JPH0747481A

JPH0747481A - リードフレーム加工方法及びリードフレーム加工装置

Info

Publication number: JPH0747481A
Application number: JP5194925A
Authority: JP
Inventors: 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
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1993-08-05
Filing date: 1993-08-05
Publication date: 1995-02-21

Abstract

(57)【要約】【目的】微細なリードフレームを高速かつ容易に加工す
ることができると共に、加工後の寸法精度や品質を向上
することができるリードフレーム加工装置及びリードフ
レーム加工方法を提供する。【構成】パルス状に発生する円形断面のレーザビームを
ビーム断面変換器２０で細長い楕円形断面のレーザビー
ムに変換し、ビーム自転装置３０でレーザビームの長手
方向が公転の中心より外方に向かう方向に一致するよう
に自転させながらビーム公転装置５０で公転させ、同心
円状の軌跡に沿って公転半径変更装置６０で公転半径を
順次変更しつつ金属板１０１に照射を行う。これによ
り、公転中心から放射状かつ直線状に伸びる多数のイン
ナーリードが形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザビームを利用し
て薄い金属板を適宜に切欠くことによりリードフレーム
を形成するリードフレーム加工方法及びリードフレーム
加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】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】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の開
発が進められている。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
ード先端部のピッチを狭く微細に加工できる加工技術が
要求されている。

【０００４】上記リードフレーム等を金属板より形成す
る最近の加工技術は、プレス加工やエッチング加工が主
流であった。これらの加工によれば能率よく容易にリー
ドフレームを得ることができる。しかし、これらのエッ
チング加工やプレス加工は、共に使用される金属板の板
厚程度の間隙しか形成することができず、それ以下の狭
く微細な間隙を良好に加工することは不可能であった。

【０００５】これに対して、近年、リードフレームをレ
ーザービームにより加工する方式（以下、適宜レーザ加
工という）が提案されている。この方式によれば、上記
エッチング加工やプレス加工の限界を超えて微細な間隙
を加工することができる。即ち、ここで使用されるレー
ザビームは一般にその断面が丸形をしているが、このレ
ーザビームは極めて小さく集光することができるので、
極めて微細な加工を行うことが可能である。従って、使
用される素材の板厚に関係なく、インナーリード間ピッ
チを格段に小さくすることができる（以下、これを丸形
ビームを利用したレーザ加工と称する）。

【０００６】このような丸形ビームを利用したレーザ加
工に対し、特開平１−３０６０８８号公報に記載のよう
な細長い楕円形の断面形状をもつレーザビームや、電気
学会・光量子デバイス研究会資料（平成元年８月）で報
告されているスラブレーザ等の細長い断面形状を有する
レーザビームを用いた加工方式がある。

【０００７】また、レーザ加工による他の従来技術とし
て、特開平２−２４７０８９号公報には、レーザ加工と
プレス加工またはエッチング加工とを組み合わせた方式
が開示されている。この方式は、インナーリード先端部
等の狭ピッチで微細な部分はレーザビームにより形成
し、アウターリード等の狭ピッチでない大きな部分はプ
レス加工またはエッチング加工により形成するものであ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術には、次のような問題点がある。まず、上記丸形
ビームを利用したレーザ加工においては、１ショットの
集光されたレーザビームを金属板上の加工位置に照射
し、表面から溶融を進行させて貫通穴をあけ、このレー
ザビームの集光位置を順次所定の軌跡に沿って移動させ
るか、金属板を所定の軌跡に沿って移動させて加工が行
われる。この時、丸形のレーザビームで溶融させながら
切断を進行させるので、加工速度は制限され高速で加工
を行うことは困難である。特に、微細寸法が要求される
リードフレーム等の加工において切断幅を狭くするため
にレーザビーム径を小さくすると、長さ方向の加工量も
同時に短くなるので、加工速度が非常に遅くなる。

【０００９】これに対し、特開平１−３０６０８８号公
報や電気学会・光量子デバイス研究会資料（平成元年８
月）に記載の従来技術を応用すれば、細長い断面形状を
有するレーザビームを用いるので、加工を高速化するこ
とが可能である。つまり、この方式をリードフレームの
加工に応用すれば、微細寸法の加工を行う場合でも、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、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、前述の丸形のレーザビームを用いるよりも格段に
速い速度で切断を行うことができる。

【００１０】しかし、この細長いレーザビームを用いて
その断面の長手方向と進行方向（切断進行方向）とを一
致させて細長い間隙を形成する場合、各パルス毎のレー
ザビーム照射位置の移動及び停止の動作を高速で行う必
要がある。つまり、このレーザビーム照射位置を、レー
ザビームが出力されている時には停止させ、出力されて
いない時には瞬時に切断進行方向に移動させる必要があ
り、各パルス毎、即ち非常に短い時間内に加速及び減速
を繰り返すことになってレーザビーム照射位置の制御が
非常に難しくなる。また、このようなレーザビーム照射
位置の制御が仮に実現できたとしても、加工後の高い寸
法精度を実現することはできない。

【００１１】また、上記いずれのレーザ加工において
も、レーザビーム照射に伴なう入熱により熱変形が生じ
る。特に微細で狭ピッチなインナーリードを加工する際
にはこの熱変形が加工品質に著しく影響し、これによっ
ても良好な加工形状や高い寸法精度を実現できないとい
う問題点がある。

【００１２】さらに、特開平２−２４７０８９号公報に
記載された従来技術は、通常のレーザ加工を行うもので
あり、上記従来技術と同様の問題を生じる。

【００１３】本発明の目的は、微細なリードフレームを
高速かつ容易に加工することができると共に、加工後の
寸法精度や品質を向上することができるリードフレーム
加工方法及びリードフレーム加工装置を提供することで
ある。

【００１４】

【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、多数のインナーリードと、前記イ
ンナーリードの外側に連続するアウターリードとを有す
るリードフレームの加工に際して、レーザビームを用い
て薄い金属板を適宜に切欠くことにより少なくとも前記
インナーリードを形成するリードフレーム加工方法にお
いて、細長い断面形状を有するパルス状のレーザビーム
を発生させ、前記レーザビームの長手方向が前記レーザ
ビーム発生時の光軸より外方に向かう方向に一致するよ
うに前記レーザビームを前記光軸まわりに自転させ、か
つ前記レーザビーム発生時の光軸を中心とする同心円状
または螺旋状の軌跡に沿って前記レーザビームがパルス
状に順次照射されるように前記光軸を中心として前記レ
ーザビームを公転させることにより、前記金属板に放射
状に伸びる多数のインナーリードを形成することを特徴
とするリードフレーム加工方法が提供される。

【００１５】上記リードフレーム加工方法において、好
ましくは、前記レーザビームが公転する角速度がほぼ一
定である。

【００１６】また、好ましくは、前記レーザビーム発生
時の光軸を前記リードフレームのほぼ中央に位置させ
る。

【００１７】また、好ましくは、前記同心円状または螺
旋状の軌跡に沿って順次内方から外方へとレーザビーム
の公転半径を変更していく。

【００１８】上記の場合、好ましくは、前記レーザビー
ム照射位置近傍で、前記レーザビーム発生時の光軸より
外方に向けてアシストガスを噴射する。

【００１９】また、好ましくは、前記レーザビームの自
転角度、公転角度及び公転半径を検出し、その検出値に
基づいてレーザビームの照射の可否を判定して前記金属
板の所定の範囲のみが加工されるよう制御する。

【００２０】上記の場合、好ましくは、前記インナーリ
ードを分離する間隙の内方の先端部を結ぶ線がほぼ四角
形をなすように、前記レーザビームの照射の可否を制御
する。

【００２１】また、好ましくは、前記アウターリードを
プレス加工またはエッチング加工によって予め形成して
おき、前記同心円状または螺旋状の軌跡に沿って順次内
方から外方へと前記インナーリードを形成し、前記アウ
ターリードを分離する間隙と前記インナーリードを分離
する間隙とを会合させる。

【００２２】また、好ましくは、前記レーザビームは複
数個発生させ、前記複数個のレーザビームの発生時期を
所定の遅れ時間ずつずらせると共に、前記所定の遅れ時
間ずつずらせて発生させたレーザビームを前記金属板上
で同一直線上に集光させることにより、前記インナーリ
ードを形成する。

【００２３】また、上記目的を達成するため、本発明に
よれば、多数のインナーリードと、前記インナーリード
の外側に連続するアウターリードとを有するリードフレ
ームの加工に際して、レーザビームを用いて薄い金属板
を適宜に切欠くことにより少なくとも前記インナーリー
ドを形成するリードフレーム加工装置において、細長い
断面形状を有するパルス状のレーザビームを発生させる
レーザビーム発生手段と、前記レーザビーム発生手段で
発生したレーザビームを前記金属板上に集光する集光手
段と、前記レーザビーム発生手段で発生したレーザビー
ムの光軸を中心としてレーザビームを回転させる自転手
段と、前記集光手段を通過するレーザビームを前記レー
ザビーム発生手段で発生したレーザビームの光軸を中心
として回転させる公転手段と、前記公転手段により回転
するレーザビームの公転半径を変更する公転半径変更手
段とを有することを特徴とするリードフレーム加工装置
が提供される。

【００２４】上記リードフレーム加工装置において、好
ましくは、前記レーザビーム発生手段は、前記レーザビ
ーム断面の長手方向の寸法と幅方向の寸法の比を変更す
るビーム断面変更手段を含む。

【００２５】また、好ましくは、前記自転手段の回転角
度を検出する第１の検出手段と、前記公転手段の回転角
度を検出する第２の検出手段と、前記公転半径変更手段
の公転半径を検出する第３の検出手段と、これらの検出
手段での検出値に基づいて前記レーザビーム発生手段に
よるレーザビームの照射の可否を判定して前記金属板の
所定の範囲のみが加工されるよう制御する制御手段とを
さらに有する。

【００２６】また、好ましくは、前記レーザビーム発生
手段は、断面形状がほぼ円形のレーザビームを発生する
レーザ発振器と、前記レーザビーム断面を少なくとも一
方向に伸縮させるビーム断面伸縮手段とを有し、前記ビ
ーム断面伸縮手段が前記自転手段を兼ねている。

【００２７】また、好ましくは、前記レーザビーム発生
手段は複数個あり、前記複数個のレーザビーム発生手段
の各々から発生するレーザビームを前記自転手段に互い
に平行に入射させる結像位置変更手段を前記レーザビー
ム発生手段と前記自転手段との間に設け、前記複数個の
レーザビーム発生手段は、所定の遅れ時間ずつ発生時期
をずらせてレーザビームを発生すると共に、これらのレ
ーザビームが前記金属板上で同一直線上に集光されるよ
うに配置されている。

