专利名称：激光加工装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过使保持被加工物的保持单元与照射激光光线的激光照射单元相对移动来进行被加工物的激光加工的激光加工装置。
背景技术：
通过分割预定线划分而在表面形成有1C、LSI、LED等多个器件的晶片，在对分割预定线照射激光光线实施分组加工或内部加工之后，沿分割预定线切断，由此各器件被分害I]，用作各种电子设备等(例如参照专利文献1、2)。对晶片照射激光光线进行激光加工的激光加工装置具有保持被加工物的保持单元、和对该保持单元所保持的被加工物照射激光光线而实施加工的激光照射单元，通过使保持单元和激光照射单元在加工进给方向(X轴方向)和分度进给方向(Y轴方向)相对地移动，能够对晶片的分割预定线实施期望的加工而分割各器件(例如参照专利文献3)。激光加工装置在使保持单元和激光照射单元进行相对的加工进给的往复移动时，在去往路和返回路双方都能进行激光照射，相比使用由于与切削刀旋转方向的关系而仅能够当单方向移动时进行加工的切削装置的情况，具有加工效率高的优点。专利文献I :日本特开平10-305420号公报专利文献2 日本特许第3408805号公报专利文献3 :日本特开2010-284671号公报但是，通过聚光器(照射头)对I根分割预定线照射激光光线并从该分割预定线加工结束就使加工进给减速而停止，在直至加工进给完全停止的期间会发生越位(overrun)，因此这部分相应地花费额外的时间。此外，加工进给停止之后，为了使聚光器的位置对准接着要加工的分割预定线而进行的分度进给也花费时间。例如，在越位花费约I秒的时间、分度进给花费约O. 5的时间的情况下，每进行I根分割预定线加工，在加工时间以外还需要约I. 5秒的额外时间。因此对于例如具有300根分割预定线的晶片，在加工时间以外需要450秒的时间，从而希望进一步提高生产效率。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而研发的，本发明的课题在于在激光加工装置中实现生产率的进一步提闻。根据本发明提供一种激光加工装置，该激光加工装置包括保持单元，其保持被加工物；激光束照射单元，其对该保持单元所保持的被加工物照射激光束来实施激光加工；加工进给单元，其使该保持单元和该激光束照射单元相对地进行加工进给；分度进给单元，其使该保持单元和该激光束照射单元相对地进行分度进给；和控制单元，其使该加工进给单元动作而使该保持单元和该激光束照射单元相对地进行加工进给，对该保持单元所保持的被加工物照射激光束而对被加工物进行激光加工，在激光束超过被加工物的边缘的时刻使该加工进给单元的动作停止，利用从该加工进给单元的动作停止指令到加工进给停止所需的减速时间使该分度进给单元进行动作来实施分度进给。在本发明中，控制单元进行控制，使得对I根分割预定线在从激光加工结束到加工进给完全停止的减速时间内与该减速并行地进行分度进给，处于能够利用减速时间开始对接下来的分割预定线进行激光加工的状态，因此能够实质上使分度进给所需的时间为0，能够改善激光加工的生产率。
图I是表示激光 加工装置的一个例子的立体图。图2是表示被加工物一例的俯视图。图3是表示对被加工物的分割预定线实施激光加工的状态的立体图。图4是表示照射头与被加工物之间的相对的位置关系变化的俯视图。符号说明I :激光加工装置2:保持单元20 :保持面21:固定部3:激光加工单元30 :壳体31 :照射头4:加工进给单元40 :滚珠丝杠41 :导轨42:电动机43 :滑动部5 :分度进给单元50:滚珠丝杠51 :导轨52:电动机53 :底座6 :控制单元10 :壁部W :工件Wl :表面L11-L13、L21_L23 :分割预定线 A-F :端部31a-31f :照射头位置100 :带 101 :架 102 :器件
