DE19580444C2

DE19580444C2 - Laserbearbeitungsvorrichtung, Laserbearbeitungsverfahren und Hemmsteg-Bearbeitungsverfahren

Info

Publication number: DE19580444C2
Application number: DE19580444T
Authority: DE
Inventors: Yoshiaki Shimomura; Naoki Miyanagi; Nobuhiko Tada; Yoshinari Nagano; Shinya Okumura; Shigeyuki Sakurai
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1994-04-20
Filing date: 1995-04-06
Publication date: 1998-04-16
Anticipated expiration: 2015-04-07
Also published as: DE19580444T1; KR0177005B1; US5763853A; KR960703361A; WO1995029035A1

Description

TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Laserbe arbeitungsvorrichtung und auf ein Laserbearbeitungsver fahren, mit denen ein Werkstück an gewünschten Bearbei tungspositionen mit hoher Geschwindigkeit bearbeitet werden kann, sowie auf ein Hemmsteg-Bearbeitungsverfah ren, das die Laserbearbeitungsvorrichtung verwendet.

TECHNISCHER HINTERGRUND

Impulsartige Laserstrahlen werden als Bearbeitungsverfah ren verwendet, um Schneide-, Bohr- und Schweißvorgänge und dergleichen in Fertigungsprozessen auszuführen, die sich auf viele verschiedene Gebiete erstrecken und z. B. mechanische, elektronische und Halbleitervorrichtungen umfassen. Im folgenden werden kurz Anordnungen einer herkömmlichen Laserbearbeitungsvorrichtung beschrieben.

Eine herkömmliche Laserbearbeitungsvorrichtung enthält einen Laseroszillator mit einem Laserresonator, einer Laser- Leistungsversorgung usw., ein Bearbeitungs-Lichtabbil dungssystem, einen XY-Tisch, auf dem ein Werkstück ange bracht werden kann und der in einer horizontalen Ebene (XY-Ebene) beweglich ist, eine Steuereinrichtung zum Steuern der Bewegung des XY-Tisches und der Oszillation des Laseroszillators auf automatische oder manuelle Weise usw.

In der Laser-Leistungsversorgung wird ein zugeführter Wechselstrom in Übereinstimmung mit einem von der Steuer einrichtung vorgegebenen Spannungswert in einen Gleichstrom umgesetzt und einem Kondensator zugeführt. Die im Konden sator angesammelten elektrischen Ladungen werden an schließend in Übereinstimmung mit dem vorgegebenen Ein/Aus-Zeitverlauf (Impulsbreite und Impulsfrequenz) an eine Anregungslampe des Laserkopfs entladen. Aufgrund der Entladung wird vom Laserresonator ein impulsartig oszillieren der Laserstrahl ausgesendet.

Der Laserresonator enthält eine Strahlverschlußblende, die geöffnet und geschlossen wird, um den impulsartigen Laserstrahl ein- und auszuschalten, um dadurch die Be strahlung des Werkstücks mit dem Laserstrahl zu steuern. Insbesondere wird, wenn das Werkstück bearbeitet werden soll, die Strahlverschlußblende geöffnet, während sie dann, wenn das Werkstück nicht bearbeitet werden soll, geschlossen ist. Die Zeit, während der die Strahlver schlußblende betätigt wird, um sie zu öffnen oder zu schließen, liegt in der Größenordnung von 100 bis 300 ms.

Nun wird der Fall angenommen, in dem z. B. Hemmstege eines IC-Gehäuses unter Verwendung der oben beschriebenen Laserbearbeitungsvorrichtung entfernt (abgeschnitten) werden. Hemmstege sind so angeordnet, daß sie die Pins (Anschlußleitungen) eines Verdrahtungsrahmens für die Verwendung mit einem IC-Gehäuse miteinander verbinden, und dienen nicht nur dazu, ein für die vollständige Versiegelung des IC-Gehäuses mittels Harzgusses verwende tes Harz zu hemmen, sondern auch dazu, die Pins des Verdrahtungsrahmens zu verstärken. Die Hemmstege werden nach der vollständigen Harzguß-Versiegelung des IC-Gehäu ses entfernt. Die Bearbeitungsschritte der Entfernung der Hemmstege unter Verwendung des impulsartigen Laserstrahls wird im folgenden in Verbindung mit dem Fall beschrieben, in dem der Hemmsteg in irgendeinem Punkt entfernt (abgeschnitten) worden ist und nun in einem nächsten Punkt ein weiterer Hemmsteg entfernt wird.

(1) Der Laserstrahl wird durch den XY-Tisch zur nächsten Bestrahlungsposition auf dem Werkstück bewegt.
(2) Der XY-Tisch wird am obigen Punkt (1) angehalten und hier positioniert.
(3) Die Strahlverschlußblende wird geöffnet.
(4) Der Laserstrahl wird ausgesandt, um den Hemmsteg im obigen Punkt (1) zu entfernen.
(5) Die Strahlverschlußblende wird geschlossen.

Durch Wiederholen der obigen Bearbeitungsschritte von (1) bis (5) werden die Hemmstege an den vier Seiten des IC- Gehäuses nacheinander entfernt. Hierbei sind die Opera tion des Bewegens und des Anhaltens des XY-Tisches und die Operation des Öffnens und Schließens der Strahlver schlußblende durch Programme implementiert, die in der Steuereinrichtung im voraus gespeichert worden sind. Außerdem wird in den obigen Schritten der Laserresonator entweder ständig oder synchron mit dem Öffnen der Strahlverschlußblende zum Erzeugen von Impulsen angeregt.

Weiterhin ist der Stand der Technik, der sich auf eine Laserbearbeitungsvorrichtung oder ein Laserbearbeitungs verfahren bezieht, die für den obigen Fall des Entfernens von Hemmstegen geeignet sind, z. B. in JP-A-56-9090 oder in JP-A-4-41092 beschrieben. In dem in der erstgenannten JP-A-56-9090 beschriebenen Verfahren wird ein Laserstrahl gleichmäßig auf ein Werkstück gestrahlt, indem der Laser strahl entsprechend der Veränderung der Bearbeitungsge schwindigkeit (d. h. der Bewegungsgeschwindigkeit eines XY-Tisches) zu Oszillationen angeregt wird. In der in der letztgenannten JP-A-4-41092 beschriebenen Vorrichtung wird der Ein/Aus-Zeitverlauf und der Bestrahlungs-Zeit verlauf eines Laserstrahls entsprechend den Ergebnissen des Vergleichs von Informationen über mehrere im voraus gespeicherte Bearbeitungspositionen mit den Bewegungsbe trägen eines XY-Tisches gesteuert.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Da Hemmstege von gewöhnlichen IC-Gehäusen so bemessen sind, daß sie eine Breite von ungefähr 0,1 bis 0,3 mm und eine Dicke von ungefähr 0,15 mm besitzen, kann jeder Hemmsteg durch einen Impuls eines Laserstrahls ausrei chend entfernt werden. Daher entspricht die für die tatsächliche Bearbeitung erforderliche Zeit der Zeit der Impulsbreite des Laserstrahls und liegt daher in der Größenordnung von 0,1 bis 1 ms. Bei dem Bearbeitungsver fahren gemäß den obigen Schritten (1) bis (5) wird jedoch ein Zeitintervall von ungefähr 1 s verbraucht, um einen Hemmsteg zu entfernen, weil die zum Öffnen und Schließen der Strahlverschlußblende erforderliche Zeit im Bereich von 200 bis 600 ms liegt, wobei die für die Bewegung des Tisches erforderliche Zeit hinzukommt. Das bedeutet, daß die Verarbeitungszeit im Hinblick auf die Anzahl der abzuschneidenden Hemmstege und die Anzahl von herzustel lenden IC-Gehäusen zu lang ist.

Im allgemeinen ist die Schrittweite der Pins von Verdrah tungsrahmen in vielen Fällen gleichmäßig. Wegen der Verformung der Pins aufgrund von Herstellungsfehlern der Verdrahtungsrahmen, aufgrund der Temperaturhysterese, wenn die Versiege lung der IC-Gehäuse durch Harzguß ausgeführt wird, und aufgrund von äußeren Kräften, die während der Handhabung der Verdrahtungsrahmen ausgeübt werden, ist jedoch die Schrittweite der Pins manchmal im Zeitpunkt der Entfer nung der Hemmstege nicht gleichmäßig. Da das an erster Stelle erwähnte Hemmsteg-Entfernungsverfahren so beschaf fen ist, daß in Programme im voraus die Stellen eingetra gen werden, an denen Hemmstege entfernt werden sollen, kann es nicht an den obigen Fall angepaßt werden, in dem die Schrittweite der Pins nicht gleichmäßig ist. Ferner besteht in dem schlimmsten Fall, in dem Herstellungsfeh ler und Verformungen so akkumuliert sind, daß zu große Abmessungsfehler entstehen, die Möglichkeit, daß die übrigzulassenden Pins der Verdrahtungsrahmen beschädigt werden.

Wenn der in der JP-A-56-9090 beschriebene Stand der Technik für die Entfernung der Hemmstege verwendet wird, wird ein Laserstrahl so gesteuert, daß er gleichmäßig auf ein Werkstück gestrahlt wird, so daß der Stand der Tech nik nicht auf den Fall angewandt werden kann, in dem die Schrittweite der Pins nicht gleichmäßig ist und die Matrix der Pins nicht regelmäßig ist, was ein ähnliches Problem wie oben erläutert zur Folge hat. Wenn weiterhin der in der JP-A-4-41092 beschriebene Stand der Technik für die Entfernung der Hemmstege verwendet wird, kann ein Laserstrahl nur so gesteuert werden, daß er einer vorge gebenen Form folgt, die im voraus gespeichert (geschätzt) worden ist, weshalb der Stand der Technik ebenfalls nicht auf den Fall angewendet werden kann, in dem die Matrix der Pins nicht regelmäßig ist, was ein ähnliches Problem wie oben erläutert zur Folge hat.

Unter Berücksichtigung des obigen Problems hat der Anmel der kürzlich eine Impulslaser-Bearbeitungsmaschine und ein Impulslaser-Bearbeitungsverfahren erfunden (JP-A-6-142968, eingereicht am 30. Oktober 1992), wobei die Maschine eine Erfassungseinrichtung für die Erfassung des Vorhandenseins oder Fehlens eines Werkstückmaterials an der Bearbeitungsposition und zum Erzeugen eines entspre chenden Erfassungssignals, eine Rechteckwellensignal- Erzeugungseinrichtung für die Erzeugung eines Rechteck wellensignals auf der Grundlage des Erfassungssignals sowie eine Steuereinrichtung zum Steuern der Erzeugung eines Impulslaserstrahls in der Weise, daß der Impuls laserstrahl mit dem auf dem Rechteckwellensignal basie renden Zeitverlauf ausgesandt wird, enthält. Bei dieser Technik kann das Werkstückmaterial in den gewünschten Bearbeitungspositionen nicht nur in dem Fall, in dem die Bearbeitungspositionen in gleichen Intervallen voneinander beabstandet sind, sondern auch in dem Fall, in dem die Bearbeitungspositionen nicht in gleichen Intervallen voneinander beabstandet sind, mit hoher Geschwindigkeit bearbeitet werden.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß die obige Technik noch immer Raum für weitere Verbesserungen bie tet, weil das bei der Laserbearbeitung ausgesandte Licht in Abhängigkeit vom Vorhandensein oder Fehlen des Werk stückmaterials fehlerhaft als das reflektierte oder durchgelassene Erfassungslicht erfaßt werden kann.

Genauer, wenn ein Laserstrahl auf ein Werkstück gestrahlt wird, um dieses zu bearbeiten, wird von den Bearbeitungs positionen jedesmal Licht ausgesandt, wenn die Laserbearbeitung an dem Werkstück ausgeführt wird. Das ausgesandte Licht kann einer Plasma- und einer Oxidationsreaktion zugeschrieben werden und wird künstliches Echo genannt. Daher besteht das von der Erfassungseinrichtung erfaßte Licht aus zwei Arten von Licht; d. h. dem reflektierten Licht oder dem durchgelassenen Licht des Erfassungslichts, das von dem Werkstück reflektiert oder durch das Werkstück hindurchgegangen ist, und dem bei der Laserbearbeitung ausgesandten Licht (im folgenden einfach als künstliches Echo bezeichnet). Wenn daher die Rechteckwellensignal-Erzeugungseinrichtung ein Rechteckwellensignal auf der Grundlage des Erfassungssignals erzeugt, entsteht kein Problem, wenn der Pegel (die Lichtintensität) des künstlichen Echos kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert ist. Falls jedoch der Pegel des künstlichen Echos über dem vorgegebenen Schwellenwert liegt, enthält der Rechteckwellensignal-Ausgang von der Rechteckwellensignal-Erzeugungseinrichtung auch ein Signal, das den Pegel des künstlichen Echos repräsentiert, so daß das künstliche Echo fehlerhaft als reflektiertes Licht oder als durchgelassenes Licht erfaßt wird, das in Abhängigkeit vom Vorhandensein oder Fehlen des Werkstückmaterials erzeugt wird. Als Antwort auf das auf diese Weise fehlerhaft erfaßte Signal wird der Laserstrahl ebenfalls zu Oszillatoren angeregt. Im Ergebnis tritt der Nachteil auf, daß die Laserbearbeitung an dem Werkstück an einer falschen Position, die von der vorgegebenen Position verschieden ist, ausgeführt wird, wenn das Werkstück bearbeitet werden soll.

Aus der US 3 634 646 sind ein gattungsgemäßes Verfahren und eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Schneiden mittels Laserlicht bekannt. Die Vorrichtung weist einen ersten Laser auf, der der Erfassung bestimmter Gegebenheiten dient sowie einen zweiten Laser, mit dem der eigentliche Arbeitsgang vollzogen werden kann.

