JPH1050893A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】樹脂封止型の半導体装置におけるダムバーをレ
ーザ光照射により溶断するに際して、樹脂モールド部の
側壁に焼損を与えることのない半導体装置を提供する。 【解決手段】少なくともレーザ光１００の反入射側にお
ける樹脂モールド部５の側壁５ａを、アシストガス２４
ａの円錐状の流れに干渉しない形状とする。即ち、レー
ザ光１００の反入射側における樹脂モールド部５の厚み
Ｔ、側壁５ａの鉛直線に対する角度θ、リードフレーム
１ａ上の樹脂モールド部５の端面からダムバー２の端面
までの距離Ｓが次式、 Ｓ＋Ｔ・tanθ＞Ｔ・tan１５° を満たすような形状とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リードフレームに
半導体チップを搭載し樹脂で一体に封止した半導体装置
に係わり、特に、樹脂の流出を防止するダムバーがレー
ザ光照射により溶断される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
て樹脂モールドで一体に封止した樹脂封止型の半導体装
置において、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】このダムバーの切断は、従来では、打ち抜
きにより切断することが多かったが、最近では半導体装
置の高密度化、高集積化に伴って微細な加工が要求され
てきているため、例えば特開平２−１５５２５９号公報
や特開平６−１４２９６８号公報に記載のように、ビー
ムを集光することにより微細な加工が行えるレーザ加工
装置を利用してダムバーを切断することが提案されてい
る。

【０００４】ダムバーの切断に利用される一般的なレー
ザ加工装置の一例を図７により説明する。図７におい
て、レーザ発振器１１０から出力されるレーザ光１１１
は加工ヘッド１２０内のベンディングミラー１２１で反
射し、加工ヘッド１２０下部のノズル１２２内に取り付
けられた集光レンズ１２３により集光され、ノズル１２
２先端よりワーク（半導体装置）１０１に照射され、ダ
ムバーの切断が行われる。ワーク１０１はＸＹテーブル
１１２に固定治具１１３により固定されている。

【０００５】また、通常、アシストガス供給部１２５よ
りアシストガス１２６がノズル１２２内に供給され、レ
ーザ光１１１と共にノズル１２２先端からワーク１０１
に放出される。このアシストガス１２６は、レーザ光１
１１照射による燃焼補助、及び生じた溶融物の吹き飛ば
し（除去）等を行うために使用される。ワーク１０１上
の加工位置は、予め制御部１３０に登録されており、こ
の制御部１３０の制御のもとにノズル１２２、加工ヘッ
ド１２０やノズル１２２、ワーク１０１を載置するＸＹ
テーブル１１２等を相対的に移動させることにより順次
加工が行われる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなレーザ加
工装置によりダムバーの切断を行った場合、ダムバーに
当たった後のアシストガスが下方に向かって円錐状に広
がり、レーザ光照射に伴う入熱で生じた溶融物がそのア
シストガスと共に円錐状に飛散する（図４参照）。この
時飛散するのは金属（リードフレーム材料）の溶融物で
かなりの高温であるため、この溶融物がダムバーに近接
する樹脂モールド部の側壁、特にレーザ光の反入射側に
おける側壁に干渉すると、その樹脂モールド部の側壁の
一部を焼損してしまう。上記のようにして発生した焼損
部分は、その後の洗浄工程等の工程を経ても除去されず
に残るため、最終的な製品の外観を損なうことになる。

【０００７】本発明の目的は、樹脂封止型の半導体装置
におけるダムバーをレーザ光照射により溶断するに際し
て、樹脂モールド部の側壁に焼損を与えることのない半
導体装置を提供することである。

【０００８】

【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、多数のリードを有するリードフレ
ームと、そのリードフレームと半導体チップとを樹脂で
一体封止することにより形成された樹脂モールド部と、
前記リード間を連結し前記樹脂による封止時にその樹脂
を堰止めて流出を防止するダムバーとを有し、前記樹脂
による封止後のダムバーがアシストガスの噴出及びレー
ザ光の照射により溶断される半導体装置において、少な
くとも前記レーザ光の反入射側における前記樹脂モール
ド部の側壁が、前記ダムバー溶断後の溶融物を含むアシ
ストガスの円錐状の流れに干渉しない形状を有すること
を特徴とする半導体装置が提供される。

