慮して、リードフレーム及び
その各構成部分に、図1〜図4のリードフレーム及びそ
の各構成部分の番号とは異なる番号を付してある。図5
において、リードフレーム100の中央部分には、半導
体チップを搭載するダイパッド101が設けられてお
り、このダイパッド101を囲むようにして多数のイン
ナーリード102と、これらインナーリード102に連
続するアウターリード103が配設されている。隣合う
アウターリード103はダムバー104により互いに連
結されている。また、ダイパッド101の周辺は腕10
5以外は切欠き部106が設けられており、この切欠き
部106によりインナーリード102はダイパッド10
1と分離され、かつ隣合うインナーリード102はこの
切欠き部106によりそれぞれ分離されている。さら
に、リードフレーム100外周の外枠部107部分には
半導体チップの端子とインナーリード102との接続時
の位置決め用に位置決め穴108が設けられている。
FIG. 5 shows an example of the lead frame.
In addition, in FIG. 5, in consideration of generality, the lead frame and each component thereof are assigned with numbers different from the numbers of the lead frame and each component of FIGS. 1 to 4. Figure 5
In the lead frame 100, a die pad 101 on which a semiconductor chip is mounted is provided in the center portion, and a large number of inner leads 102 and outer leads 103 continuous with the inner leads 102 are arranged so as to surround the die pad 101. Has been done. Adjacent outer leads 103 are connected to each other by a dam bar 104. The area around the die pad 101 is the arm 10.
Notches 5 are provided with a notch 106, and the notch 106 causes the inner lead 102 to move to the die pad 10.
The inner leads 102 separated from each other and adjacent to each other are separated from each other by the notch 106. Further, a positioning hole 108 is provided in the outer frame portion 107 on the outer periphery of the lead frame 100 for positioning when the terminals of the semiconductor chip and the inner leads 102 are connected.

【0044】また、インナーリード102は、ダイパッ
ド101の方へ収束するように延びており、その先端部
は半導体チップ(図示せず)をダイパッド101に搭載
した後に行われる電気的接続を行うのに十分な幅となっ
ている。従って、インナーリード102の内側における
相隣合うリード間の間隙は特に狭く、極めて微細な構造
となっており、しかもこの部分の加工はリードフレーム
の加工において最も寸法精度や清浄度が厳しい部分であ
る。
The inner lead 102 extends so as to converge toward the die pad 101, and its tip portion is used for electrical connection after mounting a semiconductor chip (not shown) on the die pad 101. It is wide enough. Therefore, the gap between the adjacent leads on the inner side of the inner lead 102 is particularly narrow and has an extremely fine structure, and the processing of this portion is the most strict in dimensional accuracy and cleanliness in the processing of the lead frame. .

【0045】例えば、アウターリードのピッチが0.3
mm、ピン数が300程度のものは、板厚が0.1〜
0.15mm程度の42アロイや銅合金の薄板が使われ
る。このリードフレームのインナーリードのピッチとし
ては、リードフレームの配列を考慮して0.15〜0.
2mm程度のものが考えられるが、このためにはリード
間の間隙を0.05〜0.08mm程度の狭い幅にしな
ければならない。即ち、このようなリードフレームで
は、板厚よりも狭い切断幅の切断加工が必要となり、し
かも、多数のリードと半導体チップの端子とを正確に接
続するためには、各々のリードの加工精度も厳しく管理
することが必要である。
For example, the outer lead pitch is 0.3.
mm, the number of pins is about 300, the plate thickness is 0.1
A thin plate of 42 alloy or copper alloy of about 0.15 mm is used. The pitch of the inner leads of the lead frame is 0.15 to 0.
The width of about 2 mm is conceivable, but for this purpose, the gap between the leads must be as narrow as about 0.05 to 0.08 mm. That is, in such a lead frame, it is necessary to perform a cutting process with a cutting width narrower than the plate thickness, and in addition, in order to accurately connect a large number of leads to the terminals of the semiconductor chip, the processing accuracy of each lead is also high. It is necessary to manage it strictly.

【0046】本実施例では、レーザビームを利用し、し
かもドロスやスパッタの付着を低減することができるの
で、このような板厚よりも狭い切断幅の加工を高精度に
行うことができる。
In the present embodiment, since the laser beam is used and the adhesion of dross and spatter can be reduced, it is possible to perform processing with a cutting width narrower than the plate thickness with high accuracy.

