專利名稱：激光加工裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過(guò)使保持被加工物的保持單元與照射激光光線的激光照射單元相對(duì)移動(dòng)來(lái)進(jìn)行被加工物的激光加工的激光加工裝置。
背景技術(shù)：
通過(guò)分割預(yù)定線劃分而在表面形成有1C、LSI、LED等多個(gè)器件的晶片，在對(duì)分割預(yù)定線照射激光光線實(shí)施分組加工或內(nèi)部加工之后，沿分割預(yù)定線切斷，由此各器件被分害I]，用作各種電子設(shè)備等(例如參照專利文獻(xiàn)1、2)。對(duì)晶片照射激光光線進(jìn)行激光加工的激光加工裝置具有保持被加工物的保持單元、和對(duì)該保持單元所保持的被加工物照射激光光線而實(shí)施加工的激光照射單元，通過(guò)使保持單元和激光照射單元在加工進(jìn)給方向(X軸方向)和分度進(jìn)給方向(Y軸方向)相對(duì)地移動(dòng)，能夠?qū)姆指铑A(yù)定線實(shí)施期望的加工而分割各器件(例如參照專利文獻(xiàn)3)。激光加工裝置在使保持單元和激光照射單元進(jìn)行相對(duì)的加工進(jìn)給的往復(fù)移動(dòng)時(shí)，在去往路和返回路雙方都能進(jìn)行激光照射，相比使用由于與切削刀旋轉(zhuǎn)方向的關(guān)系而僅能夠當(dāng)單方向移動(dòng)時(shí)進(jìn)行加工的切削裝置的情況，具有加工效率高的優(yōu)點(diǎn)。專利文獻(xiàn)I :日本特開(kāi)平10-305420號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特許第3408805號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 :日本特開(kāi)2010-284671號(hào)公報(bào)但是，通過(guò)聚光器(照射頭)對(duì)I根分割預(yù)定線照射激光光線并從該分割預(yù)定線加工結(jié)束就使加工進(jìn)給減速而停止，在直至加工進(jìn)給完全停止的期間會(huì)發(fā)生越位(overrun)，因此這部分相應(yīng)地花費(fèi)額外的時(shí)間。此外，加工進(jìn)給停止之后，為了使聚光器的位置對(duì)準(zhǔn)接著要加工的分割預(yù)定線而進(jìn)行的分度進(jìn)給也花費(fèi)時(shí)間。例如，在越位花費(fèi)約I秒的時(shí)間、分度進(jìn)給花費(fèi)約O. 5的時(shí)間的情況下，每進(jìn)行I根分割預(yù)定線加工，在加工時(shí)間以外還需要約I. 5秒的額外時(shí)間。因此對(duì)于例如具有300根分割預(yù)定線的晶片，在加工時(shí)間以外需要450秒的時(shí)間，從而希望進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而研發(fā)的，本發(fā)明的課題在于在激光加工裝置中實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)率的進(jìn)一步提聞。