【００２８】

【作用】上記のように構成した本発明のリードフレーム
加工方法においては、細長い断面形状を有するパルス状
のレーザビームをその光軸まわりに自転させる際に、そ
の長手方向がレーザビーム発生時の光軸（以下、適宜も
との光軸という）より外方に向かう方向に一致するよう
にする。これと同時に、もとの光軸を中心としてこのレ
ーザビームを公転させる。この時、もとの光軸を中心と
する同心円状または螺旋状の軌跡に沿って前記レーザビ
ームがパルス状に順次照射されるようにする。

【００２９】上記において、レーザビームのパルス幅、
即ちレーザビームが発生している時間は、その発振周
期、即ち１つのパルスの発生から次のパルスの発生まで
の時間に比べて非常に短いため、レーザによる加工は瞬
時に完了する。一方、公転手段によってレーザビーム照
射位置を移動させる時間はこれに比べると十分長いた
め、レーザビームの照射位置を連続的かつ一定速度で移
動させたとしても、この位置移動による影響、即ち加工
位置の誤差は軽微である。つまり、レーザビームをパル
ス状に発生させながら公転手段及び公転半径変更手段に
よってレーザビーム照射位置を移動させるだけで金属板
に多数の放射状の間隙を容易に形成することができる。
これにより、金属板に放射状に伸びる多数のインナーリ
ードが形成される。

【００３０】また、細長いレーザビームの長手方向と切
断進行方向とを一致させて加工を行う場合のように各パ
ルス毎のレーザビーム照射位置の移動及び停止の動作を
高速で行う必要がなく、レーザビームの自転及び公転等
の滑らかかつ緩やかな動作を制御するだけで容易に加工
を行うことが可能となり、しかもその加工速度は高速と
なる。

【００３１】さらに、この加工方法においては、同心円
または螺旋の軌跡に沿ってパルス状に、即ち断続的にレ
ーザビームを照射するため、レーザ加工に伴う入熱が分
散され熱影響が少なくなる。従って、加工後の寸法精度
や品質が向上する。

【００３２】また、相隣合うインナーリードを分離する
放射状の間隙の角度は公転速度及びレーザビームの発生
周期で決まり、その径方向の加工位置は公転半径で決ま
る。そこで、上記公転の角速度をほぼ一定にすることに
より、相隣合う放射状の間隙のなす角度が全て等しくな
る。

【００３３】また、上記レーザビーム発生時の光軸をリ
ードフレームのほぼ中央に位置させることにより、リー
ドフレームのほぼ中央から放射状に伸びる多数のインナ
ーリードが形成される。

【００３４】また、通常のリードフレームは、中央部の
リードピッチが狭く外方のリードピッチが広い放射状の
形状をしており、中央部は外方部に比べてリード幅が狭
く熱変形しやすい形状である。これに対し、レーザビー
ム照射によって形成される間隙の寸法は、リードフレー
ムの中央部分も外方部分もほぼ同じであるため、単位面
積当の入熱量はリードフレームの中央部分の方が数倍多
くなる。つまり、インナーリード先端部分はインナーリ
ード外方部分やアウターリードに比べ熱変形が発生しや
すい。本発明では、同心円状または螺旋状の軌跡に沿っ
て順次内方から外方へとレーザビームの公転半径を変更
していくことにより、金属板の中央部分から順次外方へ
とレーザ加工が進められ、レーザ加工初期の入熱がまだ
少ない時期においてインナーリード先端部が加工され
る。従って、このインナーリードの熱変形を小さくする
ことができ、寸法精度も良好となる。一方、アウターリ
ード付近が加工される時点ではかなりの熱量が蓄積され
ることになるが、この部分はリード幅が広く熱変形が発
生しにくいため、熱の影響はほとんど受けないことにな
る。また、インナーリードの外方部分は、その先端部部
分付近に比べて加工誤差に対する余裕もあるため、加工
品質を損うことが少ない。

【００３５】また、上記の場合に、レーザビーム照射位
置近傍で、もとの光軸より外方に向けてアシストガスを
噴射することにより、レーザビーム照射によって生じた
ドロスがリード幅の広い外方に集められることになる。
これによって、微細かつ狭ピッチで高い寸法精度が要求
されるインナーリード側にドロスが残留することがな
い。

【００３６】また、自転手段の回転角度、公転手段の回
転角度及び公転半径変更手段の公転半径を検出し、この
検出値に基づきレーザビーム発生手段によるレーザビー
ムの発生の可否を判定することにより、金属板の所定の
範囲のみが加工される。このレーザビームの照射の可否
を適宜に制御することにより、例えばインナーリードを
分離する間隙の内方の先端部を結ぶ線がほぼ四角形とな
るようにすることができ、四角形のダイパッドの形状に
インナーリード内方の先端を合わせることが可能とな
る。

【００３７】また、本発明では、上記リードフレーム加
工方法によって同心円状または螺旋状の軌跡に沿って順
次内方から外方へとレーザ加工が進められてインナーリ
ードが形成されるが、これに従って熱変形やねじれ等に
よる加工誤差が累積されていく。本発明においては、ア
ウターリードをプレス加工またはエッチング加工によっ
て予め形成しておき、このアウターリードを分離する間
隙と上記インナーリードを分離する間隙とを会合させ
る。ところが、プレス加工またはエッチング加工によっ
て形成された間隙はレーザ加工によって形成された間隙
よりも幅が広く形成されるため、レーザ加工により累積
されたインナーリード部分の熱変形やねじれ等による加
工誤差は、アウターリードを分離する間隙とインナーリ
ードを分離する間隙とを会合させた時に吸収され全て解
消される。

【００３８】また、複数個のレーザビームの発生時期を
所定の遅れ時間ずつずらせることにより、レーザビーム
の各々の間での光の干渉を防止することが可能となる。
また、所定の遅れ時間ずつずらせて発生させたレーザビ
ームの各々が金属板上で同一直線上に集光させることに
より、レーザビームの長手方向が前記直線に沿って複数
倍に伸延されたことと同様の状態になり、加工速度はレ
ーザ発生器の数に比例して増加する。

【００３９】また、上記のように構成した本発明のリー
ドフレーム加工装置において、レーザビーム発生手段よ
り発生した細長い断面形状を有するパルス状のレーザビ
ームは、自転手段によってもとの光軸を中心として自転
し、公転手段によってもとの光軸を中心として公転す
る。また、上記公転手段により回転するレーザビームの
公転半径は公転半径変更手段によって変更される。そし
て、このレーザビームは集光手段によって金属板上に集
光される。これによって、前記本発明のリードフレーム
加工方法の実施が可能となる。

【００４０】また、レーザビーム発生手段に含まれるビ
ーム断面変更手段により、細長い断面形状を有するレー
ザビーム断面の長手方向の寸法と幅方向の寸法との比が
変更される。

【００４１】また、レーザビーム発生手段が、レーザ発
振器とビーム断面伸縮手段とを有し、ビーム断面伸縮手
段が自転手段を兼ねていることにより、レーザ発振器か
ら発生したほぼ円形の断面形状のレーザビームの断面が
少なくとも一方向に伸縮し、かつもとの光軸まわりに自
転する。そしてこのレーザビームは上記と同様の公転手
段及び公転半径変更手段を通過し、集光手段によって金
属板上に集光される。これによって、レーザビームの断
面形状の変更と自転とを同時に行うことができ、装置の
構成が簡単になる。

【００４２】また、レーザビーム発生手段を複数個と
し、レーザビーム発生手段と自転手段との間に結像位置
変更手段を設けることにより、複数個のレーザビーム発
生手段の各々から出射するレーザビームは自転手段に互
いに平行に入射する。そして、自転手段、公転手段、及
び公転半径変更手段を通過した各々のレーザビームは集
光手段によって金属板状に集光される。また、複数個の
レーザビーム発生手段が、所定の遅れ時間ずつ発生時期
をずらせてレーザビームを発生することにより、前述の
ようにレーザビームの各々の間での干渉を防止すること
が可能となる。さらに、複数個のレーザビーム発生手段
が、上記複数個のレーザビームが金属板上で同一直線上
に集光されるように配置されていることにより、前述の
ようにレーザビームの長手方向が前記直線に沿って複数
倍に伸延されたことと同様の状態になり、加工速度はレ
ーザ発生器の数に比例して増加する。

【００４３】

【実施例】本発明によるリードフレーム加工装置及びリ
ードフレーム加工方法の一実施例について、図１から図
１３を参照しながら説明する。

【００４４】まず、本実施例のリードフレーム加工装置
の全体構成を説明する。図１に示すように、本実施例の
リードフレーム加工装置は、ほぼ円形のレーザビームを
パルス状に発生させるレーザ発振器１０、レーザ発振器
１０から発生したレーザビーム１１の断面形状を一方向
に伸延させて楕円形断面に変換するビーム断面変換器２
０、ビーム断面変換器２０からのレーザビーム１２をそ
の光軸まわりに自転させるビーム自転装置３０、ビーム
自転装置３０からのレーザビーム１３の方向を変更する
ベンディングミラー４０、ベンディングミラー４０から
のレーザビーム１４を所定の回転中心周りに公転させる
ビーム公転装置５０、ビーム公転装置５０による公転半
径を変更する公転半径変更装置６０、装置全体の制御を
行う制御装置７０、加工部分の監視を行う加工部監視装
置８０、加工される金属板を送給する送給装置９０を有
している。上記レーザ発振器１０とビーム断面変換器２
０とによりレーザビーム発生手段が構成される。

【００４５】レーザ発振器１０にはレーザ発振器用電源
１０ａが接続され、ビーム自転装置３０には自転角度検
出器３０ａが、ビーム公転装置５０には公転角度検出器
５０ａが、公転半径変更装置６０には公転半径検出器６
０ａが接続されている。また、ビーム公転装置５０の先
端には後述する集光レンズ及びノズルが備えられてい
る。加工部監視装置８０にはカメラ制御部８１、画像記
録部８２、記憶部８３が備えられており、カメラ制御部
８１には加工部の画像を撮影するＣＣＤカメラ８４が接
続されている。

【００４６】制御装置７０には、加工部監視装置８０か
らの画像を判定する画像判定部７１、この判定に基づき
異常時に警告を発する警告発生部７１ａ、加工条件を外
部から入力する入力部７２、加工条件を予め記憶し必要
に応じて読み出す記憶部７３、レーザ発振器用電源１０
ａを制御するレーザ制御部７４、レーザビームの形状や
移動を制御するビーム制御部７５、自転角度検出器３０
ａ、公転角度検出器５０ａ、公転半径検出器６０ａから
の信号によりレーザビームの向きや公転位置を演算する
演算部７６、送給装置９０を制御する送給装置制御部７
７、加工結果を記録する記録部７８、及び各部を統括的
に制御する主制御部７９が設けられている。さらに、制
御装置７０において、ビーム制御部７５にはビーム断面
変換器制御部７５ａ、ビーム自転装置制御部７５ｂ、ビ
ーム公転装置制御部７５ｃ、及び公転半径変更装置制御
部７５ｄが接続されており、それぞれがビーム断面変換
器２０、ビーム自転装置３０、ビーム公転装置５０、及
び公転半径変更装置６０を制御する。

