KR0177005B1 - 레이저 가공장치와 레이저 가공방법 및 댐바 가공방법 - Google Patents

Abstract

검출광원(122)으로부터 검출광을 워크(1)에 쬐여 그 반사광을 광검출기(126)로 검출하나 동시에 레이저가공에 의하여 생긴 플룸의 발광에 수반되는 광도 광검출기(126)로 검출된다. 그리고 레이저콘트롤러(26)에서는 광검출기(126)로부터의 검출신호를 이치화하여 직사각형파 신호(TP)를 얻고 그 직사각형파 신호(TP)에 기초하여 가공용 레이저광발진을 위한 트리거신호(TP₂)를 발생시킨다. 이때 이 트리거신호(TP₂)를 피드백시켜 발생시킨 게이트신호(GP)에 기초하여 게이트회로(245)에 있어서 플룸의 발광에 수반되는 신호를 삭제하여 트리거신호(TP_G)를 얻고 그 트리거신호(TP_G)에 지연시간(T_D)을 주어 트리거신호(TP₁)를 생성하고 트리거신호(TP₁)에 동기시켜 트리거신호(TP₂)를 발생시킨다. 이로서 레이저가공에 따라 생기는 광에 기초하여 불필요하게 레이저가공이 실시되는 일이 없도록 한다.

Description

레이저 가공장치와 레이저 가공방법 및 댐바 가공방법

제1도는 본 발명의 제1실시예를 설명하는 도면으로서 레이저 가공장치의 구성의 개략도.

제2도는 제1도의 가공헤드 및 검출광학계의 구성의 개략도.

제3도는 제1도의 트리거유닛의 구성을 나타낸 도.

제4도는 제1도의 레이저 콘트롤러 및 그 주변 회로의 구성을 나타낸 도.

제5도는 리드프레임의 댐바와 광검출기로부터의 검출신호와의 대응관계를 나타낸 도.

제6도는 QFP형 IC패키지의 4개의 각변에 있는 댐바를 절단제거하는 궤적을 나타낸 도.

제7도는 광검출기로부터의 검출신호의 출력에서 가공용 레이저광의 발진까지의 타임챠트.

제8도는 본 발명의 제2실시예를 설명하는 도로서 프레임의 발광에 수반되는 검출신호의 레벨(광의 광도)이 검출광의 반사광에 의거하는 검출신호의 레벨보다도 작은 경우의 실시예를 설명하는 도.

제9도는 본 발명의 제3실시예를 설명하는 도로서 레이저 가공장치에 있어서의 트리거유닛의 구성을 나타낸 도.

제10도는 본 발명의 제4실시예를 설명하는 도로서 검출광학계에 소정의 투과대역을 가지는 밴드패스필터를 설치한 실시예를 설명하는 도.

제11도는 밴드패스필터를 설치한 것에 의한 작용을 설명하는 도.

제12도는 본 발명의 제5실시예를 설명하는 도로서 가공헤드 및 검출광학계의 구성의 개략도.

제13도는 제12도의 하프미러의 경사각도와 검출용 레이저광의 검출위치의 관계를 모식적으로 나타낸 도.

제14도는 본 발명의 제6실시예를 설명하는 도로서 검출위치 변환수단으로서 설치되는 회전식 웨지기판장치를 나타낸 도.

제15도 a는 본 발명의 제7실시예를 설명하는 도로서 검출위치 변환수단에 이용되는 상회전 프리즘을 나타낸 도이고,

제15도 b는 제15도 a의 상회전 프리즘을 통과하는 검출용 레이저광의 광로를 나타낸 도이다.

본 발명은 원하는 가공위치를 고속으로 가공할 수 있는 레이저 가공장치 및 레이저 가공방법, 그리고 이러한 레이저 가공장치를 이용하여 댐바(dam bar)를 가공하는 방법에 관한 것이다.

펄스형 레이저광을 이용한 가공으로서는 절단, 천공, 용접 등의 가공방법이 있으며, 이는 기계, 전자, 반도체장치 등 여러 분야의 제조과정에서 이용되고 있다. 이하에서는 종래의 레이저 가공장치의 구성을 간단하게 설명한다.

종래의 레이저 가공장치는 레이저헤드 또는 레이저전원 등으로 구성되는 레이저 발진기, 가공광학계, 피가공물을 탑재하고 수평면내(XY평면내)에 이동가능한 XY테이블, XY테이블의 이동동작 또는 레이저 발진기의 발진동작을 자동 또는 수동으로 제어하는 콘트롤러 등을 구비한다.

레이저 전원에 있어서는 콘트롤러로부터 지시된 전압치에 따라 공급된 교류전류가 직류로 바뀌어 콘덴서부에 공급되고 콘덴서부에 축적된 전하가 소정의 개폐 타이밍(펄스폭 및 펄스주파수)에 의거하여 레이저헤드의 여기램프에 방전된다. 이 방전에 따라 레이저헤드로부터 펄스형 레이저광이 발진한다.

또한 레이저헤드에는 빔셔터가 내장되어 있으며, 이 빔셔터가 개폐함으로서 펄스형의 레이저광을 온/오프로 시키고 피가공물로의 레이저광 조사를 제어한다. 즉 가공을 행할 경우에는 상기 빔셔터를 개방하고 가공하지 않을 경우에는 상기 빔셔터를 폐쇄한다. 이 빔셔터의 개폐동작시간은 100∼300msec 정도이다.

상기와 같은 레이저 가공장치를 이용하여, 예를들어 IC 패키지의 댐바(dam bar)를 제거(절단)하는 경우를 생각한다. 이러한 댐바란, IC 패키지에 사용되는 리드프레임의 핀(리드)을 연결하고 있는 것으로, IC패키지를 수지몰드로 일체밀봉할때에 수지가 들어가는 것을 막는 역할을 하며 또한 리드프레임의 핀을 보강하는 역할을 한다. 이것은 수지몰드에 의한 일체밀봉후에는 제거되는 부분이다. 이 댐바를 펄스형 레이저광으로 제거하는 가공순서를, 어느 지점의 댐바를 제거(절단)한 후 이어서 다음 지점의 댐바를 제거하는 경우를 예로들어 설명하면 다음과 같다.

(1) 피가공물상으로의 레이저광 조사위치를 XY테이블에 의하여 다음 지점의 방향으로 이동시킨다.

(2) 상기 (1)의 점에서 위치를 결정하고 XY테이블을 정지한다.

(3) 빔셔터를 개방한다.

(4) 레이저광을 조사하여 (1)의 점의 댐바를 제거한다.

(5) 빔셔터를 폐쇄한다.

이상 (1) 내지 (5)의 가공순서를 반복함으로써 IC패키지의 4변에 있는 댐바를 순차적으로 제거하여 간다. 이때 XY테이블의 이동 및 정지, 빔셔터의 개폐는 상기 컨트롤러에 미리 입력된 프로그램에 따라 실행된다. 또한 그 동안 레이저광은 항시 펄스형으로 발진시키던가 빔셔터를 개방하는 것과 동기하여 발진시킨다.

또한 상기와 같은 댐바의 제거에 이용하는 가장 적합한 레이저 가공장치 또는 레이저 가공방법에 관한 종래기술로서는 특개소 56-9090호 공보나 특개평 4-41092호 공보에 기재된 것을 예로 들 수 있다. 전자의 특개소 56-9090호 공보에 기재된 방법은, 가공속도(XY테이블의 이동속도)의 변화에 레이저광의 발진을 대응시켜 균일하게 레이저광을 조사시키는 것이고, 후자의 특개평 4-41092호 공보에 기재된 장치는 미리 기억시켜 둔 복수의 가공위치정보와 XY테이블의 이동량과의 비교결과에 따라 레이저광의 온/오프나 조사 타이밍을 제어하는 것이다.

통상의 IC패키지의 댐바의 치수는 폭 0.1∼0.3㎜정도이고 두께는 0.15㎜정도이기 때문에, 댐바를 제거할 경우 1펄스의 레이저광으로 충분히 제거가능하다. 따라서 실제의 가공에 요하는 시간은 레이저광의 펄스폭의 시간에 대응하는 0.1∼1msec 정도이다. 그런데 상기의 (1) 내지 (5)의 가공방법에 있어서는, 빔셔터의 개폐동작시간인 200∼600msec와 테이블의 이동시간에 의하여 한 개의 댐바를 제거하는데 1msec정도의 시간을 필요로 하므로, 댐바의 개수나 IC패키지의 제조갯수를 고려하면 가공시간이 지나치게 소요되게 된다.

또 일반적으로 리드프레임의 핀의 피치(pitch)는 동일한 것이 많으나, 리드프레임의 제조오차 혹은 수지몰드로 일체밀봉할 때의 온도이력에 의한 왜곡이나 핸들링에 의한 외력등으로 인하여 피치가 변형되므로 댐바의 제거시에는 반드시 동일한 피치로 되어 있는 것은 아니다. 상기의 댐바 제거방법에서는 댐바를 제거하는 장소를 프로그램으로서 미리 등록하여 두도록 되어 있으나, 그러한 방법으로서는 상기와 같이 핀이 동일한 피치로 되어 있지 않은 경우에 대하여는 대응할 수 없고, 또한 제조오차나 변형이 누적되어 오차가 증대하는 것과 같은 최악의 경우에는 남겨 두어야 할 리드프레임의 핀부분까지 피해를 줄 가능성도 있다.

또한 특개소 56-9090호 공보에 기재된 종래기술의 댐바의 제거에 응용할 경우, 균일하게 레이저광을 조사시키기 위해 핀이 동일한 피치가 아니고 불규칙한 배열이 되어 버렸을 때에는 대응할 수 없게 되어, 상기와 마찬가지의 문제가 발생한다. 또 특개평 4-41092호 공보에 기재된 종래기술을 응용할 경우, 미리 기억(상정)시킨 소정의 형상에 따라 제어할 수밖에 없기 때문에 역시 핀이 불규칙한 배열이 되어 버렸을 때에는 대응할 수 없어 마찬가지의 문제가 발생한다.

