JP2963588B2

JP2963588B2 - パルスレーザ加工機及びパルスレーザ加工方法

Info

Publication number: JP2963588B2
Application number: JP4293114A
Authority: JP
Inventors: 直毅三柳; 信彦多田; 義昭下村; 茂行桜井
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1992-10-30
Filing date: 1992-10-30
Publication date: 1999-10-18
Anticipated expiration: 2014-10-18
Also published as: JPH06142968A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、所望の加工位置を高速
で加工することができるパルスレーザ加工機及びパルス
レーザ加工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】パルスレーザ光を利用した加工として
は、切断、穴あけ、溶接などの加工方法が機械、電子、
半導体などの多方面の分野で利用されている。従来のパ
ルスレーザ加工機の構成を図１１及び図１２を参照しな
がら説明する。

【０００３】従来のパルスレーザ加工機は、図１１にそ
の一例を示すように、レーザヘッド３１と加工ヘッド３
２とレーザ電源３３とから構成されるレーザ発振器３
０、被加工物であるワーク４０を搭載し水平面内（ＸＹ
平面内）に移動可能なＸＹテーブル４１、レーザヘッド
３１及び加工ヘッド３２を上下方向（Ｚ軸方向）に移動
させるＺテーブル４２、ＸＹテーブル４１の水平面内の
移動動作とＺテーブル４２の上下方向の移動動作とレー
ザ発振器３０の発振動作とを自動または手動で制御する
メインコントローラ４３を備える。

【０００４】また、レーザ電源３３は、図示しないレー
ザコントローラ、安定化電源、コンデンサ部及びスイッ
チ部から構成され、安定化電源て供給された交流電源が
レーザコントローラから指令された電圧値に従って直流
に変えられ、コンデンサ部に供給され、コンデンサ部の
電荷がスイッチ部に供給され、レーザコントローからの
パルス幅及びパルス周波数を指令するトリガ信号に従っ
てスイッチ部が動作し、これに従ってレーザヘッド３１
よりパルスレーザ光がパルス状に発振する。

【０００５】また、レーザヘッド３１には図示しないビ
ームシャッターが内臓されており、開閉することによっ
てパルスレーザ光をＯＮ／ＯＦＦし、ワーク４０へのパ
ルスレーザ光の照射を制御する。即ちワーク４０を加工
する場合には上記ビームシャッターを開き、加工しない
場合には上記ビームシャッタを閉じる。このビームシャ
ッターの動作時間は１００〜３００ｍｓｅｃ程度であ
り、その制御は、前述のレーザコントローラから行う
が、メインコントローラ４３からレーザコントローラを
介して行うことも可能である。

【０００６】上記のようなパルスレーザ加工機を用い
て、例えば、ＩＣパッケージのダムバー切断を行う場合
を説明する。図１２（ａ）はＩＣバッケージの平面図、
図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＸＩＩ−Ｂ部拡大図であ
る。図１２（ａ）に示すように、ダムバー２は、ＩＣに
使用されるリードフレームのピンを連結しており、ＩＣ
のモールド時にレジンを堰止める役割と、ピンを補強す
る役割を持ち、製造工程の最後の方で除去されるバーで
ある。このダムバー２をパルスレーザ光で除去する加工
手順を、図１２（ｂ）のＫ点の加工が終了し、続いてＬ
点の加工を行う場合を例にとって説明すると、次のよう
になる。

【０００７】（１）ＸＹテーブル４１により、ワーク
４０上へのパルスレーザ光照射位置を図２中Ｋ点からＬ
点の方向に移動させる。

【０００８】（２）Ｌ点で位置決めしＸＹテーブル４
１を停止する。

【０００９】（３）ビームシャッターを開にする。

【００１０】（４）パルスレーザ光を照射し、Ｌ点の
ダムバー２を切断する。

【００１１】（５）ビームシャッターを閉にする。

【００１２】以上（１）から（５）の加工手順を繰返す
ことにより、図１２（ａ）に示すＩＣパッケージの４辺
にあるダムバー２を順次切断し、隣合うピンを切断して
いく。このとき、ＸＹテーブルの移動及び停止、移動軌
跡、ビームシャッター開閉は、メインコントローラ４３
にあらかじめ入力したプログラムに沿って指令される。
また、この間パルスレーザ光は常時パルス状に発振する
か、またはビームシャッターが開いたのと同期して発振
し、これらの制御は前述のレーザコントローラで行なわ
れる。