【００４７】次に、ビーム断面変換器２０、ビーム自転
装置３０、ビーム公転装置５０、公転半径変更装置６０
の構成を図２から図４により説明する。但し、図２にお
いては主要部のみ詳細に示し、その他の光路等は簡単に
示す。まず、ビーム断面変換器２０の構成を説明する。
図２において、ビーム断面変換器２０には凹型シリンド
リカルレンズ２０１及び凸型シリンドリカルレンズ２０
２が備えられている。凸型シリンドリカルレンズ２０２
はホルダ２０２ａに支持され、ホルダ２０２ａはスタン
ド２１０上に固定されている。また、スタンド２１０に
は軸受２０３を介してボールネジ２０４が取り付けられ
ており、このボールネジ２０４はモータ２０５によって
回転する。このモータ２０５はビーム断面変換器制御部
７５ａによって制御される。そしてボールネジ２０４が
回転することにより、これに噛み合ったナット２０６が
スタンド２１０上を摺動する。ナット２０６はホルダ２
０１ａと一体であるため、ホルダ２０１ａに支持された
凹型シリンドリカルレンズ２０１はナット２０６と共に
スタンド上を摺動することになる。

【００４８】図３に示すように、凹型シリンドリカルレ
ンズ２０１及び凸型シリンドリカルレンズ２０２は紙面
に平行な面内にのみ曲率を有する円筒面レンズであっ
て、両レンズによりレーザビーム１２の断面形状は一方
向にのみ伸延した楕円形となる。そして、図２の構成を
利用して凹型シリンドリカルレンズ２０１を矢印２２０
の方向に移動させて両レンズの距離を変化させることに
より、レーザビームの楕円形の断面形状の長軸と短軸の
比率を変更することができる。

【００４９】次に、図２に戻り、ビーム自転装置３０の
構成について説明する。ビーム自転装置３０は、固定外
筒３００、固定外筒３００内部に軸受３０１で回転自在
に支持されたプリズムホルダ３０２、プリズムホルダ３
０２に取り付けられたドーブプリズム３０３を有してい
る。また、プリズムホルダ３０２の外周には歯車部３０
４が設けられており、この歯車部３０４にはこれに噛み
合う溝が切られたタイミングベルト３０５が架けられ、
さらにタイミングベルト３０５はモータ３０６に駆動さ
れる歯車３０７に架けられている。また、自転角度検出
器３０ａ（図１参照）はプリズムホルダ３０２に取り付
けられており、モータ３０６はビーム自転装置制御部７
５ｂによって制御される。

【００５０】図４に示すように、ドーブプリズム３０３
は四角柱の両端をその断面が等脚台形になるように斜め
に切断したものであり、このドーブプリズム３０３を透
過する光は一度反転してから出射する。例えば、図４
（ａ）の方向で矢印３５０がドーブプリズム３０３に入
射した場合、矢印３５０の像は一度反転して倒立した像
となる。また、ドーブプリズム３０３が図４（ｂ）のよ
うに４５°回転した場合、矢印３５０の像は９０°回転
して紙面の表面から裏面に向かう向きの像となる。ま
た、ドーブプリズム３０３が図４（ｃ）のようにさらに
４５°回転した場合、矢印３５０の像はさらに９０°回
転して正立した像となる。つまり、入射する光の光軸を
中心にある角度回転させると、出射する光はその光軸の
まわり上記角度の２倍回転することになる。これによ
り、レーザビーム１３はドーブプリズム３０３の回転角
度の２倍自転し同軸で出力されることになる。

【００５１】次に、再び図２に戻り、ビーム公転装置５
０及び公転半径変更装置６０の構成について説明する。
また、同時に集光レンズ及びノズルについても併せて説
明する。図２において、公転半径変更装置６０は、固定
外筒６００、固定外筒６００内部に軸受６０１で回転自
在に支持された上下スライド機構部６１０を有してお
り、ビーム公転装置５０は、固定外筒６００外側の下端
に軸受５０１で回転自在に支持された回転ヘッド５１０
を有している。また、回転ヘッド５１０下部にはスライ
ド軸受５５１でスライド可能に支持された加工ヘッド５
５０を備えている。

【００５２】上下スライド機構部６１０は外周部のナッ
ト６１１、その内側の昇降外筒６１２、及びその内側の
回転内筒６１３より構成され、このうちナット６１１が
軸受６０１で固定外筒６００内部に支持されている。ま
た、ナット６１１の外周には歯車部６１４が設けられて
おり、歯車部６１４にはこれに噛み合う溝が切られたタ
イミングベルト６１５が架けられ、さらにタイミングベ
ルト６１５はモータ６１６に駆動される歯車６１７に架
けられている。ナット６１１の内周にはヘリコイドネジ
が切られており、昇降外筒６１２の外周に設けられたヘ
リコイドネジ６１８と噛み合うようになっている。さら
に昇降外筒６１２の内側には回転内筒６１３が軸受６１
９で回転自在に支持されており、回転内筒６１３の下部
に突出したロ−ラ取付け部６２０にはシフトラック５３
０（後述する）のテーパ部表面を回転するロ−ラ６２１
が回転可能に取り付けられている。但し、モータ６１６
は公転半径変更装置制御部７５ｄによって制御される。

【００５３】回転ヘッド５１０の外周には歯車部５１１
が設けられており、歯車部５１１にはこれに噛み合う溝
が切られたタイミングベルト５１２が架けられ、さらに
タイミングベルト５１２はモータ５１９で駆動される歯
車５１４に架けられている。また、回転ヘッド５１０内
部の上方に突出したシフトピニオン取付け部５１５には
シフトピニオン５１６が回転可能に取り付けられてお
り、このシフトピニオン５１６は後述のシフトラック５
３０上部に切られた溝に噛み合う。さらに、シフトピニ
オン５１６にはプリズムホルダ５１７が固定されてお
り、このプリズムホルダ５１７はシフトピニオン５１６
と共に回転可能である。また、プリズムホルダ５１７に
は平行プリズム５１８が取り付けられている。但し、モ
ータ５１９はビーム公転装置制御部７５ｃによって制御
される。また、回転ヘッド５１０には公転角度検出器５
０ａ、加工ヘッド５５０には公転半径検出器５０ａが接
続されている。

【００５４】加工ヘッド５５０は、直線状の溝に複数個
のボールを配列したスライド軸受５５１によって回転ヘ
ッド５１０下部に支持され、回転ヘッド５１０下部をス
ライド可能である。また、加工ヘッド５５０上部にはシ
フトラック５３０が固定されており、このシフトラック
５３０は回転ヘッド５１０内面に取り付けられたシフト
バネ５３１によって引っ張られている。従って、前述の
ロ−ラ６２１はシフトラック５３０上部のテーパ部表面
に押さえつけられる。さらに、加工ヘッド５５０内部に
はレーザビームを集光するための集光レンズ５５２、及
びレーザビームを出射するノズル５５３が取り付けら
れ、ノズル５５３下部に接近してアシストガス供給口５
５４が取り付けられている。

【００５５】上記のような構成のビーム公転装置５０及
び公転半径変更装置６０において、レーザビームは平行
プリズム５１８に入射する。プリズムホルダ５１７はシ
フトピニオン５１６に固定されているので、シフトピニ
オン５１６が回転するとプリズムホルダ５１７も同様に
回転し図２に示したように傾斜する。このようにプリズ
ムホルダ５１７、従って平行プリズム５１８が傾斜する
ことにより、平行プリズム５１８より出射した後のレー
ザビームの光路は入射する前の光軸よりも所定距離だけ
平行移動（シフト）することになる。この平行移動した
距離がレーザビームの公転半径となる。

【００５６】上記プリズムホルダ５１７の傾斜動作は以
下のようにして行われる。即ち、上下スライド機構部６
１０外周部のナット６１１が、モータ６１６で駆動され
た歯車６１７の回転がタイミングベルト６１５により伝
達されることによって回転する。ナット６１１が回転す
るとその内周のヘリコイドネジが回転し、それに噛み合
うヘリコイドネジ６１８、従って昇降外筒６１２が昇降
する。昇降外筒６１２が昇降するとロ−ラ取付け部６２
０に取り付けられたロ−ラ６２１も昇降するが、ロ−ラ
６２１はシフトバネ５３１の引張力でシフトラック５３
０に押さえつけらているためにそのテーパ部表面を回転
しながら昇降する。そして、ロ−ラ６２１に押さえつけ
られたシフトラック５３０が加工ヘッド５５０に対して
スライドし、シフトラック５３０上部に切られた溝に噛
み合うシフトピニオン５１６が回転する。これによって
シフトピニオン５１６に固定されたプリズムホルダ５１
７が傾斜動作する。

【００５７】例えばロ−ラ６２１が上方へ動いた場合、
ロ−ラ６２１はシフトラック５３０のテーパ部に接触し
つつ回転するので、シフトラック５３０はシフトバネ５
３１の引張力によって紙面の左側へスライドし、シフト
ピニオン５１６が紙面内で時計まわりに回転してプリズ
ムホルダ５１７の傾斜角が増加する。逆にローラ６２１
が下方へ動いた場合、シフトラック５３０はシフトバネ
５３１の引張力に抗して紙面の右側へスライドし、シフ
トピニオン５１６が紙面内で反時計まわりに回転してプ
リズムホルダ５１７の傾斜角が減少する。

【００５８】また、シフトラック５３０が上記のように
左右にスライドすると、シフトラック５３０に固定され
た加工ヘッド５５０は回転ヘッド５１０に対しスライド
軸受５０１を介してスライドする。勿論、シフトラック
５３０と加工ヘッド５５０とのスライド量は同一であ
る。さらに、シフトラック５３０のテーパ部の角度及び
シフトピニオン５１６の径や歯数は、平行プリズム５１
８から出射されたレーザビームの光軸の平行移動量がど
れだけであっても、装置の寸法や配置で決まる許容範囲
を超えない限り常に集光レンズ５５２の軸に一致するよ
うに決定されている。

【００５９】また、回転ヘッド５１０が回転する時、シ
フトピニオン５１６、シフトラック５３０、集光レンズ
５５２、ノズル５５３、及びアシストガス供給口５５４
を備えた加工ヘッド５３０も同時に回転すると共に、ロ
−ラ６２１、プリズムホルダ５１７及び平行プリズム５
１８、上下スライド機構部６１０の回転内筒６１３も同
時に回転し、平行プリズム５１８に入射する前のレーザ
ビームは元の光軸を中心に公転することになる。

