JP2008126239A - 捺印装置及び捺印方法 - Google Patents

Abstract

【課題】生産効率の向上を図って、短時間に大量の製品（ワーク）に順次、補正用爪等の機械的な位置決め手段（補正手段）を用いることなく正確に捺印していくことができる捺印装置及び捺印方法を提供する。
【解決手段】ワーク捺印位置Ｂに搬送されるワークＷにレーザーマーカー２にて捺印する。ワーク捺印位置Ｂより上流側のワーク検出位置Ａでワーク位置情報を検出する。ワーク検出位置Ａからワーク捺印位置Ｂに搬送されている間において制御手段３に送信されるワーク位置情報に基づいて、ワークＷが捺印位置に搬送されて直ちにレーザーマーカー２を制御してワーク正規位置に捺印する。
【選択図】図１

Description

本発明は、捺印装置及び捺印方法に関し、特に、半導体チップ等の電子部品にレーザーにてマーキングを行う捺印装置及び捺印方法に関するものである。

捺印方法（レーザーマーキング方法）には、前記電子部品の向きを測定する工程と、測定された電子部品の向きに応じてレーザーマーキングする方向を決定する工程と、当該電子部品に対し、必要なマークを、前記決定された方向にレーザーマーキングを行う工程とを備えたものがある(特許文献１)。

前記特許文献１に記載のものでは、ステージ（捺印位置）がレーザーマーカーの位置に移動した際に、レーザーマーキングが実行される。このときメモリに格納されたマーキングする方向を示すデータを中央制御部からレーザーマーカー制御部に送信され、これに基づいて電子部品に対するマーキングが行われる。すなわち、電子部品の向きを測定し、この認識（測定）した結果を測定制御部から中央制御部に送り、最終的に当該電子部品に対してマーキングする方向を決定し、そのデータを一時的にメモリに格納する。そして、電子部品が捺印位置に搬送されたときに、中央制御部からレーザーマーカー制御部にデータが送信されて、マーカーによるマーキングが開始される。
特開２００５−２１９１０２号公報

このように、前記特許文献１に記載のものでは、電子部品が捺印位置に搬送されたときに、中央制御部からレーザーマーカー制御部にデータが送信され、そのデータ処理が終了するまで、マーカーによるマーキングが開始されるものである。このため、電子部品が捺印位置に搬送されたときから、レーザーマーカー制御部にデータが送信するまで、マーキング作業を行えないことになっている。従って、作業時間が大となって、生産効率の悪いものとなっていた。

本発明は、上記課題に鑑みて、生産効率の向上を図って、短時間に大量の製品（ワーク）に順次、補正用爪等の機械的な位置決め手段（補正手段）を用いることなく正確に捺印していくことができる捺印装置及び捺印方法を提供する。

本発明の捺印装置は、ワーク検出位置でのワーク位置情報を検出する位置情報検出手段と、ワーク捺印位置にてワークに捺印するレーザーマーカーと、位置情報検出手段の位置情報に基づいてワーク正規位置に捺印するように前記レーザーマーカーを制御する制御手段とを備えた捺印装置であって、前記制御手段に、ワークがワーク検出位置から捺印位置に搬送されている間に位置情報検出手段からの位置情報が入力され、ワークが捺印位置に搬送されて直ちにこの位置情報に基づく前記レーザーマーカー側の制御による捺印を行うものである。

本発明の捺印装置によれば、位置情報検出手段からのデータ送信は、ワークがワーク検出位置から捺印位置に搬送されている間に制御手段に送信される。すなわち、ワークをワーク検出位置から捺印位置に搬送する間の時間を、位置情報検出手段からのデータ送信に利用するものである。このため、捺印作業を行っている現在のワークの捺印終了後直ちに次のワークに捺印作業を開始することができる。また、ワーク位置情報に基づくレーザーマーカー側の制御であるので、ワーク側を補正手段（例えば、補正用爪）にて補正する必要がない。

位置情報検出手段は、ＸＹθ方向の位置情報を検出するセンサであり、レーザーマーカーは、ガルバノミラーとレーザー光源とを備え、レーザー光源から出射されたレーザー光を、前記ガルバノミラーを揺動させることによりワーク上を走査するものである。

本発明の捺印方法は、ワーク捺印位置に搬送されるワークにレーザーマーカーにて捺印する捺印方法であって、ワーク捺印位置より上流側のワーク検出位置でワーク位置情報を検出し、ワーク検出位置から捺印位置に搬送されている間において送信されるワーク位置情報に基づいて、ワークが捺印位置に搬送されて直ちにレーザーマーカーを制御してワーク正規位置に捺印するものである。

