JPH0817984A

JPH0817984A - ダムバー切断方法及び半導体装置

Info

Publication number: JPH0817984A
Application number: JP6146470A
Authority: JP
Inventors: Shinya Okumura; 信也奥村; Nobuhiko Tada; 信彦多田; Naoki Mitsuyanagi; 直毅三柳; Shigeyuki Sakurai; 茂行桜井
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1994-06-28
Filing date: 1994-06-28
Publication date: 1996-01-19

Abstract

(57)【要約】【目的】レーザ光を用いてダムバーを能率良く切断する
ことができると共に、ドロスの付着を抑えて高精度で良
好な品質の樹脂モールド型半導体装置を得ることができ
るダムバー切断方法及びその半導体装置を提供する。【構成】リードフレーム２に半導体チップ７を搭載し樹
脂モールド３で一体に封止した半導体装置４において、
リードフレーム２の少なくとも一方の面に隣接する樹脂
モールド３外周の側壁部分に逃げ部３ａを形成してお
く。そして、ガスノズル２４を逃げ部３ａに近接させて
配置すると共にガスノズル２４先端とダムバー５表面と
の間隔をほぼ一定に保ち、リードフレーム２の表面にほ
ぼ垂直にアシストガス４０を吹きつけ、細長い断面形状
（楕円形）のレーザ光２０Ａをその断面の長手方向がリ
ード１の長手方向とほぼ平行になるようにして照射す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、リードフレームに半導
体チップを搭載し樹脂モールドで一体に封止した半導体
装置のダムバーをレーザ光によって切断するダムバー切
断方法、及びその半導体装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】リードフレームに半導体チップを搭載し
樹脂モールドでそれらリードフレーム及び半導体チップ
を一体に封止した半導体装置（以下、樹脂モールド型半
導体装置という）において、ダムバーはリードフレーム
のリード間を連結するものであり、樹脂モールドでリー
ドフレームと半導体チップを一体に封止する時に樹脂モ
ールドがリードの間に流れ出てくるのを堰止める役割を
果たすものである。また、このダムバーは各リードを補
強する役割も有する。そして、樹脂モールドによる封止
が終了すると、このダムバーは切断除去され、リードフ
レームの各リード（アウターリード）が個々に切り離さ
れる。

【０００３】従来では、このダムバーをパンチプレスに
より切断することが多かったが、最近では半導体装置の
高集積化や高性能化に伴ってリードフレームがさらに多
ピンかつ狭ピッチになってきており、従来のパンチプレ
スでは技術的に対応できなくなってきた。即ち、最近の
多ピンかつ狭ピッチのリードフレームでは、板厚が０．
１〜０．１５ｍｍのものでアウターリードの配列ピッチ
が０．２５〜０．４ｍｍ程度となっており、その最終形
状における寸法精度も±０．０１〜±０．０３ｍｍと厳
しく要求されるため、このような寸法精度を維持しつつ
切断することはパンチプレスでは困難となっている。

【０００４】これに対し、最近ではレーザ光を使用した
ダムバーの切断方法が開発されている。この方法によれ
ば、そのレーザ光をダムバーに照射するだけでダムバー
を切断することができ、またレーザ光のビームは極めて
小さく絞ることができるため微細な加工が可能であり、
しかも寸法精度の良い加工が可能である。このようなレ
ーザ光を利用した加工は溶断加工であるため溶融金属が
生じるが、通常は、この溶融金属はレーザ光と同軸的に
アシストガスを噴出することによってその大部分が吹き
飛ばされ除去される。通常のレーザ加工装置では、上記
アシストガスは加工ヘッド下部に設けられたガスノズル
先端よりレーザ光と共に同軸的に噴出される。

【０００５】このようにレーザ光を用いてダムバーを切
断する場合、通常は円形の断面形状を有するレーザ光を
小さなビーム径に絞り、パルス状に照射しつつ照射位置
を順次ずらせることにより切断していた。一方、切断す
べきダムバーの数が多く、リード間隔（切断すべきダム
バーの長さ）と板厚とが同程度である多ピンかつ狭ピッ
チのリードフレームでは、加工速度を向上させ同時に狭
いリード間隔（切断すべきダムバーの長さ）に対応でき
ることが必要となってきており、これに対しては、特開
平４−３２２４５４号公報に記載のように、シリンドリ
カルレンズで細長い断面形状にしたパルス状のレーザ光
を用い、かつ細長い断面形状のレーザ光断面の長手方向
とリードの長手方向をほぼ平行にし、１発または数発の
レーザ光照射でダムバーを切断する方式が開発されてい
る。この方式によれば速い加工速度で能率よくダムバー
の切断を行うことができる。

