JPH04351278A

JPH04351278A - マーキング装置およびマーキング方法

Info

Publication number: JPH04351278A
Application number: JP3120252A
Authority: JP
Inventors: Koji Kuwabara; 桑原　皓二; Minoru Fujimoto; 実藤本; Hideo Matsuzaki; 松崎　英夫; Yukio Kawakubo; 川久保　幸雄; Makoto Yano; 真矢野; Kiwamu Takehisa; 究武久
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1991-05-24
Filing date: 1991-05-24
Publication date: 1992-12-07

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マーキング装置に係り
、特に、紫外域のレーザ光を使用する場合に好適なマー
キング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザ光を使用して、金属、プラスチッ
ク等に製造番号、ロゴマーク等を刻印する、いわゆるレ
ーザマーキング装置に関する技術としては、例えば本発
明者らの出願による特開平２−２０７９９０号公報に記
載の技術がある。このレーザマーキング装置は、レーザ
光を用いて被刻印物の表面を彫ったり、変色させること
によって刻印する方法である。また、マーキングの良否
は、マーキング中、あるいは、マーキング後に、被刻印
物の表面を目視によって判定している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、電子部品の
一部には、例えばプリント基板や液晶セル等、基板上に
レジストを塗布し、紫外光による露光、現像、エッチン
グ等の各工程を経て、基板上に電気回路を形成するもの
がある。このような電子部品の製造工程において、従来
と同様な方法で、製造番号等を刻印すると、刻印部から
除去された飛散物が、レジスト上に付着して、刻印が不
鮮明になったり、基板上の電気回路を損傷するなどの問
題がある。

【０００４】本発明の目的は、製造工程において、プリ
ント板や液晶セルのようにレジストが塗布される部品に
、鮮明な刻印を施すことができるマーキング装置および
マーキング方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、光源からの
光によって感光するレジストを塗布した被マーキング物
にマーキングを行うマーキング装置において、レジスト
が感光される際に発生する蛍光量を検出する検出手段と
、上記蛍光量と、予め設定した蛍光量とを比較し、いず
れの蛍光量が多いかを判定する判定手段と、上記予め設
定した蛍光量よりも、レジストが感光される際に発生す
る蛍光量のほうが少ないときには、再度、光を放射する
信号を、光源に出力する制御手段とを備えて構成される
マーキング装置によって達成できる。

【０００６】光としては、約４５０ｎｍ以下のレーザ光
を用いることが好ましい。

【０００７】

【作用】被マーキング物表面に光を照射すると、光照射
部のレジストは感光されて、化学的に変質する。したが
って、マーキング内容は潜像（肉眼では識別できないパ
ターン）としてマーキングされることになる。この光に
よっては、レジストは直接の加工（レジストの一部除去
等）を受けないので、その一部が飛散することはない。

【０００８】光照射時に、レジストから発生する蛍光量
を検出し、予め定めたマーキングが確実に行える蛍光量
と比較する。この結果、レジストから発生する蛍光量の
ほうが多いときは、マーキングはおこなわれると判断す
る。一方、予め定めたマーキングが確実に行える蛍光量
の方が多いときは、再度、レジストに光を照射する。

【０００９】本発明では、紫外域等の光によって、レジ
ストに潜像としてのマーキングを施し、現像、エッチン
グによってマーキングを完成するようにしたので、マー
キング時に飛散物を生じない。また、マーキング時に、
レジストが発する蛍光量は、レジスト自身が吸収したエ
ネルギーにほぼ比例するので、その量を検出することに
よりマーキングの良否を判定することができる。

【００１０】

【実施例】次に、本発明の第１実施例を、図１乃至図８
を用いて説明する。

【００１１】図１は、電子部品、例えば液晶セルの製造
ラインの一部を示す説明図である。１はワーク搬入工程
、２はレジスト塗布工程である。３は、本実施例に係る
レーザマーキング装置によるマーキング工程である。４は回路パターン露光工程、５は現像・エッチング工程
である。そして、６の搬出工程を経て、ワークは搬出さ
れる。また、７は上記工程を制御する制御用コンピュー
タである。