本発明の捺印方法では、ワーク捺印位置より上流側のワーク検出位置でワーク位置情報検出することができる。また、ワークがこのワーク捺印位置に搬送するまでに、送信されるワーク位置情報に基づいて、レーザーマーカーによるワークへの捺印を行うことができる。このため、捺印作業を行っている現在のワークの捺印終了後直ちに次のワークに捺印作業を開始することができる。

また、機械的位置補正手段を介することなく、ワークが捺印位置に搬送された状態を維持したままレーザーマーカー側を制御して捺印するようにするのが好ましい。

本発明では、捺印作業を行っている現在のワークの捺印終了後直ちに次のワークに捺印作業を開始することができる。このため、作業時間のロスを無くすことができて、作業効率の向上を図ることができ、捺印位置に搬送されるワークに対して順次捺印していくことができる。しかも、捺印時にこの捺印すべきワークの位置情報に基づいて、捺印することになって、高精度の捺印処理が可能で、製品品質の向上を図ることができる。特に、ワークを補正手段（例えば、補正用爪）にて補正する必要がないので、補正時における補正爪等の接触によるワークの損傷を無くすことができ、高品質の製品を提供できる。

位置情報検出手段は、ＸＹθ方向の位置情報を検出するセンサであれば、半導体チップのように、扁平薄肉の矩形状のワークに対する正規姿勢に対するずれを高精度に検出することができる。また、レーザーマーカーは、ガルバノミラーとレーザー光源とを備え、レーザー光源から出射されたレーザー光を、前記ガルバノミラーを揺動させることによりワーク上を走査するものであれば、位置情報検出手段からの位置情報に基づく位置補正を安定して行うことができ、捺印精度の向上を図ることができる。

また、機械的位置補正手段を介することなく、ワークが捺印位置に搬送された状態を維持したままレーザーマーカー側を制御して捺印するようにすれば、従来において必要としていた機械的位置補正手段（例えば、補正用爪および補正用爪を駆動させる駆動機構等の外形位置決め機構）を配置する必要がなくなって、装置のコンパクト化を図ることができて、コスト低減が可能となる。しかも、ワークは捺印位置に搬送された状態が維持されるので、ワーク自体に外力が付与されず、ワークの損傷を防止でき、高速にて正確な位置への捺印が可能となって安定した製品を供給することができる。

以下本発明の実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。

図１に捺印装置の簡略図を示し、この捺印装置は、半導体チップ等のワークＷに文字、記号、図形等を印字するものであって、ワーク検出位置Ａでのワーク位置情報を検出する位置情報検出手段１と、ワーク捺印位置ＢにてワークＷに捺印するレーザーマーカー２と、位置情報検出手段１の位置情報に基づいてワーク正規位置に捺印するように前記レーザーマーカー２を制御する制御手段３とを備える。

ワークＷは図２に示すような搬送手段４にて搬送される。この場合の搬送手段４は、回転テーブル５と、この回転テーブル５の周方向に沿って所定ピッチで配設される吸着ヘッド６等を備える。この吸着ヘッド６は、その上端面に開口した吸着孔を介してワークＷが真空吸引され、このヘッド６の上端面にワークＷが吸着する。すなわち、ワークＷの被捺印面が上方を向くように、ワークＷの反被捺印面がヘッド６にて支持される。なお、この真空吸引（真空引き）が解除されれば、ヘッド６からワークＷが外れる。

回転テーブル５は、図示省略のモータ等の駆動機の回転軸に固着され、この駆動機の駆動によってその回転軸の軸心廻りに矢印方向に回転する。この場合、回転テーブル５は間欠的に回転し、複数個のワークＷが順次ワーク検出位置Ａとワーク捺印位置Ｂに搬送される。

位置情報検出手段１は、カメラを備え、ワークＷをカメラが撮像し、撮像した画像を演算処理してワークＷのＸＹθ方向の位置情報（位置ズレ）を検出する。この位置情報は制御手段３に伝送される。

レーザーマーカー２は、一対のガルバノミラーとレーザー光源とを備えたガルバノスキャン方式のレーザーマーカーである。すなわち、レーザー光源から出射されたレーザー光を、ガルバノミラーで反射させ、このガルバノミラーを駆動制御し、レーザー光を２次元方向に走査し方向を変えてワークＷの被捺印面に照射することで、所望の文字、記号、図形等をマーキングするものである。

