AT522903A2

AT522903A2 - Verfahren zum bestimmen, ob ein ergebnis eines verarbeitungsprozesses eines laserverarbeitungsgeräts brauchbar ist oder nicht

Info

Publication number: AT522903A2
Application number: ATA50720/2020A
Authority: AT
Original assignee: Disco Corp
Priority date: 2019-08-27
Filing date: 2020-08-26
Publication date: 2021-03-15
Also published as: US11623300B2; JP7382762B2; TW202109644A; JP2021030284A; US20210060697A1; KR20210025478A; CN112439987A; DE102020210787A1

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Bestimmen, ob ein Ergebnis eines Verarbeitungsprozesses eines Laserverarbeitungsgeräts brauchbar ist oder nicht, bereitgestellt, einschließlich eines Laserverarbeitungsschrittes zum Anwenden eines Laserstrahls auf vorbestimmte Verarbeitungsbereiche eines Werkstücks, das auf dem Futtertisch gehalten wird, wodurch ein Durchstechprozess an dem Werkstück durchgeführt wird, eines Bildaufnahmeschrittes zum Aufnehmen von Bildern aller Verarbeitungsbereiche, während sich die Bildaufnahmeeinheit und das Werkstück in Bezug aufeinander bewegen, eines Erfassschrittes zum Erfassen von Bereichen, in denen Licht nicht durch das Werkstück übertragen wird, unter den Verarbeitungsbereichen in dem Bild, das in dem Bildaufnahmeschritt aufgenommen wird, und eines Bestimmungsschrittes zum Bestimmen, dass das Laserverarbeitungsgerät neu eingestellt werden muss, wenn die Bereiche, in denen Licht nicht durch das Werkstück übertragen wird, gleich wie oder mehr als die vorbestimmte Menge sind.

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen, ob ein Ergebnis eines Verarbeitungsprozesses eines

Laserverarbeitungsgeräts brauchbar ist oder nicht.

Beschreibung des Standes der Technik

Es ist ein Laserverarbeitungsgerät zum Abtragen eines Werkstücks durch Anwenden eines Laserstrahls darauf als ein Verarbeitungsgerät zum Teilen eines Werkstücks, wie etwa eines Halbleiterwafers in Halbleiterchips, bekannt (siehe JP 2003320466A). Bei dem Laserverarbeitungsgerät werden verschiedene optische Elemente zum Verbreiten eines Laserstrahls, der von einem Laseroszillator emittiert wird, zu einer Verarbeitungsstelle eingesetzt. Das Ergebnis eines Verarbeitungsprozesses des Laserverarbeitungsgeräts neigt dazu, aufgrund von Leichten Unterschieden eines Lichtpunktdurchmessers des Laserstrahls, der von dem Laseroszillator emittiert wird, Abständen zwischen den optischen Elementen und so weiter deutlich zu variieren. Daher ist es notwendig zu bestätigen, ob ein gewünschtes Ergebnis eines Verarbeitungsprozesses durch ein eigentliches Verarbeiten eines

Werkstücks an dem Laserverarbeitungsgerät erreicht worden ist.

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG Es ist bisher üblich gewesen, dass der Betreiber des

Laserverarbeitungsgeräts das verarbeitete Werkstück visuell mit

einem Mikroskop zum Bestimmen des Ergebnisses des Verarbeitungsprozesses überprüft. In einem Fall, in dem es verarbeitete und unverarbeitete Bereiche entlang einer

verarbeiteten Linie auf dem Werkstück gibt, besteht ein Problem Jedoch darin, dass Kriterien zum Bewerten des verarbeiteten Werkstücks undefiniert sind, da die Beurteilung des Betreibers von der Erfahrung und Fähigkeit des Betreibers abhängt.

Daher besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren bereitzustellen, um bei einem Laserverarbeitungsgerät mengenmäßig zu bestimmen, ob ein Ergebnis eines Verarbeitungsprozesses des Laserverarbeitungsgeräts brauchbar ist oder nicht.

Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung

wird ein Verfahren bereitgestellt, um zu bestimmen, ob das Ergebnis

eines Verarbeitungsprozesses eines Laserverarbeitungsgeräts brauchbar ist oder nicht. Das Laserverarbeitungsgerät schließt einen Futtertisch, einschließlich eines transparenten oder semitransparenten Halteelements mit einer Halteoberfläche zum Halten einer Oberfläche eines Werkstücks in seiner Gesamtheit und lichtemittierenden Körpern, die seitlich von einer Oberfläche des Halteelements von der Halteoberfläche entfernt angeordnet sind, eine Laserstrahlanwendeeinheit zum Anwenden eines Laserstrahls mit einer Wellenlänge, die von dem Werkstück, das auf dem Futtertisch gehalten wird, absorbierbar ist, auf das Werkstück, eine Bewegeeinheit zum Bewegen des Futtertisches und der Laserstrahlanwendeeinheit in Bezug aufeinander, und eine Bildaufnahmeeinheit zum Aufnehmen eines Bildes des Werkstücks ein, das auf dem Futtertisch gehalten wird. Das Verfahren schließt einen Laserverarbeitungsschritt zum Anwenden eines Laserstrahls auf vorbestimmte Verarbeitungsbereiche des Werkstücks, das auf dem Futtertisch gehalten wird, wodurch ein Durchstechprozess an dem Werkstück durchgeführt wird, einen Energieversorgungsschritt für lichtemittierende Körper zum Versorgen der Lichtemittierenden Körper mit Energie, während das Werkstück auf dem Futtertisch gehalten wird, nach dem Laserverarbeitungsschritt und dem Energieversorgungsschritt für Lichtemittierende Körper einen Bildaufnahmeschritt zum Aufnehmen von Bildern aller Verarbeitungsbereiche, während sich die Bildaufnahmeeinheit und das Werkstück in Bezug aufeinander bewegen, einen Erfassschritt zum Erfassen von Bereichen, in denen Licht nicht durch das Werkstück übertragen wird, unter den Verarbeitungsbereichen in dem Bild, das in dem Bildaufnahmeschritt aufgenommen wird, und nach dem Erfassschritt einen Bestimmungsschritt zum Bestimmen ein, dass das Laserverarbeitungsgerät nicht neu eingestellt werden muss, wenn die Bereiche, in denen Licht nicht durch das Werkstück übertragen wird, geringer als eine vorbestimmte Menge sind, und dass das Laserverarbeitungsgerät neu eingestellt werden muss, wenn die Bereiche, in denen Licht nicht durch das Werkstück übertragen wird, gleich wie oder mehr als die vorbestimmte Menge sind.

Vorzugsweise schließt das Verfahren zum Bestimmen, ob das Ergebnis des Verarbeitungsprozesses des Laserverarbeitungsgeräts brauchbar ist oder nicht, ferner einen Außenumfangskantenerfassschritt zum Erfassen einer

Außenumfangskante des Werkstücks durch Aufnehmen eines Bildes des

Werkstücks mit der Bildaufnahmeeinheit; und einen Rechenschritt zum Berechnen einer Länge einer Linie in ihrer Gesamtheit in den Verarbeitungsbereichen auf einer Basis eines Ergebnisses des Außenumfangskantenerfassschrittes ein. Ein Kriterium, durch das zu bestimmen ist, ob das Laserverarbeitungsgerät in dem Bestimmungsschritt neu eingestellt werden muss oder nicht, schließt ein Verhältnis einer Länge der Bereiche, in denen Licht nicht durch das Werkstück übertragen wird, wie in dem Erfassschritt erfasst wird, zu der Länge einer Linie in ihrer Gesamtheit, die in dem Rechenschritt berechnet wird, Länge der Bereiche, in denen Licht nicht durch das Werkstück übertragen wird, wie in dem Erfassschritt erfasst wird, zu der Länge einer Linie in ihrer Gesamtheit, die in dem Rechenschritt berechnet wird, ein.

Anhand der Analyse der folgenden Beschreibung und der beigefügten Ansprüche unter Bezugnahme auf die angefügten Zeichnungen, die einige bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung zeigen, werden die obige und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung und die Ausführungsart davon besser

ersichtlich und die Erfindung selbst wird besser verständlich.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

FIG. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein strukturelles Beispiel eines Laserverarbeitungsgeräts veranschaulicht, dass ein Verfahren zum Bestimmen ausführt, ob ein Ergebnis eines Verarbeitungsprozesses eines Laserverarbeitungsgeräts brauchbar ist oder nicht, gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

FIG. 2 ist eine Querschnittsansicht, die einen Futtertisch des Laserverarbeitungsgeräts, das in FIG. 1 veranschaulicht ist, schematisch veranschaulicht;

FIG. 3 ist eine Ansicht, teilweise in Blockform, die eine Konfiguration einer Laserstrahlanwendeeinheit des Laserverarbeitungsgeräts, das in FIG. 1 veranschaulicht ist, veranschaulicht;

FIG. 4 ist eine schematische Ansicht, die eine Weise, auf welche die Laserstrahlanwendeeinheit, die in FIG. 3 veranschaulicht ist, einen Laserstrahl auf ein Werkstück anwendet, veranschaulicht;