이와 같은 문제점에 대하여, 본 출원인은 가공위치에 있어서의 피가공물의 재료의 유무를 검출하여 대응하는 검출신호의 발생하는 검출수단과; 이 검출신호에 의거하여 직사각형파 신호를 발생하는 직시각형파 신호발생수단과; 이 직사각형파 신호에 의거한 타이밍에 펄스레이저광이 조사되도록 펄스레이저광의 발진을 제어하는 제어수단을 구비한 펄스레이저 가공기 및 펄스레이저 가공방법을 발명하였다(특개평 6-142968호 공보, 출원일 1992년 10월 30일). 이 기술에 의하면 가공위치가 같은 간격인 경우뿐만 아니라 같은 간격이 아닌 경우에도 원하는 가공위치를 고속으로 가공할 수 있다.

그러나, 이 기술에서는, 레이저 가공에 따라 발생하는 광을 피가공물의 재료의 유무에 의거하는 반사광 또는 통과광인 것으로 잘못 검출하여 버린다는 점에서 개선의 여지가 더 있는 것을 알 수 있었다.

즉 레이저광을 피가공물에 조사하여 가공을 행할 경우, 레이저 가공에 따라 가공위치로부터 발광이 수반된다. 이러한 광은 플라즈마와 산화반응에 의한 광에 기인하는 것으로서 플룸(plume)이라 칭해진다. 따라서 검출수단에 의하여 검출되는 광은, 검출광이 피가공물에 의하여 반사된 반사광 또는 피가공물을 통과한 통과광과, 상기 레이저가공에 수반되는 발광(이하 플룸이라 한다)의 2종류가 된다. 그 결과, 상기 검출신호에 의거하여 직사각형파 신호발생수단에서 직사각형파 신호를 발생할 때에, 상기 플룸의 레벨(광의 강도)이 소정의 역치보다 작은 경우에는 문제가 없으나 소정의 역치보다 높은 경우에는 출력되는 직사각형파 신호가 플룸에 의한 신호까지 포함하게 되고, 이 플룸을 피가공물의 재료의 유무에 의거하는 반사광 또는 통과광이라고 잘못 검출하여, 이 잘못검출된 신호에 의해서도 레이저광이 발진되어 버린다. 따라서 소정의 레이저 가공 위치 이외의 틀린 위치에도 레이저가공이 실시되어 버리는 문제가 발생한다.

본 발명의 목적은 가공위치가 같은 간격인 경우뿐만 아니라 같은 간격이 아닌 경우에도 피가공물이 존재하는 원하는 가공위치를 고속으로 가공할 수 있음과 동시에, 피가공물의 재료의 유무의 검출을 정확하고 확실하게 행할 수 있으며, 레이저가공에 따라 발생하는 광에 의거하여 불필요하여 레이저가공이 실시되는 일이 없는 레이저 가공장치 및 레이저 가공방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의하면, 펄스형의 가공용 레이저광을 발진하는 레이저발진기와, 상기 가공용 레이저광을 피가공물의 가공위치까지 유도하는 가공광학계와, 상기 피가공물을 이동시켜 그 가공위치를 결정하는 반송수단을 구비하는 레이저 가공장치에 있어서, 상기 가공위치에 있어서의 피가공물의 유무를 검출하기 위한 검출광을 발생하는 검출광원과, 그 가공위치로부터의 광을 검출하고 그 광에 대응하는 검출신호를 발생하는 검출수단과, 상기 검출신호중 레이저가공에 수반되는 광에 의한 검출신호를 제외함과 동시에 상기 검출광의 반사광 또는 통과광에 의한 검출신호만을 인출하는 가공광 제거수단과, 상기 가공위치로부터의 상기 검출광의 반사광 또는 통과광에 의한 검출신호에 의거하여 상기 피가공물의 소정의 가공위치에 가공용 레이저광이 조사되도록 그 가공용 레이저광의 발진을 제어하는 제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치가 제공된다.

상기와 같이 구성한 본 발명에 있어서는, 검출광원으로부터 가공위치에 있어서의 피가공물의 유무를 검출하기 위한 검출광을 발생하며, 검출수단에 의해 가공위치로부터의 광을 검출하고 이 광에 대응하는 검출신호를 발생한다. 이 때, 가공위치로부터의 상기 검출광의 반사광 또는 통과광에 더하여, 레이저가공에 수반되는 광도 검출수단에 의해 검출된다. 따라서, 가공광 제거수단에 의하여 상기 검출신호중 레이저가공에 수반되는 광에 의한 검출신호를 제외하고 가공위치로부터의 검출광의 반사광 또는 통과광에 의한 검출신호만을 인출하여 제어수단에 입력함으로써, 상기 검출광의 반사광 또는 통과광에 의한 검출신호만에 의거하여 제어수단에 의해 가공용 레이저광의 발진이 제어되고, 피가공물의 표면의 정보에 따라 원하는 가공위치에 확실하게 가공용 레이저광이 조사되어 가공이 행해진다. 이에 따라, 레이저가공에 수반되는 광에 의한 검출신호에 의거하여 가공용 레이저광이 발진되는 일은 없게 되며, 소정의 가공위치 이외의 틀린위치에 가공용 레이저광이 불필요하게 조사되는 일도 없다. 또 피가공물의 유무에 대한 정보를 검출한 위치보다 일정한 거리만큼 떨어진 위치에 가공용 레이저광이 조사되기 때문에, 가공위치가 동일한 간격인 경우뿐만 아니라 동일한 간격이 아닌 경우에서도, 원하는 절단 위치가 피가공물의 유무의 정보에 따라 확실하고 또한 고속으로 가공된다.

상기 레이저 가공장치에 있어서 바람직하게는 상기 가공광 제거수단이 가공용 레이저광 발진과 동시에 소정의 게이트폭을 가지는 게이트신호를 발생시키는 게이트신호 발생수단과, 이 게이트신호가 오프인 경우에는 상기 검출신호를 상기 제어수단에 입력하고 상기 게이트신호가 온인 경우에는 상기 검출신호를 상기 제어수단에 입력하지 않는 게이트처리수단을 가진다. 이에 의해, 검출광에 수반되는 검출신호만을 인출하여 제어수단에 입력할 수 있고 그후 신호처리에 의하여 검출광만에 의거하여 펄스형의 가공용 레이저광을 발진시킬 수 있다.

또 상기 가공광 제거수단은, 바람직하게는, 레이저가공에 수반되는 광에 의한 검출신호의 레벨보다도 큰 역치에 의거하여 상기 검출수단으로부터의 상기 검출신호를 이진값화하고 이 이진값화된 신호를 상기 제어수단에 입력하는 직사각형파 신호발생수단을 가진다. 이로서 직사각형파 신호발생수단에서는 플룸의 발광에 의한 검출신호가 삭제되고 검출광에 의거하는 직사각형파 신호만이 출력되어 제어수단에 입력된다. 따라서 그후의 신호처리에 의하여 검출광만에 의거하여 펄스형의 가공용 레이저광을 발진시킬 수 있다.

또한 상기 가공광 제거수단은 바람직하게는 상기 검출수단으로부터의 검출신호의 펄스를 1개 걸러 받아들여 상기 제어수단에 입력하는 신호선택수단을 가진다. 검출광에 의거하는 검출신호와 플룸의 발광에 수반되는 검출신호를 교대로 출력되기 때문에, 상기와 같이 검출신호의 펄스를 1개 걸러 받아들여 제어수단에 입력하면 플룸의 발광에 수반되는 신호를 삭제하고 그후의 신호처리에 의하여 검출광에 의거하는 신호만을 이용하여 펄스형의 가공용 레이저광을 발진시킬 수 있다.

한편, 상기의 특개평 6-142968호 공보의 기술에서는 조명광 발생수단에 의하여 조명광을 피가공물에 조사하여 피가공물표면으로부터의 조명광의 반사광 또는 통과광을 광검출수단으로 검출함으로써 피가공물의 재료의 유무를 검출하는 것이 바람직하다고 되어 있다. 조명광은 어느 일정한 범위를 비추는 것이나, 그 밝기는 비추어지는 범위내에 있어서 반드시 일정하지 않고, 또한 그 밝기는 끊임없이 변동하고 있을 뿐 아니라 노이즈도 많으며 정확한 검출을 하는 것이 어려운 경우도 있다. 또 상기 기술에서는 타게트상에 맺혀진 조명광의 상의 소정위치의 광을 포토센서로 검출하여 피가공물의 재료의 유무를 검출하고 있으나, 포토센서로 검출하였기 때문에 타게트에 개방된 창은 작게 하는데도 한계가 있어, 어느 정도의 크기가 필요하다. 따라서 어느 정도의 크기의 범위에서 피가공물의 상태를 검출함으로써 피가공물의 재료의 유무를 검출할 때의 검출신호의 발생이 완만하게 되어 높은 분해능으로 검출하는 것이 용이하지 않다. 또한 가공위치 근방의 재료의 유무에 따라 포토센서로 검출되는 반사광의 명암의 차가 작고, 이 반사광에 의거하는 검출신호가 검출광의 밝기의 변동 또는 회로의 전기적인 노이즈 등에 파묻혀 버려 검출의 정밀도를 높힐 수 없게 된다.

이것에 대하여, 본 발명에서는, 상기 검출광원을 상기 가공위치 근방의 검출위치에 검출용 레이저광을 조사하는 검출용 레이저광원으로 하였다. 이와 같이 가공위치 근방의 검출위치에 있어서의 피가공물의 유무를 검출하기 위한 검출광으로 하여 스팟지름을 극히 작게 조일 수 있을 뿐 아니라, 출력이 안정되고 시간적 변동이 작은 레이저광을 이용하기 때문에 피가공물의 유무를 검출할 때 신호의 발생(응답)이 빨라지고 높은 분해능으로 정확하고 정밀도 좋게 피가공물의 재료의 유무를 검출하는 것이 가능하게 된다. 또한 검출광을 단색광으로 할 수 있기 때문에 광학부품의 색수차가 없어져 단순한 광학계에서도 검출광을 검출수단으로 확실하게 검출할 수 있다. 이 검출광으로서 사용되는 레이저광 즉 검출용 레이저광은 레이저가공을 행하기 위한 가공용 레이저광과는 다른 것임은 물론이다. 또 이 검출용 레이저광으로서 예를들면 반도체 레이저를 이용하면 검출광원의 수명을 연장할 수도 있다.

이 경우 가공광 제거수단으로서 바람직하게는 검출용 레이저광의 파장부근을 투과시키는 광학필터를 포함하는 것을 이용한다. 이렇게 함으로써, 수용해야할 검출용 레이저광은 광학필터에 의하여 선택적으로 받아들이고 그 이외의 광은 삭제하는 것이 가능하여, 검출의 정확도가 한층 향상된다.

