JPH03257939A - レーザビーム制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、レーザビーム制御装置に係り、特にＩＣ等の
電子部品のパッケージ捺印に好適なレーザビーム制御装
置に関する。

〔従来の技術〕

従来、レーザビームを制御して文字等を描くレーザマー
カー装置には、マスク上に形成された文字・図形をレー
ザ光により投写して捺印するマスク方式と、レーザ光を
ビームポジショナ−により移動させながら文字・図形を
描いて捺印する彫刻方式があった。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前記マスク方式は同一パターンを多数捺
印する用途には適するが、個々の製品の製造日、製造番
号、製造工場等の異なるパターンを併せて捺印する場合
には不向きである。また、前記彫刻方式は、前記個別に
異なるパターンを捺印する場合には適するものの、捺印
速度が遅いという欠点があった。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたも
のであり、製品毎に異なる捺印を、高速度で行えるレー
ザビーム制御装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するために、本発明のレーザビーム制御
装置は、レーザビームを出射するレーザ光源と、このレ
ーザ光源から出射されるレーザビームを縦長レーザビー
ムに変換する第１光学系と、この第１光学系が発する前
記縦長レーザビームを反斜面に受けて振分ける反射面角
度切替え可能な複数の反射鏡を備えたレーザビーム振分
体と、この複数の反射鏡の反射面角度を切り替える角度
切替え手段と、前記複数の反射鏡により特定の角度に反
射された前記縦長レーザビームを集光する第２光学系と
、前記角度切替え手段を制御して前記複数の反射鏡の個
々の反射面の角度を切替えることにより、前記縦長レー
ザビームを前記第２光学系を通過するレーザビーム部分
と、その他のレーザビーム部分とに振分ける制御部と、
を具備した。

〔作用〕

レーザ光源から出射されたレーザ光は、第１光学系によ
り縦長レーザビームに変換される。この縦長レーザビー
ムは、角度切替え手段により角度制御される複数の反射
鏡により反射され、第２光学系に到達する。前記角度制
御される反射鏡により方向制御された縦長レーザビーム
は、第２光学系を通過する部分と、その他の部分とに振
分けられる。前記第２光学系を通過したレーザビームは
、縦長状態を維持したまま集光され、縦長のレーザビー
ムの集光点手前におかれた被マーキング物に照射される
。この照射により被マーキング物に文字等が捺印される
。また、前記その他のレーザビーム部分は、捺印には直
接的に関与しないので、意図した通りの文字等を捺印で
きる。

〔実施例〕

以下、本発明を具体化した実施例を図面を参照して説明
する。

実施例 第１図に本発明の実施例の全体概略図を示し、第２図に
その光学系ブロック図を示す。

第１図および第２図に示すように、炭酸ガスレーザ、Ｙ
ＡＧレーザ等からなるパルスレーザ光源１の出射端に対
向して集光レンズ２が配設され、集光レンズ２の出射側
には大口径の光ファイバ３の入射端が配設されている。

光ファイバ３の出射端は印字ヘッド５０の機枠（図示さ
れず）に固定されている。前記光ファイバ３の出射端に
はコリメートレンズ４が配設され、更にレーザビームを
縦長に形成するコンデンサーレンズ系５が配設されてい
る。コンデンサーレンズ系５の前方には、レーザビーム
の縦横を規制するアパーチャ６が配設されている。なお
、第２図においては、アパーチャ６を省略している。ア
パーチャ６の前方には、複数分割反射鏡７が配設され、
この反射鏡７の背面側には反射鏡の角度を変更駆動する
反射鏡駆動系８が配設されている。

ここで、第３図に示す複数分割反射鏡７とその駆動系８
の要部拡大図により、これらの詳細を説明する。複数分
割反射鏡７は、全体としては長方形をしていて、固定部
７１と可動部７２とからなる。固定部７１の右側面に形
成された可動部７２は、ピアノ鍵盤状配列の複数の個別
反射鏡７ａ、７ｂ〜７ｎよりなり、例えば、鉄板等の一
枚板からワイヤー放電加工により形成される。個別反射
鏡７　ａ　−、７ｂ〜７ｎのそれぞれの先端部からは掛
止部７ａｌ〜が延びだし、これら掛止部７ａｌ〜は、平
生は角柱状の突き当てストッパー７３により当接され、
個別反射鏡７ａ、７ｂ〜７ｎの各反射面は一定方向を向
いている。個別反射鏡７ａ。

