TW202124076A - 雷射加工裝置及方法 - Google Patents
雷射加工裝置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- TW202124076A TW202124076A TW109145229A TW109145229A TW202124076A TW 202124076 A TW202124076 A TW 202124076A TW 109145229 A TW109145229 A TW 109145229A TW 109145229 A TW109145229 A TW 109145229A TW 202124076 A TW202124076 A TW 202124076A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- histogram
- processing
- brightness
- unit
- laser beam
- Prior art date
Links
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 15
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 5
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 5
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000003708 edge detection Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/04—Automatically aligning, aiming or focusing the laser beam, e.g. using the back-scattered light
- B23K26/046—Automatically focusing the laser beam
- B23K26/048—Automatically focusing the laser beam by controlling the distance between laser head 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
-
- 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
- B23K26/0006—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring taking account of the properties of the material involved
-
- 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
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/03—Observing, e.g. monitoring, the workpiece
- B23K26/032—Observing, e.g. monitoring, the workpiece using optical means
-
- 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
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/067—Dividing the beam into multiple beams, e.g. multifocusing
- B23K26/0676—Dividing the beam into multiple beams, e.g. multifocusing into dependently operating sub-beams, e.g. an array of spots with fixed spatial relationship or for performing simultaneously identical operations
-
- 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
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/073—Shaping the laser spot
- B23K26/0736—Shaping the laser spot into an oval shape, e.g. elliptic shape
-
- 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
- B23K26/083—Devices involving movement of the workpiece in at least one axial direction
