JPH09201685A - Laser processing equipment - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】レーザ加工装置において、加工位置が等間隔で
ある場合のみならず、非等間隔の場合にも所定の加工位
置を高速に加工することを可能にすると共に、レーザ光
による誤加工の原因を正確かつ迅速に検出できるように
する。
【解決手段】予め、カメラ29でワーク1の画像を取り
込んでモニタ28に表示しておく。そして、ワーク1を
XYテーブル21で移動させ、検出光200の反射光を
基にレーザ光100の照射位置を決定しながら順次ダム
バー2を切断する。この切断時には、検出光200の反
射光に基づいてレーザ光100の発振を制御するための
トリガ信号TP1を生成し、その生成毎にXYテーブル
21に取り付けたパスルエンコーダ21aからのパルス
をカウントし、そのカウント値に基づくレーザ光100
の照射位置をモニタ28の画像上に重ねて表示する。
(57) Abstract: In a laser processing apparatus, not only when the processing positions are equidistant, but also when the processing positions are not equidistant, it is possible to process a predetermined processing position at high speed. To enable accurate and quick detection of the cause of erroneous processing due to light. An image of a work 1 is captured by a camera 29 and displayed on a monitor in advance. Then, the work 1 is moved by the XY table 21, and the dam bar 2 is sequentially cut while determining the irradiation position of the laser light 100 based on the reflected light of the detection light 200. At the time of this disconnection, a trigger signal TP 1 for controlling the oscillation of the laser light 100 is generated based on the reflected light of the detection light 200, and the pulse from the pulse encoder 21a attached to the XY table 21 is counted for each generation thereof. , Laser light 100 based on the count value
The irradiation position of is superimposed and displayed on the image of the monitor 28.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】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に関わり、
特に、レーザ光による誤加工の原因を正確かつ迅速に検
出可能なレーザ加工装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser processing apparatus capable of processing a desired processing position at high speed,
In particular, it relates to a laser processing apparatus capable of accurately and quickly detecting the cause of erroneous processing due to laser light.
【0002】[0002]
【従来の技術】パ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図8及び図9を参
照しながら説明する。2. Description of the Related Art Processing using pulsed laser light includes processing methods such as cutting, drilling, and welding.
It is used in manufacturing processes in various fields such as semiconductor devices. The configuration of a conventional laser processing apparatus will be described with reference to FIGS. 8 and 9.
【0003】従来のレーザ加工装置は、図8にその一例
を示すように、レーザヘッド31とレーザ電源33とか
ら構成されるレーザ発振器30、加工光学系32、被加
工物であるワーク40を搭載し水平面内(XY平面内)
に移動可能なXYテーブル41、レーザヘッド31及び
加工光学系32を上下方向(Z軸方向)に移動させるZ
テーブル42、XYテーブル41の水平面内の移動動作
とZテーブル42の上下方向の移動動作とレーザ発振器
30の発振動作とを自動または手動で制御するメインコ
ントローラ43を備える。As shown in an example of FIG. 8, a conventional laser processing apparatus has a laser oscillator 30 including a laser head 31 and a laser power source 33, a processing optical system 32, and a work 40 which is a workpiece. In horizontal plane (in XY plane)
To move the XY table 41, the laser head 31, and the processing optical system 32 that are movable in the vertical direction (the Z-axis direction).
A main controller 43 is provided for automatically or manually controlling the movement of the table 42 and the XY table 41 in the horizontal plane, the movement of the Z table 42 in the vertical direction, and the oscillation of the laser oscillator 30.
【0004】また、レーザ電源33は、図示しないレー
ザコントローラ、安定化電源、コンデンサ部及びスイッ
チ部から構成される。レーザコントローラから指令され
た電圧値に従って、供給された交流電流が安定化電源に
より直流に変えられ、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スイッチ部の所定の開閉タイ
ミングに基づきレーザヘッド部の図示しない励起ランプ
に放電される。このスイッチ部の開閉はレーザコントロ
ーラからパルス幅及びパルス周波数を指令するトリガ信
号に従って行われる。以上のようにして、レーザヘッド
31よりパルス状のレーザ光が発振する。The laser power source 33 is composed of a laser controller, a stabilizing power source, a capacitor section and a switch section which are not shown. In accordance with the voltage value commanded by the laser controller, the supplied AC current is converted to DC by the stabilized power supply, supplied to the capacitor unit, and the charge accumulated in the capacitor unit is based on the predetermined opening / closing timing of the switch unit. Is discharged to an excitation lamp (not shown). The opening and closing of the switch unit is performed according to a trigger signal that commands a pulse width and a pulse frequency from the laser controller. As described above, the pulsed laser light is emitted from the laser head 31.
【0005】また、レーザヘッド31には図示しないビ
ームシャッタが内蔵されており、このビームシャッタが
開閉することによってパルス状のレーザ光をON/OF
Fし、ワーク40へのレーザ光の照射を制御する。即ち
ワーク40を加工する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100〜300ms
ec程度であり、その制御は前述のレーザコントローラか
ら行うが、メインコントローラ43からレーザコントロ
ーラを介して行うことも可能である。The laser head 31 has a built-in beam shutter (not shown). The beam shutter opens and closes to turn on / off a pulsed laser beam.
Then, the irradiation of the laser light to the work 40 is controlled. That is, the beam shutter is opened when the workpiece 40 is processed, and the beam shutter is closed when the workpiece 40 is not processed.
The opening / closing operation time of this beam shutter is 100 ~ 300ms
It is about ec, and the control is performed from the laser controller described above, but it is also possible to perform the control from the main controller 43 via the laser controller.
【0006】上記のようなレーザ加工装置を用いて、例
えば4方向にリードが延びるQFP型の半導体装置(以
下、適宜、ICパッケージとも言う)のダムバーの除去
(切断)を行う場合を説明する。図9(a)はICパッ
ケージの平面図、図9(b)は図9(a)のB部の拡大
図である。図9(a)及び(b)に示すように、ダムバ
ー2は、ICパ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、ICパッケージのモー
ルド時にレジンを堰止める役割と、リードフレームのピ
ンを補強する役割を持ち、製造過程の最後に除去される
部分である。このダムバー2をパルス状のレーザ光で除
去する加工手順を、図9(b)のK点の除去(切断)が
終了し、続いてL点の除去を行う場合を例にとって説明
すると、次のようになる。A case will be described in which the dam bar of a QFP type semiconductor device (hereinafter also referred to as an IC package, for example) having leads extending in four directions is removed (cut) using the above laser processing apparatus. 9A is a plan view of the IC package, and FIG. 9B is an enlarged view of a B portion of FIG. 9A. As shown in FIGS. 9A and 9B, the dam bar 2 connects the pins (leads) of the lead frame used for the IC package, plays a role of blocking the resin when the IC package is molded, and the lead. It serves to reinforce the frame pins and is the part that is removed at the end of the manufacturing process. The processing procedure for removing the dam bar 2 with a pulsed laser beam will be described by taking as an example the case where the removal (cutting) of the K point in FIG. 9B is completed and then the L point is removed. Like
【0007】(1)XYテーブル41により、ワーク4
0上へのレーザ光照射位置を図9(b)中K点からL点
の方向(X軸の正方向)に移動させる。但し、X軸及び
Y軸を図9(b)のように定める。 (2)L点で位置決めし、XYテーブル41を停止す
る。 (3)ビームシャッタを開く。 (4)レーザ光を照射してL点のダムバー2を除去す
る。 (5)ビームシャッタを閉じる。(1) Work 4
The laser beam irradiation position on 0 is moved in the direction from point K to point L in FIG. 9B (the positive direction of the X axis). However, the X axis and the Y axis are defined as shown in FIG. (2) Positioning is performed at point L, and the XY table 41 is stopped. (3) Open the beam shutter. (4) The dam bar 2 at the point L is removed by irradiating laser light. (5) Close the beam shutter.
