特開 2023-89736 レーザ加工装置、レーザ加工方法、および半導体装置の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023089736

(43)【公開日】2023-06-28

(54)【発明の名称】レーザ加工装置、レーザ加工方法、および半導体装置の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/36 20140101AFI20230621BHJP

   H01L 21/56 20060101ALI20230621BHJP

【ＦＩ】

B23K26/36

H01L21/56 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021204429

(22)【出願日】2021-12-16

(71)【出願人】

【識別番号】390002473

【氏名又は名称】ＴＯＷＡ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】戸川 拓哉

(72)【発明者】

【氏名】工藤 秀悦

(72)【発明者】

【氏名】竹島 慎哉

(72)【発明者】

【氏名】林 渡素生

【テーマコード（参考）】

4E168

5F061

【Ｆターム（参考）】

4E168AA00

4E168AD00

4E168DA06

4E168DA24

4E168DA45

4E168DA46

4E168EA15

4E168JA17

5F061AA01

5F061BA01

5F061EA14

(57)【要約】

【課題】加工対象物のうちの材質の異なる部分が走査方向に沿って並んで設けられた領域に向けたレーザ光の照射および走査により加工対象物の一部を除去する際、加工対象物の加工面において所望の加工品質を得ることが可能なレーザ加工装置を得る。
【解決手段】加工対象物のうちの材質の異なる部分が走査方向に沿って並んで設けられた領域に向けて、レーザ光を照射するとともにレーザ光を走査方向に沿って走査することにより、加工対象物の一部を除去するレーザ加工装置であって、制御部は、加工対象物の一部を複数の加工レイヤーＹ１～Ｙ３として設定し、レーザ光の走査を行う際、複数の加工レイヤーの各々の加工条件に基づいて出射部および走査部を制御し、複数の加工レイヤーの各々の加工条件が、上記領域における材質の異なる部分の位置に基づき設定される。
【選択図】図１６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

加工対象物のうちの材質の異なる部分が走査方向に沿って並んで設けられた領域に向けて、レーザ光を照射するとともに前記レーザ光を前記走査方向に沿って走査することにより、前記加工対象物の一部を除去するレーザ加工装置であって、
前記レーザ光を出射する出射部と、
前記出射部から出射された前記レーザ光を走査する走査部と、
前記出射部および前記走査部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記加工対象物の前記一部を複数の加工レイヤーとして設定し、前記レーザ光の走査を行う際、複数の前記加工レイヤーの各々の加工条件に基づいて前記出射部および前記走査部を制御し、
複数の前記加工レイヤーの各々の前記加工条件は、前記領域における前記材質の異なる部分の位置に基づき設定される、レーザ加工装置。

【請求項2】

前記加工対象物の前記領域においては、樹脂材および金属が前記走査方向に沿って並んで設けられており、
複数の前記加工レイヤーの各々の前記加工条件は、前記領域における前記樹脂材および前記金属の位置に基づき設定される、
請求項１に記載のレーザ加工装置。

【請求項3】

前記加工対象物は、溝部が形成されたリードフレームに半導体チップがボンディングされた状態で、前記リードフレームおよび前記半導体チップが前記樹脂材により封止されたものであり、
前記加工対象物の前記一部は、前記溝部を埋めるように設けられた前記樹脂材であり、
前記溝部内の前記樹脂材に前記レーザ光を照射するとともに前記レーザ光を前記走査方向に走査して前記溝部内の前記樹脂材を除去する、
請求項２に記載のレーザ加工装置。

【請求項4】

複数の前記加工レイヤーの各々の前記加工条件は、前記溝部の内表面の形状に応じて設定される、
請求項３に記載のレーザ加工装置。

【請求項5】

複数のうちの任意２つの前記加工レイヤーの前記加工条件同士を比較した場合、前記レーザ光のエネルギー、前記レーザ光のパルス周波数、前記レーザ光の走査速度、および、前記レーザ光の走査ピッチのうちの少なくとも１つの値が互いに相違している、
請求項１から４のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。

【請求項6】

前記レーザ光の照射方向および前記走査方向の双方に直交する方向における寸法を幅と定義すると、複数のうちの任意２つの前記加工レイヤーの前記加工条件同士を比較した場合、前記レーザ光が照射される範囲の幅が互いに相違している、
請求項１から５のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。

【請求項7】

複数のうちの任意１つの前記加工レイヤーの前記加工条件は、前記レーザ光が照射され前記走査方向に並ぶ第１範囲および第２範囲同士を比較した場合、前記レーザ光のエネルギー、前記レーザ光のパルス周波数、前記レーザ光の走査速度、および、前記レーザ光の走査ピッチのうちの少なくとも１つの値が互いに相違している、
請求項１から６のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。

【請求項8】

複数の前記加工レイヤーの各々の前記加工条件は、前記加工対象物のうちの前記材質の異なる部分の断面形状に応じて設定される、
請求項１から７のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。

【請求項9】

加工対象物のうちの材質の異なる部分が走査方向に沿って並んで設けられた領域に向けて、レーザ光を照射するとともに前記レーザ光を前記走査方向に沿って走査することにより、前記加工対象物の一部を除去するレーザ加工方法であって、
出射部から前記レーザ光を出射する工程と、
前記出射部から出射された前記レーザ光を走査部によって走査する工程と、を備え、
前記出射部および前記走査部は、制御部によって制御され、
前記制御部は、前記加工対象物の前記一部を複数の加工レイヤーとして設定し、前記レーザ光の走査を行う際、複数の前記加工レイヤーの各々の加工条件に基づいて前記出射部および前記走査部を制御し、
複数の前記加工レイヤーの各々の前記加工条件は、前記領域における前記材質の異なる部分の位置に基づき設定される、レーザ加工方法。