【００１２】図２は、本実施例に係るレーザマーキング
装置１００の構造を示す説明図である。このマーキング
装置１００の構成について説明する。このマーキング装
置は１００は、紫外域のレーザ光を使用するレーザマー
キング装置であり、大別して、紫外域レーザ８等の光源
と、この紫外域レーザ８から発振されたレーザ光９を、
ワーク１４等の被マーキング物に照射する光学系（固定
ミラー１０、スキャニングミラー１１，１２、ｆ・θレ
ンズ１３等を備える。）と、レーザ光９が照射される結
果、ワーク１４に塗布されているレジストから発する蛍
光の量によってマーキングの良否を判断する装置群（検
出部１６等の検出手段、判定部１７等の判定手段を備え
る。）と、レーザ８を制御するレーザ制御部１８等の制
御手段と、光学系制御部１９とを備えて構成される。

【００１３】検出部１６は、例えば周知のシリコンフォ
トダイオードを内蔵しており、入射光量に対する出力は
、ＯＰ（オペレーショナル）アンプとの組み合わせによ
って、電圧の形で取り出される。

【００１４】判定部１７には、マーキングの良否の判定
基準となる、発生蛍光量に比例するパルス電圧の値を、
予め記憶させておく。この基準パルス電圧値と、検出部
１６において検出されたパルス電圧とを比較する。

【００１５】次に、被マーキング物であるワーク１４の
構成を、図３を用いて説明する。図３は、ワーク１４の
断面図である。図３に示すように、ワーク１４は、ガラ
ス基板２２の上にＣｒ層を形成し、そのＣｒ層の上にレ
ジスト２０等の感光性樹脂が塗布されている。

【００１６】レジスト２０の感光特性の一例として、（
株）日立化成工業の感光性ポリイミド“Ｐｈｏｔｏ−Ｐ
ＡＬＲ（登録商標）”の特性を図４に示す。同図に示す
ように、このレジストは、概ね２５０乃至４６０ｎｍの
光に感光する。従って、このレジストを使用するときは
、紫外域レーザ８は、この波長域に発振波長を有してい
なければならない。Ｈｅ−Ｃｄレーザ、Ａｒレーザ、Ｎ
２レーザ、エキシマレーザの他、ＹＡＧレーザの第３高
調波、ルビーレーザ、アレキサンドライトレーザの第２
高調波等が、この波長域のレーザ光を発振することがで
きる。

【００１７】次に、このレーザマーキング装置１００を
用いて、マーキングする場合について説明する。紫外域
レーザ８から発振されるレーザ光９は、固定ミラー１０
、スキャニングミラー１１，１２、ｆ・θレンズ１３を
経て、ワーク１４等の被マーキング物の表面に照射され
る。スキャニングミラー１１、１２の走査によって、英
数字、ロゴマーク、バーコード等をマーキングする。横線をマーキングする場合は、光学系制御部１９からの
指示によって、スキャニングミラー１１を所定角度回転
させる。また、縦線をマーキングする場合は、スキャニ
ングミラー１２を所定角度回転させる。斜め線をマーキ
ングする場合は、２つのスキャニングミラー１１，１２
を同時に回転させる。また、円弧は、スキャニングミラ
ー１１，１２を、それぞれ特殊曲線に従って回転させる
ことによってマーキング可能となる。　　このマーキン
グ装置１００は、次の点に特徴がある。ワーク１４にレ
ーザ光を照射すると、レーザ光照射部のレジストは感光
されて、化学的に変質する。したがって、英数字等は潜
像（肉眼では識別できないパターン）としてマーキング
されることになる。また、感光に必要な照射エネルギー
は１０乃至１００ｍＪ／ｃｍ２のオーダであるため、Ｃ
ｒ層２１に達したレーザ光によって、Ｃｒ層が除去され
て飛散するおそれもない。また、レーザ光によっては、
直接の加工（レジストの一部除去等）はされないので、
その一部が飛散することはない。