【0008】以上(1)から(5)の加工手順を繰り返
すことにより、図9(a)に示すICパッケージの4辺
にあるダムバー2を順次除去していく。このとき、XY
テーブルの移動及び停止、ビームシャッタの開閉は、メ
インコントローラ43に予め入力したプログラムに従っ
て実行される。また、この間レーザ光は常時パルス状に
発振するか、またはビームシャッタが開いたのと同期し
て発振し、これらの制御は前述のレーザコントローラで
行われる。By repeating the processing steps (1) to (5) above, the dam bars 2 on the four sides of the IC package shown in FIG. 9A are sequentially removed. At this time, XY
The movement and stop of the table and the opening and closing of the beam shutter are executed according to a program previously input to the main controller 43. Further, during this period, the laser light constantly oscillates in a pulse shape, or oscillates in synchronization with the opening of the beam shutter, and these controls are performed by the laser controller.
【0009】また、ダムバーの除去に用いて好適なレー
ザ加工装置またはレーザ加工方法に関する従来技術とし
ては、特開平6−142968号公報に記載のものもあ
る。この従来技術では、加工位置近傍における被加工物
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
グでパルスレー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レーザ加工装置が開
示されている。As a conventional technique relating to a laser processing apparatus or a laser processing method suitable for removing a dam bar, there is one described in Japanese Patent Laid-Open No. 142968/1994. In this conventional technique, a detection unit that detects the presence or absence of a work piece in the vicinity of a processing position and generates a corresponding detection signal, a rectangular wave signal generation unit that generates a rectangular wave signal based on the detection signal, and a rectangular wave thereof. There is disclosed a laser processing apparatus including a control unit that controls oscillation of pulsed laser light so that the pulsed laser light is irradiated at a timing based on a wave signal.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】上記ICパッケージの
ダムバーの寸法は幅0.1〜0.3mm程度、厚さ0.
15mm程度であるので、ダムバーを除去する場合には
レーザ光の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パルスレーザ光のパルス幅の時
間に相当し、0.1〜1msec程度である。ところ
が、前述の(1)〜(5)で説明した従来技術の加工手
順においてはビームシャッタの開閉動作時間である20
0〜600msecとテーブルの移動時間とにより、一
つのダムバーを除去するために1sec程度の時間を費
やし、ダムバーの切断個数やICパッケージの製造個数
を考慮すると加工時間がかかり過ぎることになる。The size of the dam bar of the above IC package is about 0.1 to 0.3 mm in width and 0.
Since it is about 15 mm, when removing the dam bar, one pulse of laser light can be removed sufficiently. Therefore, the time required for the actual processing corresponds to the pulse width of the pulsed laser light, which is about 0.1 to 1 msec. However, in the processing procedure of the prior art described in the above (1) to (5), the opening / closing operation time of the beam shutter is 20.
Depending on 0 to 600 msec and the moving time of the table, it takes about 1 sec to remove one dam bar, and it takes too much processing time in consideration of the number of cut dam bars and the number of manufactured IC packages.
【0011】また、一般的にピン(リード)のピッチは
等ピッチであることが多いが、リードフレームの製造誤
差や、レジンでモールドする時の温度履歴による歪み
や、ハンドリングによる外力や、その他の原因によって
変形し、ダムバーの除去時には必ずしも等ピッチになっ
ていない場合がある。前述の(1)〜(5)で説明した
ダムバー除去方法では、ダムバーを除去する箇所をプロ
グラムとして予めメインコントローラに登録しておく
が、この方法では上記ピンが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
ードフレームの部分にダメージを与える可能性もある。In general, the pitch of the pins (leads) is often the same. However, there are manufacturing errors in the lead frame, distortion due to the temperature history when molding with resin, external force due to handling, and other factors. It may be deformed depending on the cause, and may not always be at the same pitch when the dam bar is removed. In the dam bar removal method described in the above (1) to (5), the locations where the dam bars are removed are registered in the main controller in advance as a program. However, in this method, the pins are not at equal pitch. In the worst case where it is not possible to cope with this and further the manufacturing error or deformation accumulates and the error increases, there is a possibility that the portion of the lead frame to be left may be damaged.
【0012】これに対し、特開平6−142968号公
報に記載の従来技術によれば、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ができるため、ピンが等ピッチでな
く不規則な配列になった場合でもダムバーの除去にある
程度対応できる。On the other hand, according to the prior art described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-142968, a desired processing position can be processed at a high speed not only when the processing positions are at equal intervals but also when they are not at equal intervals. Therefore, even when the pins are not arranged at the same pitch but are arranged irregularly, it is possible to cope with the dam bar removal to some extent.
【0013】しかしながら、上記従来技術では、レーザ
光照射によって生じた溶融金属のリードフレーム表面へ
の飛散によって検出光の反射光量が減少し、その反射光
量の減少した部分をあたかもリードのエッジと誤認し加
工用のレーザ光を誤照射してしまう可能性がある。これ
に対し、リードフレームの材質上の不具合や、加工前の
リードのエッジ状態の不具合や、レーザ光と共に噴出さ
れる燃焼補助および溶融金属除去用のアシストガスの不
具合や、レーザ発振のための信号処理回路上の不具合
(例えば、遅延時間が設定通りとならないこと)等のよ
うに、加工位置の誤検出以外の原因によって誤加工して
しまう可能性もある。このように誤った位置にレーザ加
工が施されるかどうかは、実際の製品を加工する前に加
工条件設定用の試験片を用いて加工を行った時に発見さ
れるか、実際の製品を加工した後の検査時に発見される
かである。いずれにしても、誤加工があるかどうかの確
認(検査)は、レーザ加工装置の加工ステージよりも外
れた場所でその結果を見て行うため、どの原因で誤加工
が行われたのかを究明し区別することが難しい。そのた
め、不具合の発見と原因の解決に時間を要する他、不具
合が発見されるまでの間にライン上で加工された半導体
装置が不良品になってしまう心配もある。However, in the above-mentioned conventional technique, the amount of reflected light of the detection light is reduced due to the scattering of the molten metal on the surface of the lead frame caused by the laser light irradiation, and the part where the amount of reflected light is reduced is mistakenly recognized as the edge of the lead. There is a possibility that the laser light for processing may be erroneously emitted. On the other hand, a defect in the material of the lead frame, a defect in the edge state of the lead before processing, a defect in the combustion assist and the assist gas for removing molten metal, and a signal for laser oscillation. There is a possibility that the processing circuit may be erroneously processed due to a cause other than the erroneous detection of the processing position, such as a defect in the processing circuit (for example, the delay time does not become as set). Whether or not laser processing is performed at the wrong position in this way is discovered when processing is performed using a test piece for setting the processing conditions before processing the actual product, or the actual product is processed. It will be discovered at the time of the inspection after doing. In any case, the confirmation (inspection) of whether or not there is erroneous processing is performed by observing the result at a location outside the processing stage of the laser processing equipment, so it is possible to determine the cause of the erroneous processing. But it is difficult to distinguish. Therefore, it takes time to find the defect and solve the cause, and there is a concern that the semiconductor device processed on the line before the defect is discovered becomes a defective product.
【0014】また、上記のような誤加工の原因究明は、
半導体装置のダムバー切断のみならず同様の加工を行う
場合も同様に困難である。Further, the investigation of the cause of the above-mentioned erroneous processing is as follows.
Similarly, it is difficult not only to cut the dam bar of the semiconductor device but also to perform similar processing.
