JPH10216975A - ダムバー加工方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ＩＣパッケージのダムバーをレーザ光の照射を
利用して切断、除去するに際し、常に高い位置決め精度
でかつ高速に所望の加工位置での加工を実施することが
できるダムバー加工方法及びその装置を提供する。 【解決手段】実際にダムバー２をレーザ加工するに先立
ち、スキャナユニット７３でダムバー２近傍の画像を取
り込んで適正な加工位置データの演算を行い、それらを
バッファ３２に一時的に記憶しておき、ワーク１をレー
ザ加工ユニット７１に搬送し、上記のデータを用いてダ
ムバー２のレーザ加工を行なう。また、或るワーク１
（ＩＣパッケージ）のダムバー２をレーザ加工する動作
と並行して、次に加工すべきワークに対するサンプリン
グ（検出光照射から適正な加工位置データの一時記憶ま
での一連の動作）を行っておき、加工能率を向上させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リードフレームお
よび半導体チップを樹脂モールドで封止したＩＣパッケ
ージのダムバーを、レーザ光照射により切断するダムバ
ーのレーザ加工に係わり、特にダムバーの所望の加工位
置を高速かつ精度よく加工することができるダムバー加
工方法およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】パルス状のレーザ光（以下、適宜、パル
スレーザ光という）を利用した加工としては、切断、穴
あけ、溶接等の加工方法が機械、電子、半導体装置など
の多方面の分野の製造過程で利用されている。従来のレ
ーザ加工装置の構成を図１０及び図１１を参照しながら
説明する。

【０００３】従来のパルスレーザ加工装置は、図１０に
その一例を示すように、レーザヘッド５１、加工光学系
５２、レーザ電源５３から構成されるレーザ発振器５
０、被加工物であるワーク６０を搭載し水平面内（ＸＹ
平面内）に移動可能なＸＹテーブル６１、レーザヘッド
５１及び加工光学系５２を上下方向（Ｚ軸方向）に移動
させるＺテーブル６２、ＸＹテーブル６１の水平面内の
移動動作とＺテーブル６２の上下方向の移動動作とレー
ザ発振器５０の発振動作を自動又は手動で制御するメイ
ンコントローラ６３を備える。

【０００４】またレーザ電源５３は、図示しないレーザ
コントローラ、安定化電源、コンデンサ部及びスイッチ
部等から構成される。レーザコントローラから指令され
た電圧値に従って、供給された交流電源を安定化電源に
より直流に変えられ、コンデンサ部に供給され、コンデ
ンサ部に蓄積された電荷がスイッチ部を介してスイッチ
部の所定の開閉タイミングに基づきレーザヘッド部の図
示しない励起ランプに放電される。前記スイッチ部の開
閉はレーザコントローラからパルス幅及びパルス周波数
を指令するトリガ信号に従って行われる。以上のように
して、レーザヘッド５１よりパルス状のレーザ光が射出
される。

【０００５】また、レーザヘッド５１には図示しないビ
ームシャッタが内蔵されており、このビームシャッタが
開閉することによって、ワーク６０へのパルスレーザ光
の照射を制御する。すなわちワーク６０を加工する場合
には上記ビームシャッタを開き、加工しない場合には上
記ビームシャッタを閉じる。このビームシャッタの開閉
動作時間は１００〜３００ｍｓ程度であり、その制御は
前述のレーザコントローラから行うが、前記メインコン
トローラ６３からレーザコントローラを介して行うこと
も可能である。

【０００６】上記のようなレーザ加工装置を用いて、例
えばＩＣパッケージのダムバーの除去を行う場合を説明
する。図１１（ａ）はＩＣパッケージの平面図、図１１
（ｂ）は図１１（ａ）のＢ部の拡大図である。図１１
（ｂ）に示すように、ダムバー２は、ＩＣに使用される
リードフレームのピン（以下、リードともいう）を連結
しており、ＩＣのモールド時に樹脂をせき止める役割
と、リードフレームのピンを補強する役割を持ち、製造
過程の最後に除去される部分である。前記ダムバー２を
パルスレーザ光で除去する加工手順を、図１１（ｂ）の
Ｋ点の除去（切断）が終了し、続いてＬ点の加工（除
去）を行う場合を例として説明すると、以下のようにな
る。

【０００７】（１）ＸＹテーブル６１により、ワーク６
０上へのパルスレーザ光照射位置を図１１（ｂ）中Ｋ点
からＬ点の方向（Ｘ軸の正方向）に移動させる。 （２）Ｌ点で位置決めし、ＸＹテーブル６１を停止す
る。 （３）ビームシャッタを開く。 （４）パルスレーザ光を照射してＬ点のダムバーを除去
する。 （５）ビームシャッタを閉じる。

【０００８】以上（１）から（５）の加工手順を繰り返
すことにより、図１１（ａ）に示すＩＣパッケージの４
辺にあるダムバー２を順次除去していく。このとき、Ｘ
Ｙテーブルの移動及び停止、ビームシャッタの開閉は、
メインコントローラ６３に予め入力したプログラムに従
って実行される。また、この間、パルスレーザ光は常時
パルス状に発振するか、またはビームシャッタの開いた
のと同期して発振し、これらの制御は前述のレーザコン
トローラで行われる。