【０００６】また、レーザ光を利用した加工では、一般
に、溶融金属の一部がアシストガスによって除去されず
に残留し、その残留した溶融金属がリードに付着し冷却
されてドロスとなることが多い。このドロスの付着を回
避する方法の一例として、特開平５−５５４２４号公報
に記載の技術がある。この従来技術は、ダムバーとリー
ドの境界面で、ビームスポットで切り残され鋭い突出部
になると予測される部分に微細な切欠き及び逃げ穴を予
め設けておくものであり、これら切欠き及び逃げ穴によ
り、数発の円形のビームスポットを照射した時に鋭い突
起部ができなくなり、突起部先端に形成され易いドロス
の付着をなくすことが可能である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】半導体装置の高集積化
や高性能化のためにリードフレームの多ピン化や狭ピッ
チ化を実現する場合には、樹脂モールドの強度を向上す
る必要があり、そのため樹脂モールドの厚さを十分厚く
しなければならない。しかも、ダムバーは、樹脂のはみ
出し量を極力抑えるために樹脂モールド側壁部分の近く
に設けられる。このような半導体装置のダムバーをレー
ザ光により切断する場合には、アシストガスを噴出する
ガスノズル先端と樹脂モールドとの干渉を避けるため、
上記ガスノズルを樹脂モールドの高さよりも高く保持せ
ざるを得ず、切断すべきダムバー（リードフレーム）表
面に十分接近させることができなくなる。その結果、ガ
スノズルから噴出されたアシストガスがダムバー表面に
達するまでに分散してしまい、ダムバー表面でのアシス
トガスの圧力は弱くなり、溶融金属が十分に除去できず
ドロスの付着量が多くなる。

【０００８】また、半導体装置の種類により樹脂モール
ドの厚さが変わると、その樹脂モールド厚さに応じてガ
スノズルを適宜に退避させなければならず、ガスノズル
先端とダムバー表面の間隔を一定に保つことができなく
なる。これにより、ダムバー表面におけるアシストガス
の圧力を一定にすることができなくなり、安定した条件
で溶融金属を吹き飛ばすことが不可能となる。さらにレ
ーザ光の照射条件も一定にすることができなくなるの
で、適切な切断条件を維持することが困難となる。

【０００９】さらに、ガスノズルを樹脂モールドの高さ
よりも高く保持するため、アシストガスは樹脂モールド
側壁に沿って流下し、リードフレームにせき止められて
流れの方向が変えられ、水平方向でかつ樹脂モールドと
は逆の向きへの流れが誘起される。その結果、特に溶融
金属の量が多い場合には、水平方向に流れるアシストガ
スによって溶融金属の一部がその向きに流れ、ダムバー
が除去されたリードの側壁面から樹脂モールドとは逆の
向きに成長するドロスが発生する。これは、通常の雫状
のドロスとは異なり、細長い針状または棒状のドロスで
ある（以下、これをヒゲドロスという）。

【００１０】このヒゲドロスは、リードに強固に付着し
ていないため、容易に浮き上がったり立ち上がったり
し、隣接するリードに接触しリード間を電気的に短絡す
る危険性がある。また、ヒゲドロスの大きさは、通常の
雫状のドロスに比べてかなり大きいため、半導体装置の
電子回路基板上への実装時に基板上に不規則に付着する
こともあり、基板上の電気配線間をも電気的に短絡する
危険性がある。一方、このようなヒゲドロスを無理矢理
除去しようとすると、剛性の弱い多ピンかつ狭ピッチの
リードフレームが変形したりねじれたりする恐れがあ
り、最悪の場合にはリードが破断することもある。しか
も、多ピンのリードフレームでは除去すべき箇所も多い
ため、ヒゲドロスを完全かつ確実に除去することはほと
んど不可能といえる。このように、ヒゲドロスは、半導
体装置にとって著しい不具合を引き起こすものである。

【００１１】ところで、特開平４−３２２４５４号公報
に記載のような細長い断面形状のレーザ光を用いる場合
には、円形の断面形状を有するレーザ光に比べ１発のパ
ルス状のレーザ光で溶融する部分、即ち除去すべき溶融
金属が多くなる。それ故、レーザ切断時に溶融金属から
生じるドロスの量も多くなることが懸念される。従っ
て、このような細長い断面形状のレーザ光を用いて樹脂
モールドの厚い半導体装置のダムバーを切断する場合に
は、通常のドロスのみならず上記のようなヒゲドロスも
発生しやすい。従って、この従来技術の方式を用いて良
好な寸法精度で能率よく加工ができたとしても、ヒゲド
ロス等が発生すればそれを除去することによって良好な
寸法精度が損なわれ、要求される寸法精度が維持できな
くなる。