７ｂ〜７ｎの背後にはマグネット式の駆動系８が配設さ
れている。駆動系８の個別駆動素子８　ａ　ｓ８ｂ〜８
ｎが、個別反射鏡７ａ、７ｂ　〜７ｎ毎にに対向配置さ
れている。例えば、個別駆動素子８ａに電流を流すと、
対応した個別反射鏡７ａが吸引され、直進してきた実線
で示すレーザビームＬＢ　が、点線で示すレーザビーム
Ｌ　Ｂ　ｔの如く微小角変更されるようになっている。

また、平生位置にある個別反射鏡７ｎで反射されたレー
ザビームＬ　Ｂ　２は、微小角変更されずに直進する。

以上の手段により、角度変更されたレーザビームと、角
度変更されないレーザビームとの２種類のレーザビーム
に分割される。

第１図および第２図に示すように、前記複数分割反射鏡
７に対向して反射鏡９が配設され、この反射鏡９で反射
されたレーザビームは縦長のスリット孔が形成されたス
リット１１に向かう。スリット１１の下面側には対物レ
ンズ１２が配設されている。対物レンズ１２の下方には
ＩＣパッケージ等の被マーキング物１３が矢印Ｘ方向に
移動可能に配設されている。

第５図に本実施例の制御系ブロック図を示す。

第５図に示すように、マイクロコンピュータ等からなる
制御部２１には、各種データ入力をする入力部２２と、
装置全体の統括プログラムが格納されたＲＯＭ２３と、
前記各種データ等を格納するＲＡＭ２４と、被マーキン
グ物１３を所定速度で移動する移動手段２５と、駆動系
８を角度駆動するマグネット駆動部２６が接続されてい
る。

先ず、光学系の動作を説明する。

第１図および第２図に示すように、パルスレーザ光源１
から出射された円形パターンのレーザビームは、集光レ
ンズ２で集光され、光ファイバ３およびコリメートレン
ズ４を介してコンデンサーレンズ系５に伝達される。コ
ンデンサーレンズ系５で強度−様な縦長レーザビームに
変換され、更に、アパーチャ６により外形規制される。

この外形規制された縦長レーザビームＬＢは、複数分割
反射鏡７で分割反射され、さらに反射鏡９て反射され向
きが変えられ、スリット１１に向けられる。

縦長レーザビームＬＢは、前述のように、複数分割反射
鏡７で反射される際に、角度変換されたし一ザビームと
、角度変換されないレーザビームとに分けられる。この
２“種類のレーザビームは、スリット１１に向けられる
ことにより、スリットを通過する部分（通過レーザビー
ムという。）と、スリットを通過しない部分（遮断レー
ザビームという。）とに分けられる。即ち、複数分割反
射鏡７および駆動系８によって縦長レーザビームが偏向
されると、第４図に示すように、遮断レーザビームＬＢ
Ｓはスリット１１の遮断部により遮られ、被マーキング
物１３上に達しない。逆に、通過レーザビームＬＢＴは
スリット１１のスリット孔を通過し、被マーキング物１
３上に到達する。通過レーザビームＬＢＴは対物レンズ
１２で集光され、集光点手前に配置された被マーキング
物１３上にライン状のビームとして照射される。ここに
、レーザビームの集光点Ｐを被マーキング物１３の下方
にした理由は、集光点Ｐのエネルギーが強く、被マーキ
ング物１３を破壊するおそれがあるからである。被マー
キング物１３の表面にレーザビームで蒸発される樹脂を
塗布しておけば、レーザビーム照射された部分が蒸発し
、レーザビームが照射されない部分が残り、結果として
捺印が完成する。

次に、制御系の動作を、第５図に示す制御系ブロック図
および第６図に示すフローチャートに基づいて説明する
。

先ず、入力部２２から捺印すべき文字（例えば、英文小
文字ｂ）、印字位置等を入力する（ステップＳＬ）。こ
の入力に基づき制御部２１はラインパターン、ライン位
置のデータを生成しＲＡＭ２４に格納する（ステップＳ
２）。かかる制御により、印字スタートが可能状態とな
る。