【０００９】なお、上記したダムバーの除去に用いて好
適なレーザ加工装置または方法に関する従来技術として
は、例えば特開平４−４１０９２号公報や特開平６−１
４２９６８号公報に記載されたものがある。前者の特開
平４−４１０９２号公報に記載の装置は、予め記憶して
おいた複数の加工位置情報とＸＹテーブルの移動量との
比較結果に応じてレーザ光のＯＮ／ＯＦＦや照射タイミ
ングを制御するものであり、後者の特開平６−１４２９
６８号公報に記載の装置は、加工位置近傍における被加
工物の有無を検出してそれに対応する検出信号を発生さ
せ、その検出信号に基づいてパルスレーザ光の発振タイ
ミングを制御するものである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記ＩＣパッケージの
ダムバーの寸法は幅が０．１〜０．３ｍｍ程度、厚さが
０．１５ｍｍ程度であるので、ダムバーを除去する場合
にはレーザ光の１パルスで十分除去可能である。従っ
て、実際の加工に要する時間はパルスレーザ光のパルス
幅の時間に相当し、０．１〜１ｍｓ程度である。ところ
が、前述の（１）〜（５）の加工手順においてはビーム
シャッタの開閉動作時間である２００〜６００ｍｓとテ
ーブルの移動時間とにより、一つのダムバーを除去する
ために１ｓ程度の時間を費やし、ダムバーの切断個数や
ＩＣパッケージの製造個数を考慮すると加工時間がかか
り過ぎることになる。

【００１１】また、一般的にピン（リード）のピッチは
等ピッチであることが多いが、リードフレームの製造誤
差や、レジンでモールドする時の温度履歴による歪み
や、ハンドリングによる外力などで変形し、ダムバーの
除去時には必ずしも等ピッチになっていない場合があ
る。前述の（１）〜（５）で説明したダムバー除去方法
では、ダムバーを除去する箇所をプログラムとして予め
メインコントローラに登録しておくが、この方法では上
記ピンが等ピッチになっていないことには対応できず、
さらに製造誤差や変形が累積して誤差が増大するような
最悪の場合には、残しておくべきリードフレームの部分
にダメージを与える可能性もある。

【００１２】また、特開平４−４１０９２号公報に記載
された従来技術を応用する場合、予め記憶（想定）した
所定の形状に従う制御しかできないため、ピンが不規則
な配列になってしまった時には対応できず、同様の問題
が生じる。

【００１３】これに対し、特開平６−１４２９６８号公
報に記載の従来技術によれば、加工位置が等間隔である
場合のみならず等間隔でない場合にも所望の加工位置を
高速で加工することができるため、ピンが等ピッチでな
く不規則な配列になった場合でもダムバーの除去にある
程度対応できる。しかしながら、被加工物の有無を検出
するために用いる検出光の反射光量は、検出光源自体の
光量の変動、或いは被加工物の表面状態による反射光量
の変動に大きく左右されるため、ダムバーの除去時のよ
うな数ミクロン程度の位置決め精度を得るためには、検
出光には光量の変動の小さい（数％以下の）ものが要求
される。また、表面反射率が大きく変わる被加工物に対
しては位置決め精度が悪くなる場合があり、被加工物に
よっては実加工には適さない場合がある。

【００１４】また、リードフレームにおけるダムバー付
近やリードの表面に樹脂の一部やその他の異物が付着し
たり、付着した異物等が突出したりすることがあり、こ
のような場合に上記のような検出光による検出を行う
と、それら異物に伴った検出信号に基づいて所定位置以
外にレーザ光が誤照射される可能性があり、所望の寸法
での加工が出来ない恐れがある。さらに、樹脂による封
止時などにリードフレームが変形（熱変形）する場合が
あり、これによる影響でレーザ光が誤照射される可能性
もある。つまり、リードフレームの実寸に基づいたレー
ザ光照射位置の位置決めが出来なくなる可能性がある。
さらにこの場合には、ダムバーをレーザ光で加工する際
にはそのダムバーの長手方向の制御、即ち一次元方向の
制御しかできず、レーザ光照射位置のダムバー幅方向へ
の相対的なずれによってＩＣパッケージの本体（樹脂モ
ールド部分）を損傷する恐れもある。

【００１５】本発明の目的は、ＩＣパッケージのダムバ
ーをレーザ光の照射を利用して切断、除去するに際し、
常に高い位置決め精度でかつ高速に所望の加工位置での
加工を実施することができるダムバー加工方法及びその
装置を提供することである。

【００１６】

【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、リードフレームおよび半導体チッ
プを樹脂モールドで封止したＩＣパッケージを移動さ
せ、そのＩＣパッケージのダムバーにおける加工位置を
決定し、レーザ発振器より発生させたパルス状のレーザ
光照射により前記ダムバーを切断するダムバー加工方法
において、前記ダムバーへのレーザ光照射に先立って、
検出光を上記ダムバーに照射しながらその検出光による
検出位置をダムバーに沿って走査し、その検出光の反射
光を検出してダムバー近傍における材料の有無に対応す
る検出信号を発生させ、その検出信号に基づいて前記ダ
ムバー近傍の画像を取り込み、取り込んだ画像をデータ
化しそのデータをもとに前記ダムバー近傍の形状を分析
して適正な加工位置データを演算し、上記加工位置デー
タを一時的に記憶し、一時的に記憶された前記加工位置
データに基づき前記ダムバーの所望の加工位置にレーザ
光が順次照射されるようそのレーザ光の発振を制御する
ことを特徴とするダムバー加工方法が提供される。

【００１７】このようなダムバー加工方法において好ま
しくは、或るＩＣパッケージのダムバーを前述の加工位
置データに基づくレーザ光照射によって切断する動作と
並行して、次に加工すべきＩＣパッケージのダムバーに
対する検出光照射から適正な加工位置データの一時記憶
までの一連の動作を行っておく。