【００１２】一方、特開平５−５５４２４号公報に記載
の従来技術では、円形のスポットを用いるため、溶融金
属の量は比較的少なく、ヒゲドロスが発生することはな
いが、切欠きや逃げ穴を形成するための工程の数が増え
るため、その分だけ切断に要する時間が必要となり、能
率が低下する。しかも製造コストが上昇するという問題
点もある。

【００１３】本発明の目的は、レーザ光を用いてダムバ
ーを能率良く切断することができると共に、ドロスの付
着を抑えて高精度で良好な品質の樹脂モールド型半導体
装置を得ることができるダムバー切断方法及びその半導
体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、リードフレームに半導体チップを
搭載し樹脂モールドでそれらリードフレーム及び半導体
チップを一体に封止した半導体装置のダムバーを、ガス
ノズルよりアシストガスを放出しながら細長い断面形状
を有するレーザ光を照射して切断するダムバー切断方法
において、前記リードフレームの少なくとも一方の面に
隣接する樹脂モールド外周の側壁部分に逃げ部を形成し
ておき、前記ガスノズルを前記逃げ部に近接させて配置
すると共にそのガスノズル先端と前記ダムバー表面との
間隔をほぼ一定に保ち、そのガスノズルより前記ダムバ
ーの表面にほぼ垂直にアシストガスを吹きつけ、前記レ
ーザ光をその断面の長手方向がリードフレームの各リー
ドの長手方向とほぼ平行になるように照射してダムバー
を溶融させ切断することを特徴とするダムバー切断方法
が提供される。

【００１５】ここで、上記ダムバー切断方法において、
好ましくは、前記ダムバーに照射される前記レーザ光の
スポットの長手方向の長さを前記ダムバーの幅よりも十
分長く設定し、前記レーザ光のスポットを前記ダムバー
の全幅に渡って指し渡すように照射する。

【００１６】また、上記目的を達成するため、本発明に
よれば、リードフレームに半導体チップを搭載し樹脂モ
ールドでそれらリードフレーム及び半導体チップを一体
に封止した半導体装置において、前記リードフレームの
少なくとも一方の面に隣接する樹脂モールド外周の側壁
部分に逃げ部を形成したことを特徴とする半導体装置が
提供される。

【００１７】

【作用】本発明は、細長い断面形状のレーザ光を用いて
ダムバー切断を行う場合に、極力ドロスの付着を抑える
ことができる方法について検討したものである。本発明
者が多くのダムバー切断の実験を行い、切断中の溶融金
属の溶融、飛散、排除の現象についての詳細な観察を行
った結果、本発明のように細長い断面形状のレーザ光を
用いてダムバーを切断する場合には、いかに溶融金属を
適切に吹き飛ばすかがドロス付着の抑制のために重要で
あるということがわかった。

【００１８】前述のように構成した本発明においては、
リードフレームの少なくとも一方の面に隣接する樹脂モ
ールド外周の側壁部分に逃げ部を形成することにより、
アシストガスを噴出するガスノズルを、樹脂モールドと
干渉することなく逃げ部表面、従ってダムバー（リード
フレーム）表面に近接させることが可能となる。これに
より、本発明のように細長い断面形状のレーザ光を用い
ることによって溶融金属の量が多くなるような場合でも
その溶融金属を効果的に吹き飛ばすことができる。この
時、樹脂モールドの外周部分の厚さが薄くなるが、この
樹脂モールド外周部分には半導体チップや半導体チップ
とリードとを接続するワイヤ等が包含されていないた
め、元々あまり強度を必要とせず、よって樹脂モールド
厚さが少々薄くなっても問題がない。

【００１９】また、ガスノズルをダムバー表面に近接さ
せることができるため、ガスノズル先端とダムバー表面
との間隔をほぼ一定に保つことができ、ダムバー表面に
おけるアシストガスの圧力及びその他のレーザ光の照射
条件を一定にすることが可能となる。また、ガスノズル
よりダムバーの表面にほぼ垂直にアシストガスを吹きつ
けるため、レーザ光照射によって溶融した溶融金属は、
レーザ光の出射方向に向って、即ちリードフレームの表
側から裏側へ向って、吹き飛ばされる。これにより、半
導体装置のスペック変更等により樹脂モールドの厚さが
変わったとしても、常に適切な切断条件及びアシストガ
ス圧力のもとでダムバーを切断することができ、良好な
品質を得ることができる。

【００２０】また、アシストガスが樹脂モールド外周の
側壁部分に沿って流下しないため、水平方向で樹脂モー
ルドと逆の向きへ流れるアシストガスの流れが生じなく
なり、アシストガスはダムバーに対して均等に作用す
る。従って、前述のようなヒゲドロスが生じることがな
く、それによる不具合を回避することができる。