FIG. 5 ist ein Flussdiagramm einer Sequenz des

Verfahrens zum Bestimmen, ob das Ergebnis des

FIG. 6 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel eines Bildes, das in einem Bildaufnahmeschritt, der in FIG. 5 veranschaulicht ist, aufgenommen wurde veranschaulicht;

FIG. 7 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel eines Bildes, das in dem Bildaufnahmeschritt, der in FIG. 5 veranschaulicht ist, an einem Laserverarbeitungsgerät aufgenommen wurde veranschaulicht, gemäß einer ersten Modifikation;

FIG. 8 ist eine schematische Ansicht, die ein anderes Beispiel eines Bildes, das in dem Bildaufnahmeschritt, der in FIG. 5 veranschaulicht ist, an dem Laserverarbeitungsgerät aufgenommen wurde veranschaulicht, gemäß der ersten Modifikation;

FIG. 9 ist ein Flussdiagramm einer Sequenz eines Verfahrens zum Bestimmen, ob ein Ergebnis eines Verarbeitungsprozesses eines Laserverarbeitungsgeräts brauchbar ist oder nicht, gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und

FIG. 10 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel

eines Bildes, das in einem Bildaufnahmeschritt, der in FIG. 9

veranschaulicht ist, aufgenommen wurde veranschaulicht.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden unten unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Ausführungen der unten beschriebenen Ausführungsform beschränkt. Die unten beschriebenen Bestandteile decken Jene, die leicht durch Fachleute absehbar sind, und jene, die mit ihnen im Wesentlichen identisch sind, ab. Außerdem können die unten beschriebenen Anordnungen in geeigneten Kombinationen verwendet werden. Verschiedene Auslassungen, Ersetzungen oder Veränderungen der Anordnungen können ohne Abweichen von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden.

[Erste Ausführungsform]

Ein Verfahren zum Bestimmen, ob ein Ergebnis eines Verarbeitungsprozesses, der durch ein Laserverarbeitungsgerät durchgeführt wird, brauchbar ist oder nicht, gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wird unten unter

Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Zunächst wird unten

eine Konfiguration des Laserverarbeitungsgeräts gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben. FIG. 1 veranschaulicht perspektivisch ein strukturelles Beispiel des Laserverarbeitungsgeräts, bezeichnet mit 1, dass das Verfahren zum Bestimmen ausführt, ob das Ergebnis eines Verarbeitungsprozesses, der durch das Laserverarbeitungsgerät 1 durchgeführt wird, brauchbar ist oder nicht, gemäß der ersten Ausführungsform. FIG. 2 veranschaulicht schematisch im Querschnitt einen Futtertisch 10 des Laserverarbeitungsgeräts 1, das in FIG. 1 veranschaulicht ist. FIG. 3 veranschaulicht, teilweise in Blockform, eine Konfiguration einer Laserstrahlanwendeeinheit 30 des Laserverarbeitungsgeräts 1, das in FIG. 1 veranschaulicht ist. FIG. 4 veranschaulicht schematisch eine Weise, auf welche die Laserstrahlanwendeeinheit 30, die in FIG. 3 veranschaulicht ist, einen Laserstrahl 31 auf ein Werkstück 200 anwendet. In den Zeichnungen und der Beschreibung, die folgen, beziehen sich XAchsen-Richtungen auf Richtungen in einer horizontalen Ebene, und Y-Achsen-Richtungen beziehen sich auf Richtungen in der horizontalen Ebene, die zu den X-Achsen-Richtungen senkrecht sind. Z-Achsen-Richtungen beziehen sich auf Richtungen, die zu den XAchsen-Richtungen und den Y-Achsen-Richtungen senkrecht sind. Bei dem Laserverarbeitungsgerät 1 gemäß der ersten Ausführungsform ist der Futtertisch 10 in Bezug auf die Laserstrahlanwendeeinheit 30 in Verarbeitungszuführrichtungen als die X-Achsen-Richtungen und Indexzuführrichtungen als die Y-Achsen-Richtungen bewegbar.

Wie in FIG. 1 veranschaulicht ist, schließt das

Laserverarbeitungsgerät 1 einen Futtertisch 10, eine Laserstrahlanwendeeinheit 30, eine Bewegebaugruppe 40, eine Bildaufnahmeeinheit 80, eine Anzeigeeinheit 90 und eine

Steuereinheit 100 ein. Das Laserverarbeitungsgerät 1 gemäß der ersten Ausführungsform ist ein Gerät zum Verarbeiten des Werkstücks 200, das ein zu verarbeitendes Ziel ist, durch Anwenden des Laserstrahls 31 auf das Werkstück 200. Gemäß der ersten Ausführungsform schließen die Arten von Verarbeitungsprozessen, die das Laserverarbeitungsgerät 1 an dem Werkstück 200 durchführen kann, mindestens einen Durchstechprozess ein, wie etwa einen Schneideprozess zum Schneiden des Werkstücks 200 entlang darauf projizierten Trennlinien. Zum Beispiel kann das Laserverarbeitungsgerät 1 einen Einstechprozess zum Bilden von

Nuten in einer Oberfläche des Werkstücks 200 durchführen.

Gemäß der ersten Ausführungsform liegt das Werkstück 200, das durch das Laserverarbeitungsgerät 1 verarbeitet wird, in der Form eines scheibenförmigen Halbleiterwafers mit einem Substrat, das aus Silicium, Saphir, Galliumarsenid oder dergleichen hergestellt ist, vor und wird als ein Blindwafer zum Referenzverarbeiten verwendet. Das Werkstück 200 wird auf einem ringförmigen Rahmen 210 durch ein ausdehnbares Band 211 getragen. Der ringförmige Rahmen 210 hat eine Öffnung darin, deren Durchmesser größer als ein Durchmesser des Werkstücks 200 ist. Das ausdehnbare Band 211 ist auf einer Rückseite des ringförmigen Rahmens 210 befestigt. Das ausdehnbare Band 211 schließt eine Basisschicht, die aus ausdehnbarem und schrumpfbarem synthetischen Harz hergestellt ist, und eine Klebeschicht, die aus ausdehnbarem und schrumpfbarem synthetischen Klebeharz hergestellt ist, ein, wobei die Klebeschicht auf die Basisschicht geschichtet ist. Das Werkstück 200 wird an einer vorbestimmten Position in der Öffnung in dem ringförmigen Rahmen 210 positioniert und hat eine Rückseite, die an dem ausdehnbaren Band 211 befestigt ist, sodass das Werkstück 200 an dem ringförmigen Rahmen 210 und dem ausdehnbaren Band 211 gesichert ist.

Der Futtertisch 10 hält das Werkstück 200 darauf. Gemäß der ersten Ausführungsform, wie in FIG. 2 veranschaulicht ist, schließt der Futtertisch 10 einen zylindrischen Körper 11, ein Halteelement 12 und Lichtemittierende Körper 13 ein. Der zylindrische Körper 11 schließt einen Anpassungshohlraum 111, einen Halteelementträger 112, eine Ruheablage 113, eine Saugnut 114, eine Dichtung 115, einen Fluidverbindungsweg 116, einen Saugkanal 117 und einen Anbringungsschlitz 118 ein.

Der Anpassungshohlraum 111 ist als ein kreisförmiger Hohlraum in einer oberen Oberfläche des zylindrischen Körpers 11 definiert. Der Halteelementträger 112 liegt in der Form einer ringförmigen Kante vor, die den Anpassungshohlraum 111 umgibt. Die Ruheablage 113 ist als eine ringförmige Ausnehmung in einem Innenumfangsabschnitt des Halteelementträgers 112 definiert. Das Halteelement 12 ist auf der ARuheablage 113 platziert. Die Saugnut 114 ist als eine ringförmige Nut definiert, die den Halteelementträger 112 umgibt. Die Dichtung 115 umgibt die Saugnut 114. Der Fluidverbindungsweg 116 wird mit der Saugnut 114 in Fluidverbindung gehalten. Der Saugkanal 117 wird mit dem

Fluidverbindungsweg 116 in Fluidverbindung gehalten. Der

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Saugkanal 117 ist mit einer Vakuumsaugquelle, die nicht veranschaulicht ist, verbunden. Wenn die Vakuumsaugquelle betätigt wird, erzeugt sie einen Unterdruck, der durch den Saugkanal 117 und den Fluidverbindungsweg 116 übertragen wird und in der Saugnut 114 wirkt. Der Anbringungsschlitz 118 ist als ein ringförmiger Schlitz in einer Außenumfangsoberfläche eines oberen Abschnitts des zylindrischen Körpers 11 definiert.