【００１８】また本発明によれば、パルス状のレーザ光
を発振するレーザ発振器と、上記レーザ光を被加工物の
加工位置まで誘導する加工光学系と、前記被加工物を移
動させその加工位置を決定する加工用移動手段とを備
え、リードフレームおよび半導体チップを樹脂モールド
で封止したＩＣパッケージのダムバーを切断するダムバ
ー加工装置において、前記ダムバー近傍における材料の
有無を検出するための検出光を発生する検出光発生手段
と、上記ＩＣパッケージを載置しかつ移動させて前記検
出光による検出位置を決定する検出用移動手段と、上記
検出光の反射光を検出して対応する検出信号を発生する
検出信号発生手段と、その検出信号に基づいてダムバー
近傍の画像を取り込む撮像手段と、その撮像手段で取り
込んだ画像をデータ化しそのデータをもとにダムバー近
傍の形状を分析して適正な加工位置データを演算する画
像処理手段と、上記加工位置データを一時的に記憶して
おく記憶手段と、上記ＩＣパッケージを前記検出用移動
手段から前記加工用移動手段の所定位置に搬送し位置決
めする搬送手段と、前記記憶手段に記憶された加工位置
データに基づき前記加工用移動手段に位置決めされたダ
ムバーの所望の加工位置にレーザ光が照射されるようそ
のレーザ光の発振を制御する制御手段とを有することを
特徴とするダムバー加工装置が提供される。

【００１９】上記のように構成した本発明においては、
ダムバーへのレーザ光照射に先立って、予めダムバー近
傍の形状分析と適正な加工位置データの演算を行ってお
く。即ち、まず検出光をダムバーに照射しながらその検
出位置をダムバーに沿って走査し、検出光の反射光を検
出して検出信号を発生させる。この検出信号はダムバー
近傍における材料の有無に対応する信号となる。そし
て、上記検出信号に基づいてダムバー近傍の画像を取り
込み、その取り込んだ画像をデータ化する。さらにその
データをもとにダムバー近傍の形状を分析し、適正な加
工位置データを演算する。このように、ダムバー近傍の
実際の画像を取り込んで、そのデータをもとに形状分
析、および適正な加工位置データの演算を行うため、検
出光源自体の光量の変動やダムバー近傍の表面状態によ
る反射光量の変動が有る場合や、さらにダムバー近傍に
異物が付着している場合でも、それらを考慮した加工位
置の補正が可能となり、適正な加工位置データを演算す
ることが可能となる。

【００２０】上述の加工位置データは一旦記憶され、そ
の一時記憶された加工位置データに基づいてレーザ光の
発振が制御され、ダムバーの所望の加工位置にレーザ光
が順次照射される。これにより、常に高い位置決め精度
でかつ高速に所望の加工位置での加工を実施することが
可能となる。しかも、実際の画像を取り込むため、ダム
バーの長手方向のみならず、ダムバーの幅方向の移動制
御も可能となり、レーザ光照射位置のずれによってＩＣ
パッケージの本体（樹脂モールド部分）を損傷する心配
がない。

【００２１】また、或るＩＣパッケージのダムバーをレ
ーザ光照射によって切断する動作と並行して、次に加工
すべきＩＣパッケージのダムバーに対する検出光照射か
ら適正な加工位置データの一時記憶までの一連の動作を
行っておくことにより、加工能率が大幅に向上する。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施形態につい
て、図１〜図８を参照しながら説明する。但し、以下で
は、主に等間隔のピンを有する半導体装置（ＩＣパッケ
ージ）をワークとし、そのダムバーの切断、除去につい
て説明する。

【００２３】図１に示すように、本実施形態で用いるレ
ーザ加工装置は、レーザ加工ユニット７１、搬送ユニッ
ト７２、スキャナユニット７３から構成されており、基
本的には、被加工物であるワーク１をスキャナユニット
７３に設置してダムバー近傍の形状分析と適正な加工位
置データの演算を行い、そのワーク１を搬送ユニット７
２でレーザ加工ユニット７１に搬送し、そのレーザ加工
ユニット７１においてレーザ光照射によるダムバーの切
断除去を行う。

【００２４】レーザ加工ユニット７１には、レーザヘッ
ド１１、レーザ光源１３、加工ヘッド１２、ワーク１を
搭載し水平面内（ＸＹ平面内）に移動させる搬送手段と
してのＸＹテーブル２１、レーザヘッド１１及び加工ヘ
ッド１２を上下方向（Ｚ軸方向）に移動させるＺテーブ
ル２２、メインコントローラ２３とディレイ回路２４を
有するコントロールユニット２５が備えられている。メ
インコントローラ２３は、ＸＹテーブル２１の水平面内
の移動動作とＺテーブル２２の上下方向の移動動作とレ
ーザヘッド１１及びレーザ光源１３によるレーザ光の発
振動作を自動的に制御する。また、ＸＹテーブル２１に
はロータリエンコーダ２７が取り付けられ、ロータリエ
ンコーダ２７からのパルス信号がメインコントローラ２
３に入力されるようになっている。