【0015】本発明の目的は、加工位置が等間隔である
場合のみならず、非等間隔の場合にも所定の加工位置を
高速に加工することが可能であると共に、レーザ光によ
る誤加工の原因を正確かつ迅速に検出することが可能な
レーザ加工装置を提供することである。The object of the present invention is not only to process the machining positions at equal intervals, but also to process the predetermined machining positions at high speed not only at equal intervals, but also to prevent erroneous processing due to laser light. It is an object of the present invention to provide a laser processing apparatus capable of accurately and quickly detecting the cause.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によれば、パルス状のレーザ光を発振するレ
ーザ発振器と、そのレーザ光を被加工物の加工位置まで
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有するレーザ加工装置に
おいて、前記被加工物全体の画像を取り込み画像処理し
て表示する画像処理手段と、検出光を前記加工位置近傍
に照射する検出光発生手段と、上記検出光の反射光を基
に前記被加工物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、その検出手段からの検出信号に基づ
き被加工物の所定の加工位置にレーザ光が照射されるよ
うレーザ光の発振を制御する制御手段と、前記レーザ光
が照射されるタイミングを基に搬送手段の移動量を演算
しその移動量を基に前記画像処理手段による画像上にレ
ーザ光の照射位置を重ねて表示する照射位置演算表示手
段とを有することを特徴とするレーザ加工装置が提供さ
れる。In order to achieve the above object, according to the present invention, a laser oscillator that oscillates a pulsed laser beam and a machining optical system that guides the laser beam to a machining position of a workpiece. And a laser processing apparatus having a conveying means for moving the workpiece and determining a processing position thereof, an image processing means for capturing and processing an image of the entire workpiece and displaying the image, and detecting light for the processing. Based on the detection signal from the detection light generating means for irradiating the vicinity of the position, the detection means for detecting the presence or absence of the workpiece based on the reflected light of the detection light and generating a corresponding detection signal, Control means for controlling the oscillation of the laser light so that the laser light is irradiated to a predetermined processing position of the work piece, and the movement amount of the conveying means is calculated based on the timing of the laser light irradiation, and the movement amount is calculated. Based on Serial image processing unit laser processing apparatus characterized by having an irradiation position calculation display means for displaying overlapping the irradiation position of the laser beam on the image due to is provided.
【0017】上記のように構成した本発明においては、
加工に先立って画像処理手段より被加工物全体の画像を
取り込み、画像処理して表示しておく。それに続く加工
では、まず、検出光発生手段から加工位置近傍に検出光
を照射し、検出手段で上記検出光の反射光を基に被加工
物の有無を検出して対応する検出信号を発生する。そし
て、制御手段において、検出手段からの検出信号に基づ
いてレーザ光の発振が制御され、被加工物の所定の加工
位置にレーザ光が照射される。これにより、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レーザ光が
照射されて加工が行われる。In the present invention configured as described above,
Prior to processing, an image of the entire workpiece is captured by the image processing means, image processed and displayed. In the subsequent processing, first, the detection light generating means irradiates the detection light in the vicinity of the processing position, and the detection means detects the presence or absence of the workpiece based on the reflected light of the detection light and generates a corresponding detection signal. . Then, the control means controls the oscillation of the laser light based on the detection signal from the detecting means, and irradiates the laser light onto a predetermined processing position of the workpiece. As a result, the desired processing position is surely irradiated with the laser beam according to the information on the surface of the workpiece, and the processing is performed.
【0018】一方、照射位置演算表示手段では、上記レ
ーザ光が照射されるタイミングを基に搬送手段の移動量
を演算し、その移動量を基に、前述の画像処理手段で表
示された被加工物全体の画像上にレーザ光の実際の照射
位置を重ねて表示する。これにより、レーザ光による実
際の加工位置(加工による情報)が被加工物全体のどこ
に位置するかを即座にモニタリングし、視覚的に対比さ
せることが可能となる。従って、誤加工が起きた場合に
レーザ光の照射位置のずれに起因する誤照射によるもの
なのか、それ以外の原因によるものなのかを正確かつ迅
速に検出することができる。On the other hand, in the irradiation position calculation display means, the moving amount of the conveying means is calculated based on the timing of the irradiation of the laser beam, and based on the moving amount, the processing object displayed by the image processing means is displayed. The actual irradiation position of the laser light is superimposed and displayed on the image of the entire object. As a result, it is possible to immediately monitor where the actual processing position (information due to processing) by the laser light is located on the entire object to be visually compared. Therefore, when erroneous processing occurs, it can be accurately and quickly detected whether it is due to erroneous irradiation due to the deviation of the irradiation position of the laser beam or due to other causes.
【0019】例えば、加工前の被加工物全体の画像上に
重ねて表示されたレーザ光の実際の照射位置が適正であ
るにも拘らず、実際には切断されていなかったり切断位
置がずれていたりした場合には、レーザ光の発振自体に
は何ら問題はなく、加工位置の誤検出以外の原因、即ち
リードフレームの材質やリードのエッジ状態、アシスト
ガス、信号処理回路等に誤加工の原因があると言うこと
が即座にわかる。For example, even though the actual irradiation position of the laser beam superimposed and displayed on the image of the whole workpiece before processing is proper, it is not actually cut or the cutting position is shifted. In this case, there is no problem in the laser light oscillation itself, and the cause other than erroneous detection of the processing position, that is, the cause of erroneous processing in the lead frame material, lead edge state, assist gas, signal processing circuit, etc. You can immediately see that there is.
【0020】また、本発明では、制御手段が検出信号に
基づいたレーザ光発振用のトリガ信号を発生させるトリ
ガ信号発生回路を有することが好ましく、さらに照射位
置演算表示手段が、搬送手段の移動量をパルスに変換す
るエンコーダ手段と、上記トリガ信号発生部からのトリ
ガ信号を入力すると共に、あるトリガ信号の入力から次
の入力までの時間間隔に対応する前記エンコーダ手段か
らのパルスを順次カウントするカウンタ回路と、そのカ
ウンタ回路のカウント値より前記画像上におけるレーザ
光の照射位置の各々を演算する画像位置演算手段とを有
することが好ましい。Further, in the present invention, it is preferable that the control means has a trigger signal generation circuit for generating a trigger signal for laser light oscillation based on the detection signal, and the irradiation position calculation display means further comprises a movement amount of the conveying means. And a counter for inputting the trigger signal from the trigger signal generator and for sequentially counting the pulses from the encoder means corresponding to the time interval from the input of a certain trigger signal to the next input. It is preferable to have a circuit and image position calculation means for calculating each of the irradiation positions of the laser light on the image from the count value of the counter circuit.
【0021】上記の場合、エンコーダ手段からのパルス
をカウンタ回路でカウントするため、搬送手段の移動量
を容易に検出することが可能となり、この移動量に対応
するカウント値を基に画像上におけるレーザ光の照射位
置を容易かつ正確に演算することが可能となる。In the above case, since the pulse from the encoder means is counted by the counter circuit, it becomes possible to easily detect the moving amount of the carrying means, and the laser on the image is based on the count value corresponding to this moving amount. The light irradiation position can be calculated easily and accurately.
【0022】[0022]
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態について、図
1から図7を参照しながら説明する。但し、以下では、
主に等間隔のピンを有する半導体装置(ICパッケー
ジ)をワークとし、そのダムバー切断について説明す
る。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. However, in the following,
A semiconductor device (IC package) having mainly equally spaced pins is used as a work, and cutting of the dam bar will be described.