상기에 있어서, 상기 가공용 레이저광의 조사위치에 대한 상기 검출용 레이저광의 검출위치의 상대위치를 피가공물상에서 변경하는 검출위치 변환수단을 더 구비하는 것이 보다 바람직하다. 그렇게 하면, 검출위치 변환수단을 이용하여 가공용 레이저광의 조사위치에 대한 상기 검출용 레이저광의 검출위치의 상대위치를 피가공물상에서 임의로 변경하는 것이 가능하게 되고, 피가공물의 치수나 형상이 바뀌어도 번잡한 작업이 필요하지 않게 되며 또한 피가공재의 치수나 형상에 따라 임의로 그 검출위치를 변경하고 가장 적합한 검출위치를 설정하는 것도 가능하게 된다.

상기 검출위치 변환수단으로서는, 반사면내의 서로 직교하는 두축의 주변에 각각 경사가능하고 상기 검출위치로부터의 광을 상기 검출수단의 방향에 입사시키는 반사경을 사용하는 것이 바람직하다. 이로서, 검출용 레이저광의 검출위치에 대한 입사각도가 변경되고, 가공용 레이저광의 조사위치에 대한 검출용 레이저광의 검출위치의 상대적인 위치가 피가공물상에서 임의로 변경된다. 이 경우 상기 반사경에 의한 검출용 레이저광의 검출위치에의 입사각도의 변경은 두축제어가 된다.

또 상기 검출위치 변환수단으로서는, 상기 검출용 레이저광원과 상기 피가공물과의 사이에 설치되고 검출용 레이저광의 원래의 광축에 대하여 경사진 표면을 가짐과 동시에 그 원래의 광축주변에 회전가능한 회전식 웨지기판 수단을 채용하는 것이 바람직하다. 이 때, 이 회전식 웨지기판수단을 통과한 검출용 레이저광은 원래의 광축에 대하여 일정한 각도 경사져서 진행되게 되고, 이 일정한 각도는 회전식 웨지기판수단의 표면의 경사각도에 의존한다. 또한 이 회전식 웨지기판수단을 원래의 광축주변으로 회전시킴으로써 피가공물상의 검출용 레이저광의 검출위치를 가공위치근방의 어느 일정한 지름의 원주상에서 임의의 각도만큼 회전시킬 수 있다. 이와 같이 하여, 가공용 레이저광의 조사위치에 대한 검출용 레이저광의 검출위치의 상대적인 위치가 피가공물상에서 변경된다. 이 경우 상기 회전식 웨지기판수단에 의한 검출용 레이저광의 검출위치에의 입사각도의 변경은 일축(상기 원의 궤적의 주변방향)제어가 된다.

또 상기 검출위치 변환수단으로서는, 상기 검출용 레이저광원과 상기 피가공물과의 사이에 설치되고 상기 검출용 레이저광의 원래의 광축에 대한 경사각도를 변경가능함과 동시에 그 원래의 광축주변에 회전가능한 상회전 프리즘수단을 채용하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 이 상회전 프리즘수단을 통과한 검출용 레이저광은 원래의 광축에 대하여 어느 정도의 각도만큼 경사져서 진행함으로써 그 각도는 상회전 프리즘의 원래의 광축에 대한 경사각도에 의존한다. 또한 상회전 프리즘수단의 경사각도를 설정한 후에 그 경사각도를 유지하면서 상회전 프리즘수단을 원래의 광축주변으로 회전시킴으로써, 피가공물상의 검출용 레이저광의 검출위치를 가공위치 근방의 어느 일정한 지름의 원주상에서 임의의 각도로 회전시킬 수 있다. 또한 상회전 프리즘수단의 경사각도를 변경함으로써 그것을 통과한 검출용 레이저광의 광로가 경사각도가 변경되고, 피가공물상의 검출용 레이저광의 검출위치가 통하는 원의 지름을 피가공물의 형상에 따라 변경할 수 있다. 이와 같이 하여 가공용 레이저광의 조사위치에 대한 검출용 레이저광의 검출위치의 상대위치가 피가공물상에서 변경된다. 이 경우 상기 상회전 프리즘수단에 의한 검출용 레이저광의 검출위치에의 입사각도의 변경은 한축(상기 원의 궤적의 지름방향)고정상에서 다른 한축(상기 원의 궤적의 주변방향)제어가 된다.

또 상기와 같은 레이저 가공장치에 있어서, 바람직하게는 상기 가공광학계가 상기 가공용 레이저광을 상기 가공위치에 집속시키는 집광렌즈를 포함하고, 상기 집광렌즈는 상기 검출광 또한 통과시켜 상기 피가공물상으로 유도한다. 결국 가공용 레이저광의 접속용 집광렌즈와 검출광의 유도용 집광렌즈가 겸용된다. 이로서 장치의 구성이 심플하게 되고 집광렌즈를 포함하는 광학계의 조정이 간단하게 된다.

또한 상기와 같은 본 발명의 레이저 가공장치에 의하면, 피가공물을 이동시켜 가공위치를 결정하고 레이저 발진기로부터 펄스형의 가공용 레이저광을 상기 가공위치에 조사하여 그 피가공물을 가공할 때 가공위치에 있어서의 피가공물의 유무를 검출하기 위한 검출광을 그 가공위치에 조사하고, 상기 가공위치로부터의 광 가운데 레이저가공에 의해 수반되는 광을 제외함과 동시에, 상기 가공위치로부터의 검출광의 반사광 또는 통과광만을 인출하고 그 반사광 또는 통과광에 의한 검출신호에 의거한 타이밍으로 피가공물의 소정의 가공위치에 가공용 레이저광을 조사하는 레이저 가공방법을 실시할 수 있다.

상기 레이저 가공방법에 있어서는 검출광으로서 검출용 레이저광을 이용하고 그 검출용 레이저광을 상기 가공위치 근방의 검출위치에 조사하는 것이 바람직하다.

또 상기와 같은 본 발명의 레이저 가공장치에 의하면 리드프레임에 반도체칩을 탑재하고 수지몰드로 일체로 밀봉한 IC패키지의 댐바를 절단하는 본 발명의 댐바 가공방법을 실시할 수 있다.

이하 본 발명의 레이저 가공장치와 레이저 가공방법 및 댐바 가공방법의 실시예를 도면에 의거하여 설명한다.

본 발명의 제1실시예를 제1도 내지 제7도에 의하여 설명한다. 단, 이하에서는 주로 같은 간격의 핀을 가지는 IC패키지의 댐바의 제거에 관하여 설명한다.

제1도에 나타낸 실시예의 레이저 가공장치에는, 레이저헤드(11)와 레이저전원(13)으로 구성되는 레이저 발진기(10), 가공헤드(12), 피가공물(이하 워크라 함)(1)을 탑재하여 수평면내(XY평면내)에 이동시키는 반송수단으로서의 XY테이블(21), 레이저헤드(11) 및 가공헤드(12)를 상하방향(Z축방향)으로 이동시키는 Z테이블(22), 메인콘트롤러(23)와 트리거유닛(24)를 가지는 콘트롤러유니트(25)가 구비되어 있다. 메인콘트롤러(23)는 XY테이블(21)의 수평면내의 이동동작과 Z테이블(22)의 상하방향의 이동동작과 레이저발진기(10)의 발진동작을 자동적으로 제어한다.

레이저전원(13)은 안정화 전원부(130), 콘덴서부(131), 스위치부(132), 교류전원(133) 및 레이저콘트롤러(26)를 가진다. 이 레이저전원(13)에서는 먼저 교류전원(133)으로부터 공급된 교류전류가 안정화 전원부(130)에 공급되고 레이저콘트롤러(26)로부터 지시된 전압치에 따라 직류로 바뀌고 콘덴서부(131)에 공급된다. 콘덴서부(131)에 상기 전압치로 공급된 전하는 레이저콘트롤러(26)로부터의 트리거신호(TP₂)(후기함)에 수반되는 스위치부(132)의 개폐동작에 의하여 레이저헤드(11)에 구비된 여기램프(110)에 공급된다. 이 펄스형의 전하에 의하여 상기 여기램프(110)가 발광하고 그것에 의하여 레이저매체(도시생략)가 여기되어 펄스형의 가공용 레이저광이 사출된다.

또 제1도에 나타낸 레이저헤드(11)에 빔셔터(111)가 내장되어 있다. 이 빔셔터(111)는 개폐함으로써 레이저발진기(10)로부터 방출되는 펄스형의 가공용 레이저광을 온/오프로 하고 워크(1)에의 가공용 레이저광의 조사를 제어한다. 즉 워크(1)를 가공할 경우에는 상기 빔셔터(111)를 개방하고 가공하지 않은 경우에는 상기 빔셔터(111)를 폐쇄한다. 이 빔셔터(111)의 동작시간은 100∼300msec 정도이다. 또 빔셔터(111)의 온/오프의 제어는 레이저콘트롤러(26)로 행하나 메인콘트롤러(23)로부터 레이저콘트롤러(26)를 거쳐 행하는 것도 가능하다.

또 가공헤드(12)내부에는, 제2도에 나타낸 바와 같이 가공용 레이저광의 파장에 대하여 높은 반사효율을 가지는 벤딩미러(120), 집광렌즈(121)가 구비되어 있으며, 이는 종래의 레이저가공장치의 구성과 마찬가지이다. 본 실시예에서는 상기 구성에 검출광으로서의 레이저광을 발생하는 검출광원(122), 콜리메이터렌즈(123), 하프미러(124), 결상렌즈(125), 광검출기(126)로 구성되는 검출광학계(127)가 추가되어 있다. 상기 검출광원(122)으로서는 레이저다이오드(반도체레이저) 등의 레이저광원이 이용되고 있고, 이 검출광학계(127)는 기본적으로는 CD플레이어의 디스크신호를 읽어들이는 광픽업부의 광학계의 구성과 유사하다. 물론 검출광으로서 사용되는 레이저광은 레이저가공을 행하기 위한 레이저광과는 다른 것은 물론이다. 또 집광렌즈(121)는 검출광학계(127)도 겸하고 있다.

