WO1995029035A1

WO1995029035A1 - Appareil et procede d'usinage au faisceau laser et procede d'usinage de barres de retenue

Info

Publication number: WO1995029035A1
Application number: PCT/JP1995/000674
Authority: WO
Inventors: Yoshiaki Shimomura; Naoki Miyanagi; Nobuhiko Tada; Yoshinari Nagano; Shinya Okumura; Shigeyuki Sakurai
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co., Ltd.
Priority date: 1994-04-20
Filing date: 1995-04-06
Publication date: 1995-11-02
Also published as: DE19580444C2; DE19580444T1; KR960703361A; US5763853A; KR0177005B1

Description

明細書レーザ加工装置及びレーザ加工方法並びにダムバー加工方法技術分野

本発明は、所望の加工位置を高速で加工することができるレーザ加工装置及びレーザ加工方法、並びにそのレーザ加工装置を用いたダムバ一加工方法に関する。背景技術

ノ、' ルス状のレーザ光を利用した加工としては、切断、穴あけ、溶接等の加工方法が機械、電子、半導体装置などの多方面の分野の製造過程で利用されている。従来のレーザ加工装置の構成を簡単に説明する。

従来のレーザ加工装置は、レーザへッドゃレーザ電源など力ゝら構成されるレーザ発振器、加工光学系、被加工物を搭載し水平面内（ X Y 平面内）に移動可能な X Y テーブル、 X Y テーブルの移動動作やレーザ発振器の発振動作を自動または手動で制御するコントロ一ラ等を備える。

レーザ電源においては、コントローラ力ら指令された電圧値に従って、供給された交流電流が直流に変えられ、コンデンサ部に供給され、コンデンサ部に蓄積された電荷が所定の開閉タイミング（パルス幅及びパルス周波数）に基づきレーザへッドの励起ランプに放電される。この放電に伴い、レーザヘッドよりパルス状のレーザ光が発振する。

また、レーザへッドにはビ一ムシャッタが内蔵されており、このビームシャツタ ifi 開閉することによってパルス状のレーザ光を 0 N /' 0 F F し、被加工物へのレーザ光の照射を制御する。即ち, 加工を行う場合には上記ビームシャッタを開き、加工しない場合には上記ビームシャッタを閉じる。このビームシャッタの開閉動作時間は 1 0 0 ~ 3 0 0 m s e c程度である。

上記のようなレーザ加工装置を用いて、例えば I C パッケ一ジのダムバーの除去（切断）を行う場合を考える。このダムバーは

1 C ノ、' ッケージに使用されるリードフレームのピン（リード）を連結しており、 I C パッケージの樹脂モールドによる一体封止時にレジンを堰止める役割と、リ一ドフレームのピンを補強する役割を持ち、樹脂モールドによる一体封止後に除去される部分である。このダムバーをパルス状のレーザ光で除去する加工手順を、ある点のダムバーの除去（切断）が終了し、続いて次の点のダムバーの餘去を行う場合を例にとつて説明すると、次のようになる。

( 1 ) X Y テーブルにより、被加工物上へのレーザ光照射位置を次の点の方向に移動させる。

( 2 ) 上記（ 1 ) の点で位置決めし、 X Y テ一ブルを停止する。 ( 3 ) ビームシャツ夕を開く。

( 4 ) レーザ光を照射して（ 1 ) の点のダムバーを除去する。 ( 5 ) ビームシャツ夕を閉じる。

以上（ 1 ) から（ 5 ) の力 Π 工手順を繰り返すことにより、 I C パッケージの 4 辺にあるダムバーを順次除去していく。このとき、 X Y テーブルの移動及び停止、ビームシャッタの開閉は、前述のコントローラに予め入力したプログラムに従って実行ざれる。また、この間レーザ光は常時パルス状に発振させるカまたはビームシャッタを開いたのと同期して発振させる。

なお、上記のようなダムバーの除去に用いて好適なレーザ加ェ装置またはレーザ加工方法に関する従来技術として、例えば特開昭 5 6 - 9 0 9 0 号公報ゃ特開平 4 — 4 1 0 9 2 号公報に記載されたものがある。前者の特開昭 5 6 一 9 0 9 0 号公報に記載の方法は、加工速度（ X Y テ一ブルの移動速度）の変化にレーザ光の発振を対応させ均一にレーザ光を照射させるものであり、後者の特開平 4 - 4 1 0 9 2 号公報に記載の装置は、予め記憶しておいた複数の加工位置情報と X Y テーブルの移動量との比較結果に応じてレーザ光の 0 N / 0 F F や照射タイミングを制御するものである。発明の開示

通常の I C パッケージのダムバーの寸法は幅 0 . 1 〜 0 . 3 m m 程度、厚さは 0 . 1 5 m m 程度であるので、ダムバーを除去する場合にはレ一ザ光の 1 パルスで十分除去可能である。従って、実際の加工に要する時間はレーザ光のパルス幅の時間に相当し、 0 . 1 〜 l m s e c程度である。ところ力;、前述の（ 1 ) 〜（ 5 ) の加工方法においてはビームシャツタの開閉動作時間である 2 0 0 〜 6 0 0 m s e cとテーブルの移動時間により、 1 つのダムバーを除去するために 1 s e c程度の時間を費やし、ダムバーの個数や I C パッケ一ジの製造個数を考慮すると加工時間がかかり過ぎることになる。

また、一般的にリードフレームのピンのピッチは等ピッチであることが多い力;、リードフレームの製造誤差や、樹脂モールドで一体封止する時の温度履歴による歪や、ハンドリングによる外力などで変形し、ダムバーの除去時には必ずしも等ピツチになっていない場合がある。前述のダムバ一除去方法では、ダムバ一を除去する箇所をプログラムとして予め登録しておく力；、この方法では上記のようにピン等ピッチになっていないことには対応できず、さらに製造誤差や変形が累積して誤差が増大するような最悪の場合には、残しておくべきリ一ドフレームのピンの部分にダメージを与える可能性もある。

また、特開昭 5 6 - 9 0 9 0 号公報に記載された従来技術をダムバーの除去に応用する場合、均一にレーザ光を照射させるため、ピンが等ピッチでなく不規則な配列になってしまった時には対応できず、上記と同様の問題が生じる。さらに、特開平 4 一 4 1 0 9 2 号公報に記載された従来技術を応用する場台、予め記憶（想定）した所定の形状に従う制御しかできないため、やはりピンが不規則な配列になってしまった時には対応できず、同様の問題が生じる。

このような問題点に対し、本出願人は、力 Π ェ位置における被加ェ物の材料の有無を検出して対応する検出信号を発生する検出手段と、その検出信号に基づいて矩形波信号を発生する矩形波信号発生手段と、その矩形波信号に基づいたタイミングでパルスレ一ザ光が照射されるようパルスレーザ光の発振を制御する制御手段とを備えたパルスレーザ加工機及びパルスレーザ加工方法を発明した（特開平 6 — 1 4 2 9 6 8 号公報、出願曰 1 9 9 2 年 1 0 月 3 0 曰）。この技術によれば、加工位置が等間隔である場合のみならず等間隔でない場合にも所望の加工位置を高速で加工すること力できる。

し力しな力ら、この技術には、レーザ力□ ェに伴って生じる光を被加工物の材料の有無に基づく反射光または通過光であると誤検出してしまう点で、さらに改善の余地があることがわ力つた。

即ち、レーザ光を被加工物に照射して加工を行う場合、加工位置からはレーザ加工に伴って発光を伴う。この光は、プラズマと酸ィヒ反応による光に起因しており、プルームと呼ばれる。従って、検出手段で検出される光は、検出光が被加工物により反射された反射光または被加工物を通過した通過光と、上記レーザ加工に伴う発光（以下、単にプルームと呼ぶことがある）の 2 種類の光となる。その結果、この検出信号に基づいて矩形波信号発生手段で矩形波信号を発生する時に、上記プルームのレベル（光の強さ）が所定のしきい値より小さい場合には問題ないお、それが所定のしきい値より高い場合には、出力される矩形波信号は、プルームによる信号をも含むことになり、プルームを被加工物の材料の有無に基づく反射光または通過光であると誤検出してしまい、この誤検出した信号によってもレーザ光が発振されてしまう。従って、所定のレーザ加工位置以外の誤った位置にもレーザ加工が施されてしまうという不具合が生じる。

本発明の目的は、加工位置が等間隔である場台のみならず等間隔でない場合にも被加工物が存在する所望の加工位置を高速で加ェすることができると共に、被加工物の材料の有無の検出を正確かつ確実に行うことが可能で、レーザ加工に伴って生じる光に基づいて不必要にレーザ力 [] ェが施されることがないレーザ加工装置及びレーザ加工方法を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明によれば、パルス状の加工用レ一ザ光を発振するレーザ発振器と、前記加工用レーザ光を被加ェ物の加工位置まで誘導する加工光学系と、前記被加工物を移動させその加工位置を決定する搬送手段とを備えるレーザ加工装置において、前記加工位置における被加工物の有無を検出するための検出光を発生する検出光源と、その加工位置からの光を検出しその光に対応する検出信号を発生する検出手段と、その検出信号のうちレーザ加工に伴う光による検出信号を除くと共に前記検出光の反射光または通過光による検出信号のみを取り出す加工光除去手段と、前記加ェ位置からの前記検出光の反射光または通過光による検 m is に基づき前記被加工物の所定の加工位置に加工用レーザ光が照射されるようその加工用レーザ光の発振を制御する制御手段とを備えることを特徴とするレーザ加工装置が提供される。