【０００９】前述したように、レーザ光照射で生じた溶
融物をアシストガスの吹き付けによって飛散させ、除去
する方式では、アシストガスと共に円錐状に飛散する溶
融物が樹脂モールド部の側壁の一部に焼損等のダメージ
を与える可能性があるが、上記のように構成した本発明
においては、樹脂モールド部の側壁を、ダムバー溶断後
の溶融物を含むアシストガスの円錐状の流れに干渉しな
い形状とする。

【００１０】このような樹脂モールド部の側壁の形状を
実現するためには、レーザ光の反入射側における樹脂モ
ールド部の厚みをＴ、レーザ光の反入射側における樹脂
モールド部の側壁が鉛直線となす角度をθ、リードフレ
ーム上における樹脂モールド部の端面からダムバーの端
面までの距離をＳとして、 Ｓ＋Ｔ・tanθ＞Ｔ・tan１５° の関係が成り立つようにすることが好ましい。具体的に
は、例えば樹脂モールド部の側壁位置をダムバーから離
すとか、または樹脂モールド部の側壁の角度をアシスト
ガスの円錐状の流れに干渉しない角度とすることが考え
られる。

【００１１】これにより、ダムバー溶断後の溶融物によ
って樹脂モールド部の側壁の一部を焼損することがな
い。従って、最終的な外観のきれいな製品を製造するこ
とが可能となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態について、図
１から図６を参照しながら説明する。まず、半導体装置
及び切断されるダムバーについて説明する。図１に示す
半導体装置１は４方向からリード４が延びるＱＦＰ型の
半導体装置であり、リードフレーム１ａ上には、半導体
チップ（図示せず）の搭載後に樹脂モールドによる封止
が行われ、樹脂モールド部５が形成されている。但し、
樹脂モールドによる封止は半導体チップの各端子と各リ
ード４との電気的接続の後に行われる。樹脂モールド部
５からはリード４が４方向に延びており、各リード４の
間はスリット３となっており、そのスリット部３がダム
バー２により連結されている。ダムバー２は、樹脂モー
ルドでの封止の際に、樹脂モールドがリード４の隙間か
ら流れ出さないよう堰き止めると共に、各リード４の相
互の位置ずれが生じないよう各リード４の間を連結する
ためのものである。

【００１３】次に、ダムバーを切断するレーザ加工装置
の構成について図２及び図３により説明する。図２に示
すように、本実施形態のレーザ加工装置は、レーザ光を
出力するレーザヘッド１０、レーザ光を半導体装置１の
ダムバー２の方向に誘導する加工ヘッド２０、半導体装
置１のダムバー２の切断位置を検出する位置検出用カメ
ラ２１、半導体装置１を水平面内で移動させるＸＹテー
ブル１１、レーザヘッド１０の発振動作の制御、ＸＹテ
ーブル１１の移動制御、位置検出用カメラ２１からの切
断位置データの信号処理等を行う制御部３０、レーザヘ
ッド１０におけるレーザ光発振のための電力を供給する
電源３１、半導体装置１を複数個搭載したフレーム６を
蓄積しておくマガジン４０、フレーム６の搬入及び搬出
を行う搬送装置４１を備えている。なお、半導体装置１
を複数個搭載したフレーム６はＸＹテーブル１１に固定
治具４２により固定される。

【００１４】図３はレーザヘッド１０及び加工ヘッド２
０の内部を示す図である。図３に示すように、加工ヘッ
ド２０内部にはレーザ光１００を反射させてその光路を
半導体装置１の方向に曲げるベンディングミラー２１が
取り付けられており、加工ヘッド２０の下部にはノズル
２２が設けられている。また、ノズル２２内部にはレー
ザ光１００を集光するための集光レンズ２３が取り付け
られており、さらにノズル２２にはアシストガス２４ａ
をノズル２２内部に供給するアシストガス供給部２４が
設けられている。前述の位置検出用カメラ２１は加工ヘ
ッド２０上部に取り付けられている。さらに、レーザヘ
ッド１０内部にはレーザ光１００を発振するレーザ発振
器１０ａ、及びレーザ光１００の断面形状をダムバー２
の形状に合わせて細長い形状、例えば長円形や矩形に変
形するビームフォーマ５０が備えられている。