【００１３】尚、この種のパルスレーザ加工方法に関す
る技術としては、例えば特開昭５６−９０９０号公報に
記載されたものがある。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上記ＩＣパッケージの
ダムバーの寸法は幅０．１〜０．３ｍｍ程度、厚さ０．
１５ｍｍ前後であるので、この切断はパルスレーザ光の
１パルスで十分可能である。従って、実際の加工に要す
る時間はパルスレーザ光のパルス幅の時間に相当し、
０．１〜１ｍｓｅｃ程度である。ところが、前述の
（１）から（５）の加工手順においてはビームシャッタ
ーの動作時間である１００〜３００ｍｓｅｃとテーブル
の移動時間とにより、１つのダムバー切断のために１ｓ
ｅｃ程度の時間を費し、ダムバーの切断個数やＩＣパッ
ケージの製造個数を考慮すると、加工時間がかかり過ぎ
ることになる。

【００１５】また、一般的にはピンのピッチは等ピッチ
であることが多いが、リードフレームの製造誤差や、レ
ジンでモールドする時の温度履歴による歪や、ハンドリ
ングによる外力などで変形し、ダムバー切断時には必ず
しも等ピッチにはなっていない場合がある。前述のダム
バー切断方法は、ダムバーを切断する箇所をプログラム
として予じめメインコントローラ４３に登録しておく方
法であるが、この方法では上記ピンが等ピッチになって
いないことには対応できず、さらに製造誤差や変形が累
積して誤差が増大するような最悪の場合には、残してお
くべきリードフレームのピンの部分にダメージを与える
可能性もある。

【００１６】本発明の目的は、上記問題点に鑑み、加工
位置が等間隔である場合のみならず等間隔でない場合に
も所望の加工位置を高速で加工することができるパルス
レーザ加工機及びパルスレーザ加工方法を提供すること
である。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によるパルスレーザ加工機においては、レー
ザ発振器と、被加工物を移動させ前記レーザ発振器によ
る前記被加工物の加工位置を決定する搬送手段とを備え
るパルスレーザ加工機において、前記加工位置における
被加工物の材料の有無を検出して対応する検出信号を発
生する検出手段と、前記検出手段からの検出信号に基づ
いて第１の矩形波信号を発生する矩形波信号発生手段
と、前記第１の矩形波信号に基づいたタイミングでパル
スレーザ光が照射されるようパルスレーザ光の発振を制
御する制御手段とを備え、前記制御手段は、第２の矩形
波信号を発生する内部ジェネレータと、前記矩形波信号
発生手段からの第１の矩形波信号及び前記内部ジェネレ
ータからの第２の矩形波信号を切り換えて出力する切換
手段と、前記切換手段から出力された矩形波信号の立ち
上がりを基に前記レーザ発振器を動作させるトリガ信号
を発生するトリガ手段とを有する。

【００１８】ここで、好ましくは、前記矩形波信号発生
手段は、前記検出信号を二値化して前記第１の矩形波信
号を発生する比較手段と、その第１の矩形波信号に所定
の遅れ時間を与える遅延手段とを備える。

【００１９】また、上記目的を達成するため、本発明に
よるパルスレーザ加工方法においては、被加工物を移動
させて加工位置を決定し、レーザ発振器よりパルスレー
ザ光を前記加工位置に照射して加工するパルスレーザ加
工方法において、前記加工位置における被加工物の材料
の有無を検出し、前記材料の有無の検出に基づいた第１
の矩形波信号を出力するか、又は内部ジェネレータから
発生される第２の矩形波信号を出力するかを切り換え、
出力された第１又は第２の矩形波信号の立ち上がりを基
に前記レーザ発振器を動作させるトリガ信号を発生し、
前記第１の矩形波信号又は第２の矩形波信号に基づいた
タイミングでパルスレーザ光が照射されるようパルスレ
ーザ光の発振を制御する。

【００２０】好ましくは、前記第１の矩形波信号は、前
記検出信号を二値化して発生し、発生した第１の矩形波
信号に所定の遅れ時間を与える。

【００２１】

【００２２】

【００２３】

【作用】上記のように構成した本発明においては、検出
手段で加工位置における被加工物の材料の有無を検出し
て検出信号を発生し、矩形波信号発生手段で検出信号に
基づいて第１の矩形波信号を発生し、制御手段で第１の
矩形波信号に基づいたタイミングでパルスレーザ光の発
振を制御することにより、被加工物の表面の情報に応じ
て所望の加工位置に確実にパルスレーザ光が照射されて
加工が行われる。従って、例えばＩＣパッケージのダム
バー切断を行う場合、ピンの有無の情報に応じてダムバ
ーの切断すべき所望の位置が確実かつ高速に切断され
る。