【請求項10】

溝部が形成されたリードフレームに半導体チップがボンディングされた状態で、前記リードフレームおよび前記半導体チップを樹脂材により封止する樹脂封止工程と、
請求項９に記載のレーザ加工方法を用いたレーザ加工によって、前記溝部内の前記樹脂材を除去する工程と、
前記リードフレームを、前記溝部に沿って切断する工程と、を備える、
半導体装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書は、レーザ加工装置、レーザ加工方法、および半導体装置の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

下記の特許文献１～３に開示されているように、レーザ加工装置は様々な分野で用いられている。特許文献１（特開２０１９－０６３８１０号公報）においては、レーザ光を加工対象物に照射する際に、レーザ光の照射方向における加工面の高さ位置に応じてレーザ光の結像面の位置を調整している。

【0003】

特許文献２（特開２００５－３４２７４９号公報）においては、導体層および絶縁層がレーザ光の照射方向に積層されることで加工対象物が構成されており、この加工対象物にレーザ加工を行なう際、レーザ光源の出力を一定に設定し、各層毎に、照射するレーザ光の周波数と照射数とを制御している。

【0004】

ＱＦＮ（Quad Flat Non-leaded package）タイプといった、いわゆるノンリードタイプの半導体装置が知られている。特許文献３（特開２０１１－０７７２７８号公報）に開示された半導体装置においては、リードフレームのリード部において、チップ搭載面側とは反対側の部分に、凹状部が形成されている。特許文献３（段落［００６３］）は、凹状部にレーザ光を照射することにより、凹状部に充填された封止樹脂を除去している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１９－０６３８１０号公報

【特許文献2】特開２００５－３４２７４９号公報

【特許文献3】特開２０１１－０７７２７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

レーザ加工の加工対象物においては、材質の異なる部分がレーザ光の「走査方向」に沿って並んで設けられている場合がある。たとえば、ＱＦＮタイプの半導体装置を製造するための製造方法においては、樹脂材と金属とがレーザ光の走査方向に沿って並んで設けられた領域に向けて、レーザ光を照射するとともにレーザ光を走査方向に沿って走査することにより、加工対象物の一部を除去する、というレーザ加工工程が実施される場合がある。

【0007】

材質の異なる部分がレーザ光の走査方向に沿って並んで設けられている場合は、材質の異なる部分がレーザ光の「照射方向（加工面に対して垂直な方向）」に層状に積み重なるように積層されている場合とは異なる、最適なレーザ加工条件を設定することが、加工対象物の加工面において所望の加工品質を得るためには必要になる。特許文献１～３はそのようなレーザ加工条件について特に言及していない。

【0008】

本明細書は、加工対象物のうちの材質の異なる部分が走査方向に沿って並んで設けられた領域に向けて、レーザ光を照射するとともにレーザ光を走査方向に沿って走査することにより、加工対象物の一部を除去する際に、加工対象物の加工面において所望の加工品質を得ることが可能な、レーザ加工装置およびレーザ加工方法、ならびに、そのようなレーザ加工方法を用いた半導体装置の製造方法を開示することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本開示に基づくレーザ加工装置は、加工対象物のうちの材質の異なる部分が走査方向に沿って並んで設けられた領域に向けて、レーザ光を照射するとともに上記レーザ光を上記走査方向に沿って走査することにより、上記加工対象物の一部を除去するレーザ加工装置であって、上記レーザ光を出射する出射部と、上記出射部から出射された上記レーザ光を走査する走査部と、上記出射部および上記走査部を制御する制御部と、を備え、上記制御部は、上記加工対象物の上記一部を複数の加工レイヤーとして設定し、上記レーザ光の走査を行う際、複数の上記加工レイヤーの各々の加工条件に基づいて上記出射部および上記走査部を制御し、複数の上記加工レイヤーの各々の上記加工条件は、上記領域における上記材質の異なる部分の位置に基づき設定される。

【0010】

本開示に基づくレーザ加工方法は、加工対象物のうちの材質の異なる部分が走査方向に沿って並んで設けられた領域に向けて、レーザ光を照射するとともに上記レーザ光を上記走査方向に沿って走査することにより、上記加工対象物の一部を除去するレーザ加工方法であって、出射部から上記レーザ光を出射する工程と、上記出射部から出射された上記レーザ光を走査部によって走査する工程と、を備え、上記出射部および上記走査部は、制御部によって制御され、上記制御部は、上記加工対象物の上記一部を複数の加工レイヤーとして設定し、上記レーザ光の走査を行う際、複数の上記加工レイヤーの各々の加工条件に基づいて上記出射部および上記走査部を制御し、複数の上記加工レイヤーの各々の上記加工条件は、上記領域における上記材質の異なる部分の位置に基づき設定される。

【0011】

本開示に基づく半導体装置の製造方法は、溝部が形成されたリードフレームに半導体チップがボンディングされた状態で、上記リードフレームおよび上記半導体チップを樹脂材により封止する樹脂封止工程と、上記本開示に基づくレーザ加工方法を用いたレーザ加工によって、上記溝部内の上記樹脂材を除去する工程と、上記リードフレームを、上記溝部に沿って切断する工程と、を備える。