또 제3도에 나타낸 바와 같이 트리거유닛(24)에는 컴퍼레이터(241), 트리거신호 발생회로(242), 게이트회로(245), 딜레이회로(243), 게이트신호 발생기(244)가 구비되어 있다. 이중에서 게이트신호 발생기(244)는 게이트신호 발생수단이고 게이트회로(245)는 게이트처리수단으로서, 이들이 가공광 제거수단을 구성한다. 이 트리거유닛(24)에 있어서는 광검출기(126)로부터의 검출신호가 컴퍼레이터(241)에 있어서 어느 역치(V_TH)로 이진값화되어 직사각형파 신호(TP)가 생성되고, 트리거신호 발생회로(242)에 있어서 이 직사각형파 신호(TP)의 발생에 동기한 트리거신호(TP_S,TP_N)(후기함)가 출력되고 이 트리거신호(TP_S,TP_N)가 게이트회로(245)에 입력된다. 한편 게이트신호 발생기(244)는 레이저콘트롤러(26)의 트리거회로(262)로부터의 트리거신호(TP₂)(후기함)를 입력하고, 이 트리거신호(TP₂)의 발생에 동기한 소정의 게이트폭(W_G)의 게이트회로(GP)(단 온일 때의 값을 1, 오프일 때의 값을 0으로 한다)를 게이트회로(245)에 출력한다. 게이트회로(245)로부터는 게이트신호 발생기(244)로부터의 게이트신호(GP)가 오프(=0)인 경우에는 트리거신호 발생회로(242)로부터 입력되는 트리거신호의 발생에 동기한 트리거신호(TP_G)가 출력되고, GP가 온(=1)인 경우에는 트리거신호 발생회로(242)로부터 트리거신호가 입력되어도 신호는 출력되지 않는다. 또한 트리거신호(TP_G)는 딜레이회로(243)에 입력되고, 여기에서 메인콘트롤러(23)로부터 지령된 지연시간(T_D)이 주어져 TP₁로서 레이저콘트롤러(26)에 출력된다.

또 제4도에 나타낸 바와 같이 레이저콘트롤러(26)에는 입출력부(260), 중앙연산부(261), 트리거회로(262)가 구비되어 있다. 트리거회로(262)는 트리거유닛(24)로부터의 트리거신호(TP₁)의 발생에 동기하여 메인콘트롤러(23)로부터 중앙연산부(261)에 지시된 펄스폭의 트리거신호(TP₂)를 생성하고 이 트리거신호(TP₂)가 스위치부(132)에 입력된다. 또 콘덴서부(131)에 공급된 전하의 전압치는 입출력부(260)로부터 중앙연산부(261)에 입력되고 중앙연산부(261)로부터 안정화 전원부(130)에 지시된다. 이것 이후는 상기한 바와 같은 과정에 따라 가공용 레이저광이 발진한다. 한편 트리거회로(262)로부터의 트리거신호(TP₂)는 트리거유닛(24)의 게이트신호 발생기(244)에도 입력된다(제3도 참조).

제2도로 되돌아가서 가공헤드(12) 및 검출광학계(127)의 기능을 설명한다. 레이저헤드(11)로부터 발진된 가공용 레이저광(100)은 벤딩미러(120)로 방향이 바뀌고, 집광렌즈(121)로 집광되어 워크(1)상에 조사된다. 또 검출광원(122)으로부터 출사된 검출광(200)은 콜리메이터렌즈(123)로 평행광이 되어 하프미러(124)로 반사되고, 벤딩미러(120)를 통하여 집광렌즈(121)에 의하여 워크(1)상에 미소한 스팟으로 결상된다. 단, 검출광학계(127)의 하프미러(124)의 경사각도를 조정함으로써 상기 스팟을 레이저헤드(11)로부터 발진하는 가공용 레이저광(100)의 집광위치로부터 거리 δ_d만큼 떨어진 위치에 결상시킨다. 그리고 워크(1)표면에서 반사한 검출광(200)은 집광렌즈(121), 벤딩미러(120), 하프미러(124)를 통하여 결상렌즈(125)에 의하여 광검출기(126)에 모아지고 워크(1) 표면의 정보가 전기신호로서 검출된다. 본 실시예에서는 검출광원(122)으로서 레이저광원을 이용하기 때문에, 그 레이저광을 콜리메이터렌즈(123) 및 집광렌즈(121)에 의하여 극히 작게 조일 수 있어, 워크(1)표면의 정보(재료의 유무)를 검출할 때 신호의 발생(응답)이 빨라져 높은 분해능으로 검출할 수 있다.

이 때, 집광렌즈(121)와 결상렌즈(125)의 조합에 의하여 워크(1)표면상의 검출광(200)의 스팟상이 광검출기(126)의 위치에서 결상하도록 하여 둔다. 또 제5도에 나타낸 바와 같이 댐바(2)보다도 약간 외측부분에 검출광(200)의 스팟이 조사되도록 레이저헤드(11)로부터의 가공용 레이저광(100)의 집광위치와의 거리δ_d(제2도 참조)가 결정된다. 여기에서 댐바(2)의 폭을 W_DB라 하면 가공용 레이저광(100)이 댐바(2)의 거의 중앙에 조사되기 위해서는 δ_dW_DB/2를 만족할 필요가 있다. 이것에 의하여, 광검출기(126)는 핀의 유무, 즉 핀이 존재하는 부분(이하 웨이브부라 함)(4)과 슬릿부(3)를 검출할 수 있다. 한편 레이저가공에 사용되는 가공용 레이저광(100)은 댐바의 거의 중앙에 조사한다. 따라서 후기하는 바와 같이 광검출기(126)로부터의 검출신호를 기초로 하여 절단하여야 할 댐바(2)를 절단할 수 있다.

이상의 구성을 가지는 레이저 가공장치의 동작을 설명한다. 여기에서는 제6도에 나타낸 바와 같이 QFP형의 IC패키지의 4개의 각변에 있는 댐바(2)를 예를들면 도면중 화살표로 나타낸 궤적(5a∼5d)을 따라 순차 절단, 제거하는 경우에 관하여 생각한다. 단, X축 및 Y축을 제6도와 같이 결정한다.

먼저 워크(1)를 XY테이블(21)에 의하여 X축의 정방향으로 일정 속도로 이동시키면 미소한 스팟으로 조여진 검출광(200)은 워크(1)상을 제6도의 궤적(5a)을 따라 이동한다. 이로서 광검출기(126)로 검출되는 검출신호중 검출광원(122)으로부터의 검출광(200)에 기인하는 것의 변화는 웨이브부(4)에서 높은 출력이 되고 슬릿부(3)에서 낮은 출력이 된다. 이 때, 워크(1)의 웨이브부(4)와 슬릿부(3)가 같은 피치로 나열되어 있으면 XY테이블이 일정속도로 이동할 때의 검출신호는 일정주기의 파형으로서 검출되고, 워크(1)의 웨이브부(4)와 슬릿부(3)가 같은 피치로 나열되어 있지 않은 경우에는 검출신호는 피치의 변화에 비례한 시간변화를 가지는 파형으로서 검출된다. 또 궤적(5b,5c,5d)에 관해서도 워크(1)를 각각 Y축의 정방향, X축의 부방향, Y축의 부방향으로 이동시키게 됨으로써 마찬가지의 파형의 검출신호를 얻을 수 있다.

또 본 실시예에서는 후기하는 바와 같이 댐바(2)의 중앙부에 가공용 레이저광(100)이 조사되어 댐바가 제거되나, 이와 같이 레이저광을 워크에 조사하여 가공을 행할 경우 가공위치에는 플라즈마와 산화반응에 의한 광에 기인하는 플룸이라 불리우는 발광이 수반된다. 따라서 광검출기(126)로 검출된 검출신호는 제5도에 나타낸 바와 같이 웨이브부(4) 및 슬릿부(3)로부터의 검출광의 반사광에 의한 파형에 상기 플룸에 수반되는 파형이 겹쳐진 파형이 된다. 단 제5도에 있어서 플룸의 발광시간은 레이저광의 조사시간과 거의 같고 극히 짧기 때문에 플룸의 발광에 수반되는 검출신호는 선형태로 나타낸다.

다음에, 검출광의 반사광에 플룸에 수반되는 파형이 겹쳐진 광검출기(126)로부터의 검출신호가 트리거유닛(24)에 입력되고, 제7도의 타임챠트에 나타낸 바와 같은 처리로 이진값화된다. 단, 제7도에서는 워크(1)를 일정속도로 움직이게 하였을 때의 웨이브부(4)와 슬릿부(3)를 시간변화하여 모식적으로 부기하였다. 또 광검출기(126)로부터의 검출신호를 트리거유닛(24)에 입력하기 전에 앰프로 증폭하여 두어도 좋다. 광검출기(126)로부터 트리거유닛(24)의 컴퍼레이터(241)에 입력된 검출신호는 도면중 파선으로 나타낸 소정의 역치(V_TH)를 기초로 이진값화되어 직사각형파 신호(TP)로 되고, 트리거신호 발생회로(242)에 입력된다. 이때 상기 플룸의 발광에 따른 검출신호의 레벨(광의 강도)이 V_TH보다 작은 경우에는 문제가 없으나, 제5도와 같이 플룸의 발광에 수반되는 검출신호의 레벨이 V_TH보다 높은 경우에는 컴퍼레이터(241)로부터 플룸의 발광에 의해서도 직사각형파 신호(TP)가 출력되게 된다. 트리거신호 발생회로(242)에서는 직사각형파 신호(TP)의 종료를 기초로 트리거신호(TP_S,TP_N)를 출력한다. 여기에서 트리거신호(TP_S)는 검출광의 반사광에 수반되는 것이고 TP_N은 플룸의 발광에 수반되는 것이다. 본 실시예에서는 플룸의 발광에 수반되는 신호(트리거신호(TP_N))를 삭제하기 위하여, 트리거유닛(24)에 게이트회로(245) 및 게이트신호 발생기(244)가 설치되어 있다.

트리거신호(TP_S,TP_N)는 게이트회로(245)에 입력되나 게이트회로(245)는, 상기한 바와 같이 게이트신호 발생기(244)로부터의 게이트신호(GP)가 오프(=0)인 경우에는 트리거신호 발생회로(242)로부터의 트리거신호의 발생에 동기한 트리거신호(TP_G)를 출력하고, GP가 온(=1)인 경우에는 트리거신호 발생회로(242)로부터의 트리거신호가 입력되어도 신호를 출력하지 않는다. 트리거신호(TP_G)는 딜레이회로(243)에 입력되고 이 트리거신호(TP_G)에 메인콘트롤러(23)로부터 지령된 지연시간(T_D)이 주어지고 트리거신호(TP₁)로서 레이저콘트롤러(26)에 입력된다.

