JP3779639B2 - レーザ・マーキング法およびこの方法を実施する装置 - Google Patents

レーザ・マーキング法およびこの方法を実施する装置 Download PDF

Info

Publication number
JP3779639B2
JP3779639B2 JP2002104325A JP2002104325A JP3779639B2 JP 3779639 B2 JP3779639 B2 JP 3779639B2 JP 2002104325 A JP2002104325 A JP 2002104325A JP 2002104325 A JP2002104325 A JP 2002104325A JP 3779639 B2 JP3779639 B2 JP 3779639B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
markable
laser marking
irradiation
target material
sample
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2002104325A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2003181659A (ja
Inventor
ミンヒュイ、ホン
ヨンフェン、ルー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Data Strage Institute
Original Assignee
Data Strage Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Data Strage Institute filed Critical Data Strage Institute
Publication of JP2003181659A publication Critical patent/JP2003181659A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3779639B2 publication Critical patent/JP3779639B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/24—Ablative recording, e.g. by burning marks; Spark recording
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/082—Scanning systems, i.e. devices involving movement of the laser beam relative to the laser head
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/361—Removing material for deburring or mechanical trimming
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/40—Removing material taking account of the properties of the material involved
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/001—General methods for coating; Devices therefor
    • C03C17/002—General methods for coating; Devices therefor for flat glass, e.g. float glass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/06—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with metals
    • C03C17/09—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with metals by deposition from the vapour phase
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C23/00—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments
    • C03C23/0005—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments by irradiation
    • C03C23/0025—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments by irradiation by a laser beam
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/04—Coating on selected surface areas, e.g. using masks
    • C23C14/048—Coating on selected surface areas, e.g. using masks using irradiation by energy or particles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24—Vacuum evaporation
    • C23C14/28—Vacuum evaporation by wave energy or particle radiation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/30—Organic material
    • B23K2103/42—Plastics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26
    • B23K2103/52—Ceramics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/26—Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/26—Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used
    • B41M5/262—Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used recording or marking of inorganic surfaces or materials, e.g. glass, metal, or ceramics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/26—Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used
    • B41M5/382—Contact thermal transfer or sublimation processes
    • B41M5/38207—Contact thermal transfer or sublimation processes characterised by aspects not provided for in groups B41M5/385 - B41M5/395
    • B41M5/38221—Apparatus features
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2218/00—Methods for coating glass
    • C03C2218/30—Aspects of methods for coating glass not covered above
    • C03C2218/32—After-treatment

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Thermal Transfer Or Thermal Recording In General (AREA)
  • Dot-Matrix Printers And Others (AREA)
  • Laser Beam Printer (AREA)