【0023】図1に示すように、本実施形態のレーザ加
工装置には、レーザヘッド11とレーザ電源13とから
構成されるレーザ発振器10、加工ヘッド12、被加工
物であるワーク(半導体装置)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XYテーブル
21、レーザヘッド11及び加工ヘッド12を上下方向
(Z軸方向)に移動させるZテーブル22、メインコン
トローラ23とトリガユニット24を有するコントロー
ルユニット25が備えられている。メインコントローラ
23は、XYテーブル21の水平面内の移動動作とZテ
ーブル22の上下方向の移動動作とレーザ発振器10の
発振動作を自動的に制御する。また、XYテーブル21
にはその移動量をパルスに変換するパルスエンコーダ2
1aが取り付けられている。As shown in FIG. 1, the laser processing apparatus according to the present embodiment includes a laser oscillator 10 including a laser head 11 and a laser power source 13, a processing head 12, and a workpiece (semiconductor device) which is a workpiece. 1 mounted on the horizontal plane (X
A control unit 25 having an XY table 21 as a transfer means for moving in the Y plane), a Z table 22 for moving the laser head 11 and the processing head 12 in the vertical direction (Z-axis direction), a main controller 23 and a trigger unit 24. It is equipped. The main controller 23 automatically controls the movement of the XY table 21 in the horizontal plane, the movement of the Z table 22 in the vertical direction, and the oscillation of the laser oscillator 10. In addition, the XY table 21
Is a pulse encoder 2 that converts the amount of movement into pulses
1a is attached.
【0024】レーザ電源13は、安定化電源部130、
コンデンサ部131、スイッチ部132、交流電源13
3、及びレーザコントローラ26を有する。このレーザ
電源13では、まず、交流電源133より供給された交
流電流が安定化電源部130に供給され、レーザコント
ローラ26か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131に供給される。コンデンサ部1
31に上記電圧値で供給された電荷は、レーザコントロ
ーラ26からのトリガ信号TP2(後述する)に従うス
イッチ部132の開閉動作により、レーザヘッド11に
備えられた励起ランプ110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が発光し、これによりレ
ーザ媒体が励起されパルス状のレーザ光が射出される。The laser power source 13 includes a stabilizing power source unit 130,
Capacitor section 131, switch section 132, AC power supply 13
3 and a laser controller 26. In the laser power supply 13, first, the AC current supplied from the AC power supply 133 is supplied to the stabilizing power supply unit 130, changed to DC according to the voltage value instructed by the laser controller 26, and supplied to the capacitor unit 131. Capacitor part 1
The charge supplied to the 31 at the above voltage value is supplied to the excitation lamp 110 provided in the laser head 11 by opening and closing the switch unit 132 according to a trigger signal TP 2 (described later) from the laser controller 26. The excitation lamp emits light by the pulse-like charges, thereby exciting the laser medium and emitting a pulse-like laser beam.
【0025】また、図1に示すレーザヘッド11には図
示しないビームシャッターが内臓されている。このビー
ムシャッターは、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レーザ光をON/OFF
し、ワーク1への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
ビームシャッターの動作時間は100〜300msec
程度である。また、ビームシャッタのON/OFFの制
御は、レーザコントローラ26から行うが、メインコン
トローラ23からレーザコントローラ26を介して行う
ことも可能である。The laser head 11 shown in FIG. 1 has a built-in beam shutter (not shown). This beam shutter is opened and closed to open the laser oscillator 1
ON / OFF pulsed laser light emitted from 0
Then, the irradiation of the laser light to the work 1 is controlled. That is, when processing the work 1, the beam shutter is opened,
When not processing, the beam shutter is closed. The operating time of this beam shutter is 100-300 msec
It is a degree. Further, ON / OFF control of the beam shutter is performed from the laser controller 26, but it is also possible to perform control from the main controller 23 via the laser controller 26.
【0026】さらに、加工ヘッド12に近接してワーク
1全体の画像が取り込み可能なようにカメラ29が備え
られており、カメラ29からの画像データが画像処理装
置27に送られ、モニタ28に表示される。また、画像
処理装置27にはレーザコントローラ23から送られて
くる情報(レーザ光の照射位置の情報)も入力され、後
述するようにその情報もカメラ29からの画像の上に重
ねて表示できるようになっている。Further, a camera 29 is provided in the vicinity of the processing head 12 so that an image of the entire work 1 can be taken in. The image data from the camera 29 is sent to the image processing device 27 and displayed on the monitor 28. To be done. Further, information sent from the laser controller 23 (information on the irradiation position of the laser beam) is also input to the image processing device 27 so that the information can be displayed in an overlapping manner on the image from the camera 29 as described later. It has become.
【0027】また、図2に示すように、加工ヘッド12
内部には、レーザ光の波長に対し高い反射率特性を持つ
ダイクロミラー120および集光レンズ121が備えら
れており、これは従来のレーザ加工装置の構成と同様で
ある。本実施形態では上記構成に検出光としてのレーザ
光を発生する検出光源122、コリメータレンズ12
3、ハーフミラー124、結像レンズ125、光検出器
126から構成される検出光学系127が追加されてい
る。上記検出光源122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127は基本的にはCDプレーヤのディスク信
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
ーザ加工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、検出光としてレーザ光を用
いずに照明光を用いてもよい。Further, as shown in FIG.
A dichroic mirror 120 and a condenser lens 121 having a high reflectance characteristic with respect to the wavelength of the laser light are provided inside, and this is similar to the configuration of a conventional laser processing apparatus. In the present embodiment, the detection light source 122 for generating the laser light as the detection light and the collimator lens 12 have the above-described configuration.
3, a detection optical system 127 including a half mirror 124, an imaging lens 125, and a photodetector 126 is added. As the detection light source 122, a laser light source such as a laser diode (semiconductor laser) is used. This detection optical system 127 is basically similar in configuration to the optical system of an optical pickup unit that reads a disk signal of a CD player. ing. Needless to say, the laser light used as the detection light is different from the laser light used for laser processing. Further, the illumination light may be used as the detection light without using the laser light.
【0028】光検出器126からの検出信号はトリガユ
ニット24に入力され、トリガユニット24はメインコ
ントローラ23からの指令により所定のトリガ信号TP
1をレーザ電源13内のレーザコントローラ26に出力
する。トリガユニット24には、図3に示すように、コ
ンパレータ241、トリガ信号発生回路242、ディレ
イ回路243、ゲート回路244、カウンタ回路245
が備えられている。トリガユニット24に入力された光
検出器126からの検出信号は、コンパレータ241に
おいてあるしきい値VTHで二値化されて矩形波信号TP
が生成され、トリガ信号発生回路242においてこの矩
形波信号TPの立ち下がりに同期したトリガ信号TP0
が出力される。さらにトリガ信号TP0は、ディレイ回
路243においてメインコントローラ23から指令され
た遅延時間TDが与えられ、TPDとしてゲート回路24
4に入力され、メインコントローラ23から入力された
ゲート信号TW(図5参照)で処理されてトリガ信号T
P1としてレーザコントローラ26に出力される。A detection signal from the photodetector 126 is input to the trigger unit 24, and the trigger unit 24 receives a predetermined trigger signal TP according to a command from the main controller 23.
1 is output to the laser controller 26 in the laser power supply 13. As shown in FIG. 3, the trigger unit 24 includes a comparator 241, a trigger signal generation circuit 242, a delay circuit 243, a gate circuit 244, and a counter circuit 245.
Is provided. The detection signal from the photodetector 126 input to the trigger unit 24 is binarized by the threshold value V TH in the comparator 241, and the rectangular wave signal TP is obtained.
Is generated and the trigger signal TP 0 synchronized with the falling edge of the rectangular wave signal TP is generated in the trigger signal generation circuit 242.
Is output. Further, the trigger signal TP 0 is given a delay time T D instructed by the main controller 23 in the delay circuit 243, and the gate circuit 24 serves as TP D.
4 and is processed by the gate signal T W (see FIG. 5) input from the main controller 23 to generate the trigger signal T W.
It is output to the laser controller 26 as P 1 .