根據(jù)本發(fā)明提供一種激光加工裝置，該激光加工裝置包括保持單元，其保持被加工物；激光束照射單元，其對(duì)該保持單元所保持的被加工物照射激光束來(lái)實(shí)施激光加工；加工進(jìn)給單元，其使該保持單元和該激光束照射單元相對(duì)地進(jìn)行加工進(jìn)給；分度進(jìn)給單元，其使該保持單元和該激光束照射單元相對(duì)地進(jìn)行分度進(jìn)給；和控制單元，其使該加工進(jìn)給單元?jiǎng)幼鞫乖摫３謫卧驮摷す馐丈鋯卧鄬?duì)地進(jìn)行加工進(jìn)給，對(duì)該保持單元所保持的被加工物照射激光束而對(duì)被加工物進(jìn)行激光加工，在激光束超過(guò)被加工物的邊緣的時(shí)刻使該加工進(jìn)給單元的動(dòng)作停止，利用從該加工進(jìn)給單元的動(dòng)作停止指令到加工進(jìn)給停止所需的減速時(shí)間使該分度進(jìn)給單元進(jìn)行動(dòng)作來(lái)實(shí)施分度進(jìn)給。在本發(fā)明中，控制單元進(jìn)行控制，使得對(duì)I根分割預(yù)定線在從激光加工結(jié)束到加工進(jìn)給完全停止的減速時(shí)間內(nèi)與該減速并行地進(jìn)行分度進(jìn)給，處于能夠利用減速時(shí)間開(kāi)始對(duì)接下來(lái)的分割預(yù)定線進(jìn)行激光加工的狀態(tài)，因此能夠?qū)嵸|(zhì)上使分度進(jìn)給所需的時(shí)間為0，能夠改善激光加工的生產(chǎn)率。


圖I是表示激光 加工裝置的一個(gè)例子的立體圖。圖2是表示被加工物一例的俯視圖。圖3是表示對(duì)被加工物的分割預(yù)定線實(shí)施激光加工的狀態(tài)的立體圖。圖4是表示照射頭與被加工物之間的相對(duì)的位置關(guān)系變化的俯視圖。符號(hào)說(shuō)明I :激光加工裝置2:保持單元20 :保持面21:固定部3:激光加工單元30 :殼體31 :照射頭4:加工進(jìn)給單元40 :滾珠絲杠41 :導(dǎo)軌42:電動(dòng)機(jī)43 :滑動(dòng)部5 :分度進(jìn)給單元50:滾珠絲杠51 :導(dǎo)軌52:電動(dòng)機(jī)53 :底座6 :控制單元10 :壁部W :工件Wl :表面L11-L13、L21_L23 :分割預(yù)定線 A-F :端部31a-31f :照射頭位置100 :帶 101 :架 102 :器件
具體實(shí)施例方式I激光加工裝置的結(jié)構(gòu)圖I中表示的激光加工裝置I是從激光照射單元3對(duì)保持單元2所保持的被加工物(工件)W照射激光光線來(lái)對(duì)工件W實(shí)施加工的裝置。保持單元2由如下部分構(gòu)成吸引保持工件W的保持面20 ;和固定部21,如圖所示其固定通過(guò)帶100支承工件W的架101。固定部21具有從上方按壓架101的夾具210。保持單元2被支承為通過(guò)加工進(jìn)給單元4能夠在加工進(jìn)給方向(X軸方向)移動(dòng)，并且被支承為通過(guò)分度進(jìn)給單元5能夠在相對(duì)于X軸方向水平地正交的分度進(jìn)給方向(Y軸方向)移動(dòng)。加工進(jìn)給單元4和分度進(jìn)給單元5通過(guò)控制單元6控制。加工進(jìn)給單元4配置在平板狀的底座53上，由如下部分構(gòu)成具有X軸方向的軸心的滾珠絲杠40 ;與滾珠絲杠40平行地配置的一對(duì)導(dǎo)軌41 ;與滾珠絲杠40的一端相連接的脈沖電動(dòng)機(jī)42 ;和滑動(dòng)部43，其未圖示的內(nèi)部的螺母與滾珠絲杠40螺合，并且下部滑動(dòng)接觸于導(dǎo)軌41。該加工進(jìn)給單元 4構(gòu)成為在控制單元6的控制下由脈沖電動(dòng)機(jī)42驅(qū)動(dòng)使?jié)L珠絲杠40轉(zhuǎn)動(dòng)，伴隨于此滑動(dòng)部43在導(dǎo)軌41上沿X軸方向滑動(dòng)并使保持單元2沿X軸方向移動(dòng)。