【発明の効果】

【0012】

上記構成によれば、加工対象物のうちの材質の異なる部分が走査方向に沿って並んで設けられた領域に向けて、レーザ光を照射するとともにレーザ光を走査方向に沿って走査することにより、加工対象物の一部を除去する際に、加工対象物の加工面において所望の加工品質を得ることが可能な、レーザ加工装置およびレーザ加工方法、ならびに、そのようなレーザ加工方法を用いた半導体装置の製造方法を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】レーザ加工装置２０を示す図である。

【図2】リードフレーム１の裏面１ｂ側から見た構成を示す平面図である。

【図3】リードフレーム１の一部（リード部３、タイバー４および溝部５）の裏面１ｂ側から見た構成を示す斜視図である。

【図4】半導体装置の製造方法に関し、準備工程において準備されるリードフレーム１と複数の半導体チップ６とを、リードフレーム１の表面１ａ側から視た様子を示す平面図である。

【図5】図４中のＶ－Ｖ線に沿った矢視断面図であり、リードフレーム１のダイパッド２上に半導体チップ６がボンディングされた状態を示している。

【図6】半導体装置の製造方法に関し、成形工程が行なわれた状態を示す断面図である。

【図7】半導体装置の製造方法に関し、レーザ光を走査する工程を行なう前に保護フィルムが除去された状態を示す断面図である。

【図8】半導体装置の製造方法に関し、レーザ加工工程を行なっている様子を示す断面図である。

【図9】半導体装置の製造方法に関し、レーザ加工工程を行なっている様子を示す斜視図である。

【図10】半導体装置の製造方法に関し、レーザ加工工程を行なっている様子を示す平面図である。

【図11】半導体装置の製造方法に関し、レーザ加工工程の実施後の状態を示す斜視図である。

【図12】半導体装置の製造方法に関し、メッキ工程が行なわれた後の様子を示す断面図である。

【図13】半導体装置の製造方法に関し、切断工程を行なっている様子を示す断面図である。

【図14】実施の形態の製造方法によって得られた半導体装置（半導体装置１１）を示す斜視図である。

【図15】実施の形態の製造方法によって得られた半導体装置が実装されている様子を示す断面図である。

【図16】レーザ加工工程の第１実施形態を説明するための表である。

【図17】レーザ加工工程の第２実施形態を説明するための表である。

【図18】レーザ加工工程の第３実施形態を説明するための表である。

【図19】レーザ加工工程の第４実施形態を説明するための表である。

【図20】レーザ加工工程の第４実施形態によって得られた凹所形成部３ｃの状態を示す斜視図である。

【図21】レーザ加工工程の第４実施形態の変形例によって得られた凹所形成部３ｃの状態を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

実施の形態について、以下、図面を参照しながら説明する。以下の説明において同一の部品および相当部品には同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。以下、レーザ加工方法（または半導体装置の製造方法）で使用されるレーザ加工装置２０およびリードフレーム１の構成についてまず説明し、その後、レーザ加工方法（または半導体装置の製造方法）について説明する。

【0015】

［レーザ加工装置２０］
図１は、レーザ加工装置２０を示す図である。レーザ加工装置２０は、ステージ２１上に保持された加工対象物２２に対してレーザ加工処理を行なう。詳細は後述するが、加工対象物２２においては、材質の異なる部分がレーザ光の走査方向に沿って並んで設けられている。換言すると、レーザ加工装置２０は、材質の異なる部分がレーザ光の走査方向に沿って並んで設けられた加工対象物２２に対し、レーザ加工処理を行なう。

【0016】

レーザ加工装置２０は、出射部２３、走査部２４、および制御部２５を備える。出射部２３は、レーザ光を生成して出射する。出射部２３から出射されたレーザ光は、レーザ光のビームパラメータを変換する光学系もしくは光ファイバ等を介して走査部２４へ伝送される。走査部２４は、たとえばレンズおよびスキャナミラーなどを利用してレーザ光Ｌを加工対象物２２に向けて照射する。走査部２４は、加工対象物２２とレーザ光Ｌのビームスポットとの相対位置を変化させることにより、加工対象物２２上でレーザ光Ｌを所定の走査方向に沿って走査する。これにより、加工対象物２２の一部が除去（切削加工）される。

【0017】

制御部２５は、出射部２３および走査部２４を制御する。制御部２５は、加工対象物２２の一部（すなわち、加工対象物２２のうち、レーザ加工によって除去される部分）を、複数の加工レイヤーとして設定し、レーザ光の走査を行う際、複数の加工レイヤーの各々の加工条件（いわゆる加工レシピ）に基づいて出射部２３および走査部２４を制御する。

【0018】

加工条件には、レーザ光の出力エネルギー、レーザ光のパルス周波数、レーザ光の走査速度、レーザ光の走査ピッチ、レーザ光の加工面上におけるスポット径、レーザ光の加工面上におけるスポット形状、レーザ光の走査軌跡、レーザ光の走査回数、および、レーザ光のＯＮ／ＯＦＦのタイミング（デューティ比）などを含むことができる。

【0019】

たとえばＣＡＤ（Computer Aided Design）装置を利用し、形状データを生成する。たとえばＣＡＭ（Computer Aided Manufacturing）装置は、ＣＡＤ装置から入力された形状データ、もしくは直接的に編集される形状データに基づいて、レーザ加工装置２０が加工対象物２２を加工するための加工データ（形状データと加工条件との組合せ）を生成し、記憶する。ＣＡＭ装置はさらに、決められた順序のプログラム（例えばＮＣコードやシーケンス処理コード）を生成する。本開示に基づくレイヤーの加工方法の加工条件は、以上のようにして指定することができる。制御部２５は、このようにして指定された、複数の加工レイヤーの各々の加工条件に基づいて、出射部２３および走査部２４を同期して協調しながら制御する。