【0029】一方、カウンタ回路245にはパスルエン
コーダ21aからのXYテーブル21の移動量に基づく
パルスが入力され、XYテーブル21の移動開始と共に
そのパルスのカウントが開始される。また、カウンタ回
路245には上述のトリガ信号TP1も入力され、ある
トリガ信号TP1の入力から次のトリガ信号TP1の入力
までの間の、即ち各トリガ信号TP1が入力される時間
間隔に対応するパスルエンコーダ21aのパルスがカウ
ントされ、そのカウント値Nがメインコントローラ23
に出力される。On the other hand, a pulse based on the movement amount of the XY table 21 from the pulse encoder 21a is input to the counter circuit 245, and the pulse counting is started when the movement of the XY table 21 is started. The above-mentioned trigger signal TP 1 is also input to the counter circuit 245, and the time interval between the input of a certain trigger signal TP 1 and the input of the next trigger signal TP 1 , that is, the time interval at which each trigger signal TP 1 is input. The pulse of the pulse encoder 21a corresponding to is counted, and the count value N is the main controller 23.
Is output to
【0030】レーザコントローラ26には、図4に示す
ように、入出力部260、中央演算部261、トリガ回
路262が備えられている。トリガ回路262は、トリ
ガユニット24からのトリガ信号TP1の立ち上がりに
同期してメインコントローラ23から中央演算部261
に指示されたパルス幅のトリガ信号TP2を生成しこの
トリガ信号TP2がスイッチ部132に入力される。ま
た、コンデンサ部131に供給される電荷の電圧値は、
入出力部260より中央演算部261に入力され、中央
演算部261から安定電源部130に指示される。これ
以後は、前述したような過程に従ってパルス状のレーザ
光が発振する。As shown in FIG. 4, the laser controller 26 includes an input / output unit 260, a central processing unit 261, and a trigger circuit 262. The trigger circuit 262 synchronizes with the rising edge of the trigger signal TP 1 from the trigger unit 24 and the central controller 261 from the main controller 23.
A trigger signal TP 2 having a pulse width instructed by is generated and this trigger signal TP 2 is input to the switch unit 132. The voltage value of the electric charge supplied to the capacitor unit 131 is
It is input to the central processing unit 261 from the input / output unit 260 and is instructed to the stable power supply unit 130 from the central processing unit 261. After that, the pulsed laser light oscillates according to the process described above.
【0031】さらに、メインコントローラ23では前述
のカウント値Nよりモニタ28の画像上におけるレーザ
光の各照射位置が演算され、画像処理装置27にその位
置データが入力される。そして、モニタ28におけるワ
ーク(半導体装置)1の画像上にレーザ光の各照射位置
が重ねて表示される。Further, in the main controller 23, each irradiation position of the laser light on the image of the monitor 28 is calculated from the count value N, and the position data is input to the image processing device 27. Then, the irradiation positions of the laser light are displayed in an overlapping manner on the image of the work (semiconductor device) 1 on the monitor 28.
【0032】図2に戻り、加工ヘッド12及び検出光学
系127の機能を説明する。まずレーザヘッド11から
発振したレーザ光100は、ベンディングミラー120
で方向が変えられ、集光レンズ121で集光されてワー
ク1上に照射される。また、検出光源122から射出さ
れた検出光200は、コリメータレンズ123で平行光
にされ、ハーフミラー124で反射され、ベンディング
ミラー120を通り、集光レンズ121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12
7を調整することにより、上記スポットはレーザヘッド
11から発振する加工用のレーザ光100の集光位置か
ら距離δdだけ離れた位置に結像する。そして、ワーク
1表面で反射した検出光200は、集光レンズ121、
ベンディングミラー120、ハーフミラー124を通
り、結像レンズ125により光検出器126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。Returning to FIG. 2, the functions of the processing head 12 and the detection optical system 127 will be described. First, the laser beam 100 oscillated from the laser head 11 is transmitted to a bending mirror 120.
Then, the direction is changed, and the light is condensed by the condenser lens 121 and irradiated onto the work 1. The detection light 200 emitted from the detection light source 122 is made parallel by the collimator lens 123, reflected by the half mirror 124, passes through the bending mirror 120, and passes through the condensing lens 121 to the work 1.
An image is formed with a minute spot on the top. However, the detection optical system 12
By adjusting 7, the spot forms an image at a position separated by a distance δd from the condensing position of the processing laser light 100 oscillated from the laser head 11. Then, the detection light 200 reflected on the surface of the work 1 is
The information on the surface of the work 1 is detected as an electric signal by passing through the bending mirror 120 and the half mirror 124 and collected by a photodetector 126 by an imaging lens 125.
【0033】この時、集光レンズ121と結像レンズ1
25の組合わせにより、ワーク1表面上の検出光200
のスポット像が光検出器126の位置で結像するように
しておく。また、ダムバー2よりも少し外側の部分に検
出光200のスポットが当たるよう、レーザヘッド11
からの加工用のレーザ光100の集光位置との距離δd
が決められる。これにより、光検出器126はピンの有
無、つまりピンの存在する部分(以下、ウエブ部とい
う)4とスリット部3(図5参照)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レーザ光100
をダムバーのほぼ中央に照射することにより、後述する
ように光検出器126からの検出信号を基にして、切断
すべきダムバー2を切断することができる。At this time, the condenser lens 121 and the imaging lens 1
With the combination of 25, the detection light 200 on the surface of the work 1
Is formed at the position of the photodetector 126. In addition, the laser head 11 is arranged so that the spot of the detection light 200 hits a portion slightly outside the dam bar 2.
Distance δd from the condensing position of the processing laser beam 100 from
Is determined. As a result, the photodetector 126 can detect the presence or absence of the pin, that is, the portion where the pin exists (hereinafter referred to as the web portion) 4 and the slit portion 3 (see FIG. 5). On the other hand, laser light 100 used for laser processing
By irradiating almost the center of the dam bar, the dam bar 2 to be cut can be cut based on the detection signal from the photodetector 126 as described later.
【0034】図5は、光検出器126からの検出信号の
出力からレーザ光の発振までのタイムチャートである。
但し、図5では、ワーク1を一定速度で動かした時のウ
エブ部4とスリット部3を時間変化として模式的に付記
した。加工に先立ち、あらかじめカメラ29によってダ
ムバー切断前のワーク1全体の画像を取り込み、画像処
理装置27で処理してモニタ28に表示しておき、その
後に加工(ダムバー切断)を実施する。FIG. 5 is a time chart from the output of the detection signal from the photodetector 126 to the oscillation of the laser light.
However, in FIG. 5, the web portion 4 and the slit portion 3 when the work 1 is moved at a constant speed are schematically shown as changes with time. Prior to processing, an image of the entire work 1 before cutting the dam bar is captured in advance by the camera 29, processed by the image processing device 27 and displayed on the monitor 28, and then processing (dam bar cutting) is performed.
【0035】まず、ワーク1をXYテーブル21によっ
て、例えばX軸の正方向に一定速度で移動させる。この
時、図中A点が加工用のレーザ光100の光軸の移動開
始位置であり、加工用のレーザ光100の光軸は実線の
軌跡100A上を移動して、B点で移動を終了する。ま
た、検出光200の光軸は破線の軌跡200A上を移動
する。上記移動時において、光検出器126で検出され
る検出信号の変化は図5に示すようにウエブ部4で高い
出力となり、スリット部3で低い出力となる。また同図
5に示すように、ワーク1のウエブ部4とスリット部3
が等ピッチで並んでいれば、XYテーブル21が一定速
度で移動するので検出信号は一定周期の波形として検出
される。一方、ワーク1のウエブ部4とスリット部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。First, the work 1 is moved by the XY table 21 at a constant speed in the positive direction of the X axis, for example. At this time, point A in the drawing is the movement start position of the optical axis of the processing laser beam 100, the optical axis of the processing laser beam 100 moves on the solid line locus 100A, and the movement ends at point B. To do. Further, the optical axis of the detection light 200 moves on the locus 200A of the broken line. At the time of the movement, the change in the detection signal detected by the photodetector 126 is high in the web portion 4 and low in the slit portion 3 as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 5, the web portion 4 and the slit portion 3 of the work 1 are
Are arranged at the same pitch, the XY table 21 moves at a constant speed, and thus the detection signal is detected as a waveform having a constant period. On the other hand, when the web portion 4 and the slit portion 3 of the work 1 are not arranged at the same pitch, the detection signal is detected as a waveform having a time change proportional to the change in the pitch.