Die nachveröffentlichte DE-OS 43 20 408 beschreibt ein Ver fahren zur Prozeßregelung mit gepulster Laserstrahlung. Hier ist jedoch keine eigene Erfassungslichtquelle vorhanden.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Laserbear beitungsvorrichtung und ein Laserbearbeitungsverfahren zu schaffen, mit denen ein Werkstück an den gewünschten Bear beitungspositionen mit hoher Geschwindigkeit nicht nur in dem Fall, in dem die Bearbeitungspositionen voneinander in gleichen Intervallen beabstandet sind, sondern auch in dem Fall, in dem die Bearbeitungspositio nen voneinander nicht in gleichen Intervallen beabstandet sind, bearbeitet werden kann und mit denen das Vorhanden sein oder Fehlen eines Werkstückmaterials genau und zuverlässig erfaßt werden kann, so daß das Werkstück nicht unnötig aufgrund von bei der Laserbearbeitung ausgesandtem Licht einer Laserbearbeitung unterworfen wird.

Es wird eine Laserbearbeitungsvorrichtung geschaffen, die mit einem Laser zum Erzeugen eines impulsartigen Bearbeitungsstrahls versehen ist, einem Bearbeitungs-Lichtabbildungssystem zum Führen des Bearbeitungslaserstrahls an eine Bearbei tungsposition eines Werkstücks sowie einer Trägereinrich tung zum Bewegen des Werkstücks und zum Bestimmen der Bearbeitungsposition des Werkstücks, wobei die Vorrich tung ferner versehen ist mit einer Erfassungslichtquelle zum Erzeugen von Erfassungslicht, um das Vorhandensein oder Fehlen des Werkstücks an der Bearbeitungsposition erfassen, einer Erfassungseinrichtung zum Erfassen von Licht von der Bearbeitungsposition und zum Erzeugen eines Erfassungssignals entsprechend dem erfaßten Licht, einer Bearbeitungslicht-Entfernungseinrichtung, die aus dem Erfassungssignal den Anteil entfernt, der sich aus dem bei der Laserbearbeitung erzeugten Licht ergibt, und ein weiteres Erfassungssignal erzeugt, das sich aus dem reflektierten oder durchgelassenen Licht des Erfassungslichts ergibt, und einer Steuereinrichtung zum Steuern der Erzeugung des Bearbeitungslaserstrahls auf der Grundlage des Erfassungssignals, so daß der Bearbeitungslaserstrahl auf die vorgegebene Bearbeitungs position des Werkstücks einwirkt.

Das Erfassungslicht wird für die Erfas sung des Vorhandenseins oder Fehlens des Werkstück der Bearbeitungsposition von der Erfassungslichtquelle erzeugt, während das Licht von der Bearbeitungsposition durch die Erfassungseinrichtung erfaßt wird, um ein dem erfaßten Licht entsprechendes Erfassungssignal zu erzeu gen. In diesem Zeitpunkt erfaßt die Erfassungseinrichtung zusätzlich zu dem reflektierten Licht oder dem durchge lassenen Licht des Erfassungslichts von der Bearbeitungs position auch das bei der Laserbearbeitung erzeugte Licht. Daher läßt die Bearbeitungslicht-Beseitigungs richtung aus dem Erfassungssignal dasjenige Erfassungs signal weg, das sich aus dem bei der Laserbearbeitung erzeugten Licht ergibt, um nur dasjenige Erfassungssignal zu entnehmen, das sich aus dem reflektierten Licht oder dem durchgelassenen Licht des Erfassungslichts ergibt, wobei das erzeugte Erfassungssignal in die Steuerein richtung eingegeben wird. Die Steuereinrichtung steuert die Oszillation des Bearbeitungslaserstrahls auf der Grundlage lediglich des Erfassungssignals, das sich aus dem reflektierten Licht oder dem durchgelassenen Licht des Erfassungslichts ergibt, so daß der Bearbeitungs laserstrahl zuverlässig auf die gewünschte Bearbeitungspo sition einwirkt, um das Werkstück auf der Grundlage der Information bezüglich der Werkstückoberfläche zu bearbeiten. Daher wird der Bearbeitungslaserstrahl nicht auf der Grundlage des Erfassungssignals, das sich aus dem bei der Laserbearbeitung erzeugten Licht ergibt, erzeugt, so daß verhindert wird, daß er unnötig an falsche Positionen, die von den im voraus festgelegten Bearbeitungspositionen verschieden sind, gerichtet wird. Da ferner der Bearbeitungslaserstrahl an die Position, die um eine bestimmte Strecke von der Position beabstandet ist, in der die Information bezüg lich des Vorhandenseins oder Fehlens des Werkstücks er faßt wird, gerichtet wird, kann das Werkstück in Überein stimmung mit der Information bezüglich des Vorhandenseins oder Fehlens des Werkstücks zuverlässig mit hoher Ge schwindigkeit an den Positionen bearbeitet werden, an denen ein Abschneiden erwünscht ist.

In der obigen Laserbearbeitungsvorrichtung enthält Bearbeitungslicht-Entfernungseinrichtung vorzugsweise eine Torsignal-Erzeugungseinrichtung, die gleichzeitig mit der Erzeugung des Bearbeitungslaserstrahls ein Torsignal mit einer vorgegebenen Torbreite erzeugt, sowie eine Toreinrichtung, die die Eingabe des Erfassungs signals in die Steuereinrichtung erlaubt, wenn das Tor signal ausgeschaltet ist, jedoch eine Eingabe des Erfas sungssignals in die Steuereinrichtung verhindert, wenn das Torsignal eingeschaltet ist. Mit dieser Anordnung kann lediglich das Erfassungssignal, das sich aus dem Erfassungslicht ergibt, entnommen und in die Steuerein richtung eingegeben werden wobei ein impulsartiger Bearbeitungslaserstrahl auf der Grundlage lediglich des Erfassungslichts durch die nachfolgende Signalverarbei tung erzeugt werden kann.

Außerdem enthält die obige Bearbeitungslicht-Beseiti gungseinrichtung vorzugsweise eine Rechteckwellensignal- Erzeugungseinrichtung zum Umsetzen des Erfassungssignals von der Erfassungseinrichtung in einen Binärcode unter Verwendung eines Wertes als Schwellenwert, der höher als ein Pegel des Erfassungssignals ist, das sich aus dem bei der Laserbearbeitung erzeugten Licht ergibt, und zum Eingeben des in einen Binärcode umgesetzten Signals in die Steuereinrichtung. Bei dieser Anordnung wird das Erfassungssignal, das sich aus der Aussendung des künst lichen Echos ergibt, durch die Rechteckwellensignal- Erzeugungseinrichtung weggelassen, während nur das Recht eckwellensignal auf der Grundlage des Erfassungslichts aus der Rechteckwellensignal-Erzeugungseinrichtung ausge geben und in die Steuereinrichtung eingegeben wird. Daher kann ein impulsartiger Bearbeitungslaserstrahl auf der Grundlage lediglich des Erfassungslichts durch die nach folgende Signalverarbeitung erzeugt werden.

Ferner enthält die obige Bearbeitungslicht-Entfernungs einrichtung vorzugsweise eine Signalverarbeitungseinrich tung, die Impulse des Erfassungssignals von der Erfas sungseinrichtung abwechselnd empfängt und die empfangenen Impulse in die Steuereinrichtung eingibt. Das auf dem Erfassungslicht basierende Erfassungssignal und das aus der Aussendung des künstlichen Echos sich ergebende Erfassungssignal werden abwechselnd ausgegeben. Daher es durch abwechselndes Empfangen von Impulsen des Erfas sungssignals von der Erfassungseinrichtung und Eingeben der empfangenen Impulse in die Steuereinrichtung möglich, das aus der Aussendung des künstlichen Echos sich erge bende Signal zu entfernen und einen impulsartigen Bear beitungslaserstrahl lediglich unter Verwendung des Si gnals auf der Grundlage des Erfassungslichts durch die nachfolgende Signalverarbeitung zu erzeu gen.

Bei der in der oben angegebenen JP-A-6-142968 offenbarten Technik ist es wünschens wert, das Vorhandensein oder Fehlen des Materials eines zu bearbeitenden Werkstücks dadurch zu erfassen, daß Beleuchtungslicht von einer Beleuchtungslicht-Erzeugungs einrichtung auf das Werkstück gestrahlt wird und das reflektierte Licht oder das durchgelassene Licht des Beleuchtungslichts von der Werkstückoberfläche durch die optische Erfassungseinrichtung erfaßt wird. Das Beleuch tungslicht bestrahlt das Werkstück in einem bestimmten Bereich, seine Helligkeit ist jedoch im bestrahlten Bereich nicht stets gleichmäßig, sondern schwankt kon stant und enthält ein gewisses Rauschen. Es ist daher oftmals schwierig, das Beleuchtungslicht genau zu erfas sen. Außerdem wird in dem oben offenbarten Stand der Technik Licht von der vorgegebenen Position in einem Bild des Beleuchtungslichts, das auf ein Ziel fokussiert ist, durch einen Photosensor erfaßt, um dadurch das Vorhanden sein oder Fehlen des Werkstückmaterials zu erfassen. Die Verwendung eines Photosensors für die Erfassung des Beleuchtungslichts stellt jedoch hinsichtlich der Größe eines im Ziel gebildeten Fensters eine Grenze dar, wobei das Fenster eine beträchtliche Größe besitzen muß. Folg lich wird der Zustand des Werkstücks auf der Grundlage des Lichts von dem Bereich mit einer entsprechenden beträchtlichen Größe erfaßt, so daß der Anstieg eines Erfassungssignals, das für die Erfassung des Vorhanden seins oder Fehlens des Werkstückmaterials verwendet wird, so langsam wird, daß bei der Erfassung des Vorhandenseins oder Fehlens des Werkstückmaterials mit hoher Auflösung eine Schwierigkeit entsteht. Weiterhin ist die Differenz zwischen Hell- und Dunkelpegel des reflektierten Lichts, das durch den Photosensor in Abhängigkeit vom Vorhanden sein oder Fehlen des Werkstückmaterials in der Umgebung der Bearbeitungsposition erfaßt wird, so klein, daß das auf dem reflektierten Licht basierende Erfassungssignal in Helligkeitsschwankungen des Erfassungslichts, in dem durch die Schaltungen erzeugten elektrischen Rauschen oder dergleichen untergeht. Folglich kann die hochgenaue Erfassung nicht erzielt werden.

Dagegen ist die obige Erfassungslichtquelle eine Erfassungslaserstrahl-Quelle, die einen Erfassungslaserstrahl an eine Erfassungsposi tion in der Nähe der Verarbeitungsposition strahlt. Da folglich ein Laserstrahl, der auf einen sehr kleinen Fleckdurchmesser konzentriert werden kann und einen stabilen Ausgang besitzt, der geringen zeitabhängigen Schwankungen unterliegt, als Erfassungslicht verwendet wird, um das Vorhandensein oder Fehlen des Werkstücks an der Erfassungsposition in der Nähe der Bearbeitungsposi tion zu erfassen, wird der Anstieg (Ansprechverhalten) des Signals bei der Erfassung des Vorhandenseins oder Fehlens des Werkstück so beschleunigt, daß das Vorhanden sein oder Fehlen des Werkstücks zuverlässig und genau mit hoher Auflösung erfaßt werden kann. Da ferner das Erfas sungslicht monochromes Licht sein kann, wird eine chroma tische Aberration der optischen Teile beseitigt, so daß das Erfassungslicht von der Erfassungseinrichtung selbst mit einem einfachen Lichtabbildungssystem zuverlässig erfaßt werden kann. Der Laserstrahl, der als Erfassungslicht verwandt wird, d. h. der Erfassungslaserstrahl, ist vom Bearbeitungslaserstrahl, der für die Laserbearbeitung verwandt wird, verschieden. Falls der Erfassungs laserstrahl z. B. von einem Halbleiterlaser erzeugt wird, kann die Lebensdauer der Erfassungslichtquelle verlängert werden.

In diesem Fall enthält die obige Bearbeitungslicht-Besei tigungseinrichtung vorzugsweise ein optisches Filter, das Licht mit genau oder angenähert derselben Wellenlänge wie der Erfassungslaserstrahl durchläßt. Mit dieser Anordnung kann der zu empfangende Erfassungslaserstrahl wahlweise durch das optische Filter empfangen werden, während anderes Licht ausgeblendet wird, wodurch die Erfassungs genauigkeit weiter verbessert werden kann.

Vorzugsweise enthält die obige Laserbearbeitungsvorrich tung ferner eine Erfassungsposition-Verschiebungseinrich tung für die Änderung der relativen Stelle der Erfas sungsposition des Erfassungslaserstrahls bezüglich der Bestrahlungsposition des Bearbeitungslaserstrahls auf dem Werkstück. Bei dieser Anordnung kann der relative Ort der Erfassungsposition des Erfassungslaserstrahls bezüglich der Bestrahlungsposition des Bearbeitungslaserstrahls optional auf dem Werkstück geändert werden, indem die Erfassungsposition-Verschiebungseinrichtung verwendet wird. Daher kann die Erfassungsposition des Erfassungs laserstrahls optional in Abhängigkeit von der Größe und von der Konfiguration des Werkstücks ohne irgendwelche schwierigen Operationen geändert werden, weshalb es möglich ist, die optimale Erfassungsposition festzulegen.

Als Erfassungsposition-Verschiebungseinrichtung wird vorzugsweise ein reflektierender Spiegel verwendet, der um jede von zwei zueinander senkrechten Achsen in einer reflektierenden Oberfläche neigbar ist und ermöglicht, Licht von der Erfassungsposition in die Erfassungsein richtung einzugeben. Mit dieser Anordnung kann der Ein fallswinkel des Erfassungslaserstrahls auf die Erfas sungsposition verändert werden, weshalb die relative Stelle der Erfassungsposition des Erfassungslaserstrahls bezüglich der Bestrahlungsposition des Bearbeitungslaser strahls optional geändert werden kann. In diesem Fall erfolgt die Änderung des Einfallswinkels des Erfassungs laserstrahls auf die Erfassungsposition bei der Einstel lung des reflektierenden Spiegels durch zweiachsige Steuerung.