【００２４】また、制御手段においては、切換手段で矩
形波信号発生手段からの第１の矩形波信号と制御手段に
設けられた内部ジェネレータからの第２の矩形波信号と
が切り換えて出力され、トリガ手段で前記切換手段から
出力された矩形波信号の立ち上がりを基にトリガ信号が
発生しレーザ発振器に出力される。従って、第１の矩形
波信号がトリガ手段に入力されるよう切換手段を切り換
えることによって、例えばダムバー切断のような被加工
物の表面の情報に応じた加工が行われ、また、第２の矩
形波信号がトリガ手段に入力されるよう切換手段を切り
換えることによって、内部ジェネレータに予め入力され
た一定周期でパルスレーザ光が発振し、従来からの通常
のパルスレーザ加工が行われる。

【００２５】また、矩形波信号発生手段においては、比
較手段で検出信号が二値化されて第１の矩形波信号とな
り、これに遅延手段によって所定の遅れ時間が与えら
れ、制御手段に入力される。この遅延手段での所定の遅
れ時間を適当に決めておけば、被加工物の表面の情報に
応じた周期（タイミング）でパルスレーザ光が発振し、
被加工物の所望の加工位置にパルスレーザ光が照射され
加工が確実に行われる。

【００２６】

【００２７】

【００２８】

【実施例】本発明の一実施例によるパルスレーザ加工機
及びパルスレーザ加工方法について、図１から図８によ
り説明する。但し、以下では、おもに等間隔のピンを有
するＩＣのリードフレームのダムバー切断について説明
する。

【００２９】図１に示すように、本実施例のパルスレー
ザ加工機には、レーザヘッド１１と加工ヘッド１２とレ
ーザ電源１３とから構成されるレーザ発振器１０、被加
工物であるワーク１を搭載し水平面内（ＸＹ平面内）に
移動させる搬送手段としてのＸＹテーブル２１、レーザ
ヘッド１１及び加工ヘッド１２を上下方向（Ｚ軸方向）
に移動させるＺテーブル２２、メインコントローラ２３
と矩形波信号発生回路２４を有するコントロールユニッ
ト２５が備えられている。メインコントローラ２３は、
ＸＹテーブル２１の水平面内の移動動作とＺテーブル２
２の上下方向の移動動作とレーザ発振器１０の発振動作
とを自動または手動で制御する。

【００３０】レーザ電源１３は、安定化電源１３０、コ
ンデンサ部１３１、スイッチ部１３２、及びレーザコン
トローラ１３４から構成される。このレーザ電源１３で
は、まず、安定化電源１３０において供給された交流電
源がレーザコントローラ１３４から指令された電圧値に
従って直流に変えられ、コンデンサ部１３１に供給され
る。コンデンサ部１３１に上記電圧値で供給された電荷
はスイッチ部１３２に供給され、レーザコントローラ１
３４から入力されるパルスレーザ光のパルス幅及びパル
ス周波数を指令するトリガ信号に従ってスイッチ部１３
２が動作し、上記電荷がレーザヘッド１１に備えられた
レーザ励起用のフラッシュランプ（図示せず）に供給さ
れる。このパルス状の電荷により上記フラッシュランプ
が発光し、これにより発振媒体が励起されてパルスレー
ザ光がパルス状に発振する。

【００３１】加工ヘッド１２には後述する照明光発生手
段（図４参照）と光検出手段としてのフォトセンサ１２
５が備えられ、フォトセンサ１２５からの検出信号は矩
形波信号発生回路２４に入力され、矩形波信号発生回路
２４はメインコントローラ２３からの指令により、レー
ザ電源１３内のレーザコントローラ１３４（後述する）
に矩形波信号を出力する。

【００３２】また、図２に示すように、矩形波信号発生
回路２４には、オペアンプで構成された比較手段として
のコンパレータ２４１及び遅延手段としてのディレイ回
路２４２が備えられており、フォトセンサ１２５からの
検出信号がコンパレータ２４１で二値化されて矩形波信
号が生成され、ディレイ回路２４２でこの矩形波信号に
メインコントローラ２３から指令された遅れ時間が与え
られ、第１の矩形波信号Ｐとしてレーザコントローラ１
３４に出力される。