【００１８】本実施例に係るマーキング装置１００を用
いてマーキングする場合は、マーキングすべき場所に何
ら痕跡を残さないので、マーキング直後にマーキングの
良否を判定できない。その対策として、レーザ照射時に
レジスト自身から発せられる蛍光１５を利用する。蛍光
１５は、レジスト２０がレーザ光を吸収した時、その構
成分子の一部が励起状態となり、再度、基底状態に戻る
際に発生するものであり、レジスト自身のレーザ光吸収
量に比例し、照射レーザの波長より長い波長の光となる
。蛍光１５は可視域の光である。

【００１９】図５は、照射レーザエネルギＥと、電圧値
で示した発生蛍光量との関係を示すグラフである。感光
性樹脂の種類によって、この特性は異なる。従って、予
めマーキングが確実に行える領域５０を求めておき、判
定部１７では、マーキング時における検出部１６からの
出力電圧ＶＭ（図示せず）が、マーキングに必要とされ
る照射レーザエネルギの下限値ＥＬに対応した出力電圧
下限値ＶＬ以上かどうかを判定する。ＶＭ＜ＶＬと判定
された場合は、判定部１７は、レーザ制御部１８および
光学系制御部１９に対し、再マーキング処理を指示する
。

【００２０】本発明者らの実験により求められた、マー
キングに必要とされる照射レーザエネルギＥと照射回数
Ｎとの間の関係を図６に示す。図６は、マーキングに必
要とされる照射レーザエネルギＥと照射回数Ｎとの間の
関係を示すグラフである。同図に示すように、照射回数
と照射レーザエネルギとの間には、累積効果が認められ
る。従って、再マーキングのときのレーザ出力として、
ＶＬ＜ＶＭとなるような大きなレーザ出力を照射する代
わりに、第１回目のレーザマーキング時のＶＭの大きさ
にも依るが、同じレーザ出力による再マーキングによっ
ても、良好なマーキングを施すこともできる。

【００２１】検出部１６および判定部１７を備えたマー
キング装置１００によって、確実なマーキングを実現で
きる。なお、検出部１６に用いるシリコンフォトダイオ
ードは、紫外域の光にも感度を有しているので、検出部
１６の前面に、紫外域レーザ光をカットするためのフィ
ルター（図示せず）を設けることが望ましい。

【００２２】マーキング後は、回路パターンが露光され
る。この段階においては、ワーク１４には、図７の破線
で示すように、管理番号等の潜像２３と、回路パターン
の潜像２４が形成されている。その後、図１に示す現像
・エッチング工程５を経て、図８に示すように、Ｃｒ層
２１が現れて、目視可能な管理番号２５となってマーキ
ングが完成するとともに、回路パターン２６も完成する
。

【００２３】次に、第２実施例について、図９を用いて
説明する。図９は、第２実施例に係るレーザマーキング
装置を示す説明図である。本実施例の特徴的な構成につ
いて説明する。ワーク１４の表面から放射される蛍光１
５のうち、ｆ・θレンズ方向の光を反射して、撮像部２
８等の撮像手段に導くダイクロイックミラ２７を、スキ
ャニングミラ１２とｆ・θレンズ１３との間に配置して
いる。撮像部２８は、結像光学系２９とマトリクス状フ
ォトダイオード３０とを備えており、その出力信号によ
って表示部３１等の表示手段にワーク表面１４の状態を
表示する。比較判定部３２等の比較判定手段は、マトリ
クス状フォトダイオード３２の出力電圧ＶＭ（図示せず
）が、ＶＬ（図５に示す）以上の場合だけ、表示部３１
に信号を送るように動作する。この第２実施例に係るマ
ーキング装置２００によれば、作業者は目視によって、
マーキング状態を監視できる。また、露光不足のときは
、警告等を出すことができるようにしてもよい。また、
自動で再露光できるようにしてもよい。