【００６０】次に、以上のような構成のリードフレーム
加工装置の基本的な動作を説明する。入力部７２より加
工すべきリードフレームの種類を入力すると、主制御部
７９は加工情報を記憶部７３より読み出して各部の制御
を行う。記憶部７３より読み出される加工情報として
は、リードフレームの種類に対応する金属板の板厚や加
工形状や加工軌跡、その加工軌跡を与えるためのレーザ
ビーム自転速度や公転速度や公転半径、レーザ発振器１
０の発振周波数や励起電圧や光学系の選択等のレーザ発
生条件、レーザビーム照射の可否や照射回数等がある。

【００６１】主制御部７９の制御のもとにレーザ制御部
７４によってレーザ発振器用電源１０ａが動作すると、
これによってレーザ発振器１０の発振動作が開始され
る。レーザ発振器１０から水平に出射した断面がほぼ円
形をなすレーザビーム１１は、ビーム断面変換器２０に
入射し、断面形状が一方向に伸延して楕円形の断面とな
る。この時、ビーム断面変換器２０の凹型シリンドリカ
ルレンズ２０１の位置はビーム断面変換器制御部７５ａ
によりモータ２０５を介して制御される。ビーム断面変
換器２０から出射したレーザビーム１２は、ビーム自転
装置３０のドーブプリズム３０３に入射し、前述のよう
にその光軸まわりに自転する。このドーブプリズム３０
３の回転動作（回転速度や回転角度）はビーム自転装置
制御部７５ｂによりモータ３０６を介して制御される。

【００６２】ビーム自転装置３０から出射したレーザビ
ーム１３は、ベンディングミラー４０により垂直方向に
反射する。ベンディングミラー４０で反射したレーザビ
ーム１４は、ビーム公転装置５０及び公転半径変更装置
６０に入射し、前述のように公転する。この時のビーム
公転装置５０の公転動作、即ち回転ヘッド５１０の回転
動作（回転速度や回転角度）はビーム公転装置制御部７
５ｃによりモータ５１９を介して制御され、公転半径変
更装置６０の公転半径変更動作、即ち平行プリズム５１
８の傾斜動作は公転半径変更装置制御部７５ｄによりモ
ータ６１６を介して制御される。

【００６３】上記ビーム断面変換器制御部７５ａ、ビー
ム自転装置制御部７５ｂ、ビーム公転装置制御部７５
ｃ、及び公転半径変更装置制御部７５ｄは主制御部７９
の指令のもとにビーム制御部７５によって制御される。

【００６４】ビーム公転装置５０及び公転半径変更装置
６０より出射したレーザビーム１５は、集光レンズ５５
２で集光され、ノズル５５３先端部より金属板１０１に
照射される。この時、ノズル５５３下部に接近して取り
付けられたアシストガス供給口５５４よりアシストガス
が噴出する。但し、上記アシストガス供給口５５４は、
リードフレーム加工時のレーザビームが公転した時にお
いて、もとの光軸よりリードフレームの外方に向けてア
シストガスが噴射されるような位置及び方向に取り付け
られている。また、金属板１０１の送給は主制御部７９
の指令のもとに送給装置制御部７７によって制御され
る。

【００６５】また、自転角度検出器３０ａではビーム自
転装置３０による自転角度が検出され、公転角度検出器
５０ａではビーム公転装置５０による公転角度が検出さ
れ、公転半径検出器６０ａでは公転半径変更装置６０に
おける公転半径が検出される。そして、各検出器による
検出値が制御装置７０の演算部７６に送られ、レーザビ
ームの向きや公転位置が演算され、主制御部７９にフィ
ードバックされる。主制御部７９においては、演算部７
６での演算結果に基づきビーム制御部７５に指令が送ら
れると共に、必要に応じて加工条件の変更が行われる。

【００６６】また、レーザビームが発生していないタイ
ミングにおいて、ビーム断面変換器２０とビーム自転装
置３０の間に挿入された反射鏡８５よりレーザ加工部の
画像情報（可視光）をＣＣＤカメラ８４で撮像し、モニ
タ８６に表示すると共に、加工部監視装置８０の画像記
録部８２に記録する。尚、反射鏡８５として、例えば、
ＹＡＧレーザ（波長が1064mmの赤外光）を透過し、可視
光（波長が380〜770mmの光）を反射するものを用いるこ
とにより、ＣＣＤカメラで可視光のみの画像を撮像する
ことができる。また、ＣＣＤカメラ８４はカメラ制御部
８１によって制御される。

【００６７】画像記録部８２に記録された画像情報は制
御装置７０の画像判定部７１に入力され、予め記憶部８
３で記憶しておいた良好な加工部の画像情報と比較さ
れ、加工結果の良否が判定される。加工結果が不良の場
合は、主制御部７９において、上記評価結果に基づき必
要に応じて加工条件の変更が行われると共に、警告発生
部７１ａで警告を発生し、作業者に加工結果が不良であ
ることを認識させ、然るべき処置を促す。また、この時
のリードフレームの種類、加工結果及び加工条件等が記
録部７８に記録され、事後の対策のための情報として利
用する。

【００６８】上記基本的な動作による金属板１０１上で
のレーザビーム照射領域１６の変化を図５に示す。レー
ザビーム照射領域１６は、ビーム自転装置３０によって
矢印１で示すように自転し、ビーム公転装置５０によっ
て矢印２で示すように所定の回転中心Ｏのまわりに公転
し、公転半径変更装置６０によって矢印３で示すように
公転半径が変更され、さらにビーム断面変換器２０によ
って矢印４で示すように断面の長手方向に伸縮する。

【００６９】次に、本実施例によって加工されるリード
フレームの構成について図６により説明する。図６にお
いて、金属板１０１の中央部分には、半導体チップ（図
示せず）を搭載するダイパッド１０２が設けられてお
り、このダイパッド１０２を囲むようにして多数のイン
ナーリード１０３と、これらインナーリード１０３に連
続するアウターリード１０４が配設されている。これら
隣合うインナーリード１０３とアウターリード１０４と
はダムバー１０５により互いに連結状に支持されてい
る。また、ダイパッド１０２の周辺は腕１０２ａ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１０３はダイパッド１０２と分離
され、かつ隣合うインナーリード１０３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、金属板
１０１の外周部分には半導体チップの端子とインナーリ
ード１０３との接続時の位置決めように位置決め穴１０
７が設けられている。尚、ダムバー１０５は、半導体チ
ップのモールド時にレジンを堰止める役割とインナーリ
ード１０３及びアウターリード１０４を補強する役割を
有し、モールド後に除去される。

【００７０】また、インナーリード１０３は、ダイパッ
ド１０２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１０２に搭載
した後に行われるワイヤボンディング等の電気的接続を
行うのに十分な幅となっている。従って、インナーリー
ド１０３を分離する間隙１０８の内側付近は特に狭く、
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。本実施例ではレーザ加工により、
少なくともインナーリード１０３を分離する間隙１０８
を形成し、アウターリード１０４等のインナーリード１
０３以外の大きな部分はプレス加工やエッチング加工に
より形成する。これにより、インナーリード１０３を分
離する間隙１０８は、微細加工が可能で非接触加工であ
るレーザ加工によって高精度に加工することができ、比
較的寸法精度が厳しくないインナーリード以外の部分は
能率よく加工することができる。

【００７１】次に、本実施例のリードフレーム加工方法
について図７から図１３により説明する。図７は図１の
リードフレーム加工装置を用いたレーザ加工工程を説明
するフローである。但し、このフローは主制御部７９に
格納されている。まず、図７のステップＳ１１で加工す
べきリードフレームの種類を入力部７２より入力する。
この時、リードフレームの種類毎に加工品番号を設定し
ておき、この加工品番号を入力してもよい。次にステッ
プＳ２１で、記憶部７３より前述の加工軌跡やレーザ発
生条件等の加工情報を読み出し、この加工情報に基づい
てＳ２２で制御装置７０各部の加工条件を設定する。そ
して、ステップＳ２３で素材となる金属板１０１を送給
装置９０に取り付け、固定する。上記金属板１０１とし
てはコイル状に巻かれた長い帯材を使用し、これを送給
装置９０に取り付ける。

【００７２】次に、ステップＳ３１において、ビーム断
面変換器２０によりビームの断面形状（楕円形）を予め
設定する。但し、原則としてこの断面形状は加工中には
変更しないものとする。そして、ステップＳ３２におい
て、この状態でレーザビームを発生させて試験加工を行
い、ステップＳ３３でＣＣＤカメラ８４及びモニタ８６
等によりレーザビーム形状を確認する。このステップ３
３までが加工準備動作である。

【００７３】次に、ステップＳ４１で実際にリードフレ
ームのレーザ加工を実施する。即ち、ステップＳ４１１
において、演算部７６で演算したレーザビームの自転角
度や公転位置等の加工位置を確認し、ステップＳ４１２
からステップＳ４１４でレーザビームの自転角度や公転
角度や公転半径をそれぞれ設定し、ステップＳ４１５で
レーザビームを発生させて加工を行う。この時、後述す
るように、ステップＳ４１１で確認したレーザビームの
自転角度や公転位置に基づいて上記レーザビームの発生
の可否が決定される。

【００７４】さらに、ステップＳ４１６で、レーザビー
ムが発生していないタイミングにおいて、加工結果が良
好かどうかを判断する。これは、前述のように、ＣＣＤ
カメラ８４、モニタ８６、加工部監視装置８０、及び画
像判定部７１によって行う。そして、加工結果が良好で
ある場合には、ステップＳ４１７に進み、ステップＳ４
１以下を繰り返して次の位置の加工を行う。また、加工
結果が不良である場合には、ステップＳ４１８ａで加工
条件の変更を行うと共に、ステップＳ４１８ｂで警告発
生部告７１ａより警告を発生し、ステップＳ４１９で、
この時のリードフレームの種類、加工結果及び加工条件
等を記録部７８に記録する。以上のステップＳ４１以下
の動作をリードフレームの所定の間隙が全て形成される
まで繰り返す。

【００７５】ここで、図６のような形状のリードフレー
ムのうち、インナーリード１０３を上記レーザ加工によ
って形成する手順を図８〜図１２により説明する。図８
〜図１２は金属板１０１上のレーザビーム照射位置の軌
跡を表す図であり、対称性を考慮してリードフレームの
１／４の領域のみ示す図である。また、これらの図にお
いてはレーザビーム照射領域１６を細長い楕円形で表
す。尚、簡単のため、図８〜図１２においては図６のリ
ードフレームよりも間隙の数を少なくし、その間の角度
が全て等しいとした。