【００３３】また、図３に示すように、レーザコントロ
ーラ１３４には、切換手段としてのゲート回路１３５、
トリガ回路１３６、一定周期の第２の矩形波信号Ｇを発
生する内部ジェネレータ１３７が備えられている。そし
て、矩形波信号発生回路２４からの第１の矩形波信号
Ｐ、及び内部ジェネレータ１３７からの第２の矩形波信
号Ｇがゲート回路１３５に入力される。また、メインコ
ントローラ２３からゲート回路１３５へは制御信号ＴＰ
が入力されるが、ダムバーの切断を行う時はＴＰ＝１
が、ダムバーの切断を行わない時はＴＰ＝０が入力され
る。そして、ゲート回路１３５は、制御信号ＴＰ＝１が
入力された時、即ちダムバーの切断を行う時は第１の矩
形波信号Ｐをトリガ回路１３６に入力し、制御信号ＴＰ
＝０が入力された時、即ちダムバーの切断を行わない時
は第２の矩形波信号Ｇをトリガ回路１３６に入力するよ
う信号の切り換えを行う。トリガ回路１３６では、ゲー
ト回路１３５から入力された矩形波信号の立ち上がりに
対応するトリガ信号が発生し、スイッチ部１３２に入力
される。これ以後は、前述したような過程に従ってパル
スレーザ光が発振する。尚、上記内部ジェネレータ１３
７は、従来のパルスレーザ加工機に設けられているもの
であり、一定周期の矩形波信号を発生して、これに基づ
くトリガ信号によってスイッチ部１３２を制御し、決め
られたパルス幅及びパルス周波数でパルスレーザ光を発
振させるためのものである。

【００３４】また、図１に示すレーザヘッド１１には図
示しないビームシャッターが内臓されている。このビー
ムシャッターは、開閉することによってレーザ発振器１
０より放出されるパルスレーザ光をＯＮ／ＯＦＦし、ワ
ーク１へのパルスレーザ光の照射を制御する。即ちワー
ク１を加工する場合には上記ビームシャッターを開き、
加工しない場合には上記ビームシャッタを閉じる。この
ビームシャッターの動作時間は１００〜３００ｍｓｅｃ
程度である。また、ビームシャッタのＯＮ／ＯＦＦの制
御は、レーザコントローラ１３４から行うが、メインコ
ントローラ２３からレーザコントローラ１３４を介して
行うことも可能である。尚、このビームシャッターの開
閉は本実施例には直接関係ないので、以下の説明におい
ては省略する。

【００３５】また、図４に示すように、加工ヘッド１２
内部には、パルスレーザ光の波長に対し高い反射率特性
を持つベンディングミラー１２０、集光レンズ１２１が
備えられており、これは従来のパルスレーザ加工機の構
成と同様である。本実施例では上記構成に加え、照明用
光源１２２、ダイクロイックミラー１２３、結像用レン
ズ１２４、ターゲット１２５ａ及びフォトセンサ１２５
が付加される。このうち、フォトセンサ１２５はターゲ
ット１２５ａに開けられた開口部に設けられている。上
記のうち照明用光源１２２及びダイクロイックミラー１
２３が照明光発生手段を構成し、フォトセンサ１２５が
光検出手段を構成する。

【００３６】この加工ヘッド１２の機能を以下に説明す
る。まず、レーザヘッド１１から出力されたパルスレー
ザ光のビームは、ベンディングミラー１２０で方向が変
えられ、集光レンズ１２１で集光されてワーク１上に照
射される。また、照明用光源１２２で発光した光は、ダ
イクロイックミラー１２３で方向が変えられ、ベンディ
ングミラー１２０を透過し、集光レンズ１２１で集光さ
れてワーク１上のレーザ加工部周辺の照明光となる。ワ
ーク１表面で反射した反射光は、ベンディングミラー１
２０及びダイクロイックミラー１２３を透過して、結像
用レンズ１２４で集光され、ターゲット１２５ａに当た
る。ターゲット１２５ａに当たった反射光のうちの一部
が開口部からフォトセンサー１２５に入力される。