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は特に、非限定的に、硬質光透過性物質のレーザ・マーキング法およびこの方法を実施する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
各種材料の永久的マーキングと印刷は一般に行われまた種々の技術が使用されている。ガラスなど硬質光透過性物質などの材料は高い硬度を有しまた脆いので、これらの材料のマーキング法はこのような特性を考慮する必要がある。
【０００３】
硬質材料にマーキングする通常の方法は機械的工具を使用して材料表面の擦過によって直接に材料表面に書込むにある。しかし、例えばガラスの表面にこの方法を使用する際の問題点は擦過線の縁部にそって多数の微小亀裂が生じることにある。このような微小亀裂が材料を弱化させ、マーキングの品質を低下させる。他の技術はレーザ融除を使用するにある。高レベルのレーザエネルギーフルーエンスにおいては（「フルーエンス」とは照射面積あたり照射されるレーザエネルギー単位と定義される）、このレーザエネルギーが硬質材料の分解を生じるので、材料粒子が除去され材料から外部に投げ出されて孔またはピットを残す。融除技術はガラス表面にマーキングするために、またガラス本体内部にマーキングするために使用されてきたが、この技術も、レーザエネルギーの吸収による加熱を材料中の熱応力の故に、マーキング区域の回りに微細亀裂を生じる。融除のためにフッ化物エキシマー・レーザを使用することによりガラス上に微細亀裂を伴なわないマーキングが示されているが、このレーザソースは高価であり、ビーム品質が低く、低いマーキング解像度を生じ、また複雑な構造を有する。
【０００４】
米国特許第６，２３８，８４７号および米国特許第６，０７５，２２３号はガラス、セラミックス、プラスチックおよび金属のレーザ・ベース・マーキング法を提案している。基板の表面に対してマーキング物質層が被着され、所望のパタンに従ってレーザビームで照射される。照射された部分が照射作用によって加熱されて、基板の表面に対して接着しまたは化学的に結合する。次に非照射部分を除去して基板表面上にパタンを残す。しかしこれらの方法をガラスのマーキングに使用した場合、高レーザエネルギーレベルで微細亀裂が形成される可能性がある。米国特許第６，２３８，８４７号は、マーキング材料を第２レーザビームによって接着させる前に第１レーザビームによって基板およびマーキング材料を予熱すれば微細亀裂のリスクが低減されると記載している。
【０００５】
従って、微細亀裂を生じることなく、また／あるいは予熱などの微細亀裂のリスクを低減させる追加段階を必要とせず、また／あるいは別個のマーキング材料層を被着させる必要なく、また／あるいは簡単で低廉なレーザマーキング法が必要とされている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
従って本発明の第１アスペクトは、
ターゲット物質の標本をマーキング可能物質の標本から離間配置する段階と、
ターゲット物質の少なくとも一部が融除されてマーキング可能物質の表面上に投げ出されるようにターゲット物質の融除しきい値以上のエネルギーフルーエンスを有する照射ビームをターゲット物質上に指向する段階と、
前記マーキング可能物質の表面に対して、このマーキング可能物質の融除しきい値未満のエネルギーフルーエンスを有する照射ビームを露出して、前記の融除された物質と前記のマーキング可能物質の表面との間に相互作用を生じて、前記マーキング可能物質の表面を前記融除された物質によってマーキングする段階とを含むレーザマーキング法を提供するにある。
【０００７】
前記方法は微細亀裂の形成を低減させまたはまったく伴なわないで、物質のマーキングを可能とする。マーキング可能物質が露出される照射フルーエンスはこのマーキング可能物質の融除レベル未満であるので、この物質は損傷から防護される。ターゲット物質の融除はマーキング可能物質の融除しきい値未満のフルーエンスで達成することができるので、この方法全体はマーキング可能物質を防護することのほかに、比較的低いフルーエンスレベルで実施することができるから、これはコスト面から有利である。またターゲット物質の融除は融除された物質をマーキング可能物質の表面上に局所的に投げ出すので、融除物質は前記表面全体の上に層をなして付着させられる必要はなく、所望のパタンに従って直接に堆積させられる。
【０００８】
好ましい実施態様においては、照射ビームがマーキング可能物質を通してターゲット物質上に指向されるように、マーキング可能物質がターゲット物質に対して配置される。同一の照射ビームがターゲット物質を融除すると共に、マーキング可能物質表面を照射してこの面にマーキングするようにするために、このような配置が使用される。融除された物質は、照射ビームがマーキング可能物質を通過する点において（照射の伝搬方向に関して）マーキング可能物質の裏面に投げ出されるので、新規に入射する照射ビームが前記裏面と先に融除された前記裏面上の物質とに遭遇した後に、ターゲット物質に到達してさらに融除を成す。このような配置の使用は、マーキング可能物質が実質的に照射ビームに対して透過性であることを意味する。従ってこの方法は特にガラスなどの透過性硬質面に適している。
【０００９】
望ましくは、照射ビームがパルス列として加えられる。従ってマーキング可能物質は連続的照射を受けることなく、また照射ビームの吸収によってマーキング可能物質の中に発生する熱はパルスの間に消失することができる。適当なパルス持続時間の例は数１０または数１００ナノ秒であって、多くのパルス照射ソースが使用され、例えばＮｄ：ＹＡＧ Ｑ−スイッチレーザを含むＱ−スイッチレーザである。
【００１０】
入射パルスの末尾がマーキング可能物質を通過してしまう前に融除された物質がマーキング可能物質の裏面に到達できるようにターゲット物質とマーキング可能物質との間隔およびパルスの持続時間が選択されるならば、同一照射パルスによって融除と相互作用とが実施される。このようにして、次に融除された物質が堆積される前に、マーキング可能物質表面にマーキングする相互作用が生じる。あるいは、融除と相互作用とを別々の照射パルスによって達成することもできる。
【００１１】
さらに本発明は照射ビームのフルーエンスのモニタリングを含み、またこの場合にはモニタリングに応答して照射フルーエンスを制御する段階を含む。マーキング可能物質が損傷されることなくうまくマーキングされるためには、フルーエンスがマーキング可能物質の融除しきい値未満、ターゲット物質の融除しきい値以上でなければならない。フルーエンスをモニタリングし制御することにより、フルーエンスは常に適当レベルに保持される。
【００１２】
さらに本発明の方法は前記表面、ターゲット物質および融除された物質から反射され散乱される放射ビームの量を検出し分析する段階を含み、また従って融除された物質がマーキング可能物質の表面上に投げ出されるように、前記反射され散乱された放射量の分析に対応してターゲット物質とマーキング可能物質との間隔を調整する段階を含む。前記間隔が大きすぎると融除された物質が前記表面に達するには不十分な動的エネルギーを有するので、マーキングが生じない。しかし、融除物質が前記表面に到達して相互作用する時に検出された照射ビームがある種の識別可能のフィーチャを有することが示されているので、照射ビームの検出の分析はこの方法が確実に実行されていることの指標として使用されることができる。従って検出と分析に対応する間隔の能動的制御がこの方法を適正に実行し続けるのに役立つ。
【００１３】
望ましくは、本発明の方法はマーキング可能物質の表面上に投げ出される融除物質の量が前記表面上に所望の色調のマークをマーキングするのに十分となるようにターゲット物質とマーキング可能物質との間隔を設定する段階を含む。より多量の融除物質量はマーキング可能物質上に濃い色調のマークを生じる。融除物質はターゲット物質から投げ出される際に一定の範囲内の運動エネルギーを有し従って一定の範囲内の横方向広がりを有するので、前記間隔の変更は前記表面に到達してマーキングに役立つ融除物質の量を変動させる。これが色調の制御を生じる。
【００１４】
あるいはまたは追加的に、本発明は融除されてマーキング可能物質上に投げ出されるターゲット物質の量が前記表面上に所望色調のマークをマーキングするのに十分となるように照射ビームのフルーエンスを設定する段階を含む。より高いフルーエンスはより多量のターゲット物質を融除し、融除物質に対してより大きな運動エネルギーを与えるので、より多量の融除物質がマーキング可能物質に到達してそのマーキングに役立ちその色調を増大させる。
【００１５】