Außerdem wird für die obige Erfassungsposition-Verschie bungseinrichtung die Verwendung einer drehbaren Keilrücken- Platteneinrichtung bevorzugt, die zwischen der Erfas sungslaserstrahl-Quelle und dem Werkstück angeordnet ist und eine bezüglich einer ursprünglichen optischen Achse des Erfassungslaserstrahls geneigte Oberfläche besitzt und um die ursprüngliche optische Achse drehbar ist. In diesem Fall pflanzt sich der Erfassungslaserstrahl, der durch die drehbare Keilrücken-Platteneinrichtung gelaufen ist, mit einer Neigung um einen bestimmten Winkel in bezug auf die ursprüngliche optische Achse fort. Dieser bestimmte Winkel hängt von dem Neigungswinkel der Ober fläche der drehbaren Keilrücken-Platteneinrichtung bezüg lich der ursprünglichen optischen Achse ab. Dann kann durch Drehen der drehbaren Keilrücken-Platteneinrichtung um die ursprüngliche optische Achse die Erfassungsposi tion auf dem Werkstück des Erfassungslaserstrahls um einen gewünschten Winkel auf dem Umfang eines Kreises mit einem bestimmten Radius in der Nähe der Bearbeitungsposi tion umlaufen. Die relative Stelle der Erfassungsposition des Erfassungslaserstrahls bezüglich der Bestrahlungspo sition des Bearbeitungslaserstrahls kann auf diese Weise geändert werden. In diesem Fall erfolgt die Änderung des Einfallswinkels des Erfassungslaserstrahls zur Erfas sungsposition bei der Einstellung der drehbaren Keilrücken- Platteneinrichtung durch einachsige Steuerung (in Umfangsrichtung des obigen kreisförmigen Weges).

Ferner wird für die obige Erfassungsposition-Verschie bungseinrichtung vorzugsweise eine Bildrotations-Pris maeinrichtung verwendet, die zwischen der Erfassungs laserstrahl-Quelle und dem Werkstück angeordnet ist und deren Neigungswinkel in bezug auf die ursprüngliche optische Achse des Erfassungslaserstrahls veränderlich ist und die um die ursprüngliche optische Achse drehbar ist. Bei dieser Anordnung pflanzt sich der Erfassungs laserstrahl, der durch die Bildrotations-Prismaeinrich tung gelaufen ist, mit einer Neigung um einen bestimmten Winkel in bezug auf die ursprüngliche optische Achse fort. Dieser bestimmte Winkel hängt vom Neigungswinkel der Oberfläche des Bildrotations-Prismas in bezug auf die optische Achse ab. Dann kann durch Festlegen des Nei gungswinkels der Bildrotations-Prismaeinrichtung und durch anschließendes Drehen der Bildrotations-Prismaein richtung um die ursprüngliche optische Achse unter Beibe haltung des festgelegten Wertes für den Neigungswinkel des Bildrotations-Prismas die Erfassungsposition auf dem Werkstück des Erfassungslaserstrahls um jeden beliebigen Winkel auf dem Umfang eines Kreises mit einem bestimmten Radius in der Nähe der Bearbeitungsposition umlaufen. Weiterhin wird durch Verändern des Neigungswinkels der Bildrotations-Prismaeinrichtung ein Neigungswinkel des Weges des Erfassungslaserstrahls, der durch die Bildrota tions-Prismaeinrichtung gelaufen ist, geändert, so daß der Durchmesser des Kreises, auf dem sich die Erfassungs position des Erfassungslaserstrahls auf dem Werkstück bewegt, in Abhängigkeit von der Konfiguration des Werk stücks verändert werden kann. Im Ergebnis kann der rela tive Ort der Erfassungsposition des Erfassungslaser strahls in bezug auf die Bestrahlungsposition des Verar beitungslaserstrahls auf dem Werkstück geändert werden. In diesem Fall erfolgt die Änderung des Einfallswinkels des Erfassungslaserstrahls auf die Erfassungsposition bei der Einstellung der Bildrotations-Prismaeinrichtung durch einachsige Steuerung (in Umfangsrichtung des obigen kreisförmigen Weges), die unter der Voraussetzung ausge führt wird, daß die andere Achse (die der radialen Rich tung des obigen kreisförmigen Weges entspricht) festge halten wird.

In der obigen Laserbearbeitungsvorrichtung enthält das Bearbeitungs-Lichtabbildungssystem vorzugsweise eine Kon densorlinse zum Konzentrieren des Bearbeitungslaser strahls auf die Bearbeitungsposition, wobei die Konden sorlinse das Erfassungslicht sowohl durchläßt als auch auf das Werkstück leitet. Somit verdoppelt die Kondensor linse zum Konzentrieren des Bearbeitungslaserstrahls die Kondensorlinse zum Einleiten des Erfassungslichts. Im Ergebnis werden die Anordnungen der Vorrichtung verein facht, außerdem wird die Einstellung des Lichtabbildungs systems, das die Kondensorlinse enthält, vereinfacht.

Weiterhin ermöglicht die obige Laserbearbeitungsvorrich tung die Ausführung eines Laserbearbeitungsverfahrens, das die folgenden Schritte enthält: Bewegen eines Werkstücks und Bestimmen einer Bearbeitungsposition des Werkstücks, Richten eines im pulsartigen Bearbeitungslaserstrahls von einem Laser oszillator auf die Bearbeitungsposition und Bearbeiten des Werkstücks, wobei das Erfassungslicht für die Erfas sung des Vorhandenseins oder Fehlens des Werkstücks auf die Bearbeitungsposition gerichtet wird und wobei Licht, das bei der Laserbearbeitung erzeugt wird, aus dem Licht von der Bearbeitungsposition entfernt wird und nur re flektiertes Licht oder durchgelassenes Licht des Erfas sungslichts von der Bearbeitungsposition aus dem Licht von der Bearbeitungsposition entnommen wird und der Bearbeitungslaserstrahl auf die vorgegebene Bearbeitungs position des Werkstücks mit einem Zeitverlauf gerichtet wird, der auf einem Erfassungssignal basiert, das sich aus dem reflektierten Licht oder dem durchgelassenen Licht des Erfassungslichts von der Bearbeitungsposition ergibt.

In dem obigen Laserbearbeitungsverfahren wird vorzugs weise ein Erfassungslaserstrahl als Erfassungslicht ver wendet, wobei der Erfassungslaserstrahl an eine Erfas sungsposition in der Nähe der Bearbeitungsposition ge richtet wird.

Ferner ermöglicht die obige Laserbearbeitungsvorrichtung die Ausführung eines Hemmsteg- Bearbeitungsverfahrens der vorliegenden Erfindung, um Hemmstege eines IC-Gehäuses der Bauart, bei der ein Halbleiterchip auf einem Verdrahtungsrahmen angebracht ist und die Baueinheit durch Harzguß versiegelt wird, abzuschneiden.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild zur Erläuterung einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Diagramm die Anordnungen einer Laserbearbeitungsvor richtung zeigt.

Fig. 2 ist eine schematische Ansicht von Anordnungen eines Arbeitskopfes und eines Erfassungs-Lichtabbildungs systems in Fig. 1.

Fig. 3 ist ein Blockschaltbild, das Anordnungen einer Triggereinheit in Fig. 1 zeigt.

Fig. 4 ist ein Blockschaltbild, das Anordnungen einer Lasersteuereinrichtung und von Peripherieschaltungen hiervon in Fig. 1 zeigt.

Fig. 5 ist ein Zeitablaufdiagramm, das die Beziehung zwischen dem Hemmsteg eines Verdrahtungsrahmens und eines Erfassungssignals von einem Photosensor zeigt.

Fig. 6 ist eine Ansicht, die die Wege zeigt, entlang denen ein Laserstrahl bewegt wird, um die Hemmstege an vier Seiten eines IC-Gehäuses des QFP-Typs abzuschneiden und zu entfernen.

Fig. 7 ist ein Zeitablaufdiagramm zwischen der Ausgabe des Erfassungssignals vom Photosensor bis zur Oszillation eines Bearbeitungslaserstrahls.

Fig. 8 ist ein Blockschaltbild zur Erläuterung einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in der der Pegel des Erfassungssignals (die Intensität des Lichts), das beim Aussenden des künstlichen Echos erzeugt wird, niedriger als der Pegel des Erfassungssignals ist, das auf dem reflektierten Licht des Erfassungslichts basiert.

Fig. 9 ist ein Blockschaltbild zur Erläuterung einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Diagramm Anordnungen einer Triggereinheit in der Laserbearbeitungsvorrichtung zeigt.

Fig. 10 ist ein Blockschaltbild zur Erläuterung einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in der ein Bandpaßfilter mit einem vorgegebenen Durchlaßband in das Erfassungs-Lichtabbildungssystem eingesetzt ist.

Fig. 11 ist ein Zeitablaufdiagramm zur Erläuterung der aus dem Einsetzen des Bandpaßfilters sich ergebenden Wirkung auf den Betrieb.

Fig. 12 ist eine Ansicht zur Erläuterung einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die schema tisch Anordnungen eines Arbeitskopfes und eines Erfas sungs-Lichtabbildungssystems zeigt.

Fig. 13 ist eine Ansicht, die schematisch die Beziehung zwischen dem Neigungswinkel eines Halbspiegels in Fig. 12 und der Erfassungsposition eines Erfassungslaserstrahls zeigt.

Fig. 14 ist eine Ansicht zur Erläuterung einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die eine drehbare Keilrücken-Platteneinrichtung zeigt, die als Erfassungsposition-Verschiebungseinrichtung installiert ist.

Fig. 15A ist eine Ansicht zur Erläuterung einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die ein Bildrotations-Prisma zeigt, das als Erfassungsposition- Verschiebungseinrichtung verwendet wird, und

Fig. 15B ist eine Ansicht, die optische Wege des Erfas sungslaserstrahls zeigt, der sich durch das Bildrotati ons-Prisma in Fig. 15A bewegt.

Nun werden mit Bezug auf die Zeichnungen Ausführungsfor men einer Laserbearbeitungsvorrichtung, eines Laserbear beitungsverfahrens und eines Hemmsteg-Bearbeitungsverfah rens der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Erste Ausführungsform

Mit Bezug auf die Fig. 1 bis 7 wird eine erste Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, daß im folgenden eine Beschreibung hauptsächlich des Prozesses des Entfernens von Hemmstegen eines IC-Gehäuses mit in gleichen Intervallen voneinander beabstandeten Pins gegeben wird.

Wie in Fig. 1 gezeigt, enthält eine Laserbearbeitungsvor richtung dieser Ausführungsform einen Laseroszillator 10, der einen Laserkopf 11 und eine Laser-Leistungsversorgung 13 enthält, einen Arbeitskopf 12, einen XY-Tisch 21 als Trägereinrichtung, auf der ein zu bearbeitender Gegen stand 1 (im folgenden als Werkstück bezeichnet) ange bracht wird und der in einer horizontalen Ebene (XY- Ebene) beweglich ist, einen Z-Tisch 22 für die Bewegung des Laserkopfs 11 und des Arbeitskopfs 12 in vertikaler Richtung (in Z-Achsenrichtung) sowie eine Steuereinheit 25, die eine Hauptsteuereinrichtung 23 und eine Trigger einheit 24 enthält. Die Hauptsteuereinrichtung 23 steuert automatisch den Betrieb des XY-Tisches 21, um ihn in der horizontalen Ebene zu bewegen, den Betrieb des Z-Tisches 22, um ihn in der vertikalen Richtung zu bewegen, und den Betrieb des Laseroszillators 10, damit dieser oszilliert.

Die Laser-Leistungsversorgung 13 enthält eine stabili sierte Leistungsversorgung 130, einen Kondensator 131, einen Schalter 132, eine Wechselspannungs-Leistungsver sorgung 133 und eine Laser-Steuereinrichtung 26. In der Laser-Leistungsversorgung 13 wird ein von der Wechsel spannungs-Leistungsversorgung 133 gelieferter Wechsel strom zunächst zur stabilisierten Leistungsversorgung 130 geliefert, wo der Wechselstrom entsprechend einem von der Laser-Steuereinrichtung 26 vorgegebenen Spannungswert in einen Gleichstrom umgewandelt wird. Der Gleichstrom wird anschließend zum Kondensator 131 geliefert. Die entspre chend dem vorgegebenen Spannungswert zum Kondensator 131 gelieferten elektrischen Ladungen werden zu einer Anre gungslampe 110 geschickt, die im Laserkopf 11 angeordnet ist, wenn der Schalter 132 als Antwort auf ein Triggersi gnal TP₂ (wird später beschrieben) von der Laser-Steuer einrichtung 26 geöffnet und geschlossen wird. Diese Zufuhr der elektrischen Ladungen in Impulsform bewirkt, daß die Anregungslampe 110 Licht aussendet, durch das ein (nicht gezeigtes) Lasermedium angeregt wird, um einen impulsartigen Bearbeitungslaserstrahl abzustrahlen.

Außerdem enthält der in Fig. 1 gezeigte Laserkopf 11 eine Strahlverschlußblende 111. Die Strahlverschlußblende 111 wird geöffnet und geschlossen, um den vom Laseroszillator 10 ausgesandten impulsartigen Bearbeitungslaserstrahl ein- und auszuschalten, um dadurch die Bestrahlung des Werkstücks 1 mit dem impulsartigen Bearbeitungslaser strahl zu steuern. Genauer, wenn das Werkstück 1 bearbei tet werden soll, wird die Strahlverschlußblende 111 geöffnet, während dann, wenn das Werkstück 1 nicht bear beitet werden soll, die Strahlverschlußblende 111 ge schlossen ist. Die Zeit, während der die Strahlverschluß blende geöffnet bzw. geschlossen wird, liegt in der Größenordnung von 100 bis 300 ms. Die Ein/Aus-Steuerung der Strahlverschlußblende 111 erfolgt in der dargestell ten Ausführungsform durch die Laser-Steuereinrichtung 26, sie kann jedoch über die Laser-Steuereinrichtung 26 von der Haupt-Steuereinrichtung 23 ausgeführt werden.