Das Halteelement 12 ist auf der oberen Oberfläche des zylindrischen Körpers 11 angeordnet. Gemäß der ersten Ausführungsform ist das Halteelement 12 auf der Ruheablage 113 in dem Innenumfangsabschnitt des Halteelementträgers 112 platziert. Das Halteelement 12 schließt ein transparentes oder semitransparentes Element mit einer Halteoberfläche 121 ein. Gemäß der ersten Ausführungsform liegt das Halteelement 12 in der Form einer Quartzplatte mit einer Dicke in dem Bereich von 2 bis 5 mm vor. Die Halteoberfläche 121 hält die gesamte Rückseite des Werkstücks 200 darauf. Gemäß der ersten Ausführungsform ist die Halteoberfläche 121 eine flache Oberfläche, die parallel zu horizontalen Richtungen ist. Die Halteoberfläche 121 hat mehrere Nuten 122, die in ihrer Gesamtheit definiert sind und sich zu ihrer Außenumfangskante davon erstrecken. Die Nuten 122 haben jeweils eine Breite, die von 0,03 bis 0,1 mm reicht, und eine Tiefe, die von 0,05 bis 0,1 mm reicht, und sind in Intervallen beabstandet, die von 0,1 bis 5 mm reichen. Die Nuten 122 können einen V-förmigen oder U-förmigen Querschnitt haben. Die Nuten 122 sind in der Halteoberfläche 121 durch ein Schneidegerät ausgebildet, das dazu verwendet wird, einen Halbleiterwafer oder dergleichen entlang Straßen darauf zu schneiden, wobei eine Schneideklinge mit einer vorbestimmten Einschneidezuführrate in die Halteoberfläche 121 schneidet.

Die lichtemittierenden Körper 13 sind seitlich der Oberfläche des Halteelements 12 von der Halteoberfläche 121 entfernt angeordnet. Gemäß der ersten Ausführungsform sind die lichtemittierenden Körper 13 unterhalb des Halteelements 12 angeordnet. Gemäß der ersten Ausführungsform sind die lichtemittierenden Körper 13 auf einer Bodenoberfläche des Anpassungshohlraums 111 angeordnet. Die lichtemittierenden Körper 13 sind wirksam mit einer Energieversorgungsschaltung verbunden, die nicht veranschaulicht ist. Bei Versorgen mit

Energie durch die Energieversorgungsschaltung emittieren die

Mehrere Klammern 14 zum Greifen des ringförmigen Rahmens 210, auf dem das Werkstück 200 durch das ausdehnbare Band 211 getragen wird, sind um den Futtertisch 10 angeordnet. Gemäß der ersten Ausführungsform haben die Klammern 14 Basisabschnitte, die in dem Anbringungsschlitz 118 des Futtertisches 10 angeordnet sind und an dem zylindrischen Körper 11 des Futtertisches 10 durch gewisse Fixierelemente gesichert sind.

Der Futtertisch 10 ist um eine zentrale Achse, die parallel zu den Z-Achsen-Richtungen ist, durch eine Dreheinheit 15 drehbar. Der zylindrische Körper 11 des Futtertisches 10 wird drehbar auf der Dreheinheit 15, die in einer hohlen zylindrischen Form vorliegt, durch ein Lager 151 zur Drehung um die zentrale Achse getragen, die parallel zu den Z-Achsen-Richtungen ist. Die Dreheinheit 15 schließt zum Beispiel einen Schrittmotor ein. Wenn der Schrittmotor mit Energie versorgt wird, dreht sich der zylindrische Körper 11 um die zentrale Achse, die parallel zu den Z-Achsen-Richtungen ist. Die Dreheinheit 15 wird auf einer oberen Oberfläche einer X-Achsen-bewegbaren Platte 16 getragen. Die Dreheinheit 15 und der Futtertisch 10 sind in den X-AchsenRichtungen durch eine X-Achsen-Bewegeeinheit 50 der Bewegebaugruppe 40 bewegbar, die wirksam an die X-Achsen-bewegbare Platte 16 gekoppelt ist. Die Dreheinheit 15 und der Futtertisch 10 sind auch in den Y-Achsen-Richtungen durch eine ZY-AchsenBewegeeinheit 60 der Bewegebaugruppe 40 bewegbar, die wirksam an die X-Achsen-bewegbare Platte 16, die X-Achsen-Bewegeeinheit 50 und eine Y-Achsen-bewegbare Platte 17, auf der die X-AchsenBewegeeinheit 50 montiert ist, gekoppelt ist.

Wie in FIG. 3 veranschaulicht ist, ist die Laserstrahlanwendeeinheit 30 eine Einheit zum Anwenden des Laserstrahls 31, der ein gepulster Laserstrahl ist, auf das Werkstück 200, das auf dem Futtertisch 10 gehalten wird. Die Laserstrahlanwendeeinheit 30 schließt einen Laseroszillator 32, eine Einstelleinheit 33 für fokussierte Stellungen, einen Spiegel 34 und einen Strahlkondensor 35 ein.

Der Laseroszillator 32 lässt den gepulsten Laser, der

eine vorbestimmte Wellenlänge hat, zum Verarbeiten des Werkstücks 200 oszillieren. Insbesondere die Wellenlänge des Laserstrahls 31, der von der Laserstrahlanwendeeinheit 30

emittiert wird, bewirkt, dass der Laserstrahl 31 durch das Werkstück 200 absorbiert wird. Der Laseroszillator 32 kann zum Beispiel ein YAG-Laseroszillator, ein YVO4-Laseroszillator oder dergleichen sein.

Die Einstelleinheit 33 für fokussierte Stellungen ändert die Größe, Form usw. des Laserstrahls 31, der von dem Laseroszillator 32 emittiert wird. Die Einstelleinheit 33 für fokussierte Stellungen kann eine Funktion haben, um die Größe, Form usw. des Laserstrahls 31 auf der Basis des Ergebnisses eines Prozesses, der später zu beschreiben ist, der durch die Steuereinheit 100 ausgeführt wird, zum Bestimmen, ob das Ergebnis eines Verarbeitungsprozess des Laserverarbeitungsgeräts 1 brauchbar ist oder nicht, automatisch zu ändern.

Der Spiegel 34 reflektiert den Laserstrahl 31, der durch die Einstelleinheit 33 für fokussierte Stellungen in Richtung des Werkstücks 200, das auf der Halteoberfläche 121 des Futtertisches 10 gehalten wird, gelaufen ist.

Gemäß der ersten Ausführungsform liegt der Strahlkondensor 35 in der Form einer Kondensorlinse vor. Der Strahlkondensor 35 kondensiert den Laserstrahl 31, der durch den Spiegel 34 reflektiert wird, auf das Werkstück 200, wodurch der kondensierte Laserstrahl 31 auf das Werkstück 200 angewendet wird. Wie in FIG. 4 veranschaulicht ist, hat der somit kondensierte Laserstrahl 31 einen fokussierten Punkt 36, dessen Position in den Z-Achsen-Richtungen durch Bewegen des Strahlkondensors 35 in den Z-Achsen-Richtungen, geändert werden kann. Gemäß der ersten Ausführungsform wird die Position in den Z-Achsen-Richtungen des fokussierten Punkts 36 des Laserstrahls 31 geändert, wenn eine ZAchsen-Bewegeeinheit 70 der Bewegebaugruppe 40 die Laserstrahlanwendeeinheit 30 in den Z-Achsen-Richtungen bewegt.

Wie in FIG. 1 veranschaulicht ist, liegt die Bewegebaugruppe 40 als eine Baugruppe vor, um den Futtertisch 10 und die Laserstrahlanwendeeinheit 30 in Bezug aufeinander zu bewegen. Die Bewegebaugruppe 40 schließt die X-AchsenBewegeeinheit 50, die Y-Achsen-Bewegeeinheit 60 und die Z-AchsenBewegeeinheit 70 ein.

Die X-Achsen-Bewegeeinheit 50 ist eine Einheit zum

Bewegen des Futtertisches 10 und der Laserstrahlanwendeeinheit 30 in Bezug aufeinander in die X-Achsen-Richtungen als die Verarbeitungszuführrichtungen. Gemäß der ersten Ausführungsform bewegt die X-Achsen-Bewegeeinheit 50 den Futtertisch 10 in die XAchsen-Richtungen. Gemäß der ersten Ausführungsform ist die XAchsen-Bewegeeinheit 50 auf einem Gerätekörper 2 des Laserverarbeitungsgeräts 1 angeordnet. Die X-AchsenBewegeeinheit 50 trägt die X-Achsen-bewegbare Platte 16 zur Bewegung in die X-Achsen-Richtungen. Die X-Achsen-Bewegeeinheit 50 schließt eine bekannte Kugelspindel 51, einen bekannten Schrittmotor 52 und ein Paar bekannter Führungsschienen 53 ein. Die Kugelspindel 51 ist um ihre eigene zentrale Achse drehbar. Der Schrittmotor 52 dreht die Kugelspindel 51 um ihre eigene zentrale Achse. Die Führungsschienen 53 tragen die X-Achsen-bewegbare Platte 16 zur Bewegung dort entlang in die X-Achsen-Richtungen. Die Führungsschienen 53 sind fest auf der Y-Achsen-bewegbaren Platte 17 montiert.

Die Y-Achsen-Bewegeeinheit 60 ist eine Einheit zum Bewegen des Futtertisches 10 und der Laserstrahlanwendeeinheit 30 in Bezug aufeinander in die Y-Achsen-Richtungen als die Indexzuführrichtungen. Gemäß der ersten Ausführungsform bewegt die Y-Achsen-Bewegeeinheit 60 den Futtertisch 10 in die Y-AchsenRichtungen. Gemäß der ersten Ausführungsform ist die Y-AchsenBewegeeinheit 60 auf einem Gerätekörper 2 des Laserverarbeitungsgeräts 1 angeordnet. Die Y-AchsenBewegeeinheit 60 trägt die ZY-Achsen-bewegbare Platte 17 zur Bewegung in die Y-Achsen-Richtungen. Die Y-Achsen-Bewegeeinheit 60 schließt eine bekannte Kugelspindel 61, einen bekannten Schrittmotor 62 und ein Paar bekannter Führungsschienen 63 ein. Die Kugelspindel 61 ist um ihre eigene zentrale Achse drehbar. Der Schrittmotor 62 dreht die Kugelspindel 61 um ihre eigene zentrale Achse. Die Führungsschienen 63 tragen die 7Y-Achsen-bewegbare Platte 17 zur Bewegung dort entlang in die Y-Achsen-Richtungen. Die Führungsschienen 63 sind fest auf dem Gerätekörper 2 montiert.