【００２５】レーザ電源１３は、交流電源部１３３、安
定化電源部１３０、コンデンサ部１３１、スイッチ部１
３２、レーザコントローラ２６、及びディレイ回路２４
を有する。このレーザ電源１３では、まず、交流電源部
１３３から供給された交流電流が安定化電源部１３０に
供給され、レーザコントローラ２６から指令された電圧
値に従って直流に変えられ、コンデンサ部１３１に供給
される。コンデンサ部１３１に上記電圧値で供給された
電荷は、ディレイ回路２４からのトリガ信号ＴＰ_1iによ
る所定のパルス幅でのスイッチ部１３２の開閉動作によ
り、レーザヘッド１１に備えられたレーザ励起ランプ１
１０に供給される。このパルス状の電荷により上記励起
ランプ１１０が発光し、これによりレーザ媒体が励起さ
れパルス状のレーザ光が射出される。なお、レーザコン
トローラ２６には入出力部２６０および中央演算部２６
１が備えられている。

【００２６】図１に示すレーザヘッド１１にはビームシ
ャッタ１１１が内蔵されている。このビームシャッタ１
１１は、開閉することによってレーザヘッド１１より放
出されるパルス状のレーザ光をＯＮ／ＯＦＦし、ワーク
１へのレーザ光の照射を制御する。即ちワーク１を加工
する場合にはビームシャッタ１１１を開き、加工しない
場合にはビームシャッタ１１１を閉じる。このビームシ
ャッタ１１１の開閉動作時間は１００〜３００ｍｓ程度
である。またビームシャッタ１１１の開閉動作の制御
は、レーザコントローラ２６から行うが、メインコント
ローラ２３からレーザコントローラ２６を介して行うこ
とも可能である。また、加工ヘッド１２内部には、レー
ザ光の波長に対し高い反射率特性を持つダイクロミラー
や集光レンズ等が備えられており、この部分の構成は従
来のレーザ加工装置の構成と同様である。

【００２７】次に、スキャナユニット７３は、スキャナ
コントローラ３０、スキャナヘッド３１、バッファ３
２、ＸＹテーブル３３を備えており、さらにＸＹテーブ
ル３３にはロータリエンコーダ３４が取り付けられ、ロ
ータリエンコーダ３４からのパルス信号がスキャナコン
トローラ３０に入力されるようになっている。スキャナ
ヘッド３１には、図２に示すように、ダムバー検出用の
レーザ光を発振するレーザダイオード３２０、レーザダ
イオード３２０の電源３２０ａ、レーザダイオード３２
０からのレーザ光をコリメートするコリメータレンズ３
２１、レーザダイオード３２０の反射光を検出するフォ
トダイオード３３０、フォトダイオード３３０の検出信
号を増幅するアンプ３３１、アンプ３３１からのトリガ
信号に基づいてワーク１表面に照明光を照射する単波長
ランプ３３３、単波長ランプ３３３の電源３３２、ワー
ク１表面の画像を撮像する撮像素子３２６およびＣＣＤ
カメラ３２７、ＣＣＤカメラ３２７からの画像情報を画
像処理する画像処理装置３３５、および光路上の光学部
品である集光レンズ３２３，３３４，３２９，３２８、
ベンディングミラー３２２，３２４、ハーフミラー３２
５が備えられている。

【００２８】また、ワーク１をスキャナユニット７３か
らレーザ加工ユニット７１に搬送するための搬送ユニッ
ト７２には、搬送装置４０、搬送装置４０先端に設けら
れた吸着ヘッド４１、吸着ヘッド４１および搬送装置４
０の動作を制御するＰＬＣ（プログラマブルロジックコ
ントローラ）４２が備えられている。上記コントロール
ユニット２５内部、バッファ３２、スキャナコントロー
ラ３０の各機器のデータのやりとりの関係を図３に示
す。特に、スキャナコントローラ３０からバッファ３２
へ、およびバッファ３２からメインコントローラ２３へ
はそれぞれデータが送られ、逆にメインコントローラ２
３からバッファ３２へ、およびバッファ３２からスキャ
ナコントローラ３０へはそれぞれ同期信号が送られ、各
機器の同期がとられている。

【００２９】次に、本実施形態の動作を図４〜図８を用
いて説明する。まず、スキャナユニット７３のＸＹテー
ブル３３の所定の位置にワーク１をセットし、そのワー
ク１がセットされた状態でＸＹテーブル３３に備えつけ
られたロータリーエンコーダ３４のカウントパルス数を
イニシャライズ（リセット）する。この位置が、図４
（ａ）のサンプリング開始点Ｉとなる。そしてＸＹテー
ブル３３を動かすと同時にスキャナコントローラ３０か
ら電源３２０ａに指令を送りレーザダイオード３２０を
ＯＮにする。レーザダイオード３２０からの検出用レー
ザ光はワーク１のダムバー近傍に照射されるが、ワーク
１をＸＹテーブル３３によって、例えばＸ軸の正方向に
一定速度Ｖ_sで移動させると、検出用レーザ光の照射位
置はワーク１上を図４（ａ）に示す軌跡５に沿って移動
し、反射した検出用レーザ光はフォトダイオード３３０
で検出され、フォトダイオード３３０からはワーク１の
ダムバー近傍のリード配列（リードの有無）に基づく検
出信号が出力され、さらにアンプ３３１で増幅される。
なお、以下では、図４のダムバー２の長手方向をＸ軸、
リード４の長手方向をＹ軸とする。

【００３０】上記において、検出用レーザ光の光軸がダ
ムバー２よりも若干外側のリード４を横切るように光学
系を調整しておくことにより、フォトダイオード３３０
で検出された検出信号の変化はリードで高くスリット部
３で低い出力のフォトダイオード電圧信号となる。この
時、ワーク１のリード４とスリット部３が等ピッチで並
んでいれば、ＸＹテーブル３３が一定速度Ｖ_sで移動す
ればフォトダイオード３３０からの検出信号は図のよう
な一定周期の波形として検出されるが、等ピッチで並ん
でいない場合には、検出信号はそのピッチの変化に比例
した時間変化を持つ波形として検出される。