【００３７】この時、集光レンズ１２１と結像用レンズ
１２４の組合わせにより、ワーク１表面上の像がフォト
センサー１２５の位置で結像するようにしておくと、ワ
ーク１上の像がレンズの口径で絞られターゲット１２５
ａの位置で、例えば図５に示すように結像される。図５
においては、相隣り合うピンを結合するダムバー２近傍
が結像しており、この画像に対し図中斜線部Ｗ₀で示す
位置に開口部があり、この開口部にフォトセンサ１２５
が設置されている。また、ピンが存在しない部分（以
下、スリット部という）３，４のうちスリット部４のみ
がＩＣのモールド時にレジンで満たされている。この画
像の一部の光がフォトセンサ１２５で検出されるが、画
像の中心よりもＹ軸方向に少しずらせた位置にフォトセ
ンサ１２５を設置し、図中Ｘ軸の正方向に移動させるこ
とにより、フォトセンサ１２５はピンの有無、つまりピ
ンの存在する部分（以下、ウエブ部という）５とスリッ
ト部３とを検出することができる。一方、照射されるパ
ルスレーザ光の中心は図５の画像の中心に位置する。従
って、後述するようにフォトセンサ１２５からの検出信
号を基にして、切断すべきダムバー２を切断することが
できる。

【００３８】以上の構成を有するパルスレーザ加工機の
動作を説明する。まず、ＩＣのリードフレームであるワ
ーク１をＸＹテーブル２１によって、例えばＸ軸の正方
向に一定速度で移動させると、図５に示したターゲット
１２５ａ上に結像しているワーク１からの反射光による
画像もＸ軸の正方向に移動する。ところが、フォトセン
サ１２５はターゲット１２５ａの開口部に固定されてい
るので、フォトセンサ１２５のからの出力である検出信
号の変化は図６に示すように、ウエブ部５で高い出力と
なり、スリット部３で低い出力となる。但し、ここでの
検出信号は、光が強い場合に高い出力、光が弱い場合に
低い出力になるものとする。また、図６のように、ワー
ク１のウエブ部５及びスリット部３が等ピッチで並んで
いれば、ＸＹテーブル２１が一定速度で移動するので、
検出信号は一定周期の波形として検出される。一方、ワ
ーク１のウエブ部とスリット部が等ピッチに並んでいな
い場合には、検出信号はピッチの変化に比例した時間変
化を持つ波形として検出される。

【００３９】次に、この波形は矩形波信号発生回路２４
に入力され、図７に示すような処理で二値化される。即
ち、フォトセンサ１２５から矩形波信号発生回路２４の
コンパレータ２４１に入力された検出信号が図中破線Ｓ
で示す所定のスレッシュホールドをもとに二値化されて
矩形波信号となりディレイ回路２４２に入力される。そ
して、ディレイ回路２４２でこの二値化した検出信号に
メインコントローラ２３から指令された遅れ時間が与え
られ、第１の矩形波信号Ｐとしてレーザコントーラ１３
４に入力される。

【００４０】次に、図３で説明したように、レーザコン
トローラ１３４では、ゲート回路１３５に矩形波信号発
生回路２４からの第１の矩形波信号Ｐ、及び内部ジェネ
レータ１３７からの第２の矩形波信号Ｇが入力される
が、本実施例のようにダムバーの切断を行う時はメイン
コントローラ２３から制御信号ＴＰ＝１が入力され、第
１の矩形波信号Ｐがトリガ回路１３６に入力される。ト
リガ回路１３６では、前述のように、ゲート回路１３５
から入力された矩形波信号の立ち上がりに対応するトリ
ガ信号が発生し、スイッチ部１３２に入力され、このト
リガ信号に従ってパルスレーザ光が発振する。

【００４１】上記のような機能による、フォトセンサ１
２５からの検出信号の出力からパルスレーザ光の発振ま
でのタイムチャートを図８に示す。尚、Ｆはワーク１を
一定速度で動かした時のウエブ部５及びスリット部３を
時間変化として模式的に付記したものである。図８に示
すように、ワーク１のウエブ部５とスリット部３のピッ
チがフォトセンサ１２５で検出され、その検出信号が矩
形波信号発生回路２４のコンパレータ２４１で二値化さ
れ、ディレイ回路２４２で遅れ時間を与えられて第１の
矩形波信号Ｐとなり、ゲート回路１３５を径てトリガ回
路１３６に入力される。そして、トリガ回路１３６で第
１の矩形波信号Ｐの立ち上がりに対応するトリガ信号が
発生し、これがスイッチ部１３２に入力されて、パルス
レーザ光が発振する。尚、図中のパルスレーザ光の発振
は実際にはパルス状であるが、このパルスの幅はその他
の信号に比べ非常に短いため、図８では線状に表されて
いる。