다음에 레이저콘트롤러(26)에서는 트리거신호(TP₁)가 트리거회로(262)에 입력되고 이 트리거회로(262)로부터는 트리거신호(TP₁)의 발생에 동기한 트리거신호(TP₂)가 출력된다. 이 트리거신호(TP₂)의 펄스폭은 상기한 바와 같이 메인콘트롤러(23)로부터 중앙연산부(261)를 거쳐 지시된다. 또한 트리거신호(TP₂)는 스위치부(132)에 입력되고 트리거신호(TP₂)의 발생에 동기하여 스위치부(132)가 온이 되고 여기램프(110)에 콘덴서부(131)로부터의 전하가 공급되고, 또한 트리거신호(TP₂)의 종료에 동기하여 스위치부(132)가 오프가 되고, 여기램프(110)로의 전하 공급은 정지한다. 이상과 같이 하여 트리거회로(TP₂)에 동기한 펄스형의 가공용 레이저광이 발진한다. 또한 도면중의 트리거신호(TP₂) 및 가공용 레이저광은 실제로는 어느정도의 폭을 가진 펄스파형을 가지나, 다른 신호에 비해 상당히 그 펄스폭이 짧기 때문에 도면에서는 선형태로 나타내고 있다.

또한 트리거신호(TP₂)는 게이트신호 발생기(244)에도 입력(피드백)되고 이 트리거신호(TP₂)의 발생에 동기한 게이트신호(GP)(소정의 게이트폭(W_G)을 가짐)가 게이트회로(245)에 출력된다. 즉 게이트신호(GP)는 레이저광발진을 위한 트리거신호(TP₂)의 발생과 함께 출력되게 된다. 게이트신호(GP)를 이와 같은 조건으로 발생시키고 그 게이트폭(W_G)을 적당한 길이로 설정함으로써, 트리거신호 발생회로(242)로부터 트리거신호(TP_S)가 출력되고 있을 때에는 게이트신호(GP)가 오프(=0)가 되고 트리거신호 발생회로(242)로부터 플룸의 발광에 수반되는 트리거신호(TP_N)가 출력되어 있을 때에는 게이트신호(GP)가 온(=1)이 된다. 이 결과, 게이트회로(245)에서는 트리거신호(TP_N)가 무시되고 트리거신호(TP_S)만의 발생에 동기한 트리거신호(TP_G)가 출력되게 된다. 게이트회로(245)에 있어서의 구체적인 처리로서는 게이트신호(GP)를 반전한 후 이렇게 반전한 신호와 트리거신호 발생회로(242)로부터의 트리거신호와의 AND 처리를 하면 좋다. 또 게이트신호(GP)의 게이트폭(W_G)은 트리거회로(262)에서의 지연, 스위치부(132)에서의 지연 및 레이저발진까지의 지연을 종합한 지연시간을 Δt, 트리거신호 발생회로(242)로부터의 트리거신호(TP_S) 또는 TP_N의 펄스폭을 W_P로 하여 예를들면 W_GΔt+W_P를 만족하도록 설정하면 좋다.

만약 트리거유닛(24)에 게이트회로(245) 및 게이트신호 발생기(244)가 설치되어 있지 않은 경우에는 트리거신호 발생회로(242)로부터 출력되는 트리거신호(TP₁)뿐만 아니라 플룸의 발광에 수반되는 트리거신호(TP_N)도 마찬가지로 신호처리되고 트리거신호(TP_S)에 의거하는 펄스형의 레이저광 뿐만 아니라 트리거신호(TP_N)에 의거하는 펄스형의 레이저광도 발진한다. 이 경우에는 레이저광은 목적으로 하는 댐바(2)의 중앙부에 가해지고 댐바(2) 이외의 위치에도 불필요하게 조사되기 때문에 소정의 레이저가공을 실현할 수 없게 된다.

이것에 대하여, 본 실시예에서는 레이저발진기를 위한 트리거신호(TP₂)를 게이트신호 발생기(244)에 피드백하여 게이트신호(GP)를 발생시켜 게이트회로(245)에 있어서 이 게이트신호(GP)에 의거하여 트리거신호 발생회로(242)로부터의 플룸의 발광에 수반되는 트리거신호(TP_N)가 삭제되기 때문에 검출광에 수반되는 트리거신호(TP_S)만이 인출되어 이후의 신호처리가 행하여지고 트리거신호(TP_S)에 의거하는 펄스형의 레이저광만이 발진한다. 따라서 워크(1)표면의 정보에 따라 소망의 가공위치에 확실하게 가공용 레이저광이 조사되어 가공이 행하여지고, 소정의 가공위치이외의 다른 위치에 레이저광이 불필요하게 조사되는 일이 없게 된다.

또 제3도에 있어서 게이트회로(245)를 컴퍼레이터(241)와 트리거신호 발생회로(242)의 사이에 배치하여도 좋다. 이 때에는 컴퍼레이터(241)로부터의 직사각형파 신호(TP)가 직접 게이트회로(245)에 입력되어 처리되게 된다. 또 이 경우 게이트신호(GP)의 게이트폭(W_G)은 적어도 트리거신호(TP₂)의 발생개시로부터 플룸의 발광이 끝나기까지의 시간보다도 길게 설정한다. 이와 같이 게이트신호(GP)의 게이트폭(W_G)를 설정함으로써, 역치(V_TH)의 변경에 의하여 플룸의 발광에 수반되는 직사각형파 신호의 길이가 바뀌었다고 하여도 이 플룸의 발광에 수반되는 직사각형파 신호는 반드시 게이트회로(245)에서 삭제되고 검출광에 수반되는 직사각형파 신호만이 트리거신호 발생회로(242)에 입력되게 된다. 그 후에는 상기한 바와 같이 트리거신호 발생회로(242)로부터의 트리거신호에 지연시간을 주고 또한 레이저콘트롤러(26)로부터 트리거신호를 발생시켜 레이저광을 발진시킨다.

이제 딜레이회로(243)에서 주어지는 지연시간(T_D)에 관하여 설명한다. 워크(1)의 이동속도를 v, 워크(1)의 슬릿부(3)의 폭을 W_S라 하면 가공위치가 슬릿부(3)의 단부로부터 중앙까지 이동하는 시간(T₁)은

가 된다. 또 가공위치가 슬릿부(3)에 들어가고나서 레이저광이 워크에 조사되기까지의 시간(T₂)은 딜레이회로(243)에서 주어지는 지연시간(T_D) 및 상기의 지연시간 Δt을 이용하여

로 나타낸다.

레이저광이 댐바의 중앙에 조사되어야만 하는 조건은

이기 때문에 식(1) 내지 식(3)으로부터의 지연시간(T_D)은

로 설정되게 된다. 또한 지연시간(Δt), 워크(1)의 이동속도(v) 및 리드프레임의 슬릿부(3)의 폭(W_S)은 미리 메인콘트롤러(23)에 입력된다.

이상의 동작에 의하여 (예를들면) 한변에 댐바를 가지는 IC의 댐바절단을 행할 때의 가공순서에 관하여 설명한다. 먼저 댐바를 지나는 궤적, 검출광의 스팟의 결상위치(댐바(2)의 단부로부터의 거리(δ_d)의 설정치), XY테이블(21)의 이동속도(v), 워크(1)의 슬릿(3)의 폭(W_S), 지연시간(Δt) 및 트리거신호(TP₂)의 펄스폭을 메인콘트롤러(23)에 입력하여 둔다. 또 트리거신호 발생회로(242)에서 발생시키는 트리거신호(TP_S또는 TP_N)의 펄스폭(W_P), 게이트신호 발생기(244)에서 발생시키는 게이트신호(GP)의 게이트폭(W_G)을 설정하여 둔다. 이상의 설정후에 XY테이블(21)을 일정속도(v)로 이동시키면 슬릿부(3)의 피치와 테이블(21)의 이동속도(v)로 결정하는 주기로 레이저광이 발진하고 또 플룸의 발광에 의한 신호는 삭제되고 슬릿부93)의 중앙에서 가공용 레이저광의 조사가 행하여지고 댐바(2)의 절단이 실행된다. 따라서 레이저광의 발진주기정도의 짧은 시간으로 댐바를 절단할 수 있어 확실하고 고속의 가공을 할 수 있다.

이상과 같은 본 실시예에 의하면 레이저광 발진을 위한 트리거신호(TP₂)를 게이트신호 발생기(244)에 피드백하여 그 발생에 동기한 게이트신호(GP)를 발생시키고 게이트회로(245)에서 게이트신호(GP)에 의거하여 트리거신호 발생회로(242)로부터의 플룸의 발광에 수반되는 트리거신호(TP_N)를 제거하기 때문에 검출광에 수반되는 트리거신호(TP_S)만을 인출하여 이용할 수 있고 이후의 딜레이회로(243) 및 레이저콘트롤러(26)에 있어서의 신호처리에 의하여 검출광에 수반되는 트리거신호(TP_S)만에 의거하여 펄스형의 레이저광을 발진시킬 수 있다. 따라서 워크(1)의 표면의 정보에 따라 소망의 가공위치(핀이 같은 간격인 경우에 있어서의 슬릿부(3)의 중앙부)에 가공용 레이저광(100)이 조사되어 가공이 행하여지고 소정의 가공위치이외의 다른 위치에 불필요하게 레이저가공이 실시되는 일이 없다. 또 슬릿부(3)의 피치와 XY테이블(21)의 이동속도(v)로 결정되는 레이저광의 발진주기 정도의 짧은 시간으로 댐바를 절단할 수 있고 확실하고 고속의 가공이 가능하게 된다. 또 웨이브부(4) 단부로부터 일정한 거리만큼 떨어진 위치에 가공용 레이저광(100)이 조사되기 때문에 핀이 같은 간격인 경우뿐만 아니라 같은 간격이 아닌 경우에서도 워크(1)의 형상에 따라 절단하여야 할 소망의 위치를 확실하고 고속으로 가공할 수 있다.