【００３１】アンプ３３１で増幅された検出信号はスキ
ャナコントローラ３０に入力される。スキャナコントロ
ーラ３０は上記検出信号のパルスの立ち下がりエッジに
同期するように画像トリガ信号ＧＴＰを発生させ、この
画像トリガ信号ＧＴＰに基づいて単波長ランプ３３３の
電源３３２をＯＮに、また画像処理装置３３５の機能を
有効にする。単波長ランプ３３２がＯＮされると、それ
と同時に照明光に照らされたスキャナヘッド３１に対面
する画像がＣＣＤカメラ３２７を介して画像処理装置３
３５に取り込まれ、デジタルデータ化（例えば２５６階
調のフレームデータに変換）され（図４（ｂ）参照）、
一旦画像処理装置３３５に内蔵の記憶部に記憶された
後、さらにある所定のスレッシュホールド（敷居値）に
よって二値化される（図４（ｃ））。図４（ｃ）ではＨ
ＩＧＨとＬＯＷで分けている。画像処理装置３３５にお
ける１画像当たりの取り込み時間は１０ｍｓ程度、単波
長ランプ３３２の発光時間は数ｍｓ程度とする。ここ
で、ＸＹテーブル３３の速度を増加して画像のサンプリ
ング速度を増加するためには、ＣＣＤカメラを複数個設
け、フォトダイオード３３０からの各検出信号に対し、
画像処理装置３３５は交互にそれぞれのＣＣＤカメラか
らの画像データ入力を切り換えてサンプリングするよう
構成すればよい。

【００３２】画像処理装置３３５で二値化された画像処
理データはスキャナーコントローラ３０によって演算処
理される。この演算処理の手順を次に説明する。上記の
サンプリング開始点Ｉをロータリエンコーダ３４におけ
るパルス発生の開始点とすると、ロータリエンコーダ３
４の１パルス当たりに相当する長さはＶ_sが一定であれ
ば一義的に決まり、ダムバー２近傍の各部の寸法は上記
ロータリエンコーダ３４のパルス数に置き換えることが
できる。図４では、サンプリング開始点Ｉから各画像ト
リガ信号ＧＴＰの発生タイミングまでのロータリエンコ
ーダ３４のパルス数をＧＰ₁，ＧＰ₂，ＧＰ₃，…として
いる。つまりＧＰ₁，ＧＰ₂，ＧＰ₃，…はリード４の終
端エッジに対応することになる（以下、ＧＰ₁，ＧＰ₂，
ＧＰ₃，…をトリガポイントという）。ここで、ダムバ
ー２の（長手方向の）中央を加工位置Ｑとするために
は、ダムバー２の長さに対応するパルス数をＰ_DL1，Ｐ
_DL2，Ｐ_DL3，…とすると、次式、 Ｘ_pi＝Ｐ_DLi／２ … （１） で表されるパルス数Ｘ_piを、トリガポイントＧＰ₁，Ｇ
Ｐ₂，ＧＰ₃，…に加算した値がそれぞれの加工位置Ｑを
表すパルス数となる。ここでｉ＝１，２，３，…とする
（以下同様）。

【００３３】実際のレーザ光による加工時には、後述す
るように、ディレイ回路２４においてＸ_piに相当する遅
れ時間（に相当するパルス数）Ｔ_diだけ各画像トリガ信
号ＧＴＰ発生時刻（に相当するパルス数）に与えること
になるが、スキャナーコントローラ３０ではこの遅れ時
間に相当するパルス数Ｔ_diも演算しておく。このＴ_diは
前述のＸ_piと後述するＸＹテーブル２１の速度Ｖ_sを用
いて、 Ｔ_di＝Ｘ_pi／Ｖ_s−σ_t … （２） となる。但しσ_tは、後述するスイッチ部１３２におけ
る遅れやレーザヘッド５１におけるレーザ光発振までの
遅れ等を総合した遅延時間（実際はパルス数で表す）で
あり、またＶ_sは、メインコントローラ２３において設
定され、そのデータがスキャナーコントローラ３０に予
め送られる（スキャナーコントローラ３０に直接設定し
てもよい）。

【００３４】さらに、ワーク１の他の３辺のダムバー２
に関しては、図５に示すように９０°ずつ相対的な位置
を回転させて軌跡６〜軌跡８に沿って検出用レーザ光を
走査させ、同様のサンプリング（検出光照射から加工位
置データの一時記憶までの一連の動作）を行なう。

【００３５】スキャナーコントローラ３０で上記のよう
に演算したＧＰ_i，Ｘ_pi，Ｔ_diは、例えば図６に示す伝
送データのフォーマットでバッファ３２に一時的に記憶
される。

【００３６】上記のようにしてサンプリングが終了する
と、スキャナコントローラ３０よりメインコントローラ
２３にサンプリング終了信号が送られ、メインコントロ
ーラ２３はＰＬＣ４２にロード信号を送出する。する
と、ＰＬＣ４２は搬送装置４０および吸着ヘッド４１
に、ワーク１を搬送するための指令を出す。即ち、搬送
ユニット７２の吸着ヘッド４１でワーク１を把持し、そ
のワーク１をスキャナユニット７３からレーザ加工ユニ
ット７１のＸＹテーブル２１に搬送する。この時、スキ
ャナユニット７３におけるサンプリング開始点Ｉが実際
のレーザ加工時の基準点（加工ヘッド１２の走査開始
点）と一致するように、精度よく位置決めされるように
搬送装置４０を設定しておく。この場合、ワーク１は治
具等に載せておき、その治具ごと搬送すればよい。この
ようにしてワーク１がＹテーブル２１にセットされる
と、バッファ３２に一時記憶されていたデータはメイン
コントローラ２３に読み込まれ、図７に示す手順でレー
ザ加工処理が行なわれる。