上記のように構成した本発明においては、検出光源から加工位置における被加工物の有無を検出するための検出光を発生しておき、検出手段で加ェ位置からの光を検出しその光に対応する検出信号を発生する。この時、検出段では、加工位置からの上記検出光の反射光または通過光に加え. , レーザ加ェに伴う光も検出される。そこで、加ェ光除去手段によって、上記検出信号のうちレ - ザ加ェに伴う光による検出信号を除き、加工位置からの検出光の反射光または通 τύ による検出信号のみを取り出して制御手段に入力することにより、制御手段で上記検出光の反射光または通過光によ ■& 検 HJ ί§ 号のみに基づいて加工用レーザ光の発振が制御され、被加工物の表面の情報に応じて所望の加工位置に確実にカロェ用レ一ザ光が照射されて加ェが行われる, , これにより、レーザ加ェに伴う光による検出信号に基づいて加ェ用レーザ光が発振されることがなく、所定の加ェ位置以外の誤つた位置に加工用レ一ザ光が不必要に照射されることがない。また、被加ェ物の有無の情報を検出した位置より一定の距離だけ離れた位置に加工用レーザ光が照射されるため、加ェ位置が等間隔である場合のみならず等間隔でない場合にでも、被加ェ物の有無の情報に応じて切断すべき所望の位置が確実かつ速に加工される。

上記レ一ザ加ェ装置において、好ましくは、前記加ェ光除去手段が、加工用レーザ光発振と同時に所定のゲ一ト幅をもつゲート信号を発生させるゲート信号発生手段と、そのゲート信号が 0 F F の場合には前記検出信号を前記制御手段に入力し、上記ゲート信号が 0 N の場合には前記検出信号を前記制御手段に入力しないゲート処理手段とを有する。これにより、検出光に伴う検出信号のみをとり出して制御手段に入力することができ、その後の信号処理により検出光のみに基づいてパルス状の加工用レーザ光を発振させることができる。

また、前記加工光除去手段は、好ましくは、レーザ加工に伴う光による検出信号のレベルよりも大きな敷居値に基づいて、前記検出手段からの前記検出信号を二値化し、上記制御手段に入力する矩形波信号発生手段を有する。これにより、矩形波信号発生手段ではプルームの発光による検出信号が削除され、検出光に基づく矩形波信号のみが出力され制御手段に入力される。従って、その後の信号処理により検出光のみに基づいてパルス状の力□ ェ用レ一ザ光を発振させることができる。

さらに、前記加工光除去手段は、好ましくは、前記検出手段からの検出信号のパルスを 1 つおきに取り込んで前記制御手段に入力する信号選択手段を有する。検出光に基づく検出信号とプル一ムの発光に伴う検出信号は交互に出力されるため、上記のように検出信号のパルスを 1 つおきに取り込んで制御手段に入力することにより、プルームの発光に伴う信号を削除し、その後の信号処理により検出光に基づく信号のみを利用してパルス状の力 Π ェ用レ一ザ光を発振させることができる。

ところで、前述の特開平 6 _ 1 4 2 9 6 8 号公報の技術では、照明光発生手段より照明光を被加工物に当て、被加工物面からの照明光の反射光または通過光を光検出手段で検出することにより被加工物の材料の有無を検出することが望ましいとされている。照明光はある一定の範囲を照らすものである力 ^s、その明るさは照らされる範囲内において必ずしも一定でなく、し力；もその明るさは絶えず変動しており、さらにノイズも多く、正確な検出をすることが難しい場合力；ある。また、上記技術では、ターゲット上に結ばせた照明光の像の所定位置の光をフォトセンサで検出し、被加工物の材料の有無を検出しているが、フォトセンサで検出するためタ一ゲットにあけられた窓は小さくするにも限界があり、ある程度の大きさが必要である。従って、ある程度の大きさの範囲で被加工物の状態を検出することになり、被加工物の材料の有無を検出する際の検出信号の立ち上力りが緩慢になつて、高い分解能で検出することが難しい。さらに加工位置近傍の材料の有無に応じてフォトセンサで検出される反射光の明暗の差が小さく、その反射光に基づく検出信号が検出光の明るさの変動や回路の電気的なノィズ等に埋もれてしまい、高精度な検出を行うことができなくなる。

これに対し、本発明では、前記検出光源を前記加工位置近傍の検出位置に検出用レーザ光を照射する検出用レーザ光源とする。このように、加工位置近傍の検出位置における被加工物の有無を検出するための検出光として、スポット径を極めて小さく絞ることができ、しかも出力が安定しており時間的変動が少ないレーザ光を用いるため、被加工物の有無を検出する際に、信号の立ち上がり（応答）が速くなり、高い分解能で正確に精度よく被加工物の材料の有無を検出することが可能となる。さらに、検出光を単色光にできるため、光学部品の色収差がなくなり、単純な光学系でも検出光を検出手段で確実に検出することができる。この検出光として使用されるレーザ光、即ち検出用レーザ光は、レーザ加ェを行うための加工用レーザ光とは異なるものであることはいうまでもない。また、この検出用レーザ光として、例えば、半導体レーザを用いると検出光源の寿命を延ばすこともできる。

この場合、加ェ光除去手段として、好ましくは、検出用レーザ光の波長付近を透過させる光学フィルタを含むものを用いる。これにより、取り込むべき検出用レーザ光を光学フィルダによって選択的に取り込み、それ以外の光を削除することが可能で、検出の精度がー層向上する。

上記において、好ましくは、前記加工用レーザ光の照射位置に対する前記検出用レーザ光の検出位置の相対位置を被加工物上で変更する検出位置切り換え手段をさらに備える。これにより、検出位置切り換え手段を用いて、加工用レーザ光の照射位置に対する上記検出用レ — ザ光の検出位置の相対位置を被加工物上で任意に変更することが可能となり、被加工物の寸法や形状が変わっても煩雑な作業を要せず、被加工材の寸法や形状に応じて任意にその検出位置を変更し、最適な検出位置を設定することが可能となる。

上記検出位置切り換え手段としては、反射面内の互いに直交する二軸のまわりにそれぞれ傾斜可能で前記検出位置からの光を前じ検 HJ 手段の方向に入射させる反射鏡を採用することが好ましい _c これにより、検出用レーザ光の検出位置への入射角度が変更され、加工用レーザ光の照射位置に対する検出用レーザ光の検出位置の相対位置が被加ェ物上で任意に変更される。この場合、上記反射鏡による検出用レーザ光の検出位置への入射角度の変更は、二軸制御となる。

また、上記検出位置切り換え手段としては、前記検出用レーザ光源と前記被加ェ物との間に設けられ、検出用レーザ光の元の光軸に対し傾斜した表面を有すると共にその元の光軸まわりに回転可能な回転式ゥヱッジ基板手段を採用することが好ましい。この時、この回転式ゥュッジ基板手段を通過した検出用レーザ光は元の光軸に対して一定の角度傾斜して進むことになり、そして、この一定の角度は回転式ゥュ -; ジ基板手段の表面の傾斜角度に依存する。さらに、この回転式ゥュッジ基板手段を元の光軸まわりに回転させることにより、被加工物上の検出用レーザ光の検出位置を加工位置近傍のある一定の怪の円周上で任意の角度回転させることができる。このようにして、加工用レーザ光の照射位置に対する検出用レーザ光の検出位置の相対位置が被加工物上で変更される。この場台、上記回転式ゥエッジ基板手段による検出用レーザ光の検出位置への入射角度の変更は、一軸（上記円の軌跡の周方向）制御となる。

また、上記検出位置切り換え手段としては、前記検出用レーザ光源と前記被加工物との間に設けられ、前記検出用レーザ光の元の光軸に対する傾斜角度を変更可能であると共にその元の光軸まわりに回転可能な像回転プリズム手段を採用することが好ましい。これにより、この像回転プリズム手段を通過した検出用レーザ光は元の光軸に対してある角度傾斜して進むことになり、その角度は像回転プリズムの元の光軸に対する傾斜角度に依存する。そして、像回転プリズム手段の傾斜角度を設定した後にその傾斜角度を保ちながら像回転プリズム手段を元の光軸まわりに回転させることにより、被加工物上の検出用レーザ光の検出位置を加工位置近傍のある一定の径の円周上で任意の角度回転させることができる。さらに、像回転プリズム手段の傾斜角度を変更することにより、それを通過した検出用レーザ光の光路の傾斜角度が変更され、被加工物上の検出用レーザ光の検出位置が通る円の怪を被加工物の形状に応じて変更すること力 ^s できる。このようにして、加工用レーザ光の照射位置に対する検出用レーザ光の検出位置の相対位置が被加工物上で変更される。この場合、上記像回転プリズム手段による検出用レーザ光の検出位置への入射角度の変更は、一軸 ( 上記円の軌跡の怪方向）固定の上での他の一軸（上記円の軌跡の周方向）制御となる。

また、上記のようなレーザ加工装置において、好ましくは、前記加工光学系が前記加工用レーザ光を前記加工位置に集束させる集光レンズを含み、その集光レンズが前記検出光も通過させ前記被加工物上に誘導する。つまり、加工用レーザ光の集束用の集光レンズと検出光の誘導用の集光レンズとが兼用される。これにより、装置の構成力；' シンプルになり、集光レンズを含む光学系の調整が簡単になる。