【0047】図6に、上記リードフレームを使用して製
造される半導体装置の一例を示す。図6に示す半導体装
置110において、ダイパッド101には半導体チップ
111が搭載され、インナーリード102と半導体チッ
プ111の端子とがワイヤ112により電気的にワイヤ
ボンディングされ、半導体チップ111及びインナーリ
ード102を含む部分が樹脂モールド113により封止
されている。また、ダムバー104(図5参照)が本実
施例で説明したようにして切断され、アウターリード1
03が個々に分離されており、さらにアウターリード1
03は樹脂モールド113の外側で曲げ成形されてい
る。このアウターリード103の曲げ成形された部分
は、後ほど半導体装置110がプリント基板上に搭載さ
れた時に、プリント基板の回路パターンに接続される部
分である。
FIG. 6 shows an example of a semiconductor device manufactured using the above lead frame. In the semiconductor device 110 shown in FIG. 6, the semiconductor chip 111 is mounted on the die pad 101, and the inner lead 102 and the terminal of the semiconductor chip 111 are electrically wire-bonded by the wire 112, and the semiconductor chip 111 and the inner lead 102 are included. The part is sealed by the resin mold 113. Further, the dam bar 104 (see FIG. 5) is cut as described in this embodiment, and the outer lead 1
03 are individually separated, and outer lead 1
Reference numeral 03 is bent outside the resin mold 113. The bent portion of the outer lead 103 is a portion to be connected to the circuit pattern of the printed circuit board when the semiconductor device 110 is mounted on the printed circuit board later.

【0048】以上のように本実施例によれば、ダムバー
(被加工材)1の下側に、ガス流れ制御治具10を配置
するので、切断部1aを通過したアシストガスは稜線1
0aを挟む2つの側面10b及び10cに沿う流れに分
割され、リードフレーム5裏面側の切断部1aの端面付
近をかすめるような方向に流れると共に、アシストガス
の流れの断面積が小さくなり、流速が急激に低下するこ
とがない。従って、溶融物はアシストガスの流れによっ
て積極的かつ強制的に吹き飛ばされ、切断部1aの裏面
付近に付着するドロスやスパッタを低減することができ
る。
As described above, according to the present embodiment, since the gas flow control jig 10 is arranged below the dam bar (workpiece) 1, the assist gas passing through the cutting portion 1a has the ridge line 1
0a is divided into a flow along two side faces 10b and 10c, and the flow proceeds in such a direction as to graze the vicinity of the end face of the cut portion 1a on the back surface side of the lead frame 5, and the cross-sectional area of the flow of the assist gas becomes small, so that the flow velocity is Does not drop sharply. Therefore, the melt is positively and forcibly blown off by the flow of the assist gas, and dross and spatter attached to the vicinity of the back surface of the cut portion 1a can be reduced.

【0049】また、稜線10aとダムバー1上のスポッ
トの長手方向とが平行になるように対向させるので、ス
ポットの長手方向全長にわたって、常に三角堰部10A
の稜線10aを位置させることができ、常に上述の効果
が得られる。
Further, since the ridge line 10a and the spot on the dam bar 1 are opposed to each other so as to be parallel to each other, the triangular dam portion 10A is always provided over the entire length of the spot in the longitudinal direction.
The ridgeline 10a can be positioned, and the above-described effect can always be obtained.

【0050】また、ガス流れ制御治具10を冷却剤溜ま
り11の冷却剤16で冷却するので、アシストガスで吹
き飛ばされた溶融物等がその表面で急冷され、ガス流れ
制御治具10の表面から剥がれ落ちてその表面に付着す
ることが防止される。また、ガス流れ制御治具10が冷
却されるので、レーザビームによってガス流れ制御治具
10が溶融、破損することが避けられる。
Further, since the gas flow control jig 10 is cooled by the coolant 16 in the coolant reservoir 11, the melt or the like blown off by the assist gas is rapidly cooled on its surface, and the gas flow control jig 10 is cooled from the surface. It is prevented from peeling off and adhering to the surface. Further, since the gas flow control jig 10 is cooled, it is possible to avoid melting and damage of the gas flow control jig 10 by the laser beam.

【0051】また、噴出ポート12a,12bより三角
堰部10Aの側面10b,10c表面に冷却剤を噴出す
るので、急冷された溶融物が洗い流され、塵埃やレーザ
加工時に発生したガス等も吸収、除去される。さらに、
ダムバー1の切断部1aが貫通する直前までダムバー1
の裏面へ冷却剤を直接供給するので、切断部1aが貫通
した時にレーザ加工によって発生した溶融物が急冷さ
れ、リードフレーム5から剥がれ落ち易くなる。従っ
て、このことによってもドロスやスパッタが切断部1a
の端面付近に付着することが抑制される。
Further, since the coolant is jetted from the jet ports 12a, 12b to the surfaces of the side faces 10b, 10c of the triangular dam 10A, the rapidly cooled melt is washed away, and dust and gas generated during laser processing are absorbed, To be removed. further,
Dam bar 1 until just before the cut portion 1a of the dam bar 1 penetrates
Since the coolant is directly supplied to the back surface of the, the melt generated by laser processing when the cut portion 1a penetrates is rapidly cooled and easily peeled off from the lead frame 5. Therefore, this also causes dross and spatter to occur in the cutting portion 1a
Is suppressed from adhering to the vicinity of the end face.