【００４２】ここで、ディレイ回路２４２で与える遅れ
時間について説明する。コンパレータ２４１での二値化
に要する時間や使用する素子での遅れ、レーザコントロ
ーラ１３４での遅れ、スイッチ部１３２での遅れ、及び
パルスレーザ光発振までの遅れを総合した遅れ時間をｔ
₂とし、さらにワーク１の移動速度をｖ、ワーク１のス
リット部３の幅をｗ、スリット部３の幅ｗを移動速度ｖ
で移動するのに要する時間をｔとして、ｔ＝ｗ／ｖ＝２（ｔ₁＋ｔ₂）を満たすようにディレイ回路２４２での遅れ時間ｔ₁を
設定すると、パルスレーザ光の発振はフォトセンサ１２
５での検出から時間ｔ／２後にスリット部３の中央で行
われ、その部分のダムバー２が切断されることになる。
尚、上記遅れの時間をｔ₂、ワーク１の移動速度ｖ、及
びワーク１のスリット部３の幅ｗは予めメインコントロ
ーラ２３に入力される。

【００４３】以上のような動作によって、例えば１辺に
ダムバーを有するＩＣのダムバー切断を行う際の加工手
順について説明する。まず、ダムバーを通る軌跡、ワー
ク１の移動速度、即ちＸＹテーブル２１の移動速度ｖ、
ワーク１のスリット部３の幅ｗ、及び遅れ時間をｔ₂を
メインコントローラ２３に入力しておく。また、ここで
はダムバー切断を行うので、ＸＹテーブル２１の移動と
共にゲート回路１３５において第１の矩形波信号Ｐがト
リガ回路１３６に入力されるように、即ち制御信号ＴＰ
＝１がゲート回路１３５に入力されるようにメインコン
トローラ２３にプログラムを入力しておく。このプログ
ラムを走らせると、テーブル２１は一定速度で移動し、
かつスリット部３のピッチとテーブル２１の移動速度ｖ
とで決まる周期でパルスレーザ光が発振し、かつスリッ
ト部３の中央でその照射が行われ、ダムバーが切断され
る。

【００４４】例えば、ここで使用するレーザ発振器１０
がパルス励起タイプのＹＡＧレーザの場合、最大の発振
周波数が３００Ｈｚ程度の周波数にすると、その周期は
３．３ｍｓ程度であるが、スリット部３のピッチとテー
ブル２１の移動速度ｖとで決まる周期をこの値になるよ
うに設定しておけば、ダムバー切断の１回当りの時間は
３．３ｍｓｅｃとなり、従来に比べ飛躍的に短縮でき
る。また、ピンが等間隔でない場合、即ちウエブ部及び
スリット部のピッチが一定ではない場合には、予め設定
した所定の距離だけウエブ部端部から離れた位置でパル
スレーザ光が発振するようにしておけば、同様にしてダ
ムバーを切断することができる。

【００４５】以上のように本実施例によれば、ワーク１
に当てた照明の反射光からフォトセンサ１２５でウエブ
部５及びスリット部３のピッチを検出し、その検出信号
を矩形波信号発生回路２４で二値化し所定の遅れ時間を
与えて第１の矩形波信号Ｐとし、レーザコントローラ１
３４でこの第１の矩形波信号に基づくトリガ信号によっ
てパルスレーザ光の発振を制御するので、ウエブ部５及
びスリット部３のピッチに基づいたタイミングでパルス
レーザ光を発振させることができ、ピンが等間隔の場合
にスリット部３の中央部でダムバーを切断することがで
きる。従って、スリット部３のピッチとテーブル２１の
移動速度ｖとで決まる周期を適当に選択することによっ
て、パルスレーザ光の発振周期程度の速さでダムバーを
切断することができ、高速かつ確実な加工が可能とな
る。

