JPS59207246A

JPS59207246A - レ−ザ・マ−キング装置

Info

Publication number: JPS59207246A
Application number: JP58080867A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Okubo; 大久保　忠司; Tsuneichi Odaka; 小高　庸市
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1983-05-11
Filing date: 1983-05-11
Publication date: 1984-11-24

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】〔技術分野〕本発明はレーザ・マーキング技術に関する。

〔背景技術〕

従来、電子部品等の物品のマーキング技術としてはイン
クを用いた転写捺印技術が知られているが、この技術は
附帯作業が多くかつ生産性が低い（たとえば、電子工業
月報、第２３巻、第７号。

３８〜４２頁）ことから、最近ではレーザ光によるマー
キングシステムがたとえば前記文献にも記載されている
ように開発され、渋谷工業株式会社。

マーケム・エシアテック株式会社等からは同様にレーザ
・マーキング装置か販売されている。・ところで、本出
願人にあっても同様にレーザ・マーキング装置を開発し
た。この装置は前記文献に記載されているパルス発振タ
イプのＯＯ２レーザ発生器（カナダ；ルモニクス社製）
を用い、このレーザ発生器から１μｓｅｃの照射時間で
７ラツシユ的に発振されるレーザ光を光学系によって案
内し、マーキングマークパターンを有するマスクを透過
させ、さらに、レンズで光束を絞ってエネルギ密度を向
上させた後、被マーキング物であるＩＣ（集積回路装置
）のパッケージ面（被マーキング面）に照射することに
よってマーキングを行なうようになっている。また、Ｉ
Ｃはサイクルタイムがたとえば０．１ｓｅｃでマーキン
グされる。

しかし、このようなレーザ・マーキング装置では単時間
に多量の工０にマーキングが施されるため、下記のよう
な本発明者があきらかとした問題点の発生が生じると、
マーキング不良製品が多量に発生し、大幅な歩留の低下
あるいは再マーキング処理等の不都合が生じてしまい、
コスト高となる。

すなわち、前記レーザ発生器は順次供給されるＩＣに同
期してレーザ光をフラッシュ的に発振するようになって
いるが、マーキングのサイクルタイム０．１ｓｅｃに対
してレーザ発生器の電源となるコンデンサへの電荷のチ
ャージ時間は０．０８ｓｅｃと近似している。このため
、わずかのタイミングずれが生じたりした場合、レーザ
発振の信号を受けてもコンデンサのチャージが終了して
いない際にはレーザ発振は成されない。このため、マー
キングされないいわゆるミスマーク不良が生じる。また
、レーザ発生器系への電源供給が成され工いない故障の
場合にも、ＩＯは順次供給、搬出が続けられ、ミスマー
ク不良品が短時間に多量に発生してしまう。この結果、
再度マーキングをしなげればならない車体が生じ、生産
性が低下する。

また、マーキング時のＩＣの位置が正規の設定位置から
ずれたりした場合、マーキングされたマ一りの位置がず
れ、いわゆるマークずれ不良が生じる。レーザマーキン
グは被マーキング物のレーザ光が照射された部分を熱エ
ネルギーによって灰化してしまうことによってマーキン
グを行なうことから、一度、マーキングした被マーキン
グ物のマークは消えないという特長があるが、逆にイω
正ができないという大きな欠点があるフにめ、前記のよ
うなマークずれ不良は、即修正不能不良となる。

そこで、本発明者は；／−サマーキング時に実際にレー
ザ光が発振されたか否かを光学的に検出することによっ
て、ミスマーク不良品の発生を防止できることに気が付
き、かつマーキング時に被マーキング物の位置が正規の
設定位Ｎ、にあろか否かを検出し、正規の設定位置にあ
る場合にのみレーザ光発振を行なってマークずれ不良の
発生を防止できることに気が付き本発明を成した。

〔発明の目的〕

本発明はミスマーク不良が生じ難いレーザ・マーキング
装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的はマークずれ不良が生じ難（・
レーザ・マーキング装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は生産性１歩留が高く、結果と
してマーキングコストの低減化が図れるレーザ・マーキ
ング装置を提供することにある。