【００７６】図８において、破線１５０よりも内側の四
角形の領域はダイパッド１０２及び切欠き部１０６にな
る領域であり、破線１５１よりも外側の四角形の領域は
アウターリード１０４やダムバー１０５等になる領域で
ある。基本的には、加工されるリードフレームの中心と
レーザビームの公転中心とを一致させ、レーザビームを
パルス状に発生させながら同心円状の軌跡１６１〜１７
４に沿ってこのレーザビームを公転させ、かつレーザビ
ーム断面における長手方向と、公転中心から外方に向か
う方向とが一致するようにレーザビームの公転動作と自
転動作とを同期させる。そして、公転中心に近い最も内
側の円状の軌跡１６１から順次外側の同心円状の軌跡１
６２，１６３，…に沿って公転半径を変更して行く。こ
の時、各同心円状の軌跡１６１〜１７４の間隔は、各レ
ーザビームの照射領域１６が内側と外側で長手方向に少
しずつ重なるように設定する。これによって公転中心か
ら放射状かつ直線状に伸びる多数の間隙が形成される。
また、相隣合う放射状の間隙のなす角度は公転速度及び
パルス状のレーザビームの発生周期で一義的に決まる
が、この角度は最終的なリードフレームの形状に合うよ
うに設定される。即ち、上記間隙のなす角度はインナー
リード１０３のピッチに応じて決められる。但し、ここ
では、ビーム公転装置５０の角速度を一定とし、相隣合
う間隙のなす角度が全て等しくなるようにした。

【００７７】ところで、通常のリードフレームは、中央
部のリードピッチが狭く外方のリードピッチが広い放射
状の形状をしており、中央部は外方部に比べてリード幅
が狭く熱変形しやすい形状である。これに対し、レーザ
ビーム照射によって形成される間隙の寸法は、リードフ
レームの中央部分も外方部分もほぼ同じであるため、単
位面積当の入熱量はリードフレームの中央部分の方が数
倍多くなる。つまり、インナーリード先端部分はインナ
ーリード外方部分やアウターリードに比べ熱変形が発生
しやすい。本実施例では、公転中心に近い中央部分から
同心円状の軌跡に沿って順次外方へレーザ加工を行うの
で、レーザ加工初期の入熱がまだ少ない時期においてイ
ンナーリード１０３先端部分が加工される。従って、イ
ンナーリード１０３先端部の熱変形を小さくすることが
でき、寸法精度も良好となる。一方、アウターリード１
０４の付近が加工される時点ではかなりの熱量が蓄積さ
れることになるが、この部分はリード幅が広く熱変形が
発生しにくいため、熱の影響はほとんど受けない。ま
た、インナーリードの外方部分は、その先端部分付近に
比べて加工誤差に対する余裕もあるため、加工品質を損
うことが少ない。

【００７８】ここでインナーリード１０３をレーザ加工
によって形成する手順の説明に戻る。まず、最も内側の
円状の軌跡１６１においては、破線１５０よりも内側に
間隙が形成されないようにするため、軌跡１６１上の中
間部分（１時半の方向付近）はレーザビームを発生させ
ずに、１２時及び３時の方向付近においてのみレーザビ
ームを発生させる。このレーザビームの発生の可否は、
図７のＳ４１５で説明したように、演算部７６で演算し
たレーザビームの向きや公転位置に基づいて主制御部７
９で決定される。そして、この決定に基づいてレーザ制
御部７４に指令が送られ、レーザ発振器用電源１０ａ、
従って、レーザ発振器１０が制御される。尚、レーザ発
振器に備えられるビームシャッター（図示せず）によっ
てレーザビームの照射の可否を制御してもよい。

【００７９】同様に、次の軌跡１６２においては、図９
に示すように、破線１５０よりも内側の領域を避けてレ
ーザビームを発生させる。また、図８及び図９では破線
１５０より内側の領域に間隙が少し入り込むように加工
されるが、この付近の領域は後ほど一括で切除され切欠
き部１０６となる部分であり、それと共にインナーリー
ド１０３が個々に分割され、その内方の先端を結ぶ線は
四角形となる。このことは後ほど図１３（ｃ）で説明す
る。

【００８０】次の軌跡１６３から軌跡１６９までは、破
線１５０よりも外側で破線１５１よりも内側のみの加工
となるので、図１０に示すように同心円状の軌跡全周に
わたってレーザビームを発生させ、レーザ加工を行う。

【００８１】次の軌跡１７０においては、破線１５１よ
りも外側に間隙が形成されないようにするため、図１１
に示すように軌跡１７０上の１２時及び３時の方向付近
はレーザビームを発生させずに、中間部分（１時半の方
向付近）においてのみレーザビームを発生させる。さら
に、図１２に示すように、軌跡１７１から軌跡１７４に
おいても、同様に破線１５１よりも外側の領域を避けて
レーザビームを照射する。以上の手順により、インナー
リード１０３を分離する間隙１０８がレーザ加工によっ
て形成される。

【００８２】上記レーザ加工において、レーザビームの
パルス幅、即ちレーザビームが発生している時間は、そ
の発振周期、即ち１つのパルスの発生から次のパルスの
発生までの時間に比べて非常に短いため、レーザによる
加工は瞬時に完了する。一方、公転手段によってレーザ
ビーム照射位置を移動させる時間はこれに比べると十分
長いため、レーザビームの照射位置を連続的かつ一定速
度で移動させたとしても、この位置移動による影響、す
なわち加工位置の誤差は軽微である。つまり、レーザビ
ームをパルス状に発生させながら公転手段及び公転半径
変更手段によってレーザビーム照射位置を移動させるだ
けで金属板に多数の放射状の間隙を容易に形成すること
ができる。しかも、ビーム公転装置５０の回転が比較的
低速度の回転であっても一定の回転速度で回転させれば
上記放射状の間隙を高速で加工することができ、細長い
レーザビームの長手方向と切断進行方向とを一致させて
加工を行う場合のように各パルス毎のレーザビーム照射
位置の移動及び停止の動作を高速で行う必要がない。つ
まり、レーザビームの自転及び公転等の滑らかかつ緩や
かな動作を制御するだけで容易に加工を行うことがで
き、しかもその加工速度は高速となる。さらに、上記ビ
ーム自転装置３０及びビーム公転装置５０が滑らかかつ
緩やかに回転するので、回転バランスが取り易くその回
転を高精度に制御することができる。従って、加工位置
の精度や信頼性や再現性も極めて良好となる。

【００８３】例えば、１つの細長いレーザビーム照射で
得られる加工部分の長さは０．１〜１ｍｍ程度である
が、レーザビームの周波数を３００Ｈｚ（＝３００パル
ス／ｓ）とすると、これらの積、即ち、３００パルス／ｓ×０．１〜１．０ｍｍ＝３０〜３００
ｍｍ／ｓが１秒間の延べ加工長さとなる。これは本実施例による
レーザ加工速度として評価することができるが、この１
秒間の延べ加工長さは非常に長い。つまり、本実施例で
は非常に高速のレーザ加工が可能である。

【００８４】また、同心円状の軌跡に沿ってパルス状
に、即ち断続的にレーザビームを照射するので、レーザ
加工に伴う入熱が分散され熱影響が少なくなる。従っ
て、加工後の寸法精度や品質が向上する。さらに、放射
状かつ直線状に間隙が形成されるので、全てのリードの
変形特性、即ち変形の方向や大きさがほぼ相似となり均
一化される。従って、変形が生じても相隣り合うリード
間での接触が生じにくくなり、微細化及び狭ピッチ化し
ても相隣合うリード間の接触事故が発生しにくい。

【００８５】図７に戻り、図８〜図１２のようにしてレ
ーザ加工を実施した後の工程を説明する。まず、ステッ
プＳ５１において、全ての間隙の加工結果が良好かどう
かを判断する。これも、ＣＣＤカメラ８４、モニタ８
６、加工部監視装置８０、及び画像判定部７１によって
行い、加工結果が良好である場合には次の工程へ進む
（ステップＳ５２）。また、加工結果が不良である場合
には、ステップＳ５３に進んで加工を中断し、加工条件
の再検討及び再設定を行う。

【００８６】次に、ステップＳ６１において、一枚の金
属板について全ての加工が終了したかを判断し、終了し
ている場合には次の工程へ進み（ステップＳ６２）、そ
うでない場合は金属板を送給及び固定しステップＳ１０
０にジャンプする（ステップＳ６３）。但し、この金属
板の送給及び固定は送給装置制御部７７からの指令に基
づき送給装置９０によって行う。次に、ステップＳ７１
において、全ての金属板の加工が終了したかを判断し、
終了している場合はレーザ加工を全て終了し（ステップ
Ｓ７２）、そうでない場合は新しい金属板に取り替えス
テップＳ１００にジャンプする（ステップＳ７３）。

【００８７】次に、アウターリード、及びインナーリー
ド先端部の加工方法について説明する。本実施例では、
上記レーザ加工を行う前に、図１３（ａ）に示すような
アウターリード１０４を分離する長方形の間隙１０９を
予め形成しておく。この間隙１０９は従来の加工方法で
あるプレス加工またはエッチング加工によって形成す
る。また、位置決め穴１０７等の切欠き部分も同時に形
成しておいてもよい。そして、図７から図１２で説明し
たようにしてインナーリード１０３を順次形成し、図１
３（ｂ）に示すように、アウターリード１０４を分離す
る間隙１０９とインナーリード１０３を分離する間隙１
０８とを会合させる。これによってインナーリード１０
３とアウターリード１０４とが連結される。

【００８８】図７から図１２で説明したレーザ加工にお
いては、間隙１０８を内方から外方へと形成して行くに
従って、熱変形やねじれ等による加工誤差が蓄積されて
いく。しかし、この蓄積された熱変形やねじれ等による
加工誤差は図１３（ｂ）で間隙１０９と間隙１０８とを
会合させた時に全て解消される。これは、プレス加工ま
たはエッチング加工によって形成される間隙１０９がレ
ーザ加工によって形成される間隙１０８よりも一般に幅
が広くなり、この広い間隙１０９に間隙１０８が会合し
た時点において、間隙１０８の形成時に蓄積されてきた
熱変形や加工誤差が全て間隙１０９に吸収されるためで
ある。