【0020】

［リードフレーム１］
加工対象物２２（図１）は、その構成要素として、以下に示すリードフレーム１を含むことができる。図２は、リードフレーム１の裏面１ｂ側から見た構成を示す平面図であり、図３は、リードフレーム１の一部（リード部３、タイバー４および溝部５）の裏面１ｂ側から見た構成を示す斜視図である。

【0021】

図２は、リードフレーム１の断面構成を表しているものではないが、図示上の便宜のため、リードフレーム１を構成している部分に、斜め方向に延びるハッチング線を付与している。ここでは２種類のハッチング線を使用しており、その違いについては後述する。図２，図３には、説明上の便宜のため、長さ方向Ｓ、幅方向Ｗ、および高さ方向Ｈを図示しており、以下の説明では、これらの方向を適宜参照する。これらの方向は、図４以降の図面にも同様に適宜図示している。

【0022】

図２に示すように、リードフレーム１は、長さ方向Ｓおよび幅方向Ｗの双方に沿って延びる、略板状の形状を有する。リードフレーム１は、半導体チップ６（図４，図５）が搭載される側に位置する表面１ａと、表面１ａの反対側に位置する裏面１ｂとを有し、銅などの金属から構成される。リードフレーム１は、複数のダイパッド２、複数のリード部３（図３）、および、複数のタイバー４（図３）を含む。

【0023】

（ダイパッド２、リード部３、タイバー４）
複数のダイパッド２は、長さ方向Ｓおよび幅方向Ｗの双方に間隔を空けて配列されている。ダイパッド２は、ダイパッド２の表面１ａ上に半導体チップ６が搭載される部位である（図５参照）。図２に示すように、複数のダイパッド２の各々の周囲（四方）に、複数のリード部３が矩形状に並んで配置されている。複数のリード部３の各々は、厚肉部３ａと薄肉部３ｂとを有する（図３，図４）。

【0024】

リード部３の表面のうち、厚肉部３ａと薄肉部３ｂとの間の部分には、凹所形成部３ｃ（図３）が形成されている。半導体装置をプリント基板上に実装する際に、プリント基板のランド１３（図１５）とリード部３とが、はんだ１４を介して接続される。この際、凹所形成部３ｃの内側（凹所）に、はんだ１４（図１５参照）が溜まることで、はんだ１４の濡れ性が向上し、より良好なはんだ接合構造を得ることが可能になる。

【0025】

図２を再び参照して、複数のダイパッド２の各々を取り囲むように、複数のタイバー４が格子状に配置されている。１つのタイバー４の両側に、複数のリード部３が設けられており、複数のリード部３は、タイバー４の延在方向に沿って間隔をあけて並んでいる。リード部３においては、厚肉部３ａが薄肉部３ｂを介してタイバー４に連結している。高さ方向Ｈにおいて、ダイパッド２および厚肉部３ａは、薄肉部３ｂよりも大きな高さ寸法（すなわち厚み）を有する。

【0026】

ダイパッド２および厚肉部３ａには、図２の紙面右上側から左下側に向かって延びるハッチング線を付与している。リード部３の薄肉部３ｂおよびタイバー４に、図２の紙面左上側から右下側に向かって延びるハッチング線を付与している。

【0027】

（溝部５）
図３を参照して、ここで、タイバー４、リード部３の厚肉部３ａおよび薄肉部３ｂについて、図３に示す「高さ方向Ｈの負側」に位置する表面に着目すると、これらの表面の高さ位置は同じである。一方で、図３に示す「高さ方向Ｈの正側」に位置する表面に着目すると、タイバー４の表面の高さ位置およびリード部３の薄肉部３ｂの表面の高さ位置よりも、リード部３の厚肉部３ａの表面の高さ位置は、高い。

【0028】

つまり、タイバー４の上記正側の表面およびリード部３の薄肉部３ｂの上記正側の表面は、リード部３の厚肉部３ａの上記正側の表面に対して凹んだ形状を呈しており、この構造により、リードフレーム１においては、タイバー４の裏面１ｂ（図２）側に、高さ方向Ｈおよび幅方向Ｗの各々に沿って延びる格子状の溝部５が形成されている。

【0029】

溝部５は、リードフレーム１を高さ方向Ｈ方向に貫通するものではなく、例えば、リードフレーム１（厚肉部３ａ）の半分の溝深さを有し、リードフレーム１をエッチング（ウェットエッチング）することにより形成可能である。溝幅は例えば０．４０ｍｍ～０．５０ｍｍである。溝幅及び溝深さは、後工程で変形等の不具合が生じない程度の強度を確保すること、後工程で良好な外観検査が行えること、完成品である半導体装置の良好な実装強度などを考慮して、設定すればよい。

【0030】

［半導体装置の製造方法］
図４は、半導体装置の製造方法に関し、準備工程において準備されるリードフレーム１と複数の半導体チップ６とを、リードフレーム１の表面１ａ側から視た様子を示す平面図である。図５は、図４中のＶ－Ｖ線に沿った矢視断面図であり、リードフレーム１のダイパッド２上に半導体チップ６がボンディングされた状態を示している。

【0031】

半導体装置の製造方法は、準備工程、成形工程、レーザ加工工程、メッキ工程、および切断工程を含む。詳細は後述するが、成形工程においては、リードフレーム１とリードフレーム１に搭載された複数の半導体チップ６とを、樹脂材９（図６参照）により封止することで、樹脂成形品１１（図６）を形成する。レーザ加工工程では、樹脂成形品１１の溝部５上で長さ方向Ｓに沿ってレーザ光Ｌ２（図８）を走査することにより、溝部５内の樹脂材９を除去する。