- B23K26/0853—Devices involving movement of the workpiece in at least in two axial directions, e.g. in a plane
-
- 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
- B23K26/0869—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction
-
- 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
-
- 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
- B23K26/70—Auxiliary operations or equipment
- B23K26/702—Auxiliary equipment
- B23K26/707—Auxiliary equipment for monitoring laser beam transmission optics
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
- H01L21/3043—Making grooves, e.g. cutting
-
- 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
- B23K2103/56—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26 semiconducting
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
本發明之課題係可令形成加工痕之領域之邊界,由雷射加工裝置自動決定。
做為解決手段,提供具備照射具有吸收於被加工物之波長之雷射光束的雷射光束照射單元、和攝像單元、和處理以攝像單元所取得之畫像的處理部;處理部係具有將經由從雷射光束照射單元照射雷射光束於被加工物之一面側所形成之複數之加工痕,從以攝像單元加以攝像所得之畫像,作成包含沿畫像之第1方向之複數之第1位置與各第1位置之亮度的第1直方圖、及包含沿正交於第1方向之第2方向之複數之第2位置與各第2位置之亮度的第2直方圖的直方圖作成部、和根據經由直方圖作成部所作成之第1直方圖及第2直方圖,決定形成各加工痕之領域之邊界的決定部之雷射加工裝置。
Description
本發明係關於經由於被加工物之一面側,照射雷射光束,形成複數之加工痕之雷射加工裝置、及、為確認存在各加工痕之領域之方法。
將具有吸收於被加工物之波長之雷射光束,照射於被加工物,加工被加工物之雷射加工裝置中,雷射光束之形狀係會影響到加工品質。雷射光束之形狀係例如以雷射光束實際加工被加工物之後,經由觀察加工結果而確認。
一般而言,將平板狀之被加工物之一面側,以雷射光束加工成線狀之時,首先,以設於雷射加工裝置之保持平台,保持位於與被加工物之一面相反側的另一面側。接著,在對於雷射光束之照射方向略正交之特定之方向,移動保持平台,令被加工物之一面側,以雷射光束加工成線状(例如,參照專利文獻1)。
於加工時,將聚光雷射光束之聚光透鏡之高度定位於複數之不同高度,形成對應於各高度之複數之線狀之加工痕。例如,將聚光透鏡配置成第1高度,形成線狀之第1加工痕。
接著,將聚光透鏡配置成與第1高度不同之第2高度,且與第1加工痕不同之領域,照射雷射光束,形成線狀之第2加工痕。於被加工物之一面側,形成複數之線狀之加工痕後,經由觀察各加工痕之寬度,確認雷射光束之形狀。
然而,有於被加工物之上面,經由形成複數之點狀之加工痕,確認雷射光束之形狀之情形。此時,首先,取得形成複數之點狀之加工痕之上面之畫像。接著,根據此畫像,進行加工痕之輪廓之檢出,雷射光束之形狀之合格與否之判定等。
但是,輪廓之檢出、合格與否之判定等由人進行時,在於處理作業上需許多之時間。又,決定加工領域與非加工領域之邊界之基準,合格與否之判定之基準等則會有於作業者而有所改變。因此,有將此等處理作業,使用雷射加工裝置自動加以進行之想法。
例如,首先,有將含各個1個之加工痕之複數之小領域之邊界之座標,經由作業者指定之前提下,藉由對於各小領域施以畫像處理等,自動檢出加工痕之輪廓之想法。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2013-78785號公報
[發明欲解決之課題]
但是,邊界之座標之指定係每當加工痕之位置改變時需加以進行之故,有著僅能藉由具有專門知識之作業者進行作業,更且於作業時需花費時間之問題。
本發明係有鑑於相關之問題點,可令複數之小領域之邊界之座標不由作業者指定,將於畫像內形成加工痕之領域之邊界,經由雷射加工裝置自動加以決定為目的。
[為解決課題之手段]
根據本發明之一形態時,可提供具備經由照射具有吸收於被加工物之波長之雷射光束,加工被加工物的雷射光束照射單元、和為攝像該被加工物之攝像單元、和處理經由以該攝像單元,攝像該被加工物所取得之畫像的處理部;該處理部係具有將經由從該雷射光束照射單元照射雷射光束於被加工物之一面側所形成之複數之加工痕,從以該攝像單元加以攝像所得之畫像,作成包含沿該畫像之第1方向之複數之第1位置與各第1位置之亮度的第1直方圖、及包含沿正交於該第1方向之第2方向之複數之第2位置與各第2位置之亮度的第2直方圖的直方圖作成部、和根據經由該直方圖作成部所作成之該第1直方圖及該第2直方圖,決定形成各加工痕之領域之邊界的決定部的雷射加工裝置。