【００８９】また、図１３（ｂ）の状態では、相隣合う
インナーリード１０３を分離する間隙１０８の内方の先
端部分は連結した状態で残されている。この切り離さず
に連結した状態で残しておいた間隙１０８内方の先端部
分近傍の切除部１１０（図中２点鎖線で示す）は、最終
的に例えばプレス加工等により一括に切除される。これ
により、ダイパッド１０２及び切欠き部１０６が形成さ
れ、それと共に個々のインナーリード１０３が形成さ
れ、その内方の先端を結ぶ線はダイパッド１０２の形状
に沿った四角形となる。このように、間隙１０８の内方
の先端部分を連結した状態で残しておき、最終的に切除
部１１０を一括で切除するので、インナーリード１０３
の切断形状は、その途中部分のみならず先端部分も良好
になる。また、インナーリード１０３内方の先端部分は
極めて微細で狭ピッチであるため、加工中の作業におい
て変形が生じ易い弱い部分であるが、上記のように連結
した状態で残しておいて最後に個々に切り離すことによ
り、変形することが防止される。

【００９０】以上のような本実施例においては、パルス
状に発生する円形断面のレーザビームをビーム断面変換
器２０で細長い楕円形断面のレーザビームに変換し、ビ
ーム自転装置３０でレーザビームの長手方向が公転の中
心より外方に向かう方向に一致するように自転させなが
らビーム公転装置５０で公転させ、同心円状の軌跡に沿
って公転半径変更装置６０で公転半径を順次変更しつつ
金属板１０１に照射を行うので、公転中心から放射状か
つ直線状に伸びる多数の間隙を形成することができる。
そして、このような加工方法により形成される放射状の
間隙によってリードフレームのインナーリードを形成す
ることができる。

【００９１】また、ビーム公転装置５０の回転数は比較
的低速度で回転であっても一定の回転速度で回転させれ
ば上記放射状の間隙を高速で加工することができ、細長
いレーザビームの長手方向と切断進行方向とを一致させ
て加工を行う場合のように各パルス毎のレーザビーム照
射位置の移動及び停止の動作を高速で行う必要がない。
つまり、レーザビームの自転及び公転等の滑らかかつ緩
やかな動作を制御するだけで容易に加工を行うことがで
き、しかもその加工速度は高速となる。さらに、上記ビ
ーム自転装置３０及びビーム公転装置５０が滑らかかつ
緩やかに回転するので、回転バランスが取り易くその回
転を高精度に制御することができる。従って、加工位置
の精度や信頼性や再現性も極めて良好となる。

【００９２】また、同心円状の軌跡に沿ってパルス状
に、即ち断続的にレーザビームを照射するので、レーザ
加工に伴う入熱が分散され熱影響が少なくなる。従っ
て、加工後の寸法精度や品質が向上する。さらに、放射
状かつ直線状に間隙が形成されるので、全てのリードの
変形特性、即ち変形の方向や大きさがほぼ相似となり、
均一化される。従って、変形が生じても相隣り合うリー
ド間での接触が生じにくくなり、微細化及び狭ピッチ化
しても相隣合うリード間の接触事故が発生しにくい。

【００９３】また、ビーム公転装置５０の角速度をほぼ
一定にするので、相隣合う放射状の間隙のなす角度を全
て等しくすることができる。また、公転中心をリードフ
レームの中央に位置させるので、リードフレームの中央
から放射状に伸びる多数の間隙を形成することができ
る。

【００９４】また、公転中心に近い中央部分から順次外
方へと加工を行うので、レーザ加工初期の入熱がまだ少
ない時期においてインナーリード１０３先端部分が加工
される。従って、インナーリード１０３先端部の熱変形
を小さくすることができ、寸法精度も良好となる。一
方、アウターリード１０４の付近が加工される時点では
かなりの熱量が蓄積されることになるが、この部分はリ
ード幅が広く熱変形が発生しにくいため、熱の影響はほ
とんど受けない。また、インナーリードの外方部分は、
その先端部分付近に比べて加工誤差に対する余裕もある
ため、加工品質を損うことが少ない。

【００９５】また、レーザビーム照射位置近傍で、公転
中心より外方に向けてアシストガスを噴射するので、生
じたドロスがリード幅の広い外方に集められ、微細かつ
狭ピッチで高い寸法精度が要求されるインナーリード１
０３側にドロスが残留することがない。

【００９６】また、アウターリード１０４を分離する間
隙１０９をプレス加工またはエッチング加工によって予
め形成しておき、この間隙１０９とインナーリード１０
３を分離する間隙１０８とを会合させるので、レーザ加
工による間隙１０８の形成時に蓄積された熱変形やねじ
れ等による加工誤差は、上記間隙１０９に吸収され全て
解消される。

【００９７】尚、以上の実施例ではレーザビームの軌跡
が同心円状になるようにビーム公転装置５０及び公転半
径変更装置６０を制御したが、レーザビームの軌跡が螺
旋状になるように制御してもよい。この場合は、ビーム
公転装置５０でレーザビームを公転させながら公転半径
変更装置６０で徐々に連続的に公転半径を増大させるこ
とになる。

【００９８】次に、本発明によるリードフレーム加工装
置の他の実施例について、図１４を参照しながら説明す
る。本実施例においては、図１の公転半径変更装置６０
に変えて４つの反射鏡を組み合わせた公転半径変更装置
６５を設ける。その他の構成は図１のものと同様であ
る。尚、簡単のため図１４は模式的な図とし、主要部分
のみ示した。

【００９９】図１４において、公転半径変更装置６５は
４つの反射鏡６５１〜６５４を備えており、４番目の反
射鏡６５４のみが図中矢印６５４ａで示すように公転の
半径方向に移動する。また、反射鏡６５４の移動に合わ
せて集光レンズ５５２及びノズル５５３も移動させる。
公転半径変更装置６５全体は４つの反射鏡６５１〜６５
４の相互の位置を保ったままビーム公転装置５０によっ
て公転中心まわりに公転する。つまり、反射鏡６５４の
移動によって公転半径が変更される。この反射鏡６５４
の移動距離は大きくすることができるため、図２のよう
に平行プリズムの傾斜を利用して公転半径を変更する場
合に比較して、公転半径の変更範囲を大きくすることが
できる。これにより、図２のようなリードフレーム加工
装置では加工できないような大きな寸法のリードフレー
ムを加工することができる。

【０１００】以上のように本実施例によれば、前述の実
施例と同様の効果が得られると共に、公転半径の変更範
囲を大きくすることができ、大きな寸法のリードフレー
ムを加工することができる。

【０１０１】次に、本発明によるリードフレーム加工装
置のさらに他の実施例について、図１５を参照しながら
説明する。本実施例においては、図１のビーム断面変換
器２０及びビーム自転装置３０に変えて図１５に示すよ
うなビーム伸縮自転装置２５を設ける。その他の構成は
図１のものと同様である。但し、上記ビーム伸縮自転装
置２５はレーザ発振器と共にレーザビーム発生手段を構
成し、同時に自転手段を兼ねている。尚、簡単のため図
１５は模式的な図とした。

【０１０２】図１５において、ビーム伸縮自転装置２５
には、凹型シリンドリカルレンズ２５１及び凸型シリン
ドリカルレンズ２５２が備えられており、これら２枚の
シリンドリカルレンズによってレーザビーム１１は一方
向にのみ伸延した楕円形の断面形状をもつレーザビーム
１７となる。また、凹型シリンドリカルレンズ２５１は
図２と同様の構成により光軸上を矢印２６０のように摺
動し、これによってレーザビーム楕円形の断面形状の長
軸と短軸の比率が変更される。さらに、ビーム伸縮自転
装置２５全体は凹型シリンドリカルレンズ２５１及び凸
型シリンドリカルレンズ２５２の相互の位置を保ったま
ま矢印２７０のように光軸のまわりに回転する。この回
転により、細長い楕円形の断面形状をもつレーザビーム
１７は光軸まわりに自転することになる。つまり、ビー
ム伸縮自転装置２５は、ビーム断面変換器２０及びビー
ム自転装置３０の機能を合わせもっており、レーザビー
ムの断面形状の変更と自転とを同時に行うことができ
る。

【０１０３】但し、本実施例においては、ビーム伸縮自
転装置２５に入射する前のレーザビームの断面形状がほ
ぼ円形であることが必要である。これは、ビーム伸縮自
転装置２５に入射する前のレーザビームの断面形状が円
形でないと、ビーム伸縮自転装置２５から出射するレー
ザビームの断面形状がビーム伸縮自転装置２５の回転角
度によって変化してしまうからである。

【０１０４】以上のように本実施例によれば、図１から
図１３で説明した実施例と同様の効果が得られると共
に、ビーム伸縮自転装置２５のみでレーザビームの断面
形状の変更と自転とを同時に行うことができ、構成を簡
単にすることができる。

【０１０５】次に、本発明によるリードフレーム加工方
法及びリードフレーム加工装置のさらに他の実施例につ
いて、図１６〜図１９を参照しながら説明する。本実施
例においては、図１６に示すように、３個のレーザ発振
器１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃと、それぞれのレーザ発振器
からのレーザビームの断面形状を楕円形に変換する３個
のビーム断面変換器２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃを設ける。
ここに、各レーザ発振器からのレーザビームの光軸のな
す角をθ₁とする。また、図１のベンディングミラー４
０を設けず、ビーム自転装置３０を公転半径変更装置６
０及びビーム公転装置５０に接近して配列し、ビーム断
面変換器２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃとビーム自転装置３０
との間に結像位置変更手段であるポリゴンミラー４１を
設ける。このポリゴンミラー４１はレーザビームを全反
射する正多角形のミラーであり、後述する一定の角速度
で時計まわりに回転する。また、図示しないが、３個の
レーザ発振器１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、それぞれ別個
のレーザ発振用電源に接続されており、各レーザ発振用
電源はそれぞれ別個のレーザ制御部によって制御され
る。これ以外の構成は図１及び図２と同様である。

【０１０６】上記のような構成において、単純にレーザ
発振器１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの各々から出射されるレ
ーザビームをそのまま集光すると、干渉性の高いレーザ
ビームでは多数の干渉ジマが発生し、良好なレーザ加工
を行うことができない。そこで、本実施例では各レーザ
発振器からのレーザビームの発生に一定の遅れ時間を設
ける。

【０１０７】図１７はこの遅れ時間の設定について説明
する図である。図１７（ａ）に示すように、レーザ発振
器１０Ａから発生するレーザビームのパルス幅、即ちレ
ーザビームが発生している時間をｔ₀、発振周期、即ち
１つのパルスの発生から次のパルスの発生までの時間を
Ｔとすると、パルス幅ｔ₀は例えば０．１〜１ｍｓ程度
であるが、発振周期Ｔはパルス幅（０．１〜１ｍｓ程
度）に比べて長く、３〜１０ｍｓ程度である。このよう
に、レーザビームが発生していない時間は比較的長く、
この時間内にレーザビームを互いに干渉しないような遅
れ時間を設けて発生させれば、各レーザビームを単独の
レーザビームとして利用することができ、それぞれに独
立のレーザ加工を行わせることができる。