さらに本発明は、マーキング可能物質の表面に所望パタンに従ってマーキングするように照射ビームの方向とマーキング可能物質の標本とを相互に移動させる段階を含む。
【００１６】
ターゲット物質は銅、ケイ素、アルミニウム、銀、クロム、チタン、タングステンおよびその他の金属、半導体またはその他の固体物質のいずれか１つである。相異なる物質が相異なるマーキングカラーを生じる。
【００１７】
照射は光学照射とすることができ、その多くの光源が存在する。
【００１８】
本発明の第２アスペクトは、
ターゲット物質の標本と、
放射ビームを発生するように作動する照射光源とを備え、
前記ターゲット物質の標本から離間されたマーキング可能物質の標本の表面上に融除された物質が投げ出されるようにターゲット物質の少なくとも一部を融除し、また、
前記マーキング可能物質の標本の表面を照射して融除された物質と前記表面との間に相互作用を誘発することによって、前記表面を融除物質をもってマーキングするように成されたマーキング可能物質の標本のレーザマーキング装置に関するものである。
【００１９】
この装置は本発明の第１アスペクトによる方法を実施するのに適当である。
【００２０】
好ましくは前記装置はさらに少なくとも照射光源の動作を制御するように作動するコントローラを含む。
【００２１】
前記装置はさらに前記コントローラによって制御されて、前記表面が所望パタンに従ってマーキングされるために前記照射ビームと前記マーキング可能物質の標本との間に相対運動を生じるように作動する走査装置を含む。好ましくはこの走査装置は照射ビームを走査するように作動するガルバノメータに基づくビームスキャナを含む。ガルバノメータスキャナは照射ビームの迅速、正確また反復自在の運動を生じることができる。
【００２２】
本発明の装置は、さらに照射光のエネルギーを測定してこの測定値を前記コントローラに送付するエネルギーメータを含み、前記コントローラは前記測定値に応答して前記照射光源を制御するように作動する。このようにして、照射ビームのエネルギーフルーエンスがマーキング可能物質の融除しきい値未満にまたターゲット物質の融除しきい値以上に留まるように連続的に制御される。
【００２３】
好ましい実施態様において、本発明の装置はさらにターゲット物質標本とマーキング可能物質標本との間隔を調整するように作動する調整可能ステージを含む。間隔の制御はマークの色調の制御を生じる。また装置の動作に関して、前記間隔は融除物質がマーキング可能物質に到達する程度に小さいように調整されることが重要である。
【００２４】
望ましくは、本発明の装置はさらにマーキング可能物質およびターゲット物質の表面および融除された物質から散乱され反射された照射量を検出して検出信号を前記コントローラに送付するように作動するデテクタを含み、前記コントローラが前記検出信号に応答して前記調整可能ステージを作動するように成される。前記検出信号は前記間隔が十分に小さい時を表示するので、この間隔は自動的に適当距離に保持されることができる。
【００２５】
適当には、光学的照射を発生するように照射光源が作動する。このような光源は多数ある。
【００２６】
以下、本発明を図面に示す実施例について詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
【００２７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１アスペクトの１つの実施例によるレーザマーキング実施に適した装置の実施態様を示す。
【００２８】
照射光源１０はパルス出力を発生することのできるレーザを含む。このレーザは周波数倍増・ダイオードポンピング・Ｑ−スイッチ型ネオジミウム：イットリウム アルミニウム ガーネット型（Ｎｄ：ＹＡＧ）レーザであって、１０ｋＨｚの反復速度で１００ｎｓの持続時間を有する波長５３２ｎｍのパルスを発生する。発生されたパルスの従うレーザビーム通路は図１において点線で図示されている。ビームスプリッター１２がこのビーム通路の中に配置され、レーザ出力の５％を反射し残部の９５％を伝送するように被覆されている。ビームスプリッター１２の下流にビーム通路の中にビーム走査装置１６が配置され、収束レンズと駆動システムによって駆動されるビーム舵取りレンズとを収容する。
【００２９】
ｘ−ｙ面における運動を生じるモータ駆動ｘｙ並進ステージ２４がその上にマイクロメータを搭載され、このメータがｚ方向運動を生じる。この並進ステージの上にターゲット物質の標本が載置され、この全体は、レーザビームがビーム走査装置１６によって指向された後にターゲット物質上に入射するように配置されている。
【００３０】
コントローラ２６は電子コントローラまたはコンピュータ化コントローラ、例えばＰＣなどの汎用コントローラであって、これはプログラミング可能型および／または予プログラミングされたメモリモジュールを受けることができるように成されている。コントローラ２６は物理的接続または遠隔接続３０、例えばケーブルによって照射光源１０に対して接続され、レーザ出力を含めて照射光源の機能を制御するように作動する。
【００３１】
エネルギーメータ１４がレーザスプリッター１２から反射されたレーザ出力の５％を受けるように配置されて、反射出力エネルギーを測定する。接続３２、例えばケーブルがエネルギーメータ１４をコントローラ２６に接続するので、コントローラ２６は照射光源１０の出力に関する情報を受けることができる。コントローラ２６は測定された５％から全レーザ出力エネルギーを自動的に計算できるように構成されている。
【００３２】
他の接続３４，例えばケーブルがコントローラ２６をビーム走査装置１６に接続する。コントローラ２６は走査情報をビーム走査装置１６に送ってレーザビームがどのように移動させられ走査されるかを制御する。追加的接続３６がコントローラ２６を並進ステージ２４と接続するので、コントローラ２６は入射レーザビームに対する並進ステージ２４およびその上に保持された標本の位置を調整することができる。さらにこの接続３６を通してコントローラ２６はマイクロメータ２２を操作することができる。
【００３３】
最後に、時間分解型フォトデテクタが並進ステージ２４に隣接して配置されて、ターゲット物質およびその周辺から散乱され反射された光を検出する（下記に詳細に説明するように）。フォトデテクタは検出された光に対応する信号を接続３８を通してコントローラに送ることができる。
【００３４】
マーキング可能物質の標本をマーキングしまたは印刷するように装置を操作するため、ターゲット物質の標本が所望の印刷カラーを生じるように選定される。印刷されるべきマーキング可能物質の標本１８がマイクロメータ２２の上に載置され、ターゲット物質の上方にターゲット物質から離間して保持される。マイクロメータ２２の運動がマーキング可能物質とターゲット物質との間隔を調節する。マーキング可能物質１８は、その印刷される面４０がターゲット物質２０に対向しまたビーム走査装置１６と反対側に向くように配置される。レーザビームの伝搬方向に関して言えば、面４０はマーキング可能物質１８の裏面と考えられる。マーキング可能物質１８は照射光源１０によって放射される波長に対して透過性である。
【００３５】
照射光源１０はビームの形のパルス列を発生するように操作される。ビームは（大部分が）ビームスプリッターを通過し、ビーム走査装置１６に達し、そこでビームはターゲット物質２０の表面に適当スポットサイズを生じるように収束されまたターゲット物質２０に対して指向される。このスポットサイズは、ターゲット物質２０が照射された時に融除されるように、ターゲット物質２０においてこのターゲット物質の融除しきい値を超えるレーザエネルギーフルーエンスを達成する必要性から決定される。このレーザエネルギーフルーエンスは照射単位面積あたりのレーザエネルギーと定義されるので、収束スポットサイズとレーザビームの出力とに依存している。さらに追加的な要件として、マーキング物質１８が融除されないように、マーキング可能物質に対するフルーエンスはマーキング物質１８の融除しきい値未満でなければならない。従ってターゲット物質２０とマーキング物質１８のそれぞれの融除しきい値が相違し、しかも好ましくはこのような相違が照射光源１０の通常の作動パラメータの範囲内においてまたビーム走査装置１６のレンズの収束能力の範囲内において容易に達成されるように、これらの物質を選定しなければならない。図１においてはレーザビームはターゲット物質２０の表面に向かって収束するように図示されているが、さもなければビーム走査装置１６中のレンズはビームをこの装置１６の中において収束させまた再視準するように構成することができる。重要なことは、正確なフルーエンスが達成されるようにターゲット物質における実際のビームサイズを決定するにある。