制御手段３は例えばマイクロコンピュータにて構成することができ、位置情報検出手段１にて演算された位置情報データが入力され、このデータに基づいて、前記レーザーマーカー２のガルバノミラーを揺動させ、ワークＷの被捺印面上をレーザー光を走査することになる。すなわち、ワークＷが捺印位置Ｂに搬送された際に、正規の位置に対してワークＷがずれていても、予め入力されたマーキング文字等を正規位置に正しく印字できるように、位置情報データに基づいて補正することができる。

次に図１に示す捺印装置を使用した捺印方法を、まず図３に従って説明する。この場合、例えば、図２のＣで示す受渡位置で、図示省略の供給手段から捺印すべきワークＷが回転テーブル５の吸着ヘッド６へ受け渡される。ワークＷが検出位置Ａに搬送された際には、このワークＷに対する位置検査を行う。すなわち、ワークＷをカメラが撮像し、撮像した画像を演算処理してワークＷのＸＹθ方向の位置情報（位置ズレ）を検出(演算)する(ステップＳ１)。

この検出された位置情報データが、このデータのワークＷが捺印位置Ｂに搬送される間に、制御手段３に伝送される（ステップＳ２）。このデータが制御手段３に伝送されれば、ステップＳ３へ移行する。ステップＳ３では、予め入力されている捺印パターンから選択した捺印パターンと、伝送されたデータ（補正データ）とを比較して、選択した捺印パターンが補正する必要があるか否かを判断する。位置ずれがあれば、選択した捺印パターンのまま捺印すれば、その印字が正規位置よりずれることになる。このため、位置ずれがあれば、補正する必要があり、ガルバノミラーの角度を調整して、ワークＷにＸＹθ方向の位置ずれがあってもワークＷに対してその正規位置に捺印するようにできる。

ステップＳ３で補正する必要が無ければ、補正することなく選択した捺印パターンに沿った捺印を行い（ステップＳ４）。ステップＳ３で補正する必要があれば、補正を行って（ステップＳ５）、この補正したデータに基づいて捺印を行う(ステップＳ６)。これによって、ワークＷに位置ずれがあっても位置ずれがなくても、ワークＷには正規位置に位置ずれすることなく、選択したパターンの文字等が捺印（印字）される。

そして、検出位置Ａ及び捺印位置Ｂには順次ワークＷが搬送されているので、ステップＳ４又はステップＳ６終了後に、この捺印作業が終了か否かが判断される(ステップＳ７)。終了であれば、このままこの捺印作業が終了し、終了でなければ、ステップＳ１に戻る。すなわち、終了信号が発信されなければ、間欠的に検出位置Ａに搬送されてくるワークの位置検出を行い、この位置検出が行われたワークＷが捺印位置Ｂに搬送されれば、捺印が行われる。

このように、捺印作業が開始されれば、搬送手段４にて捺印位置Ｂに搬送されてくるワークＷに所望の文字、記号、図形等をマーキングすることができる。また、捺印されたワークＷは、図２に示すＤの位置である搬出位置に供給されれば、この搬送手段４から他の部位へ搬出される。なお、他の部位としてはキャリアテープのポケット等である。

次に前記捺印工程を図４に示すタイミングチャートにて説明する。この図４において、上段から位置演算時間、データ転送時間、データ受信時間、データの演算時間、補正データ設定時間、捺印パターン選択時間、捺印時間を示している。

１００Ａで示す位置演算が終了すれば、１０１Ａで示すデータ転送が行われて、１０２Ａで示すデータ受信が行われる。１０３Ａで示すデータの演算処理が行われ、１０４Ａで示す補正データ設定が行われる。補正データ設定と同時に１０５Ａで示される捺印パターンの選択が行われ、その後、１０６Ａで示される捺印が行われる。

そして、１０４Ａの補正データ設定及び１０５Ａの捺印パターンの選択が終了する前に、次のワークＷに対する１００Ｂの位置演算がなされる。その後は、１０１Ｂ、１０２Ｂ、１０３Ｂ、１０４Ｂ、１０５Ｂ、１０６Ｂが行われる。１０４Ｂの補正データ設定及び１０５Ｂの捺印パターンの選択が終了する前には、次のワークＷに対する１００Ｃの位置演算がなされる。その後は同様の工程がなされる。

このように、一のワークＷの捺印中に、次のワークＷの捺印位置補正情報を取得でき、この一のワークＷの捺印終了したのち直ちに、次のワークＷの捺印パターン選択情報を受けることができる。そして、先に入手した位置補正情報と今回入手した捺印パターン選択情報を使って、今回のワークＷに対する捺印スタート信号により捺印作業を開始することができる。