또 검출광원(122)으로서 레이저광원을 이용하기 때문에, 검출용 레이저광(200)을 콜리메이터렌즈(123) 및 결상렌즈(125)에 의하여 극히 작게 조일 수 있다. 또한 검출용 레이저광(200)은 출력이 안정되어 있고 시간적 변동이 적다. 따라서 워크(1) 표면의 정보(재료의 유무)가 높은 분해능으로 검출되어, 정확하고 정밀도 좋게 워크의 재료의 유무를 검출할 수 있다. 또한 이 경우 검출광을 단색광으로 할 수 있기 때문에 광학부푸의 색수차가 없어지고 단순한 광학계로도 검출광(200)을 광검출기(126)로 확실하게 검출할 수 있다. 또 이 검출광원(122)으로서 예를들면 반도체레이저를 이용하면 그 수명을 연장할 수도 있다. 또한 워크(1) 표면의 정보(재료의 유무)의 검출에 대하여 그다지 높은 분해능이 필요하지 않은 경우는 검출광원(122)으로서 레이저광원을 이용하지 않고 조명광 등을 이용하여도 좋다.

다음에 본 발명의 제2실시예를 제8도에 의하여 설명한다.

플룸의 발광에 수반되는 검출신호의 레벨(광의 강도)이 검출광의 반사광에 의거하는 검출신호의 레벨보다도 작은 경우에는 제8도에 나타낸 바와 같이 컴퍼레이터(241)에 있어서의 역치를 플룸에 의한 검출신호의 레벨보다도 큰 V_TH1로 함으로써, 컴퍼레이터(241)로 플룸에 의한 검출신호가 삭제되고 검출광의 반사광에 의거하는 직사각형파 신호(TP)만이 출력되게 된다. 따라서 이 경우에는 제3도의 게이트회로(245)나 게이트신호 발생기(244)는 불필요하게 되고 트리거회로(262)로부터 트리거신호(TP₂)를 피드백할 필요도 없어진다.

이로서 검출광의 반사광에 의거하는 직사각형파 신호만에 의거하여 신호처리가 실시되고 워크 표면의 정보에 따라 소망의 가공위치에 가공용 레이저광(100)이 조사되어 가공이 행하여지므로 소정의 가공위치 이외의 다른 위치에 불필요하게 레이저가공이 실시되는 일이 없다.

다음에 본 발명의 제3실시예를 제9도에 의하여 설명한다.

본 실시예에서는 제9도에 나타낸 바와 같이 컴퍼레이터(241) 및 연산부(CPU)(242a)로 트리거유닛(24a)을 구성한다. 또 트리거유닛(24a)이외의 구성은 제1실시예와 마찬가지로 한다. 그리고 연산부(242a)에 있어서 컴퍼레이터(241)로부터 순차입력된 직사각형파 신호(TP)를 1개 걸러 받아들이고 받아들인 직사각형파 신호(TP)에 메인콘트롤러(23)로부터 지령된 지연시간(T_D)을 주어 TP₁로서 레이저콘트롤러(26)에 출력한다. 또 받아들이지 않았던 1개 걸러 직사각형파 신호(TP)는 삭제한다.

여기에서 검출광의 반사광에 의거하는 직사각형파 신호와 플룸의 발광에 수반되는 직사각형파 신호는 제5도에 설명한 바와 같이 교대로 출력되기 때문에 검출광의 반사광에 의거하는 직사각형파 신호를 받아들이도록 하면 플룸의 발광에 수반되는 직사각형파 신호를 삭제할 수 있다.

단 본 실시예에서는 연산부(CPU)(242a)가 제어수단과 가공광 제거수단의 신호선택수단을 겸하게 된다. 또 카운터회로를 이용하여 연산부(242a)를 구성하여도 좋다.

또 연산부(242a)에 있어서 1개의 직사각형파 신호(TP)가 받아들여지게 되면 이때부터 소정시간만큼 직사각형파 신호(TP)를 받아들이지 않도록 하여 두어도 좋다. 이것에 의해서도 직사각형파 신호(TP)가 1개 걸러 받아들여지고 플룸의 발광에 수반되는 직사각형파 신호를 삭제할 수 있다. 이 경우 상기 소정시간으로서는 상기의 게이트신호(GP)의 게이트폭(W_G)정도로 설정하면 좋다.

이상과 같은 본 실시예에 의하면 제3도의 게이트회로(245)나 게이트신호 발생기(244)가 없어도 플룸에 의한 검출신호가 삭제되어 제1실시예와 마찬가지의 효과가 얻어진다.

다음에 본 발명의 제4실시예를 제10도 및 제11도에 의하여 설명한다.

본 실시예는 플룸의 발광에 수반되는 광의 강도가 검출광의 반사광의 강도와 같은 정도이거나 그것보다도 큰 경우에도 적용할 수 있다.

제10도와 같이 검출광학계(127)의 광검출기(126)의 직전에 소정의 투과대역을 가지는 밴드패스필터(광학필터)(128)를 설치한다. 이 밴드패스필터(128)로서는 검출광원(122)으로부터 발진하는 검출용 레이저광(200)의 파장을 포함하는 극히 좁은 범위에 투과대역을 가지는 것을 선정한다.

이와 같이 광검출기(126)에 도달하는 광의 파장대역을 제한함으로써 제11도에 나타낸 바와 같이 플룸의 발광에 수반되는 광의 광도를 저하시킬 수 있고 광검출기(126)로 검출되는 플룸의 발광에 수반되는 검출신호의 레벨을 저하시킬 수 있다. 이 경우 역시 제3도의 게이트회로(245)나 게이트신호 발생기(244)가 없어도 플룸에 의한 검출신호가 삭제되고 제2의 실시예와 마찬가지의 효과가 얻어진다.

또 받아들여야할 검출용 레이저광(200)을 밴드패스필터(128)에 의하여 선택적으로 받아들일 수 있기 때문에 검출용 레이저광(200) 이외의 광(외란광)을 삭제하는 것이 가능하고 검출의 정밀도를 한층 향상할 수 있다.

다음에 본 발명의 제5실시예를 제12도 및 제13도에 의하여 설명한다.

본 실시예의 레이저 가공장치에 있어서는 제12도에 나타낸 바와 같이 하프미러(124a)가 제1실시예에 있어서의 하프미러(124)와 다르고 그것 이외의 구성은 제1실시예와 마찬가지이다. 또 제12도 및 제13도에 있어서 제2도와 동등한 부재에는 같은 부호를 달고 있다.

하프미러(124a)는 검출위치 변환수단으로서 제13도에 나타낸 바와 같이 그 반사면내의 서로 직교하는 두축 즉 X₁축 및 Y₁축의 주변에 각각 경사각도의 변경이 가능하고 이 경사각도의 변경에 의하여 검출용 레이저광(200)의 워크(1)상에 있어서의 조사위치 즉 검출위치에의 입사각도가 임의로 변경된다. 이 하프미러(124a)의 경사각도의 변경은 메인콘트롤러(23)로부터의 지시에 의하여 반사면내의 서로 직교하는 X₁축 및 Y₁축 주변의 회전 즉 두축 제어에 의하여 행하여진다.

검출광원(122)으로부터 사출된 검출광(200)은 제2도와 마찬가지로 콜리메이터렌즈(123)로 평행광이 되고 하프미러(124a)로 반사되어 벤딩미러(120)를 통하고 집광렌즈(121)에 의하여 워크(1)상에 미소한 스팟로 결상한다. 여기에서 본 실시예에서는 하프미러(124a)의 경사각도를 상기와 같이 하여 조정함으로써 상기 스팟의 결상위치를 변경할 수 있고 가공용 레이저광(100)의 집광위치로부터의 거리(δ_d)를 변경하는 것이 가능하게 된다.

예를들면 제13도와 같이 워크(1)상의 X축과 하프미러(124a)상의 X₁축을 평행하게 한 경우에 있어서 하프미러(124a)를 X₁축 주변에 미소한 각도(θ_X1)만큼 회전시키면 워크(1)상의 검출위치는 Y축방향으로 δ_Y만큼 변화(이동)한다. 이 δ_Y는 집광렌즈(121)의 초점거리를 F라 하면

로 나타낸다. 또 하프미러(124a)를 Y₁축 주변에 미소한 각도(δ_Y1)만큼 회전시킨 경우도 마찬가지로 워크(1)상의 검출위치는 X축방향으로 변화(이동)하고 그 변화량(δ_X)은

이 된다. 이와 같이 각도(θ_X1및 θ_Y1)의 조정에 의하여 워크(1)상의 δ_d를 임의로 설정 및 변경할 수 있다.

또 가공용 레이저광(100)의 조사위치에 대한 검출용 레이저광(200)의 조사위치의 상대적인 어긋남을 δ_rk=(X축 방향의 어긋남, Y축 방향의 어긋남)의 형으로 표시하면 각 변의 궤적(5a∼5d)(제6도 참조)에 대하여

이 되고 이들의 데이터를 기초로 하프미러(124a)의 조정을 행한다. 여기에서 k는 가공할 변의 순번(5a∼5d)에 대응하고 있고 k=1∼4이다. 또, δ_d는 상기와 같이 댐바(2)의 폭 W_DB를 고려하여 δ_dW_DB/2를 만족하도록 설정되는 값이다.

광검출기(126)로부터의 검출신호는 제1실시예와 마찬가지로 신호처리에 의거하여 펄스형의 가공용 레이저광(100)이 발진한다.

이상과 같은 본 실시예에 의하면 검출위치 변환수단인 하프미러(124a)의 경사각도를 변경함으로써 가공용 레이저광(100)의 조사위치에 대한 검출용 레이저광(200)의 조사위치(검출위치)의 상대위치를 워크(1)상에서 임의로 변경할 수 있다. 따라서 예를들면 IC패키지의 4개의 각 변에 있는 댐바(2)를 절단·제거하는 경우에 그 각 변마다에 하프미러(124a)에 의하여 상기 상대위치를 조정함으로써 그 치수나 형상에 따라 광검출기(126)로 검출위치에 있어서의 핀의 유무, 즉 핀이 존재하는 부분(이하 웨이브부라함)(4)과 슬릿부(3)를 검출할 수 있고 그 검출신호를 기초로 하여 절단하여야 할 댐바(2)를 절단할 수 있다.

다음에 본 발명의 제6실시예를 제14도에 의하여 설명한다.

본 실시예에 있어서는 검출위치 변환수단으로서 제5실시예의 하프미러(124a) 대신 제14도에 개략구성도로 나타낸 바와 같은 회전식 웨지기판장치를 이용한다. 이것 이외의 구성은 제5실시예와 마찬가지이다.

제14도에 있어서 회전식 웨지기판장치(300)는 한 장의 웨지기판(301), 이 웨지기판(301)를 지지하는 프레임체(302), 프레임체(302)의 외주에 설치된 피니온(303), 피니온(303)에 맞물리는 피니온(304), 상기 피니온(304)을 회전구동하는 모터(305)를 구비한다.