さらに、上己のような本発明のレーザ加工装置によれば、被カロェ物を.移動させて加工位置を決定し、レーザ発振器よりパルス状の加工用レーザ光を前記加工位置に照射してその被加工物を加工するに際して、力 Π ェ位置における被加工物の有無を検出するための検出光をその加工位置に照射し、前記加工位置からの光のうちレーザ加工に伴う光を除くと共に前記加工位置からの検出光の反射光または通過光のみを取り出し、その反射光または通過光による検出信号に基づいたタイミングで被加工物の所定の加工位置に加工用レーザ光を照射するレーザ加工方法を実施することができる

上記レーザ加工方法においては、検出光として検出用レーザ光を用い、その検出用レーザ光を前記加工位置近傍の検出位置に照射することが好ましい。

また、上記のような本発明のレーザ加工装置によれば、リ一ドフレームに半導体チップを搭載し樹脂モールドで一体に封止した

I C パッケージのダムバーを切断する本発明のダムバー加工方法を実施すること力' できる。図面の簡単な説明

図 1 は、本発明の第 1 の実施例を説明する図であって、レーザ加工装置の構成の概略図である。

図 2 は、図 1 の加工へッド及び検出光学系の構成の概略図である。

図 3 は、図 1 のトリガュニッ卜の構成を示す図である。

図 4 は、図 1 のレーザコントローラおよびその周辺の回路の構成を示す図である。

図 5 は、リードフレームのダムバーと光検出器からの検出信号との対応関係を表す図である。

図 6 は、 Q F P 型の I C ノ、' ッケージの四つの各辺にあるダムバ — を切断除去する軌跡を示す図である。

図 7 は、光検出器からの検出信号の出力から加工用レーザ光の発振までのタイムチヤ一トである。

図 8 は、本発明の第 2 の実施例を説明する図であって、プル一ムの発光に伴 0 検出信号のレベル（光の強さ）が検出光の反射光に基づく検出信号のレベルよりも小さい場合の実施例を説明する図である。

図 9 は、本発明の第 3 の実施例を説明する図であって、レーザ加工装置におけるトリガュニットの構成を示す図である。

図 1 0 は、本発明の第 4 の実施例を説明する図であって、検出光学系に所定の透過帯域を有するバンドパスフィルタを設置した実施例を説明する図である。

図 1 1 は、バンドバスフィノレ夕を設置したことによる作用を説明する図である。図 1 2 は、本発明の第 5 の実施例を説明する図であって、力□ ェへッド及び検出光学系の構成の概略図である。

図 1 3 は、図 1 2 のハーフミラーの傾斜角度と検出用レーザ光の検出位置の関係を模式的に示す図である。

図 1 4 は、本発明の第 6 の実施例を説明する図であって、検出位置切り換え手段して設置される回転式ゥュッジ基板装置を示す図である。

図 1 5 A は、本発明の第 7 の実施例を説明する図であって、検出位置切り換え手段に用いられる像回転プリズムを示す図であり、図 1 5 B は図 1 5 A の像回転プリズムを通過する検出用レーザ光の光路を示す図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明のレーザ加工装置及びレーザ加工方法並びにダムバー加工方法の実施例を図に基づいて説明する。

第 1 の実施例

本発明の第 1 の実施例を図 1 力ら図 7 により説明する。但し、以下では、おもに等間隔のピンを有する I C パッケージのダムバ — の除去について説明する。

図 1 に示すように、本実施例のレーザ加工装置には、レ一ザへッド 1 1 とレーザ電源 1 3 とカゝら構成されるレーザ発振器 1 0 、加工ヘッド 1 2、被加工物（以下、適宜ワークという） 1 を搭載し水平面内（ X Y 平面内）に移動させる搬送手段としての X Y テ一ブル 2 1 、レーザへッド 1 1 及び加工へッド 1 2 を上下方向 ( Z 軸方向）に移動させる Z テ一ブノレ 2 2、メインコントローラ 2 3 とトリガュニット 2 4 を有するコントロールュニット 2 5 が備えられている。メインコントローラ 2 3 は、 X Y テーブル 2 1 の水平面内の移動動作と Z テーブル 2 2 の上下方向の移動動作とレ一ザ発振器 1 0 の発振動作を自動的に制御する。

レーザ電源 1 3 は、安定化電源部 1 3 0、コンデンサ部 1 3 1 . スィッチ部 1 3 2、交流電源 1 3 3、及びレーザコントローラ 2 6 を有する。このレーザ電源 1 3 では、まず、交流電源 1 3 3 より供給された交流電流が安定化電源部 1 3 0 に供給され、レーザコントローラ 2 6 力ら指 .令された電圧値に従って直流に変えられ、コンデンサ部 1 3 1 に供給される。コンデンサ部 1 3 1 に上記電圧値で供給された電荷は、レーザコントローラ 2 6 力らのトリガ信号 T P ₂ ( 後述する）に従うスィツチ部 1 3 2 の開閉動作により、レーザへッド 1 1 に備えられた励起ランプ 1 1 0 に供給される。このパルス状の電荷により上記励起ランプ 1 1 0 が発光し、これによりレーザ媒体（図示せず）が励起されパルス状の力 Π ェ用レーザ光が射出される。

また、図 1 に示すレ一ザへッド 1 1 にはビームシャツ夕一 1 1 1 が内臓されている。このビームシャッター 1 1 1 は、開閉することによってレーザ発振器 1 0 より放出されるパルス状の加工用レーザ光を O N Z O F F し、ワーク 1 への加工用レーザ光の照射を制御する。即ちワーク 1 を加工する場合には上記ビームシャッター 1 1 1 を開き、力！] ェしない場合には上記ビームシャッター 1 1 1 を閉じる。このビームシャッター 1 1 1 の動作時間は 1 0 0 〜 3 0 0 m s e c 程度である。また、ビームシャツ夕一 1 1 1 の 0 N /· 0 F F の制御は、レーザコントローラ 2 6 力ら行う力'、メインコントローラ 2 3 力 i らレ一ザコントローラ 2 6 を介して行うことも可能である。

また、加工ヘッド 1 2 内部には、図 2 に示すように、力□ ェ用レ一ザ光の波長に対し高い反射率特性を持つベンディングミラー 1 2 0 、集光レンズ 1 2 1 力；備えられており、これは従来のレーザ加工装構成と同様である。本実施例では上記構成に検出光としてのレ一ザ光を発生する検出光源 1 2 2、コリメ一タレンズ 1 2 3 、フミラー 1 2 4、結像レンズ 1 2 5、光検出器 1 2 6 から構成される検出光学系 1 2 7 が追加されている。 ' 上記検出光源 1 2 2 としてはレーザダイオード（半導体レーザ）等のレーザ光源が用いられており、この検出光学系 1 2 7 は基本的には C D プレーャのディスク信号を読みとる光ピックアップ部の光学系の構成に類似している。勿論、検出光として使用されるレーザ光は、レーザ加ェを行うためのレーザ光とは異なるものであることはいうまでもない。また、集光レンズ 1 2 1 は検出光学系 1 2 7 をも兼ねている

また 3 に示すように、トリガユニット 2 4 には、コンノ、。レ — 夕 2 4 1 .. トリガ信号発生回路 2 4 2、ゲート回路 2 4 5、ディレイ回路 2 4 3、ゲート信号発生器 2 4 4 が備えられている。このうち、ゲ一ト信号発生器 2 4 4 はゲート信号発生手段であり、またゲ一ト回路 2 4 5 はゲート処理手段であり、これらが加工光除去手段を構成する。このトリガユニット 2 4 においては、光検出器 1 2 6 からの検出信号がコンノ、。レータ 2 4 1 においてあるしきい値 V T Hで二値化されて矩形波信号 T P が生成され、トリガ信号発生回路 2 4 2 においてこの矩形波信号 T P の立ち下力；りに同期した卜 y ガ信号 T P s , T P _N ( 後述する）が出力され、このトリガ信号 τ P s , T P _Nがゲート回路 2 4 5 に入力される。一方、ゲ一ト信号発生器 2 4 4 は、レーザコントローラ 2 6 のトリガ回路 2 6 2 からのトリガ信号 T P ₂ ( 後述する）を入力し、このトリガ信号 T P ₂の立ち上力；りに同期した所定のゲート幅 W _cのゲ一ト信号 G P ( 但し、 O N の時の値を 1 、 O F F の時の値 0 とする）をゲート回路 2 4 5 に出力する。ゲート回路 2 4 5 力 > らは、ゲ一ト信号発生器 2 4 4 力ゝらのゲート ί言号 G P 力 S O F F ( = 0 ) の場台にはトリガ信号発生回路 2 4 2 力ら入力されるトリガ ί言号の立ち上おりに同期したトリガ信号 T P _cが出力され、 G P 力； 0 N ( = 1 ) の場合にはトリガ信号発生回路 2 4 2 からトリガ信号が入力されても信号は出力されない。さらにトリガ信号 T P は、ディレィ回路 2 4 3 に入力され、ここでメインコントローラ 2 3 力ら指令された遅延時間 T _Dが与えられ T P , としてレーザコントローラ 2 6 に出力される。