具体实施例方式I激光加工装置的结构图I中表示的激光加工装置I是从激光照射单元3对保持单元2所保持的被加工物(工件)W照射激光光线来对工件W实施加工的装置。保持单元2由如下部分构成吸引保持工件W的保持面20 ;和固定部21,如图所示其固定通过带100支承工件W的架101。固定部21具有从上方按压架101的夹具210。保持单元2被支承为通过加工进给单元4能够在加工进给方向(X轴方向)移动，并且被支承为通过分度进给单元5能够在相对于X轴方向水平地正交的分度进给方向(Y轴方向)移动。加工进给单元4和分度进给单元5通过控制单元6控制。加工进给单元4配置在平板状的底座53上，由如下部分构成具有X轴方向的轴心的滚珠丝杠40 ;与滚珠丝杠40平行地配置的一对导轨41 ;与滚珠丝杠40的一端相连接的脉冲电动机42 ;和滑动部43，其未图示的内部的螺母与滚珠丝杠40螺合，并且下部滑动接触于导轨41。该加工进给单元 4构成为在控制单元6的控制下由脉冲电动机42驱动使滚珠丝杠40转动，伴随于此滑动部43在导轨41上沿X轴方向滑动并使保持单元2沿X轴方向移动。保持单元2和加工进给单元4被支承为通过分度进给单元5能够沿Y轴方向移动。分度进给单元5由如下部分构成具有Y轴方向的轴心的滚珠丝杠50 ;与滚珠丝杠50平行地配置的一对导轨51 ;与滚珠丝杠50的一端相连接的脉冲电动机52 ;和底座53，其未图示的内部的螺母与滚珠丝杠50螺合，并且下部滑动接触于导轨51。该分度进给单元5构成为在控制单元6的控制下由脉冲电动机52驱动使滚珠丝杠50转动，伴随于此底座53在导轨51上沿Y轴方向滑动并使保持单元2和加工进给单元4沿Y轴方向移动。激光照射单元3具有固定于壁部10的壳体30、和固定于壳体30前端部的照射头31。照射头31具有沿垂直方向照射激光光线的功能。在壳体30内收纳有振荡出YAG激光或YV04激光的激光振荡器、重复频率设定单元、脉冲宽度调整单元和能量调整单元。而且，图I的激光加工装置I是这样的结构加工进给单元4和分度进给单元5使保持单元2沿X轴方向和Y轴方向移动，而激光照射单元3不移动，但只要是保持单元2和激光照射单元3相对地沿X轴方向加工进给且沿Y轴方向分度进给的结构，则不限定于图I的例子，例如还可以是保持单元2沿X轴方向移动、激光照射单元3沿Y轴方向移动的结构，也可以是使保持单元2不移动而使激光照射单元3沿X轴方向和Y轴方向移动的结构。2激光加工的控制在图2所示的工件W的表面W1，通过横向的分割预定线L11、L12、L13、…和纵向的分割预定线L21、L22、L23、…划分而形成多个器件102。而且，下面将分割预定线简称为线。X-Y坐标系中的各分割预定线的两端坐标通过控制单元6预先识别。例如，线Lll的端部A、B的坐标分别以(xl、yl)、(x2、yl)表示，线L12的端部C、D的坐标分别以(x3、y2)、(x4、y2)表示,线L13的端部E、F的坐标分别以(x5、y3)、(x6、y3)表示。如图3所示，控制单元6基于这些坐标信息使保持单元2所保持的工件W沿Xl方向及X2方向往复移动的同时对各线照射激光光线310。该激光加工能够进行如下加工对工件W的表面会聚对工件W具有吸收性的波长的激光光线而形成槽的切除加工、对工件W的内部会聚对工件W具有透光性的波长的激光光线而在内部形成变质层的内部加工。切除加工例如以下面的条件进行加工。光源YAG激光或YVO 4激光波长355nm聚光点直径Φ1μπι平均输出 5W重复频率100kHz扫描速度100mm/s另一方面，内部加工中以下面的条件进行加工。光源YAG激光或YVO 4激光波长1064nm
聚光点直径Φ1μ 平均输出 1W重复频率100kHz扫描速度400mm/s下面，对激光加工工件W时工件W与照射头31的相对移动的控制进行说明。下面说明的处理可适用切除加工及内部加工两者。(I)第一步例如按线L11、L12、L13、…的顺序进行激光加工时处于如下状态使图I所示的分度进给单元5进行动作，使线Lll的Y坐标yl和照射头31的Y坐标一致，照射头31位 于线Lll的延长线上。接着，在控制单元6的控制下使加工进给单元4动作，使保持单元2沿X轴方向移动，由此如图4所示，使保持单元2和激光照射单元3相对地沿Xl方向进行加工进给，在照射头31位于作为端部A的正上位置的照射头位置31a的时刻开始激光光线的照射，以端部A作为加工起点进行加工。