In dem Arbeitskopf 12, der in Fig. 2 gezeigt ist, sind ein Ablenkspiegel 120, dessen Charakteristik eine hohe Reflektivität für die Wellenlänge des Bearbeitungslaser strahls aufweist, sowie eine Kondensorlinse 121 wie in der herkömmlichen Laserbearbeitungsvorrichtung angeord net. Zusätzlich zu den obigen Anordnungen enthält diese Ausführungsform ein Erfassungs-Lichtabbildungssystem 127, das eine Erfassungslichtquelle 122 für die Erzeugung eines Laserstrahls als Erfassungslicht, eine Kollimator linse 123, einen Halbspiegel 124, eine Fokussierungslinse 125 sowie einen Photosensor 126 enthält. Die Erfassungs lichtquelle 122 ist aus einer Laserstrahlquelle wie etwa einer Laserdiode (Halbleiterlaser) gebildet. Das Erfas sungs-Lichtabbildungssystem 127 ist grundlegend zu Anord nungen des Lichtabbildungssystems einer Lichtaufnahmeein heit zum Lesen eines Plattensignals in einem CD-Spieler analog. Der Laserstrahl für die Verwendung als Erfassungs licht ist von dem Laserstrahl für die Verwendung in der Laserbearbeitung verschieden. Übrigens hat die Kon densorlinse 121 in dem Erfassungs-Lichtabbildungssystem 127 eine doppelte Funktion.

Ferner enthält die Triggereinheit 24, die in Fig. 3 gezeigt ist, einen Komparator 241, einen Triggersignal generator 242, eine Torschaltung 245, eine Verzögerungs schaltung 243 und einen Torsignalgenerator 244. Von diesen Komponenten dient der Torsignalgenerator 244 als Torsignal-Erzeugungseinrichtung, während die Torschaltung 245 als Toreinrichtung dient, wobei diese zwei Einrich tungen durch Zusammenwirkung eine Bearbeitungslicht- Entfernungseinrichtung bilden. In der Triggereinheit 24 wird ein Erfassungssignal vom Photosensor 126 zum Kompa rator 241 für die Binärcodierung mit einem bestimmten Schwellenwert V_TH als Bezugswert geliefert, um ein Recht eckwellensignal TP zu erzeugen. Der Triggersignalgenera tor 242 gibt synchron mit der Abstiegsflanke des Recht eckwellensignals TP Triggersignale TP_S, TP_N (später beschrieben) aus, wobei die Triggersignale TP_S, TP_N in die Torschaltung 245 eingegeben werden. Andererseits empfängt der Torsignalgenerator 244 ein Triggersignal TP₂ (später beschrieben) von der Triggerschaltung 262 in der Laser- Steuereinrichtung 26 und gibt ein Torsignal GP (das einen Wert 1 annimmt, wenn es eingeschaltet ist, und einen Wert 0 annimmt, wenn es ausgeschaltet ist) mit einer vorgegebenen Torbreite W_G an die Torschaltung 245 synchron mit der Anstiegsflanke des Triggersignals TP₂ aus. Wenn das Torsignal GP vom Torsignalgenerator 244 ausgeschaltet wird (= Null), gibt die Torschaltung 245 das Triggersignal TP_G synchron der Anstiegsflanke des vom Triggersignalgenerator 242 eingegebenen Triggersignals aus. Wenn das Torsignal GP eingeschaltet wird, (= Eins) gibt die Torschaltung 245 selbst dann kein Signal aus, wenn das Triggersignal vom Triggersignalgenerator 242 in sie eingegeben wird. Dann wird das Triggersignal TP_G in die Verzögerungsschaltung 243 eingegeben, wo ihm eine Verzögerungszeit T_D verliehen wird, die von der Haupt- Steuereinrichtung 23 befohlen wird, wobei das Verzöge rungssignal als TP₁ zur Laser-Steuereinrichtung 26 ausge geben wird.

Wie in Fig. 4 gezeigt, enthält die Laser-Steuereinrich tung 26 eine Eingabe/Ausgabe-Einheit 260, eine Zen traleinheit 261 und eine Triggerschaltung 262. Synchron mit der Anstiegsflanke des Triggersignals TP₁ von der Triggereinheit 24 erzeugt die Triggerschaltung 262 das Triggersignal TP₂ mit einer von der Haupt- Steuereinrich tung 23 in der Zentraleinheit 261 befohlenen Impuls breite, wobei das Triggersignal TP₂ in den Schalter 132 eingegeben wird. Ferner wird der Spannungswert der an den Kondensator 131 gelieferten elektrischen Ladungen über die Eingabe/Ausgabe-Einheit 260 in die Zentraleinheit 261 eingegeben, von der der Spannungswert für die stabili sierte Leistungsversorgung 130 gesteuert wird. Danach wird der Bearbeitungslaserstrahl in Übereinstimmung mit dem oben erläuterten Prozeß zu Oszillationen angeregt. Andererseits wird das Triggersignal TP₂ von der Trigger schaltung 262 auch in den Torsignalgenerator 244 in der Triggereinheit 24 (siehe Fig. 3) eingegeben.

Nun werden wiederum mit Bezug auf Fig. 2 die Funktionen des Arbeitskopfes 12 und des Erfassungs-Lichtabbildungs systems 127 beschrieben. Die Ausbreitungsrichtung eines vom Laserkopf 11 zu Oszillationen angeregten Bearbei tungslaserstrahls 100 wird durch den Ablenkspiegel 120 geändert, anschließend wird der Bearbeitungslaserstrahl 100 durch die Kondensorlinse 121 konzentriert und auf das Werkstück 1 gestrahlt. Außerdem wird das von der Erfas sungslichtquelle 122 ausgesendete Erfassungslicht 200 durch die Kollimatorlinse 123 in paralleles Licht umge wandelt. Das parallele Licht wird vom Halbspiegel 124 reflektiert, verläuft durch den Ablenkspiegel 120 und wird dann durch die Kondensorlinse 121 in einen kleinen Fleck auf dem Werkstück 1 fokussiert. In diesem Zusammen hang wird durch Einstellen des Neigungswinkels des Halb spiegels 124 in dem Erfassungs-Lichtabbildungssystem 127 der kleine Fleck an einer Position fokussiert, die von der Konzentrationsposition des Bearbeitungslaserstrahls 100, der durch den Laserkopf 11 zu Oszillationen angeregt wird, um eine Strecke δ_d beabstandet ist. Anschließend verläuft das von der Oberfläche des Werkstücks 1 reflek tierte Erfassungslicht 200 durch die Kondensorlinse 121, den Ablenkspiegel 120 und den Halbspiegel 124 und wird anschließend durch die Fokussierungslinse 125 auf den Photosensor 126 fokussiert, so daß Information über die Oberfläche des Werkstücks 1 als elektrisches Signal erfaßt wird. Da in dieser Ausführungsform eine Laser strahlquelle als Erfassungslichtquelle 122 verwendet wird, kann ein als Erfassungslicht dienender Laserstrahl durch die Kollimatorlinse 123 und die Kondensorlinse 121 auf einen sehr kleinen Fleck konzentriert werden. Im Ergebnis wird bei der Erfassung von Information (das Vorhandensein oder Fehlen des zu bearbeitenden Materials) über die Oberfläche des Werkstücks 1 der Anstieg (Ant wort) des Erfassungssignals beschleunigt, außerdem kann das reflektierte Licht mit höherer Auflösung erfaßt werden.

In den obigen Anordnungen sind die Kondensorlinse 121 und die Fokussierungslinse 125 miteinander kombiniert, so daß ein Bild des Flecks des Erfassungslichts 200 auf der Oberfläche des Werkstücks 1 an der Position des Photosen sors 126 fokussiert wird. Außerdem wird, wie in Fig. 5 gezeigt ist, die Strecke δ_d (siehe Fig. 2) zwischen dem Fleck und der Konzentrationsposition des Bearbeitungs laserstrahls 100 vom Laserkopf 11 in der Weise bestimmt, daß der Fleck des Erfassungslichts 200 auf einen Ab schnitt des Werkstücks auftrifft, der sich etwas außer halb eines Hemmstegs 2 befindet. Wenn nun angenommen wird, daß der Hemmsteg 2 eine Breite W_DB besitzt, ist die Beziehung δ_d < W_DB/2 zu erfüllen, damit der Bearbeitungs laserstrahl 100 angenähert in die Mitte des Hemmstegs 2 gestrahlt wird. Wenn die obige Beziehung erfüllt ist, kann der Photosensor 126 das Vorhandensein oder Fehlen eines Pins erfassen, d. h. er kann einen Abschnitt 4, in dem der Pin vorhanden ist, (im folgenden auch als Stiftabschnitt bezeichnet) und einen Schlitzabschnitt 3 getrennt erkennen, wobei der Bearbeitungslaserstrahl 100 für die Verwendung in der Laserbearbeitung angenähert in die Mitte des Hemmstegs 2 gestrahlt werden kann. Folglich kann der zu entfernende Hemmsteg 2 auf der Grundlage des Erfassungssignals vom Photosensor 126 abgeschnitten werden, wie später beschrieben wird.

Die Funktionsweise der so beschaffenen Laserbearbeitungs vorrichtung wird beschrieben. Es wird hier angenommen, daß, wie in Fig. 6 gezeigt ist, Hemmstege 2 an vier Seiten eines IC-Gehäuses des QFP-Typs nacheinander, beispielsweise den in Fig. 6 angegebenen Wegen 5a bis 5d folgend, abgeschnitten und entfernt werden. Es wird darauf hingewiesen, daß eine X-Achse und eine Y-Achse wie in Fig. 6 gezeigt definiert sind.

Wenn das Werkstück 1 durch den XY-Tisch 21 zunächst mit konstanter Geschwindigkeit in positiver Richtung der X- Achse bewegt wird, wird das auf einen kleinen Fleck konzentrierte Erfassungslicht 200 relativ zum Werkstück 1 längs des Wegs 5a in Fig. 6 bewegt. Während dieser Bewe gung ändern sich jene vom Erfassungssensor 126 erfaßten Teile des Erfassungssignals, die dem Erfassungslicht 200 von der Erfassungslichtquelle 122 zugeschrieben werden können, zu einem hohen Ausgang, der jedem der Stiftab schnitte 4 entspricht, und zu einem niedrigen Ausgang, der jedem der Schlitzabschnitte 3 entspricht. Falls hierbei die Stiftabschnitte 4 und die Schlitzabschnitte 3 des Werkstücks 1 mit der gleichen Schrittweite aufgereiht sind, nimmt das Erfassungssignal, das sich aus dem Photo sensor 126 ergibt, wenn der XY-Tisch mit konstanter Ge schwindigkeit bewegt wird, eine Welle mit konstanter Periode an. Falls die Stiftabschnitte 4 und die Schlitz abschnitte 3 des Werkstücks 1 nicht mit der gleichen Schrittweite aufgereiht sind, wird das Erfassungssignal vom Photosensor 126 so erzeugt, daß die Welle sich zeit lich im Verhältnis zur Änderung der Schrittweite ändert. Ferner wird durch Bewegen des Werkstücks 1 in positiver Richtung der Y-Achse, in negativer Richtung der X-Achse und in negativer Richtung der Y-Achse der kleine Fleck des Erfassungslichts 200 längs der Wege 5b, 5c bzw. 5d relativ bewegt, wobei Erfassungssignale mit ähnlicher Wellenform wie oben erwähnt erzeugt werden.

In dieser Ausführungsform werden, wie später beschrieben wird, die Hemmstege 2 durch Richten des Bearbeitungs laserstrahls 100 auf entsprechende Mittelabschnitte der Hemmstege 2 entfernt. Wenn jedoch ein Werkstück durch Richten eines Laserstrahls auf dieses Werkstück bearbei tet wird, tritt eine Lichtemission auf, die künstliches Echo genannt wird und Plasma- und Oxidationsreaktionen von jeder der Bearbeitungspositionen zugeschrieben werden kann. Daher besitzt das vom Photosensor 126 erfaßte Erfassungssignal wie in Fig. 5 gezeigt eine Form, in der die aus dem künstlichen Echo sich ergebende Welle mit der Welle überlagert ist, die sich aus dem reflektierten Licht des Erfassungslichts ergibt, die der abwechselnden Reihenanordnung von Stiftabschnitten 4 und Schlitzab schnitten 3 entspricht. Es wird darauf hingewiesen, daß das bei der Emission des künstlichen Echos erzeugte Erfassungssignal aufgrund der Tatsache, daß die Emissi onszeit des künstlichen Echos sehr kurz ist und im we sentlichen die gleiche wie die Bestrahlungszeit des Laserstrahls ist, in Fig. 5 durch eine durchgezogene Linie dargestellt ist.

Dann wird das Erfassungssignal vom Photosensor 126, in dem die aus dem künstlichen Echo sich ergebende Welle mit der Welle überlagert ist, die sich aus dem reflektierten Licht des Erfassungslichts ergibt, in die Triggereinheit 24 eingegeben, wo das Eingangssignal durch den in dem Zeitablaufdiagramm von Fig. 7 gezeigten Prozeß in einen Binärcode umgesetzt wird. In Fig. 7 sind die Stiftab schnitte 4 und die Schlitzabschnitte 3 ebenfalls so dargestellt, daß sie in Richtung der Zeitbasis abwech selnd liegen, wobei angenommen wird, daß das Werkstück 1 mit konstanter Geschwindigkeit bewegt wird. Alternativ kann das Erfassungssignal vom Photosensor 126 durch einen Verstärker verstärkt werden, bevor es in die Triggerein heit 24 eingegeben wird. Das vom Photosensor 126 in den Komparator 241 der Triggereinheit 24 eingegebene Erfas sungssignal wird mit einem bestimmten Schwellenwert V_TH, der in Fig. 7 als unterbrochene Linie gezeigt ist und als Bezugswert dient, in einen Binärcode umgesetzt, um das Rechteckwellensignal TP zu erzeugen, das anschließend in den Triggersignalgenerator 242 eingegeben wird. Falls in diesem Zeitpunkt der Pegel des Erfassungssignals (die Intensität des Lichts), das bei der Emission des künstli chen Echos erzeugt wird, kleiner als V_TH ist, entsteht kein Problem. Wenn jedoch der Pegel des Erfassungs signals, das bei der Emission des künstlichen Echos erzeugt wird, höher als V_TH ist, wie in Fig. 5 gezeigt ist, gibt der Komparator 241 ebenfalls als Antwort auf die Emission des künstlichen Echos das Rechteckwellensi gnal TP aus. Der Triggersignalgenerator 242 gibt dann die Triggersignale TP_S, TP_N synchron mit der Abstiegsflanke des Rechteckwellensignals TP aus. Hier ergibt sich das Triggersignal TP_s aus dem reflektierten Licht des Erfas sungslichts, während sich das Triggersignal TP_N aus der Emission des künstlichen Echos ergibt. In dieser Ausfüh rungsform enthält die Triggereinheit 24 die Torschaltung 245 und den Torsignalgenerator 244, um das aus der Emis sion des künstlichen Echos sich ergebende Signal (d. h. das Triggersingal TP_N) zu entfernen.