また、図 4 に示すように、レーザコントローラ 2 6 には、入出力部 2 6 0、中央演算部 2 6 1、トリガ回路 2 6 2 が備えられている。トリガ回路 2 6 2 は、トリガユニット 2 4 力らのトリガ信号 T P 】の立ち上力 S りに同期してメインコントローラ 2 3 力ら中央演算部 2 6 1 に指示されたパルス幅のトリガ信号 Τ Ρ ₂を生成し、このトリガ信号 Τ Ρ ₂力；スィッチ部 1 3 2 に入力される。また、コンデンサ部 1 3 1 に供給される電荷の電圧値は、入出力部 2 6 0 より中央演算部 2 6 1 に入力され、中央演算部 2 6 1 から安定化電源部 1 3 0 に指示される。これ以後は、前述したような過程に従って加工用レーザ光が発振する。一方、トリガ回路 2 6 2 力らのトリガ信号 Τ Ρ ₂はトリガュニット 2 4 のゲート信号発生器 2 4 4 にも入力される（図 3 参照）。

図 2 に戻り、加工へッド 1 2 及び検出光学系 1 2 7 の機能を説明する。レーザへッド 1 1 力ら発振した力□ ェ用レーザ光 1 0 0 は、ベンディングミラー 1 2 0 で方向が変えられ、集光レンズ 1 2 1 で集光されてワーク 1 上に照射される。また、検出光源 1 2 2 力ら出射された検出光 2 0 0 は、コリメータレンズ 1 2 3 で平行光にされ、、一フミラー 1 2 4 で反射され、ベンディングミラー 1 2 0 を通り、集光レンズ 1 2 1 によりワーク 1 上に微小なスポットで結像する。但し、検出光学系 1 2 7 のハーフミラー 1 2 4 の傾斜角度を調整することにより、上記スボットをレーザへッド 1 1 から発振する力 [] ェ用レーザ光 1 0 0 の集光位置力ら距離 δ 。だけ離れた位置に結像させる。そして、ワーク 1 表面で反射した検出光 2 0 0 は、集光レンズ 1 2 1 、ベンディングミラ一 1 2 0 一フミラー 1 2 4 を通り、結像レンズ 1 2 5 により光検出器 1 2 6 に集められ、ワーク 1 表面の情報が電気信号として検出される。本実施例においては、検出光源 1 2 2 としてレーザ光源を用いるため、そのレーザ光をコリメ一夕レンズ 1 2 3 及び集光レンズ 1 2 1 により極めて小さく絞ること力；でき、ワーク 1 表面の情報 ( 材料の有無）を検出する際に、信号の立ち上がり（応答）が速くなり、高い分解能で検出することができる。

この時、集光レンズ 1 2 1 と結像レンズ 1 2 5 の組合わせにより、ワーク 1 表面上の検出光 2 0 0 のスポット像が光検出器 1 2 6 の位置で結像するようにしておく。また、図 5 に示すようにダムバー 2 よりも少し外側の部分に検出光 2 0 0 のスボットカ s 当たるよう、レーザへッド 1 1 からの加工用レーザ光 1 0 0 の集光位置との距離 5 « ( 図 2 参照）が決められる。ここで、ダムバ一 2 の幅を W _D とすると、加工用レーザ光 1 0 0 がダムバ一 2 のほぼ中央に照射されるためには、 <5 _d > W _{D B} / 2 を満たす必要がある。これにより、光検出器 1 2 6 はビンの有無、つまりビンの存在する部分（以下、適宜ゥヱブ部という） 4 とスリット部 3 とを検出することができる。一方、レーザ加工に使用される加工用レーザ光 1 0 0 はダムバーのほぼ中央に照射する。従って、後述するようにフォトセンサ 1 2 6 からの検出信号を基にして、切断すべきダ一 2 を切断すること力できる。以上の構成を有するレーザ加工装置の動作を説明する。ここでは、図 6 に示したように、 Q F P 型の I C ノッケージの四つの各辺にあるダムバー 2 を例えば図中矢印で示した軌跡 5 a 〜 5 d に従って順次切断、除去する場合について考える。但し、 X 軸及び Y 軸を図 6 のように定める。

まず、ワーク 1 を X Y テープ 2 1 によって、 X 軸の正方向に一定速度で移動させると、微小スポッ卜に絞られた検出光 2 0 0 はワーク 1 上を図 6 の軌跡 5 a に沿って移動する。これにより、光検出器 1 2 6 で検出される検出信号のうち、検出光源 1 2 2 からの検出光 2 0 0 に起因するものの変ィ匕はウェブ部 4 で高い出力となり、スリット部 3 で低い出力となる。この時、ワーク 1 のゥエブ部 4 とスリット部 3 が等ビッチで並んでいれば、 X Y テープルが一定速度で移動する際の検出信号は一定周期の波形として検出され、ワーク 1 のウェブ部 4 とスリツト部 3 が等ピッチで並んでいない場合には、検出信号はピッチの変化に比例した時間変化を持つ波形として検出される。また、軌跡 5 b， 5 c , 5 d についてもワーク 1 を、それぞれ Y 軸の正方向、 X 軸の負方向、 Y 軸の負方向に移動させることにより、同様の波形の検出信号が得られる。

また、本実施例では後述のようにダムバー 2 の中央部に加工用レーザ光 1 0 0 が照射されてダムバ一が除去される力このようにレーザ光をワークに照射して力 Π ェを行う場合、加工位置からはブラズマと酸ィヒ反応による光に起因したプルームと呼ばれる発光を伴う。従って、光検出器 1 2 6 で検出される検出信号は、図 5 に示すように、ウェブ部 4 及びスリット部 3 からの検出光の反射光による波形に、上記プルームに伴う波形が重ね合わせられた波形となる。但し、図 5 において、プルームの発光時間はレーザ光の照射時間とほぼ同じでごく短いので、プルームの発光に伴う検出信号は線状に表した。

次に、検出光の反射光にプルームに伴う波形が重ね合わせられた光検出器 1 2 6 力ゝらの検出信号はトリガュニット 2 4 に入力され、図 7 のタイムチヤ一卜に示すような処理で二値ィヒされる _c 但し、図 7 では、ワーク 1 を一定速度で動かした時のウェブ部 4 とスリット部 3 を時間変化として模式的に付記した。また、光検出器 1 2 6 からの検出信号をトリガュニット 2 4 に入力する前にァンプで増幅しておいてもよい。光検出器 1 2 6 力 > らトリガ卜 2 4 のコンパレータ 2 4 1 に入力された検出信号は、図中破線で示す所定のしきい値 V をもとに二値化されて矩形波信号 T P となり、トリガ信号発生回路 2 4 2 に入力される。この時.. 上記プル一ムの発光に伴う検出信号のレベル（光の強さ）力より小さい場合には問題ない力;、図 5 のようにプルームの発光に伴う検出信号のレべノレ力 V _T より高い場台には、コンパレ一夕 2 4 1 らはプルームの発光によつても矩形波信号 Τ Ρ が出力されることになる。トリガ信号発生回路 2 4 2 では矩形波信号 Τ Ρ の立ち下がりをもとにトリガ信号 T P _S， T P _Nを出力する。ここでトリガ信号 T P sは検出光の反射光に伴うものであり、 T P _Nはプル一ムの発光に伴うものである。本実施例では、プルームの発光に伴う信号 ( トリガ信号 T P _N ) を肖 I) 除するためにトリガュ二 '； 2 4 にゲ一ト回路 2 4 5 及びゲ一ト信号発生器 2 4 4 が設けられている。

ガ信号 T P _s， T P _Nはゲート回路 2 4 5 に入力される力；、ゲ一ト回路 2 4 5 は、前述のようにゲート信号発生器 2 4 4 からのゲート信号 G P 力 S 0 F F ( = 0 ) の場合にはトリガ信号発生回路 2 4 2 力らのトリガ信号の立ち上力；りに同期したトリガ ί言号 T P _cを出力し、 G P 力； 0 N ( = 1 ) の場合にはトリガ信号発生回路 2 4 2 力ゝらのトリガ信号が入力されても信号を出力しない。トリガ信号 T P cはディレイ回路 2 4 3 に入力され、このトリガ信号 T P _cにメィンコントローラ 2 3 から指令された遅延時間 Τ _πが与えられトリガ信号 T P , としてレーザコント一ラ 2 6 に入力される。次に、レーザコントローラ 2 6 ではトリガ信号 T P ！力；卜リガ回路 2 6 2 に入力され、このトリガ回路 2 6 2 力らは、トリガ信号 T P , の立ち上がりに同期したトリガ信号 T P ₂が出力される。このトリガ信号 T P ₂のバルス幅は、前述のようにメインコント口一ラ 2 3 から中央演算部 2 6 1 を介して指示される。さらにトリガ信号 T P ₂ はスィツチ部 1 3 2 に入力され、トリガ信号 T P ₂の立ち上力；りに同期してスィッチ部 1 3 2 力； 0 N になり、励起ランプ 1 1 0 にコンデンサ部 1 3 1 からの電荷が供給され、さらにトリガ信号 T P ₂の立ち下力;' りに同期してスィツチ部 1 3 2 力； 0 F F になり、励起ランプ 1 1 0 への電荷の供給は停止する。以上のようにしてトリガ信号 T P ₂に同期したパルス状の加工用レーザ光が発振する。なお、図中のトリガ信号 T P ₂及び力□ ェ用レーザ光は実際にはある幅を持つたパルス波形を有するが、他の信号に比べ非常にそのパルス幅が短いために、図では線状に示してある。