Die Z-Achsen-Bewegeeinheit 70 ist eine Einheit zum Bewegen des Futtertisches 10 und der Laserstrahlanwendeeinheit 30 in Bezug aufeinander in die Z-Achsen-Richtungen als die Positionseinstellrichtungen für fokussierte Punkte. Gemäß der ersten Ausführungsform bewegt die Z-Achsen-Bewegeeinheit 70 die

Laserstrahlanwendeeinheit 30 in die Z-Achsen-Richtungen. Gemäß der

ersten Ausführungsform ist die Z-Achsen-Bewegeeinheit 70 auf einem Ständer 3, der auf dem Gerätekörper 2 des Laserverarbeitungsgeräts 1 errichtet ist, angeordnet. Die ZAchsen-Bewegeeinheit 70 trägt mindestens den Strahlkondensor 35 der Laserstrahlanwendeeinheit 30 zur Bewegung in die Z-AchsenRichtungen. Die Z-Achsen-Bewegeeinheit 70 schließt eine bekannte Kugelspindel 71, einen bekannten Schrittmotor 72 und ein Paar bekannter Führungsschienen 73 ein. Die Kugelspindel 71 ist um ihre eigene zentrale Achse drehbar. Der Schrittmotor 72 dreht die Kugelspindel 71 um ihre eigene zentrale Achse. Die Führungsschienen 73 tragen die Laserstrahlanwendeeinheit 30 zur Bewegung dort entlang in die Z-Achsen-Richtungen. Die Führungsschienen 73 sind fest auf dem Ständer 3 montiert.

Die Bildaufnahmeeinheit 80 nimmt ein Bild des Werkstücks 200 auf, das auf dem Futtertisch 10 gehalten wird. Die Bildaufnahmeeinheit 80 schließt als ein Bildaufnahmegerät eine ladungsgekoppelte Vorrichtungskamera (CCD-Kamera) oder eine Infrarotkamera zum Aufnehmen eines Bildes des Werkstücks 200 ein, das auf dem Futtertisch 10 gehalten wird. Die Bildaufnahmeeinheit 80 ist an Ort und Stelle dem Strahlkondensor 35 der Laserstrahlanwendeeinheit 30 benachbart fixiert. Die Bildaufnahmeeinheit 80 nimmt ein Bild des Werkstücks 200 zur Verwendung in einem Ausrichteprozess zum Positionieren des Werkstücks 200 und der Laserstrahlanwendeeinheit 30, die aufeinander ausgerichtet sind, auf und gibt das aufgenommene Bild an die Steuereinheit 100 aus.

Die Anzeigeeinheit 90 schließt einen Anzeigebildschirm 91 zum Anzeigen des Zustands der Verarbeitungsvorgänge, Bilder usw. ein. Die Anzeigeeinheit 90 ist ein Anzeigeabschnitt, einschließlich eines Flüssigkristallanzeigegeräts oder dergleichen. In einem Fall, in dem der Anzeigebildschirm 91 ein Berührungsfeld einschließt, kann die Anzeigeeinheit 90 einen Eingabeabschnitt einschließen. Der Eingabeabschnitt ist dazu in der Lage, verschiedene Maßnahmen anzunehmen, wie etwa eine Maßnahme, die durch den Betreiber des Laserverarbeitungsgeräts 1 getroffen wird, um Informationen über Verarbeitungsinhalte zu registrieren. Der Eingabeabschnitt kann ein externes Eingabegerät sein, wie etwa eine Tastatur. Die Anzeigeeinheit 90 erlaubt es, zwischen Informationsstücken und

Bildern, die auf dem Anzeigebildschirm 91 angezeigt werden, als

Reaktion auf eine Maßnahme, die durch den Eingabeabschnitt eingegeben wird, zu wechseln. Die Anzeigeeinheit 90 kann einen informierenden Abschnitt einschließen. Der informierende Abschnitt informiert den Betreiber über informierende Informationen durch Emittieren von mindestens einem von Ton und Licht. Der informierende Abschnitt kann ein externes informierendes Gerät sein, wie etwa ein Lautsprecher oder ein lichtemittierendes Gerät. Die Anzeigeeinheit 90 ist wirksam mit der Steuereinheit 100 verbunden.

Die Steuereinheit 100 steuert die oben genannten Bestandteile des Laserverarbeitungsgeräts 1, um dem Laserverarbeitungsgerät 1 zu ermöglichen, das Werkstück 200 zu verarbeiten. Insbesondere steuert die Steuereinheit 100 die Laserstrahlanwendeeinheit 30, die Bewegebaugruppe 40, die Bildaufnahmeeinheit 80 und die Anzeigeeinheit 90. Die Steuereinheit 100 ist ein Computer, einschließlich eines arithmetischen Verarbeitungsgeräts als arithmetische Verarbeitungsmittel, eines Speichergeräts als Speichermittel und einem Eingabe/Ausgabe-Schnittstellen-Gerät als Kommunikationsmittel. Das arithmetische Verarbeitungsgerät schließt zum Beispiel einen Mikroprozessor ein, wie etwa eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU). Das Speichergerät hat einen Speicher, wie etwa einen Festwertspeicher (ROM) oder einen Direktzugriffspeicher (RAM). Das arithmetische Verarbeitungsgerät führt verschiedene arithmetische Verarbeitungsvorgänge gemäß vorbestimmten Programmen aus, die in dem Speichergerät gespeichert sind. Gemäß den Ergebnissen von arithmetischen Verarbeitungsvorgängen, die durch das arithmetische Verarbeitungsgerät durchgeführt werden, erzeugt das arithmetische Verarbeitungsgerät verschiedene Steuersignale durch das Eingabe/Ausgabe-Schnittstellen-Gerät und gibt sie an die Bestandteile aus, um das Laserverarbeitungsgerät 1 zu steuern.

Zum Beispiel steuert die Steuereinheit 100 die Bildaufnahmeeinheit 80, um ein Bild des Werkstücks 200 aufzunehmen. Dann führt die Steuereinheit 100 einen Bildverarbeitungsprozess an dem Bild aus, das durch die Bildaufnahmeeinheit 80 aufgenommen wird. Die Steuereinheit 100 erfasst zum Beispiel eine Linie, die auf dem Werkstück 200 durch den Bildverarbeitungsprozess zu verarbeiten ist. Die

Steuereinheit 100 steuert die Bewegebaugruppe 40, um den

Als Nächstes wird unten das Verfahren zum Bestimmen, ob das Ergebnis des Verarbeitungsprozesses des Laserverarbeitungsgeräts 1 brauchbar ist oder nicht, gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben. FIG. 5 ist ein Flussdiagramm der Sequenz des Verfahrens, ob das Ergebnis eines Verarbeitungsprozesses des Laserverarbeitungsgeräts 1 brauchbar ist oder nicht, gemäß der ersten Ausführungsform. Das Verfahren zum Bestimmen, ob das Ergebnis des Verarbeitungsprozesses des Laserverarbeitungsgeräts 1 brauchbar ist oder nicht, gemäß der ersten Ausführungsform, schließt einen Laserverarbeitungsschritt STIL, einen Energieversorgungsschritt ST2 für lichtemittierende Körper, einen Bildaufnahmeschritt ST3, einen Erfassschritt ST4 und einen Bestimmungsschritt ST5 ein.

Der Laserverarbeitungsschritt ST1l ist ein Schritt zum

Anwenden des Laserstrahls 31 auf vorbestimmte Verarbeitungsbereiche 201 (siehe FIG. 6) des Werkstücks 200, das auf dem Futtertisch 10 gehalten wird, wodurch ein

Durchstechprozess an dem Werkstück 200 durchgeführt wird. Bei dem Laserverarbeitungsschritt ST1 werden vorbestimmte Verarbeitungsbedingungen für das Laserverarbeitungsgerät 1 festgelegt, das in FIG. 1 veranschaulicht ist. Dann wird, wie in FIG. 2 veranschaulicht ist, die gesamte Rückseite des Werkstücks 200 auf der Halteoberfläche 121 des Halteelements 12 des Futtertisches 10 platziert. Das Werkstück 200 wird auf der Halteoberfläche 121 mit dem ausdehnbaren Band 211 gehalten, das dazwischen liegt. Der ringförmige Rahmen 210, der das Werkstück 200 durch das ausdehnbare Band 211 hält, wird durch Klammern 14 gegriffen.