【0052】また、長い切断部を切断する場合に、ガス
流れ制御治具の稜線とレーザビームによる切断軌跡とが
平行になるように対向させるので、切断の進行に従って
アシストガスの噴出位置が移動しても、切断部の下側に
常にガス流れ制御治具の稜線を位置させることができ、
常に上述の効果が得られる。
Further, when cutting a long cutting portion, since the ridge line of the gas flow control jig and the cutting trajectory by the laser beam are opposed to each other so as to be parallel to each other, the ejection position of the assist gas moves as the cutting progresses. However, the ridge of the gas flow control jig can always be positioned below the cutting part,
The above effects are always obtained.

【0053】尚、本発明は、上記ダムバーの切断やリー
ドフレームの切断加工以外に、金属メッシュシートやス
クリーン印刷用の金属マスク等の切断加工に用いてもよ
い。
The present invention may be used for cutting a metal mesh sheet, a metal mask for screen printing, etc., in addition to the cutting of the dam bar and the cutting of the lead frame.

【0054】[0054]

【発明の効果】本発明によれば、被加工材の下側に、ガ
ス流れ制御治具を配置するので、切断部を通過したアシ
ストガスが2つの流れに分割され、被加工材裏面側の切
断部端面付近をかすめるような方向に流れると共に、ア
シストガスの流れの断面積が小さくなって流速が急激に
低下することがない。従って、溶融物がアシストガスの
流れによって積極的かつ強制的に吹き飛ばされ、被加工
材の切断部付近に付着するドロスやスパッタを低減する
ことができる。
According to the present invention, since the gas flow control jig is arranged below the work material, the assist gas passing through the cutting portion is divided into two flows, and the assist gas on the back surface side of the work material is divided. While flowing near the end face of the cut portion in a direction that makes the surface faint, the cross-sectional area of the flow of the assist gas does not decrease and the flow velocity does not suddenly decrease. Therefore, the melt is positively and forcibly blown off by the flow of the assist gas, and dross or spatter attached to the vicinity of the cut portion of the workpiece can be reduced.

【0055】また、細長い断面形状のレーザビームを使
用した場合に、ガス流れ制御治具の稜線と被加工物上の
スポットの長手方向とが平行になるように対向させるの
で、常に上記効果が得られる。
When a laser beam having an elongated cross-sectional shape is used, the ridge line of the gas flow control jig and the longitudinal direction of the spot on the workpiece are made to face each other, so that the above effects are always obtained. To be

【0056】また、長い切断部を切断する場合に、ガス
流れ制御治具の稜線と切断軌跡とが平行になるように対
向させるので、切断の進行に従ってアシストガスの噴出
位置が移動しても、常に上記効果が得られる。
Further, when cutting a long cutting portion, since the ridge line of the gas flow control jig and the cutting locus are opposed to each other in parallel, even if the ejection position of the assist gas moves as the cutting progresses, The above effect is always obtained.

【0057】また、ガス流れ制御治具内部の冷却手段に
冷却剤を収容するので、ガス流れ制御治具が冷却され、
アシストガスで吹き飛ばされた溶融物がその表面から剥
がれ落ち、その表面に付着することが防止される。さら
に、レーザビームによってガス流れ制御治具が溶融、破
損することが避けられる。
Further, since the coolant is contained in the cooling means inside the gas flow control jig, the gas flow control jig is cooled,
The melt blown off by the assist gas is prevented from peeling off from the surface and adhering to the surface. Further, it is possible to avoid melting and damage of the gas flow control jig due to the laser beam.

【0058】また、ガス流れ制御治具の噴出口より冷却
剤を噴出するので、急冷された溶融物や、塵埃や、発生
ガス等を吸収、除去することができる。さらに、切断部
が貫通する直前まで被加工材の裏面へ冷却剤を供給する
ので、切断部が貫通した時に溶融物が急冷され、被加工
物から剥がれ落ち易くなる。
Further, since the coolant is jetted from the jet port of the gas flow control jig, it is possible to absorb and remove the rapidly cooled melt, dust, generated gas and the like. Further, since the coolant is supplied to the back surface of the work material until just before the cut portion penetrates, the melt is rapidly cooled when the cut portion penetrates, and is easily peeled off from the work piece.