較佳係該直方圖作成部係於各第1位置,經由累計顯示通過第1位置位於平行於該第2方向之直線上之複數之畫素之亮度之尺度之值,作成第1直方圖,於各第2位置,經由累計顯示通過第2位置位於平行於該第1方向之直線上之複數之畫素之亮度之尺度之值,作成第2直方圖。
又,較佳係該處理部係更包含對於該領域,經由作成在各別定位於該第2方向之不同位置平行於該第1方向之複數之直線之各直線上,顯示複數之畫素之亮度之第3直方圖,和在各別定位於該第1方向之不同位置平行於該第2方向之複數之直線之各直線上,顯示複數之畫素之亮度之第4直方圖,檢出加工痕之輪廓的輪廓檢出部。
根據本發明之其他形態時,可提供使用雷射加工裝置,經由於被加工物之一面側,照射雷射光束,形成複數之加工痕之後,為確認形成各加工痕之領域之方法中,具備將具有吸收於該被加工物之波長的該雷射光束,照射於該被加工物,於該被加工物之該一面側,形成該複數之加工痕的加工痕形成步驟、和攝像以該加工痕形成步驟所形成之該複數之加工痕,取得畫像之攝像步驟、和該雷射加工裝置之處理部,作成包含沿該畫像之第1方向之複數之第1位置與各第1位置之亮度的第1直方圖、及包含沿正交於該第1方向之第2方向之複數之第2位置與各第2位置之亮度的第2直方圖的直方圖作成步驟、和該處理部,根據該直方圖作成步驟所作成之該第1直方圖及該第2直方圖,決定形成各加工痕之領域之邊界的決定步驟。
較佳係該直方圖作成步驟中,該處理部係於各第1位置,經由累計顯示通過第1位置位於平行於該第2方向之直線上之複數之畫素之亮度之尺度之值,作成第1直方圖,於各第2位置,經由累計顯示通過第2位置位於平行於該第1方向之直線上之複數之畫素之亮度之尺度之值,作成第2直方圖。
又,較佳係,該方法係更具備對於該領域,該處理部係經由作成在各別定位於該第2方向之不同位置平行於該第1方向之複數之直線之各直線上,顯示複數之畫素之亮度之第3直方圖,和在各別定位於該第1方向之不同位置平行於該第2方向之複數之直線之各直線上,顯示複數之畫素之亮度之第4直方圖,檢出加工痕之輪廓的輪廓檢出步驟。
[發明效果]
關於本發明之一形態之雷射加工裝置係具備包含處理複數之加工痕之畫像的處理部。處理部係具有直方圖作成部。直方圖作成部係將包含沿該畫像之第1方向之複數之第1位置與各第1位置之亮度的第1直方圖、及包含沿正交於該第1方向之第2方向之複數之第2位置與各第2位置之亮度的第2直方圖,從該畫像加以作成。
處理部係更具有決定部。決定部係根據經由該直方圖作成部所作成之亮度直方圖,決定存在各個複數之加工痕之領域之邊界。因此,可令形成加工痕之領域之邊界,由雷射加工裝置自動決定。
參照添附圖面,對於有關本發明之一形態之實施形態加以說明。圖1係雷射加工裝置2的斜視圖。然而,圖1中,將雷射加工裝置2之構成要素之一部分,以機能方塊加以顯示。
又,圖1所示X軸方向(左右方向、加工輸送方向、第1方向)、Y軸方向(前後方向、分級輸送方向、第2方向)、及、Z軸方向(鉛直方向、高度方向)係相正正交。
雷射加工裝置2係具備支持各構造之直方體狀之基台4。於基台4之上面,設有Y軸方向移動單元10。Y軸方向移動單元10係具有平行於Y軸方向之Y軸導軌12。
一對之Y軸導軌12係固定於基台4之上面。一對之Y軸導軌12中,可滑動安裝Y軸移動平台14。於Y軸移動平台14之背面側(下面側),設有螺母部(未圖示)。
於螺母部,與Y軸導軌12平行配置之Y軸滾珠螺桿16則以可旋轉之形態加以結合。又,於Y軸滾珠螺桿16之一端,連結有Y軸脈衝馬達18。
以Y軸脈衝馬達18旋轉Y軸滾珠螺桿16時,Y軸移動平台14係沿著Y軸導軌12,向Y軸方向移動。於Y軸移動平台14之上面側,設有X軸方向移動單元20。
X軸方向移動單元20係具有平行於X軸方向之X軸導軌22。一對之X軸導軌22係固定於Y軸移動平台14之上面。一對之X軸導軌22中,可滑動安裝X軸移動平台24。
於X軸移動平台24之下面側,設有螺母部(未圖示),於此螺母部,與X軸導軌22平行配置之X軸滾珠螺桿26則以可旋轉之形態加以結合。於X軸滾珠螺桿26之一端,連結有X軸脈衝馬達28。
以X軸脈衝馬達28旋轉X軸滾珠螺桿26時,X軸移動平台24係沿著X軸導軌22,向Y軸方向移動。於X軸移動平台24之上面側,固定圓筒形狀之平台基台30。
於平台基台30之上部,設有略圓盤狀之夾盤32。於夾盤32,連結設於平台基台30內之馬達等之旋轉驅動源(未圖示)。
經由旋轉驅動源所產生之力,夾盤32係對於Z軸方向可在概略平行之旋轉軸之周圍進行旋轉。夾盤32係具有金屬製之框體。於框體之上部側,形成圓盤狀之空間所成凹部(未圖示)。
於此凹部,連接為吸引氣體等之流路(未圖示)之一端。又,於流路之另一端,連接噴射器等之吸引源(未圖示)。框體之凹部中,固定圓盤狀之多孔質板(未圖示)。
使吸引源動作時,於多孔質板之上面(保持面32a)會產生負壓。於保持面32a上,載置被加工物11等。被加工物11係例如以矽形成,具有包含各略平坦之一面11a及另一面11b之圓盤形狀。