保持單元2和加工進(jìn)給單元4被支承為通過(guò)分度進(jìn)給單元5能夠沿Y軸方向移動(dòng)。分度進(jìn)給單元5由如下部分構(gòu)成具有Y軸方向的軸心的滾珠絲杠50 ;與滾珠絲杠50平行地配置的一對(duì)導(dǎo)軌51 ;與滾珠絲杠50的一端相連接的脈沖電動(dòng)機(jī)52 ;和底座53，其未圖示的內(nèi)部的螺母與滾珠絲杠50螺合，并且下部滑動(dòng)接觸于導(dǎo)軌51。該分度進(jìn)給單元5構(gòu)成為在控制單元6的控制下由脈沖電動(dòng)機(jī)52驅(qū)動(dòng)使?jié)L珠絲杠50轉(zhuǎn)動(dòng)，伴隨于此底座53在導(dǎo)軌51上沿Y軸方向滑動(dòng)并使保持單元2和加工進(jìn)給單元4沿Y軸方向移動(dòng)。激光照射單元3具有固定于壁部10的殼體30、和固定于殼體30前端部的照射頭31。照射頭31具有沿垂直方向照射激光光線的功能。在殼體30內(nèi)收納有振蕩出YAG激光或YV04激光的激光振蕩器、重復(fù)頻率設(shè)定單元、脈沖寬度調(diào)整單元和能量調(diào)整單元。而且，圖I的激光加工裝置I是這樣的結(jié)構(gòu)加工進(jìn)給單元4和分度進(jìn)給單元5使保持單元2沿X軸方向和Y軸方向移動(dòng)，而激光照射單元3不移動(dòng)，但只要是保持單元2和激光照射單元3相對(duì)地沿X軸方向加工進(jìn)給且沿Y軸方向分度進(jìn)給的結(jié)構(gòu)，則不限定于圖I的例子，例如還可以是保持單元2沿X軸方向移動(dòng)、激光照射單元3沿Y軸方向移動(dòng)的結(jié)構(gòu)，也可以是使保持單元2不移動(dòng)而使激光照射單元3沿X軸方向和Y軸方向移動(dòng)的結(jié)構(gòu)。2激光加工的控制在圖2所示的工件W的表面W1，通過(guò)橫向的分割預(yù)定線L11、L12、L13、…和縱向的分割預(yù)定線L21、L22、L23、…劃分而形成多個(gè)器件102。而且，下面將分割預(yù)定線簡(jiǎn)稱為線。X-Y坐標(biāo)系中的各分割預(yù)定線的兩端坐標(biāo)通過(guò)控制單元6預(yù)先識(shí)別。例如，線Lll的端部A、B的坐標(biāo)分別以(xl、yl)、(x2、yl)表示，線L12的端部C、D的坐標(biāo)分別以(x3、y2)、(x4、y2)表示,線L13的端部E、F的坐標(biāo)分別以(x5、y3)、(x6、y3)表示。如圖3所示，控制單元6基于這些坐標(biāo)信息使保持單元2所保持的工件W沿Xl方向及X2方向往復(fù)移動(dòng)的同時(shí)對(duì)各線照射激光光線310。該激光加工能夠進(jìn)行如下加工對(duì)工件W的表面會(huì)聚對(duì)工件W具有吸收性的波長(zhǎng)的激光光線而形成槽的切除加工、對(duì)工件W的內(nèi)部會(huì)聚對(duì)工件W具有透光性的波長(zhǎng)的激光光線而在內(nèi)部形成變質(zhì)層的內(nèi)部加工。切除加工例如以下面的條件進(jìn)行加工。光源YAG激光或YVO 4激光波長(zhǎng)355nm聚光點(diǎn)直徑Φ1μπι平均輸出 5W重復(fù)頻率100kHz掃描速度100mm/s另一方面，內(nèi)部加工中以下面的條件進(jìn)行加工。光源YAG激光或YVO 4激光波長(zhǎng)1064nm