Als Nächstes wendet die Laserstrahlanwendeeinheit 30 in dem Laserverarbeitungsschritt STl1l, wie in FIG. 3 und 4 veranschaulicht ist, den Laserstrahl 31 auf die vorbestimmten Verarbeitungsbereiche 201 (siehe FIG. 6) des Werkstücks 200 an. Auf der Basis der vorbestimmten Verarbeitungsbedingungen führt die Steuereinheit 100 den Durchstechprozess entlang mehrere Linien in

den vorbestimmten Verarbeitungsbereichen 201 des Werkstücks 200

Der Energieversorgungsschritt ST2 für lichtemittierende Körper ist ein Schritt zum Versorgen der lichtemittierenden Körper 13 mit Energie, während das Werkstück 200 auf dem Futtertisch 10 gehalten wird. Bei dem Energieversorgungsschritt ST2 für lichtemittierende Körper emittieren die lichtemittierenden Körper 13 Licht seitlich der Oberfläche des Halteelements 12, das von der Halteoberfläche 121 entfernt ist, in Richtung der Rückseite des Werkstücks 200. Wenn das Licht, das von den lLichtemittierenden Körpern 13 emittiert wird, auf die Rückseite des Werkstücks 200 angewendet wird, wird das Licht durch die vorbestimmten Verarbeitungsbereiche 201 des Werkstücks 200 übertragen, an dem der Durchstechprozess in dem Laserverarbeitungsschritt ST1 durchgeführt worden ist.

FIG. 6 veranschaulicht schematisch ein Beispiel eines Bildes, das in dem Bildaufnahmeschritt ST3, der in FIG. 5 veranschaulicht ist, aufgenommen wird. Der Bildaufnahmeschritt ST3

ist ein Schritt zum Aufnehmen von Bildern der vorbestimmten

Verarbeitungsbereiche 201 in ihrer Gesamtheit nach dem Laserverarbeitungsschritt ST1 und dem Energieversorgungsschritt ST2 für lichtemittierende Körper,

während die Bildaufnahmeeinheit 80 und das Werkstück 200 in Bezug aufeinander bewegt werden. Gemäß der ersten Ausführungsform nimmt die Bildaufnahmeeinheit 80 in dem Bildaufnahmeschritt ST3 nacheinander Bilder aller Linien auf. Bei dem Bildaufnahmeschritt ST3 kann die Bildaufnahmeeinheit 80 mehrere ruhige Bilder aufnehmen oder kann ein sich bewegendes Bild aufnehmen. In einem Fall, in dem die Bildaufnahmeeinheit 80 ein sich bewegendes Bild in dem Bildaufnahmeschritt ST3 aufnimmt, nimmt die Bildaufnahmeeinheit 80 das sich bewegende Bild auf, während der Futtertisch 10 zum Beispiel mit 300 mm/s bewegt wird. In diesem Fall ist die Beobachtungszeit kürzer, als wenn die Bildaufnahmeeinheit 80 ruhige Bilder aufnimmt. Das Bild, das in

dem Bildaufnahmeschritt ST3 aufgenommen wird, kann auf dem

Der Erfassschritt ST4 ist ein Schritt zum Erfassen von Bereichen 203, in denen Licht nicht durch das Werkstück 200 übertragen wird, in den Verarbeitungsbereichen 201, die in dem Bild, das in dem Bildaufnahmeschritt ST3 aufgenommen wird, eingeschlossen sind. Wie in FIG. 6 veranschaulicht ist, schließen die Verarbeitungsbereiche 201 Bereiche 202, in denen Licht durch das Werkstück 200 übertragen wird, und Bereiche 203 ein, in denen Licht nicht durch das Werkstück 200 übertragen wird. Die Bereiche 202, in denen das Licht durch das Werkstück 200 übertragen wird, sind Bereiche, in denen das Werkstück 200 in dem Durchstechprozess, der an dem Werkstück 200 in dem Laserverarbeitungsschritt ST1 durchgeführt wird, durchstochen worden ist. Die Bereiche 203, in denen Licht nicht durch das Werkstück 200 übertragen wird, sind Bereiche, in denen das Werkstück 200 in dem Durchstechprozess, der an dem Werkstück 200 in dem Laserverarbeitungsschritt ST1 durchgeführt wird, nicht durchstochen worden ist.

In dem Erfassschritt ST4 kann das Bild, das durch die Bildaufnahmeeinheit 80 aufgenommen wird, in ein monochromatisches Bild umgewandelt werden, um die Bereiche 203 zu erfassen, in denen Licht nicht übertragen wird. Gemäß der ersten Ausführungsform werden weiße Gebiete in dem umgewandelten monochromatischen Bild als die Bereiche 202 erfasst, in denen Licht durch das Werkstück 200 übertragen wird, während schwarze Gebiete in dem umgewandelten monochromatischen Bild als die Bereiche 203, in denen Licht nicht durch das Werkstück 200 übertragen wird, erfasst werden. Das aufgenommene Bild wird durch einen Binarisierungsprozess in ein monochromatisches Bild umgewandelt. In einem Fall, in dem das aufgenommene Bild ein Farbbild ist, wird das aufgenommene Bild vor dem Binarisierungsprozess durch einen Graustufenumwandlungsprozess in ein Graustufenbild umgewandelt. Bei dem Binarisierungsprozess wird das Pixel, wenn der Wert eines Pixels in dem Graustufenbild einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, in ein weißes Pixel verwandelt, während das Pixel, wenn der Wert eines Pixels in dem Graustufenbild geringer als der vorbestimmte Schwellenwert ist, in ein schwarzes Pixel verwandelt wird. Das Graustufenbild wird somit durch ein Durchführen des Binarisierungsprozesses an Jedem Pixel des Graustufenbilds in ein

monochromatisches Bild umgewandelt. In einem Fall, in dem das

aufgenommene Bild ein 8-Bit-Bild mit 256 Graustufenniveaus ist, beträgt der vorbestimmte Schwellenwert zum Beispiel 100. Das aufgenommene Bild, das somit verarbeitet wird, kann auf dem Anzeigebildschirm 91 der Anzeigeeinheit 90 angezeigt werden.

Der Bestimmungsschritt ST5 ist ein Schritt zum Bestimmen, ob das Laserverarbeitungsgerät 1 gut oder schlecht ist, d. h. es brauchbar ist oder nicht, auf der Basis des anhand des Erfassschrittes ST4 erfassten Ergebnisses. Insbesondere wird in dem Bestimmungsschritt ST5, wenn die Bereiche 203, in denen Licht nicht durch das Werkstück 200 übertragen wird, geringer als eine vorbestimmte Menge sind, bestimmt, dass das Laserverarbeitungsgerät 1 nicht neu eingestellt werden muss. In dem Bestimmungsschritt ST5 wird, wenn die Bereiche 203, in denen Licht nicht durch das Werkstück 200 übertragen wird, gleich wie oder mehr als eine vorbestimmte Menge sind, bestimmt, dass das Laserverarbeitungsgerät 1 neu eingestellt werden muss. Die vorbestimmte Menge stellt einen Schwellenwert dar, der auf der Basis der Position des fokussierten Punkts 36 in jeder der Verarbeitungsbereiche 201 festgelegt wird, um die Bereiche 203, in denen Licht nicht durch das Werkstück 200 übertragen wird, zu ermöglichen. Wenn die Bereiche 203, in denen Licht nicht durch das Werkstück 200 übertragen wird, d. h. in denen das Werkstück 200 nicht in dem Durchstechprozess durchgestochen worden ist, gleich

wie oder mehr als die vorbestimmte Menge sind, bedeutet das, dass

das Ergebnis des Verarbeitungsprozesses, der durch das Laserverarbeitungsgerät 1 durchgeführt wird, nicht die erforderlichen Kriterien erfüllt. Anders gesagt, müssen

verschiedene Einstellungen des Laserverarbeitungsgeräts 1, wie etwa die Ausgabeleistung des Laserstrahls 31, der Punktdurchmesser des Laserstrahls 31, das Layout von verschiedenen optischen Elementen der Laserstrahlanwendeeinheit 30 und die Jeweiligen Abstände zwischen den optischen Elementen, neu eingestellt werden. Das anhand des Bestimmungsschritts ST5 bestimmte Ergebnis kann auf dem Anzeigebildschirm 91 der Anzeigeeinheit 90 angezeigt werden. Wie oben beschrieben ist, schließt das Laserverarbeitungsgerät 1, welches das Verfahren zum Bestimmen, ob das Ergebnis des Verarbeitungsprozesses, der durch das Laserverarbeitungsgerät 1 durchgeführt wird, brauchbar ist oder nicht, die lichtemittierenden Körper 13 zum Emittieren von Licht