Die Triggersignale TP_S, TP_N werden in die Torschaltung 245 eingegeben. Wie oben erläutert, gibt die Torschaltung 245 dann, wenn das Torsignal GP vom Torsignalgenerator 244 ausgeschaltet ist (= Null), das Triggersignal TP_G synchron mit der Anstiegsflanke des Triggersignals aus, das von dem Triggersignalgenerator 242 eingegeben wird. Wenn das Torsignal GP eingeschaltet ist (= Eins), gibt die Torschaltung 245 selbst dann kein Signal aus, wenn das Triggersignal vom Triggersignalgenerator 242 in sie eingegeben wird. Dann wird das Triggersignal TP_G in die Verzögerungsschaltung 243 eingegeben, wo ihm eine Verzö gerungszeit T_D verliehen wird, die von der Haupt-Steuer einrichtung 23 gesteuert wird, wobei das verzögerte Signal als das Triggersignal TP₁ zur Laser-Steuereinrich tung 26 ausgegeben wird.

Anschließend wird in der Laser-Steuereinrichtung 26 das Triggersignal TP₁ in die Triggerschaltung 262 eingegeben, die ihrerseits das Triggersignal TP₂ synchron mit der Anstiegsflanke des Triggersignals TP₁ ausgibt. Die Im pulsbreite des Triggersignals TP₂ wird wie oben erläutert von der Haupt-Steuereinrichtung 23 über die Zentralein heit 261 gesteuert. Das Triggersignal wird dann in den Schalter 132 eingegeben, um ihn synchron mit der An stiegsflanke des Triggersignals TP₂ einzuschalten, wo raufhin die elektrischen Ladungen vom Kondensator 131 zur Anregungslampe 110 geliefert werden. Danach wird der Schalter 132 synchron mit der Abstiegsflanke des Trigger signals TP₂ ausgeschaltet, um die Lieferung von elektri schen Ladungen an die Anregungslampe 110 anzuhalten. Auf diese Weise wird der impulsartige Bearbeitungslaserstrahl synchron mit dem Triggersignal TP₂ zu Oszillationen angeregt. Es wird darauf hingewiesen, daß das Trigger signal TP₂ und der Bearbeitungslaserstrahl wie in Fig. 7 gezeigt tatsächlich die Form einer Impulswelle einer bestimmten Breite besitzen, sie sind jedoch in der Zeich nung jeweils durch eine durchgezogene Linie dargestellt, weil die Impulsbreite viel kleiner als diejenige der anderen Signale ist.

Ferner wird das Triggersignal TP₂ auch in den Torsignal generator 244 eingegeben, (rückgekoppelt), der seiner seits das Torsignal GP (mit einer vorgegebenen Torbreite W_G) in die Torschaltung 245 synchron mit der Anstiegs flanke des Triggersignals TP₂ eingibt. Mit anderen Wor ten, das Torsignal GP wird gleichzeitig mit der Erzeugung des Triggersignals TP₂ für die Oszillation des Laser strahls ausgegeben. Durch Erzeugen des Torsignals GP unter der obigen Voraussetzung und durch Setzen der Torbreite W_G auf eine geeignete Länge ist es möglich, das Torsignal GP auszuschalten (= Null), wenn das Trigger signal TP_S vom Triggersignalgenerator 242 ausgegeben wird, jedoch das Torsignal GP einzuschalten (= Eins), wenn das Triggersignal TP_N, das sich aus der Emission des künstlichen Echos ergibt, vom Triggersignalgenerator 242 ausgegeben wird. Im Ergebnis wird das Triggersignal TP_N in der Torschaltung 245 nicht berücksichtigt, ferner wird das Triggersignal TP_G synchron mit der Anstiegsflanke lediglich des Triggersignals TP_S von der Torschaltung 245 ausgegeben. Genauer ist für die Torschaltung 245 nur erforderlich, den Prozeß des Invertierens des Trigger signals GP auszuführen und eine logische UND-Verknüpfung zwischen dem invertierten Signal und dem Triggersignal vom Triggersignalgenerator 242 zu bilden. Außerdem muß die Torbreite W_G des Torsignals z. B. die Beziehung W_G <Δt + W_P erfüllen, wenn angenommen wird, daß die gesamte Verzögerungszeit aus einer Verzögerung in der Triggerschaltung 262, einer Verzögerung im Schalter 132 und einer Verzögerung bis zur Laseroszillation durch Δt gegeben ist und die Impulsbreite des Triggersignals TP_S oder TP_N vom Triggersignalgenerator 242 W_P ist.

Wenn die Torschaltung 245 und der Torsignalgenerator 244 nicht in der Triggereinheit 24 enthalten wären, würde nicht nur das Triggersignal TP₁, das vom Triggersignal generator 242 ausgegeben wird, sondern auch das Trigger signal TP_N, das sich aus der Emission des künstlichen Echos ergibt, auf gleiche Weise verarbeitet werden, wodurch ein impulsartiger Laserstrahl auf der Grundlage sowohl des Triggersignals TP_S als auch des Triggersignals TP_N zu Oszillationen angeregt würde. In diesem Fall würde der Laserstrahl nicht nur auf den Mittelabschnitt des betreffenden Hemmstegs 2, sondern auch unnötigerweise an eine Position, die vom Hemmsteg verschieden ist, gerich tet. Folglich würde die gewünschte Laserbearbeitung nicht verwirklicht.

Dagegen wird in dieser Ausführungsform das Triggersignal TP₂ für die Oszillation eines Laserstrahls zum Torsignal generator 244 rückgekoppelt, um das Torsignal GP zu erzeugen, wobei das Triggersignal TP_N, das sich aus der Emission des künstlichen Echos ergibt und das vom Trig gersignalgenerator 242 erzeugt wird, in der Torschaltung unter Verwendung des Torsignals GP entfernt wird. Daher wird nur das aus dem Erfassungslicht sich ergebende Triggersignal TP_S entnommen und der anschließenden Si gnalverarbeitung unterworfen, so daß nur ein impulsarti ger Laserstrahl auf der Grundlage des Triggersignals TP_S zu Oszillationen angeregt wird. Daher wird der Bearbei tungslaserstrahl zuverlässig an jede gewünschte Bearbei tungsposition gerichtet, um das Werkstück 1 auf der Grundlage von Information über die Oberfläche des Werk stücks 1 zu bearbeiten, wobei verhindert wird, daß er unnötig an falsche Positionen, die von den im voraus festgelegten Bearbeitungspositionen verschieden sind, gerichtet wird.

Alternativ kann in Fig. 3 die Torschaltung 245 zwischen dem Komparator 241 und dem Triggersignalgenerator 242 angeordnet sein. In diesem Fall wird das Rechteckwellen signal TP vom Komparator 251 direkt in die Torschaltung 245 für die nachfolgende Verarbeitung eingegeben. Auch in diesem Fall ist die Torbreite W_G des Torsignals länger eingestellt als wenigstens die Zeit vom Beginn der An stiegsflanke des Triggersignals TP₂ bis zum Ende der Emission des künstlichen Echos. Durch eine solche Ein stellung der Torbreite W_G des Torsignals GP wird das aus der Emission des künstlichen Echos sich ergebende Recht eckwellensignal selbst dann, wenn die Dauer dieses aus der Emission des künstlichen Echos sich ergebende Recht eckwellensignal in Abhängigkeit von der Änderung des Schwellenwerts V_TH veränderlich ist, stets durch die Torschaltung 245 entfernt, so daß nur das aus dem Erfas sungslicht sich ergebende Rechteckwellensignal in den Triggersignalgenerator 242 eingegeben wird. Danach wird, wie oben erläutert worden ist, dem Triggersignal vom Triggersignalgenerator 242 die Verzögerungszeit verlie hen, woraufhin es zur Laser-Steuereinrichtung 26 gelie fert wird, die ihrerseits das Triggersignal für die Anre gung des Laserstrahls zu Oszillationen erzeugt.

Nun folgt eine Beschreibung der Verzögerungszeit T_D, die durch die Verzögerungsschaltung 243 verliehen wird. Unter der Annahme, daß die Bewegungsgeschwindigkeit des Werk stücks 1 durch v gegeben ist und die Breite des Schlitz abschnitts 3 des Werkstücks 1 durch W_S gegeben ist, wird die Zeit T₁, die erforderlich ist, um die Bearbeitungspo sition vom Ende des Schlitzabschnitts 3 zu dessen Mitte zu bewegen, gegeben durch:

T₁ = W_S/2v. (1)

Außerdem ist die Zeit T₂ vom Eintritt der Bearbeitungspo sition in den Schlitzabschnitt 3 bis zum Richten eines Laserstrahls auf das Werkstück unter Verwendung der Verzögerungszeit T_D, die durch die Verzögerungsschaltung 243 verliehen wird, und der obenerwähnten Verzögerungs zeit Δt gegeben durch:

T₂ = Δt + T_D. (2)

Da die Bedingung, unter der der Laserstrahl sicher zum Mittelabschnitt des Hemmstegs gerichtet wird, lautet:

T₁ = T₂, (3)

ergibt sich die einzustellende Verzögerungszeit T_D aus den obigen Gleichungen (1) bis (3) folgendermaßen:

T_D = W_S/2v - Δt. (4)

Übrigens werden die Verzögerungszeit Δt, die Bewegungsge schwindigkeit v des Werkstücks 1 und die Breite W_S des Schlitzabschnitts 3 des Verdrahtungsrahmens im voraus in die Haupt-Steuereinrichtung 23 eingegeben.

Im folgenden wird die Bearbeitungsreihenfolge des Ab schneidens von Hemmstegen eines ICs, der z. B. an einer seiner Seiten Hemmstege besitzt, unter Verwendung der obenbeschriebenen Operation beschrieben. Zunächst werden in die Haupt-Steuereinrichtung 23 der an den Hemmstegen vorbei führende Weg, die fokussierte Position eines Flecks des Erfassungslichts (der Einstellwert der Strecke δ_d vom Ende des Hemmstegs 2), die Bewegungsgeschwindigkeit v des XY-Tisches 21, die Breite W_S des Schlitzabschnitts 3 des Werkstücks 1, die Verzögerungszeit Δt sowie die Impuls breite des Triggersignals TP₂ eingegeben. Außerdem wird die Impulsbreite Wp des Triggersignals TP_S oder TP_N, die vom Triggersignalgenerator 242 erzeugt werden, sowie die Torbreite W_G des Torsignals GP, das vom Torsignalgenera tor 244 erzeugt wird, im voraus festgelegt. Anschließend wird durch Bewegen des XY-Tischs 21 mit konstanter Ge schwindigkeit v nach dem Setzen der obigen Daten ein Laserstrahl zu Oszillationen mit einer Periode angeregt, die durch die Schrittweite der Schlitzabschnitte 3 und durch die Bewegungsgeschwindigkeit v des Tischs 21 be stimmt ist, wobei das aus der Emission des künstlichen Echos sich ergebende Signal entfernt wird. Der Bearbei tungslaserstrahl wird entsprechend der Mitte jedes der Schlitzabschnitte 3 orientiert, um nacheinander die Hemmstege 2 abzuschneiden. Daher werden die Hemmstege 2 jeweils während eines Zeitintervalls abgeschnitten, das im Vergleich zur Oszillationsperiode des Laserstrahls kurz ist, wodurch eine zuverlässige und schnelle Laserbe arbeitung erzielt werden kann.

Da in der obenerläuterten Ausführungsform das Trigger signal TP₂ für die Oszillation eines Laserstrahls zum Torsignalgenerator 244 rückgekoppelt wird, um das Tor signal GP synchron mit der Anstiegsflanke des Trigger signals TP₂ zu erzeugen, und das aus der Emission des künstlichen Echos sich ergebende Triggersignal TP_N, das vom Triggersignalgenerator 242 erzeugt wird, in der Torschaltung 245 unter Verwendung des Torsignals GP entfernt wird, wird nur das aus dem Erfassungslicht sich ergebende Triggersignal TP_S entnommen und verwendet, so daß ein impulsartiger Laserstrahl auf der Grundlage lediglich des Triggersignals TP_S, das sich aus dem Erfas sungslicht durch die nachfolgende Signalbearbeitung in der Verzögerungsschaltung 243 und der Laser-Steuerein richtung 26 ergibt, zu Oszillationen angeregt werden kann. Daher wird der Bearbeitungslaserstrahl 100 an jede gewünschte Bearbeitungsposition (die Mitte des Schlitzab schnitts 3, wenn die Pins in gleichen Intervallen vonein ander beabstandet sind) gerichtet, um das Werkstück 1 auf der Grundlage der Information über die Oberfläche des Werkstücks 1 zu bearbeiten, wobei verhindert wird, daß unnötigerweise falsche Positionen, die von den im voraus festgelegten Bearbeitungspositionen verschieden sind, bestrahlt werden. Außerdem können die Hemmstege während eines Zeitintervalls abgeschnitten werden, das im Ver gleich zur Oszillationsperiode des Laserstrahls, die durch die Schrittweite der Schlitzabschnitte 3 und durch die Bewegungsgeschwindigkeit v des XY-Tischs 21 bestimmt ist, kurz ist, mit dem Ergebnis, daß eine zuverlässige und schnelle Laserbearbeitung erzielt werden kann. Da ferner der Bearbeitungslaserstrahl 100 auf die um eine bestimmte Strecke vom Ende des Stiftabschnitts 4 beab standete Position gerichtet wird, kann das Werkstück 1 zuverlässig mit hoher Geschwindigkeit an den gewünschten Positionen bearbeitet werden, um in Übereinstimmung mit der Form des Werkstücks 1 nicht nur in dem Fall, in dem die Pins in gleichen Intervallen voneinander beabstandet sind, sondern auch in dem Fall, in dem die Pins nicht im gleichen Intervallen voneinander beabstandet sind, abge schnitten zu werden.