【0036】この検出信号はトリガユニット24に入力
され、図中破線で示す所定のしきい値VTHをもとに二値
化されて矩形波信号TPとなり、トリガ信号発生回路2
42に入力される。トリガ信号発生回路242では矩形
波信号TPの立ち下がりをもとにトリガ信号TP0を出
力し、このトリガ信号TP0がディレイ回路243に入
力される。ディレイ回路243では、トリガ信号TP0
にメインコントローラ23から指令された遅延時間TD
が与えられ、トリガ信号TPDとしてゲート回路244
に入力される。This detection signal is input to the trigger unit 24 and binarized into a rectangular wave signal TP based on a predetermined threshold value V TH shown by the broken line in the figure, and the trigger signal generation circuit 2
42 is input. The trigger signal generation circuit 242 outputs a trigger signal TP 0 based on the fall of the rectangular wave signal TP, and the trigger signal TP 0 is input to the delay circuit 243. In the delay circuit 243, the trigger signal TP 0
The delay time T D commanded by the main controller 23
Is given, and the gate circuit 244 is provided as a trigger signal TP D.
Is input to
【0037】図5における軌跡A,Bの両端の区間Cお
よびDは本来加工しなくてもよい区間であるため、この
区間に対する光検出器126の検出信号を捨てる必要が
ある。ゲート回路244は、上記区間C,Dに対応する
検出信号を除去するための回路であって、メインコント
ローラ23から入力されたゲート信号TWがONの時、
即ち加工を行う範囲ではディレイ回路243からのトリ
ガ信号TPDをそのままトリガ信号T1として出力するよ
うにし、ゲート信号TWがOFFの時には何も出力しな
いようにする。このゲート信号TWのゲート幅Wは、あ
らかじめ加工範囲(設計値)に基づいてメインコントロ
ーラ23に入力しておく。Since the sections C and D at both ends of the loci A and B in FIG. 5 are originally sections that do not need to be processed, it is necessary to discard the detection signal of the photodetector 126 for this section. The gate circuit 244 is a circuit for removing the detection signals corresponding to the sections C and D, and when the gate signal T W input from the main controller 23 is ON,
That is, the trigger signal TP D from the delay circuit 243 is output as it is as the trigger signal T 1 in the processing range, and nothing is output when the gate signal T W is OFF. The gate width W of the gate signal T W is input to the main controller 23 in advance based on the processing range (design value).
【0038】ゲート回路244からのトリガ信号TP1
はレーザコントローラ26のトリガ回路262に入力さ
れ、このトリガ回路262からは、トリガ信号TP1の
立ち上がりに同期したトリガ信号TP2が出力される。
トリガ信号TP2のパルス幅は、前述のようにメインコ
ントローラ23から中央演算部261を介して指示され
る。さらにトリガ信号TP2はスイッチ部132に入力
され、トリガ信号TP2の立ち上がりに同期してスイッ
チ部132がONになって励起ランプ110にコンデン
サ部131からの電荷が供給され、またトリガ信号TP
2の立ち下がりに同期してスイッチ部132がOFFに
なって励起ランプ110への電荷の供給が停止する。以
上のようにしてトリガ信号TP2に同期したパルス状の
レーザ光が発振する。なお、図中のパルスレーザ光は実
際にはある幅を持ったパルス波形を有するが、他の信号
に比べ非常にその幅が非常に短いために、図では線状に
示してある。The trigger signal TP 1 from the gate circuit 244
Is input to the trigger circuit 262 of the laser controller 26, from the trigger circuit 262, the trigger signal TP 2 in synchronization with the rising edge of the trigger signal TP 1 is output.
The pulse width of the trigger signal TP 2 is instructed from the main controller 23 as described above through a central portion 261. Further, the trigger signal TP 2 is input to the switch unit 132, and the switch unit 132 is turned on in synchronization with the rise of the trigger signal TP 2 to supply the electric charge from the capacitor unit 131 to the excitation lamp 110.
In synchronization with the fall of 2 , the switch unit 132 is turned off, and the supply of charges to the excitation lamp 110 is stopped. Above manner, pulsed laser light synchronized with the trigger signal TP 2 to oscillate. Although the pulse laser light in the figure actually has a pulse waveform having a certain width, it is shown in a linear shape in the figure because the width is much shorter than other signals.
【0039】ディレイ回路243で与えるべき遅延時間
TDは、トリガ回路262での遅れ、スイッチ部132
での遅れ、レーザ発振までの遅れ、ワーク1の移動速
度、ワーク1のスリット部3の幅等をもとに、ダムバー
2の所定位置にレーザ光が照射されるように決定され
る。通常は、ダムバー2の中央にレーザ光が照射される
ように遅延時間TDが決定される。The delay time T D to be given by the delay circuit 243 is determined by the delay in the trigger circuit
The laser beam is radiated to a predetermined position of the dam bar 2 based on the delay in the laser beam, the delay until the laser oscillation, the moving speed of the work 1, the width of the slit portion 3 of the work 1, and the like. Usually, the delay time T D is determined so that the center of the dam bar 2 is irradiated with the laser beam.
【0040】また、カウンタ回路245からのカウント
値Nの出力は、トリガ信号TP1の発生毎に行われるた
め、図5のようにパルスレーザ光の出力とほぼ同時とな
る。即ち、カウント値Nの出力のタイミングがレーザ光
100の照射タイミングに対応している。但し、ここで
は、簡単のためメインコントローラ23や画像処理装置
27等での演算や処理に要する時間は無視できるものと
する。Further, the output of the count value N from the counter circuit 245 is performed every time the trigger signal TP 1 is generated, so that it is almost simultaneous with the output of the pulsed laser light as shown in FIG. That is, the output timing of the count value N corresponds to the irradiation timing of the laser light 100. However, here, for simplification, the time required for calculation and processing in the main controller 23, the image processing device 27, and the like can be ignored.
【0041】図6は、カウンタ回路245におけるパル
スエンコーダ21aのパルスのカウント値Nを基に、レ
ーザ光100の照射が実際に行われた位置をモニタリン
グするまでの手順を示すフローである。まず、XYテー
ブル21の移動開始と共にメインコントローラ23から
加工開始命令をカウンタ回路245に送られる(ステッ
プS101)。これにより、パスルエンコーダ21aか
らのXYテーブル21の移動量に基づくパルスがカウン
トされる(ステップS102)。次に、ゲート回路24
4からトリガ信号TP2が出力されるまでカウントを続
け(ステップS104)、トリガ信号TP2が出力され
るとその時のカウント値Nがカウンタ回路245からメ
インコントローラ23へ出力される(ステップS10
5)。FIG. 6 is a flowchart showing a procedure for monitoring the position where the laser beam 100 is actually emitted, based on the pulse count value N of the pulse encoder 21a in the counter circuit 245. First, when the movement of the XY table 21 is started, a processing start command is sent from the main controller 23 to the counter circuit 245 (step S101). As a result, the pulses based on the movement amount of the XY table 21 from the pulse encoder 21a are counted (step S102). Next, the gate circuit 24
Counting is continued until the trigger signal TP 2 is output from 4 (step S104). When the trigger signal TP 2 is output, the count value N at that time is output from the counter circuit 245 to the main controller 23 (step S10).
5).