さらに、トリガ信号 T P ₂ はゲート信号発生器 2 4 4 にも入力

( フィードバック）され、このトリガ信号 T P ₂の立ち上力；りに同期したゲート信号 G P ( 所定のゲート幅 W _cをもつ）力；ゲート回路 2 4 5 に出力される。つまり、ゲート信号 G P はレーザ光発振のためのトリガ信号 T P ₂の発生と共に出力されることになる。ゲ一ト信号 G P をこのような条件で発生させ、そのゲート幅 W cを適当な長さに設定することにより、トリガ信号発生回路 2 4 2 カゝらトリガ信号 T P _s力出力されている時にはゲート信号 G P 力;' 0 F F ( = 0 ) となり、トリガ信号発生回路 2 4 2 カらプルームの発光に伴うトリガ信号 T P _Nが出力されている時にはゲート ί言号 G Ρ が 0 Ν ( = 1 ) となる。この結果、ゲート回路 2 4 5 ではトリガ信号 Τ Ρ _Νが無視され、トリガ信号 T P _s のみの立ち上力；りに同期したトリガ信号 T P _c力；出力されることになる。ゲート回路 2 4 5 における具体的な処理としては、ゲート信号 G P を反転し、その反転した信号とトリガ信号発生回路 2 4 2 力ゝらのトリガ信号との A N D 処理をすればよい。また、ゲート信号 G P のゲート幅 W は、トリガ回路 2 6 2 での遅れ、スィッチ部 1 3 2 での遅れ、及びレ一ザ発振までの遅れを総合した遅延時間を Δ t、トリガ信号発生回路 2 4 2 力らのトリガ信号 T P または T P _Nのパルス幅を W として、例えば、 W > Δ t + W _Pを満たすように設定すればよい。

もし、トリガュニット 2 4 にゲート回路 2 4 5 及びゲート信号発生器 2 4 4 が設けられていない場合には、トリガ信号発生回路 2 4 2 から出力されるトリガ信号 T P , だけでなくプルームの発光に伴うトリガ信号 T P _N も同様に信号処理され、トリガ信号 T P _s に基づくパノレス状のレーザ光だけでなく、トリガ信号 T P _N に基づくパルス状のレーザ光も発振する。この場台には、レーザ光は、目的とするダムバ一 2 の中央部に加え、ダムバー 2 以外の位置にも不必要に照射されることになり、所定のレーザ加工を実現できない。

これに対し、本実施例では、レーザ光発振のためのトリガ信号 T P ₂をゲート信号発生器 2 4 4 にフィードバックしてゲ一ト信号 G P を発生させ、ゲ一ト回路 2 4 5 においてこのゲート信号 G P に基づきトリガ信号発生回路 2 4 2 力ゝらのブルームの発光に伴うトリガ信号 T P _Nが削除されるので、検出光に伴うトリガ信号 T P sのみ力；とり出されてその後の信号処理が行われ、トリガ信号 T P _sに基づくパノレス状のレーザ光のみ力;' 発振する。従って、ワーク 1 の表面の情報に応じて所望の加工位置に確実に加工用レーザ光が照射されて加工が行われ、所定の加工位置以外の誤つた位置にレ一ザ光が不必要に照射されることない。

また、図 3 において、ゲート回路 2 4 5 をコンパレ一夕 2 4 1 とトリガ信号発生回路 2 4 2 の間に配置してもよい _c この時には、コンパレ一タ 2 4 1 からの矩形波信号 T P が直接ゲート回路 2 4 5 に入力されて処理されることになる。また、この場合、ゲート信号 G P のゲ一ト幅 W _c としては、少なくともトリガ信号 T P ₂の立ち上がり開始カ > らプルームの発光が終わるまでの時間よりも長く設定する。このようにゲ一ト信号 G P のゲ一ト幅 W eを設定することにより、しきい値 V τ Hの変更によりプルームの発光に伴う矩形波信号の長さが変わったとしても、このプルームの発光に伴う矩形波信号は必ずゲート回路 2 4 5 で削除され、検出光に伴う矩形波信号だけ力 S トリガ信号発生回路 2 4 2 に入力されることになる。その後は、前述のように、トリガ信号発生回路 2 4 2 力ゝらのトリガ信号に遅延時間を与え、そしてレーザコントローラ 2 6 よりトリガ信号を発生させてレーザ光を発振させる。

ここでディレイ回路 2 4 3 で与える遅延時間 T について説明する。ワーク 1 の移動速度を V、ワーク 1 のスリット部 3 の幅を W ，とすると、加工位置がスリット部 3 の端部から中央まで移動する時間 T , は、

T , = W ₈ / 2 V … ( 1 )

となる。また、力 Π ェ位置力；スリット部 3 に入って力らレーザ光力；ワークに照射されるまでの時間 T ₂は、ディレイ回路 2 4 3 で与えられる遅延時間 T _D及び前述の遅延時間 Δ t を用いて、

T ₂ = 厶 t + T _D … （ 2 ) と表される。

レーザ光力；ダムバーの中央に照射されるべき条件は、

T , = = Τ ₂ … ( 3 )

である力 > ら、式 ( 1 ) 〜（ 3 ) より遅延時間 T は、

T _D = = W ₈ / 2 V - Δ t - ( 4 )

に設定されることになる。なお、遅延時間 Δ t、ワーク 1 の移動速度〜'、及びリ一ドフレームのス. リット部 3 の幅 W ，は予めメィンコントローラ 2 3 に入力される。

以上の動作によって、例えば 1 辺にダムバーを有する I C のダムバー切断を行う際の、加工手順について説明する。まず、ダムバーを通る執跡. 検出光のスポッ卜の結像位置（ダムバー 2 の端部からの距離 5 。の設定値）、 X Y テーブル 2 1 の移動速度 v、ヮ — ク 1 のスリツト 3 の幅 W ,、遅延時間 Δ t 及びトリガ信号 T P ₂ のノ、。ルス幅をメインコントローラ 2 3 に入力しておく。また、トリガ信号発生回路 2 4 2 で発生させるトリガ信号 T P _s または T P _N のパルス幅 W 、ゲート信号発生器 2 4 4 で発生させるゲート信号 G P のゲート幅 W cを設定しておく。以上の設定後に、 X Y テーブル 2 1 を一定速度 V で移動させると、スリット部 3 のピッチとテーブル 2 1 の移動速度 V とで決まる周期でレーザ光が発振し、またプルームの発光による信号は肖 I) 除され、スリット部 3 の中央で加工用レーザ光の照射が行われ、ダムバー 2 の切断が実行される。従って、レ — ザ光の発振周期程度の短時間でダムバ一を切断すること力でき. , 確実かつ高速な加工ができる。

以上のような本実施例によれば、レーザ光発振のためのトリガ信号 Τ Ρ ₂をゲ - - ト信号発生器 2 4 4 にフィ一ドバックしてその立ち上がりに同期したゲート信号 G P を発生させ、ゲート回路 2 4 5 でゲート信号 G P に基づいてトリガ信号発生回路 2 4 2 力ゝらのプルームの発光に伴うトリガ信号 T P _Nを削除するので、検出光に伴うトリガ信号 T P _sのみを取り出して利用することができ、その後のディレイ回路 2 4 3 及びレーザコントローラ 2 6 における信号処理により検出光に伴うトリガ信号 T P _sのみに基づいてパルス状のレーザ光を発振させることができる。従って、ワーク 1 の表面の情報に応じて所望の加工位置（ピンが等間隔の場合におけるスリット部 3 の中央部）に加工用レーザ光 1 0 0 力照射されてカロェが行われ、所定の加工位置以外の誤った位置に不必要にレーザ加工力；施されること力 s ない。また、スリット部 3 のピッチと X Y テーブル 2 1 の移動速度 V とで決まるレーザ光の発振周期程度の短時間でダムバーを切断することができ、確実かつ高速な加ェが可能となる。さらに、ウェブ部 4 端部より一定の距離だけ離れた位置に加工用レーザ光 1 0 0 が照射されるため、ピンが等間隔である場合のみならず等間隔でない場合にでも、ワーク 1 の形状に応じて切断すべき所望の位置を確実かつ高速に加工することがでさる。

また、検出光源 1 2 2 としてレーザ光源を用いるので、その検出用レーザ光 2 0 0 をコリメ一タレンズ 1 2 3 及び結像レンズ 1 2 5 により極めて小さく絞ること力できる。し力も、検出用レーザ光 2 0 0 は出力が安定しており時間的変動が少ない。従つて、ワーク 1 表面の情報（材料の有無）が高い分解能で検出され、正確に精度よくワークの材料の有無を検出することができる。さらに、この場合、検出光を単色光にできるため、光学部品の色収差がなくなり、単純な光学系でも検出光 2 0 0 を光検出器 1 2 6 で確実に検出することができる。また、この検出光源 1 2 2 として、例えば、半導体レーザを用いるとその寿命を延ばすこともできる _r: なお、ワーク 1 表面の情報（材料の有無）の検出に対してあまり高い分解能が必要ない場合は、検出光源 1 2 2 としてレーザ光源を用いずに照明光等を用いてもよい。第 2 の実施例

次に、本発明の第 2 の実施例を図 8 により説明する。

プルームの発光に伴う検出信号のレベル（光の強さ）が検出光の反射光に基づく検出信号のレベルよりも小さい場合には、図 8 に示すように、コンノ、' レ一タ 2 4 1 におけるしきい値をプルームによる検出信号のレベルよりも大きな V _T , とすることにより、コンパレ一夕 2 4 1 でプルームによる検出信号が肖 lj 除され、検出光の反射光に基づく矩形波信号 T P のみが出力されることになる。従って、この場合には図 3 のゲ一ト回路 2 4 5 ゃゲート信号発生器 2 4 4 は不要となり、トリガ回路 2 6 2 よりトリガ信号 T P ₂をフィードバックする必要もなくなる。