聚光點(diǎn)直徑Φ1μ 平均輸出 1W重復(fù)頻率100kHz掃描速度400mm/s下面，對(duì)激光加工工件W時(shí)工件W與照射頭31的相對(duì)移動(dòng)的控制進(jìn)行說(shuō)明。下面說(shuō)明的處理可適用切除加工及內(nèi)部加工兩者。(I)第一步例如按線L11、L12、L13、…的順序進(jìn)行激光加工時(shí)處于如下?tīng)顟B(tài)使圖I所示的分度進(jìn)給單元5進(jìn)行動(dòng)作，使線Lll的Y坐標(biāo)yl和照射頭31的Y坐標(biāo)一致，照射頭31位 于線Lll的延長(zhǎng)線上。接著，在控制單元6的控制下使加工進(jìn)給單元4動(dòng)作，使保持單元2沿X軸方向移動(dòng)，由此如圖4所示，使保持單元2和激光照射單元3相對(duì)地沿Xl方向進(jìn)行加工進(jìn)給，在照射頭31位于作為端部A的正上位置的照射頭位置31a的時(shí)刻開(kāi)始激光光線的照射，以端部A作為加工起點(diǎn)進(jìn)行加工。加工中使加工進(jìn)給速度恒定，持續(xù)照射激光光線直到照射頭31移動(dòng)到作為端部B的正上位置的照射頭位置31b。⑵第二步在線Lll的加工結(jié)束、照射頭31超過(guò)工件W的時(shí)刻，停止從照射頭31照射激光光線,在控制端元6的控制下使加工進(jìn)給單元4動(dòng)作而使加工進(jìn)給停止。保持單元2通過(guò)加工進(jìn)給單元4減速，但從通過(guò)照射頭位置31b的下方到完全停止要花費(fèi)時(shí)間。例如從開(kāi)始減速到完全停止要花費(fèi)約I秒鐘。(3)第三步利用加工進(jìn)給停止所需的減速時(shí)間，在這期間使分度進(jìn)給單元5動(dòng)作，如圖4所示，使保持單元2和激光照射單元3相對(duì)地分度進(jìn)給，使照射頭31位于線L12的上方。SP，分度進(jìn)給和加工進(jìn)給并行地進(jìn)行。例如，若該分度進(jìn)給花費(fèi)O. 5秒鐘，如圖4所示，照射頭31以該O. 5秒到達(dá)照射頭位置31c，然后，以剩余的O. 5秒通過(guò)加工進(jìn)給移動(dòng)到照射頭位置31d。照射頭位置31d為加工線L12時(shí)的加工進(jìn)給的助行開(kāi)始位置。通常，由于加工進(jìn)給的減速所需的時(shí)間比分度進(jìn)給所需的時(shí)間要長(zhǎng)，因此在加工進(jìn)給的減速中能夠完成接下來(lái)的線加工用的分度進(jìn)給，實(shí)質(zhì)上能夠使分度進(jìn)給所需的時(shí)間為O。接下來(lái)，返回第一步，使加工進(jìn)給單元4動(dòng)作來(lái)對(duì)線L12進(jìn)行激光加工。此時(shí)，力口工進(jìn)給單元4使保持單元2沿X2方向、即與加工線Lll時(shí)相反的方向移動(dòng)。而且，在照射頭31位于端部C的正上位置的時(shí)刻開(kāi)始照射激光光線，在直至到達(dá)作為端部D正上位置的照射頭位置31e期間進(jìn)行激光加工。接下來(lái)，在第二步，照射頭31超過(guò)工件W的時(shí)刻停止從照射頭31照射激光光線，在控制單元6的控制下使加工進(jìn)給單元4動(dòng)作而停止加工進(jìn)給。在保持單元2的減速期間通過(guò)第三步使分度進(jìn)給和加工進(jìn)給并行地進(jìn)行，照射頭31移動(dòng)到照射頭位置31f，然后，在剩余的加工進(jìn)給時(shí)間內(nèi)，照射頭31移動(dòng)到照射頭位置31g。而且，進(jìn)而返回第一步，將照射頭位置31g作為加工進(jìn)給的助行開(kāi)始位置同樣加工線L13。在之后也反復(fù)第一至第三步。這樣，反復(fù)第一至第三步，使保持單元2往復(fù)移動(dòng)的同時(shí)對(duì)所有線進(jìn)行激光加工。在橫向的線的加工都結(jié)束之后，使保持單元2旋轉(zhuǎn)90度，對(duì)縱向的線也反復(fù)第一至第三步進(jìn)行激光加工。