【0042】次に、メインコントローラ23において、
上記カウント値Nを基にモニタ28の画像上におけるレ
ーザ光の各照射位置を演算し(ステップS106)、そ
の演算された位置データを画像処理装置27に送り(ス
テップS107)、元のワーク1の画像上に上記位置デ
ータに基づいてレーザ光100の各照射位置を重ねて表
示させる。そして、以上のステップS104からステッ
プS108までを最後のダムバー2が切断されるまで繰
り返す(ステップS103)。なお、カウント値Nをレ
ーザ光100の照射毎にクリアする方法と、照射毎に積
算する方法とがあるが、いずれを採用してもよい。Next, in the main controller 23,
Based on the count value N, each irradiation position of the laser light on the image of the monitor 28 is calculated (step S106), and the calculated position data is sent to the image processing device 27 (step S107), and the original work 1 is processed. The irradiation positions of the laser light 100 are displayed in an overlapping manner on the image based on the position data. Then, the above steps S104 to S108 are repeated until the last dam bar 2 is cut (step S103). Note that there are a method of clearing the count value N each time the laser beam 100 is irradiated and a method of integrating the count value N for each irradiation, but either method may be adopted.
【0043】以上のようにして全てのダムバー2の切断
が完了すると、カウンタ回路245のカウント値をクリ
アする。When the cutting of all the dam bars 2 is completed as described above, the count value of the counter circuit 245 is cleared.
【0044】図7に、4方向にリードが延びるQFP型
半導体装置(ICパッケージ)のダムバーを切断する状
況の一例を示す図である。図7(a)のように、軌跡1
00a、軌跡100b、軌跡100c、軌跡100dの
順にダムバー2の切断を行う。この場合には、どのよう
にレーザ光100の照射位置がモニタリングできるかを
示す図が図7(b)である。また、図7(b)では、レ
ーザ光100の実際の照射位置が+印で示されおり、軌
跡100cの中央付近まで切断が終了し、軌跡100c
の中央から左側以降が未加工(切断が済んでいない)の
状態を示している。FIG. 7 is a diagram showing an example of a situation in which a dam bar of a QFP type semiconductor device (IC package) having leads extending in four directions is cut. As shown in FIG. 7A, the trajectory 1
The dam bar 2 is cut in the order of 00a, locus 100b, locus 100c, and locus 100d. In this case, FIG. 7B is a diagram showing how the irradiation position of the laser beam 100 can be monitored. Further, in FIG. 7B, the actual irradiation position of the laser light 100 is indicated by +, and the cutting is completed up to the vicinity of the center of the locus 100c.
From the center of the left side of the figure, the left side and the left side show the state of being unprocessed (cutting not completed).
【0045】以上のような本実施形態によれば、加工に
先立ってカメラ29でワーク1の画像を取り込んでモニ
タ28に表示しておき、加工中においては、検出光20
0の反射光に基づいてレーザ光100の発振を制御する
ためのトリガ信号TP1が生成される毎に、XYテーブ
ル21に取り付けたパスルエンコーダ21aからのパル
スをカウントし、そのカウント値に基づくレーザ光10
0の照射位置をモニタ28の画像上に重ねて表示するの
で、レーザ光100による実際の加工位置を即座にモニ
タリングし加工前のワーク1の全体画像と視覚的に対比
させることができる。従って、誤加工が起きた場合にレ
ーザ光100の照射位置のずれに起因する誤照射による
ものなのか、それ以外の原因、例えばリードフレームの
材質やリードのエッジ状態、アシストガス、信号処理回
路等によるものなのかを正確かつ迅速に検出することが
でき、その不具合の原因調査が行える。また、装置の立
ち上げ時や不具合発生時の復旧作業のための条件設定や
変更を迅速に行うことができる。According to the present embodiment as described above, the image of the work 1 is captured by the camera 29 and displayed on the monitor 28 before the processing, and the detection light 20 is emitted during the processing.
Every time the trigger signal TP 1 for controlling the oscillation of the laser light 100 is generated based on the reflected light of 0, the pulse from the pulse encoder 21a attached to the XY table 21 is counted, and the laser based on the count value is counted. Light 10
Since the irradiation position of 0 is displayed on the image of the monitor 28 in an overlapping manner, the actual processing position by the laser beam 100 can be immediately monitored and visually compared with the entire image of the workpiece 1 before processing. Therefore, if erroneous processing occurs, it may be due to erroneous irradiation due to the deviation of the irradiation position of the laser beam 100, or other causes such as the material of the lead frame, the edge condition of the lead, the assist gas, the signal processing circuit, etc. It is possible to accurately and swiftly detect whether it is due to the cause and investigate the cause of the defect. In addition, it is possible to quickly set and change conditions for recovery work when the device is started up or when a problem occurs.
【0046】さらに、パルスエンコーダ21aからのパ
ルスをカウンタ回路245でカウントするため、XYテ
ーブル21の移動量を容易に検出することが可能とな
り、モニタ28の画像上におけるレーザ光100の照射
位置を容易かつ正確に演算することができる。Further, since the pulse from the pulse encoder 21a is counted by the counter circuit 245, the movement amount of the XY table 21 can be easily detected, and the irradiation position of the laser beam 100 on the image of the monitor 28 can be easily adjusted. And it can be calculated accurately.
【0047】上記に加え、加工前のワーク1の全体画像
とレーザ光100による実際の加工位置とをモニタリン
グすることにより、加工時に実際にディレイ回路243
で与えられる遅延時間TDが、設定した遅延時間TDに対
してどの程度ずれているかということもわかり、それに
より、回路や素子等の性能を推定することができる。In addition to the above, by monitoring the entire image of the workpiece 1 before processing and the actual processing position by the laser beam 100, the delay circuit 243 is actually used during processing.
It is also known how much the delay time T D given by ## EQU1 ## deviates from the set delay time T D , and it is possible to estimate the performance of the circuit, the element and the like.
【0048】[0048]
【発明の効果】本発明によれば、加工に先立って画像処
理手段で被加工物全体の画像を取り込んで表示してお
き、加工中においては、レーザ光が照射されるタイミン
グを基に搬送手段の移動量を演算し、その移動量を基に
上記の画像上にレーザ光の実際の照射位置を重ねて表示
するので、実際の加工位置と加工前の全体画像とを視覚
的に対比させることができる。According to the present invention, the image of the entire workpiece is captured and displayed by the image processing means prior to the processing, and during the processing, the conveying means is based on the timing of laser light irradiation. Calculates the moving amount of the laser beam and displays the actual irradiation position of the laser light on the above image based on the moving amount, so it is possible to visually compare the actual processing position with the whole image before processing. You can
【0049】従って、誤加工が起きた場合にレーザ光の
照射位置のずれに起因する誤照射によるものなのか、そ
れ以外の原因よるものなのかを正確かつ迅速に検出する
ことができ、その不具合の原因調査が行える。また、装
置の立ち上げ時や不具合発生時の復旧作業のための条件
設定や変更を迅速に行うことができ、そのために試験加
工が必要な場合には試験加工用の試験片の量を削減でき
る。さらに、不良品が少なくなるので、製品製造コスト
を低減することができる。Therefore, when erroneous processing occurs, it is possible to accurately and promptly detect whether it is due to erroneous irradiation due to the deviation of the irradiation position of the laser light or due to other causes, and the problem is caused. You can investigate the cause. In addition, it is possible to quickly set and change the conditions for restoration work when the device is started up or when a problem occurs, and when test processing is required for this reason, the amount of test pieces for test processing can be reduced. . Furthermore, since the number of defective products decreases, the product manufacturing cost can be reduced.
【0050】また、上記に加え、加工前の全体画像と実
際の加工位置とをモニタリングするので、回路や素子等
の性能を推定することもできる。In addition to the above, since the entire image before processing and the actual processing position are monitored, it is possible to estimate the performance of circuits and elements.