然而,被加工物11之材料係非限定於矽,被加工物11係可以其他之材料加以形成。又。被加工物11係可為貼合各為不同材料所形成之複數之基板(例如矽基板及藍寶石基板)之層積基板。
於被加工物11之另一面11b側,貼附具有較被加工物11之大口徑之樹脂製之保護膠帶13。保護膠帶13係例如具有基材層及黏著層之層積構造,此黏著層側係貼附被加工物11之另一面11b。
保護膠帶13之外周部中,貼附有較被加工物11之外徑為大之口徑之開口之金屬製之環狀之框體15。如此、被加工物11藉由保護膠帶13,形成支持於框體15之被加工物單元17。被加工物11係以被加工物單元17之形態,搬送及加工。
於夾盤32之框體之側方,設置複數之夾鉗32b。一面11a位於上方且另一面11b位於下方地,將被加工物單元17載置於保持面32a上之後,經由各夾鉗32b挾持框體15。
於基台4之Y軸方向之一方(後方)側之端部附近之基台4之上面,固定四角柱狀之支持部40。於支持部40之X軸方向之一方之側面,設有Z軸方向移動單元42。
Z軸方向移動單元42係具有略平行於Z軸方向之一對之Z軸導軌。各Z軸導軌係固定於支持部40之一側面。各Z軸導軌中,可滑動安裝Z軸移動板46。
於Z軸移動板46之背面側(即,支持部40側),設有螺母部(未圖示),於此螺母部,與Z軸導軌平行配置之Z軸滾珠螺桿(未圖示)則以可旋轉之形態加以結合。
於Z軸滾珠螺桿之一端,連結有Z軸脈衝馬達44。以Z軸脈衝馬達44旋轉Z軸滾珠螺桿時,Z軸移動板46係沿著Z軸導軌,向Z軸方向移動。
於Z軸移動板46之表面側(與背面相反側),固定保持具48。保持具48中,形成高度方向與Y軸方向平行之圓柱形狀之空洞部。於此空洞部,固定圓筒形狀之套管52。套管52係構成雷射光束照射單元50。
雷射光束照射單元50係包含經由雷射振盪產生脈衝狀之雷射光束之雷射振盪器(未圖示)。雷射振盪器係例如具有以Nd:YAG又Nd:YVO4
形成之桿狀之雷射媒質。
從雷射振盪器射出之雷射光束係經過雷射光束調整單元(未圖示)、反射鏡等之光學零件等,入射至設於套管52之Y軸方向之另一方(前方)側之端部之聚光器54。於聚光器54內,設置為了聚光雷射光束之聚光透鏡(未圖示)。
聚光透鏡之光軸係與Z軸方向略平行配置,從聚光透鏡射出之雷射光束係朝向保持面32a,略垂直地加以照射。於一例中,雷射光束係具有吸收於被加工物11之波長(例如,波長355nm)、20kHz至50kHz之重覆頻率、3.0W至6.0W之輸出平均。
於套管52之X軸方向之另一方(右),設有攝影機單元(攝像單元)56。攝影機單元56係例如可見光攝影機,具有物鏡(未圖示)、和藉由物鏡,以來自被照體之可見光受光之攝像元件(未圖示)。攝像元件係例如CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)圖像感知器或CCD(Charge Coupled Device)圖像感知器。
基台4之上方係以罩蓋部(未圖示)加以被覆,於此罩蓋部之前方側之側面係設置輸出入裝置58。輸出入裝置58係例如觸控面板。輸出入裝置58係兼顧作業者使用於輸入加工條件等時之輸入部、和顯示加工條件或畫像等之顯示部。
雷射加工裝置2係具有控制各構成要素之控制部60。控制部60係控制Y軸方向移動單元10、X軸方向移動單元20、旋轉驅動源、吸引源、Z軸方向移動單元42及雷射光束照射單元50等之動作。
控制部60係例如經由包含CPU(Central Processing Unit)等之處理裝置、和DRAM(Dynamic Random Access Memory)等之主記憶裝置、和快閃記憶體、硬碟驅動器等之補助記憶裝置之電腦加以構成。經由根據記憶於補助記憶裝置之軟體,作動處理裝置等,實現控制部60之機能。
控制部60係具有處理以攝影機單元56攝像之畫像的處理部62。處理部62係例如經由讀入至上述處理裝置加以執行之程式等之軟體。然而,處理部62係不限定於軟體,可為特定用途之積體電路(ASIC)等之硬體。
處理部62係具有直方圖作成部64。直方圖作成部64係令沿著構成畫像之複數之畫素中之特定方向排列之各畫素之位置為橫軸,令畫素之亮度為縱軸,作成直方圖。
例如直方圖作成部64係作成令X軸方向(第1方向)之位置為橫軸,令顯示沿Y軸方向排列成一列之複數之畫素之亮度之尺度值之累計值為縱軸之第1直方圖。
又,直方圖作成部64係作成令Y軸方向(第2方向)之位置為橫軸,令顯示沿X軸方向排列成一列之複數之畫素之亮度之尺度值之累計值為縱軸之第2直方圖。
處理部62係更具有決定離散性存在於畫像中之各加工痕之大略範圍的決定部66。例如,加工痕相較於畫像之背景明亮之時,決定部66係特定於第1直方圖與第2直方圖,亮度之累計值較低之位置。
接著,決定部66係經由設定通過累計值較低之X軸方向之位置,平行於Y軸方向之假想直線、和通過累計值較低之Y軸方向之位置,平行於X軸方向之假想直線,分割畫像。
處理部62係更具有對於藉由決定部66分割之小領域而言,檢出加工痕之輪廓的輪廓檢出部68。本實施形態之輪廓檢出部68係對於小領域而言,經由作成顯示沿著X軸方向之排列成一列之複數之畫素之亮度之第3直方圖、顯示沿著Y軸方向之排列成一列之複數之畫素之亮度之第4直方圖,檢出加工痕之輪廓。
接著,對於使用雷射加工裝置2,於被加工物11之一面11a側,形成加工痕A(參照圖2),為確認形成加工痕A之領域之方法加以說明。圖3係有關第1實施形態之方法之流程圖。