【００３７】またこの時、スキャナユニット７３のＸＹ
テーブル３３には次に加工すべきワークがセットされ、
以下に説明する加工テーブル２１上でのワーク１の加工
とは非同期に、前記次のワークに関するサンプリング
（検出用レーザ光の照射から画像処理まで）が並行して
行われる。

【００３８】まず、加工テーブル２１をＸＹテーブル３
３と同様に移動させ、加工ヘッド１２をワーク１上で走
査させ、かつバッファ３２からメインコントローラ２３
にデータを読み込む。この時、ＸＹテーブル２１の速度
ＶとＸＹテーブル３３の速度Ｖ_sとを同一にし、ロータ
リエンコーダ２７とロータリエンコーダ３４とのパルス
周波数とを同一にしておけば、以下の処理がしやすい。
そして、ＸＹテーブル２１に取り付けられたロータリエ
ンコーダ２７からのパルス信号がメインコントローラ２
３でカウントされ、そのパルス数がトリガポイントＧＰ
₁になった時にトリガ信号ＴＰ₀₁をディレイ回路２４に
出力する。以下、各トリガポイントＧＰ_iに対してＴＰ
_0iを出力する。

【００３９】次に、ディレイ回路２４においては、トリ
ガ信号ＴＰ_0iにＴ_diに相当する遅れ時間を与えてトリガ
信号ＴＰ_1iを生成し、スイッチ部１３２に出力する。こ
こまでの各信号の流れを図８にブロック図で示す。その
後は前述と同様にしてレーザ光の発振動作が行われる。
実際には、各回路内部の演算処理やコンデンサの充放電
に若干の時間がかかり、スイッチ部１３２における遅れ
やレーザヘッド５１におけるレーザ光発振までの遅れも
生じる。従って図７では、ＴＰ_1iの生成タイミングから
レーザ光照射までの遅れ時間をσ_tとして表している。
なお、ＸＹテーブル２１の速度ＶがＸＹテーブル３３の
速度Ｖ_sと違っていてもよいが、違う速度の場合にはロ
ータリエンコーダ２７とロータリエンコーダ３４のパル
ス数が同一の距離に対応するように調整する必要があ
る。また、図中のトリガ信号ＴＰ_1i及びレーザ光は実際
にある幅を持ったパルス波形を有するが、他の信号に比
べて非常にそのパルス幅が短いために、図では線状に示
してある。

【００４０】ワーク１の他の３辺のダムバー２に関して
は、図６で説明したのと同様に９０°ずつ相対的な位置
を回転させて上記と同様のレーザ光発振制御をしながら
ＸＹテーブル２１を移動し、同様のレーザ光によるダム
バー２の切断、除去を行なう。

【００４１】さらに、上記ワーク１全ての辺におけるダ
ムバー切断、除去が完了すると、ＸＹテーブル３３より
次のワークがＸＹテーブル２１上に搬送され、そのワー
クのダムバーの切断、除去が実施される。またその時、
ＸＹテーブル３３にはその次に加工すべきワークがセッ
トされ、加工テーブル２１上でのワーク１の加工とは非
同期に、前述と同様の手順でサンプリング（検出用レー
ザ光の照射から画像処理まで）が並行して行われる。つ
まり、あるワークのダムバーをレーザ光照射によって切
断する動作と並行して、次に加工すべきワークのダムバ
ーに対するサンプリングを行うことになる。

【００４２】以上のような本実施形態によれば、スキャ
ナユニット７３でダムバー２近傍の画像を取り込んで適
正な加工位置データＧＰ_i，Ｘ_pi，Ｔ_diの演算を行い、
それらをバッファ３２に一時的に記憶しておき、そのデ
ータを用いてレーザ加工ユニット７１でダムバー２のレ
ーザ光照射による加工を行なうので、検出光源自体の光
量の変動やダムバー２近傍の表面状態による反射光量の
変動が有る場合や、さらにダムバー２近傍に異物が付着
している場合でも、それらを考慮した加工位置の補正が
可能となり、適正な加工位置データに基づいて常に高い
位置決め精度でかつ高速に所望の加工位置での加工を実
施することができる。

【００４３】また、或るワーク１（ＩＣパッケージ）の
ダムバー２をレーザ光で切断する動作と並行して、次に
加工すべきワークに対するサンプリング（検出光照射か
ら適正な加工位置データの一時記憶までの一連の動作）
を行っておくので、加工能率を大幅に向上することがで
きる。

【００４４】さらに、リード４のピッチとＸＹテーブル
２１の移動速度とで決まるレーザ光の発振周期程度の短
時間でダムバー２を切断することができ、確実かつ高速
な加工が可能となる。

【００４５】次に、本発明の第２の実施形態について、
図９により説明する。本実施形態では、前述の実施形態
のようなＸ軸方向の画像処理およびデータ処理に加え、
Ｙ軸方向の画像処理およびデータ処理も行なう。但し、
Ｘ軸方向のデータ処理に関しては前述の実施形態で説明
済みであるので、ここではＹ軸方向のデータ処理を中心
に説明する。