【００３６】
適当に収束され／視準されたビームがターゲット物質２０に向かって指向され、このビームは（そのフルーエンスが融除しきい値未満であるので）マーキング可能物質１８を損傷することなく、また（マーキング可能物質１８がレーザビームの波長に対して光透過性であるので）この物質１８によって著しく吸収されることなく、この物質１８を通過した後にターゲット物質２０を照射する。フルーエンスがターゲット物質２０の融除しきい値以上であるので、ターゲット物質２０の一部が融除されてプラズマを形成し、ターゲット物質２０からマーキング可能物質１８の背面４０に向かって投げ出される。プラズマは多数の微細なイオン粒子を含む高温・高圧ガスである。融除された物質の一部または全部が裏面４０上にレーザビーム通路の範囲内で付着する。そこでマーキング可能物質１８の裏面４０とその上に付着した融除物質が全部レーザ照射を受ける。照射を受ける結果、各物質が複雑に相互干渉させられて、マーキング可能物質１８の表面物質がこの表面物質の中にドーピングされた融除物質によって変性される。プラズマがマーキング可能物質１８の裏面４０を爆撃してガラスを軟化し、微細欠陥を導入する。これらの表面変化により融除物質のプラズマ粒子が裏面４０の中に埋込まれるのでガラスが変性される。さらに変性されたガラスがレーザ照射に対して光透過性でなくなり、逆に照射を吸収しはじめる。これが相互作用をさらに増進する。従って、マーキング可能物質１８の裏面４０上に永久的マークが形成される。
【００３７】
ターゲット物質２０から投げ出された融除物質は運動エネルギーを有し、この運動エネルギーは融除物質がマーキング可能物質１８の裏面４０に到達できる程度でなければならない。従ってターゲット物質２０とマーキング可能物質１８との間隔は融除物質が到達できる程度に小さいことが重要であり、さもなければマーキングが生じない。
【００３８】
レーザ出力は脈動的出力である。従って、マーキング可能物質１８は連続的に照射されることなく、従ってもし吸収が生じなければ、蓄積された熱がパルス間において消散させられ、マーキング可能物質１８に対してなんらの熱的損傷を生じない。
【００３９】
単一のパルスの中において融除とマーキング相互作用とが生じうる程度にパルス時間が長くまた／あるいはパルス間隔を短くすることができる。これは、パルスの尾端がマーキング可能物質１８を通過してしまう前に融除物質が裏面４０に到達する時間を有する場合であって、この場合には融除物質が裏面４０に到達する従って、相互作用を生じるのに必要な照射が存在する。これは、後続の融除物質が堆積させられる前にすべての融除物質が相互作用するのであるから、マーキングプロセス全体をよく制御することが可能となる。しかし、これより短いパルス／より長いパルス間隔を使用して１つのパルスが融除を生じ次のパルスが相互作用を生じるようにして満足な結果を得ることができる。
【００４０】
しかしマーキングプロセスの多くのパラメータを変更し、所望ならばコントローラ２６を使用して制御することができる。マーキング可能物質１８の上にワード、ロゴ、画像、線図またはバーコードなどの所望の印刷パタンまたはマークパタンを生じるためには、入射ビームとマーキング可能物質１８とを相互に移動させる必要がある。これは、コントローラ２６を使用してビーム走査装置１６を制御し、ビームをマーキング可能物質１８上にパタンを形成するように移動させることによって達成することができる。コントローラ２６が必要な運動を実施するようにプログラミングすることができる。任意適当な走査動作を使用することができる。例えばパタンの各構成部分を１つづつトレースすることができ、またはレーザビームをパタン全体にそってライン・ラスタリングすることによって構成されたビルトアップ・ラインとすることができる。ビーム走査装置１６は所望の走査運動を生じることのできる任意の型とすることができる。特に適当な装置はガルバノメータスキャナであって、このスキャナの中においてビームはガルバノメータドライバによって駆動される可動ミラーによって方向付けられる。ガルバノメータスキャナは高速、高精度および反復自在のビーム走査を生じ、広く使用することができる。
【００４１】
あるいは相対運動は、ビームを静止状態に保持し、これに対してコントローラ２６の制御で並進ステージを移動させてマーキング可能物質１８を移動させることによって達成することができる。また、マーキング可能物質１８の大きな標本上に大きなパタンをマークするために、並進ステージ２４をビーム走査装置１６と連動的に使用することができる。
【００４２】
ビームまたはマーキング可能物質１８またはその両方を移動させる際に、もちろんマーク形成のためターゲット物質２０を融除できるように、このターゲット物質がビーム通路の中に留まることが重要である。
【００４３】
レーザフルーエンスがマーキング可能物質１８の融除しきい値未満の、しかしまたターゲット物質２０の融除しきい値以上の必要限界値の範囲内にあるように、レーザフルーエンスをコントローラ２６によって制御することができる。フルーエンスが低すぎるとマーキング可能物質１８の裏面４０に物質を堆積させるための融除が生ぜず、従ってマーキングが生じない。これに対してフルーエンスが高すぎると、マーキング可能物質１８が融除によって損傷されて微細亀裂を生じる。エネルギーメータ１４は照射光源１０のエネルギー出力を連続的にモニタしてこれをコントローラ２６に通信することができ、コントローラ２６は照射光源出力を変更することができ、また必要フルーエンスを生じるためのエネルギー出力をプログラミングされることができる。従って、フルーエンスが所望のレベルに保持されるように、照射光源１０の出力変動を迅速に自動的に修正することができる。
【００４４】
もし必要なら、相互干渉、従ってマーキングの有無をモニタし修正することができる。ターゲット物質２０の上側面、マーキング可能物質１８の裏面４０およびこの裏面４０まで移動して堆積される融除物質から散乱され反射される光を検出するために光デテクタ２８が配備される。時間関数として検出される光量が裏面４０上に堆積される融除物質の量と共に変動することを測定結果が示している。堆積されない融除物質の関数と堆積された融除物質の関数との間において関数形状が著しく変動する。コントローラ２６は光デテクタ２８から検出信号を受け、また２つのケースを識別するために関数分析するようにプログラミングされることができる。例えば、例えば、曲線下方の積分値はこれらの２つのケースについて相異なる結果を示す。融除物質がほとんどまたはまったく裏面４０に達しないことをコントローラ２６が認識すれば、コントローラ２６は修正動作をとることができる。コントローラ２６は、接続３６にそって信号を送る事によって、マイクロメータ２２を調整して、融除物質が裏面４０に到達できるようになるまでターゲット物質２０とマーキング可能物質１８との間隔を低減させる。あるいは、または追加的に、コントローラ２６はレーザフルーエンスを増大させることができる。これにより、融除物質が間隔を横断するための運動エネルギーを増大することができる。このようにしてマーキングプロセスがリアルタイムで制御される。所望ならば、関数分析をより詳細に実施して、堆積された融除物質の量または比率をコントローラによってモニタすることができる。
【００４５】
図２はフォトデテクタ２８によって検出された時間分解信号の記録例を示す。これらの例は、間隔ｄの範囲において時間ｔに対する測定信号振幅Ａの変動グラフとして図示されている。これらの結果は、銀ターゲットに対して融解石英基板（マーキング可能物質）をマーキングすることによって得られた。レーザ波長は２４８ｎｍ、パルス持続時間は２３ｎｓ、またレーザフルーエンスは７．２Ｊ／ｃｍ２（０．７２ｍＪ／ｍ２）であった。それぞれ１．９５ｍｍ、０．７９ｍｍ、０．５４ｍｍおよび０．２２ｍｍの間隔に対するグラフが図示されている。信号の形状が間隔と共に著しく変動することは明かである。大きな間隔においては、２つの初期ピークが存在し、次に振幅の急速な降下が見られる。小さな間隔においては、振幅ははるかにゆっくりと減少するが、これは光が裏面４０上に堆積した融除物質から散乱され反射されていることを示す。裏面４０上の融除物質の堆積はマーキングの発生することを意味する。
【００４６】
カラー印刷またはカラーマーキングは相異なるターゲット物質を使用することによって達成される。例えば銅は赤いマークを生じ、ケイ素は黒いマークを生じ、アルミニウムまたは銀は白いマークを生じ、クロムは黄色いマークを生じ、チタンは灰色マークを生じ、またタングステンは青いマークを生じる。これらの色およびその他の色を得るためにその他のターゲット物質を使用することができる。装置の他の部分を剥離しまたは再構成することなくターゲット物質２０を変更するのは簡単な手順であるから、マーキング可能物質１８の単一の標本の多色印刷は容易に実施することができる。