【0032】

実施の形態の半導体装置の製造方法においてはさらに、切断工程（図１３参照）が実施される。切断工程では、ブレード１２を用いてリードフレーム１および樹脂材９の全厚さ部分が切断される。樹脂成形品１１が、溝部５に沿って切断されることにより、個片化された単位樹脂成形品（半導体装置１１）が形成される。以下、各工程について詳述する。

【0033】

（準備工程）
図４，図５に示すように、各半導体チップ６に設けられた複数の電極が、ボンディングワイヤ７を介してリード部３（厚肉部３ａ）に電気的に接続される。なお便宜上、図４にボンディングワイヤ７を図示していない。

【0034】

（成形工程）
図６は、成形工程が行なわれた状態を示す断面図である。成形工程においては、半導体チップ６がボンディングされた状態で、リードフレーム１及び半導体チップ６を樹脂材９により封止する。これにより樹脂成形品１１が得られる。図５および図６に示すように、成形工程の前に、リードフレーム１の溝部５の側に、保護フィルム８（例えばポリイミド樹脂テープ）を貼り付けて、保護フィルム８を貼り付けた上で樹脂封止を行なうとよい。

【0035】

半導体装置の製造方法は、成形工程と次述するレーザ加工工程との間に、樹脂成形品１１におけるリードフレーム１の溝部５とは反対側の表面９ａ（図６）に、レーザ光Ｌ１を照射することによるレーザマーキングを行なう工程をさらに含んでいてもよい。パルスレーザを用いて、走査光学系により走査することにより、型番やシリアルＮｏなどの任意の情報を印字可能である。

【0036】

図７に示すように、次述するレーザ加工工程を行なう前に保護フィルム８がリードフレーム１から剥がされる。保護フィルム８の除去により、リードフレーム１の溝部５内に形成されている樹脂材９（９ｂ）が露出する。なお、保護フィルム８は、図６を参照しながら説明したレーザマーキングを行なう工程の前に、リードフレーム１から剥がしてもよい。

【0037】

（レーザ加工工程）
図８～図１０は、それぞれ、レーザ加工工程を行なっている様子を示す断面図、斜視図、および平面図である。レーザ加工工程においては、材質の異なる部分がレーザ光の走査方向に沿って並んで設けられた領域を有する樹脂成形品１１（加工対象物）に対し、この領域に向かってレーザ光Ｌ２を照射しながらレーザ加工処理を行なう。

【0038】

ここでは、溝部５内の樹脂材９（９ｂ）にレーザ光Ｌ２を照射し、レーザ光Ｌ２が走査方向ＡＲに沿って走査される。溝部５の内側の表層部は、樹脂材から形成されている。一方で、溝部５の内側の中層部（表層部の下側）においては、材質の異なる部分、すなわち、樹脂材９と薄肉部３ｂとが、あるいは樹脂材９と凹所形成部３ｃとが、レーザ光Ｌ２の走査方向ＡＲに沿って並んで設けられている。この領域に向けて、レーザ光Ｌ２が照射される。この領域においては、リード部３（薄肉部３ｂおよび凹所形成部３ｃ）は金属である。金属および樹脂として一般的な材質が採用される場合には、樹脂材９はレーザ光で加工されやすく、リード部３はレーザ光で加工されにくい。つまり、樹脂材９とリード部３とでは、加工レートが大きく異なる（詳細は後述する）。レーザ光Ｌ２は、走査ピッチＰＴで幅方向にずらしながら、複数回走査される。

【0039】

レーザ加工工程では、制御部２５（図１）が、樹脂成形品１１（加工対象物）の一部（すなわち、溝部５内の樹脂材９（９ｂ））を、複数の加工レイヤーとして設定し、レーザ光の走査を行う際に、複数の加工レイヤーの各々の加工条件に基づいて出射部２３および走査部２４を制御する。レーザ加工工程の加工条件に関するさらなる詳細については後述する。

【0040】

なお、レーザ光Ｌ２としては、パルスレーザとして、レーザ光発振装置にＹＡＧレーザやＹＶＯ４レーザ又はこれらから発せられたレーザ光を第２高調波発生（ＳＨＧ：Second Harmonic Generation）材料により波長変換するグリーンレーザ、もしくは、第３高調波発生（ＴＨＧ：Third Harmonic Generation）材料により波長変換する紫外レーザを利用可能である。パルス幅に関しては、ナノ秒やピコ秒などを発生するレーザを利用可能である。また、制御部２５（図１）によって出射部２３および走査部２４を制御することにより、レーザ光Ｌ２による加工条件を変化させることができる。樹脂材９（９ｂ）の材質や樹脂材９（９ｂ）のサイズ（溝部５の溝幅等）に応じて、樹脂材９（９ｂ）を効率よく除去できるように、レーザ光Ｌ２の波長、出力、レーザ集光径、照射時間などが最適化される。

【0041】

（メッキ工程）
図１１は、レーザ加工工程の実施後の状態を示す斜視図である。図１２は、メッキ工程が行なわれた後の様子を示す断面図である。図１１に示すように、レーザ加工工程の実施により、溝部５内の樹脂材が除去され、タイバー４の表面、薄肉部３ｂの表面、および、凹所形成部３ｃの表面が露出する。溝部５が顕在化する。