該方法中,首先,進行加工痕形成步驟S10。加工痕形成步驟S10中,以將一面11a露出於上方之形態,將被加工物11等以夾盤32加以保持之後,於一面11a側照射脈衝狀之雷射光束,加工被加工物11。
本實施形態中,於一面11a側,形成1個加工痕A之後,暫時,停止照射。然後,對於聚光器54,將夾盤32向X軸方向及Y軸方向之至少任一方向移動,改變雷射光束之照射位置。
改變照射位置,再於一面11a側,形成其他之1個加工痕A。如此,於一面11a側之一不同位置,形成21個之加工痕A(圖2所示加工痕A1
至加工痕A21
)。
然而,於本實施形態中,改變照射位置時,將聚光器54之聚光透鏡之高度定位在不同之高度。具體而言、加工痕A1
中、將雷射光束之聚光點定位於被加工物11之內部。
又,每當改變照射之位置,將聚光點階段性向上方移動,則順序形成加工痕A2
、A3
、A4
…A10
。接著,形成加工痕A11
時,在較形成加工痕A10
時之聚光點之高度位於上方之一面11a,定位聚光點之狀態下,進行雷射加工。
之後,同樣地,每當改變照射之位置,將聚光點階段性向上方移動,則順序形成加工痕A12
、A13
、A14
…A21
。即,形成加工痕A12
…A21
時,在較一面11a上方,定位聚光點。
加工痕形成步驟S10之後,進行攝像步驟S20。攝像步驟S20中,以攝影機單元56攝像一面11a,取得包含形成之所有加工痕A之畫像70。
圖2係包含複數之加工痕A之畫像70之模式圖。本實施形態之加工痕A係較畫像70中之背景較明亮地被顯示。然而,畫像70係可為以灰階或全彩顯示之多值畫像,亦可為黑白顯示之二值畫像。
攝像步驟S20之後,進行直方圖作成步驟S30。直方圖作成步驟S30中,直方圖作成部64則從畫像70,作成顯示沿X軸方向配置之複數之第1位置72(參照圖4(A))之亮度之第1直方圖B1
。
本實施形態之第1直方圖B1
係於各第1位置72,經由累計顯示通過第1位置72位於平行於Y軸方向之直線上之複數之畫素之亮度之尺度之值加以作成。圖4(A)係說明直方圖作成步驟S30之圖。然而,圖4(A)所示第1位置72之數係例示者,較此為多亦可。
圖4(A)之下側所示圖表之橫軸係X座標,同圖表之縱軸係顯示亮度。於本實施形態中,各加工痕A係較未形成加工痕A之領域顯示為明亮之故,通過第1位置72平行於Y軸方向之直線中,位於加工痕A之畫素數愈多,顯示亮度之尺度之值則愈高。
直方圖作成部64則更從畫像70,作成顯示沿Y軸方向配置之複數之第2位置74之亮度之第2直方圖B2
。然而,圖4(A)所示第2位置74之數係例示者,較此為多亦可。
本實施形態之第2直方圖B2
係於各第2位置74,經由累計顯示通過第2位置74位於平行於X軸方向之直線上之複數之畫素之亮度之尺度之值加以作成。圖4(A)之左側所示圖表之橫軸係Y座標,同圖表之縱軸係顯示亮度。
直方圖作成步驟S30之後,根據作成之第1直方圖B1
及第2直方圖B2
,於畫像70中,令形成離散性存在之各加工痕A之領域之邊界,以決定部66加以決定(決定步驟S40)。
本實施形態之決定部66係於第1直方圖B1
中,特定亮度成為極小值、最小值等之低值C之第1位置72(圖4(B)所示X1
、X2
、X3
及X4
)。然而,通過成為值C第1位置72,以平行於Y軸方向之複數之假想直線D(圖4(B)所示DX1
、DX2
、DX3
及DX4
),分割畫像70。
同樣地,決定部66係於第2直方圖B2
中,特定亮度成為極小值、最小值等之低值C之第2位置74(圖4(B)所示Y1
、Y2
、Y3
及Y4
)。然後,通過成為值C第2位置74,以平行於X軸方向之複數之假想直線D(圖4(B)所示DY1
、DY2
、DY3
及DY4
),分割畫像70。
圖4(B)係說明決定步驟S40之圖。圖4(B)之下側所示圖表之橫軸係X座標,同圖表之縱軸係顯示亮度。又,圖4(B)之左側所示圖表之橫軸係Y座標,同圖表之縱軸係顯示亮度。
圖4(B)所示例中,於第1直方圖B1
及第2直方圖B2
中,值C係共通的。又,經由複數之直線DX1
、DX2
、DX3
及DX4
、和複數之直線DY1
、DY2
、DY3
及DY4
,畫像70分割成格子狀,形成複數之小領域E。
於各小領域E內,存在加工痕A之可能性為高。本實施形態中,如此,可令形成各加工痕A之領域之邊界,由雷射加工裝置2自動決定。即,包含加工痕A之小領域E則自動被加以判定。
因此,無需將對應於小領域E之邊界之座標之指定,每當改變加工痕A之位置重新加以指定。又,雷射加工裝置2則自動決定小領域E之邊界之故,無需具有專門知識之作業者亦可進行作業。
然而,於第1直方圖B1
中,位於X2
及X3
之間之尖峰係較其他之尖峰為低。相較於此,於第2直方圖B2
中,位於Y2
及Y3
之間之尖峰係較其他之尖峰為高。
因此,處理部62係根據尖峰之差異,於X2
及X3
之間,僅於以(X2
,Y2
)、(X2
,Y3
)、(X3
,Y2
)及(X3
,Y3
)之4點加以包圍之小領域E,判斷存在加工痕A。
決定步驟S40之後,輪廓檢出部68則檢出各加工痕A之輪廓(輪廓檢出步驟S50)。圖5係說明輪廓檢出步驟S50之圖。然而,圖5中,顯示1個加工痕A之輪廓之模式圖。
輪廓檢出部68係對於各小領域E而言,作成第3直方圖B3