【００４７】
カラー範囲のほか、相異なる色調をも達成することができる。マークの色調は裏面４０上にどれだけの融除物質が相互作用のために堆積されたかに依存するので、より多量の物質を堆積させれば濃い色調が得られる。従って濃い色調を生じる簡単な方法はビームとマーキング可能物質１８はそのままにして、所要量の融除物質を数パルスで堆積させるにある。
【００４８】
しかし、これより高度の制御を実施することができる。融除物質はターゲット物質から一定の運動エネルギー範囲で投げ出されるのであるから、融除物質のそれぞれの粒子はそれぞれの距離を走行することができる。従って、間隔が非常に小さければ、すべての融除物質が裏面４０に達する。しかしこの間隔が増大するに従って、裏面４０に達するのに十分な運動エネルギーを有する融除物質の割合が減少する。従って、単一の箇所に多数のパルスを使用することなく間隔を増減させて所望量の融除物質を堆積させることによりマークの色調を変動させることができる。この間隔は、例えばフォトデテクタからの信号に応答してコントローラ２６によって制御することができる。
【００４９】
間隔の制御の代わりにまたは間隔制御と共にレーザエネルギー・フルーエンスを制御することによって同様の効果を達成することができる。より高いフルーエンスは融除物質に対して、より大きな運動エネルギーを与えるので、融除物質のより大きな割合が裏面４０に達してマークを形成し、より濃い色調を生じることができる。
【００５０】
図３は本発明の方法の実施態様を使用することによってガラス上に印刷されたマークの例を示し、それぞれ相異なるカラーと相異なる色調を表示する。実施例４２，４４および４６は赤色で印刷されたパタンであって、それぞれ相異なる色調を示す。実施例４２は最も明るい色調であり、実施例４６は最も濃い色調である。実施例４８と５０は黒色で印刷されたパタンであって、実施例４８は実施例５０より明るい色調を有する。付図に示すスケールの各小区分は１ｍｍであって、印刷の分解度と解像度を詳細に示す。
【００５１】
図４（ｂ）は本発明の方法の実施態様を使用してガラス基板上に印刷されたパタンの他の例を示し、達成可能の上質印刷を表示する。印刷線の縁部には微細亀裂またはその他の損傷は見られない。この画像は、スケールによって示されるように拡大されている。比較の目的から、図４（ａ）は通常のレーザ融除技術によってガラス基板上にマーキングされた同様のパタンを示す。通常のレーザ融除は非常に劣った品質の画像を示し、ガラスの中に熱誘導応力によって生じる微細亀裂の形の多数の損傷が見られる。図４（ａ）のレーザ融除パタンは３２Ｊ／ｃｍ２（３．２ｍｌ／ｍ２）のレーザフルーエンスによって得られたのに対して、図４（ｂ）のパタンははるかに低い２．５Ｊ／ｃｍ２（０．２５ｍｌ／ｍ２）のフルーエンスによって得られた。図４（ｃ）はガラス基板上のロゴマークおよび中国の詩と絵画のレーザマーキング画像を示す。これらの画像は、処理パラメータを適当に選択し、またこれに関連してガルバノメータの制御のためにデジタル画像ファイルからベクトル・ファイルにファイル変換して前記の技術を使用して得られた。このようにして、本発明の方法は通常技術より一桁低いレーザフルーエンスを使用して実施することができるので、本発明の方法はそれだけ低コストで安全である。これらの両方のパタンを製造するためにＮｄ：ＹＡＧレーザが使用された。
【００５２】
本発明の方法および装置を使用するには多くの照射光源が適当である。レーザ光線は適当なフルーエンスレベルを生じることのできる簡便な光源である。さらに詳しくは紫外線から赤外線までの任意の波長を使用することができるが、与えられた印刷工程に対する光源の選択は使用される物質に依存している。例えば、図１に図示の構造が使用される場合、使用される波長はマーキング可能物質が実質的に透過性となる波長でなければならない。前述のように照射パルスの使用が好ましいが、連続的な波長照射によってもマーキングを実施することができる。前記のナノ秒周波数−二重ダイオードポンピング型Ｎｄ−ＹＡＧレーザがシステムの信頼性とコストの観点から特に適当な光源である。
【００５３】
図１に図示の装置は、より多くのまたはより小数のフィーチャを備えるように変更することができる。例えば、フルーエンスと間隔の変更は、コントローラの制御によって実施するのでなく手動的に実施することができ、エネルギーメータとフォトデテクタの読取値に対応して実施することができ、あるいは目視観察によるマーキングプロセスの判断によって実施することができる。パルス照射が使用される場合、遅延線を有するある種の電子トリガリングを使用して、フォトデテクタがマーキングと同期的に作動して検出された信号の予選択部分のみを分析できるようにすることができる。例えば照射光源の波長などの他のパラメータをモニタするために（特に回転式光源を使用する場合）、前記以外のデテクタとガルバノメータを使用することができる。
【００５４】
マーキング可能物質、ターゲット物質および照射ビームの方向の前記以外の組合わせを使用することができる。このようにして、本発明の方法を不透過性物質のマーキングに使用することができる。例えば、照射ビームがマーキング可能物質を貫通するのでなくマーキング可能物質とターゲット物質との間を通過することができるようにターゲット物質上に斜方向に向けられる。この場合、マーキング可能物質の面を照射に露出するように、第２照射ビームを使用することができる。また、ターゲット物質とマーキング可能物質との特定の組合わせにおいて相異なる波長またはフルーエンスによって相互干渉の得られることが発見された場合には２つの別々のビームを使用することができる。
【００５５】
前述において、用語「マーキング可能物質」とは、本発明の趣旨の範囲内にある方法によってマーキングすることのできる任意物質を意味するものとする。この方法は特にガラスなどの不透過性の硬質物質に関するものであるが、また本発明は乳白ガラスおよびセラミックスなどの微細亀裂を生じる傾向のある他の硬質物質、および対応の照射ビームを受けた時に堆積された融除物質と表面物質との間の相互作用によってマーキングされるなんらかの物質にも適用される。用語「透過性」とは、好ましくはこの物質に対して不適当な損傷を与えることなく適当な融除を生じるのに十分な入射照射ビーム量を下層のターゲット物質に対して伝送する物質を言うものとする。用語「硬質」とは、高レベルの硬度を有し、脆弱で、微細亀裂を生じる傾向のある物質を言うものとする。
【００５６】
本発明の主旨の範囲内において、本発明の請求の範囲に関連するとしないとに関わらず、または本発明によって呈示された任意またはすべての問題点を解決するとしないとに関わらず、本明細書において明示的にまたは暗示的に開示された任意の新規フィーチャまたはフィーチャ組合わせまたはその任意の一般化が含まれるものとする。またここに出願人は、本出願またはこれから誘導される任意の他の出願の提出に際して、これらのフィーチャに対して新規な請求項が編成されることを注意しよう。さらに詳しくは、出願された請求項に関して言えば、それぞれの請求項のフィーチャがそれぞれ別個の請求項のフィーチャと組合わされることができ、またそれぞれの請求項のフィーチャが、それぞれの請求項に記載された特定の組合わせのみでなく、任意適当な手法で組合わされる。
【００５７】
本発明は前記の説明のみに限定されるものでなく、その趣旨の範囲内において任意に変更実施できる。
【００５８】
さらに疑義を差し挟む余地のないように言えば、用語「含む」は「のみから成る」の意味に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第２アスペクトによる装置の実施例を示す概略図。
【図２】図１の装置の一部を成すフォトデテクタの応答例を示すグラフ。
【図３】図１の装置を使用してガラス基板上にマーキングされたパタン例を示すグラフ。
【図４ａ】通常のマーキング法を使用してガラス上にマーキングされたパタン例を示す図。
【図４ｂ】本発明による方法および装置を使用してガラス上にマーキングされた同一パタンの図。
【図４ｃ】図１の装置を使用してガラス基板上に描写されたＤＳＩロゴ、中国の詩、ＤＳＩビルディングの写真および絵画を示す図である。
【符号の説明】
１０ 照射光源（レーザ）
１２ ビームスプリッター
１４ エネルギーメータ
１６ ビーム走査装置
１８ マーキング可能物質
２０ ターゲット物質
２２ マイクロメータ
２４ 並進ステージ
２６ コントローラ（ＰＣ）
２８ フォトデテクタ