【００４６】画像処理装置３３５への画像の取り込み、
デジタルデータ化、および二値化までは第１の実施形態
とほぼ同様に行われ、スキャナーコントローラ３０では
この画像処理データをもとに、Ｘ軸方向だけでなくＹ軸
方向に関する演算処理も行なわれる。まず、画像処理デ
ータをもとに、ｉ番目のダムバー２周辺の形状に基づく
Ｙ軸方向の各部分の寸法を、ロータリエンコーダ３４の
パルス数に変換する。ロータリエンコーダ３４の１パル
ス当たりに相当する長さは、前述のようにＶ_sが一定で
あれば一義的に決まるため、画像処理データをもとにす
ればＹ軸方向の寸法もロータリエンコーダ３４のパルス
数に置き換えることができる。そして、図９のように、
ｉ番目のダムバー２の幅に対応するロータリエンコーダ
３４のパルス数がＰ_DWi、検出用レーザ光走査時の軌跡
５からダムバー２のエッジまでの距離に対応するパルス
数がＰ_si、ワーク１（ＩＣパッケージ）の樹脂モールド
部１ａのエッジからダムバー２のエッジまでの距離に対
応するパルス数がＰ_riであり、また加工用レーザ光のス
ポット１００の長径に対応するパルス数がＰ_bである場
合、本実施形態では、検出用レーザ光走査時の軌跡５か
ら加工位置Ｑまでの距離に相当するパルス数Ｙ_piを以下
のように設定する。

【００４７】 Ｙ_pi＝Ｐ_DWi／２＋Ｐ_si (Ｐ_ri＋Ｐ_DWi／２≧Ｐ_bの時) … （３） Ｙ_pi＝Ｐ_si＋Ｐ_ri＋Ｐ_DWi−Ｐ_b／２ (Ｐ_ri＋Ｐ_DWi／２＜Ｐ_b／２の時) … （４） 但しここでは、例えばシリンドリカルレンズ等を用いて
スポットと１００が長円形となるようにレーザ光を変換
しているものとする。このようにして演算されたＹ
_piは、他のデータＧＰ_i，Ｘ_pi，Ｔ_di等と共に図５と同
様の伝送データフォーマットでバッファ３２に一時的に
記憶され、レーザ光によるダムバー２の切断、除去に利
用される。

【００４８】このようにＹ_piを決め、Ｙ_piが満たされる
ようにＸＹテーブル２１のＹ軸方向の移動を制御すれ
ば、加工誤差や樹脂封止時の熱影響その他の原因で、Ｙ
軸方向の寸法（前述のＰ_DWi，Ｐ_si，Ｐ_riに対応）にば
らつきがあった場合においても、そのばらつきに応じて
加工時のＸＹテーブル２１のＹ軸方向の移動制御（補
正）をさせることができ、樹脂モールド部１ａにレーザ
光が当たらないようにすることができる。従って、Ｙ軸
方向のばらつきの影響でレーザ光が樹脂モールド部１ａ
やその内部に損傷を与える不具合を回避することができ
る。さらに上記により、ダムバー２と同時に、そのダム
バー２とリード４で囲まれた部分の樹脂も適切に除去す
ることができる。

【００４９】ところで、第１の実施形態の通りにレーザ
光の発振タイミングを制御するためには、ＸＹテーブル
２１のＸ軸方向の速度は常に一定になるよう制御される
必要があるが、本実施形態の場合には、ＸＹテーブル２
１はＹ_piの値に応じて若干Ｙ軸方向に蛇行しながら移動
することになる。ところが、通常はＹ軸方向の移動量、
つまりＹ_piのばらつきは高々数１０μｍ程度であり、Ｘ
軸方向のＸ_piのばらつきに比べて十分小さいので、Ｘ軸
方向の速度を一定に保持するような制御は可能である。

【００５０】また、ワーク１の他の３辺のダムバー２に
関しては、第１の実施形態と同様に９０°ずつ相対的な
位置を回転させてサンプリング、および加工を行なう。

【００５１】以上のような本実施形態によれば、第１の
実施形態と同様の効果が得られるだけでなく、スキャナ
ユニット７３で取り込んだ画像を基にＹ軸方向（リード
４の長手方向に平行な方向）の適正な加工位置データＹ
_pi演算し、それらを他のデータＧＰ_i，Ｘ_pi，Ｔ_di等と
共にバッファ３２に一時的に記憶し、そのデータを用い
てレーザ加工ユニット７１でダムバー２のレーザ光照射
による加工を行なうので、ダムバー２の長手方向のみな
らず、ダムバー２の幅方向の移動制御も可能となり、レ
ーザ光照射位置の相対的なずれによってワーク１の樹脂
モールド部１ａ（従ってＩＣパッケージ本体）を損傷す
る不具合を回避することができる。

【００５２】

【発明の効果】本発明によれば、ダムバーへのレーザ光
照射に先立って、予めダムバー近傍の形状分析と適正な
加工位置データの演算を行っておき、そのデータを一旦
記憶し、そのデータを用いて実際のダムバーのレーザ光
による加工を行なうので、適正な加工位置データに基づ
いて常に高い位置決め精度でかつ高速に所望の加工位置
での加工を実施することができる。また、或るＩＣパッ
ケージのダムバーを切断する動作と並行して、次に加工
すべきワークに対するサンプリングを行っておくので、
加工能率を大幅に向上することができる。

【００５３】さらに、リードのピッチと加工速度とで決
まるレーザ光の発振周期程度の短時間でダムバーを切断
することができ、確実かつ高速な加工が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態によるダムバー加工装
置の構成の概略図である。