in Richtung der Rückseite, d. h. der unteren Oberfläche, des

Werkstücks 200 ein. Nachdem das Werkstück 200 durch den Laserstrahl 31 verarbeitet worden ist, werden die lichtemittierenden Körper 13 mit Energie versorgt, um die Bereiche 202 zu erfassen, in denen Licht durch das Werkstück 200 übertragen wird, und die Bereiche 203, in denen Licht nicht durch das Werkstück 200 übertragen wird. Die Bereiche 202, in denen Licht durch das Werkstück 200 übertragen wird, werden als die Bereiche betrachtet, in denen das Werkstück 200 in dem Durchstechprozess durchgestochen worden ist, während die Bereiche 203, in denen Licht nicht durch das Werkstück 200 übertragen wird, als die Bereiche betrachtet werden, in denen das Werkstück 200 nicht in dem Durchstechprozess durchgestochen worden ist. Durch Bestimmen, ob die Bereiche 203, in denen Licht nicht durch das Werkstück 200 übertragen wird, geringer als oder gleich wie oder mehr als die vorbestimmte Menge sind, ist es möglich, bei dem Laserverarbeitungsgerät 1 mengenmäßig zu bestimmen, ob das Ergebnis des Durchstechprozesses, der durch das Laserverarbeitungsgerät 1 durchgeführt wird, brauchbar ist oder nicht. Daher können Messfehler, ein undefiniertes Kriterium zum Bewerten des verarbeiteten Werkstücks, und andere Faktoren, die anders durch den Betreiber eingebracht werden könnten, beseitigt werden, wodurch verhindert wird, dass die Ergebnisse von Verarbeitungsprozessen, die durch das Laserverarbeitungsgerät 1 durchgeführt werden, schwanken. Da die Ergebnisse von Verarbeitungsvorgängen automatisch bei dem Laserverarbeitungsgerät 1 erfasst und bestimmt werden können, ist das Verfahren gemäß der Erfindung auch insofern vorteilhaft, dass die Anzahl an Arbeitsstunden, die durch den Betreiber erfordert werden, um die verarbeiteten Werkstücke 200 visuell zu überprüfen, reduziert werden können.

[Erste Modifikation]

Ein Verfahren zum Bestimmen, ob ein Ergebnis eines Verarbeitungsprozesses des Laserverarbeitungsgeräts 1 brauchbar ist oder nicht, gemäß einer ersten Modifikation, wird unten unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. FIG. 7 veranschaulicht schematisch ein Beispiel eines Bildes in dem Bildaufnahmeschritt ST3, der in FIG. 5 veranschaulicht ist, an dem Laserverarbeitungsgerät, bezeichnet mit 1, gemäß der ersten Modifikation. FIG. 8 veranschaulicht schematisch ein anderes

Beispiel eines Bildes, das in dem Bildaufnahmeschritt ST3, der in

Bei dem Laserverarbeitungsgerät 1 gemäß der ersten Modifikation schließt die Bildaufnahmeeinheit 80 eine Linienabtastkamera ein. Die Linienabtastkamera ist eine Kamera, einschließlich eines Liniensensors, in der Form einer eindimensionalen CCD als ein Bildaufnahmeelement. Die Linienabtastkamera nimmt zum Beispiel ein Bild des Werkstücks 200 auf, während es sich in Bezug auf den Futtertisch 10 in einer Richtung bewegt, die lotrecht zu Linien ist, deren Bilder aufzunehmen sind.

Bei dem Verfahren zum Bestimmen, ob das Ergebnis des Verarbeitungsprozesses, der durch das Laserverarbeitungsgerät 1 durchgeführt wird, brauchbar ist oder nicht, gemäß der ersten Modifikation nimmt die Bildaufnahmeeinheit 80 ein Bild des Werkstücks 200 in seiner Gesamtheit in einem Abtastzug auf. Die Bildaufnahmeeinheit 80 schließt zum Beispiel einen Speicher zum vorübergehenden Speichern mehrerer eindimensionaler aufgenommener Bilddaten auf, die dadurch in einem Abtastzug hergestellt werden. Die Bildaufnahmeeinheit 80 erzeugt zweidimensionale Daten anhand der gespeicherten eindimensionalen aufgenommenen Bilddaten auf dem Speicher.

[Zweite Modifikation]

Als Nächstes wird unten unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Verfahren zum Bestimmen, ob ein Ergebnis eines Verarbeitungsprozesses des Laserverarbeitungsgeräts 1 brauchbar ist oder nicht, beschrieben. Das Verfahren gemäß der zweiten

Modifikation unterscheidet sich von dem Verfahren gemäß der ersten

Modifikation darin, dass es ferner einen Außenumfangskantenerfassschritt und einen Rechenschritt einschließt.

Der Außenumfangskantenerfassschritt ist ein Schritt zum Erfassen einer Außenumfangskante 204 (siehe FIG. 7 und 8) des Werkstücks 200. In dem Außenumfangskantenerfassschritt nimmt die Bildaufnahmeeinheit 80 ein Bild des Werkstücks 200 auf. Zu diesem Zeitpunkt nimmt die Bildaufnahmeeinheit 80 ein Bild des Werkstücks 200 auf, um so die Außenumfangskante 204 darin einzuschließen. In dem Außenumfangskantenerfassschritt kann die Bildaufnahmeeinheit 80 auf einmal ein Bild des Werkstücks 200 in

seiner Gesamtheit aufnehmen, wie bei der ersten Modifikation. Mit

anderen Worten kann die Bildaufnahmeeinheit 80 in dem Außenumfangskantenerfassschritt ein Bild des Werkstücks 200 zu der gleichen Zeit wie der Bildaufnahmeschritt ST3 aufnehmen, der in FIG. 5 veranschaulicht ist. In dem Außenumfangskantenerfassschritt wird dann die Außenumfangskante 204 des Werkstücks 200 anhand des Bildes erfasst, das durch die Bildaufnahmeeinheit 80 aufgenommen wird. Die Außenumfangskante 204 des Werkstücks 200 kann zu der gleichen Zeit wie oder parallel zu dem Erfassschritt ST4, der in FIG. 5 veranschaulicht ist, erfasst werden.

Der Rechenschritt ist ein Schritt zum Berechnen der

Länge einer Linie in ihrer Gesamtheit in den Verarbeitungsbereichen 201 (siehe FIG. 7 und 8). In dem Rechenschritt werden zum Beispiel die zweidimensionalen

Koordinaten beider Enden Jeder Linie erhalten, welche die Außenumfangskante 204 kreuzen. Dann wird in dem Rechenschritt zum Beispiel die Länge jeder verarbeiteten Linie auf der Basis der zweidimensionalen Koordinaten beider Enden Jeder verarbeiteten Linie berechnet.

Gemäß der zweiten Modifikation wird das Kriterium, durch das in dem Bestimmungsschritt ST5 zu bestimmen ist, ob das Laserverarbeitungsgerät 1 gut oder schlecht ist, durch ein Verhältnis einer Länge der Bereiche 203 (siehe FIG. 6), die in Schritt ST4 erfasst wird, in denen Licht nicht durch das Werkstück 200 übertragen wird, zu einer Länge einer Linie in ihrer Gesamtheit, die in dem Rechenschritt berechnet wird, dargestellt. In dem Bestimmungsschritt ST5 gemäß der zweiten Modifikation werden Bereiche, in denen die Mitte einer Breite, die durch den Laserstrahl 31 geschnitten wird, als weiß angezeigt wird, als die Bereiche 202 (siehe FIG. 6), in denen Licht durch das Werkstück 200 übertragen wird, anhand des Bildes erfasst, das in dem Bildaufnahmeschritt ST3 aufgenommen wird, und Bereiche, in denen die Mitte der Breite, die durch den Laserstrahl 31 geschnitten wird, als schwarz angezeigt werden, als die Bereiche 203 (siehe FIG. 6), in denen Licht nicht durch das Werkstück 200 übertragen wird, anhand des Bildes erfasst, das in dem Bildaufnahmeschritt ST3 aufgenommen wird. In dem Bestimmungsschritt ST5 wird, wenn die Bereiche 203, in denen Licht nicht durch das Werkstück 200 übertragen wird, geringer als ein vorbestimmtes Verhältnis in Bezug auf die Länge einer Linie in

ihrer Gesamtheit, die in den Verarbeitungsbereichen 201 berechnet

Q

vorbestimmte Verhältnis beträgt zum Beispiel 90 % oder mehr, vorzugsweise beträgt es 95 % oder mehr.

In dem Bestimmungsschritt ST5 kann das Bild, das von einer Linie in dem Bildaufnahmeschritt ST3 aufgenommen wird, in mehrere Bilder aufgeteilt werden, und das Verhältnis der Länge der Bereiche 203, in denen Licht nicht durch das Werkstück 200 übertragen wird, zu der Länge einer Linie in ihrer Gesamtheit in Jedem der Verarbeitungsbereiche 201 kann berechnet werden. Das aufgenommene Bild kann zum Beispiel in zehn Bilder aufgeteilt werden. In dem Bestimmungsschritt ST5 kann, wenn die Bereiche 203, in denen Licht nicht durch das Werkstück 200 übertragen wird, gleich wie oder mehr als das vorbestimmte Verhältnis in den Verarbeitungsbereichen 201 in einem der aufgeteilten Bilder sind, bestimmt werden, dass das Laserverarbeitungsgerät 1 neu eingestellt werden muss.