Claims (23)

  1. ターゲット物質の標本をマーキング可能物質の標本から０．２２ｍｍ以上の間隔をおいて離間配置する段階と、
    ターゲット物質の少なくとも一部が融除されてマーキング可能物質の表面上に投げ出されるようにターゲット物質の融除しきい値以上のエネルギーフルーエンスを有する照射ビームをターゲット物質上に照射する段階と、
    ターゲット物質の標本をマーキング可能物質の標本から離間配置した状態で、前記マーキング可能物質の前記表面に対して、このマーキング可能物質の融除しきい値未満のエネルギーフルーエンスを有する照射ビームを照射して、少なくとも一部の融除されてマーキング可能物質の表面上に投げ出されたターゲット物質と前記のマーキング可能物質の表面との間に相互作用を生じて、前記マーキング可能物質の表面を前記融除された物質によってマーキングする段階と
    を含むレーザマーキング法。
  2. 照射ビームがマーキング可能物質を通してターゲット物質上に指向されるように、マーキング可能物質がターゲット物質に対して配置されていることを特徴とする請求項１に記載のレーザマーキング法。
  3. マーキング可能物質が実質的に照射ビームに対して透過性であることを特徴とする請求項２に記載のレーザマーキング法。
  4. 照射ビームがパルス列として加えられることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のレーザマーキング法。
  5. 融除と相互作用が同一の照射パルスによって実施されることを特徴とする請求項４に記載のレーザマーキング法。
  6. 融除と相互作用が相異なる照射パルスによって実施されることを特徴とする請求項４に記載のレーザマーキング法。
  7. さらに照射フルーエンスをモニタする段階を含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のレーザマーキング法。
  8. さらにモニタリングに対応して照射ビームのフルーエンスを制御する段階を含むことを特徴とする請求項７に記載のレーザマーキング法。
  9. さらに、前記表面、ターゲット物質および融除された物質から反射され散乱される照射量を検出し分析する段階を含むことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載のレーザマーキング法。
  10. 融除された物質がマーキング可能物質の表面上に投げ出されるように、前記反射され散乱された放射量の分析に対応してターゲット物質とマーキング可能物質との間隔を調整する段階を含むことを特徴とする請求項９に記載のレーザマーキング法。
  11. マーキング可能物質の表面上に投げ出される融除物質の量が前記表面上に所望の色調のマークをマーキングするのに十分となるようにターゲット物質とマーキング可能物質との間隔を設定する段階を含むことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載のレーザマーキング法。
  12. 融除されてマーキング可能物質上に投げ出されるターゲット物質の量が前記表面上に所望色調のマークをマーキングするのに十分となるように照射ビームのフルーエンスを設定する段階を含むことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載のマーキング法。
  13. マーキング可能物質の表面に所望パタンに従ってマーキングするように照射ビームの方向とマーキング可能物質の標本とを相互に移動させる段階を含むことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載のレーザマーキング法。
  14. ターゲット物質が銅、ケイ素、アルミニウム、銀、クロム、チタン、タングステンおよびその他の金属、半導体またはその他の固体物質のいずれか１つであることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載のレーザマーキング法。
  15. 照射が光学照射であることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれかに記載のレーザマーキング法。
  16. ターゲット物質の標本と、
    照射光源と、
    前記ターゲット物質の標本に面する表面を有するとともに前記ターゲット物質の標本から０．２２ｍｍ以上の間隔をおいて離間されたマーキング可能物質の標本と、
    前記照射光源を制御するコントローラであって、前記照射光源が、
    前記マーキング可能物質の標本の前記表面上に融除された物質が投げ出されるように前記ターゲット物質の少なくとも一部を融除するための放射ビームを生成するように、かつ
    前記ターゲット物質の標本を前記マーキング可能物質の標本から離間配置した状態で、前記マーキング可能物質の標本の前記表面を照射し前記融除された物質と前記表面との間に相互作用を誘発することによって前記表面を前記融除された物質をもってマーキングするように照射するための放射ビームを生成するように、
    前記照射光源を制御する前記コントローラと、
    を備えるレーザマーキング装置。
  17. さらに少なくとも照射光源の動作を制御するように作動するコントローラを含むことを特徴とする請求項１６に記載のレーザマーキング装置。
  18. 前記コントローラによって制御されて、前記表面が所望パタンに従ってマーキングされるために前記照射と前記マーキング可能物質の標本との間に相対運動を生じるように作動する走査装置を含むことを特徴とする請求項１６または１７のいずれかに記載のレーザマーキング装置。
  19. 前記走査装置は照射ビームを走査するように作動するガルバノメータに基づくビームスキャナを含むことを特徴とする請求項１８に記載のレーザマーキング装置。
  20. さらに照射ビームのエネルギーを測定してこの測定値を前記コントローラに送付するエネルギーメータを含み、前記コントローラは前記測定値に応答して前記照射光源を制御するように作動することを特徴とする請求項１６乃至１９のいずれかに記載のレーザマーキング装置。
  21. さらにターゲット物質標本とマーキング可能物質標本との間隔を調整するように作動する調整可能ステージを含むことを特徴とする請求項１６乃至２０のいずれかに記載のレーザマーキング装置。
  22. さらにマーキング可能物質およびターゲット物質の表面および融除された物質から散乱され反射された照射量を検出してこの検出信号を前記コントローラに送付するように作動するデテクタを含み、前記コントローラが前記検出信号に応答して前記調整可能ステージを作動するように成されたことを特徴とする請求項２０に記載のレーザマーキング装置。
  23. 照射光源が光学的照射ビームを発生することを特徴とする請求項１６乃至２２のいずれかに記載のレーザマーキング装置。
JP2002104325A 2001-10-16 2002-04-05 レーザ・マーキング法およびこの方法を実施する装置 Expired - Fee Related JP3779639B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SG200106342A SG122749A1 (en) 2001-10-16 2001-10-16 Method of laser marking and apparatus therefor
SG200106342-9 2001-10-16