【００２１】さらに、本発明では、上記に加え、細長い
断面形状のレーザ光を用い、その断面の長手方向とリー
ドの長手方向をほぼ平行にしてダムバーに照射するた
め、円形の断面形状のレーザ光を用いて照射位置を順次
ずらせながら切断する場合に比べて、速い加工速度で能
率よくダムバーの切断を行うことができる。

【００２２】特に、上記の場合、上記のような細長い断
面形状のレーザ光をダムバーに照射する際に、そのスポ
ットの長手方向の長さをダムバーの幅よりも十分長く設
定すると共に、そのスポットをダムバーの全幅に渡って
指し渡すように照射することにより、１発または数発の
レーザ光でダムバーを切断することが可能となる。

【００２３】

【実施例】本発明によるダムバー切断方法及び半導体装
置の一実施例について、図１〜図７を参照しながら説明
する。

【００２４】まず、本実施例の半導体装置について図１
及び図２により説明する。図１は実施例による半導体装
置のダムバー切断方法を示す断面図であり、図２は、リ
ードフレームに半導体チップが搭載され樹脂モールドで
一体に封止された半導体装置の製造途中の状態を示す図
である。図１及び図２において、多数のリード１を有す
るリードフレーム２のダイパッド２ａには半導体チップ
７が搭載され、半導体チップ７の各端子とリード１とが
接続された後に樹脂モールド３でリードフレーム２と半
導体チップ７とが一体に封止され、半導体装置の中間製
品４（以下、簡単のため単に半導体装置４という）とな
っている。また、１枚のリードフレーム上には複数個の
半導体装置４が形成される。但し、図２に示したもの
は、半導体装置が４方向からリードが突出したＱＦＰ型
の半導体装置である。

【００２５】ダムバー５はリードフレーム２のリード１
の間を連結するものであり、樹脂モールド３でリードフ
レーム２と半導体チップを一体に封止する時に樹脂モー
ルド３がリード１の間に流れ出てくるのを堰止める役割
を果たすものである。また、このダムバー５は各リード
１を補強する役割も有する。そして、樹脂モールド３に
よる封止が終了すると、ダムバー５は後述するように切
断除去され、リード１（アウターリード）が個々に切り
離される。また、ダムバー５の切断後、リードフレーム
２は図中破線６に沿って切断され、個々の半導体装置に
分割された後、リード１（アウターリード）がガルウィ
ング状に折り曲げ成形される。尚、本発明はＱＦＰ型以
外の半導体装置への適用も可能である。

【００２６】また、本実施例の半導体装置４において、
リードフレーム２の片側の面に隣接する樹脂モールド３
外周の側壁部分には、逃げ部３ａが形成されている。こ
の逃げ部３ａは、後述するようにアシストガスを噴出す
るガスノズル２４と樹脂モールド３との干渉を回避する
ために図１のような断面形状となっており、樹脂モール
ド３用の金型を前もってこのような形状にしておいてか
ら樹脂を充填することにより、容易に形成することがで
きる。

【００２７】次に、上記半導体装置のダムバー切断方法
について説明する。図３は、ダムバー切断において用い
られるレーザ加工装置の概略構成を示す図である。図３
に示すレーザ加工装置は、レーザ発振器１１、ビームフ
ォーマ１２、ビームローテータ１３を備えたレーザ光学
系１０と、加工ヘッド２０と、半導体装置（被加工物）
４を載置する加工テーブル３０とを有する。レーザ発振
器１１は断面がほぼ円形のレーザ光１１Ａを発生させ
る。ビームフォーマ１２は凸型シリンドリカルレンズ１
２ａと凹型シリンドリカルレンズ１２ｂとを備え、ほぼ
円形断面のレーザ光１１Ａを細長い断面形状（楕円形）
のレーザ光１２Ａに変換する。ビームローテータ１３
は、ドーブプリズム１３ａを備え、レーザ光１２Ａを光
軸回りに所定角度自転させる。但し、ドーブプリズム１
３ａは、ある角度だけ光軸回りに回転すると、それを通
過した光が光軸回りにその角度の２倍の角度だけ自転す
る光学部材である。尚、上記レーザ発振器１１及びビー
ムフォーマ１２に代えて、スラブ型のレーザ活性体より
矩形断面のレーザ光を発生させるスラブ型レーザ発振器
を用いてもよい。

【００２８】加工ヘッド２０は、反射鏡２１、集光レン
ズ２２、保護ガラス２３、ガスノズル２４、アシストガ
ス供給口２５を備え、レーザ光学系１０からのレーザ光
１０Ａを半導体装置１の方向に誘導すると共に、ダムバ
ー５表面にレーザ光２０Ａとして集光させる。加工テー
ブル３０はＸテーブル３１、Ｙテーブル３２、θテーブ
ル３３を備え、半導体装置４のＸＹ方向の移動がＸテー
ブル３１及びＹテーブル３２によって行われ、Ｙテーブ
ル３２上に載置されたθテーブル３３によって半導体装
置４がリードフレーム２を含む平面内で回転する。