[Zweite Ausführungsform]

Ein Verfahren zum Bestimmen, ob ein Ergebnis eines Verarbeitungsprozesses, das durch ein Laserverarbeitungsgerät durchgeführt wird, brauchbar ist oder nicht, gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wird unten unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Gemäß der zweiten Ausführungsform schließt ein Verarbeitungsprozess, der an dem Werkstück 200 durch das Laserverarbeitungsgerät 1 durchgeführt wird, einen Nichtdurchstechprozess, wie etwa einen Einstechprozess, zum Bilden von Nuten in mindestens der Flächenseite des Werkstücks 200 ein. Das Laserverarbeitungsgerät 1, welches das Verfahren zum Bestimmen, ob das Ergebnis des Verarbeitungsprozesses des Laserverarbeitungsgeräts 1 brauchbar ist oder nicht, gemäß der zweiten Ausführungsform ausführt, kann einer ähnlichen Konfiguration wie das Laserverarbeitungsgerät 1 (siehe FIG. 1) sein, welches das Verfahren zum Bestimmen, ob das Ergebnis des Verarbeitungsprozesses des Laserverarbeitungsgeräts 1 brauchbar

ist oder nicht, gemäß der ersten Ausführungsform ausführt. Bei dem

Laserverarbeitungsgerät 1 gemäß der zweiten Ausführungsform ist der Futtertisch 10 jedoch frei von den Lichtemittierenden Körpern 13 und der Halteoberfläche 121, einschließlich des transparenten oder semitransparenten Elements mit der Halteoberfläche 121 (siehe FIG. 2). Anders gesagt, fehlt dem Laserverarbeitungsgerät 1 gemäß der zweiten Ausführungsform die Konfiguration zum Anwenden von Licht auf die Rückseite des Werkstücks 200, das auf dem Futtertisch 10 gehalten wird.

FIG. 9 ist ein Flussdiagramm einer Sequenz des Verfahrens zum Bestimmen, ob das Ergebnis des Verarbeitungsprozesses des Laserverarbeitungsgeräts 1 brauchbar ist oder nicht, gemäß der zweiten Ausführungsform. Das Verfahren zum Bestimmen, ob das Ergebnis des Verarbeitungsprozesses des Laserverarbeitungsgeräts 1 brauchbar ist oder nicht, gemäß der zweiten Ausführungsform schließt einen Laserverarbeitungsschritt STIL, einen Bildaufnahmeschritt ST3, einen Erfassschritt ST4 und einen Bestimmungsschritt ST5 ein.

Der Laserverarbeitungsschritt ST1l ist ein Schritt zum Anwenden des Laserstrahls 31 auf vorbestimmte Verarbeitungsbereiche 201 (siehe FIG. 6) des Werkstücks 200, das auf dem Futtertisch 10 gehalten wird, wodurch ein Nichtdurchstechprozess, wie etwa ein Einstechprozess, an dem Werkstück 200 durchgeführt wird, um das Werkstück 200 dadurch nichtdurchstochen zu lassen. Da der Laserverarbeitungsschritt ST1 gemäß der zweiten Ausführungsform im Grunde ähnlich wie der Laserverarbeitungsschritt ST1 gemäß der ersten Ausführungsform ist, außer dass das Werkstück 200 nicht dadurch durch den Laserstrahl durchgestochen wird, werden Ausführungen zu dem Laserverarbeitungsschritt ST1 gemäß der zweiten Ausführungsform unten weggelassen.

FIG. 10 veranschaulicht schematisch ein Beispiel eines Bildes, das in dem Bildaufnahmeschritt ST3, der in FIG. 9 veranschaulicht ist, aufgenommen wird. Der Bildaufnahmeschritt ST3 gemäß der zweiten Ausführungsform ist nach dem Laserverarbeitungsschritt ST1 ein Schritt zum Aufnehmen von Bildern aller vorbestimmten Verarbeitungsbereiche 201, während sich die Bildaufnahmeeinheit 80 und das Werkstück 200 in Bezug aufeinander bewegen. Insoweit der Bildaufnahmeschritt ST3 gemäß der zweiten Ausführungsform einer dem Bildaufnahmeschritt ST3

gemäß der ersten Ausführungsform ähnlichen Sequenz ist, werden

Ausführungen des Bildaufnahmeschritts ST3 gemäß der zweiten Ausführungsform unten weggelassen. In dem Bildaufnahmeschritt ST3 gemäß der zweiten Ausführungsform kann die Bildaufnahmeeinheit 80 ein Bild des Werkstücks 200 in seiner Gesamtheit in einem Abtastzug wie bei dem Bildaufnahmeschritt ST3 gemäß der ersten Modifikation aufnehmen.

Der Erfassschritt ST4 gemäß der zweiten

Ausführungsform erfasst Bereiche 206, deren Helligkeit gleich wie

oder mehr als ein vorbestimmter Wert ist, unter den Verarbeitungsbereichen 201 in dem Bild, die in dem Bildaufnahmeschritt ST3 aufgenommen werden. Wie in FIG. 10

veranschaulicht ist, schließt jeder der Verarbeitungsbereiche 201 Bereiche 205, deren Helligkeit geringer als der vorbestimmte Wert ist, und Bereiche 206 ein, deren Helligkeit gleich wie oder mehr als der vorbestimmte Wert ist. Die Bereiche 205, deren Helligkeit geringer als der vorbestimmte Wert ist, sind Bereiche, in denen die Tiefe von Nuten, die in dem Nichtdurchstechprozess in dem Laserverarbeitungsschritt ST1 ausgebildet werden, gleich wie oder mehr als ein vorbestimmter Wert sind. Die Bereiche 206, deren Helligkeit gleich wie oder mehr als der vorbestimmte Wert ist, sind Bereiche, in denen die Tiefe von Nuten, die in dem Nichtdurchstechprozess in dem Laserverarbeitungsschritt ST1 ausgebildet werden, geringer als der vorbestimmte Wert sind. In dem Erfassschritt ST4 kann das aufgenommene Bild wie bei der ersten Ausführungsform in ein monochromatisches Bild umgewandelt werden. In dem Erfassschritt ST4 können insbesondere die Bereiche 205, deren Helligkeit geringer als der vorbestimmte Wert sind, durch schwarze Bereiche ersetzt werden, und die Bereiche 206, deren Helligkeit gleich wie oder mehr als der vorbestimmte Wert sind, können durch weiße Bereiche ersetzt werden, indem der vorbestimmte Helligkeitswert als ein Schwellenwert verwendet wird. Der vorbestimmte Helligkeitswert dient als ein Schwellenwert, der abhängig von der Helligkeit und der Beleuchtungsrichtung, dem Werkstoff des Werkstücks 200, der Art des Verarbeitungsprozesses

usw. voreingestellt wird.

Der Bestimmungsschritt ST5 gemäß der zweiten Ausführungsform ist ein Schritt zum Bestimmen, ob das Laserverarbeitungsgerät 1 gut oder schlecht ist, d.h. es

brauchbar ist oder nicht, auf der Basis des anhand des

Erfassschrittes ST4 erfassten Ergebnisses. Insbesondere in dem

Bestimmungsschritt ST5 wird, wenn die Bereiche 206, deren Helligkeit gleich wie oder mehr als der vorbestimmte Wert ist, gleich wie oder mehr als eine vorbestimmte Menge sind, bestimmt, dass das Laserverarbeitungsgerät 1 neu eingestellt werden muss. In dem Bestimmungsschritt ST5 wird, wenn die Bereiche 206, deren Helligkeit gleich wie oder mehr als der vorbestimmte Wert ist, geringer als die vorbestimmte Menge sind, bestimmt, dass das Laserverarbeitungsgerät 1 nicht neu eingestellt werden muss. Wenn die Bereiche 206, deren Helligkeit gleich wie oder mehr als der vorbestimmte Wert ist, was angibt, dass die Tiefe von Nuten, die bei dem Nichtdurchstechprozess ausgebildet werden, gleich wie oder geringer als der vorbestimmte Wert ist, gleich wie oder mehr als die vorbestimmte Menge ist, bedeutet das, dass das Ergebnis des Verarbeitungsprozesses, der durch das Laserverarbeitungsgerät 1 durchgeführt wird, das erforderliche Kriterium nicht erfüllt. Anders gesagt, müssen verschiedene Einstellungen des Laserverarbeitungsgeräts 1, wie etwa die Ausgabeleistung des Laserstrahls 31, der Punktdurchmesser des Laserstrahls 31, das Layout von verschiedenen optischen Elementen der Laserstrahlanwendeeinheit 30 und die jeweiligen Abstände zwischen den optischen Elementen, neu eingestellt werden.