如上所述，控制單元6使從I根分割預(yù)定線的激光加工結(jié)束時(shí)到加工進(jìn)給完全停止的減速時(shí)間內(nèi)與該減速并行地進(jìn)行分度進(jìn)給，處于能夠利用減速時(shí)間開(kāi)始對(duì)接下來(lái)的分割預(yù)定線進(jìn)行激光加工的狀態(tài)，因此能夠使實(shí)質(zhì)上分度進(jìn)給所需的時(shí)間為0，能夠改善激光加工的生產(chǎn)率。在加工進(jìn)給的減速花費(fèi)I秒鐘、分度進(jìn)給花費(fèi)O. 5秒鐘的以往控制中，例如加工具有300根分割預(yù)定線的工件時(shí)，在加工所需的時(shí)間之外要浪費(fèi)450秒時(shí)間，而本發(fā)明能夠?qū)⒃摃r(shí)間縮短300秒鐘，能夠?qū)崿F(xiàn)生廣率的進(jìn)一步提聞。
權(quán)利要求
1.一種激光加工裝置，其包括 保持單元，其保持被加工物； 激光束照射単元，其對(duì)該保持単元所保持的被加工物照射激光束來(lái)實(shí)施激光加工； 加工進(jìn)給單元，其對(duì)該保持単元和該激光束照射單元進(jìn)行相対的加工進(jìn)給； 分度進(jìn)給單元，其對(duì)該保持単元和該激光束照射單元進(jìn)行相対的分度進(jìn)給；和控制單元，其使該加工進(jìn)給單元進(jìn)行動(dòng)作而對(duì)該保持単元和該激光束照射單元進(jìn)行相對(duì)的加工進(jìn)給，對(duì)該保持単元所保持的被加工物照射激光束而對(duì)被加工物進(jìn)行激光加工，在激光束超過(guò)被加工物的邊緣的時(shí)刻，使該加工進(jìn)給單元的動(dòng)作停止，利用從該加工進(jìn)給單元的動(dòng)作停止指令到加工進(jìn)給的停止所需的減速時(shí)間使該分度進(jìn)給單元進(jìn)行動(dòng)作來(lái)實(shí)施分度進(jìn)給。
全文摘要
本發(fā)明提高激光加工裝置的加工生產(chǎn)率。激光加工裝置使保持單元所保持的被加工物(W)與激光照射單元相對(duì)地加工進(jìn)給及分度進(jìn)給并進(jìn)行激光加工，在該激光加工裝置中具有控制單元，該控制單元進(jìn)行如下控制使保持單元和激光照射單元的激光照射頭(31)相對(duì)地加工進(jìn)給，將激光光線照射被加工物(W)對(duì)被加工物進(jìn)行激光加工，當(dāng)激光光線超過(guò)被加工物(W)時(shí)使加工進(jìn)給單元停止，利用加工進(jìn)給停止所需的減速時(shí)間使分度進(jìn)給單元?jiǎng)幼?。處于能夠利用加工進(jìn)給的減速時(shí)間開(kāi)始接下來(lái)的激光加工的狀態(tài)，因此能夠?qū)嵸|(zhì)上使分度進(jìn)給所需的時(shí)間為0，能夠改善激光加工的生產(chǎn)率。
文檔編號(hào)B23K26/38GK102626825SQ201210020828
公開(kāi)日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2012年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月3日
發(fā)明者高橋聰 申請(qǐng)人:株式會(huì)社迪思科