JPH07116884A - レーザ加工装置及びレーザ加工方法並びにダムバーの切断方法及びリードフレームの加工方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図面の簡単な説明】

【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。

【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。

【図３】図１のIII−III方向からの矢視断面図である。

【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。

【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。

【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。

【符号の説明】

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

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

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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。
3. 【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。
4. 【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。
5. 【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。
6. 【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。
7. 【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。
8. 【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。
9. 【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。
10. 【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。