及第4直方圖B4
。第3直方圖B3
係顯示各別位於Y軸方向之不同位置,平行於X軸方向之複數之直線F之各直線上之複數之畫素之亮度。
圖5中,例示顯示3個直線F1
、F2
及F3
上之複數之畫素之亮度的3個之第3直方圖B3-1
、B3-2
及B3-3
。各第3直方圖B3
之橫軸係X座標,縱軸係亮度。
第4直方圖B4
係顯示各別位於X軸方向之不同位置,平行於Y軸方向之複數之直線G之各直線上之複數之畫素之亮度。圖5中,例示顯示3個直線G1
、G2
及G3
上之複數之畫素之亮度的3個之第4直方圖B4-1
、B4-2
及B4-3
。各第4直方圖B4
之橫軸係Y座標,縱軸係亮度。
第3直方圖B3
及第4直方圖B4
之上昇位置(即,X座標及Y座標)係對應於加工痕A之緣。經由連結上昇位置,可特定加工痕A之輪廓。然而,做為替代手法,輪廓檢出部68係可使用邊緣檢出等之手法,特定加工痕A之輪廓。
接著,對於第2之實施形態加以說明。第2之實施形態中,於直方圖作成步驟S30中,直方圖作成部64則不累計顯示複數之畫素之亮度之尺度之值。又,於決定步驟S40,決定部66則非使用極小值等,使用尖峰、上昇形態等決定邊界。相關之部分與第1實施形態不同。
圖6顯示有關第2之實施形態之直方圖作成步驟S30及決定步驟S40之圖。第2之實施形態之直方圖作成部64則以沿著X軸方向之直線H1
,作成顯示X座標(橫軸)及亮度(縱軸)之第5直方圖B5
。第5直方圖B5
係通過位於Y軸方向之第3個且沿X軸方向排列之5個之加工痕A之直線H1
之直方圖。
接著,決定部66係於第5直方圖B5
,複數存在尖峰、上昇狀態(邊緣)等之時,令鄰接之2個尖峰之中間位置,或挾著谷部鄰接之邊緣之中間位置,成為小領域E之邊界。
然而,於第5直方圖B5
不存在尖峰等之時,直方圖作成部64係在獲得尖峰等之前,將直線H1
向Y軸方向行動,重覆第5直方圖B5
之作成。
直方圖作成部64係同樣,以沿著Y軸方向之直線H2
,作成顯示Y座標(橫軸)及畫素之亮度(縱軸)之第6直方圖B6
。第6直方圖B6
係通過位於X軸方向之第1個且沿Y軸方向排列之5個之加工痕A之直線H2
之直方圖。
接著,決定部66係於第6直方圖B6
,複數存在尖峰、上昇狀態(邊緣)等之時,令鄰接之2個尖峰之中間位置,或挾著谷部鄰接之邊緣之中間位置,成為小領域E之邊界。
然而,於第6直方圖B6
不存在尖峰等之時,直方圖作成部64係在獲得尖峰等之前,將直線H2
向X軸方向行動,重覆第6直方圖B6
之作成。
有關上述實施形態之構造,方法等,在不脫離本發明之目的範圍之下,可適切變更實施。例如輪廓檢出步驟S50之後,處理部62係算出形成各加工痕A之範圍之面積、各加工痕A之重心、從各加工痕A之真圓之偏差等亦可。由此,可診斷雷射光束之形状、雷射加工裝置2之狀態等。
然而,上述本實施形態中,雖說明加工痕A係較畫像70中之背景明亮顯示之例,但亦可為加工痕A係較畫像70中之背景陰暗顯示之例。此時,各直方圖中,明暗反轉之故,處理部62之處理內容係可對應於第1或第2之實施形態加以適宜調整。
然而,為確認上述加工痕A之方法係例如使用雷射加工裝置2,於被加工物11,施以雷射剝離(laser lift off)加工之前,試驗性加工被加工物11時加以進行。
2:雷射加工裝置
4:基台
10:Y軸方向移動單元
20:X軸方向移動單元
30:平台基台
32:夾盤
32a:保持面
32b:夾鉗
40:支持部
42:Z軸方向移動單元
44:Z軸脈衝馬達
46:Z軸移動板
48:保持具
50:雷射光束照射單元
52:套管
54:聚光器
56:攝影機單元(攝像單元)
58:輸出入裝置
60:控制部
62:處理部
64:直方圖作成部
66:決定部
68:輪廓檢出部
70:畫像
72:第1位置
74:第2位置
11:被加工物
11a:一面
11b:另一面
13:保護膠帶
15:框體
17:被加工物單元
A,A1
,A2
,A3
,A4
,A5
,A6
,A7
,A8
,A9
,A10
,A11
,A12
,A13
,A14
,A15
,A16
,A17
,A18
,A19
,A20
,A21
:加工痕
B1
:第1直方圖
B2
:第2直方圖
B3
,B3-1
,B3-2
,B3-3
:第3直方圖
B4
,B4-1
,B4-2
,B4-3
:第4直方圖
B5
:第5直方圖
B6
:第6直方圖
C:值
DX1
,DX2
,DX3
,DX4
,DY1
,DY2
,DY3
,DY4
:直線
E:小領域(領域)
F,F1
,F2
,F3
,G,G1
,G2
,G3
,H1
,H2
:直線
[圖1]雷射加工裝置的斜視圖。
[圖2]包含複數之加工痕之畫像之模式圖。
[圖3]有關第1實施形態之方法之流程圖。
[圖4]圖4(A)係說明直方圖作成步驟之圖,圖4(B)係說明決定步驟之圖。
[圖5]說明輪廓檢出步驟之圖。
[圖6]顯示有關第2實施形態之直方圖作成步驟及決定步驟之圖。
70:畫像
72:第1位置
74:第2位置
B1
:第1直方圖
B2
:第2直方圖
C:值
DX1
,DX2
,DX3
,DX4
,DY1
,DY2
,DY3
,DY4
:直線
Claims (6)