これにより、検出光の反射光に基づく矩形波信号のみに基づいて信号処理が施され、ワークの表面の情報に応じて所望の加工位置に加工用レーザ光 1 0 0 が照射されて加工が行われ、所定の加ェ位置以外の誤った位置に不必要にレーザ加工が施されることがない。第 3 の実施例

次に、本発明の第 3 の実施例を図 9 により説明する。

本実施例では、図 9 に示すように、トリガユニット 2 4 a をコンパレ一タ 2 4 1 及び演算部（ C P U ) 2 4 2 a で構成する。また、トリガュニット 2 4 a 以外の構成は第 1 の実施例と同様とする。そして、演算部 2 4 2 a において、コンノ、" レ一夕 2 4 1 5 ^ ら順次入力された矩形波信号 T P を 1 つおきに取り込み、取り込んだ矩形波信号 T P にメィンコントローラ 2 3 カゝら指令された遅延時間 T _Dを与えて T P , としてレーザコントローラ 2 6 に出力する _c また、取り込まなカゝつた 1 つおきの矩形波信号 T P は削除する。

ここで、検出光の反射光に基づく矩形波信号とプルームの発光に伴う矩形波信号は図 5 で説明したように交互に出力されるため、検出光の反射光に基づく矩形波信号を取り込むようにすれば、プルームの発光に伴う矩形波信号を削除することができる。

但し、本実施例では、演算部（ C P U ) 2 4 2 a が制御手段と加工光除去手段の信号選択手段とを兼ねることになる。また、力ゥンタ回路を利用して演算部 2 4 2 a を構成してもよい。

また、演算部 2 4 2 a において、 1 つの矩形波信号 T P が取り込まれたならば、その時より所定時間だけ矩形波信号 T P を取り込まな .いようにしておいてもよい。これによつても矩形波信号 T P 力； 1 つおきに取り込まれ、プルームの発光に伴う矩形波信号を削除することができる。この場合、上記所定時間としては、前述のゲート信号 G P のゲート幅 W 。程度に設定すればよい。

以上のような本実施例によれば、図 3 のゲート回路 2 4 5 ゃゲ一ト信号発生器 2 4 4 がなくてもプルームによる検出信号が肖 lj 除され、第 1 の実施例と同様の効果が得られる。第 4 の実施例

次に、本発明の第 4 の実施例を図 1 0 および図 1 1 により説明する。

本実施例は、プルームの発光に伴う光の強さが検出光の反射光の強さと同程度かそれよりも大きい場合にも適用できる。

図 1 0 のように、検出光学系 1 2 7 の光検出器 1 2 6 の直前に所定の透過帯域を有するバンドパスフィルタ（光学フィルタ） 1 2 8 を設置する。このバンドパスフィル夕 1 2 8 としては、検出光源 1 2 2 から発振する検出用レーザ光 2 0 0 の波長を含むごく狭い範囲に透過帯域を有するものを選定する。

このように光検出器 1 2 6 に到達する光の波長帯域を制限することにより、図 1 1 に示すように、プルームの発光に伴う光の強さを低下させることができ、光検出器 1 2 6 で検出されるプル一ムの発光に伴う検出信号のレベルを低下させることができる。この場合にも、図 3 のゲ一ト回路 2 4 5 ゃゲ一ト信号発生器 2 4 4 がなくてもプルームによる検出信号が肖 lj 除され、第 2 の実施例と同様の効果が得られる。

また、取り込むべき検出用レーザ光 2 0 0 をバンドパスフィル夕 1 2 8 によって選択的に取り込むことができるので、検出用レ一ザ光 2 0 0 以外の光（外乱光）を削除することが可能で、検出の精度を一層向上することができる。第 5 の実施例

次に、本発明の第 5 の実施例を図 1 2 および図 1 3 により説明する。

本実施例のレーザ力 D ェ装置においては、図 1 2 に示すようにハーフミラー 1 2 4 a 力 ϊ 第 1 の実施例におけるハーフミラー 1 2 4 と異なっており、それ以外の構成は第 1 の実施例と同様である。また、図 1 2 および図 1 3 において、図 2 と同等の部材には同じ符号を付してある。

ハーフミラー 1 2 4 a は、検出位置切り換え手段であって、図 1 3 に示すようにその反射面内の互いに直交する二軸、即ち X ,軸及び Y ,軸のまわりにそれぞれ傾斜角度の変更が可能であり、この傾斜角度の変更によって検出用レーザ光 2 0 0 のワーク 1 上における照射位置、即ち検出位置への入射角度が任意に変更される。このハーフミラー 1 2 4 a の傾斜角度の変更は、メインコント口ーラ 2 3 力らの指示により、反射面内の互いに直交する X ,軸及び Y ,軸のまわりの回転、即ち二軸制御により行われる。

検出光源 1 2 2 カゝら射出された検出光 2 0 0 は、図 2 と同様に、コリメ一タレンズ 1 2 3 で平行光にされ、フミラー 1 2 4 a で反射され、ベンディングミラー 1 2 0 を通り、集光レンズ 1 2 1 によりワーク 1 上に微小なスポットで結像する。ここで、本実施例ではハーフミラー 1 2 4 a の傾斜角度を前述のようにして調整することにより、上記スポットの結像位置を変更することができ、加工用レーザ光 1 0 0 の集光位置からの距離 5 。を変更することが可能となる。

例えば、図 1 3 のようにワーク 1 上の X 聿由と一フミラー 1 2 4 a 上の X ,軸とを平行とした場合において、ハーフミラ一 1 2 4 a を X ,軸まわりに微小な角度 e _x ,だけ回転させるとワーク 1 上の検出位置は Y $由方向に 5 γだけ変化（移動）する。この δ _γは集光レンズ 1 2 1 の焦点距離を F とすると、

<5 v = F - t a n ( - 2 · Θ _{Χ 1} ) （ 5 )

と表される。また、フミラー 1 2 4 a を Υ ,軸まわりに微小な角度 e _γ , だけ回転させた場台も、同様にしてワーク 1 上の検出位置は X 軸方向に変化（移動）し、その変化量 δ _χは、

5 _X = F - t a n ( - 2 - 0 _{y i} ) （ 6 )

となる。このように角度 e _{x l}及び e _{Y 1} の調整によりワーク 1 上の «5 。を任意に設定、および変更することができる。

また、加工用レーザ光 1 0 0 の照射位置に対する検出用レーザ光 2 0 0 の照射位置の相対的なずれを《5 _{r k} = ( X 軸方向のずれ， Y 軸方向のずれ）の形で表せば、 . 各辺の軌跡 5 a ~ 5 d ( 図 6 参照）に対して

5 _r , = ( 0 , - 5 , ) ( )

(5 _{r 2} = ( δ _{d )} 0 ) ( 8 )

(5 ( 0 , δ „ ) ( 9 )

6 ( - ， 0 ) ( 1 0 )

となり、これらのデータを基にーフミラ 1 2 4 a の調整を行う。ここで k は力!] ェする辺の順番（ 5 a ~ 5 d ) に対応しており . k = 1 〜 4 である。また、 δ _dは前述のようにダムバー 2 の幅 W _D _Bを考慮して、 δ _d > W ,ノ 2 を満たすように設定される値である _c 光検出 ¾δ 1 2 6 からの検出信号は第 1 の実施例と同様に信号処理され、その信号処理に基づいてパルス状の加工用レ一ザ光 1 0

0 が発振する ₍

以上.のような本実施例によれば、検出位置切り換え手段であるノヽーフミラ一 1 4 a の傾斜角度を変更することにより、力□ ェ用レーザ光 1 0 0 の照射位置に対する検出用レーザ光 2 0 0 の照射位置（検出位置）の相対位置をワーク 1 上で任意に変更することができる。従つて、例えば、 I C パッケージの四つの各辺にある夕" ムバー 2 を切断、除去する場合に、その各辺毎にハーフミラー

1 2 4 a によつて上記相対位置を調整することにより、その寸法や形状に応じ光検出器 1 2 6 で検出位置におけるピンの有無、つまりピンの存在する部分（以下、ゥヱブ部という） 4 とスリット部 3 とを検出することができ、その検出信号を基にして、切断すべきダムバ一 2 を切断すること力；できる。第 6 の実施例

次に、本発明の第 6 の実施例を図 1 4 により説明する。

太実施例においては、検出位置切り換え手段として第 5 の実施例のハーフミラー 1 2 4 a に代え、図 1 4 に概略構成図で示すような回転式ゥュッジ基板装置を用いる。これ以外の構成は、第 5 の実施例と同様である。

図 1 4 において、回転式ゥヱッジ基板装置 3 0 0 は、一枚のゥヱッジ基板 3 0 1 、ゥュッジ基板 3 0 1 を支持する枠体 3 0 2、枠体 3 0 2 の外周に取り付けられたピニオン 3 0 3、ビニオン 3 0 3 に嚙み合うピニオン 3 0 4、ピニオン 3 0 4 を回転駆動するモー夕 3 0 5 を備える。