入力部２２から印字スタートが入力されると（ステップ
Ｓ３）、次の２種の動作がされる。第１動作は、ＲＡＭ
２４から第１ラインパターンデータ（第７図（Ａ）参照
）が制御部２１に転送され（ステップＳ４）、当該パタ
ーンデータに対応した駆動系８の個別駆動素子８ａ〜８
ｎを吸引動作するべくマグネット駆動部２６が駆動され
る（ステップ８５）　　その結果、分割反射鏡［Ｌ　Ｐ
　Ｓ　（Ｌｉｎｅ　Ｐａｔｔｅｒｎ　Ｓｖｉｔｃｂｉｎ
ｇ）光学系コアがスタンバイ状態にセットされる（ステ
ップＳ６）。第２動作は、ＲＡＭ２４から印字スタート
の第１ラインデータの位置データが転送され（ステップ
Ｓ７）、被マーキング物１３上のどの位置にマーキング
（捺印）するかが決定される。

この決定により、被マーキング物移動手段２５が動作し
、被マーキング物１３を所定位置に移動する（ステップ
Ｓ８、Ｓ９）。

前記ステップＳ６およびステップ９の両方の条件が整う
と（ステップ５１０）、制御部２１から１パルス発振命
令が発せられ（ステップ５１１）、レーザ光源１からレ
ーザビームが発振される（ステップＳ１２．５１３）。

以上の動作により、第７図（Ａ）に示すように、第１ラ
インの捺印が終了する。

次いで、符号Ａに示す動作が繰り返され（ステップ５１
４）、第２ラインパターン・第２位置データが転送され
、更に符号Ｂの動作の繰り返しにより、第７図（Ｂ）に
示すように、第２ラインの捺印が終了する。以下、前述
と同様の繰り返し処理がなされ（ステップ５１６）、第
７図（Ｃ）、（Ｄ）に示す捺印が行われ、英文小文字す
の捺印が終了する（ステップ５１７）。

なお、本実施例では、駆動系としてマグネットを用いた
が、他の手段としては、ワイヤートッドプリンターの駆
動系に用いられる積層圧電方式にしてもよい。

変形例 第８図に変形例を示す。この変形例と実施例との相違点
は、光フアイバ３等を除去し、装置を小形化した点であ
る。

なお、前記実施例および変形例では、縦長レーザビーム
をスリットを通過させているが、複数分割反射鏡７の角
度制御をやや大きくすれば、前記スリットを省略するこ
とも可能である。

〔発明の効果〕

以上詳述したことから明らかなように、本発明によれば
、任意の捺印内容を設定でき、かつ、縦長のラインを単
位として捺印できるので、任意の文字・図形等を高速で
捺印できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の全体概略図、第２図は上記実
施例の光学系ブロック図、第３図は上記実施例の要部拡
大図、 第４図は上記実施例のレーザビームの通過・遮断を示す
説明図、 第５図は上記実施例の制御系ブロック図、第６図は上記
実施例のフローチャート、第７図は上記実施例の捺印過
程を示す図、第８図は上記実施例の変形例の光学系ブロ
ック図である。 １・・・パルスレーザ光源（レーザ光源）３・・・大口
径の光ファイバー ５・・・コンデンサーレンズ系（第１光学系）７・・・
複数分割反射鏡（レーザビーム振分体）８・・・駆動系
（角度切替え手段） ９・・・反射鏡 １１・・・スリット １２・・・対物レンズ（第２光学系） １３・・・被マーキング物 ２１・・・制御部 ＬＢＴ・・・通過レーザビーム ＬＢＳ・・・遮断レーザビーム

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．レーザビームを出射するレーザ光源と、このレーザ
   光源から出射されるレーザビームを縦長レーザビームに
   変換する第１光学系と、この第１光学系が発する前記縦
   長レーザビームを反斜面に受けて振分ける反射面角度切
   替え可能な複数の反射鏡を備えたレーザビーム振分体と
   、この複数の反射鏡の反射面角度を切り替える角度切替
   え手段と、 前記複数の反射鏡により特定の角度に反射された前記縦
   長レーザビームを集光する第２光学系と、前記角度切替
   え手段を制御して前記複数の反射鏡の個々の反射面の角
   度を切替えることにより、前記縦長レーザビームを前記
   第２光学系を通過するレーザビーム部分と、その他のレ
   ーザビーム部分とに振分ける制御部と、 を具備したことを特徴とするレーザビーム制御装置。
2. ２．前記制御部は、文字パターンを生成するように前記
   角度切替え手段を制御することを特徴とする請求項１記
   載のレーザビーム制御装置。