【図２】図１に示すスキャナヘッド周辺の構成を示す図
である。

【図３】コントロールユニット内部、バッファ、スキャ
ナコントローラの各機器のデータのやりとりの関係を示
す図である。

【図４】図２に示すスキャナコントローラにおける信号
処理を説明する図である。

【図５】ＩＣパッケージの４つの各辺についてサンプリ
ングする状況を示す図である。

【図６】バッファに一時的に記憶すべき伝送データのフ
ォーマットの一例を示す図である。

【図７】バッファのデータを用いてレーザ加工処理を行
なう手順を示す図である。

【図８】ディレイ回路前後の各信号の流れを示す図であ
る。

【図９】本発明の第２の実施形態を説明する図であっ
て、Ｙ軸方向の画像処理およびデータ処理の要領を説明
する図である。

【図１０】従来のレーザ加工装置の構成の概略図であ
る。

【図１１】（ａ）はダムバーを有するＩＣパッケージを
示す図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ部拡大図である。

【符号の説明】 １ ワーク（ＩＣパッケージ） ２ ダムバー ３ スリット ４ リード ５ （検出用レーザ光の）軌跡 ６，７，８ （検出用レーザ光）軌跡 １１ レーザヘッド １２ 加工ヘッド １３ レーザ電源 ２１ ＸＹテーブル ２２ Ｚテーブル ２３ メインコントローラ ２４ ディレイ回路 ２５ コントロールユニット ２６ レーザコントローラ ２７ ロータリエンコーダ ３０ スキャナコントローラ ３１ スキャナヘッド ３２ バッファ ３３ ＸＹテーブル ３４ ロータリエンコーダ ４０ 搬送装置 ４１ 吸着ヘッド ４２ ＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ） ７１ レーザ加工ユニット ７２ 搬送ユニット ７３ スキャナユニット １１０ 励起ランプ １１１ ビームシャッタ １３０ 安定化電源部 １３１ コンデンサ部 １３２ スイッチ部 １３３ 交流電源部 ２６０ 入出力部 ２６１ 中央演算部 ３２０ レーザダイオード ３２０ａ 電源 ３２１ コリメータレンズ ３２２ ベンディングミラー ３２３ 集光レンズ ３２４ ベンディングミラー ３２５ ハーフミラー ３２６ 撮像素子 ３２７ ＣＣＤカメラ ３２８ 集光レンズ ３２９ 集光レンズ ３３０ フォトダイオード ３３１ アンプ ３３２ 電源 ３３３ 単波長ランプ ３３４ 集光レンズ ３３５ 画像処理装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 下村 義昭 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 (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】リードフレームおよび半導体チップを樹脂
   モールドで封止したＩＣパッケージを移動させ、そのＩ
   Ｃパッケージのダムバーにおける加工位置を決定し、レ
   ーザ発振器より発生させたパルス状のレーザ光照射によ
   り前記ダムバーを切断するダムバー加工方法において、 前記ダムバーへのレーザ光照射に先立って、検出光を前
   記ダムバーに照射しながらその検出光による検出位置を
   前記ダムバーに沿って走査し、 前記検出光の反射光を検出して前記ダムバー近傍におけ
   る材料の有無に対応する検出信号を発生させ、 前記検出信号に基づいて前記ダムバー近傍の画像を取り
   込み、 取り込んだ前記画像をデータ化し、そのデータをもとに
   前記ダムバー近傍の形状を分析して適正な加工位置デー
   タを演算し、 前記加工位置データを一時的に記憶し、 一時的に記憶された前記加工位置データに基づき、前記
   ダムバーの所望の加工位置に前記レーザ光が順次照射さ
   れるようそのレーザ光の発振を制御することを特徴とす
   るダムバー加工方法。
2. 【請求項２】請求項１記載のダムバー加工方法におい
   て、或るＩＣパッケージのダムバーを前記加工位置デー
   タに基づくレーザ光照射によって切断する動作と並行し
   て、次に加工すべきＩＣパッケージのダムバーに対する
   検出光照射から適正な加工位置データの一時記憶までの
   一連の動作を行うことを特徴とするダムバー加工方法。
3. 【請求項３】パルス状のレーザ光を発振するレーザ発振
   器と、前記レーザ光を被加工物の加工位置まで誘導する
   加工光学系と、前記被加工物を移動させその加工位置を
   決定する加工用移動手段とを備え、リードフレームおよ
   び半導体チップを樹脂モールドで封止したＩＣパッケー
   ジのダムバーを切断するダムバー加工装置において、 前記ダムバー近傍における材料の有無を検出するための
   検出光を発生する検出光発生手段と、 前記ＩＣパッケージを載置しかつ移動させて前記検出光
   による検出位置を決定する検出用移動手段と、 前記検出光の反射光を検出して対応する検出信号を発生
   する検出信号発生手段と、 前記検出信号に基づいて前記ダムバー近傍の画像を取り
   込む撮像手段と、 前記撮像手段で取り込んだ画像をデータ化し、そのデー
   タをもとに前記ダムバー近傍の形状を分析して適正な加
   工位置データを演算する画像処理手段と、 前記加工位置データを一時的に記憶しておく記憶手段
   と、 前記ＩＣパッケージを前記検出用移動手段から前記加工
   用移動手段の所定位置に搬送し位置決めする搬送手段
   と、 前記記憶手段に記憶された加工位置データに基づき、前
   記加工用移動手段に位置決めされたダムバーの所望の加
   工位置に前記レーザ光が照射されるようそのレーザ光の
   発振を制御する制御手段とを有することを特徴とするダ
   ムバー加工装置。