프레임체(302) 따라서 웨지기판(301)은 모터(305)의 회전이 피니온(304) 및 피니온(303)를 거쳐 전달되는 것에 의하여 검출용 레이저광(200)의 원래의 광축(R) 주변으로 회전하고 임의의 회전각을 설정할 수 있다. 웨지기판(301)에 입사한 검출용 레이저광(200)은 그 원래의 광축에 대하여 일정한 각도(ψ₁)만큼 경사져 진행된다. 이 각도(ψ₁)는 웨지기판(301)의 경사면의 경사각도(ψ₁)에 의존한다.

본 실시예에서는 웨지기판(301)의 경사면의 경사각도가 θ₁로 일정하기 때문에 웨지기판(301)으로부터 출사하는 검출용 레이저광(200)은 원래의 광축(R)에 대하여 일정한 각도(ψ₁)만큼 경사져 진행되고 가공용 레이저광(100)의 조사위치로부터 일정거리(δ_d) 떨어진 장소의 검출을 행할 수 있다. 이 δ_d와 θ₁의 관계는 집광렌즈(121)의 초점거리를 F, 웨지기판(301)의 검출용 레이저광(200)에 대한 굴절율을 n이라 하면

로 표시된다.

이와 같은 회전식 웨지기판장치(300)를 가지는 본 실시예의 레이저가공장치를 이용하여 제7도와 같이 IC패키지의 4개의 각 변에 있는 댐바(2)를 절단 제거할 경우 4개의 각 변에 있어서의 가공용 레이저광(100)의 조사위치에 대한 검출용 레이저광(200)의 조사위치의 상대적인 어긋남(δ_rk(k=1∼4))은 제5실시예와 동일하게 되어, 그들 데이터를 기초로 웨지기판(301)의 회전각의 조정을 행한다. 이로서 4개방향의 검출용 레이저광(200)에 의한 검출위치의 변환을 행할 수 있다.

즉 먼저 XY테이블(21)에 의하여 가공위치를 X축의 정방향으로 일정속도(v)로 이동시키고 검출광(200)의 반사광에 의거하는 검출신호를 기초로 하여 지금까지의 실시예와 마찬가지의 방법에 의하여 가공용 레이저광(100)에 의한 댐바(2)의 제거를 행한다. 다음에 그 변의 댐바의 절단이 완료되면 모터(305)에 의하여 웨지기판(301)을 90°스텝에서 축(R)을 중심으로(제6도에 따라 댐바절단을 행할 경우는 시계방향으로) 회전시킨다. 이하 마찬가지로 하여 각 변에 대응하여 웨지기판(301)을 90°씩 시계방향으로 회전시켜 상기 검출신호에 동기한 댐바(2)의 절단제거를 행한다. 단 웨지식 프리즘(301)의 회전제어를 행하는 모터(305)의 제어는 메인콘트롤러(23)의 지령에 의거하여 궤적에 따른 XY테이블(21)의 움직임 등에 동기하여 자동적으로 행하여 진다. 이 경우 웨지기판장치(300)에 의한 검출용 레이저광(200)의 검출위치에의 입사각도의 변경은 한 축(웨지기판(301)의 회전방향)제어가 된다.

본 실시예의 경우 웨지기판(301)의 경사면의 경사각도(θ₁)가 일정한 가공용 레이저광(100)의 조사위치에 대한 검출용 레이저광(200)의 조사위치의 상대적인 거리(δ_d)는 변함없이 일정하나, 한 개의 IC패키지의 댐바를 절단 제거할 경우에는 4개의 각 변에 있는 댐바의 형상은 거의 동일할 것이기 때문에, δ_d가 일정하여도 각 변에 대응하여 웨지기판(301)을 90°씩 시계방향으로 회전시키는 것만으로도 충분히 대응할 수 있다.

같은 형상의 다른 IC패키지의 댐바를 절단 제거할 경우에는 같은 웨지기판(301)을 이용하여 마찬가지의 방법을 이용할 수 있다. 또한 IC패키지의 형상이 다른 경우에는 그것에 따라 웨지기판을 경사각도(θ₁)가 다른 경사면을 가지는 것으로 변경하면 된다.

이상과 같은 본 실시예에 의해서도 제5실시예와 마찬가지의 효과가 얻어지고 또 웨지기판장치(300)의 제어가 한축제어가 되기 때문에 그 제어가 간단하게 된다.

다음에 본 발명의 제7실시예를 제15도에 의하여 설명한다.

본 실시예에 있어서는 검출위치 변환수단으로서 제5실시예의 하프미러(124a)대신 제15도에 나타낸 바와 같은 상회전 프리즘(351)을 이용한다. 그 밖의 구성은 제5실시예와 마찬가지이다.

상회전 프리즘(351)은 예를들면 일본국 특개소 64-76720호 공보에 기재된 이미지 로테이터와 마찬가지의 것으로 제15도a에 나타낸 바와 같은 삼각프리즘의 정점각부분을 챔퍼링한 바와 같은 형상을 하고 있다. 그리고 이 상회전 프리즘(351)은 광축주변으로 어느 각도 회전시키면 그것을 통과한 광이 그 2배의 각도회전하여 출사하는 광학부재이다. 이 상회전 프리즘(351)은 제15도b에 나타낸 바와 같이 검출용 레이저광(200)의 원래의 광축에 직교하는 축(X₂)을 중심으로 경사(도면중 θX₂방향)가 가능하고 또 검출용 레이저광(200)의 원래의 광축과 일치하는 축(Y₂)의 주변(도면중 θY₂방향)으로 회전가능하며 그 경사각도 및 회전각도가 임의의 각도로 설정가능한 바와 같이 설치된다. 여기에 제15도b속에 있어서의 축(X₂)주변의 경사각도(θ₂)는 상회전 프리즘(351)의 원래의 광축에 대한 경사각도로 되어 있다. 단 상회전 프리즘(351)의 축(X₂)주변의 경사 및 축(Y₂)주변의 회전을 제어하는 장치의 구성은 복잡하게 되기 때문에 도시생략한다.

상기 상회전 프리즘(351)에 입사한 검출용 레이저광(200)은 그 원래의 광축에 대하여 일정각도(ψ₂)만큼 경사져 진행된다. 이 각도(ψ₂)는 상회전 프리즘(351)의 원래의 광축에 대한 경사각도 즉 축(X₂)주변의 경사각도(θ₂)와 동일하다. 그리고 경사각도(θ₂)를 설정한 후에 그 경사각도(θ₂)를 유지하면서 상회전 프리즘(351)을 축(Y₂) 즉 원래의 광축주변으로 회전시킴으로써 워크(1)상의 검출용 레이저광(200)의 검출위치를 가공위치 근방의 어느 일정한 지름의 원주상에서 임의의 각도 회전시킬 수 있다. 상기 원의 지름이 상기한 δ_d에 상당한다. 또 경사각도(θ₂)를 변경함으로써 통과한 검출용 레이저광(200)의 광로의 경사각도(ψ₂)가 변경되고 워크(1)의 검출위치가 통과하는 원의 반지름 즉 δ_d의 크기를 변경할 수 있다.

이와 같은 상회전 프리즘(351)을 가지는 본 실시예의 레이저 가공장치를 이용하여 IC패키지의 4개의 각 변에 있는 댐바를 절단 제거할 경우에는, 제5실시예와 마찬가지로 4개의 각 변에 있어서의 가공용 레이저광(100)의 조사위치에 대한 검출용 레이저광(200)의 조사위치의 상대적인 어긋남(δ_rk)을 기초로 상회전 프리즘(351)에 입사하는 검출용 레이저광(200)의 원래의 광축(축Y₂)주변의 회전각의 조정을 행한다. 이에 따라, 4개의 방향의 검출용 레이저광(200)에 의한 검출위치의 변환을 행할 수 있다.

즉 먼저 상회전 프리즘(351)의 경사각도(θ₂)를 임의의 각도로 설정한 후 설정 XY테이블(21)에 의하여 가공위치를 X축의 정방향으로 일정속도(v)로 이동시키고 검출광(200)의 반사광에 의거하는 검출신호를 기초로 하여 가공용 레이저광(100)에 의한 댐바(2)의 제거를 행한다. 다음에 그 변의 댐바의 절단이 완료되면 상회전 프리즘(351)을 90°스텝에서 축(Y₂)을 중심으로(제6도를 따라 댐바절단을 행할 경우는 시계방향으로) 회전시킨다. 단, 이 때 원칙으로서 상회전 프리즘(351)의 경사각도(θ₂)는 최초로 설정한 상태로 일정하게 한다. 이하 마찬가지로 하여 각 변에 대응하여 상회전 프리즘(351)을 축(Y₂)을 중심으로 90°씩 시계방향으로 회전시키고 상기 검출신호에 동기한 댐바(2)의 절단제거를 행한다.

또 상회전 프리즘(351)의 회전제어는 메인콘트롤러(23)의 지령에 의거하고 궤적에 따른 XY테이블(21)의 움직임 등에 동기하여 자동적으로 행하여진다. 이 경우 상회전 프리즘장치(351)에 의한 검출용 레이저광(200)의 검출위치에의 입사각도의 변경은 한축(상회전 프리즘(351)에 입사한 검출용 레이저광(200)의 원래의 광축에 대한 경사방향(θ_X2)) 고정의 상태에서의 다른 한축(상회전 프리즘(351)의 회전방향(θ_Y2))제어가 된다.

본 실시예의 경우에는 상회전 프리즘(351)의 경사각도(θ₂)를 변경함으로써 δ_d의 크기의 변경이 가능하기 때문에, 한 개의 IC패키지의 댐바절단이 완료한 후 다른 형상의 IC패키지의 댐바를 절단 제거할 경우에는 그것에 따라 상회전 프리즘(351)의 경사각도(θ₂)를 변경하기만 함으로써, 가공용 레이저광(100)의 조사위치와 검출용 레이저광(200)의 조사위치와의 상대적인 거리(δ_d)를 변경할 수 있다. 또 한 개의 IC패키지에 있어서 무엇인가의 원인으로 댐바의 형상이 불규칙하게 변화하고 있는 경우에도 그것에 따라 상회전 프리즘(351)의 경사각도(θ₂)를 변경만 하면 가공용 레이저광(100)의 조사위치와 검출용 레이저광(200)과의 조사위치의 상대적인 거리(δ_d)를 변경할 수 있다.