加工中使加工进给速度恒定，持续照射激光光线直到照射头31移动到作为端部B的正上位置的照射头位置31b。⑵第二步在线Lll的加工结束、照射头31超过工件W的时刻，停止从照射头31照射激光光线,在控制端元6的控制下使加工进给单元4动作而使加工进给停止。保持单元2通过加工进给单元4减速，但从通过照射头位置31b的下方到完全停止要花费时间。例如从开始减速到完全停止要花费约I秒钟。(3)第三步利用加工进给停止所需的减速时间，在这期间使分度进给单元5动作，如图4所示，使保持单元2和激光照射单元3相对地分度进给，使照射头31位于线L12的上方。SP，分度进给和加工进给并行地进行。例如，若该分度进给花费O. 5秒钟，如图4所示，照射头31以该O. 5秒到达照射头位置31c，然后，以剩余的O. 5秒通过加工进给移动到照射头位置31d。照射头位置31d为加工线L12时的加工进给的助行开始位置。通常，由于加工进给的减速所需的时间比分度进给所需的时间要长，因此在加工进给的减速中能够完成接下来的线加工用的分度进给，实质上能够使分度进给所需的时间为O。接下来，返回第一步，使加工进给单元4动作来对线L12进行激光加工。此时，力口工进给单元4使保持单元2沿X2方向、即与加工线Lll时相反的方向移动。而且，在照射头31位于端部C的正上位置的时刻开始照射激光光线，在直至到达作为端部D正上位置的照射头位置31e期间进行激光加工。接下来，在第二步，照射头31超过工件W的时刻停止从照射头31照射激光光线，在控制单元6的控制下使加工进给单元4动作而停止加工进给。在保持单元2的减速期间通过第三步使分度进给和加工进给并行地进行，照射头31移动到照射头位置31f，然后，在剩余的加工进给时间内，照射头31移动到照射头位置31g。而且，进而返回第一步，将照射头位置31g作为加工进给的助行开始位置同样加工线L13。在之后也反复第一至第三步。这样，反复第一至第三步，使保持单元2往复移动的同时对所有线进行激光加工。在横向的线的加工都结束之后，使保持单元2旋转90度，对纵向的线也反复第一至第三步进行激光加工。
如上所述，控制单元6使从I根分割预定线的激光加工结束时到加工进给完全停止的减速时间内与该减速并行地进行分度进给，处于能够利用减速时间开始对接下来的分割预定线进行激光加工的状态，因此能够使实质上分度进给所需的时间为0，能够改善激光加工的生产率。在加工进给的减速花费I秒钟、分度进给花费O. 5秒钟的以往控制中，例如加工具有300根分割预定线的工件时，在加工所需的时间之外要浪费450秒时间，而本发明能够将该时间缩短300秒钟，能够实现生广率的进一步提闻。
权利要求
1.一种激光加工装置，其包括 保持单元，其保持被加工物； 激光束照射単元，其对该保持単元所保持的被加工物照射激光束来实施激光加工； 加工进给单元，其对该保持単元和该激光束照射单元进行相対的加工进给； 分度进给单元，其对该保持単元和该激光束照射单元进行相対的分度进给；和控制单元，其使该加工进给单元进行动作而对该保持単元和该激光束照射单元进行相对的加工进给，对该保持単元所保持的被加工物照射激光束而对被加工物进行激光加工，在激光束超过被加工物的边缘的时刻，使该加工进给单元的动作停止，利用从该加工进给单元的动作停止指令到加工进给的停止所需的减速时间使该分度进给单元进行动作来实施分度进给。
全文摘要
本发明提高激光加工装置的加工生产率。激光加工装置使保持单元所保持的被加工物(W)与激光照射单元相对地加工进给及分度进给并进行激光加工，在该激光加工装置中具有控制单元，该控制单元进行如下控制使保持单元和激光照射单元的激光照射头(31)相对地加工进给，将激光光线照射被加工物(W)对被加工物进行激光加工，当激光光线超过被加工物(W)时使加工进给单元停止，利用加工进给停止所需的减速时间使分度进给单元动作。处于能够利用加工进给的减速时间开始接下来的激光加工的状态，因此能够实质上使分度进给所需的时间为0，能够改善激光加工的生产率。
文档编号B23K26/38GK102626825SQ201210020828
公开日2012年8月8日 申请日期2012年1月30日 优先权日2011年2月3日
发明者高桥聪 申请人:株式会社迪思科