Das Verfahren zum Bestimmen, ob das Ergebnis des Verarbeitungsprozesses des Laserverarbeitungsgeräts 1 brauchbar ist oder nicht, gemäß der zweiten Ausführungsform kann ferner den Außenumfangskantenerfassschritt und den Rechenschritt gemäß der zweiten Modifikation einschließen. In diesem Fall wird das Kriterium, durch das in dem Bestimmungsschritt ST5 zu bestimmen ist, ob das Laserverarbeitungsgerät 1 gut oder schlecht ist, durch ein Verhältnis einer Länge der Bereiche 206, deren Helligkeit, die in dem Erfassschritt ST4 erfasst wird, gleich wie oder mehr als der vorbestimmte Wert ist, zu einer Länge einer Linie in ihrer Gesamtheit, die in dem Rechenschritt berechnet wird, dargestellt. In dem Bestimmungsschritt ST5 wird, wenn die Bereiche 206, deren Helligkeit gleich wie oder mehr als, geringer als ein vorbestimmtes Verhältnis in Bezug auf die Länge einer Linie in ihrer Gesamtheit, die in den Verarbeitungsbereichen 201 berechnet wird, zum Beispiel bestimmt, dass das Laserverarbeitungsgerät 1 nicht neu eingestellt werden muss. In dem Bestimmungsschritt ST5 wird, wenn die Bereiche 206, deren Helligkeit gleich wie oder mehr als der

vorbestimmte Wert sind, gleich wie oder mehr als das vorbestimmte

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Bestimmen, ob das Ergebnis des Verarbeitungsprozesses, der durch das Laserverarbeitungsgerät 1 durchgeführt wird, brauchbar ist oder nicht, gemäß der zweiten Ausführungsform die Bereiche 205, deren Helligkeit geringer als der vorbestimmte Wert ist, und Bereiche 206, deren Helligkeit gleich wie oder mehr als der vorbestimmte Wert ist, nachdem das Laserverarbeitungsgerät 1 das Werkstück 200 mit dem Laserstrahl 31 verarbeitet hat. Zum Beispiel werden die Bereiche 205, deren Helligkeit geringer als der vorbestimmte Wert ist, als die Bereiche betrachtet, in denen die Tiefe von ausgebildeten Nuten gleich wie oder mehr als ein vorbestimmter Wert ist, und die Bereiche 206, deren Helligkeit gleich wie oder mehr als der vorbestimmte Wert ist, werden als die Bereiche betrachtet, in denen die Tiefe von ausgebildeten Nuten gleich wie oder geringer als der vorbestimmte Wert ist. Durch Bestimmen, ob die Bereiche 206, deren Helligkeit gleich wie oder mehr als der vorbestimmte Wert ist, geringer als oder gleich wie oder mehr als die vorbestimmte Menge sind, ist es möglich, bei dem Laserverarbeitungsgerät 1 mengenmäßig zu bestimmen, ob das Ergebnis des Durchstechprozesses, der durch das Laserverarbeitungsgerät 1 durchgeführt wird, brauchbar ist oder nicht. Daher können Messfehler, ein undefiniertes Kriterium zum Bewerten des verarbeiteten Werkstücks, und andere Faktoren, die anders durch den Betreiber eingebracht werden könnten, beseitigt werden, wodurch verhindert wird, dass die Ergebnisse von Verarbeitungsprozessen, die durch das Laserverarbeitungsgerät 1 durchgeführt werden, schwanken. Da die Ergebnisse von Verarbeitungsprozessen automatisch bei dem Laserverarbeitungsgerät 1 erfasst und bestimmt werden können, ist das Verfahren gemäß der Erfindung auch insofern vorteilhaft, dass die Anzahl an Arbeitsstunden, die durch den Betreiber erfordert werden, um die verarbeiteten Werkstücke 200 visuell zu überprüfen, reduziert werden können.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Ausführungen der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen beschränkt. Der Schutzumfang der Erfindung ist durch die beigefügten Ansprüche

definiert und alle Änderungen und Modifikationen, die dem

Erfindung zu beinhalten.

Claims

1. Verfahren zum Bestimmen, ob ein Ergebnis eines Verarbeitungsprozesses eines Laserverarbeitungsgeräts brauchbar ist oder nicht, wobei das Laserverarbeitungsgerät Folgendes einschließt:

einen Futtertisch, einschließlich eines transparenten oder semitransparenten Halteelements mit einer Halteoberfläche zum Halten einer Oberfläche eines Werkstücks in seiner Gesamtheit und lichtemittierenden Körpern, die seitlich von einer Oberfläche des Halteelements von der Halteoberfläche entfernt angeordnet sind,

eine Laserstrahlanwendeeinheit zum Anwenden eines Laserstrahls mit einer Wellenlänge, die von dem Werkstück, das auf dem Futtertisch gehalten wird, absorbierbar ist, auf das Werkstück,

eine Bewegeeinheit zum Bewegen des Futtertisches und der Laserstrahlanwendeeinheit in Bezug aufeinander, und

eine Bildaufnahmeeinheit zum Aufnehmen eines Bildes des Werkstücks, das auf dem Futtertisch gehalten wird,

wobei das Verfahren aufweist:

einen Laserverarbeitungsschritt zum Anwenden eines Laserstrahls auf vorbestimmte Verarbeitungsbereiche des Werkstücks, das auf dem Futtertisch gehalten wird, wodurch ein Durchstechprozess an dem Werkstück durchgeführt wird;

einen Energieversorgungsschritt für lichtemittierende Körper zum Versorgen der lichtemittierenden Körper mit Energie, während das Werkstück auf dem Futtertisch gehalten wird;

nach dem Laserverarbeitungsschritt und dem Energieversorgungsschritt für Lichtemittierende Körper einen Bildaufnahmeschritt zum Aufnehmen von Bildern aller Verarbeitungsbereiche, während sich die Bildaufnahmeeinheit und das Werkstück in Bezug aufeinander bewegen;

einen Erfassschritt zum Erfassen von Bereichen, in denen Licht nicht durch das Werkstück übertragen wird, unter den Verarbeitungsbereichen in dem Bild, die in dem Bildaufnahmeschritt aufgenommen werden; und

nach dem Erfassschritt einen Bestimmungsschritt zum Bestimmen, dass das Laserverarbeitungsgerät nicht neu eingestellt werden muss, wenn die Bereiche, in denen Licht nicht durch das Werkstück übertragen wird, geringer als eine vorbestimmte Menge

sind, und dass das Laserverarbeitungsgerät neu eingestellt werden

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2. Verfahren zum Bestimmen, ob das Ergebnis des Verarbeitungsprozesses des Laserverarbeitungsgeräts brauchbar ist oder nicht, nach Anspruch 1, ferner aufweisend:

einen Außenumfangskantenerfassschritt zum Erfassen einer Außenumfangskante des Werkstücks durch Aufnehmen eines Bildes des Werkstücks mit der Bildaufnahmeeinheit; und

einen Rechenschritt zum Berechnen einer Länge einer Linie in ihrer Gesamtheit in den Verarbeitungsbereichen auf einer Basis eines Ergebnisses des Außenumfangskantenerfassschrittes,

wobei ein Kriterium, durch das zu bestimmen ist, ob das Laserverarbeitungsgerät in dem Bestimmungsschritt neu eingestellt werden muss oder nicht, ein Verhältnis einer Länge der Bereiche, in denen Licht nicht durch das Werkstück übertragen wird, wie in dem Erfassschritt erfasst wird, zu der Länge einer Linie in ihrer Gesamtheit, die in dem Rechenschritt berechnet wird, einschließt.

3. Verfahren zum Bestimmen, ob ein Ergebnis eines Verarbeitungsprozesses eines Laserverarbeitungsgeräts brauchbar ist oder nicht, wobei das Laserverarbeitungsgerät Folgendes einschließt:

einen Futtertisch zum Halten eines Werkstücks darauf,

wobei das Verfahren aufweist:

einen Laserverarbeitungsschritt zum Anwenden eines Laserstrahls auf vorbestimmte Verarbeitungsbereiche des Werkstücks, das auf dem Futtertisch gehalten wird, wodurch ein Nichtdurchstechprozess an dem Werkstück durchgeführt wird, um das Werkstück dadurch nichtdurchstochen zu lassen;

nach dem Laserverarbeitungsschritt ein

Bildaufnahmeschritt zum Aufnehmen von Bildern aller

einen Erfassschritt zum Erfassen von Bereichen, deren Helligkeit gleich wie oder mehr als ein vorbestimmter Wert ist, unter den Verarbeitungsbereichen in dem Bild, das in dem Bildaufnahmeschritt aufgenommen wird; und

nach dem Erfassschritt ein Bestimmungsschritt zum Bestimmen, dass das Laserverarbeitungsgerät nicht neu eingestellt werden muss, wenn die Bereiche, deren Helligkeit gleich wie oder mehr als der vorbestimmte Wert ist, geringer als eine vorbestimmte Menge sind, und dass das Laserverarbeitungsgerät neu eingestellt werden muss, wenn die Bereiche, deren Helligkeit gleich wie oder mehr als der vorbestimmte Wert ist, gleich wie oder mehr als die vorbestimmte Menge sind.

4. Verfahren zum Bestimmen, ob das Ergebnis des Verarbeitungsprozesses des Laserverarbeitungsgeräts brauchbar ist oder nicht, nach Anspruch 3, ferner aufweisend:

wobei ein Kriterium, durch das zu bestimmen ist, ob das Laserverarbeitungsgerät in dem Bestimmungsschritt neu eingestellt werden muss oder nicht, ein Verhältnis einer Länge der Bereiche, deren Helligkeit gleich wie oder mehr als der vorbestimmte Wert ist, wie in dem Erfassschritt erfasst wird, zu der Länge einer Linie in ihrer Gesamtheit, die in dem Rechenschritt berechnet wird, einschließt.

5. Verfahren zum Bestimmen, ob das Ergebnis des Verarbeitungsprozesses des Laserverarbeitungsgeräts brauchbar ist oder nicht, nach Anspruch 1,

wobei die Bildaufnahmeeinheit eine Linienabtastkamera einschließt, und

der Bildaufnahmeschritt den Schritt zum Aufnehmen eines Bildes des Werkstücks in seiner Gesamtheit in einem Abtastzug

einschließt.