【００２９】このようなレーザ加工装置の基本的動作を
説明する。まず、レーザ光学系１０のレーザ発振器１１
より発生したレーザ光１１Ａはビームフォーマ１２に入
射し、ビームフォーマ１２で適宜の長軸方向と短軸方向
の寸法比率を有する細長い断面形状（楕円形）のレーザ
光１２Ａに変換され、ビームローテータ１３で光軸まわ
りに適宜の角度自転してレーザ光１０Ａとして加工ヘッ
ド２０に入射する。加工ヘッド２０に入射したレーザ光
１０Ａは反射鏡２１で反射して進路が変えられ、集光レ
ンズ２２によって集光されたレーザ光２０Ａは、アシス
トガス供給口２５から供給されるアシストガスと共にガ
スノズル２４先端部から半導体装置４のダムバー５に照
射される。但し、アシストガスはガスノズル２４からダ
ムバー５表面に対してほぼ垂直に噴出される。その状態
で、Ｘテーブル３１、Ｙテーブル３２及びθテーブル３
３を移動させることにより、適宜切断すべきダムバーの
所定位置にレーザ光２０Ａが順次照射される。但し、ビ
ームローテータ１３による自転は、ダムバー５上に集光
されるレーザ光２０Ａのスポットの長軸の方向を微調整
するために行われる。また、保護ガラス２３は、被加工
物で反射したレーザ光から加工ヘッド２０内部の部品を
保護するためのものである。

【００３０】本実施例では、図４（ａ）に示すように、
ダムバー５上のレーザ光２０Ａのスポットの長軸の方向
が半導体装置４のリード２の長手方向とほぼ平行になる
ように、かつダムバー５の幅を差し渡すようにレーザ光
２０Ａのスポット２０Ｂが照射される。尚、１回のレー
ザ光２０Ａの照射でダムバー５が板厚方向に貫通しない
場合は、２回以上照射してもよい。このようにして半導
体装置４のリードフレーム２の全周にわたってダムバー
５の切断が行われる。この時、Ｘテーブル３１及びＹテ
ーブル３２で半導体装置４を移動させながらダムバー５
を順次切断し、リードフレーム２の一つの辺のダムバー
５の切断が全て終了し、隣の辺の切断に移る時にはθテ
ーブル３３で半導体装置４を回転させ、以下このことを
繰り返す。但し、本実施例では、レーザ光２０Ａをダム
バー５の表面に対して、常にほぼ垂直に照射するものと
する。

【００３１】ところで、上記のような楕円、即ち細長い
断面形状のレーザ光を用いるのではなく、通常用いられ
ている円形の断面形状のレーザ光を用いてダムバー切断
を行う場合には、図４（ｂ）に示すように、小さなビー
ム径に絞ったレーザ光のスポット５０の照射位置をパル
ス状に照射し、少しずつ重ね合わせながら所定の軌跡に
沿って順次ずらせることにより切断を行う。この方法で
は、円形の微小なスポット５０で逐次ダムバーを溶融さ
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不可能である。一方、前述のよう
な細長い断面形状のレーザ光を用いて図４（ａ）のよう
にダムバー５を切断することによれば、１発または数発
のレーザ光照射でダムバーを切断することができ、速い
加工速度で能率よくダムバーの切断を行うことができ
る。また、この方法では、ダムバー５の数が多く、リー
ド１の間隔、即ち切断すべきダムバー５の長さと板厚と
が同程度であるような多ピンかつ狭ピッチのリードフレ
ーム２に対しても十分対応することができ、加工速度や
加工能率を損なうことがない。

【００３２】また、本実施例では、樹脂モールド３外周
の側壁部分に逃げ部３ａを形成するため、図１に示すよ
うに、アシストガスを噴出するガスノズル２４を、樹脂
モールド３と干渉することなく、逃げ部３ａ表面、従っ
てダムバー５表面に近接させることが可能となる。即
ち、両者の間隔Ｗ₁を十分短くとることができる。これ
により、溶融金属の量が多くてもその溶融金属を効果的
に吹き飛ばすことができる。この時、樹脂モールド３の
外周部分の厚さが図１のよう薄くなるが、この樹脂モー
ルド３外周部分には半導体チップ７や半導体チップ７と
リード１とを接続するワイヤ等（図示せず）が包含され
ていないため、元々あまり強度を必要とせず、よって樹
脂モールド３厚さが少々薄くなっても問題がない。