【００２４】次に、第３実施例について、図１０を用い
て説明する。図１０は、第３実施例に係るレーザマーキ
ング装置３００を示す説明図である。このレーザマーキ
ング装置３００は、第１および第２実施例に係るマーキ
ング装置を組み合わせたものである。本実施例に係るレ
ーザマーキング装置３００によれば、検出部１６と判定
部１７とによって、マーキングの良・不良の判定と、不
良判定時の再マーキング工程の追加による確実なマーキ
ングが可能となり、さらに、表示部３１によって、マー
キング状態の監視を行うことが可能となる。

【００２５】次に、第４実施例について、図１１を用い
て説明する。図１１は、第４実施例に係るレーザマーキ
ング装置４００を示す説明図である。本実施例に係るレ
ーザマーキング装置４００は、図１０等に示すスキャニ
ングミラ１１，１２を用いるマーキングパターンの形成
に代えて、パターンマスク３３を用いてパターン形成を
行う。

【００２６】本実施例に係るレーザマーキング装置４０
０では、紫外域レーザ３４からのレーザ光３５を、パタ
ーンマスク３３に照射し、結像レンズ３６を透過させ、
ワーク１４にマーキングパターンを転写する方式のワン
ショットマーキング装置に適用した例である。検出部１
６と判定部１７とによる、マーキングの良・不良の判定
と、不良判定時の再マーキング工程の追加による確実な
マーキングと、表示部３１による、マーキング状態の監
視とは、第３実施例に係るレーザマーキング装置３００
による効果と同じである。パターンマスクとして、液晶
の光制御機能を利用するものを用いてもよい。本実施例
によれば、図２に示す光学系制御部等が不要となるので
、マーキング装置全体の構成が簡単になる。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、レジスト塗布品の製造
工程において、マーキングに伴うゴミの発生等に起因す
る不鮮明なマーキングの防止と、回路パターン等への悪
影響を未然に防止でき、鮮明なマーキングが可能となる
。