【0059】また、本発明は、微細かつ高精度な加工が
可能であると共に、被加工材の切断部付近に付着するド
ロスやスパッタを低減することができるため、ダムバー
の切断やリードフレームの切断加工等に用いることがで
きる。
Further, according to the present invention, it is possible to perform fine and highly accurate processing, and it is possible to reduce dross and spatter adhering to the vicinity of the cut portion of the workpiece, so that the dam bar and the lead frame are cut. It can be used for processing and the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例によるレーザ加工装置におい
て、被加工物の下側に配置されるガス流れ制御治具の構
成を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a gas flow control jig arranged below a workpiece in a laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例によるレーザ加工装置におい
て、レーザ発振器、加工ヘッド及びノズルの内部の光学
系の構成を模式的に示す図である。
FIG. 2 is a diagram schematically showing a configuration of an optical system inside a laser oscillator, a processing head, and a nozzle in a laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図3】図1のIII−III方向からの矢視断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along the line III-III in FIG.

【図4】図1〜図3のレーザ加工装置によってダムバー
を切断する状況を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a situation in which a dam bar is cut by the laser processing apparatus of FIGS.

【図5】図1〜図3のレーザ加工装置によって加工され
るリードフレームの一例を示す図である。
FIG. 5 is a view showing an example of a lead frame processed by the laser processing apparatus of FIGS.

【図6】図5のリードフレームを使用して製造される半
導体装置の一例を示す図である。
6 is a diagram showing an example of a semiconductor device manufactured by using the lead frame of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ダムバー 1a (ダムバー)の切断部 2 樹脂モールド 3 アウターリード 5 リードフレーム 10 ガス流れ制御治具 10A 三角堰部 10B 基部 10a (三角堰部の)稜線 10b,10c (三角堰部の)側面 11 冷却剤溜まり 12b,12c 噴出ポート(噴出口) 15 冷却剤タンク 16 冷却剤 17 送給ポンプ 21 レーザ発振器 24 加工ヘッド 25 ノズル 25a アシストガス供給口 26 集光レンズ 31 レーザ共振器 32 ビーム径変換ユニット 50,51,52 レーザビーム DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cut part of dam bar 1a (dam bar) 2 Resin mold 3 Outer lead 5 Lead frame 10 Gas flow control jig 10A Triangular dam part 10B Base part 10a (Triangle dam part) ridge line 10b, 10c (Triangular dam part) side surface 11 Cooling Agent reservoir 12b, 12c Jet port (jet outlet) 15 Coolant tank 16 Coolant 17 Feed pump 21 Laser oscillator 24 Processing head 25 Nozzle 25a Assist gas supply port 26 Condenser lens 31 Laser resonator 32 Beam diameter conversion unit 50, 51,52 laser beam

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 (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 木村 信行 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Front page continuation (72) Inventor Shigeyuki Sakurai 650 Kazutachi-cho, Tsuchiura-shi, Ibaraki Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Tsuchiura Plant (72) Inventor Yoshiya Nagano 650 Jincho-cho, Tsuchiura-shi, Ibaraki Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Inside the factory (72) Inventor Shinya Okumura 650 Kazutachi-cho, Tsuchiura-shi, Ibaraki Hitachi Construction Machinery Co., Ltd.Tsuchiura factory (72) Inventor Nobuyuki Kimura 650 Shintachi-cho, Tsuchiura-shi, Ibaraki Hitachi Construction Machinery Engineering Co., Ltd.