- 一種雷射加工裝置,其特徵係具備經由照射具有吸收於被加工物之波長之雷射光束,加工被加工物的雷射光束照射單元、 和用以攝像該被加工物之攝像單元、 和處理經由以該攝像單元,攝像該被加工物所取得之畫像的處理部; 該處理部係具有 將經由從該雷射光束照射單元照射雷射光束於被加工物之一面側所形成之複數之加工痕,從以該攝像單元加以攝像所得之畫像,作成包含沿該畫像之第1方向之複數之第1位置與各第1位置之亮度的第1直方圖、及包含沿正交於該第1方向之第2方向之複數之第2位置與各第2位置之亮度的第2直方圖的直方圖作成部、 和根據經由該直方圖作成部所作成之該第1直方圖及該第2直方圖,決定形成各加工痕之領域之邊界的決定部。
- 如請求項1記載之雷射加工裝置,其中,該直方圖作成部係 於各第1位置,經由累計顯示通過第1位置位於平行於該第2方向之直線上之複數之畫素之亮度之尺度之值,作成該第1直方圖, 於各第2位置,經由累計顯示通過第2位置位於平行於該第1方向之直線上之複數之畫素之亮度之尺度之值,作成該第2直方圖。
- 如請求項1或2記載之雷射加工裝置,其中,該處理部係更包含對於該領域,經由作成在各別定位於該第2方向之不同位置平行於該第1方向之複數之直線之各直線上,顯示複數之畫素之亮度之第3直方圖,和在各別定位於該第1方向之不同位置平行於該第2方向之複數之直線之各直線上,顯示複數之畫素之亮度之第4直方圖,檢出加工痕之輪廓的輪廓檢出部。
- 一種方法,使用雷射加工裝置,經由於被加工物之一面側,照射雷射光束,形成複數之加工痕之後,為確認形成各加工痕之領域用的方法,其特徵係具備 將具有吸收於該被加工物之波長的該雷射光束,照射於該被加工物,於該被加工物之該一面側,形成該複數之加工痕的加工痕形成步驟、 和攝像以該加工痕形成步驟所形成之該複數之加工痕,取得畫像之攝像步驟、 和該雷射加工裝置之處理部,作成包含沿該畫像之第1方向之複數之第1位置與各第1位置之亮度的第1直方圖、及包含沿正交於該第1方向之第2方向之複數之第2位置與各第2位置之亮度的第2直方圖的直方圖作成步驟、 和該處理部,根據該直方圖作成步驟所作成之該第1直方圖及該第2直方圖,決定形成各加工痕之領域之邊界的決定步驟。
- 如請求項4記載之方法,其中,該直方圖作成步驟中,該處理部係 於各第1位置,經由累計顯示通過第1位置位於平行於該第2方向之直線上之複數之畫素之亮度之尺度之值,作成該第1直方圖, 於各第2位置,經由累計顯示通過第2位置位於平行於該第1方向之直線上之複數之畫素之亮度之尺度之值,作成該第2直方圖。
- 如請求項4或5記載之方法,其中,更具備對於該領域,該處理部係經由作成在各別定位於該第2方向之不同位置平行於該第1方向之複數之直線之各直線上,顯示複數之畫素之亮度之第3直方圖,和在各別定位於該第1方向之不同位置平行於該第2方向之複數之直線之各直線上,顯示複數之畫素之亮度之第4直方圖,檢出各加工痕之輪廓的輪廓檢出步驟。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019-238020 | 2019-12-27 | ||
JP2019238020A JP7423145B2 (ja) | 2019-12-27 | 2019-12-27 | レーザー加工装置及び方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW202124076A true TW202124076A (zh) | 2021-07-01 |
Family
ID=76310568
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW109145229A TW202124076A (zh) | 2019-12-27 | 2020-12-21 | 雷射加工裝置及方法 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20210197310A1 (zh) |
JP (1) | JP7423145B2 (zh) |
KR (1) | KR20210084241A (zh) |
CN (1) | CN113042880A (zh) |
DE (1) | DE102020216162A1 (zh) |
SG (1) | SG10202012231QA (zh) |
TW (1) | TW202124076A (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115319299B (zh) * | 2022-08-29 | 2024-07-12 | 深圳市昆业激光设备科技有限公司 | 一种多功能激光打标机 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62148089A (ja) * | 1985-12-23 | 1987-07-02 | Kawasaki Steel Corp | 溶接線検出方法及び装置 |
DE3835980A1 (de) * | 1988-10-21 | 1990-04-26 | Mtu Muenchen Gmbh | Verfahren zur ermittlung eines durchschusszeitpunktes |
JP2954099B2 (ja) * | 1997-06-26 | 1999-09-27 | 東北日本電気株式会社 | 溶接痕外観検査方法 |