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細番の記述ンよび添付図面からあきらかになるであ
ろう。

〔発明の概要〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、本発明のレーザ・マーキング装置はレーザ発
生器から発振されたレーザ光の一部なレーザ・マーキン
グされる被マーキング物の前後に光学系を用いて案内し
、これら１対の光束を受光素子で検出する構成とし、レ
ーザ・マーキング時に１対の受光素子がともにレーザ光
を検出した場合にのみ、ミスマーク不良を起こずことな
しにマーキングが確実に行なわれたことを確認判定し、
かつマークずれ不良を起こすことな（正規な設定位置に
マーキングがされたと確認することによってレーザ・マ
ー千ング作業を続行し、−万あるいは両方の受光累子が
レーザ光を検出しない場合にはレーザ・マーキング作業
を停止するようにすることによって、マーキングの歩留
同上、生産性の向上を図り、マーキングコストの低減化
を達成するものである。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例によるレーデ・マーキング装
置の要部の概略を示す正面図、第２図は同じく一部の平
面図、第３図は同じくレコザ・マーキングされた■０を
示す斜視図、第４図は同じ（マーキングされるＩＣを収
容するスティック式のマガジンを示す一部の斜視図、第
５図は同じくマーキング状態を示す一部の拡大概略図で
ある。

このレーザ・マーキング装置はレーザ発生器１と、この
レーザ発生器１から発振されたレーザ光２を被マーキン
グ物である１０３に案内する光学系４と、光学系４内に
配設さｔてＩＣ３に照射されるレーザｙＣ２のバターニ
ングをするマスク５と、前記光学系４からマーキングに
叉障を来たさない一部のレーザ光部分を検出用レーザ光
６として取り出しかつレーザ発振の確認判定およびレー
ザ光２の照射位置の良否な確認判定する補助検出機構７
と、を肩している。前記１０３は第３図に示１−ように
レジンかもなるパンケージ８０両側７Ｊ）も複数のり一
部９を突出させた構造となっている。また、リード９は
ともに途中から下方に折れ曲がり、いわゆるデュアルイ
ンライン形となっている。また、パッケージ８はレジン
モールドによって形成されるため、モールド型から抜は
易いように周面ばその中間部から上下に亘って斜面（抜
け゛テーバ構造）となっている。また、パンケージ８の
上面にはインデックス１０と呼ばれる丸い窪みが設けら
れている。このようなＩＯ３は第４図に示すよう１よ上
部が開口したステインク式マガジン１１円に一列になっ
てたとえば２５個収容でれる。また、マガジン１１はそ
の両端に着脱自在のストッパ（一般に使用されているこ
とから特に形状は図示しない。）が取り付けられ、収容
されたＩＯ３が脱落しないようになっている。

そこで、このレーザ・マーキング装置で（ま〜、マーキ
ングステージ１２は前記マガジン１１と同一断面となる
スティック構造となり、搬入側にはＩＯ３を収容したマ
ガジン１１が搬入用昇降テーブル１３上に多段に配設さ
れ、搬出側にはＩＯ３を収容しない空のマガジン１１が
搬出用昇降テーブル１４上に前記搬入側と同数段に配設
されている。そして、搬入側ではブツシャ１５がマーキ
ングステージ１２と同じ高さに位置するマガジン１１内
に等速度で前進し、マガジンｌｌ内のｉ０３を連続的に
マーキングステージ１２に送り込ム。

マーキングステージ１２に送り込まれた１０３はそのま
ま搬出側のマガジン１１、すなわちマーキンクステージ
１２と同、じ高さに位置するマガジン１１内にブツシャ
１５の前進によって収容される。

ＩＯ３はマーキングステージ１２を通過する際レーザ光
２によってマーキングされる。ブツシャ１５の駆動は特
に限定されないが、リニアモータによりあるいはサーボ
モータの回転力を雄ねじと雌ねじの噛合い構造によって
直進運動に変化させる機構等によって行なう。ブツシャ
１５の前進速度は、たとえばレーザ・マーキングのサイ
クルタイムが０．１ｓｅｃで、パッケージ８の長さが約
１９ｍｍであることから約１９０　Ｈ／　ｓｅｃとなる
。また、ブツシャ１５は２５個のＩＯ３にマーキングを
施こさせかつ搬出側マガジン１１に押し込んだ後は高速
で後退し、搬入側マガジン１１円から外に出る。すると
、搬入・搬出用昇降テーブル１３゜１４は一段上昇ある
いは下降し、搬入側では１゜３が充満されているマガジ
ン１１を、搬出側では空のマガジン１１をそれぞれ処理
位置に設定し、次のブツシャ１５の前進によるマーキン
グ作業に備える。なお、順次マーキングを行なうために
、搬入側のマガジン１１はストッパが外され、搬出側の
マガジン１１は外端にのみストッパ１６か取り付けられ
ている。