【００１５】次に、ダムバー２を切断する動作について
説明する。まず、図２のフレーム６がマガジン４０内部
のプッシャー４ａにより、図中の矢印Ａの方向に押し上
げられ、搬送装置４１に吸着される。一方、ＸＹテーブ
ル１１はマガジン４０の方に移動させておく。搬送装置
４１は矢印Ｂ及びＣに示すように移動し、マガジン４０
側に移動してきているＸＹテーブル１１上にフレーム６
を載置する。この時、固定治具４２によりフレーム６は
ＸＹテーブル１１に位置決めされ、固定される。その
後、ＸＹテーブル１１は矢印Ｄに示すように移動し、フ
レーム６の半導体装置１は、加工ヘッド２０直下にセッ
トされる。

【００１６】半導体装置１のダムバー２の切断位置は、
加工ヘッド２０上部に設けられた位置検出用カメラ２１
により検出され、この切断位置データがパルス列として
制御部３０に伝達され、このパルス列に基づきレーザ光
１００の発振のためのトリガ信号が制御部３０より出力
され、このトリガ信号のタイミングと電源１９からの電
力供給によりレーザ発振器１０ａがレーザ光１００を発
振する。

【００１７】レーザ発振器１０ａから発振したレーザ光
１００は、ビームフォーマー５０によってその断面形状
が変形され、加工ヘッド２０内のベンディングミラー２
１に入射する。ベンディングミラー２１で反射したレー
ザ光１００は、ノズル２２内部の集光レンズ２３により
集光され、ダムバー２の切断位置に照射され切断され
る。通常は１パルス（１ショット）のレーザ光１００の
照射によりダムバー２の切断が完了する。レーザ光１０
０の照射と同時に、アシストガス供給部２４より供給さ
れたアシストガス２４ａはノズル２２の先端より噴出
し、レーザ光１００の照射による燃焼補助、及び生じた
溶融物の除去等を行う。上記のような動作を順次行うこ
とにより全てのダムバー２の切断が完了すると、フレー
ム６は搬送装置４１により搬出される。

【００１８】上記のようなレーザ加工装置によりダムバ
ー２の切断を行った場合、図４に示すように、ダムバー
２に当たった後のアシストガス２４ａが下方に向かって
円錐状に広がり、レーザ光１００の照射に伴う入熱で生
じたダムバー２の溶融物がアシストガス２４ａと共に円
錐状に飛散する。この時飛散するのは金属（リードフレ
ーム１ａの材料）の溶融物でかなりの高温である。ここ
で、樹脂モールド部５の側壁が、円錐状に飛散するアシ
ストガス２４ａと干渉するような形状、例えば樹脂モー
ルド部５の側壁がダムバー２に近接しているような場合
には、上記溶融物が樹脂モールド部５の側壁、特にレー
ザ光１００の反入射側における側壁５ａに図５に示すよ
うな焼損を与えてしまう。但し、図５は半導体装置１の
側面図であって側壁５ａのダメージを受けた部分を焼損
部５ｂとして示した。このようにして発生した焼損部５
ｂは、その後の洗浄工程等の工程を経ても除去されずに
残るため、最終的な製品の外観を損なうことになる。

【００１９】これに対し、本実施形態の半導体装置で
は、樹脂モールド部５の側壁５ａの形状を、アシストガ
ス２４ａの円錐状の流れに干渉しないような形状として
いる。この側壁５ａの形状について図６により説明す
る。図６において溶融物を含んだアシストガス２４ａの
流れ２５を円錐と仮定した時、その頂角の半分（以下、
飛散角という）をφとし、さらにレーザ光１００の反入
射側における樹脂モールド部５の厚みをＴ、側壁５ａの
鉛直線に対する角度（以下、側壁角という）をθ、リー
ドフレーム１ａ上の樹脂モールド部５の端面からダムバ
ー２の端面までの距離（以下、側壁−ダムバー距離とい
う）をＳとすると、側壁５ａに円錐状のアシストガス２
４ａの流れ２５が当たらない条件、即ち側壁５ａに焼損
部５ｂを生じさせない条件は、 Ｓ＋Ｔ・tanθ＞Ｔ・tanφ … （１） となる。

【００２０】アシストガスを噴出しながらダムバー２を
レーザ光照射により切断する場合、円錐状のアシストガ
ス２４ａの流れ２５の飛散角φは、一般に約１５度程度
である。従って、側壁角θ、側壁−ダムバー距離Ｓ、及
び樹脂モールド部厚みＴが、次式、 Ｓ＋Ｔ・tanθ＞Ｔ・tan１５° … （２） を満たすことが、側壁５ａに焼損部５ｂを生じさせない
具体的な条件となる。実際の半導体装置では、例えば樹
脂モールド部厚みＴを一定にして、側壁角θ及び側壁−
ダムバー距離Ｓを式（２）を満たす条件の範囲での最適
値に設定することになる。