【０１０８】つまり、図１７（ｂ）に示すように、レー
ザ発振器１０Ｂからのレーザビームの発生をレーザ発振
器１０Ａからのレーザビームに対して０．５ｍｓ程度の
遅れ時間ｔ₁だけ遅らせ、図１７（ｃ）に示すように、
レーザ発振器１０Ｃからのレーザビームの発生をレーザ
発振器１０Ａからのレーザビームに対して１．０ｍｓ程
度の遅れ時間ｔ₂だけ遅らせる。但し、ｔ₂＝２ｔ₁とす
る。

【０１０９】ここで、ポリゴンミラー４１の角速度をθ
₂／ｔ₁とすると、１パルスの発振周期内において、レー
ザビームはポリゴンミラー４１に入射する角度が時間ｔ
₁毎にθ₁ずつ時計まわりに変化し、ポリゴンミラー４１
は時間ｔ₁毎にθ₂ずつ時計まわりに回転することにな
る。そして、ビーム断面変換器２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ
からのレーザビームの各々がビーム自転装置３０に対し
て互いに平行に入射するようにθ₁及びθ₂が決められ
る。

【０１１０】以下、上記θ₁及びθ₂の関係について、レ
ーザ発振器１０Ｂ及び１０Ｃからのレーザビームをもと
に説明する。図１８において、レーザ発振器１０Ｂから
ポリゴンミラー４１に入射し、ポリゴンミラー４１で反
射されるレーザビームの光軸を直線ＡＢ及び直線ＢＣで
示す。また、この時のポリゴンミラー４１の反射面を直
線ＥＤで示す。但し、点Ｐはポリゴンミラー４１の中心
である。この時点から遅れ時間ｔ₁だけ経過するとポリ
ゴンミラー４１はθ₂だけ回転するが、この時のレーザ
発振器１０Ｃからポリゴンミラー４１に入射し、ポリゴ
ンミラー４１で反射されるレーザビームの光軸を直線Ｆ
Ｇ及び直線ＧＨで示す。また、この時のポリゴンミラー
４１の反射面を直線ＩＪで示す。さらに、直線ＫＬは点
Ｇを通り直線ＥＤに平行な直線であり、直線ＭＧは直線
ＡＢに平行な直線である。

【０１１１】図１８に示すように、角ＰＢＤ＝角ＰＧＩ＝９０° …（１）であるので、角ＢＰＧ＝角ＫＧＬ＝角ＪＧＬ＝θ₂ …（２）が成り立つ。また、図より、角ＩＧＦ＝角ＫＧＭ−角ＫＧＪ＋角ＭＧＦ …（３）であるが、（２）式を利用することにより、角ＩＧＦ＝角ＫＧＭ−角ＪＧＬ＋角ＭＧＦ …（４）また、反射条件より、角ＥＢＣ＝角ＤＢＡ＝角ＫＧＭ …（５）であるから、これを式（４）に代入して、角ＩＧＦ＝角ＥＢＣ−角ＪＧＬ＋角ＭＧＦ …（６）となる。

【０１１２】一方、反射条件より、角ＩＧＦ＝角ＪＧＬ＋角ＬＧＨ …（７）が成り立ち、さらに直線ＢＣと直線ＧＨが平行になるか
ら、角ＩＧＦ＝角ＪＧＬ＋角ＥＢＣ …（８）となる。そして、上記式（６）と式（８）により、角ＭＧＦ＝２×角ＪＧＬ …（９）が成り立つ。角ＭＧＦはθ₁であるから、 θ₁＝２θ₂ …（１０）となってθ₁をθ₂の２倍にすればよいことがわかる。

【０１１３】以上のように、ビーム断面変換器２０Ａ，
２０Ｂ，２０Ｃからのレーザビームの各々がビーム自転
装置３０に対して互いに平行に入射するが、お互いの光
軸が所定の距離だけ離れているため、ビーム自転装置３
０、公転半径変更装置６０及びビーム公転装置５０を通
過したそれぞれのレーザビームは集光レンズ５５２によ
って金属板１０１上の異なる位置に集光されることにな
る。各レーザビームの集光位置は各レーザ発振器の位
置、即ち各レーザビームの光軸のなす角θ₁を調整する
ことによって決められる。また、ポリゴンミラー４１の
回転速度とビーム自転装置３０、ビーム公転装置５０及
び公転半径変更装置６０の回転速度の割合を一定に設定
することにより、金属板１０１上に集光されるレーザビ
ームの集光位置及や照射領域の向きを一義的に決定する
ことができる。

【０１１４】本実施例では図１９に示すようなレーザビ
ーム集光位置及びレーザビーム照射領域となるように角
θ₁が決められる。即ち、図１９に示すように、ビーム
断面変換器２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃからのレーザビーム
は、公転中心Ｏを中心とする同心円状の軌跡１８０Ａ，
１８０Ｂ，１８０Ｃ上にそれぞれ集光される。また、軌
跡１８０Ａ，１８０Ｂ，１８０Ｃの間隔は各レーザビー
ムの照射領域が内側と外側で長手方向に少しずつ重なる
ように設定される。つまり、レーザ発振器１０Ａ，１０
Ｂ，１０Ｃからの各レーザビームが金属板１０１上で同
一直線上に順次集光されて加工が行われ、さらに所定角
度公転中心Ｏのまわりに公転した後、再びレーザ発振器
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃからの各レーザビームが金属板
１０１上で同一直線上に順次集光されて加工が行われ、
このことが繰り返されることによって加工が進行する。
これは、レーザビームの長手方向が複数倍に伸延された
ことと同じ効果となり、加工速度はレーザ発生器の数に
比例して増加することとなる。

【０１１５】但し、遅れ時間ｔ₁の間にも、ビーム自転
装置３０及びビーム公転装置５０は回転している。も
し、レーザ発振器１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃが同一平面内
に設定され、ビーム断面変換器２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ
によるレーザビーム断面の伸延方向が同一である場合に
は、上記遅れ時間ｔ₁の間における自転及び公転によっ
て、各レーザビームの集光位置及び照射領域は図１９の
ようにはならずにずれてしまう。これを避けるため、レ
ーザ発振器１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを互いに図１６の紙
面に垂直に傾斜させ、さらにビーム断面変換器２０Ａ，
２０Ｂ，２０Ｃを各光軸まわりにそれぞれ異なった角度
傾斜させる。これらレーザ発振器１０Ａ，１０Ｂ，１０
Ｃの傾斜角度、及びビーム断面変換器２０Ａ，２０Ｂ，
２０Ｃの傾斜角度を微調整することにより、図１９に示
すような正しい集光位置及び照射領域にレーザビームを
合わせることができる。

【０１１６】以上のように本実施例によれば、複数個の
レーザ発振器１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃからのレーザビー
ムの発生を所定の遅れ時間だけ遅らせるので、各々のレ
ーザビーム間での干渉を防止することができる。また、
レーザ発振器１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの互い傾斜角度及
びビーム断面変換器２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの各光軸ま
わりの傾斜角度を微調整すると共に、それぞれのレーザ
ビームをポリゴンミラー４１によってビーム自転装置３
０に平行に入射させるので、各レーザビームが金属板１
０１上で同一直線上に順次集光されて加工が行われる。
これは、レーザビームの長手方向が複数倍に伸延された
ことと同じ効果となり、加工速度をレーザ発生器の数に
比例して増加させることができる。

【０１１７】尚、上記実施例ではレーザ発振器及びビー
ム断面変換器を３個としたが、これに限らずそれぞれ２
個、または３個以上設けてもよい。また、結像位置変更
手段として、ポリゴンミラーを用いたが、プリズムを組
み合わせたものや、ガルバノミラーを組み合わせたもの
や、反射鏡及び回転装置を組み合わせたもの等、他の反
射光学系を用いてもよい。

【０１１８】以上４つの実施例では円形断面のレーザビ
ームを用い、これをビーム断面変換器で細長い楕円形に
変換したが、レーザ発振器自体にビーム断面変換器の機
能を付加してもよく、さらにスラブレーザ発振器より発
振される短形状の断面形状を有するレーザビームを用い
てもよい。この場合には、ビーム断面変換器はビーム断
面変更手段を構成することになる。

【０１１９】また、加工されるリードフレームの中心
と、レーザビームの公転中心とをずらせて加工してもよ
い。これによれば、さらに多種多様な形状のリードフレ
ームを加工することができる。

【０１２０】また、以上の説明では、リードフレームの
角度ピッチが一定の場合、即ち相隣合う放射状の間隙の
角度が一定の場合を示したが、これに限らず、リードフ
レームの４つの辺に対して等距離ピッチとなるように、
角度ピッチ、即ち相隣合う放射状の間隙の角度を変化さ
せてもよい。これは、レーザ発振器の発振間隔を適宜増
減することにより容易に実現することができる。

【０１２１】

【発明の効果】本発明によれば、細長い断面形状を有す
るパルス状のレーザビームを発生させ、その長手方向が
公転の中心より外方に向かう方向に一致するように自転
させると共に、同心円状または螺旋状の軌跡となるよう
に公転半径を順次変更しつつ公転させるので、金属板に
放射状に伸びる多数のインナーリードを形成することが
できる。

【０１２２】また、上記のように加工を行うことによ
り、各パルス毎のレーザビーム照射位置の移動及び停止
の動作を高速で行う必要がなく、レーザビームの自転及
び公転等の滑らかかつ緩やかな動作を制御するだけで容
易に加工を行うことが可能となり、しかもその加工速度
は高速となる。また、回転バランスがとりやすくなるの
で、上記回転を高精度に制御することができ、加工位置
の精度や信頼性や再現性も極めて良好となる。

【０１２３】また、同心円状または螺旋状の軌跡に沿っ
てパルス状に、即ち断続的にレーザビームを照射するの
で、レーザ加工に伴う入熱が分散され熱影響が少なくな
り、加工後の寸法精度や品質が向上する。また、加工中
の変形特性を相似化及び均一化することができ、リード
同士の接触を防止できる。

【０１２４】また、公転の角速度をほぼ一定にするの
で、相隣合う放射状の間隙のなす角度を全て等しくする
ことができる。また、公転中心をリードフレームの中央
に位置させるので、リードフレームの中央から放射状に
伸びる多数のインナーリードを形成することができる。

【０１２５】また、同心円状または螺旋状の軌跡に沿っ
て順次内方から外方へとレーザビームの公転半径を変更
しながらレーザ加工を行うので、インナーリード先端部
の熱変形を小さくすることができ、寸法精度も良好とな
る。

【０１２６】また、レーザビーム照射位置近傍で、外方
に向けてアシストガスを噴射するので、生じたドロスが
リード幅の広い外方に集められ、インナーリード側にド
ロスが残留することがない。