이상과 같은 본 실시예에 의해서도 제5실시예와 마찬가지의 효과가 얻어지고 또 상회전 프리즘장치(351)의 제어가 한축 고정상에서의 다른 한축 제어가 되기 때문에 그 제어가 간단하게 된다. 또한 피가공물의 형상에 따라 상회전 프리즘(351)의 경사각도(θ₂)를 변경할 뿐으로 가공용 레이저광(100)의 조사위치와 검출용 레이저광(200)의 조사위치와의 상대적인 거리(δ_d)를 변경할 수 있다.

또한 이상의 7개의 실시예에서는 워크(1)로부터의 검출용 레이저광(200)의 반사광을 이용하였으나 슬릿부(3)를 통과한 통과광을 이용하여도 좋다. 또 워크표면의 요철에 대한 검출용 레이저광(200)의 반사광의 응답이나 워크(1)에 있어서의 검출용 레이저광(200)의 투과광의 응답을 이용하여 리드프레임의 댐바의 절단 이외에 응용할 수도 있다.

본 발명에 의하면, 가공위치로부터의 광에 의거하는 검출신호중 레이저가공에 수반되는 광에 의한 검출신호는 빼고 검출광에 의한 검출신호만을 인출하여 이용하기 때문에, 정확하고 확실한 검출을 할 수 있고, 피가공물의 표면의 정보에 따른 검출신호에 의거하여 원하는 가공위치에 확실하게 가공용 레이저광을 조사하여 가공을 실시할 수 있다. 이로서 소정의 가공위치 이외의 다른 위치에 레이저광이 불필요하게 조사되는 일이 없다. 또 가공위치가 동일한 간격인 경우뿐만 아니라 같은 간격이 아닌 경우에도 피가공물이 존재하는 소망의 가공위치를 고속으로 가공할 수 있다.

또 검출광으로서 극히 작게 조이는 것이 가능하고 출력의 시간적 변동이 적은 검출용 레이저광을 이용하기 때문에 높은 분해능이 얻어지고 정확하고 정밀도 좋게 피가공물의 재료의 유무 등의 표면상태를 검출할 수 있다. 또한 검출광을 단색광으로 할 수 있기 때문에 광학부품의 색수차가 없어지고 검출오차가 저감한다. 또 반도체레이저를 이용하면 검출광원의 수명을 연장할 수도 있다.

또 검출위치 변환수단에 의하여 가공용 레이저광의 조사위치에 대한 검출용 레이저광의 검출위치의 상대위치를 피가공물상에서 변경하기 때문에 번잡한 작업을 요하지 않고 피가공재의 치수나 형상에 따라 임의로 그 검출위치를 변경하고 가장 적합한 검출위치를 설정하는 것이 가능하게 된다.

따라서 본 발명은 예를들면 리드프레임에 반도체칩을 탑재하여 수지몰드로 일체로 밀봉한 IC패키지의 댐바를 절단하는 데 적합하다.

Claims (14)

1. 펄스형의 가공용 레이저광(100)을 발진하는 레이저 발진기(10)와, 상기 가공용 레이저광(100)을 피가공물(1)의 가공위치까지 유도하는 가공광학계(120,121)와, 상기 피가공물을 이동시켜 그 가공위치를 결정하는 반송수단(21)을 구비하는 레이저 가공장치에 있어서, 상기 가공위치에 있어서의 피가공물(1)의 유무를 검출하기 위한 검출광을 발생하는 검출광원(122)과, 상기 가공위치 근방으로부터의 광을 검출하여 그 광에 대응하는 검출신호를 발생하는 검출수단(126)과, 상기 검출수단에 기초하여 상기 검출광의 반사광 또는 통과광에 대응하는 트리거 신호(TP₁)를 생성하는 트리거 신호 생성수단(24;24a)과, 상기 트리거 신호(TP₁)에 기초한 타이밍에 상기 피가공물(1)의 소정의 가공위치에 가공용 레이저광(100)이 조사되도록 상기 가공용 레이저광(100)의 발진을 제어하는 제어수단(26,130,131,132)과, 상기 검출신호에 있어서의 레이저 가공에 따른 광의 영향을 제거하고, 상기 트리거 신호 생성수단에 의해 상기 검출광의 반사광 또는 통과광에만 대응하는 트리거 신호(TP₁)를 생성하는 것을 가능하게 하는 가공광 제거수단(244,245;241;242a;128)을 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 트리거 신호 생성수단은, 상기 검출수단(126)으로부터의 상기 검출신호에 기초하여 중간 트리거 신호(TP_S,TP_N)을 생성하고, 이 중간 트리거 신호에 지연시간(TD)를 부여하여 상기 트리거 신호(TP₁)를 생성하는 수단이며, 상기 가공광 제거수단은, 상기 가공용 레이저광(100)의 발진과 동시에 게이트폭을 갖는 게이트신호(GP)를 발생시키는 게이트신호 발생수단(244)과, 상기 게이트신호(GP)가 오프인 경우에는 상기 중간의 트리거 신호(TP_S)를 통과시키고 상기 게이트신호(GP)가 온인 경우에는 상기 중간 트리거 신호(TP_N)를 통과시키지 않는 게이트처리수단(245)를 가지는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 가공광 제거수단은, 상기 트리거 신호 생성수단(24)의 일부로서 구성되고, 레이저가공에 수반되는 광에 의한 검출신호의 레벨보다도 큰 값을 역치(V_TH1)로 하고 상기 검출수단(126)으로부터의 상기 검출신호를 이진값화하여 직사각형파 신호(TP)를 생성하는 컴퍼레이터(241)를 구비하며, 상기 트리거 신호 생성수단(24)은, 상기 직사각형파 신호(TP)에 기초하여 상기 트리거 신호(TP₁)을 생성하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 트리거 신호 생성수단은, 상기 검출수단(126)으로부터의 상기 검출신호에 기초하여 중간 트리거 신호(TP_S,TP_N)를 생성하고, 이 중간 트리거 신호에 지연시간(TD)을 부여하여 상기 트리거 신호(TP₁)를 생성하는 수단이며, 상기 가공광 제거수단은 상기 트리거 신호 생성수단의 일부로서 구성되고, 상기 중간 트리거 신호(TP_S,TP_N)의 펄스를 한 개씩 걸러 받아들여 상기 트리거 신호(TP₁)를 생성하는 신호선택수단(242a)을 가지는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 검출광원은 상기 가공위치근방의 검출위치에 검출용 레이저광(200)을 조사하는 검출용 레이저광원(122)인 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 가공광 제거수단은 상기 가공위치 근방으로부터의 광 중에서 레이저 가공에 따른 광성분을 제거하고 상기 검출용 레이저광(200)의 파장부근을 투과시키는 광학필터(128)를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
7. 제5항에 있어서, 상기 가공용 레이저광(100)의 조사위치에 대한 상기 검출용 레이저광(200)의 검출위치의 상대위치를 상기 피가공물(1) 위에서 변경시키는 검출위치 변환수단을 더욱 구비한 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 검출위치 변환수단은, 상기 검출위치로부터의 광을 반사면 안쪽의 서로 직교하는 두 축 주변에 각각 경사가능하게 상기 검출수단(126)의 방향으로 입사시키는 반사경(124a)을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
9. 제7항에 있어서, 상기 검출위치 변환수단은, 상기 검출용 레이저광원(122)과 상기 피가공물(1)과의 사이에 설치되며, 상기 검출용 레이저광(200)의 원래의 광축에 대하여 경사진 표면을 가짐과 동시에 상기 원래의 광축(R) 주변을 회전가능한 회전식 웨지기판수단(300)을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
10. 제7항에 있어서, 상기 검출위치 변환수단은, 상기 검출용 레이저광원(122)과 상기 피가공물(1)과의 사이에 설치되며 상기 검출용 레이저광(200)의 원래의 광축에 대한 경사각도가 변경가능함과 동시에 상기 원래의 광축주변으로 회전가능한 상(像)회전 프리즘수단(351)을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
11. 제1항에 있어서, 상기 가공광학계(120,121)는 상기 가공용 레이저광(100)을 상기 가공위치에 집속시키는 집광렌즈(121)를 포함하고, 상기 집광렌즈(121)는 상기 검출광도 통과시켜 상기 피가공물(1) 위로 유도하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공장치.
12. 피가공물(1)을 이동시켜 가공위치를 결정하고 레이저 발진기(10)로부터 펄스형의 가공용 레이저광(100)을 상기 가공위치에 조사하여 상기 피가공물(1)을 가공하는 레이저 가공방법에 있어서, 상기 가공위치에 있어서의 피가공물(1)의 유무를 검출하기 위한 검출광을 상기 가공위치 근방에 조사하는 단계와, 상기 가공위치 근방으로부터의 광을 검출하여 그 광에 대응하는 검출신호를 생성하는 단계와, 상기 검출신호에 기초하여 상기 검출광의 반사광 또는 통과광에 대응하는 트리거 신호(TP₁)를 생성하는 단계와, 상기 트리거 신호(TP₁)에 의거한 타이밍에 상기 피가공물(1)의 소정의 가공위치에 가공용 레이저광(100)을 조사하는 단계를 포함하며, 상기 트리거 신호(TP₁)의 생성시에 있어서는, 상기 검출신호에 있어서의 레이저 가공에 따른 광의 영향을 제거하고, 상기 검출광의 반사광 또는 통과광에만 대응하는 트리거 신호(TP₁)를 생성할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공방법.
13. 제12항에 있어서, 상기 검출광으로서 검출용 레이저광(200)을 이용하고, 이 검출용 레이저광(200)을 상기 가공위치 근방의 검출위치에 조사하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공방법.
14. 리드프레임에 반도체칩을 탑재하고 수지몰드로 일체밀봉된 IC패키지의 댐바(2)를 절단하는 댐바가공방법에 있어서, 제1항에 기재된 레이저 가공장치를 이용하여 검출광을 가공위치 근방에 조사하고, 그 검출광의 반사광 또는 통과광을 기초로 상기 트리거 신호(TP₁)를 발생시키고, 이 트리거 신호(TP₁)에 기초하여 상기 댐바(2)에 상기 가공용 레이저광(100)이 조사되도록 상기 가공용 레이저광(100)의 발진을 제어하는 것을 특징으로 하는 댐바가공방법.