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザ発振器と、このレーザ発振器から
発振されるレーザビームを集光させる光学手段と、前記
レーザビームと同軸的にアシストガスを噴出させるアシ
ストガス供給手段とを有し、前記アシストガスを噴出さ
せながら前記光学系で集光された前記レーザビームで被
加工材を切断するレーザ加工装置において、 前記被加工材の下側に、断面形状がほぼ三角形をなしそ
の頂部がアシストガスの流れに対向するように配置され
た三角堰部を有するガス流れ制御治具を設置したことを
特徴とするレーザ加工装置。
1. A laser oscillator, an optical means for condensing a laser beam oscillated from the laser oscillator, and an assist gas supply means for ejecting an assist gas coaxially with the laser beam. In a laser processing apparatus that cuts a work piece with the laser beam focused by the optical system while ejecting, a cross section of a substantially triangular shape is formed below the work piece, and a top portion of the assist gas flows. A laser processing apparatus, wherein a gas flow control jig having a triangular dam portion arranged so as to face the laser is installed.
【請求項2】 請求項1記載のレーザ加工装置におい
て、前記レーザ発振器は細長い断面形状を有するレーザ
ビームを発生するものであり、前記ガス流れ制御治具の
稜線と前記被加工物上のスポットの長手方向とが平行に
なるように対向させたことを特徴とするレーザ加工装
置。
2. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the laser oscillator generates a laser beam having an elongated cross-sectional shape, and the laser oscillator generates a laser beam having a long and narrow cross-sectional shape and a spot on the workpiece. A laser processing device characterized in that they are opposed to each other in parallel with the longitudinal direction.
【請求項3】 請求項1記載のレーザ加工装置におい
て、前記ガス流れ制御治具の稜線と前記レーザビームに
よる切断軌跡とが平行になるように対向させたことを特
徴とするレーザ加工装置。
3. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein a ridgeline of the gas flow control jig and a cutting locus by the laser beam are opposed to each other so as to be parallel to each other.
【請求項4】 請求項1から3のうちいずれか1項記載
のレーザ加工装置において、前記ガス流れ制御治具は、
内部に冷却剤を収容する冷却手段を有することを特徴と
するレーザ加工装置。
4. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the gas flow control jig is
A laser processing apparatus having a cooling means for containing a coolant therein.
【請求項5】 請求項4記載のレーザ加工装置におい
て、前記ガス流れ制御治具は、稜線を挟む2つの側面よ
り前記冷却剤を噴出する噴出口を有することを特徴とす
るレーザ加工装置。
5. The laser processing apparatus according to claim 4, wherein the gas flow control jig has an ejection port for ejecting the coolant from two side surfaces sandwiching a ridgeline.
【請求項6】 レーザ発振器から発振されるレーザビー
ムを集光させ、前記レーザビームと同軸的にアシストガ
スを噴出させながら前記レーザビームで被加工材を切断
するレーザ加工方法において、 前記被加工材の下側に、断面形状がほぼ三角形をなしそ
の頂部がアシストガスの流れに対向するように配置され
た三角堰部を有するガス流れ制御治具を設置し、前記ア
シストガスの流れ方向を、前記ガス流れ制御治具の稜線
を挟む2つの側面に沿う流れに分割することを特徴とす
るレーザ加工方法。
6. A laser processing method in which a laser beam oscillated from a laser oscillator is focused, and a workpiece is cut by the laser beam while ejecting an assist gas coaxially with the laser beam. On the lower side, a gas flow control jig having a triangular weir in which the cross-sectional shape is substantially triangular and the top thereof is arranged so as to face the flow of assist gas is installed, and the flow direction of the assist gas is A laser processing method characterized in that the gas flow control jig is divided into a flow along two side faces sandwiching a ridgeline.
【請求項7】 請求項6記載のレーザ加工方法におい
て、前記レーザ発振器より細長い断面形状を有するレー
ザビームを発生させ、前記ガス流れ制御治具の稜線と前
記被加工物上のスポットの長手方向とが平行になるよう
に対向させることを特徴とするレーザ加工方法。
7. The laser processing method according to claim 6, wherein a laser beam having a cross-sectional shape narrower than that of the laser oscillator is generated, and a ridge line of the gas flow control jig and a longitudinal direction of a spot on the workpiece. A laser processing method characterized in that they are opposed to each other in parallel.
【請求項8】 請求項6記載のレーザ加工方法におい
て、前記ガス流れ制御治具の稜線と前記レーザビームに
よる切断軌跡とが平行になるように対向させることを特
徴とするレーザ加工方法。
8. The laser processing method according to claim 6, wherein the ridgeline of the gas flow control jig and the cutting locus by the laser beam are opposed to each other so as to be parallel to each other.
【請求項9】 請求項6または7記載のレーザ加工方法
により、半導体装置のアウターリードを連結するダムバ
ーを切断することを特徴とするダムバーの切断方法。
9. A method for cutting a dam bar, which comprises cutting the dam bar connecting the outer leads of a semiconductor device by the laser processing method according to claim 6.
【請求項10】 請求項8記載のレーザ加工方法によ
り、半導体装置に使用されるリードフレームを切断加工
することを特徴とするリードフレームの加工方法。
10. A method for processing a lead frame, which comprises cutting a lead frame used for a semiconductor device by the laser processing method according to claim 8.
JP5268802A 1993-10-27 1993-10-27 Laser processing apparatus, laser processing method, dam bar cutting method, and lead frame processing method Pending JPH07116884A (en)

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