枠体 3 0 2、従ってゥュッジ基板 3 0 1 は、モータ 3 0 5 の回転力ピニオン 3 0 4 及びピニオン 3 0 3 を介して伝達されることにより、検出用レーザ光 2 0 0 の元の光軸 R のまわりに回転し、任意の回転角を設定することができる。ゥュッジ基板 3 0 1 に入射した検出用レーザ光 2 0 0 は、その元の光軸に対して一定の角度，だけ傾斜して進む。この角度！は、ゥヱッジ基板 3 0 1 の斜面の傾斜角度 0 , に依存する。

本実施例では、ゥェッジ基板 3 0 1 の斜面の傾斜角度が 0 , で一定であるので、ゥヱッジ基板 3 0 1 から出射する検出用レーザ光 2 0 0 は元の光軸 R に対して一定の角度 9¾ ,だけ傾斜して進み、加ェ用レ一ザ光 1 0 0 の照射位置から一定の距離 δ _a離れた場所の検出を行うことができる。この 5 。と e i との関係は、集光レンズ 1

2 1 の焦点距離を F、ゥュッジ基板 3 0 1 の検出用レーザ光 2 0 0 に対する屈折率を n とすると、

δ _a = F · ( η - 1 ) ■ θ , … ( 1 1 )

と表される。

このような回転式ゥュッジ基板装置 3 0 0 を有する本実施例のレーザ加工装置を用いて、図 7 のように I C パッケージの四つの各辺にあるダムバ一 2 を切断、除去する場台、四つの各辺における加工用レーザ光 1 0 0 の照射位置に対する検出用レーザ光 2 0 0 の照射位置の相対的なずれ <5 _{r k} ( k = 1 〜 4 ) は、第 5 の実施例と同様になり、それらのデータを基にゥヱッジ基板 3 0 1 の回転角の調整を行う。これにより、四つの方向の検出用レーザ光 2 0 0 による検出位置の切り換えを行うこと力；できる。

即ち、まず、 X Y テーブル 2 1 により加工位置を X 軸の正方向に一定速度 V で移動させ、検出光 2 0 0 の反射光に基づく検出信号をもとにしてこれまでの実施例と同様の方法により加工用レーザ光 1 0 0 によるダムバー 2 の除去を行う。次に、その辺のダムバーの切断が完了すると、モータ 3 0 5 によってゥュッジ基板 3 0 1 を 9 0 ° ステップで軸 R を中心に（図 6 に従ってダムバー切断を行う場合は時計まわりに）回転させる。以下同様にして、各辺に対応して、ゥヱッジ基板 3 0 1 を 9 0 。ずつ時計まわりに回転させ上記検出信号に同期したダムバ一 2 の切断除去を行う。但し、ゥエツジ式プリズム 3 0 1 の回転制御を行うモータ 3 0 5 の制御はメインコントロ一ラ 2 3 の指令に基づき、軌跡に応じた X Y テーブル 2 1 の動き等に同期して自動的に行われる。この場合、ゥエッジ基板装置 3 0 0 による検出用レーザ光 2 0 0 の検出位置への入射角度の変更は、一 $由（ゥュッジ基板 3 0 1 の回転方向）制御となる。

本実施例の場合、ゥュッジ基板 3 0 1 の斜面の傾斜角度 0 がー定である限り、加工用レーザ光 1 0 0 の照射位置に対する検出用レ一ザ光 2 0 0 の照射位置の相対的な距離 5 。は変わらずー定である力;、一つの I C パッケージのダムバーを切断、除去する場合には、四つの各辺にあるダムバーの形状はほぼ同様であると考えられるため、 δ _d力 S — 定であっても、各辺に対応してゥエッジ基板 3 0 1 を 9 0 。ずつ時計まわりに回転させるだけで十分対応できる。また、同じ形状の別の I C バッケ一ジのダムバ一を切断、除去する場台には同じゥヱッジ基板 3 0 1 を用いて同様の方法を用いること力；できる。さらに、 I C パッケージの形状が異なる場合には、それに応じてゥヱッジ基板を傾斜角度 0 , の異なる斜面を有するものに変更すればよい。

以上のような本実施例によっても、第 5 の実施例と同様の効果が得られ、またゥエッジ基板装置 3 0 0 の制御が一軸制御となるので、その制御が簡単になる。

第 7 の実施例

次に、本発明の第 ₇ の実施例を図 1 5 により説明する。

本実施例においては、検出位置切り換え手段として第 5 の実施例のノ、 .一フミラー 1 2 4 a に代え、図 1 5 に示すような像回転プリズム 3 5 1 を用いる。これ以外の構成は、第 5 の実施例と同様である。

像回転プリズム 3 5 1 は、例えば特開昭 6 4 — 7 6 7 2 0 号公報に記載のイメージローテ一夕と同様のもので、図 1 5 A に示すような三角プリズムの頂角部分を面取りしたような形状をしている。そして.. この像回転プリズム 3 5 1 は、光軸回りにある角度回転させるとそれを通過した光がその 2 倍の角度回転して出射する光学部材である。この像回転プリズム 3 5 1 は、図 1 5 B に示すように検出用レーザ光 2 0 0 の元の光軸に直交する軸 X ₂を中心に傾斜（図中 0 ₂方向）が可能で、また検出用レーザ光 2 0 0 の元の光軸に一致する軸 γ ₂のまわり（図中 e _{Y 2}方向）に回転可能であり、その傾斜角度及び回転角度が任意の角度に設定可能なように取り付けられる。ここに、図 1 5 B 中における聿由 X ₂のまわりの傾斜角度 Θ ₂ は像回転プリズム 3 5 1 の元の光軸に対する傾斜角度となっている。但し、像回転プリズム 3 5 1 の幸由 X ₂ まわりの傾斜及び軸 Y ₂のまわりの回転を制御する装置の構成は複雑になるため図示を省略した。

上記像回転プリズム 3 5 1 に入射した検出用レーザ光 2 0 0 は、その元の光軸に対して一定の角度 ₂だけ傾斜して進む。この角度 ζώ ₂は、像回転プリズム 3 5 1 の元の光軸に対する傾斜角度、即ち軸 X ₂ まわりの傾斜角度 0 ₂ と同一である。そして、傾斜角度 0 ₂を設定した後にその傾斜角度 0 ₂を保ちな力;' ら像回転プリズム 3 5 1 を軸 Y ₂即ち元の光軸まわりに回転させることにより、ワーク 1 上の検出用レーザ光 2 0 0 の検出位置を加工位置近傍のある一定の径の円周上で任意の角度回転させることができる。上記円の径が前述の < _aに相当する。さらに、傾斜角度 0 ₂を変更することにより、通過した検出用レーザ光 2 0 0 の光路の傾斜角度 0 ₂が変更され、ヮ一ク 1 上の検出位置が通る円の半径、即ち 5 _d の大きさを変更すること力 s できる。

このような像回転プリズム 3 5 1 を有する本実施例のレーザ加ェ装置を用いて、 I C パッケージの四つの各辺にあるダムバーを切断、除去する場合には、第 5 の実施例と同様に、四つの各辺における加工用レーザ光 1 0 0 の照射位置に対する検出用レーザ光

2 0 0 の照射位置の相対的なずれ（ <5 _{r k} ) を基に像回転プリズム

3 5 1 に入射する検出用レーザ光 2 0 0 の元の光軸（軸 Y ₂ ) まわりの回転角の調整を行う。これにより、四つの方向の検出用レーザ光 2 0 0 による検出位置の切り換えを行うこと力；できる。

即ち、まず、像回転プリズム 3 5 1 の傾斜角度 e ₂をある角度に設定した上で設定 X Y テーブル 2 1 により加工位置を X 軸の正方向に一定速度 V で移動させ、検出光 2 0 0 の反射光に基づく検出信号をもとにして加工用レーザ光 1 0 0 によるダムバー 2 の除去を行う。次に、その辺のダムバーの切断が完了すると、像回転プリズム 3 5 1 を 9 0 。ステップで軸 Y ₂を中心に（図 6 に従ってダムバー切断を行う場合は時計まわりに）回転させる。但し、この時、原則として像回転プリズム 3 5 1 の傾斜角度 0 ₂ は最初に設定したまま一定とする。以下同様にして、各辺に対応して、像回転プリズム 3 5 1 を軸 Y ₂を中心に 9 0 。ずつ時計まわりに回転させ上記検出信号に同期したダムバー 2 の切断除去を行う。

また、像回転プリズム 3 5 1 の回転制御はメインコントローラ 2 3 の指令に基づき、執跡に応じた X Y テーブル 2 1 の動き等に同期して自動的に行われる。この場台、像回転プリズム装置 3 5 1 による検出用レーザ光 2 0 0 の検出位置への入射角度の変更は、一軸（像回転プリズム 3 5 1 に入射する検出用レーザ光 2 0 0 の元の光軸に対する傾斜方向 0 ₂ ) 固定の状態での他の一軸（像回転プリズム 3 5 1 の回転方向 0 _{Y 2} ) 制御となる。