【００２１】なお、上記では、レーザ光１００の反入射
側における樹脂モールド部５の側壁５ａが、式（２）の
条件を満たすべきであると説明したが、レーザ光１００
の入射側における樹脂モールド部５の側壁５ｃを、側壁
５ａと同様の形状にしてもよい。

【００２２】以上のような本実施形態によれば、少なく
ともレーザ光１００の反入射側における樹脂モールド部
５の側壁５ａを、アシストガス２４ａの円錐状の流れに
干渉しない形状、即ちレーザ光１００の反入射側におけ
る樹脂モールド部５の厚み、側壁５ａの鉛直線に対する
角度、リードフレーム１ａ上の樹脂モールド部５の端面
からダムバー２の端面までの距離が式（２）を満たすよ
うな形状とするので、ダムバー２の溶断後の溶融物によ
って樹脂モールド部５の側壁５ａに焼損部５ｂを生じさ
せることがない。従って、最終的な外観のきれいな製品
を製造することができる。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、少なくともレーザ光の
反入射側における樹脂モールド部の側壁を、ダムバー溶
断後の溶融物を含むアシストガスの円錐状の流れに干渉
しない形状とするので、溶融物によって樹脂モールド部
の側壁の一部を焼損することがない。従って、最終的な
外観のきれいな製品を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による半導体装置の外観図
である。

【図２】図１の半導体装置のダムバーを切断するレーザ
加工装置の構成図である。

【図３】図２のレーザ加工装置におけるレーザヘッド及
び加工ヘッドの内部を示す図である。

【図４】ダムバー溶断後の溶融物を含むアシストガスが
下方に向かって円錐状に広がる状況を示す図であり、半
導体装置の側面方向から見た図である。

【図５】樹脂モールド部の側壁が図４のアシストガスの
流れと干渉するような形状の場合に、レーザ光の反入射
側における側壁に溶融物が焼損を与えた状況を示す図で
あり、半導体装置の側面方向から見た図である。

【図６】本実施形態の半導体装置における樹脂モールド
部の側壁の形状を示す図である。

【図７】ダムバーの切断に利用される従来の一般的なレ
ーザ加工装置の構成を示す図である。

【符号の説明】

１ 半導体装置 １ａ リードフレーム ２ ダムバー ３ スリット ４ リード ５ 樹脂モールド部 ５ａ （レーザ光の反入射側における樹脂モールド部５
の）側壁 ５ｂ 焼損部 ５ｃ （レーザ光の入射側における樹脂モールド部５
の）側壁 ６ フレーム １０ レーザヘッド １０ａ レーザ発振器 １１ ＸＹテーブル ２０ 加工ヘッド ２１ 位置検出用カメラ ２２ ノズル ２３ 集光レンズ ２４ アシストガス供給部 ２４ａ アシストガス ２５ 円錐状のアシストガスの流れ ３０ 制御部 ３１ 電源 ４０ マガジン ４１ 搬送装置 ４２ 固定治具 ５０ ビームフォーマ θ 側壁角 Ｓ 側壁−ダムバー距離 Ｔ 樹脂モールド部厚み

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (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 西垣 剛 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 美野本 泰 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 (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多数のリードを有するリードフレーム
   と、前記リードフレームと半導体チップとを樹脂で一体
   封止することにより形成された樹脂モールド部と、前記
   リード間を連結し前記樹脂による封止時にその樹脂を堰
   止めて流出を防止するダムバーとを有し、前記樹脂によ
   る封止後の前記ダムバーがアシストガスの噴出及びレー
   ザ光の照射により溶断される半導体装置において、少な
   くとも前記レーザ光の反入射側における前記樹脂モール
   ド部の側壁が、前記ダムバー溶断後の溶融物を含むアシ
   ストガスの円錐状の流れに干渉しない形状を有すること
   を特徴とする半導体装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の半導体装置において、前
   記レーザ光の反入射側における前記樹脂モールド部の厚
   みをＴ、前記レーザ光の反入射側における前記樹脂モー
   ルド部の側壁が鉛直線となす角度をθ、前記リードフレ
   ーム上における前記樹脂モールド部の端面から前記ダム
   バーの端面までの距離をＳとして、 Ｓ＋Ｔ・tanθ＞Ｔ・tan１５° の関係が成り立つことを特徴とする半導体装置。