【0042】

図１２に示すように、溝部５内の樹脂材を除去した後、リードフレーム１にメッキ処理を行なう。リードフレーム１のダイパッド２の表面、リードフレーム１のタイバー４の表面４ｖ、リード部３の薄肉部３ｂの表面、および凹所形成部３ｃに、メッキ層１０が形成される。メッキ層１０の材料としては、実装に用いられるはんだ材料に応じて、はんだ濡れ性が良好な材料を選定することができる。例えば、Ｓｎ（錫）系のはんだを用いる場合には、錫（Ｓｎ）、錫－銅合金（Ｓｎ－Ｃｕ）、錫－銀合金（Ｓｎ－Ａｇ）、錫－ビスマス（Ｓｎ－Ｂｉ）などを用いることができ、リードフレーム１側の下地にＮｉを用いた積層体のメッキ層１０とすることもできる。

【0043】

メッキ工程においては、リードフレーム１に所定の洗浄処理を行なってからメッキ処理を行なうとよい。メッキ工程の前処理のリードフレーム１の表面処理として、洗浄処理に加え、酸化膜の除去、表面活性化などのための処理を行なってもよい。溝部５内の樹脂材９はレーザ光の照射を受けて改質（例えば炭化）していることがあり、多少の樹脂材９が残存した場合であっても、改質した樹脂材９はメッキ処理を行なう前の洗浄処理等の表面処理によって溝部５内から除去できる。

【0044】

（切断工程）
図１３に示すように、メッキ処理が行なわれたリードフレーム１を溝部５に沿って切断する。この切断工程では、ブレード１２を用いてリードフレーム１および樹脂材９の全厚さ部分を切断する。切断工程の実施により、複数の単位樹脂成形品としての半導体装置１１が得られる。図１４に示すように、半導体装置１１は、平面視した場合に製品の外方に向けて電気的接続用のリードが突出していないＱＦＮタイプのノンリード型の製品である。

【0045】

図１５に示すように、半導体装置１１においては、各リード部３の側部（片部）に段差が形成されており、リード部３の側面３ｄにおいては、メッキ層１０が形成されておらず元の金属が露出している。半導体装置１１は例えば、樹脂材９の側を上にしてリード部３の側を下にして、プリント基板に実装される。プリント基板には、リード部３に対応する位置にランド１３が形成されており、はんだ１４を介してリード部３とランド１３とが接続される。この際、凹所形成部３ｃの内側（凹所）に、はんだ１４が溜まることで、はんだ１４の濡れ性が向上し、より良好なはんだ接合構造を得ることが可能になる。

【0046】

［レーザ加工工程における加工条件］
以下、図１６～図２１を参照しながら、上述の半導体装置の製造方法に適用可能なレーザ加工の加工条件について説明する。以下の内容は、半導体装置の製造方法に限られず、任意のレーザ加工方法にも適用可能である。

【0047】

上述のとおり、レーザ加工装置２０（図１）によって、図８～図１０に示される樹脂成形品に対してレーザ加工処理が行なわれる。加工対象物は、溝部５が形成されたリードフレーム１に半導体チップ６がボンディングされた状態で、リードフレーム１および半導体チップ６が樹脂材９により封止されたものであり、加工対象物の一部とは、溝部５を埋めるように設けられた樹脂材９のことである。

【0048】

このような加工対象物（樹脂成形品）においては、材質の異なる部分がレーザ光の走査方向ＡＲ（図９）に沿って並んで設けられている。レーザ加工工程においては、材質の異なる部分がレーザ光の走査方向ＡＲに沿って並んで設けられた領域を有する樹脂成形品（加工対象物）に対し、この領域に向かってレーザ光Ｌ２を照射しながらレーザ加工処理を行なう。溝部５内の樹脂材９にレーザ光Ｌ２を照射するとともにレーザ光Ｌ２を走査方向ＡＲに走査して溝部５内の樹脂材９を除去する。

【0049】

加工対象物の一部（レーザ加工によって除去される部分、ここでは、溝部５の内側に存在している樹脂材９）が、複数の加工レイヤーとして予め設定されており、レーザ光の走査を行う際、制御部２５は、複数の加工レイヤーの各々毎の加工条件に基づいて出射部２３および走査部２４を制御する。複数の加工レイヤーの各々の加工条件は、上記領域（材質の異なる部分がレーザ光の走査方向ＡＲに沿って並んで設けられた領域）における材質の異なる部分の位置に基づき設定されている。

【0050】

たとえば、複数のうちの任意２つの加工レイヤーの加工条件同士を比較した場合、レーザ光のエネルギー、レーザ光のパルス周波数、レーザ光の走査速度、および、レーザ光の走査ピッチのうちの少なくとも１つの値が互いに相違するように（上記領域における材質の異なる部分の位置に基づき）設定される。これらに加えて、走査回数が各々のレイヤーの加工条件に設定される。複数のうちの任意２つの加工レイヤーの加工条件同士を比較した場合、走査回数も、互いに相違するように設定されてよい。なお、深さを示す高さ方向Ｈの加工レートが大きくなる条件とは、たとえば、エネルギーが高いこと、パルス周波数が高いこと、走査速度が遅いこと、走査ピッチが狭いことなどがあげられる。たとえば、走査速度を遅くしたとしても、レーザ光のエネルギーが小さくなっていれば、トータルで見た加工レートを小さくすることが可能であり、加工レートや加工位置精度は、これらを含む種々の加工条件を総合的に考慮して設定することが可能である。