本発明では、捺印作業を行っている現在のワークＷの捺印終了後直ちに次のワークＷに捺印作業を開始することができる。このため、作業時間のロスを無くすことができて、作業効率の向上を図ることができ、捺印位置に搬送されるワークＷに対して順次捺印していくことができる。しかも、捺印時にこの捺印すべきワークＷの位置情報に基づいて、捺印することになって、高精度の捺印処理が可能で、製品品質の向上を図ることができる。また、ワーク位置情報に基づくレーザーマーカー側の制御であるので、ワーク側を補正手段（例えば、補正用爪）にて補正する必要がない。このため、補正時における補正爪等の接触によるワークの損傷を無くすことができ、高品質の製品を提供できる。

すなわち、本発明では、機械的位置補正手段を介することなく、ワークが捺印位置に搬送された状態を維持したままレーザーマーカー側を制御して捺印するものである。このため、従来において必要としていた機械的位置補正手段（例えば、補正用爪および補正用爪を駆動させる駆動機構等の外形位置決め機構）を配置する必要がなくなって、装置のコンパクト化を図ることができて、コスト低減が可能となる。しかも、ワークは捺印位置に搬送された状態が維持されるので、ワーク自体に外力が付与されず、ワークの損傷を防止でき、高速にて正確な位置への捺印が可能となって安定した製品を供給することができる。

位置情報検出手段１がＸＹθ方向の位置情報を検出するセンサであれば、半導体チップのように、扁平薄肉の矩形状のワークに対する正規姿勢に対するずれを高精度に検出することができる。また、レーザーマーカー２は、一対のガルバノミラーとレーザー光源とを備え、レーザー光源から出射されたレーザー光を、前記ガルバノミラーを揺動させることによりワーク上を走査するものであれば、位置情報検出手段１からの位置情報に基づく位置補正を安定して行うことができ、捺印精度の向上を図ることができる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、半導体素子に限るものではなく、レーザーマーカーにて、文字等を捺印可能な種々の微小製品（例えば他の電子部品等）であってもよい。また、搬送手段４として、回転テーブルを用いず、ワークＷを直線状に搬送されるものであってもよい。搬送手段４が図２に示すような回転テーブルを用いるものである場合、配置される吸着ヘッドの数は任意であり、また、位置検出位置Ａ及び捺印位置Ｂ等も任意に設定できる。すなわち、位置検出位置Ａは捺印位置Ｂよりも上流位置に設けられ、かつ、ワークＷが捺印位置Ｂに到達する前、又は到達すると同時にこの捺印位置Ｂで捺印されるワークの位置情報が制御手段３に入力されればよい。

本発明の実施形態を示す捺印装置の簡略図である。 前記捺印装置のワーク搬送手段の簡略図である。 本発明の実施形態を示す捺印方法のフローチャート図である。 前記捺印方法のタイミングチャート図である。

符号の説明

１ 位置情報検出手段
２ レーザーマーカー
３ 制御手段
Ａ ワーク検出位置
Ｂ ワーク捺印位置
Ｗ ワーク

Claims (5)

1. ワーク検出位置でのワーク位置情報を検出する位置情報検出手段と、ワーク捺印位置にてワークに捺印するレーザーマーカーと、位置情報検出手段の位置情報に基づいてワーク正規位置に捺印するように前記レーザーマーカーを制御する制御手段とを備えた捺印装置であって、
   前記制御手段に、ワークがワーク検出位置から捺印位置に搬送されている間に位置情報検出手段からの位置情報が入力され、ワークが捺印位置に搬送されて直ちにこの位置情報に基づく前記レーザーマーカー側の制御による捺印を行うことを特徴とする捺印装置。
2. 位置情報検出手段は、ＸＹθ方向の位置情報を検出するセンサであることを特徴とする請求項１の捺印装置。
3. レーザーマーカーは、ガルバノミラーとレーザー光源とを備え、レーザー光源から出射されたレーザー光を、前記ガルバノミラーを揺動させることによりワーク上を走査することを特徴とする請求項１又は請求項２の捺印装置。
4. ワーク捺印位置に搬送されるワークにレーザーマーカーにて捺印する捺印方法であって、
   ワーク捺印位置より上流側のワーク検出位置でワーク位置情報を検出し、ワーク検出位置から捺印位置に搬送されている間において送信されるワーク位置情報に基づいて、ワークが捺印位置に搬送されて直ちにレーザーマーカーを制御してワーク正規位置に捺印することを特徴とする捺印方法。
5. 機械的位置補正手段を介することなく、ワークが捺印位置に搬送された状態を維持したままレーザーマーカー側を制御して捺印することを特徴とする請求項４の捺印方法。