Weil darüber hinaus eine Laserstrahlquelle als Erfas sungslichtquelle 122 verwendet wird, kann der von der Lichtquelle kommende Erfassungslaserstrahl 200 durch die Kollimatorlinse 123 und die Fokussierungslinse 125 auf einen sehr kleinen Fleck konzentriert werden. Weiterhin besitzt der Erfassungslaserstrahl 200 einen stabilen Ausgang und ist weniger zeitabhängigen Schwankungen unterworfen. Im Ergebnis kann Information (das Vorhanden sein oder Fehlen des zu bearbeitenden Materials) über die Oberfläche des Werkstücks 1 mit höherer Auflösung erfaßt werden, wodurch das Vorhandensein oder Fehlen des Materi als zuverlässig und genau erfaßt werden kann. Da ferner das Erfassungslicht in diesem Fall monochromatisches Licht sein kann, werden chromatische Aberrationen der optischen Teile beseitigt, weshalb das Erfassungslicht 200 selbst mit einem einfachen Lichtabbildungssystem zuverlässig durch die Photosensoren 126 erfaßt werden kann. Falls die Erfassungslichtquelle 122 beispielsweise aus einem Halbleiterlaser gebildet ist, kann die Lebens dauer der Lichtquelle verlängert werden.

Wenn eine derart hohe Auflösung nicht erforderlich ist, um Information (das Vorhandensein oder Fehlen des zu bearbeitenden Materials) über die Oberfläche des Werk stücks 1 zu erfassen, kann die Erfassungslichtquelle 122 anstatt aus einer Laserstrahlquelle aus einem gewöhnli chen Beleuchtungslicht oder dergleichen gebildet sein.

Zweite Ausführungsform

Nun wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf Fig. 8 beschrieben.

Falls der Pegel des Erfassungssignals (die Intensität des Lichts), das bei der Emission des künstlichen Echos erzeugt wird, niedriger als der Pegel des Erfassungs signals ist, das auf dem reflektierten Licht des Erfas sungslichts basiert, kann das Erfassungssignal, das dem künstlichen Echo zugeschrieben werden kann, im Komparator 241 entfernt werden, indem der Schwellenwert des Kompara tors 241 auf eine Wert V_TH1 gesetzt wird, der höher als der Pegel des dem künstlichen Echo zuschreibbaren Erfas sungssignals ist, wie in Fig. 8 gezeigt ist. Somit wird vom Komparator 241 nur das auf dem reflektierten Licht des Erfassungslichts basierende Rechteckwellensignal TP ausgegeben. In diesem Fall können daher die Torschaltung 245 und der Torsignalgenerator 244 weggelassen werden, außerdem muß das Triggersignal TP₂ von der Triggerschal tung 262 nicht zu dieser rückgekoppelt werden.

Im Ergebnis wird nur das auf dem reflektierten Licht des Erfassungslichts basierende Rechteckwellensignal der nachfolgenden Signalbearbeitung unterworfen, so daß der Bearbeitungslaserstrahl 100 an jede gewünschte Bearbei tungsposition gerichtet wird, um das Werkstück auf der Grundlage von Information über die Oberfläche des Werk stücks zu bearbeiten, wobei verhindert wird, daß die Laserbearbeitung unnötigerweise an falschen Positionen, die von den im voraus eingestellten Bearbeitungspositio nen verschieden sind, ausgeführt wird.

Dritte Ausführungsform

Nun wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf Fig. 9 beschrieben.

In dieser Ausführungsform enthält, wie in Fig. 9 gezeigt ist, eine Triggereinheit 24a den Komparator 241 und eine Zentraleinheit (CPU) 242a. Die Anordnungen dieser Ausfüh rungsform mit Ausnahme der Triggereinheit 24a sind die gleichen wie jene der ersten Ausführungsform. Die Recht eckwellensignale TP, die vom Komparator 241 nacheinander eingegeben werden, werden abwechselnd in die Bearbei tungseinheit 242a eingegeben, wobei jedem der eingegebe nen Rechteckwellensignale TP die Verzögerungszeit T_D verliehen wird, die von der Haupt-Steuereinrichtung 23 gesteuert wird, um TP₁ zu erzeugen, das zur Laser-Steuer einrichtung 26 ausgegeben wird. Die verbleibenden Recht eckwellensignale TP, die sich zwischen den abwechselnd eingegebenen Signalen befinden und nicht in die Bearbei tungseinheit 242a eingegeben werden, werden entfernt.

Hier werden das Rechteckwellensignal, das auf dem reflek tierten Licht des Erfassungslichts basiert, und das Rechteckwellensignal, das sich aus der Emission des künstlichen Echos ergibt, abwechselnd ausgegeben, wie oben in Verbindung mit Fig. 5 beschrieben worden ist. Durch Einstellen der Bearbeitungseinheit 242a in der Weise, daß das auf dem reflektierten Licht des Erfas sungslichts basierende Rechteckwellensignal eingegeben wird, kann daher das aus der Emission des künstlichen Echos sich ergebende Rechteckwellensignal weggelassen werden.

In dieser Ausführungsform dient die Zentraleinheit (CPU) 242a sowohl als Steuereinrichtung als auch als Signal wähleinrichtung der Bearbeitungslicht-Entfernungseinrich tung. Alternativ kann die Verarbeitungseinheit 242a unter Verwendung einer Zählerschaltung gebildet sein.

Ferner kann die Verarbeitungseinheit 242a so beschaffen sein, daß nach der Eingabe eines der Rechteckwellensi gnale TP während einer vorgegebenen Zeitperiode ab diesem Zeitpunkt kein weiteres Rechteckwellensignal TP eingege ben wird. Diese Abwandlung ermöglicht die abwechselnde Eingabe von Rechteckwellensignalen TP und die Entfernung von Rechteckwellensignalen, die sich aus der Emission des künstlichen Echos ergeben. In diesem Fall wird die obige vorgegebene Zeitperiode auf einen Wert eingestellt, der im wesentlichen gleich der Torbreite W_G des Torsignals GP ist.

In der oben erläuterten Ausführungsform kann das dem künstlichen Echo zuschreibbare Erfassungssignal entfernt werden, ohne daß eine Torschaltung 245 oder ein Tor signalgenerator 244, wie sie in Fig. 3 gezeigt sind, notwendig sind, weshalb der gleiche Vorteil wie in der ersten Ausführungsform geschaffen werden kann.

Vierte Ausführungsform

Nun wird eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Fig. 10 und 11 beschrieben.

Diese Ausführungsform kann auch auf den Fall angewendet werden, in dem die Intensität des Lichts aufgrund der Emission des künstlichen Echos mit der Intensität des reflektierten Lichts des Erfassungslichts vergleichbar ist oder größer als diese ist.

Wie in Fig. 10 gezeigt, ist ein Bandpaßfilter (optisches Filter) 128 mit einem vorgegebenen Durchlaßband direkt vor dem Photosensor 126 in dem Erfassungs-Lichtabbil dungssystem 127 angeordnet. Das Bandpaßfilter 128 ist so gewählt, daß sein Durchlaßband in einem sehr schmalen Bereich liegt, der die Wellenlänge des Erfassungslaser strahls 200 enthält, der durch die Erfassungslichtquelle 122 zu Oszillationen angeregt wird.

Durch diese Beschränkung des Wellenlängenbandes des den Photosensor 126 erreichenden Lichts kann die Intensität des durch die Emission des künstlichen Echos bedingten Lichts reduziert werden, wie in Fig. 11 gezeigt ist, um dadurch den Pegel des aus der Emission des künstlichen Echos sich ergebenden Erfassungssignals, das vom Photo sensor 126 erfaßt wird, abzusenken.

Bei dieser Ausführungsform kann das dem künstlichen Echo zuschreibbare Erfassungssignal entfernt werden, ohne daß die Torschaltung 245 oder der Torsignalgenerator 244, wie sie in Fig. 3 gezeigt sind, notwendig sind, weshalb der ähnliche Vorteil wie in der zweiten Ausführungsform geschaffen werden kann.

Da außerdem der interessierende Erfassungslaserstrahl 200 durch das Bandpaßfilter 128 wahlweise eingegeben werden kann, ist es möglich, Licht, das vom Erfassungslaser strahl 200 verschieden ist (z. B. störendes äußeres Licht) zu entfernen und die Genauigkeit der Erfassung weiter zu verbessern.

Fünfte Ausführungsform

Nun wird eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Fig. 12 und 13 beschrieben.

Wie in Fig. 12 gezeigt, verwendet eine Laserbearbeitungs vorrichtung dieser Ausführungsform einen Halbspiegel 124a, der von dem Halbspiegel 124 in der ersten Ausfüh rungsform verschieden ist, während die verbleibenden Anordnungen die gleichen wie in der ersten Ausführungs form sind. Auch in den Fig. 12 und 13 sind gleiche Ele mente wie in Fig. 2 mit denselben Bezugszeichen bezeich net.

Der Halbspiegel 124a dient als Erfassungsposition-Ver schiebungseinrichtung, wobei sein Neigungswinkel um jede von zwei Achsen, d. h. einer X₁-Achse und einer Y₁-Achse, die in der Reflexionsebene liegen und zueinander senk recht sind, veränderlich ist, wie in Fig. 3 deutlich gezeigt ist. Durch Verändern des Neigungswinkels des Halbspiegels 124a kann der Einfallswinkel des Erfassungs laserstrahls 200 auf die Bestrahlungsposition, d. h. die Erfassungsposition, am Werkstück 1 optional geändert werden. Eine solche Änderung des Neigungswinkels des Halbspiegels 124a erfolgt als Antwort auf einen Befehl der Haupt-Steuereinrichtung 23 durch Drehen des Halbspie gels 124a um die X₁-Achse und um die Y₁-Achse, die in der Reflexionsebene liegen und zueinander senkrecht sind, d. h. durch eine zweiachsige Steuerung.

Wie bei dem in Fig. 2 gezeigten Lichtabbildungssystem wird das von der Erfassungslichtquelle 122 ausgesendete Erfassungslicht 200 durch die Kollimatorlinse 123 in paralleles Licht umgewandelt. Das parallele Licht wird durch den Halbspiegel 124a reflektiert, verläuft durch den Ablenkspiegel 120 und wird dann durch die Kondensor linse 121 auf einen kleinen Fleck auf dem Werkstück 1 fokussiert. In dieser Ausführungsform kann durch Einstel len des Neigungswinkels des Halbspiegels 124a wie oben erläutert in dem Erfassungs-Lichtabbildungssystem 127 die Fokussierungsposition des Flecks verändert werden, um die Strecke δ_d von der Konzentrationsposition des Bearbei tungslaserstrahls 100 zu ändern.

Beispielsweise wird unter der Voraussetzung, daß die X- Achse des Werkstücks 1 zur X₁-Achse des Halbspiegels 124a parallel ist, wie in Fig. 13 gezeigt ist, die Erfassungs position auf dem Werkstück 1 um δ_Y in Y-Richtung verän dert (oder bewegt) werden, wenn der Halbspiegel 124a um die X₁-Achse um einen kleinen Winkel θ_X1 gedreht wird. Wenn die Brennweite der Kondensorlinse 121 durch F gege ben ist, ist δ_Y gegeben durch:

δ_Y = F . tan(-2 . θ_X1). (5)

Wenn außerdem der Halbspiegel 124a um die Y₁-Achse um einen kleinen Winkel θ_Y1 gedreht wird, wird die Erfas sungsposition auf dem Werkstück 1 um δ_X in X-Richtung verändert (oder bewegt) werden, wobei die sich ergebende Änderung δ_X ähnlich gegeben ist durch:

δ_X = F . tan(-2 . θ_Y1). (6)

Somit kann durch Einstellen der Winkel θ_X1 und θ_Y1 die Strecke auf dem Werkstück 1 optional eingestellt und geändert werden.

Falls ferner der relative Versatz der Bestrahlungsposi tion des Erfassungslaserstrahls 200 in bezug auf die Bestrahlungsposition des Bearbeitungslaserstahls 100 durch δ_rk = (Versatz in X-Richtung, Versatz in Y-Rich tung) gegeben ist, ist der relative Versatz für jeden der Wege 5a bis 5d (siehe Fig. 6) des Flecks entlang den vier Seiten des Verdrahtungsrahmens gegeben durch:

δ_r1 = (0, - δ_d) (7)

δ_r2 = (δ_d, 0) (8)

δ_r3 = (0, δ_d) (9)

δ_r4 = (-δ_d, 0) (10).

Auf der Grundlage dieser Daten wird der Halbspiegel 124a eingestellt. Es wird darauf hingewiesen, daß k der Rei henfolge entspricht, in der die vier Seiten bearbeitet werden (von 5a bis 5d) und irgendeine ganze Zahl von 1 bis 4 ist, d. h. k = 1 bis 4. Außerdem ist δ_d ein Wert, der so festgelegt ist, daß die Beziehung δ_d < W_DB/2 erfüllt wird, wie oben erläutert worden ist, wodurch die Breite W_DB des Hemmstegs 2 berücksichtigt wird.

Das Erfassungssignal vom Photosensor 126 wird der Signal verarbeitung auf die gleiche Weise wie in der ersten Ausführungsform beschrieben unterworfen, wobei der im pulsartige Bearbeitungslaserstrahl 100 entsprechend der Signalverarbeitung zu Oszillationen angeregt wird.