JP2004223553A (ja) * | 2003-01-22 | 2004-08-12 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | レーザ加工方法及び装置 |
JP2013078785A (ja) | 2011-10-04 | 2013-05-02 | Disco Corp | レーザー加工装置の集光スポット位置検出方法 |
JP6098971B2 (ja) * | 2012-12-04 | 2017-03-22 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 画像処理装置および画像処理方法 |
DE102018123363B4 (de) * | 2018-09-24 | 2021-01-07 | Bystronic Laser Ag | Verfahren zur Kollisionsvermeidung und Laserbearbeitungsmaschine |
-
2019
- 2019-12-27 JP JP2019238020A patent/JP7423145B2/ja active Active
-
2020
- 2020-11-27 KR KR1020200162711A patent/KR20210084241A/ko unknown
- 2020-12-08 SG SG10202012231QA patent/SG10202012231QA/en unknown
- 2020-12-15 CN CN202011473938.7A patent/CN113042880A/zh active Pending
- 2020-12-15 US US17/122,077 patent/US20210197310A1/en not_active Abandoned
- 2020-12-17 DE DE102020216162.3A patent/DE102020216162A1/de active Pending
- 2020-12-21 TW TW109145229A patent/TW202124076A/zh unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2021104542A (ja) | 2021-07-26 |
US20210197310A1 (en) | 2021-07-01 |
JP7423145B2 (ja) | 2024-01-29 |
DE102020216162A1 (de) | 2021-07-01 |
KR20210084241A (ko) | 2021-07-07 |
CN113042880A (zh) | 2021-06-29 |
SG10202012231QA (en) | 2021-07-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5484787B2 (ja) | 断面形状検出方法、加工装置および断面形状検出用プログラム | |
JP2017107201A (ja) | 動的オートフォーカスシステム | |
CN106272320A (zh) | 刻划装置 | |
TW202124076A (zh) | 雷射加工裝置及方法 | |
CN111276412A (zh) | 中心检测方法 | |
CN103785945A (zh) | 激光加工装置及附图案基板的加工条件设定方法 | |
JP6065343B2 (ja) | エッジ検出装置 | |
JP6229789B2 (ja) | エッジ検出装置 | |
JP4272667B2 (ja) | 穴明け加工方法およびレーザ加工機 | |
JP6283971B2 (ja) | エッジ検出装置 | |
KR20210033888A (ko) | 레이저 가공 방법 및 레이저 가공 장치 | |
JP6065342B2 (ja) | エッジ検出装置 | |
JP7305271B2 (ja) | レーザー加工装置の加工性能の確認方法 | |
TWI850429B (zh) | 雷射加工裝置的加工性能之確認方法 | |
TWI855142B (zh) | 雷射加工裝置之加工結果之良窳判定方法 | |
TWI855186B (zh) | 雷射加工裝置之調整方法 | |
TWI855133B (zh) | 雷射加工裝置之光軸確認方法 | |
JP7460272B2 (ja) | 加工装置 | |
US20210162536A1 (en) | Method of adjusting laser processing apparatus | |
KR20220044742A (ko) | 웨이퍼 외관 검사 장치 및 방법 | |
TW202333217A (zh) | 校準方法 | |
JP2024006434A (ja) | レーザー加工装置の検査方法及びレーザー加工装置 | |
KR20230171386A (ko) | 가공 장치 | |
JP2022186378A (ja) | レーザー加工方法及びレーザー加工装置 | |
JP2020196032A (ja) | レーザ加工装置およびレーザ加工方法 |