つぎに、マーキング系について説明すると、レーザ発生
器１は１μｓｅｃの照射時間でフラッシュ的ｘ　ｔｚ−
−ｔＪ’光２を発振するパルス発根タイフｆ７）ＣＯ２
レーザ発振器であって、レーザ発振器の電源となるコン
デンサへの電荷のチャージ時間は０、０８ｓｅｃとなり
−（いる。レーザ光２は第１図で示すように、反射ミラ
ー１７によってマスク５の方向に案内され、マスク５を
通過した後、収凭しン、（１８で絞られてエネルギー密
度を高められて１０３　ＬＴ）パッケージ８に照射され
る。

また、このレーザ・マーキング装置には補助検出機構７
が設けられている。この補助検出機構７に’Ｌ　マ、＋
７　：９　：・５、のプ：）部に（設；けまたニマ′−
キングにＸ　ｋ−を来たさない２つの検出用孔１９を透
過しス―検出用し−ザ元６を反射ミラー２０，２１．２
２を用℃・てマーキングステージ１２の側面にそ；）ｉ
それ照射するようになっている。また、マーキングステ
ージ１２の検出用レーザ光、６が照射される２箇所の部
分は、第５図に示すように切り欠かれ、窓２３となって
いる。そして、この窓２３を透過した検出用レーザ光６
は反対側に設定された受光素子２４によって検出される
。前記の二つの窓２３は隣接する■０相互によって形成
された空隙２５に対応している。これら空隙２５はパッ
ケージ８が抜はテーバ構造となっていることによって、
隣接するＩＯ３を接触させた場合に三角形状に上。

下にできる。したがって、この実施例では上方の空隙に
対応する高さに窓２３を設けてあり、かつ窓ピッチはＩ
Ｏ３のパッケージ８の全長と一致している。

他方、この装置にはマーキングステージ１２に至ったＩ
Ｏ３に対して、レーザ光２を照射するレーザ発振信号を
レーザ発生器１に送る検出機構が設けられている。この
検出機構はマーキングステージ１２上を定速度で移動す
るＩＯ３のノくツケージ面に対して検出光２６を斜め上
方から照射する発光器２７と、パッケージ面で反射した
検出光２６を検出する受光器２８と、からなっていて、
インデックス１０を検出した際に、レーザ発振信号をレ
ーザ発生器１に送る。レーザ発振はフラッシュ的に１μ
ｓｅｃの極めて単時間の発振となることから、１９０　
ｍｍ／　ｓｅｃで移動するＩＯ３であっても、ずれるこ
となくパッケージ８の上面（被マーキング面ンに、たと
えば第３図で示すようなＨＤＯＯＩで示されるマーク２
９が表示される。

なお、パッケージ８に）けるマーキングが可能な領域（
＠）はマガジン１１の上部開口幅によって決まる。

このようなレーザ・マーキング装置は検出機構によって
ＩＯ３がマーキングステージ１２のマーキング位置に到
達したことを検出すると、レーザ発生器１に信号を送る
。これに対応してレーザ発生器１はレーザ光２を発信さ
せてマーキングステージ１２上のＩＯ３のパッケージ８
にレーザ光２を照射してマーキングを行なう。この際、
補助検出機構７によってレーザ光２の分岐光ともなる検
出用レーザ光６を検出するため、補助検出機構７０２つ
の受光素子２４で検出用レーザ光６を検出できなければ
、実際にレーザ発信が成されないミスマーク不良または
マーキングされるＩＯ３がマーキングステージ１２のマ
ーキング位置に正しく位置されていないことになり、レ
ーザ発振はされたが、マーキング位置は設計位置からず
れてなされた、いわゆるマークずれ不良のいずれかと確
認判定され、装置の稼動は停止され、警報が発せられる
ことになる。

また、２つの受光素子２４の一万は検出用レーザ光６を
検出し、他方は検出用レーザ光６を検出しない場合には
、実際にレーザ発振が成され、ミスマーク不良は発生し
ていないが、マーキングステージ１２上のＩＯ’３はマ
ーキング時に位置が正規な設定位置になく、マーキング
位置がずれ℃いるいわゆるマークずれ不良が発生してい
ると確認判定され、装置の稼動停止が成され警報が発せ
られる。

また、２つの受光素子２４の両方が検出用レーザ光６を
ともに検出した場合には、実際にレーザ発振が成心れて
いることから、ミスマーク不良は発生せず、かつマーキ
ングステージ１２上のＩＣ３も正規な設定位置でマーキ
ングされたことを産休するため、マークずれ不良も発生
し℃いないと確認判定され、マーキング作業は紐付され
る。