In der obenbeschriebenen Ausführungsform kann durch Verändern des Neigungswinkels des Halbspiegels 124a als Erfassungsposition-Verschiebungseinrichtung die relative Stelle der Bestrahlungsposition (Erfassungsposition) des Erfassungslaserstrahls 200 in bezug auf die Bestrahlungs position des Bearbeitungslaserstrahls 100 auf dem Werk stück 1 optional verändert werden. Wenn daher die Hemm stege 2 beispielsweise an vier Seiten eines IC-Gehäuses abgeschnitten und entfernt werden, kann der Photosensor 126 das Vorhandensein oder Fehlen eines Pins an der Erfassungsposition erfassen, d. h. auf getrennte Weise den Abschnitt, an dem ein Pin vorhanden ist (im folgenden auch als Stiftabschnitt bezeichnet) 4, und den Schlitzab schnitt 3 in Abhängigkeit von der Größe und von der Form des IC-Gehäuses erkennen, indem die obige relative Anord nung durch den Halbspiegel 124a für jede der vier Seiten eingestellt wird. Im Ergebnis kann der zu entfernende Hemmsteg 2 auf der Grundlage des Erfassungssignals vom Photosensor 126 abgeschnitten werden.

Sechste Ausführungsform

Nun wird eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf Fig. 14 beschrieben.

In dieser Ausführungsform wird als Erfassungsposition- Verschiebungseinrichtung anstelle des in der fünften Ausführungsform verwendeten Halbspiegels 124a eine rotie rende Keilrücken-Platteneinrichtung, die schematisch in Fig. 14 gezeigt ist, verwendet. Die übrigen Anordnungen sind die gleichen wie in der fünften Ausführungsform.

Wie in Fig. 14 gezeigt ist, enthält eine rotierende Keilrücken-Platteneinrichtung 300 eine Keilrückenplatte 301, einen Rahmen 302 für die Unterstützung der Keilrücken platte 301, ein Ritzel 303, das am äußeren Umfang des Rahmens 302 befestigt ist, ein weiteres Ritzel 304, das mit dem Ritzel 303 in Eingriff gehalten wird, sowie einen Motor 305, der das Ritzel 304 in Drehrichtung antreibt. Wenn die Drehung des Motors 305 über das Ritzel 304 und das Ritzel 303 übertragen wird, wird der Rahmen 302 und folglich die Keilrücken-Platte 301 um eine ursprüngliche optische Achse R des Erfassungslaserstrahls 200 gedreht, so daß jeder gewünschte Drehwinkel eingestellt werden kann. Wenn die Keilrücken-Platte 301 eingesetzt wird, tritt der Erfassungslaserstrahl 200 aus dieser aus und pflanzt sich mit einer Neigung um einen bestimmten Winkel ϕ₁ in bezug auf die ursprüngliche optische Achse fort. Der Winkel ϕ₁ hängt vom Winkel θ₁ ab, um den eine schräge Fläche der Keilrücken-Platte 301 geneigt ist.

Da in dieser Ausführungsform der Neigungswinkel der schrägen Oberfläche der Keilrücken-Platte 301 konstant den Wert θ₁ besitzt, pflanzt sich der aus der Keilrücken- Platte 301 austretende Erfassungslaserstrahl 200 hiervon mit einer Neigung um einen bestimmten Winkel ϕ₁ in bezug auf die ursprüngliche optische Achse R fort, so daß die Stelle, die von der Bestrahlungsposition des Bearbei tungslaserstrahls 100 um eine bestimmte Strecke δ_d ent fernt ist, erfaßt werden kann. Unter der Annahme, daß die Brennweite der Kondensorlinse 121 durch F gegeben ist und der Brechungsindex der Keilrücken-Platte 301 für den Erfassungslaserstrahl 200 durch n gegeben ist, ist die Beziehung zwischen δ_d und θ₁ gegeben durch:

δ_d= F. (n - 1) . θ₁ (11).

Wenn die Laserbearbeitungsvorrichtung dieser Ausführungs form mit der oben erläuterten rotierenden Keilrücken- Plattenvorrichtung 300 verwendet wird, um die Hemmstege 2 an den vier Seiten eines IC-Gehäuses wie in Fig. 6 ge zeigt abzuschneiden und zu entfernen, ist der relative Versatz δ_rk (k = 1 bis 4) der Bestrahlungsposition des Erfassungslaserstrahls 200 in bezug auf die Bestrahlungs position des Bearbeitungslaserstrahls 100 für jede der vier Seiten auf ähnliche Weise wie in der fünften Ausfüh rungsform gegeben, wobei der Drehwinkel der Keilrücken- Platte 301 auf der Grundlage dieser Daten eingestellt wird. Mit einer solchen Einstellung kann die Erfassungs position durch den Erfassungslaserstrahl 200 geeignet für jede der vier Richtungen, die den vier Seiten entspre chen, verschoben werden.

Genauer werden durch Betätigen des XY-Tischs 21, um die Bearbeitungsposition mit konstanter Geschwindigkeit v in positiver X-Richtung zu bewegen, die Hemmstege 2 an einer der vier Seiten durch den Bearbeitungslaserstrahl 100 auf gleiche Weise wie in irgendeiner der vorangehenden Aus führungsformen auf der Grundlage des aus dem reflektier ten Licht des Erfassungslichts 200 sich ergebenden Erfas sungssignals entfernt. Nachdem dann alle Hemmstege an dieser einen Seite abgeschnitten worden sind, wird die Keilrücken-Platte 301 durch den Motor 305 um die optische Achse R um 90° (im Uhrzeigersinn, wenn die Hemmstege in der in Fig. 6 gezeigten Reihenfolge abgeschnitten werden) gedreht. Danach werden die Hemmstege 2 synchron mit dem aus dem reflektierten Licht des Erfassungslichts 200 sich ergebenden Erfassungssignal auf ähnliche Weise durch Drehen der Keilrücken-Platte 301 um 90° im Uhrzeigersinn in einem entsprechenden Zeitpunkt für jede der verblei benden Seiten abgeschnitten und entfernt. Während dieser Schritte wird der Motor 305 für die Steuerung der Drehung des Keilrückenprismas 301 automatisch in Übereinstimmung mit einem Befehl von der Haupt-Steuereinrichtung 23 z. B. synchron mit der Bewegung des XY-Tischs 21 in Abhängig keit von den zu verfolgenden Wegen gesteuert. In diesem Fall wird der Einfallswinkel des Erfassungslaserstrahls 200 durch die rotierende Keilrücken-Platteneinrichtung 300 durch eine einachsige Steuerung (in Drehrichtung der Keilrückenplatte 301) zur Erfassungsposition geändert.

In dieser Ausführungsform wird, solange der Neigungswin kel θ₁ der schrägen Oberfläche der Keilrücken-Platte 301 konstant ist, der relative Abstand δ_d von der Bestrah lungsposition des Erfassungslaserstrahls 200 zur Bestrah lungsposition des Bearbeitungslaserstrahls 100 nicht geändert und bleibt ebenfalls konstant. Wenn die Hemm stege eines IC-Gehäuses abgeschnitten und entfernt worden sind, können die Hemmstege, da angenommen werden kann, daß sie an den vier Seiten des Gehäuses im wesentlichen die gleiche Form besitzen, auf zufriedenstellende Weise direkt durch Drehen der Keilrücken-Platte 301 im Uhrzei gersinn um 90° für jede der vier Seiten abgeschnitten werden, selbst wenn δ_d konstant ist. Außerdem können beim Abschneiden und Entfernen von Hemmstegen eines weiteren IC-Gehäuses mit derselben Konfiguration diese Hemmstege auf gleiche Weise unter Verwendung derselben Keilrücken- Platte 301 abgeschnitten werden. Im Fall eines IC-Gehäu ses mit anderer Konfiguration ist lediglich erforderlich, die Keilrücken-Platte gegen eine andere auszutauschen, deren schräge Oberfläche einen anderen Neigungswinkel θ₁ besitzt, der der Gehäusekonfiguration entspricht.

Bei der oben erläuterten Ausführungsform kann der gleiche Vorteil wie in der fünften Ausführungsform geschaffen werden. Da ferner die Keilrücken-Platteneinrichtung 300 durch eine einachsige Steuerung gesteuert wird, ist die erforderliche Steuerung einfach.

Siebte Ausführungsform

Nun wird eine siebte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf Fig. 15 beschrieben.

In dieser Ausführungsform wird als Erfassungsposition- Verschiebungseinrichtung anstelle des in der fünften Ausführungsform verwendeten Halbspiegels 124a ein Bildro tationsprisma 351 wie in Fig. 15 gezeigt verwendet. Die übrigen Anordnungen sind die gleichen wie in der fünften Ausführungsform.

Das Bildrotationsprisma 351 ist einem Bildrotierer ähn lich, wie er beispielsweise in der JP-A-64-76720 be schrieben ist, und besitzt eine Form, die durch Anfasen eines spitzen Abschnittes eines dreieckigen Prismas gebildet wird, das in Fig. 15A gezeigt ist. Das Bildrota tionsprisma 351 ist ein optisches Element, durch das dann, wenn es um einen bestimmten Winkel um eine optische Achse gedreht wird, das durch das Element laufende und aus dem Element austretende Licht um einen Winkel gedreht wird, der gleich dem doppelten Drehwinkel des Elements ist. Wie in Fig. 15B gezeigt, ist das Bildrotationsprisma 351 (in einer Richtung, die in der Zeichnung durch θ_X2 angegeben ist) um eine Achse X₂ neigbar, welche zur ursprünglichen optischen Achse des Erfassungslaserstrahls 200 senkrecht ist, und (in einer Richtung, die in der Zeichnung durch θ_Y2 angegeben ist) um eine Achse Y₂ drehbar, welche mit der ursprünglichen optischen Achse des Erfassungslaserstrahls 200 zusammenfällt. Somit ist das Bildrotationsprisma 351 in der Weise angebracht, daß ein Neigungswinkel und ein Drehwinkel auf jeden beliebi gen Wert gesetzt werden können. Hier entspricht ein Neigungswinkel θ₂ des Bildrotationsprismas 351 um die Achse X₂ in < ;B 10811 00070 552 001000280000000200012000285911070000040 0002019580444 00004 10692OL<Fig. 15B einem Neigungswinkel in bezug auf die ursprüngliche Achse des Erfassungslichts 200. Es wird darauf hingewiesen, daß die Anordnungen der Vorrichtungen zum Steuern der Neigung des Bildrotationsprismas 351 um die Achse X₂ und der Drehung des Prismas 352 um die Achse Y₂ um der Einfachheit der Zeichnungen willen nicht ge zeigt sind.

Nachdem der Erfassungslaserstrahl 200 in das Bildrota tionsprisma 351 eingetreten ist, tritt er aus diesem aus und pflanzt sich in einem bestimmten Neigungswinkel ϕ₂ in bezug auf die ursprüngliche optische Achse fort. Der Winkel ϕ₂ ist der gleiche wie der Neigungswinkel des Bildrotationsprismas 351 in bezug auf die ursprüngliche optische Achse des Erfassungslichts 200, d. h. der Nei gungswinkel θ₂ um die Achse X₂. Durch Einstellen des Neigungswinkels θ₂ und durch anschließendes Drehen des Bildrotationsprismas 351 um die Achse Y₂, d. h. die ursprüngliche optische Achse des Erfassungslichts 200 und Halten des Neigungswinkels θ₂ auf dem eingestellten Wert kann die Erfassungsposition auf dem Werkstück 1 des Erfassungslaserstrahls 200 auf dem Umfang eines Kreises mit einem bestimmten Radius in der Nähe der Bearbeitungs position um jeden beliebigen Winkel umlaufen. Der Radius des obigen Kreises entspricht dem obenerwähnten δ_d. Ferner wird durch Verändern des Neigungswinkels θ₂ des Bildrotationsprismas 351 der Neigungswinkel ϕ₂ eines optischen Wegs des Erfassungslaserstrahls 200, der durch das Bildrotationsprisma 351 gegangen ist, ebenfalls geändert, wodurch der Radius des Kreises, auf dem sich die Erfassungsposition auf dem Werkstück 1 bewegt, d. h. die Größe von δ_d verändert werden kann.

Wenn die Laserbearbeitungsvorrichtung dieser Ausführungs form mit dem oben erläuterten Bildrotationsprisma 351 dazu verwendet wird, Hemmstege an vier Seiten eines IC- Gehäuses abzuschneiden und zu entfernen, wird der Dreh winkel des Bildrotationsprismas 351 um die ursprüngliche optische Achse (d. h. die Achse Y₂) des Erfassungslaser strahls 200, der auf das Bildrotationsprisma 351 auf trifft, wie in der fünften Ausführungsform auf der Grund lage des relativen Versatzes (δ_rk) der Bestrahlungsposi tion des Erfassungslaserstrahls 200 in bezug auf die Bestrahlungsposition des Bearbeitungslaserstrahls 100 für jede der vier Seiten eingestellt. Mit einer solchen Einstellung kann die Erfassungsposition des Erfassungs laserstrahls 200 geeignet in jeder der vier Richtungen, die den vier Seiten entsprechen, verschoben werden.

Genauer werden zunächst durch Betätigen des XY-Tischs 21, um die Bearbeitungsposition mit konstanter Geschwindig keit v in positiver X-Richtung zu bewegen, nachdem der Neigungswinkel θ₂ des Bildrotationsprismas 351 auf einen bestimmten Winkel eingestellt worden ist, die Hemmstege 2 auf einer Seite durch den Bearbeitungslaserstrahl 100 auf der Grundlage des aus dem reflektierten Licht des Erfas sungslichts 200 sich ergebenden Erfassungssignals ent fernt. Wenn dann die Hemmstege auf dieser einen Seite vollständig abgeschnitten worden sind, wird das Bildrota tionsprisma 351 um 90° um die Achse Y₂ (im Uhrzeigersinn, wenn die Hemmstege in der in Fig. 6 gezeigten Reihenfolge abgeschnitten werden) gedreht. Bei dieser Gelegenheit wird als allgemeine Regel der Neigungswinkel θ₂ des Bildrotationsprismas 351 konstant auf dem gleichen Wert wie ursprünglich eingestellt gehalten. Danach werden die Hemmstege 2 synchron mit dem aus dem reflektierten Licht des Erfassungslichts 200 sich ergebenden Erfassungssignal auf die gleiche Weise abgeschnitten und entfernt, indem das Bildrotationsprisma 351 für jede der verbleibenden Seiten im Uhrzeigersinn um 90° gedreht wird.