【図1】本発明の一実施形態によるレーザ加工装置の概
略構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1のレーザ加工装置における加工ヘッド内部
及び検出光学系の構成を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of a processing head inside and a detection optical system in the laser processing apparatus of FIG.
【図3】図1のトリガユニットの構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a trigger unit in FIG. 1;
【図4】図1のレーザコントローラの構成を示す図であ
る。FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a laser controller of FIG. 1;
【図5】光検出器からの検出信号の出力からレーザ光の
発振まで、およびカウント回路からの出力を示すタイム
チャートである。FIG. 5 is a time chart showing the output of the detection signal from the photodetector to the oscillation of the laser light and the output from the counting circuit.
【図6】カウンタ回路におけるカウント値を基に、レー
ザ光の照射が実際に行われた位置をモニタリングするま
での手順を示すフローである。FIG. 6 is a flowchart showing a procedure for monitoring a position where laser light irradiation is actually performed based on a count value in a counter circuit.
【図7】4方向にリードが延びるQFP型半導体装置
(ICパッケージ)のダムバーを切断する状況の一例を
示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an example of a situation in which a dam bar of a QFP type semiconductor device (IC package) having leads extending in four directions is cut.
【図8】従来のレーザ加工装置の構成の概略図である。FIG. 8 is a schematic diagram of a configuration of a conventional laser processing apparatus.
【図9】(a)はダムバーを有するICパッケージを示
す図であり、(b)は(a)のB部拡大図である。9A is a diagram showing an IC package having a dam bar, and FIG. 9B is an enlarged view of a portion B in FIG. 9A.
1 ワーク(半導体装置またはICパッケージ) 2 ダムバー 3 スリット部 4 ウエブ部 10 レーザ発振器 11 レーザヘッド 12 加工ヘッド 13 レーザ電源 21 XYテーブル 21a パルスエンコーダ 22 Zテーブル 23 メインコントローラ 24 トリガユニット 25 コントロールユニット 26 レーザコントローラ 27 画像処理装置 28 モニタ 29 カメラ 100 レーザ光 110 励起ランプ 120 ダイクロミラー 121 集光レンズ 122 検出光源 123 コリメータレンズ 124 ハーフミラー 125 結像レンズ 126 光検出器 127 検出光学系 130 安定化電源 131 コンデンサ部 132 スイッチ部 133 交流電源 200 検出光 241 コンパレータ 242 トリガ信号発生回路 243 ディレイ回路 244 ゲート回路 245 カウンタ回路 260 入出力部 261 中央演算部 262 トリガ回路 1 Work (semiconductor device or IC package) 2 Dam bar 3 Slit part 4 Web part 10 Laser oscillator 11 Laser head 12 Processing head 13 Laser power supply 21 XY table 21a Pulse encoder 22 Z table 23 Main controller 24 Trigger unit 25 Control unit 26 Laser controller 27 Image Processing Device 28 Monitor 29 Camera 100 Laser Light 110 Excitation Lamp 120 Dichroic Mirror 121 Condensing Lens 122 Detection Light Source 123 Collimator Lens 124 Half Mirror 125 Imaging Lens 126 Photodetector 127 Detection Optical System 130 Stabilizing Power Supply 131 Condenser Part 132 Switch unit 133 AC power supply 200 Detection light 241 Comparator 242 Trigger signal generation circuit 243 Delay circuit 244 Gate Circuit 245 counter circuit 260 input / output unit 261 central processing unit 262 trigger circuit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 白井 隆 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 下村 義昭 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 奥村 信也 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 桜井 茂行 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Takashi Shirai, 650 Kintatemachi, Tsuchiura City, Ibaraki Prefecture, Tsuchiura Plant, Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. (72) Yoshiaki Shimomura, 650, Jinmachicho, Tsuchiura City, Ibaraki Ceremony Company Tsuchiura Plant (72) Inventor Shinya Okumura 650 Kintatecho, Tsuchiura City, Ibaraki Prefecture Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Tsuchiura factory
Claims (2)
振器と、前記レーザ光を被加工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有するレーザ加工装置におい
て、 前記被加工物全体の画像を取り込み、画像処理して表示
する画像処理手段と、 検出光を前記加工位置近傍に照射する検出光発生手段
と、 前記検出光の反射光を基に前記被加工物の有無を検出し
て対応する検出信号を発生する検出手段と、 前記検出手段からの検出信号に基づき前記被加工物の所
定の加工位置にレーザ光が照射されるよう前記レーザ光
の発振を制御する制御手段と、 前記レーザ光が照射されるタイミングを基に前記搬送手
段の移動量を演算し、その移動量を基に前記画像処理手
段による画像上に前記レーザ光の照射位置を重ねて表示
する照射位置演算表示手段とを有することを特徴とする
レーザ加工装置。1. A laser oscillator that oscillates pulsed laser light, a processing optical system that guides the laser light to a processing position of a workpiece, and a conveying unit that moves the workpiece and determines the processing position. A laser processing apparatus having: an image processing unit that captures an image of the entire workpiece, performs image processing and displays the image; detection light generation unit that irradiates detection light in the vicinity of the processing position; and reflection of the detection light. Detecting means for detecting the presence or absence of the workpiece based on light and generating a corresponding detection signal, and laser light is irradiated to a predetermined processing position of the workpiece based on the detection signal from the detecting means. Control means for controlling the oscillation of the laser light, and the movement amount of the conveying means is calculated based on the timing at which the laser light is emitted, and the movement amount of the conveying means is calculated based on the movement amount. Laser processing apparatus characterized by having an irradiation position calculation display means for displaying overlapping the irradiation position of the laser light.
て、前記制御手段は検出信号に基づいた前記レーザ光発
振用のトリガ信号を発生させるトリガ信号発生回路を有
し、前記照射位置演算表示手段は前記搬送手段の移動量
をパルスに変換するエンコーダ手段と、前記トリガ信号
発生部からのトリガ信号を入力すると共に各トリガ信号
が入力される時間間隔に対応する前記エンコーダ手段か
らのパルスを順次カウントするカウンタ回路と、そのカ
ウンタ回路のカウント値より前記画像上における前記レ
ーザ光の照射位置の各々を演算する画像位置演算手段と
を有することを特徴とするレーザ加工装置。2. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the control means has a trigger signal generation circuit for generating a trigger signal for the laser light oscillation based on a detection signal, and the irradiation position calculation display means. Encoder means for converting the movement amount of the carrying means into pulses, and inputting a trigger signal from the trigger signal generating section and sequentially counting the pulses from the encoder means corresponding to the time interval at which each trigger signal is input. A laser processing apparatus comprising: a counter circuit; and an image position calculation means for calculating each of the irradiation positions of the laser light on the image from the count value of the counter circuit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8008681A JPH09201685A (en) | 1996-01-22 | 1996-01-22 | Laser processing equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8008681A JPH09201685A (en) | 1996-01-22 | 1996-01-22 | Laser processing equipment |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09201685A true JPH09201685A (en) | 1997-08-05 |
Family
ID=11699675
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8008681A Pending JPH09201685A (en) | 1996-01-22 | 1996-01-22 | Laser processing equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09201685A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080037596A1 (en) * | 2006-08-09 | 2008-02-14 | Disco Corporation | Laser beam irradiation apparatus and laser working machine |
US7675002B2 (en) * | 2005-12-15 | 2010-03-09 | Disco Corporation | Laser beam processing machine |
-
1996
- 1996-01-22 JP JP8008681A patent/JPH09201685A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7675002B2 (en) * | 2005-12-15 | 2010-03-09 | Disco Corporation | Laser beam processing machine |
US20080037596A1 (en) * | 2006-08-09 | 2008-02-14 | Disco Corporation | Laser beam irradiation apparatus and laser working machine |
US8487208B2 (en) * | 2006-08-09 | 2013-07-16 | Disco Corporation | Laser beam irradiation apparatus and laser working machine |
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