【0051】

半導体装置の製造方法においては、加工対象物の上記領域においては、樹脂材（樹脂材９）および金属（薄肉部３ｂおよび凹所形成部３ｃの各表面）が走査方向ＡＲに沿って並んで設けられており、複数の加工レイヤーの各々の加工条件は、この領域における樹脂材および金属の位置に基づき設定されている。複数の加工レイヤーの各々の加工条件の例として、図１６～図１９に示す例を挙げることができる。以下に示す第１～第４実施形態は、単独でまたは組み合わせて実施することが可能である。

【0052】

（第１実施形態）
図１６は、レーザ加工工程の第１実施形態を説明するための表である。第１実施形態においては、レーザ光の照射方向および走査方向の双方に直交する方向における寸法を幅と定義すると、複数のうちの任意２つの加工レイヤーの加工条件同士を比較した場合、レーザ光が照射される範囲の幅が互いに相違している。

【0053】

具体的には、加工順は、レイヤー１、レイヤー２、およびレイヤー３の順番に実施される。レイヤー１においては、表層部から深さＹ１までの範囲に対してレーザ加工が実施される。この際、加工範囲の幅は、たとえば、表層部から深さＹ１までの範囲の溝幅に対応させる。

【0054】

レイヤー２においては、深さＹ１から深さＹ２までの範囲に対してレーザ加工が実施される。この際、加工範囲の幅は、たとえば、深さＹ１から深さＹ２までの範囲の溝幅に対応させる。レイヤー２における加工範囲の幅は、レイヤー１における加工範囲の幅よりも狭い。同様に、レイヤー３においては、深さＹ２から深さＹ３までの範囲に対してレーザ加工が実施される。この際、加工範囲の幅は、たとえば、深さＹ２から深さＹ３までの範囲の溝幅に対応させる。レイヤー３における加工範囲の幅は、レイヤー２における加工範囲の幅よりも狭い。

【0055】

すなわち、複数の加工レイヤーの各々の加工条件は、少なくとも「加工範囲の幅」という加工条件について、樹脂材（樹脂材９）および金属（薄肉部３ｂおよび凹所形成部３ｃの各表面）が走査方向ＡＲに沿って並んで設けられている領域と、そうでない領域とで相違しており、ここでは特に、加工条件が溝部５の内表面の形状に応じて設定されている。

【0056】

具体的には、レイヤー１～３の順に、加工範囲の幅が狭くなるように設定されている。ここでは、複数の加工レイヤーの各々の加工条件は、加工対象物のうちの材質の異なる部分の断面形状に応じて設定されている。この構成によれば、リード部３における薄肉部３ｂおよび凹所形成部３ｃが過剰に切削されることを抑制したり、これらの部位と長さ方向Ｓ（走査方向）において隣り合う樹脂材９の表面が過剰に切削されることを抑制したりすることが可能となる。

【0057】

レイヤー毎に細かく加工条件を調節することで、面粗さや精度を所望の状態とし、バリやチッピングの発生を抑制することも可能となり、さらには、たとえば加工レートを調節して、荒加工と微調整加工とをより短時間で実現することも可能となる。

【0058】

他にもたとえば、上記のような加工条件によって、加工対象物の加工面を所望の形状または品質に調整することができ、リード部３における薄肉部３ｂおよび凹所形成部３ｃの表面と、長さ方向Ｓ（走査方向）において隣り合う樹脂材９の表面とを面一あるいはほぼ面一に設定することも可能になる。このような作用および効果を得るための加工条件は、上記領域（材質の異なる部分がレーザ光の走査方向ＡＲに沿って並んで設けられた領域）における品質向上を企図できるものであり、上記領域における材質の異なる部分の位置に基づき設定されているといえる。

【0059】

（第２実施形態）
図１７は、レーザ加工工程の第２実施形態を説明するための表である。第２実施形態の場合、レイヤー１，２においては、加工範囲の幅は同一であるが、レーザ光のエネルギーが、レイヤー１が高く、レイヤー２が低く設定される。さらに、レイヤー３においては、加工範囲の長さ（走査方向における加工範囲の長さ）が変化する。

【0060】

すなわち、複数のうちの任意１つの加工レイヤー（ここではレイヤー３）の加工条件は、レーザ光が照射され走査方向に並ぶ第１範囲Ｒ１および第２範囲Ｒ２同士を比較した場合、レーザ光のエネルギー、レーザ光のパルス周波数、レーザ光の走査速度、および、レーザ光の走査ピッチのうちの少なくとも１つの値が互いに相違している。

【0061】

ここでは、レイヤー３の第１範囲Ｒ１においては、幅方向におけるすべての領域にレーザ光が照射される。一方で、レイヤー３の第２範囲Ｒ２においては、幅方向における中央の領域にのみレーザ光が照射される。第１範囲Ｒ１とは、たとえばリード部３が設けられている領域に対応し、薄肉部３ｂの表面および凹所形成部３ｃの表面に向けた切削加工が実施される。第２範囲Ｒ２は、たとえばリード部３が設けられていない領域に対応する。走査方向において隣り合うリード部３，３の間の樹脂材９には、切削加工を実施しないか、実施の程度を小さくする。

【0062】

樹脂材（樹脂材９）および金属（薄肉部３ｂおよび凹所形成部３ｃの各表面）が走査方向ＡＲに沿って並んで設けられている領域と、そうでない領域とで加工条件が相違している。このような構成によっても、たとえば、リード部３における薄肉部３ｂおよび凹所形成部３ｃの表面と、長さ方向Ｓ（走査方向）において隣り合う樹脂材９の表面とを面一あるいはほぼ面一に設定することが可能になる。このような作用および効果を得るための加工条件も、上記領域（材質の異なる部分がレーザ光の走査方向ＡＲに沿って並んで設けられた領域）における品質向上を企図できるものであり、上記領域における材質の異なる部分の位置に基づき設定されているといえる。