【００４６】また、ピンが等間隔でない場合にも、所定
の距離だけウエブ部端部から離れた位置でダムバーを切
断することができる。

【００４７】次に、本発明の他の実施例について、図９
及び図１０により説明する。本実施例は、図９のよう
に、４辺にダムバー２を有するＩＣパッケージのダムバ
ー切断を行う場合に適用される。図１０は、本実施例に
おける照明光発生手段によるターゲットの位置での画像
を示す図であり、図５に相当する図である。図１０に示
すように、本実施例では４個のフォトセンサを図中
Ｗ₁，Ｗ₂，Ｗ₃，Ｗ₄で示す開口部の位置に配置する。そ
して、矩形波信号発生回路２４はさらにＷ₁からＷ₄の位
置のフォトセンサからの検出信号のうちワーク１の移動
方向に応じた検出信号を選択し、この選択した検出信号
に基づく第１の矩形波信号を制御手段に入力し、これに
続く処理が前述の実施例と同様に行われる。まずＡの部
分のダムバー２を切断するときには、図１０（ａ）の如
くＷ₁の位置のフォトセンサからの検出信号を矩形波信
号発生回路において選択し、Ｘ軸の正方向に順次切断を
行う。次に、Ｂの部分のダムバー２を切断するときに
は、図１０（ｂ）の如くＷ₂の位置のフォトセンサから
の検出信号を矩形波信号発生回路において選択し、Ｙ軸
の正方向に順次切断を行う。以下、同様にして、Ｃの部
分はＸ軸の負の方向に順次切断を行い、Ｄの部分はＹ軸
の負の方向に順次切断を行う。このようにして、連続し
て４辺全てのダムバー２を切断することができる。

【００４８】以上のように本実施例によれば、前述の実
施例と同様の効果が得られるだけでなく、４辺にダムバ
ーを有するＩＣパッケージのダムバー切断を行う場合
に、４個のフォトセンサからの検出信号のうちワーク１
の移動方向に応じた検出信号を選択するので、連続して
４辺全てのダムバーを切断することができる。

【００４９】尚、上記実施例では矩形波信号発生回路に
ディレイ回路を設け、第１の矩形波信号に所定の遅れ時
間を設定したが、このディレイ回路を省略し、その代り
に、フォトセンサの設置位置をずらせることにより、被
加工物の表面の情報に応じたタイミングでパルスレーザ
光が発振するようにしてもよい。例えば、図５における
開口部Ｗ₀の位置を右方のウエブ部５の端部近傍に変更
し、その位置にフォトセンサを設置すればよい。但し、
この場合には上記ディレイ回路での所定の遅れ時間以外
の遅れ時間、即ちコンパレータ、レーザコントローラ、
スイッチ部での遅れ時間やパルスレーザ発振までの遅れ
時間を考慮した補正が必要である。

【００５０】以上述べた実施例では、照明及びフォトセ
ンサによりウエブ部とスリット部の検出を行ったが、例
えば、静電容量型のセンサなどの変位センサによって検
出してもよい。また、ワークからの照明の反射光を利用
したが、スリット部を通過した通過光を利用してもよ
い。また、裏面からの照明を当て、顕微鏡でいう透過照
明を利用したり、パルスレーザ光の照射軸と異なる斜め
またはリング状の照明を利用してもよい。

【００５１】

【発明の効果】本発明によれば、被加工物の材料の有無
に基づいてパルスレーザ光を制御するので、被加工物の
表面の情報に応じて所望の加工位置で確実に加工を行う
ことができる。また、パルスレーザ光の発振周期程度の
高速な加工が可能となる。

【００５２】また、切換手段で第１の矩形波信号と第２
の矩形波信号とを切り換えてトリガ手段に入力するの
で、本発明のような被加工物の表面の情報に応じたパル
スレーザ加工と、従来のパルスレーザ加工とを条件に応
じて切り換えて行うことができる。

【００５３】また、遅延手段で第１の矩形波信号に所定
の遅延時間を与えるので、被加工物の所望の加工位置に
パルスレーザ光を照射することができる。

【００５４】また、検出手段は照明光を利用するので、
被加工物の材料の有無を確実に検出することができる。

【００５５】また、加工位置が等間隔である場合のみな
らず等間隔でない場合にも所望の加工位置を高速で加工
することができる。

【００５６】また、複数個の検出手段を設け、矩形波信
号発生手段において各々の検出手段からの検出信号のう
ち被加工物の移動方向に応じた検出信号を選択して第１
の矩形波信号を発生するので、被加工物の複数の移動方
向に応じて連続して加工を行うことができる。

【００５７】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるパルスレーザ加工機の
構成の概略図である。