本実施例の場台、像回転プリズム 3 5 1 の傾斜角度 S ₂を変更することにより、 δ _aの大きさの変更力；可能であるため、一つの I C パッケージのダムバー切断が完了した後、異なる形状の I C バッケージのダムバーを切断、除去する場台には、それに応じて像回転プリズム 3 5 1 の傾斜角度 0 ₂を変更するだけで加工用レーザ光 1 0 0 の照射位置と検出用レーザ光 2 0 0 の照射位置との相対的な距離 <5 _dを変更すること力できる。また、一つの I C パッケージにおいて、何らかの原因でダムバーの形状が不規則に変ィヒしている場合にも、それに応じて像回転プリズム 3 5 1 の傾斜角度 e ₂を変更するだけで加工用レーザ光 1 0 0 の照射位置と検出用レーザ光 2 0 0 との照射位置の相対的な距離 δ 。を変更することができる _c: 以上のような本実施例によっても、第 5 の実施例と同様の効果が得られ、また像回転プリズム装置 3 5 1 の制御がー軸固定の上での他の一軸制御となるので、その制御が簡単になる。さらに、被加工物の形状に応じて、像回転プリズム 3 5 1 の傾斜角度 Θ ₂を変更するだけで、加工用レーザ光 1 0 0 の照射位置と検出用レーザ光 2 0 0 の照射位置との相対的な距離 5 。を変更することができる。

なお、以上の 7 つの実施例では、ワーク 1 カ> らの検出用レーザ光 2 0 0 の反射光を利用した力;、スリツト部 3 を通過した通過光を利用してもよい。また、ワーク表面の凹凸に対する検出用レーザ光 2 0 0 の反射光の応答や、ワーク 1 における検出用レーザ光 2 0 0 の透過光の応答を利用して、リードフレームのダムバーの切断以外に応用することもできる。産業上の利用可能性

本発明によれば、加工位置からの光に基づく検出信号のうちレ一ザ加工に伴う光による検出信号を除いて検出光による検出信号のみを取り出して利用するので、正確かつ確実な検出ができ、被加工物の表面の情報に応じた検出信号に基づいて所望の加工位置に確実に加工用レーザ光を照射して加工を施すことができる。これにより、所定の加工位置以外の誤った位置にレーザ光が不必要に照射されることがない。また、加工位置が等間隔である場合のみならず等間隔でない場合にも被加工物が存在する所望の加工位置を高速で加工することができる。

また、検出光として極めて小さく絞ることが可能で出力の時間的変動が少ない検出用レーザ光を用いるので、高い分解能が得られ、正確に精度よく被加工物の材料の有無等の表面状態を検出することができる。さらに、検出光を単色光にできるため、光学部品の色収差がなくなり、検出誤差が低減する。また、半導体レーザを用いれば検出光源の寿命を延ばすこともできる _c また、検出位置切り換え手段によつて加工用レーザ光の照射位置に対する検出用レーザ光の検出位置の相対位置を被加工物上で変更するので、煩雑な作業を要せず被加工材の寸法や形状に応じて任意にその検出位置を変更し、最適な検出位置を設定すること力；可能となる。

従って本発明は、例えば、リードフレームに半導体チップを搭載し樹脂モールドで一体に封止した I C パッケージのダムバーを切断するのに好適である。

Claims

請求の範囲

1 . パルス状の加工用レーザ光（ 1 0 0 )を発振するレーザ発振器（ 1 0 ) と、前記加工用レーザ光（ 1 Q Q )を被加工物（ 1 ) の加工位置まで誘導する加工光学系（ 1 2 0 , 1 2 1 ) と、前記被加工物を移動させその加工位置を決定する搬送手段（ 2 1 ) とを備えるレーザ加工装置において、前記加工位置における被加工物（ 1 ) の有無を検出するための検出光を発生する検出光源と、前記加工位置からの光を検出しその光に対応する検出信号（ T P )を発生する検出手段（ 1 2 6 ) と、前記検出信号（ T P )のうちレーザ加工に伴う光による検出信号を除くと共に前記検出光の反射光または通過光による検出信号のみを取り出す加ェ光除去手段と、前記加工位置からの前記検出光の反射光または通過光による検出信号（ T P ) に基づき前記被加工物（ 1 ) の所定の加工位置に加工用レーザ光（ 1 0 0 )が照射されるよう前記加工用レーザ光 ( 1 0 0 ) の発振を制御する制御手段とを備えることを特徴とするレーザ加工装置。

2 . 請求項 1 記載のレーザ加工装置において、前記加工光除去手段は、前記加工用レーザ光（ 1 0 0 )発振と同時に所定のゲート幅をもっゲート信号（G P )を発生させるゲート信号発生手段（ 2 4 4 ) と、前記ゲート信号（ G P )の 0 F F の場合には前記検出信号（ T P )を前記制御手段（ 2 4 3 . 2 6 2 ) に入力し、前記ゲート信号（ G P )が 0 N の場台には前記検出信号（ T P )を前記制御手段（ 2 4 3 , 2 6 2 ) に入力しないゲート処理手段（2 4 5 ) とを有することを特徴とするレーザ加工装置。

3 . 請求項 1 記載のレーザ加工装置において、前記加工光除去手段は、レーザ力 Π ェに伴う光による検出信号のレベルよりも大きな値を敷居値（ V _τ , ) として前記検出手段（ 1 2 6 ) からの前記検出信号 ( T P )を二値化し前記制御手段（ 2 4 3 , 2 6 2 ) に入力する矩形波信号発生手段（ 2 4 1 )を有することを特徴とするレーザ加工装置。

4 . 請求項 1 記載のレーザ加工装置において、前記加工光除去手段は、前記検出手段（ 1 2 6 )からの前記検出信号（ T P ) のパルスを 1 つおきに取り込んで前記制御手段（ 2 4 2 a , 2 6 2 ) に入力する信号選択手段（ 2 4 2 a )を有することを特徴とするレーザ加工装置。

5 . 請求項 1 記載のレーザ加工装置において、前記検出光源は前記加工位置近傍の検出位置に検出用レーザ光（ 2 0 0 )を照射する検出用レーザ光源（ 1 2 2 )であることを特徴とするレーザ加工装置。

6 . 請求項 5 記載のレーザ加工装置において、前記加工光除去手段は、前記検出用レーザ光（ 2 0 Q ) の波長付近を透過させる光学フィルタ（ 1 2 8 )を含むことを特徴とするレーザ加工装置。

7 . 請求項 5 記載のレーザ加工装置において、前記加工用レーザ光（ 1 0 0 ) の照射位置に対する前記検出用レーザ光（ 2 0 0 ) の検出位置の相対位置を前記被加工物（ 1 )上で変更する検出位置切り換え手段をさらに備えることを特徴とするレーザ加工装置。

8 . 請求項 7 記載のレーザ加工装置において、前記検出位置切り換え手段は、反射面内の互いに直交する二軸のまわりにそれぞれ傾斜可能で前記検出位置からの光を前記検出手段（ 1 2 6 )の方向に入射させる反射鏡（ 1 2 4 a )を含むことを特徴とするレーザ加工装置。

9 . 請求項 7 記載のレーザ加工装置において、前記検出位置切り換え手段は、前記検出用レーザ光源（ 1 2 2 ) と前記被加工物（ 1 ) との間に設けられ、前記検出用レーザ光（ 2 Q 0 )の元の光軸に対し傾斜した表面を有すると共に前記元の光軸（ R ) まわりに回転可能な回転式ゥェッジ基板手段（ 3 0 0 )を含むことを特徴とするレーザ加工装置。

1 0 . 請求項 7 記載のレーザ加工装置において、前記検出位置切り換え手段は、前記検出用レーザ光源（ 1 2 2 ) と前記被加工物（ 1 ) との間に設けられ、前記検出用レーザ光（ 2 0 0 )の元の光軸に対する傾斜角度を変更可能であると共に前記元の光軸まわりに回転可能な像回転プリズム手段（ 3 5 1 )を含むことを特徴とするレーザ加工装置 _c

1 1 . 請求項 1 記載のレーザ加工装置において、前記加工光学系 ( 1 2 0、 1 2 1 ) は前記加工用レ一ザ光（ 1 0 0 )を前記加工位置に集束させる集光レンズ（ 1 2 1 )を含み、前記集光レンズ（ 1 2 1 ) は前記検出光も通過させ前記被加工物（ 1 )上に誘導することを特徴とするレーザ加ェ装置。

1 2 . 被加工物（ 1 )を移動させて加工位置を決定し、レーザ発振器 ( 1 0 )よりパルス状の加工用レーザ光（ 1 0 0 )を前記加工位置に照射して前記被加工物（ 1 )を加工するレーザ加工方法において、

前記加工位置における被加工物（ 1 )の有無を検出するための検出光を前記加工位置に照射し、前記加工位置からの光のうちレーザ加工に伴う光を除くと共に前記加工位置からの前記検出光の反射光または通過光のみを取り出し、その反射光または通過光による検出 ί言号（ T P ) に基づいたタイミングで前記被加工物（ 1 )の所定の加ェ位置に加工用レーザ光（ 1 0 0 )を照射することを特徴とするレーザ加工方法。

1 3. 請求項 1 2 記載のレーザ加工方法において、前記検出光として検出用レーザ光（200)を用い、その検出用レーザ光（200 )を前記加工位置近傍の検出位置に照射することを特徴とするレーザ加ェ方法。

1 4. リードフレームに半導体チップを搭載し樹脂モールドでー体に封止した I C パッケージのダムバ一（ 2 )を切断するダムバー加ェ方法において、

請求項 1 記載のレーザ加工装置を用い、検出光を加工位置近傍に照射し、その検出光の反射光または通過光を基に前記加工位置に対応する検出信号（TP)を発生させ、その検出信号（TP)に基づき前記ダムバー（ 2 ) に前記加工用レーザ光（ 100 )が.照射されるようその加工用レーザ光（ 100 )の発振を制御することを特徴とするダムバ一加工方法。