【0063】

（第３実施形態）
図１８は、レーザ加工工程の第３実施形態を説明するための表である。上述の第１，第２実施形態においては、レイヤー１～３が、レーザ光の照射方向に積み上げられたものとして設定されている。一方で、図１８に示す第３実施形態の場合、レイヤー１，２の加工範囲の高さが、略同一なものとして設定され、一方で加工範囲の幅方向における位置が、互いに相違している。

【0064】

レイヤーＹ１の加工条件として設定された内容で第１段階のレーザ加工が実施され、レイヤーＹ２の加工条件として設定された内容で第２段階のレーザ加工が実施される。第１段階では、幅方向における中央寄りの部分のみに対して樹脂材の除去が行われ、第２段階では、幅方向における両端寄りの部分のみに対して樹脂材の除去が行われる。図１８に示すように、レーザ光のエネルギーは、第１段階よりも第２段階の方を低くしてもよい。

【0065】

樹脂材（樹脂材９）および金属（薄肉部３ｂおよび凹所形成部３ｃの各表面）が走査方向ＡＲに沿って並んで設けられている領域と、そうでない領域とで加工条件が相違している。たとえば、幅方向における両端寄りの部分に供給される熱量を低減することで、半導体チップ６への熱的影響を小さくすることも可能である。

【0066】

また、このような構成によっても、たとえば、リード部３における薄肉部３ｂおよび凹所形成部３ｃの表面と、長さ方向Ｓ（走査方向）において隣り合う樹脂材９の表面とを面一あるいはほぼ面一に設定することが可能になる。このような作用および効果を得るための加工条件も、上記領域（材質の異なる部分がレーザ光の走査方向ＡＲに沿って並んで設けられた領域）における品質向上を企図できるものであり、上記領域における材質の異なる部分の位置に基づき設定されているといえる。

【0067】

（第４実施形態）
図１９は、レーザ加工工程の第４実施形態を説明するための表である。第４実施形態においても、複数のうちの任意１つの加工レイヤー（ここではレイヤー２）の加工条件が、レーザ光が照射され走査方向に並ぶ第１範囲Ｒ１および第２範囲Ｒ２同士を比較した場合、レーザ光のエネルギー、レーザ光のパルス周波数、レーザ光の走査速度、および、レーザ光の走査ピッチのうちの少なくとも１つの値が互いに相違している。樹脂材（樹脂材９）および金属（薄肉部３ｂおよび凹所形成部３ｃの各表面）が走査方向ＡＲに沿って並んで設けられている領域と、そうでない領域とで加工条件が相違している。

【0068】

第４実施形態においては、レイヤーＹ２の第１範囲Ｒ１の幅方向における両端部において、幅方向にレーザ光が走査される。図２０に示すように、当該構成によれば、たとえばリード部３の凹所形成部３ｃの表面形状を、凹凸形状ＣＲを有するように、積極的に改変することが可能となり、たとえば、リード部３の凹所形成部３ｃにおけるはんだの濡れ性を所望のものに調整することが可能になる。表面形状の凹凸形状ＣＲは、メッキ工程によりメッキ層１０が形成された後であっても、面粗さを維持可能であり、はんだの流動性や付着性、つまり濡れ性を向上させて、はんだ欠陥を防ぐために適した加工条件で形成することができる。

【0069】

図２１を参照して、第４実施形態（図１９，図２０）の変形例としては、レイヤーＹ２の第１範囲Ｒ１の幅方向における両端部において、長さ方向にレーザ光を走査してもよい。当該構成によって、リード部３の凹所形成部３ｃの表面に凹凸形状を形成し、たとえば、リード部３の凹所形成部３ｃにおけるはんだの濡れ性を所望のものに調整することが可能になる。

【0070】

また、上記のような構成によっても、リード部３における薄肉部３ｂおよび凹所形成部３ｃの表面と、長さ方向Ｓ（走査方向）において隣り合う樹脂材９の表面とを面一あるいはほぼ面一に設定することが可能になる。このような作用および効果を得るための加工条件も、上記領域（材質の異なる部分がレーザ光の走査方向ＡＲに沿って並んで設けられた領域）における品質向上を企図できるものであり、上記領域における材質の異なる部分の位置に基づき設定されているといえる。

【0071】

以上、実施の形態について説明したが、上記の開示内容はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0072】

１ リードフレーム、１ａ，４ｖ，９ａ 表面、１ｂ 裏面、２ ダイパッド、３ リード部、３ａ 厚肉部、３ｂ 薄肉部、３ｃ 凹所形成部、３ｄ 側面、４ タイバー、５ 溝部、６ 半導体チップ、７ ボンディングワイヤ、８ 保護フィルム、９ 樹脂材、１０ メッキ層、１１ 樹脂成形品（半導体装置）、１２ ブレード、１３ ランド、１４ はんだ、２０ レーザ加工装置、２１ ステージ、２２ 加工対象物、２３ 出射部、２４ 走査部、２５ 制御部、ＡＲ 走査方向、Ｈ 高さ方向、Ｌ，Ｌ１，Ｌ２ レーザ光、Ｒ１ 第１範囲、Ｒ２ 第２範囲、Ｓ 長さ方向、Ｗ 幅方向。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】