【図２】図１の矩形波信号発生回路の構成を示す図であ
る。

【図３】図１のレーザコントローラの構成を示す図であ
る。

【図４】図１の加工ヘッド内部の構成の概略図である。

【図５】図４のターゲットの位置で結像した画像の一例
を表す図である。

【図６】図５の開口部に設置されたフォトセンサからの
検出信号を表す図である。

【図７】図６の検出信号がコンパレータで二値化され、
ディレイ回路で所定の遅れ時間を与えられて出力される
状況を示す図である。

【図８】フォトセンサからの検出信号の出力からパルス
レーザ光の発振までのタイムチャートである。

【図９】本発明の他の実施例に適用される、４辺にダム
バーを有するＩＣパッケージのを示す図である。

【図１０】図９のＩＣパッケージのダムバーを切断する
際の、照明光発生手段によるターゲットの位置での画像
を示す図であり、（ａ）は図９のＡの部分のダムバーを
切断する時、（ｂ）は図９のＢの部分のダムバーを切断
する時の図である。

【図１１】従来のパルスレーザ加工機の構成の概略図で
ある。

【図１２】（ａ）はダムバーを有するＩＣパッケージを
示す図であり、（ｂ）は（ａ）のＸＩＩ−Ｂ部拡大図で
ある。

【符号の説明】

１ワーク２ダムバー３，４スリット部５ウエブ部１０レーザ発振器１１レーザヘッド１２加工ヘッド１３レーザ電源２１ＸＹテーブル２２Ｚテーブル２３メインコントローラ２４矩形波信号発生回路２５コントロールユニット１２０ベンディングミラー１２１集光レンズ１２２照明用光源１２３ダイクロイックミラー１２４結像用レンズ１２５フォトセンサ１２５ａターゲット１３０安定化電源１３１コンデンサ部１３２スイッチ部１３４レーザコントローラ１３５ゲート回路１３６トリガ回路１３７内部ジェネレータ２４１コンパレータ（比較手段）２４２ディレイ回路ＴＰ制御信号Ｐ第１の矩形波信号Ｇ第２の矩形波信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者桜井茂行茨城県土浦市神立町650番地日立建機株式会社土浦工場内 (56)参考文献特開昭63−194883（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−48527（ＪＰ，Ａ) 特開平２−217186（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−133994（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B23K 26/00 - 26/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザ発振器と、被加工物を移動させ前
記レーザ発振器による前記被加工物の加工位置を決定す
る搬送手段とを備えるパルスレーザ加工機において、前
記加工位置における被加工物の材料の有無を検出して対
応する検出信号を発生する検出手段と、前記検出手段か
らの検出信号に基づいて第１の矩形波信号を発生する矩
形波信号発生手段と、前記第１の矩形波信号に基づいた
タイミングでパルスレーザ光が照射されるようパルスレ
ーザ光の発振を制御する制御手段とを備え、前記制御手
段は、第２の矩形波信号を発生する内部ジェネレータ
と、前記矩形波信号発生手段からの第１の矩形波信号及
び前記内部ジェネレータからの第２の矩形波信号を切り
換えて出力する切換手段と、前記切換手段から出力され
た矩形波信号の立ち上がりを基に前記レーザ発振器を動
作させるトリガ信号を発生するトリガ手段とを有するこ
とを特徴とするパルスレーザ加工機。
【請求項２】前記矩形波信号発生手段は、前記検出信
号を二値化して前記第１の矩形波信号を発生する比較手
段と、その第１の矩形波信号に所定の遅れ時間を与える
遅延手段とを備えることを特徴とする請求項１記載のパ
ルスレーザ加工機。
【請求項３】被加工物を移動させて加工位置を決定
し、レーザ発振器よりパルスレーザ光を前記加工位置に
照射して加工するパルスレーザ加工方法において、前記
加工位置における被加工物の材料の有無を検出し、前記
材料の有無の検出に基づいた第１の矩形波信号を出力す
るか、又は内部ジェネレータから発生される第２の矩形
波信号を出力するかを切り換え、出力された第１又は第
２の矩形波信号の立ち上がりを基に前記レーザ発振器を
動作させるトリガ信号を発生し、前記第１の矩形波信号
又は第２の矩形波信号に基づいたタイミングでパルスレ
ーザ光が照射されるようパルスレーザ光の発振を制御す
ることを特徴とするパルスレーザ加工方法。
【請求項４】前記第１の矩形波信号は、前記検出信号
を二値化して発生し、発生した第１の矩形波信号に所定
の遅れ時間を与えることを特徴とする請求項３記載のパ
ルスレーザ加工方法。