Die Drehung des Bildrotationsprismas 351 wird automatisch in Übereinstimmung mit einem Befehl von der Haupt-Steuer einrichtung 23 z. B. synchron mit der Bewegung des XY- Tischs 21 in Abhängigkeit von den zu verfolgenden Wegen gesteuert. In diesem Fall wird der Einfallswinkel des Erfassungslaserstrahls 200 zur Erfassungsposition durch Drehen der Bildrotations-Prismavorrichtung 351 durch eine einachsige Steuerung (im Drehrichtung θ_Y2 des Bildrota tionsprismas 351) geändert, vorausgesetzt, daß die andere Achse (die der Neigungsrichtung θ_X2 des Bildrota tionsprismas 351 in bezug auf die ursprüngliche optische Achse des in das Prisma 351 eintretenden Erfassungslaser strahls 200 entspricht) festgehalten wird.

In dieser Ausführungsform kann die Größe von δ_d durch Verändern des Neigungswinkels θ₂ des Bildrotationsprismas 351 geändert werden. Wenn daher die Hemmstege eines IC- Gehäuses vollständig abgeschnitten worden sind und danach die Hemmstege eines weiteren IC-Gehäuses mit einer ande ren Konfiguration abgeschnitten werden, um sie zu entfer nen, können der relative Abstand δ_d zwischen der Bestrah lungsposition des Bearbeitungslaserstrahls 100 und der Bestrahlungsposition des Erfassungslaserstrahls 200 direkt durch Ändern des Neigungswinkels θ₂ des Bildrota tionsprismas 351 in Abhängigkeit von der Gehäusekonfigu ration verändert werden. Selbst wenn die Hemmstege eines IC-Gehäuses aus irgendeinem Grund ihre Form unregelmäßig ändern, kann der relative Abstand δ_d zwischen der Be strahlungsposition des Bearbeitungslaserstrahls 100 und der Bestrahlungsposition des Erfassungslaserstrahls 200 entsprechend direkt durch Ändern des Neigungswinkels θ₂ des Bildrotationsprismas 351 verändert werden.

Bei der oben erläuterten Ausführungsform kann der gleiche Vorteil wie in der fünften Ausführungsform geschaffen werden. Da ferner das Bildrotationsprisma 351 durch eine einachsige Steuerung gesteuert wird, vorausgesetzt, daß die andere Achse festgehalten wird, ist die erforderliche Steuerung einfach. Weiterhin kann durch direkte Änderung des Neigungswinkels θ₂ des Bildrotationsprismas 351 in Abhängigkeit von der Konfiguration des Werkstücks der relative Abstand δ_d zwischen der Bestrahlungsposition des Bearbeitungslaserstrahls 100 und der Bestrahlungsposition des Erfassungslaserstrahls 200 verändert werden.

Obwohl jede der obigen sieben Ausführungsformen vom Werkstück 100 reflektiertes Licht des Erfassungslaser strahls 200 verwendet, kann auch das durchgelassene Licht des Erfassungslaserstrahls 200, das durch den Schlitzab schnitt 3 durchgelassen worden ist, verwendet werden.

Ferner ist die vorliegende Erfindung auch auf andere Fälle als das Abschneiden von Hemmstegen von Verdrah tungsrahmen anwendbar, indem eine Antwort des reflektier ten Lichts des Erfassungslaserstrahls 200 in bezug auf die Ungleichmäßigkeit der Werkstückoberfläche oder eine Antwort des durchgelassenen Lichts des Erfassungslaser strahls 200 durch das Werkstück 1 verwendet wird.

Industrielle Anwendbarkeit

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird aus den Erfassungs signalen, die auf den Lichtstrahlen von jeder der Bear beitungspositionen basieren, das Erfassungssignal, das sich aus dem bei der Laserbearbeitung erzeugten Licht ergibt, entfernt und wird nur das aus dem Erfassungslicht sich ergebende Erfassungssignal verwendet. Daher kann die Bearbeitungsposition zuverlässig und genau erfaßt werden, ferner kann der Bearbeitungslaserstrahl sicher auf die gewünschte Bearbeitungsposition gerichtet werden, das Werkstück in Übereinstimmung mit dem Erfassungssignal auf der Grundlage von Informationen über die Oberfläche des Werkstücks zu bearbeiten. Im Ergebnis wird verhindert, daß der Laserstrahl unnötigerweise an falsche Positionen, die von den im voraus eingestellten Bearbeitungspositio nen verschieden sind, gerichtet wird. Außerdem kann das Werkstück an den gewünschten Positionen, an denen das Material des Werkstücks bearbeitet werden soll, mit hoher Geschwindigkeit bearbeitet werden, nicht nur in dem Fall, in dem die Bearbeitungspositionen in gleichen Intervallen voneinander beabstandet sind, sondern auch in dem Fall, in dem die Bearbeitungspositionen nicht in gleichen Abständen voneinander beabstandet sind.

Da ferner das Erfassungslicht als Erfassungslaserstrahl bereitgestellt wird, das in einem sehr kleinen Fleck konzentriert werden kann und das einen stabilen Ausgang besitzt, der nur geringen zeitabhängigen Schwankungen unterliegt, ist eine hohe Auflösung sichergestellt, so daß die Oberflächenbedingung wie etwa das Vorhandensein oder Fehlen des Werkstückmaterials zuverlässig und genau erfaßt werden kann. Da weiterhin das Erfassungslicht monochromatisches Licht sein kann, wird eine chromatische Aberration der optischen Teile beseitigt, weshalb Erfas sungsfehler reduziert werden. Falls ein Halbleiterlaser als Erfassungslichtquelle verwendet wird, kann die Le bensdauer der Lichtquelle verlängert werden.

Da darüber hinaus die relative Anordnung der Erfassungs position des Erfassungslaserstrahls in bezug auf die Bestrahlungsposition des Bearbeitungslaserstrahls auf dem Werkstück unter Verwendung der Erfassungsposition-Ver schiebungseinrichtung geändert wird, kann die Erfassungs position durch den Erfassungslaserstrahl optional in Abhängigkeit von der Größe und der Konfiguration des Werkstücks ohne aufwendige Operation geändert werden, wodurch es möglich ist, die optimale Erfassungsposition einzustellen.

Folglich ist die vorliegende Erfindung beispielsweise zum Abschneiden von Hemmstegen eines IC-Gehäuses der Bauart, bei der ein Halbleiterchip auf einem Verdrahtungsrahmen angebracht ist und die Baueinheit durch Harzguß versie gelt ist, anwendbar.

Claims

1. Laserbearbeitungsvorrichtung, mit einem Laser (10) zum impulsartigen Erzeugen eines Bearbeitungslaserstrahls (100), einem Bearbeitungs-Lichtabbildungssystem (120, 121) zum denken des Bearbeitungslaserstrahls (100) an eine Be arbeitungsposition eines Werkstücks (1) und einer Träger einrichtung (21) zum Bewegen des Werkstücks und zum Bestim men der Bearbeitungsposition des Werkstücks, wobei die Vorrichtung ferner enthält:
eine Erfassungslichtquelle zum Erzeugen von Erfas sungslicht, um das Vorhandensein oder Fehlen des Werkstücks (1) an der Bearbeitungsposition zu erfassen, eine Erfas sungseinrichtung (126) zum Erfassen von Licht von der Be arbeitungsposition und zum Erzeugen eines Erfassungssignals, das dem erfaßten Licht entspricht,
gekennzeichnet durch
eine Bearbeitungslicht-Entfernungseinrichtung zum Entfernen eines Anteils im Erfassungssignal, der sich aus dem bei der Laserbearbeitung erzeugten Licht ergibt, aus dem Erfassungssignal und zum Erzeugen eines weiteren Erfassungs signals (TP), das sich ausschließlich aus dem reflektierten Licht oder dem durchgelassenen Licht des Erfassungslichts ergibt, und eine Steuereinrichtung zum Steuern der Erzeugung des Bearbeitungslaserstrahls (100) auf der Grundlage des weiteren Erfassungssignals (TP), so daß der Bearbeitungs laserstrahl (100) auf die vorgegebene Bearbeitungsposition des Werkstücks (1) einwirkt.

2. Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungslicht-Entfernungseinrichtung eine Torsignal-Erzeugungseinrichtung (244) zum Erzeugen eines Torsignals (GP) mit einer vorgegebenen Torbreite gleich zeitig zur Erzeugung des Bearbeitungslaserstrahls (100) und eine Toreinrichtung (245) enthält, die die Eingabe des Erfassungssignals (TP) in die Steuereinrichtung (243, 262) zuläßt, wenn das Torsignal (GP) ausgeschaltet wird, jedoch die Eingabe des Erfassungssignals (TP) in die Steuereinrichtung (243, 262) verhindert, wenn das Torsi gnal (GP) eingeschaltet ist.

3. Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungslicht-Entfernungseinrichtung eine Rechteckwellensignal-Erzeugungseinrichtung (241) enthält, um das Erfassungssignal (TP) von der Erfassungseinrich tung (126) in einen Binärcode umzusetzen, indem als Schwellenwert (V_TH1) ein Wert verwendet wird, der höher als ein Pegel des Erfassungssignals ist, das sich aus dem bei der Laserbearbeitung erzeugten Licht ergibt, und indem ein in einen Binärcode umgesetztes Signal in die Steuereinrichtung (243, 262) eingegeben wird.

4. Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungslicht-Entfernungseinrichtung eine Signalverarbeitungseinrichtung (242a) zum abwechselnden Empfangen von Impulsen des Erfassungssignals (TP) von der Erfassungseinrichtung (126) und zum Eingeben der empfan genen Impulse in die Steuereinrichtung (243, 262) ent hält.

5. Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungslichtquelle eine Erfassungslaserstrahl- Quelle (122) ist, die einen Erfassungslaserstrahl (200) an eine Erfassungsposition in der Nähe der Bearbeitungs position richtet.

6. Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungslicht-Entfernungseinrichtung einen optischen Filter (128) enthält, der Licht, das genau oder ungefähr die gleiche Wellenlänge wie der Erfassungs laserstrahl (200) besitzt, durchläßt.

7. Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Erfassungsposition-Verschiebungseinrichtung, die den relativen Ort der Erfassungsposition des Erfassungslaserstrahls (200) in bezug auf die Bestrah lungsposition des Bearbeitungslaserstrahls (100) auf dem Werkstück (1) verändert.

8. Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungsposition-Verschiebungseinrichtung einen reflektierenden Spiegel (124a) enthält, der um zwei zu einander senkrechte Achsen, die in einer reflektierenden Oberfläche liegen, neigbar sind und dem Licht von der Erfassungsposition ermöglichen, in die Erfassungseinrich tung (126) einzutreten.

9. Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungsposition-Verschiebungseinrichtung eine rotierende Keilrücken-Platteneinrichtung (300) enthält, die zwischen der Erfassungslaserstrahl-Quelle (122) und dem Werkstück (1) angeordnet ist und eine in bezug auf eine ursprüngliche optische Achse des Erfassungslaser strahls (200) geneigte Oberfläche besitzt und um die ursprüngliche optische Achse (R) drehbar ist.

10. Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungsposition-Verschiebungseinrichtung eine Bildrotations-Prismaeinrichtung (351) enthält, die zwi schen der Erfassungslaserstrahl-Quelle (122) und dem Werkstück (1) angeordnet ist, deren Neigungswinkel in bezug auf die ursprüngliche optische Achse des Erfas sungslaserstrahls (200) veränderlich ist und die um die ursprüngliche optische Achse drehbar ist.

11. Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bearbeitungs-Lichtabbildungssystem (120, 121) eine Kondensorlinse (121) enthält, die den Bearbeitungs laserstrahl (100) auf die Bearbeitungsposition konzen triert und dem Erfassungslicht den Durchgang durch sie erlaubt und außerdem das Erfassungslicht zum Werkstück (1) lenkt.

12. Laserbearbeitungsverfahren, das die Schritte enthält: Bewegen eines Werkstücks (1) und Bestimmen einer Bearbeitungsposition des Werkstücks, Richten eines im pulsartigen Bearbeitungslaserstrahls (100) von einem Laser (10) auf die Bearbeitungsposition, und Bearbeiten des Werkstücks (1), wobei:
Erfassungslicht für die Erfassung des Vorhanden seins oder Fehlens des Werkstücks (1) an der Bearbei tungsposition auf die Bearbeitungsposition gerichtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß Licht, das bei der Laserbearbeitung erzeugt wird, aus dem Licht von der Bearbeitungsposition entfernt wird, aus dem Licht von der Bearbeitungsposition nur das reflektierte oder durchgelassene Licht des Erfassungs lichts von der Bearbeitungsposition entnommen wird und der Bearbeitungslaserstrahl (100) auf die vorgegebene Bearbeitungsposition des Werkstücks (1) in einem Zeitver lauf gerichtet wird, der auf einem Erfassungssignal (TP) basiert, das sich aus dem reflektierten oder dem durchge lassenen Licht des Erfassungslichts von der Bearbeitungs position ergibt.

13. Laserbearbeitungsverfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Erfassungslaserstrahl (200) als Erfassungslicht verwendet wird und der Erfassungslaserstrahl (200) an eine Erfassungsposition in der Umgebung der Bearbeitungs position gerichtet wird.

14. Hemmsteg-Bearbeitungsverfahren zum Abschneiden von Hemmstegen (2) eines IC-Gehäuses, bei dem ein Halbleiterchip auf einem Verdrahtungsrahmen ange bracht ist und die Baueinheit durch Harzguß versiegelt ist, wobei:
Erfassungslicht an einen Ort in der Nähe der Bearbeitungsposition unter Verwendung der Laserbearbei tungsvorrichtung nach Anspruch 1 gerichtet wird, ein Erfassungssignal (TP), das der Bearbeitungsposition entspricht, auf der Grundlage von reflektiertem oder durchgelassenem Licht des Erfassungslichts erzeugt wird und die Erzeugung eines Bearbeitungslaserstrahls (100) auf der Grundlage des Erfassungssignals (TP) in der Weise gesteuert wird, daß der Bearbeitungslaserstrahl (100) auf jeden der Hemmstege (2) gerichtet wird.