【図面の簡単な説明】

【図１】電子部品の製造ラインの一部を示す説明図

【図
２】第１実施例に係るレーザマーキング装置の構造を示
す説明図

【図３】ワークの断面図

【図４】レジストの感光特性の一例を示すグラフ

【図５
】照射レーザエネルギと電圧値で示した発生蛍光量との
関係を示すグラフ

【図６】マーキングに必要とされる照射レーザエネルギ
と照射回数との間の関係を示すグラフ

【図７】管理番号等の潜像と回路パターンの潜像とを示
す説明図

【図８】目視可能な管理番号と回路パターンとを示す説
明図

【図９】第２実施例に係るレーザマーキング装置を示す
説明図

【図１０】第３実施例に係るレーザマーキング装置を示
す説明図

【図１１】第４実施例に係るレーザマーキング装置を示
す説明図

【符号の説明】

１…ワーク搬入工程、２…レジスト塗布工程、３…マー
キング工程、４…回路パターン露光工程、５…現像・エ
ッチング工程、６…搬出工程、１６…検出部、１７…判
定部、１８…レーザ制御部、２８…撮像部、３１…表示
部、３２…比較判定部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レジストを塗布した被マーキング物にマー
キングを行うマーキング装置において、レジストが感光
される際に発生する蛍光量を検出する検出手段と、上記
蛍光量と、予め設定した蛍光量とを比較し、いずれの蛍
光量が多いかを判定する判定手段と、上記予め設定した
蛍光量よりも、レジストが感光される際に発生する蛍光
量のほうが少ないときには、再度、光を放射する信号を
、光源に出力する制御手段と、　　を備えて構成される
ことを特徴とするマーキング装置。
【請求項２】レジストを塗布した被マーキング物にマー
キングを行うマーキング装置において、レジストが感光
される際に発生する蛍光を検出して撮像する撮像手段と
、上記撮像手段からの信号値の大きさと、予め設定した
信号値の大きさとを比較し、いずれの信号値が大きいか
を判定する比較判定手段と、上記予め設定した信号値の
大きさよりも、撮像手段からの信号値のほうが大きいと
きには、この撮像手段からの信号に従って、レジストに
マーキングされた内容を表示する表示手段と、を備えて
構成されることを特徴とするマーキング装置。
【請求項３】レジストを塗布した被マーキング物にマー
キングを行うマーキング装置において、レジストが感光
される際に発生する蛍光を検出して撮像する撮像手段と
、上記撮像手段からの信号値の大きさと、予め設定した
信号値の大きさとを比較し、いずれの信号値が大きいか
を判定する比較判定手段と、上記予め設定した信号値の
大きさよりも、撮像手段からの信号値のほうが小さいと
きには、この撮像手段からの信号に従って、レジストに
マーキングされていない内容を表示する表示手段と、を
備えて構成されることを特徴とするマーキング装置。
【請求項４】レジストを塗布した被マーキング物にマー
キングを行うマーキング装置において、レジストが感光
される際に発生する蛍光量によって、レジストのマーキ
ング状態を監視する第１の監視手段と、レジストが感光
される際に発生する蛍光によって、マーキング内容を結
像し、レジストのマーキング状態を監視する第２の監視
手段とを備え、上記第１の監視手段は、レジストが感光
される際に発生する蛍光量を検出する検出手段と、上記
蛍光量と、予め設定した蛍光量とを比較し、いずれの蛍
光量が多いかを判定する判定手段と、上記予め設定した
蛍光量よりも、レジストが感光される際に発生する蛍光
量のほうが少ないときには、再度、光を放射する信号を
、光源に出力する制御手段と、　　を備えて構成され、
上記第２の監視手段は、レジストが感光される際に発生
する蛍光を検出して撮像する撮像手段と、上記撮像手段
からの信号値の大きさと、予め設定した信号値の大きさ
とを比較し、いずれの信号値が大きいかを判定する比較
判定手段と、上記予め設定した信号値の大きさよりも、
撮像手段からの信号値のほうが大きいときには、この撮
像手段からの信号に従って、レジストにマーキングされ
た内容を表示する表示手段と、を備えて構成されること
を特徴とするマーキング装置。
【請求項５】レジストを被加工物に塗布し、このレジス
トの目的部分を露光・変質させた後、現像・エッチング
することによって、この被加工物を加工する際に、レジ
ストを塗布後、被加工物にマーキングするマークに対応
するレジスト部分を露光し、この露光された部分からの
蛍光量を検出し、この蛍光量と予め定めた蛍光量とを比
較し、上記予め設定した蛍光量よりも、レジストが露光
される際に発生する蛍光量のほうが少ないときには、再
度、上記レジスト部分を露光することを特徴とするマー
キング方法。
【請求項６】レジストを被加工物に塗布し、このレジス
トの目的部分を露光・変質させた後、現像・エッチング
することによって、この被加工物を加工する際に、レジ
ストを塗布後、被加工物にマーキングするマークに対応
するレジスト部分を露光し、この露光された部分からの
蛍光量を検出し、その検出値を予め定めた基準値と比較
し、上記予め定めた電圧値よりも、上記蛍光量を変換し
た電圧値のほうが大きいときには、レジストにマーキン
グされた内容を表示することを特徴とするマーキング方
法。
【請求項７】レジストを塗布した被マーキング物にマー
キングを行う際に、目的とするマークに対応するレジス
ト部分を露光して、被マーキング物にマーキングを行う
ことを特徴とするマーキング方法。