【００３３】また、上記のようにガスノズル２４をダム
バー５表面に近接させることができるため、ガスノズル
２４先端とダムバー５表面との間隔をほぼ一定に保つこ
とができ、ダムバー５表面におけるアシストガスの圧力
（溶融金属を吹き飛ばす効果）及びその他のレーザ光２
０Ａの照射条件を一定にすることが可能となる。また、
ガスノズル３よりダムバー５（リードフレーム２）の表
面にほぼ垂直にアシストガスを吹きつけるため、レーザ
光照射によって溶融した溶融金属は、レーザ光２０Ａの
出射方向に向って、即ちリードフレーム２の表側から裏
側へ向って、吹き飛ばされる。これにより、半導体装置
４のスペック変更等により樹脂モールド３の厚さが変わ
ったとしても、常に適切な切断条件及びアシストガス圧
力のもとでダムバー５を切断することができ、良好な品
質を得ることができる。

【００３４】しかしながら、ガスノズル２４をダムバー
５表面に近付け過ぎると、レーザ光照射時に発生するス
パッタや作業中に付着した塵芥等の異物とガスノズル２
４とが接触したり、ダムバー５表面の凹凸や、加工テー
ブル３０への半導体装置４の取付け誤差や、加工テーブ
ル３０の移動誤差によってダムバー５表面とガスノズル
２４とが接触する危険性があるため、間隔Ｗ₁をあまり
小さくし過ぎることも好ましくない。発明者の検討結果
によると、ガスノズル２４をダムバー５表面との間隔Ｗ
₁は０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲であれば、ダムバー
５の切断結果もほぼ良好であり、ガスノズル２４が上記
異物やダムバー５表面と接触する危険性がなくなるとい
うことがわかった。

【００３５】ここで、本実施例と、樹脂モールド３外周
の側壁部分に逃げ部３ａを形成しない従来例とを、アシ
ストガス及びドロスの挙動の点から比較する。但し、こ
こでは、いずれも図３や図４で述べた細長い断面形状の
レーザ光を用いた場合について説明する。

【００３６】図５に示す従来例のように樹脂モールド３
Ａ外周の側壁部分に逃げ部３ａを形成しない場合には、
ガスノズル２４先端と樹脂モールド３との干渉を避ける
ため、ガスノズル２４を樹脂モールド３Ａの高さよりも
高く保持し、両者の間隔Ｗ₂を十分大きくとらざるを得
ない。このため、アシストガス４５は図中矢印４６で示
すように樹脂モールド３Ａ側壁に沿って流下し、リード
フレーム２にせき止められて流れの方向が変えられ、水
平方向でかつ樹脂モールド３Ａとは逆の向きへの流れ
（図中矢印４７）が誘起される。その結果、特に溶融金
属の量が多い場合には、水平方向に流れるアシストガス
によって溶融金属の一部がその向きに流れ、図６に示す
ように、ダムバー５が除去されたリード１の側壁裏面か
ら樹脂モールド３とは逆の向きに成長するヒゲドロス８
が発生する。

【００３７】このヒゲドロス８は、通常の雫状のドロス
とは異なり、細長い針状または棒状のドロスであり、図
６（ａ）のＢ-Ｂ方向の断面図である図６（ｂ）や、Ｃ
方向から見た図である図６（ｃ）に示すように、ダムバ
ー５が除去された後のテーパ状になったリードの側壁面
５ａから樹脂モールド３Ａとは逆の向きに立ち上がるよ
うにして成長する。また、ヒゲドロス８以外に、図６
（ｂ）に示すように通常の（雫状の）ドロス９も形成さ
れる。

【００３８】上記ヒゲドロス８は、リード１に強固に付
着していないため、容易に浮き上がったり立ち上がった
りし、隣接するリード１に接触しリード１間を電気的に
短絡する危険性がある。また、ヒゲドロス８の大きさ
は、通常の雫状のドロス９に比べてかなり大きいため、
半導体装置の電子回路基板上への実装時に基板上に不規
則に付着することもあり、基板上の電気配線間をも電気
的に短絡する危険性がある。一方、このようなヒゲドロ
ス８を無理矢理除去しようとすると、剛性の弱い多ピン
かつ狭ピッチのリードフレーム２が変形したりねじれた
りする恐れがあり、最悪の場合にはリード１が破断する
こともある。しかも、多ピンのリードフレーム２では除
去すべき箇所も多いため、ヒゲドロス８を完全かつ確実
に除去することはほとんど不可能といえる。このよう
に、ヒゲドロス８は、半導体装置４にとって著しい不具
合を引き起こすものである。