【０１２７】また、アウターリードをプレス加工または
エッチング加工によって予め形成しておき、この間隙と
インナーリードを分離する間隙とを会合させるので、レ
ーザ加工によって蓄積された熱変形やねじれ等による加
工誤差は吸収され全て解消される。

【０１２８】また、公転半径変更手段として、４枚のミ
ラーを組み合わせた構成を用いるので、公転半径の変更
範囲を大きくすることができ、大きな寸法のリードフレ
ームを加工することができる。

【０１２９】また、レーザビーム発生手段が、レーザ発
振器とビーム断面伸縮手段とを有し、ビーム断面伸縮手
段が自転手段を兼ねているので、レーザビームの断面形
状の変更と自転とを同時に行うことができ、構成を簡単
にすることができる。

【０１３０】また、複数個のレーザビーム発生手段を設
け、複数個のレーザビームの発生時期を所定の遅れ時間
ずつずらせるので、レーザビームの各々の間での干渉を
防止することができる。また、結像位置変更手段を設け
るので、複数のレーザビームを自転手段に互いに平行に
入射させることができ、レーザビームの各々を金属板上
で同一直線上に集光させることができる。これは、レー
ザビームの長手方向が複数倍に伸延されたことと同じ効
果となるため、加工速度をレーザ発生器の数に比例して
増加させることができる。

【０１３１】そして本発明によれば、半導体装置の小型
化、高性能化及び多ピン化を実現しうるリードフレーム
を高速かつ低コストで量産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リードフレーム加工装
置の構成を示す図である。

【図２】図１のリードフレーム加工装置におけるビーム
断面変換器、ビーム自転装置、ビーム公転装置、及び公
転半径変更装置の構成を示す図である。

【図３】図２のビーム断面変換器の機能を説明する図で
ある。

【図４】図２のビーム自転装置に備えられたドーブプリ
ズムの機能を示す図である。

【図５】図１のリードフレーム加工装置の基本的な動作
による金属板上でのレーザビーム照射領域の変化を示す
図である。

【図６】図１のリードフレーム加工装置によって加工さ
れるリードフレームの構成を示す図である。

【図７】図１のリードフレーム加工装置を用いたレーザ
加工工程を説明するフローである。

【図８】図６のような形状のリードフレームのうち、イ
ンナーリードを形成する手順を説明する図である。

【図９】図８に引き続く手順を説明する図である。

【図１０】図９に引き続く手順を説明する図である。

【図１１】図１０に引き続く手順を説明する図である。

【図１２】図１１に引き続く手順を説明する図である。

【図１３】アウターリード及びインナーリード先端部の
加工方法を説明する図であって、（ａ）はアウターリー
ドを分離する間隙を示す図、（ｂ）はレーザビームによ
って加工されたインナーリードを分離する間隙を示す
図、（ｃ）はインナーリード先端部の加工を説明する図
である。

【図１４】本発明の他の実施例によるリードフレーム加
工装置の構成を示す図である。

【図１５】本発明のさらに他の実施例によるリードフレ
ーム加工装置におけるビーム伸縮自転装置の構成を模式
的に示す図である。

【図１６】本発明のさらに他の実施例によるリードフレ
ーム加工装置の構成を示す図である。

【図１７】図１６のリードフレーム加工装置の各レーザ
発振器における遅れ時間の設定を説明する図であって、
（ａ）はレーザ発振器１０Ａからのレーザビームのタイ
ムチャート、（ｂ）はレーザ発振器１０Ｂからのレーザ
ビームのタイムチャート、（ｃ）はレーザ発振器１０Ｃ
からのレーザビームのタイムチャートである。

【図１８】図１６のリードフレーム加工装置において、
θ₁とθ₂の関係を導くための図である。

【図１９】図１６のリードフレーム加工装置を使用した
場合の金属板上のレーザビーム集光位置及びレーザビー
ム照射領域の一例を示す図である。

【符号の説明】

１０レーザ発振器１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃレーザ発振器１１〜１５レーザビーム１６レーザビーム照射領域１７レーザビーム２０ビーム断面変換器２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃビーム断面変換器２５ビーム伸縮自転装置３０ビーム自転装置３０ａ自転角度検出器４１ポリゴンミラー５０ビーム公転装置５０ａ公転角度検出器６０公転半径変更装置６０ａ公転半径検出器６５公転半径変更装置７０制御装置７３記憶部７４レーザ発振制御部７５ビーム制御部７６演算部７９主制御部１０１金属板１０３インナーリード１０４アウターリード１０８（インナーリードを分離する）間隙１０９（アウターリードを分離する）間隙１１０切除部１６２〜１７４軌跡１８０Ａ，１８０Ｂ，１８０Ｃ軌跡２０１凹型シリンドリカルレンズ２０２凸型シリンドリカルレンズ２０５モータ３０３ドーブプリズム３０６モータ５１０回転ヘッド５１８平行プリズム５１９モータ５３０シフトラック５５２集光レンズ５５４アシストガス供給口６１０上下スライド機構部６１６モータ６５１〜６５４反射鏡

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ２３Ｋ 26/14 ＡＨ０１Ｌ 23/50 Ａ (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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多数のインナーリードと、前記インナー
リードの外側に連続するアウターリードとを有するリー
ドフレームの加工に際して、レーザビームを用いて薄い
金属板を適宜に切欠くことにより少なくとも前記インナ
ーリードを形成するリードフレーム加工方法において、細長い断面形状を有するパルス状のレーザビームを発生
させ、前記レーザビームの長手方向が前記レーザビーム
発生時の光軸より外方に向かう方向に一致するように前
記レーザビームを前記光軸まわりに自転させ、かつ前記
レーザビーム発生時の光軸を中心とする同心円状または
螺旋状の軌跡に沿って前記レーザビームがパルス状に順
次照射されるように前記光軸を中心として前記レーザビ
ームを公転させることにより、前記金属板に放射状に伸
びる多数のインナーリードを形成することを特徴とする
リードフレーム加工方法。
【請求項２】請求項１記載のリードフレーム加工方法
において、前記レーザビームが公転する角速度がほぼ一
定であることを特徴とするリードフレーム加工方法。
【請求項３】請求項１記載のリードフレーム加工方法
において、前記レーザビーム発生時の光軸を前記リード
フレームのほぼ中央に位置させることを特徴とするリー
ドフレーム加工方法。
【請求項４】請求項１記載のリードフレーム加工方法
において、前記同心円状または螺旋状の軌跡に沿って順
次内方から外方へとレーザビームの公転半径を変更して
いくことを特徴とするリードフレーム加工方法。
【請求項５】請求項４記載のリードフレーム加工方法
において、前記レーザビーム照射位置近傍で、前記レー
ザビーム発生時の光軸より外方に向けてアシストガスを
噴射することを特徴とするリードフレーム加工方法。
【請求項６】請求項１記載のリードフレーム加工方法
において、前記レーザビームの自転角度、公転角度及び
公転半径を検出し、その検出値に基づいてレーザビーム
の照射の可否を判定して前記金属板の所定の範囲のみが
加工されるよう制御することを特徴とするリードフレー
ム加工方法。
【請求項７】請求項６記載のリードフレーム加工方法
において、前記インナーリードを分離する間隙の内方の
先端部を結ぶ線がほぼ四角形をなすように、前記レーザ
ビームの照射の可否を制御したことを特徴とするリード
フレーム加工方法。
【請求項８】請求項１記載のリードフレーム加工方法
において、前記アウターリードをプレス加工またはエッ
チング加工によって予め形成しておき、前記同心円状ま
たは螺旋状の軌跡に沿って順次内方から外方へと前記イ
ンナーリードを形成し、前記アウターリードを分離する
間隙と前記インナーリードを分離する間隙とを会合させ
ることを特徴とするリードフレーム加工方法。
【請求項９】請求項１記載のリードフレーム加工方法
において、前記レーザビームを複数個発生させ、前記複
数個のレーザビームの発生時期を所定の遅れ時間ずつず
らせると共に、前記所定の遅れ時間ずつずらせて発生さ
せたレーザビームを前記金属板上で同一直線上に集光さ
せることにより、前記インナーリードを形成することを
特徴とするリードフレーム加工方法。
【請求項１０】多数のインナーリードと、前記インナ
ーリードの外側に連続するアウターリードとを有するリ
ードフレームの加工に際して、レーザビームを用いて薄
い金属板を適宜に切欠くことにより少なくとも前記イン
ナーリードを形成するリードフレーム加工装置におい
て、細長い断面形状を有するパルス状のレーザビームを発生
させるレーザビーム発生手段と、前記レーザビーム発生
手段で発生したレーザビームを前記金属板上に集光する
集光手段と、前記レーザビーム発生手段で発生したレー
ザビームの光軸を中心としてレーザビームを回転させる
自転手段と、前記集光手段を通過するレーザビームを前
記レーザビーム発生手段で発生したレーザビームの光軸
を中心として回転させる公転手段と、前記公転手段によ
り回転するレーザビームの公転半径を変更する公転半径
変更手段とを有することを特徴とするリードフレーム加
工装置。
【請求項１１】請求項１０記載のリードフレーム加工
装置において、前記レーザビーム発生手段は、前記レー
ザビーム断面の長手方向の寸法と幅方向の寸法の比を変
更するビーム断面変更手段を含むことを特徴とするリー
ドフレーム加工装置。
【請求項１２】請求項１０記載のリードフレーム加工
装置において、前記自転手段の回転角度を検出する第１
の検出手段と、前記公転手段の回転角度を検出する第２
の検出手段と、前記公転半径変更手段の公転半径を検出
する第３の検出手段と、これらの検出手段での検出値に
基づいて前記レーザビーム発生手段によるレーザビーム
の照射の可否を判定して前記金属板の所定の範囲のみが
加工されるよう制御する制御手段とをさらに有すること
を特徴とするリードフレーム加工装置。
【請求項１３】請求項１０記載のリードフレーム加工
装置において、前記レーザビーム発生手段は、断面形状
がほぼ円形のレーザビームを発生するレーザ発振器と、
前記レーザビーム断面を少なくとも一方向に伸縮させる
ビーム断面伸縮手段とを有し、前記ビーム断面伸縮手段
が前記自転手段を兼ねていることを特徴とするリードフ
レーム加工装置。
【請求項１４】請求項１０記載のリードフレーム加工
装置において、前記レーザビーム発生手段は複数個あ
り、前記複数個のレーザビーム発生手段の各々から発生
するレーザビームを前記自転手段に互いに平行に入射さ
せる結像位置変更手段を前記レーザビーム発生手段と前
記自転手段との間に設け、前記複数個のレーザビーム発
生手段は、所定の遅れ時間ずつ発生時期をずらせてレー
ザビームを発生すると共に、これらのレーザビームが前
記金属板上で同一直線上に集光されるように配置されて
いることを特徴とするリードフレーム加工装置。