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003181659A JP2003181659A (ja) 2003-07-02
JP3779639B2 true JP3779639B2 (ja) 2006-05-31

Family

ID=20430847

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002104325A Expired - Fee Related JP3779639B2 (ja) 2001-10-16 2002-04-05 レーザ・マーキング法およびこの方法を実施する装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6822189B2 (ja)
JP (1) JP3779639B2 (ja)
KR (1) KR20030032804A (ja)
GB (1) GB2380978B (ja)
SG (1) SG122749A1 (ja)

Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060213886A1 (en) * 2003-03-13 2006-09-28 Sanders Renatus H M Marking method and market object
US20050029240A1 (en) * 2003-08-07 2005-02-10 Translume, Inc. Dual light source machining method and system
CA2563775C (en) 2004-04-20 2014-08-26 Visualsonics Inc. Arrayed ultrasonic transducer
US20060000814A1 (en) * 2004-06-30 2006-01-05 Bo Gu Laser-based method and system for processing targeted surface material and article produced thereby
DE102005026038A1 (de) 2005-06-03 2006-12-07 Boraglas Gmbh Verfahren zur Markierung von Objektoberflächen
CA2628100C (en) 2005-11-02 2016-08-23 Visualsonics Inc. High frequency array ultrasound system
DE102005057916A1 (de) * 2005-12-02 2007-06-06 Boraglas Gmbh Verfahren zur Markierung von Einscheibensicherheitsglas
ATE432915T1 (de) * 2006-03-28 2009-06-15 Comadur Sa Verfahren zum dekorieren eines keramikteils
JP2009064801A (ja) * 2007-09-04 2009-03-26 Disco Abrasive Syst Ltd ウエーハ
DE102007046176A1 (de) * 2007-09-26 2009-04-02 Mobil-Mark Gmbh Anordnung und Verfahren zur Beschriftung einer Oberfläche eines Substrats
CN101990481A (zh) * 2008-04-10 2011-03-23 应用材料股份有限公司 激光切割平台
US9173047B2 (en) 2008-09-18 2015-10-27 Fujifilm Sonosite, Inc. Methods for manufacturing ultrasound transducers and other components
EP3309823B1 (en) 2008-09-18 2020-02-12 FUJIFILM SonoSite, Inc. Ultrasound transducers
US9184369B2 (en) 2008-09-18 2015-11-10 Fujifilm Sonosite, Inc. Methods for manufacturing ultrasound transducers and other components
DE102008059757A1 (de) * 2008-12-01 2010-06-02 Tesa Se Verfahren zum Markieren oder Beschriften eines Werkstücks
US8663754B2 (en) * 2009-03-09 2014-03-04 Imra America, Inc. Pulsed laser micro-deposition pattern formation
US8524139B2 (en) * 2009-08-10 2013-09-03 FEI Compay Gas-assisted laser ablation
US8389895B2 (en) * 2010-06-25 2013-03-05 Electro Scientifix Industries, Inc. Method and apparatus for reliably laser marking articles
US8772671B2 (en) 2010-06-30 2014-07-08 Resonetics, LLC Precision laser ablation
KR101249245B1 (ko) * 2011-02-17 2013-04-01 한국조폐공사 레이저 마킹으로 입체 보안 필름의 이미지 패턴을 형성시키는 방법
WO2012132653A1 (ja) * 2011-03-30 2012-10-04 日本碍子株式会社 金属部材へのマーキング方法
WO2012150926A1 (en) * 2011-05-02 2012-11-08 Ipg Photonics Corporation Laser-based marking method and apparatus
DE102011108310A1 (de) * 2011-07-25 2013-01-31 Smart Move Gmbh Laserscanvorrichtung
US10357850B2 (en) * 2012-09-24 2019-07-23 Electro Scientific Industries, Inc. Method and apparatus for machining a workpiece
CN102700281A (zh) * 2012-04-26 2012-10-03 湖北联合天诚防伪技术股份有限公司 一种环保型激光精细脱铝的方法
US9472505B2 (en) * 2013-12-12 2016-10-18 Intel Corporation Die or substrate marking using a laser
KR101528360B1 (ko) * 2014-01-07 2015-06-15 코리아테크노(주) 마킹유닛과 이것을 이용한 웨이퍼 분류장치
EP3177965A4 (en) 2014-08-07 2018-03-14 Orbotech Ltd. Lift printing system
CN104195527B (zh) * 2014-09-16 2015-08-26 山东省科学院激光研究所 毛细玻璃管表面镀碳膜装置
US10193004B2 (en) 2014-10-19 2019-01-29 Orbotech Ltd. LIFT printing of conductive traces onto a semiconductor substrate
CN107208256B (zh) 2015-01-19 2020-08-11 奥博泰克有限公司 使用牺牲支持体的三维金属结构体的打印
JP2018523751A (ja) 2015-07-09 2018-08-23 オルボテック リミテッド Ｌｉｆｔ放出角度の制御
US20170014945A1 (en) * 2015-07-17 2017-01-19 Laserax Inc. Methods and systems for laser marking an identifier on an industrial product
RU2616703C2 (ru) * 2015-08-07 2017-04-18 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики" (Университет ИТМО) Способ цветной маркировки поверхности металла или его сплава лазерным импульсным излучением
CN106541132B (zh) * 2015-09-18 2018-09-25 广东汉邦激光科技有限公司 激光3d打印机及其调焦系统及方法
JP6555048B2 (ja) * 2015-09-24 2019-08-07 ブラザー工業株式会社 レーザ加工データ作成装置とその制御プログラム及びレーザ加工データの作成方法
EP3377290B1 (en) 2015-11-22 2023-08-02 Orbotech Ltd. Control of surface properties of printed three-dimensional structures
ES2677234T3 (es) * 2016-02-26 2018-07-31 Lpkf Laser & Electronics Ag Procedimiento para transferir una sustancia de impresión a un sustrato por medio de un rayo láser
CA3043791A1 (en) * 2016-11-23 2018-05-31 Institut National De La Recherche Scientifique Method and system of laser-driven impact acceleration
TW201901887A (zh) 2017-05-24 2019-01-01 以色列商奧寶科技股份有限公司 於未事先圖樣化基板上電器互連電路元件
CN107984092A (zh) * 2017-12-29 2018-05-04 江苏金海创科技有限公司 一种激光打标网络系统及其方法
CN108890139B (zh) * 2018-07-11 2020-02-18 西安交通大学 一种基于抗反射微结构的飞秒激光点阵标印方法
IT201800008000A1 (it) * 2018-08-09 2018-11-09 Mecatron Automazione Srl Stampante laser per vetrini istologici e citologici.
US11476643B2 (en) * 2018-11-08 2022-10-18 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Internal combustion engine component and method of manufacturing internal combustion engine component
CN112223889B (zh) * 2020-12-10 2021-03-02 四川英创力电子科技股份有限公司 印制板同一面印制多种颜色字符的方法及印制板制作方法