〔効果〕

（１）、このレーザ・マーキング装置はマーキング時に
レーザ発振が確実に行なわれているか否かを受光素子に
よって検出しているため、マーキング動作が順次行なわ
れていても実際にはマーキングが成されないミスマーク
不良の発生は確実に検出でき、かつ装置を停止させるこ
とができる。この結果、ミスマーク不良品の多量の発生
化は防止できる。特にレーザ・マーキングシステムはブ
ーキ４ングリサイクルタイムが０．１ｓｅｃと小さいこ
とから、短時間に多量のミスマーク不良品が発生する。

したがって、ミスマーク不良品を再度マーキングし直す
ようなことは防止でき、生産性の向上が図れる。

（２）、このレーザ・マーキング装置は、マーキング時
に被マーキング物であるＩＯ３がマーキングされる正規
な設定位置にあったか否かをレーザ光２の分岐元である
検出用レーザ光６の検出の有無によって確認判定してい
る。このため、マーキング位置ずれが発生した場合には
すぐにマークすれ不良発生を検出でき、装置を停止させ
ることができる。したがって、修正不可能なマークずれ
不良品の多発は防止でき、歩留の向上が図れる。

（３）、このレーザ・マーキンク装置は、被マーキング
物であるＩＯ３がマーキング時に正規な設定位置にあっ
たか否かを検出する検出機構は、マーキングするレーザ
光２の分岐元を利用しているため、マーキングと検出と
のタイミングは一致し正確確実である。

（４）、上記（１）〜（３］により、ミスマーク不良発
生、マークずれ不良発生を正確確実に検出でき、レーザ
・マーキング装置の稼動停止を行なうことができること
から、歩留向上、生産性向上の結果、マーキングコスト
の低減化という相乗効果が得られる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづき
具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。たとえば、前記実施例
において、２つの受光素子２４の両方が検出用レーザ光
６を検出しない場合には、ミスマーク不良発生またはマ
ークずれ不良発生のいずれかどちらの不良発生かは明白
ではない。そこで、レーザ光２の分岐元である検出用レ
ーザ光６を３を束とし、その内の、１元束はレーザ光の
発振が実際に成されたか否かを確認判定する構造とし、
ミスマーク不良発生とマークずれ不良発生のいずれかで
あるかを明白にする構成としてもよい。

さらに、本発明はマーキングステージの上部は広く開口
させ、パッケージの上面全域をマーキング可能面として
もよく、マーキング量の増大を図ることができる。

〔利用分野〕

以上の説明では主として本発明者によってな嘔れた発明
をその背景となった利用分野であるプーアルインライン
形の１．０に分ケるレーザマーキング技術に適用した場
合について説明したが、それに限定されるものではなく
、たとえば、他の構造の半導体装置、たとえばキャン封
止型半導体装置におけるレーザマーキングにも適用でき
ろ。また、本発明は半導体装置等の電子部品以外の各種
製品に対するレーザ・マーキング技術に適用することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるレーザ・マーキング装
置の要部の概略を示す正面図、第２図は同じく一部の平
面図、第３図は同じくレーザ・マーキングされたＩＯを示す斜
視図、第４図は同じくマーキングされるＩＯを収容するスティ
ック式のマガジンを示す一部の斜視図、第５図は同じく
マーキング状態を示す一部の拡大概略図である。１・・・１ノ−ザ発生器、２・・・レーザ光、３・・・
被マーキング物（ＩＣ）、４・・・光学系、５・・・マ
スク、６・・・検出用レーザ光、７・・・補助検出機構
、８・・・パッケージ、９・・・リード、１０・・・イ
ンデックス、１１・・・マガジン、１２・・・マーキン
グステージ、１３・・・搬入用昇降テーブル、１４・・
・搬出用昇降テーブル、１５・・・ブツシャ、１６・・
・ストッパ、１７・・・反射ミラー、１８・・・収光レ
ンズ、１９・・・検出用孔、２０゜２１．２２・・・反
射ミラー、２３・・・窓、２４・・・受光素子、２５・
・・空隙、２６・・・検出光、２７・・・発光器、２８
・・・受光器、２９・・・マーク。

Claims

【特許請求の範囲】

１、被マーキング物にレーザー元を照射するレーザ発生
器を有するレーザ・マーキング装置において、マーキン
グ時に発振されたレーザ光を検出する受光素子を有し、
前記被マーキング物にマーキングが成されたか否かは前
記受光素子にょるレーザ光の検出の有無によって判定す
るように構成されたことを特徴とするレーザ・マーキン
グ装置。