【００３９】また、一般に、細長い断面形状のレーザ光
を用いる場合には、円形の断面形状を有するレーザ光を
用いる場合に比べて、１発のパルス状のレーザ光で溶融
する部分、即ち除去すべき溶融金属が多くなる。それ
故、レーザ切断時に溶融金属から生じるドロスの量も多
くなることが懸念され、通常のドロス９のみならず上記
のようなヒゲドロス８も発生しやすい。従って、たとえ
良好な寸法精度で能率よく加工ができたとしても、ヒゲ
ドロス８等が発生すればそれを除去することによって良
好な寸法精度が損なわれ、要求される寸法精度が維持で
きなくなる。それ故、このようなヒゲドロス８が発生し
ないような方法や条件でダムバーを切断することが必要
である。

【００４０】これに対して、本実施例では、図７に示す
ように、アシストガス４０が樹脂モールド３Ａ外周の側
壁部分に沿って流下しないため、水平方向で樹脂モール
ド３とは逆の向きへの流れるアシストガスの流れが生じ
ず、逆に逃げ部３ａの存在によって樹脂モールド３の方
に向かうアシストガスの流れ（図中矢印４１）が生じ、
アシストガスはダムバー５に対して偏りなく均等に作用
する。これに加え、前述のようにガスノズル２４をダム
バー５表面に近接させそれらの間隔をほぼ一定に保つこ
とができ、溶融金属を効果的に吹き飛ばすことが可能で
あるため、細長い断面形状のレーザ光２０Ａを用いるこ
とにより溶融金属の量が多くなっても図６のようなヒゲ
ドロス８が生じることがなく、それによる不具合を回避
することができる。また、同様の理由から、通常のドロ
ス９の大きさや量を減らすこともできる。

【００４１】尚、上記において、樹脂モールド３外周の
逃げ部３ａは、図１や図５のようにリードフレーム２の
片側の面に隣接する樹脂モールド３のみに設けたが、こ
れに限らず、リードフレーム２の両側の面に隣接する樹
脂モールド部３外周の側壁部分に形成してもよい。この
場合、樹脂モールド３の外周部分の厚さがさらに薄くな
るが、前述と同様の理由からこの部分は強度を必要とし
ないため厚さが薄くなっても問題がない。

【００４２】図８は、図２と同様に構成を有する半導体
装置の中間製品のダムバーを上記のような方法で切断
し、リードフレームの不要部分を切断し個々に分割した
後、リード（アウターリード）をガルウィング状に折り
曲げ成形した半導体装置の最終製品の一例を示す図であ
る。

【００４３】図８に示す半導体装置１００において、ダ
イパッド（図示せず）には半導体チップ１１０が搭載さ
れ、インナーリード１０１と半導体チップ１１０の端子
とが金線等のワイヤ１１１により電気的に接続され、半
導体チップ１１０及びインナーリード１０１を含む部分
が樹脂モールド１１２により封止されている。また、樹
脂モールド１１２外周の側壁部分には、前述のような逃
げ部１１２ａが形成されている。

【００４４】また、アウターリード１０２はダムバーが
切断されることによって個々に分割されており、さらに
樹脂モールド１１２の外側でガルウィング状に折り曲げ
成形されている。このアウターリード１０２の折り曲げ
成形された部分は、後ほど半導体装置１００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。

【００４５】以上のような本実施例によれば、樹脂モー
ルド３外周の側壁部分に逃げ部３ａを形成するので、ア
シストガスを噴出するガスノズル２４を、樹脂モールド
３と干渉することなく、ダムバー５表面に近接させるこ
とが可能となる。従って、本実施例のように細長い断面
形状のレーザ光２０Ａを用いることによって溶融金属の
量が多くなるような場合でも、その溶融金属を効果的に
吹き飛ばすことができ、付着するドロス９の大きさや量
を減らすことができ、また、ヒゲドロス８が生じること
がなく、それによる不具合を回避して半導体装置の信頼
性を向上することができる。

【００４６】また、上記により、ガスノズル２４先端と
ダムバー５表面との間隔をほぼ一定に保つことができ、
ダムバー５表面におけるアシストガスの圧力（溶融金属
を吹き飛ばす効果）及びその他のレーザ光２０Ａの照射
条件を一定にすることができる。これにより、半導体装
置４のスペック変更等により樹脂モールド３の厚さが変
わったとしても、常に適切な切断条件及びアシストガス
圧力のもとでダムバー５を切断することができ、良好な
品質を得ることができる。

【００４７】

【発明の効果】本発明によれば、リードフレームの少な
くとも一方の面に隣接する樹脂モールド外周の側壁部分
に逃げ部を形成するので、ガスノズルを、樹脂モールド
と干渉することなくダムバー表面に近接させることが可
能となり、細長い断面形状のレーザ光を用いることによ
って溶融金属の量が多くなるような場合でもその溶融金
属を効果的に吹き飛ばすことができる。従って、付着す
るドロス大きさや量を減らすことができ、また、ヒゲド
ロスが生じることがなく、それによる不具合を回避して
半導体装置の信頼性を向上することができる。

【００４８】また、ガスノズル先端とダムバー表面との
間隔をほぼ一定に保つことができ、ダムバー表面におけ
るアシストガスの圧力及びその他のレーザ光の照射条件
を一定にすることが可能となる。従って、樹脂モールド
の厚さが変わっても、常に適切な切断条件及びアシスト
ガス圧力のもとでダムバーを切断することができ、良好
な品質を得ることができる。

【００４９】さらに、細長い断面形状のレーザ光を用
い、その断面の長手方向とリードの長手方向をほぼ平行
にしてダムバーに照射するので、比較的速い加工速度で
能率よくダムバーの切断を行うことができる。

【００５０】従って本実施例によれば、レーザ光を用い
てダムバーを能率良く切断することができると共に、ド
ロスの付着を抑えて高精度で良好な品質の樹脂モールド
型半導体装置を得ることができる。

【００５１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による半導体装置のダムバー
切断方法を示す断面図である。

【図２】リードフレームに半導体チップが搭載され樹脂
モールドで一体に封止された半導体装置の製造途中の状
態を示す図である。

【図３】図１のダムバー切断において用いられるレーザ
加工装置の概略構成を示す図である。

【図４】（ａ）は細長い断面形状を有するレーザ光を用
いてダムバー切断を行う場合のレーザ光の照射状況を示
す図であり、（ｂ）は円形の断面形状を有するレーザ光
を用いてダムバー切断場合のレーザ光の照射状況を示す
図である。

【図５】樹脂モールド外周の側壁部分に逃げ部を形成し
ない従来例におけるアシストガス挙動を示す断面図であ
る。

【図６】（ａ）は図５の従来例によってダムバーを切断
した後のリードの状況を示す図であり、（ｂ）は（ａ）
のＢ-Ｂ方向の断面図、（ｃ）は（ａ）のＣ方向から見
た図である。

【図７】図１のように樹脂モールド外周の側壁部分に逃
げ部を形成した実施例におけるアシストガスの挙動を示
す断面図である。

【図８】図２と同様に構成を有する半導体装置の中間製
品のダムバーを切断し、リードフレームの不要部分を切
断し個々に分割した後、リード（アウターリード）をガ
ルウィング状に折り曲げ成形した半導体装置の最終製品
の一例を示す図である。

【符号の説明】

１リード２リードフレーム２ａダイパッド３樹脂モールド３ａ逃げ部４半導体装置（の中間製品）５ダムバー７半導体チップ８ヒゲドロス９（通常の雫状の）ドロス１０レーザ光学系１１レーザ発振器１２ビームフォーマ１３ビームローテータ２０加工ヘッド２０Ａレーザ光２０Ｂ（レーザ光２０Ａの）スポット２２集光レンズ２４ガスノズル２５アシストガス供給口３０加工テーブル４０アシストガス１００半導体装置１０１インナーリード１０２アウターリード１１０半導体チップ１１１ワイヤ１１２樹脂モールド１１２ａ逃げ部

───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】リードフレームに半導体チップを搭載し
樹脂モールドでそれらリードフレーム及び半導体チップ
を一体に封止した半導体装置のダムバーを、ガスノズル
よりアシストガスを放出しながら細長い断面形状を有す
るレーザ光を照射して切断するダムバー切断方法におい
て、前記リードフレームの少なくとも一方の面に隣接する樹
脂モールド外周の側壁部分に逃げ部を形成しておき、前
記ガスノズルを前記逃げ部表面に近接させて配置すると
共に前記ガスノズル先端と前記ダムバー表面との間隔を
ほぼ一定に保ち、前記ガスノズルより前記ダムバーの表
面にほぼ垂直にアシストガスを吹きつけ、前記レーザ光
をその断面の長手方向が前記リードフレームの各リード
の長手方向とほぼ平行になるように照射して前記ダムバ
ーを溶融させ切断することを特徴とするダムバー切断方
法。
【請求項２】請求項１記載のダムバー切断方法におい
て、前記ダムバーに照射される前記レーザ光のスポット
の長手方向の長さを前記ダムバーの幅よりも十分長く設
定し、前記レーザ光のスポットを前記ダムバーの全幅に
渡って指し渡すように照射することを特徴とするダムバ
ー切断方法。
【請求項３】リードフレームに半導体チップを搭載し
樹脂モールドでそれらリードフレーム及び半導体チップ
を一体に封止した半導体装置において、前記リードフレームの少なくとも一方の面に隣接する樹
脂モールド外周の側壁部分に逃げ部を形成したことを特
徴とする半導体装置。