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4213704A (en) * 1977-12-19 1980-07-22 The Singer Company Method and apparatus for sensing the position of a writing laser beam
CA1105093A (en) * 1977-12-21 1981-07-14 Roland F. Drew Laser deposition of metal upon transparent materials
JPS60224588A (ja) * 1984-04-20 1985-11-08 Seiko Instr & Electronics Ltd レ−ザ−を用いたマ−キングの方法
US4743463A (en) * 1986-02-21 1988-05-10 Eastman Kodak Company Method for forming patterns on a substrate or support
US4814259A (en) * 1987-11-09 1989-03-21 Rockwell International Corporation Laser generated electrically conductive pattern
US5198843A (en) * 1988-06-30 1993-03-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Optical marking system having marking mode selecting function
US5156938A (en) * 1989-03-30 1992-10-20 Graphics Technology International, Inc. Ablation-transfer imaging/recording
US4987006A (en) * 1990-03-26 1991-01-22 Amp Incorporated Laser transfer deposition
FR2666759A1 (fr) * 1990-09-19 1992-03-20 Bourgogne Technologies Dispositif de decapage par transparence d'un film de plastique a l'aide d'un laser, et applications a la projection et au marquage.
JPH04351278A (ja) * 1991-05-24 1992-12-07 Hitachi Ltd マーキング装置およびマーキング方法
JPH068634A (ja) * 1992-06-25 1994-01-18 Miyachi Technos Kk マーキング方法
JPH06155920A (ja) * 1992-11-19 1994-06-03 Miyachi Technos Kk マーキング方法
FI103396B (fi) * 1994-03-24 1999-06-30 Laserplus Oy Menetelmä ja laite merkkausten tekemiseksi lasipintaan
JPH09207228A (ja) * 1996-02-06 1997-08-12 Toshiba Corp 光造形装置
US6709720B2 (en) * 1997-03-21 2004-03-23 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Marking method and marking material
US5980101A (en) * 1997-10-31 1999-11-09 General Electric Company Method and apparatus for measuring laser pulse energy
JP3401425B2 (ja) * 1998-01-21 2003-04-28 理化学研究所 レーザー加工方法およびレーザー加工装置
JP3864270B2 (ja) * 1998-08-12 2006-12-27 株式会社安川電機 マーキング方法
AUPP991899A0 (en) 1999-04-23 1999-05-20 Securency Pty Ltd Laser implanted security device
JP3694768B2 (ja) * 1999-04-27 2005-09-14 株式会社安川電機 レーザマーキング方法
JP2001081576A (ja) * 1999-09-10 2001-03-27 Laser Oyo Kogaku Kenkyusho:Kk パルスレーザーによる被膜形成方法
JP3465041B2 (ja) * 1999-12-01 2003-11-10 独立行政法人産業技術総合研究所 Ｙａｇ第５高調波パルスレーザ蒸着による薄膜の作製方法およびその装置
US6440503B1 (en) * 2000-02-25 2002-08-27 Scimed Life Systems, Inc. Laser deposition of elements onto medical devices

Also Published As

Publication number Publication date
GB2380978B (en) 2004-12-15
US20030071020A1 (en) 2003-04-17
US6822189B2 (en) 2004-11-23
SG122749A1 (en) 2006-06-29
GB0204634D0 (en) 2002-04-10
KR20030032804A (ko) 2003-04-26
GB2380978A (en) 2003-04-23
JP2003181659A (ja) 2003-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3779639B2 (ja) レーザ・マーキング法およびこの方法を実施する装置
US8399798B2 (en) Method for incorporating a structure into a surface of a transparent workpiece
JP3829301B2 (ja) レーザによってガラスにマーキングする方法及び装置
TWI519374B (zh) 用於可靠地雷射標記物品之方法及設備
JP4537548B2 (ja) レーザーの焦点位置を決定するための方法および装置
US9452544B2 (en) Method for monitoring cutting processing on a workpiece
KR101528385B1 (ko) 다중 미러 조정 시스템
US8207471B2 (en) Method for measuring phase boundaries of a material during machining with a machining beam using additional illumination radiation and an automated image processing algorithm, and associated device
JP2009513362A (ja) 表面のレーザマーキング方法
JPH07506297A (ja) パルス状光および光学的フィードバックを用いる融除によるコーティング除去方法およびシステム
TW200822382A (en) Method for structuring solar modules and structuring device
CA2532959A1 (en) Failure analysis methods and systems
JP2014509947A (ja) 確実に対象物にレーザマーキングを施すための方法及び装置
JP2016539005A (ja) 粗面を有する基板の内部にマーキングを施すための方法及び装置
US11860091B2 (en) Apparatus and method for in-situ optical inspection of laser-induced surface modifications and laser process control
JP2007245235A5 (ja)
JP2013510416A (ja) モールドコンパウンドに封入されたデバイスの繊細な構造を露出させるための方法及びシステム
KR102091433B1 (ko) 레이저 가공장치 및 그 제어방법
WO2019028452A1 (en) DETECTION AND TREATMENT OF A LAYER OF MATERIAL
JP2004524532A (ja) 線虫の熱回避反応を自動的に生起させるための装置および方法
JP2001276985A (ja) マーキング方法、装置及びマーキングされた光学部材
TW201208899A (en) Method and apparatus for reliably laser marking articles
JPH09192875A (ja) レーザ加工装置
JP3353135B2 (ja) レーザ三次元加工装置
US11801704B2 (en) Method and a device for assembly of a nanomaterial structure

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20041224

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050104

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050404

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050527

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050819

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050930

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060104

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20060131

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20060302

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees