JP2682475B2 - ビームスキャン式レーザマーキング方法および装置 - Google Patents
ビームスキャン式レーザマーキング方法および装置Info
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- B23K26/18—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using absorbing layers on the workpiece, e.g. for marking or protecting purposes
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/062—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam
- B23K26/0622—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam by shaping pulses
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＣＷ（Ｃｏｎｔｉｎｕ
ｏｕｓ Ｗａｖｅ）励起Ｑスイッチパルス発振レーザ光
を走査して、カーボンを含有した樹脂で封止された電子
部品に文字等のパターンをマーキングするビームスキャ
ン式レーザマーキング方法および装置に関する。
ｏｕｓ Ｗａｖｅ）励起Ｑスイッチパルス発振レーザ光
を走査して、カーボンを含有した樹脂で封止された電子
部品に文字等のパターンをマーキングするビームスキャ
ン式レーザマーキング方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、レーザマーキング方法として、パ
ルス励起レーザ光を予め文字等のマーキングすべきパタ
ーンが描かれているマスクに照射し、そのマスクを透過
したレーザ光を被対象物上のマーキング面に結像させて
マスクに描かれたパターンを被対象物上に焼き付ける方
法が、例えば特開平２−１６５８８１号公報に開示され
ている。
ルス励起レーザ光を予め文字等のマーキングすべきパタ
ーンが描かれているマスクに照射し、そのマスクを透過
したレーザ光を被対象物上のマーキング面に結像させて
マスクに描かれたパターンを被対象物上に焼き付ける方
法が、例えば特開平２−１６５８８１号公報に開示され
ている。
【０００３】この従来のレーザマーキング方法では、マ
スクに描かれるパターンの種類が限られたものとなると
ともに、マーキングパターンを変更するごとに、新たに
マスクを作成しなければならないなど、マスク作成のた
めの時間と費用の面で問題があった。さらに、作成した
マスクの数が増大するにつれて、そのマスクの管理が非
常に煩雑化するという問題点もあった。
スクに描かれるパターンの種類が限られたものとなると
ともに、マーキングパターンを変更するごとに、新たに
マスクを作成しなければならないなど、マスク作成のた
めの時間と費用の面で問題があった。さらに、作成した
マスクの数が増大するにつれて、そのマスクの管理が非
常に煩雑化するという問題点もあった。
【０００４】また、特開平２ー１８７２８８号公報や特
開平２−２５１３８７号公報には、マスクとして液晶マ
スクを用いるレーザマーキング装置が開示されている。
液晶マスクを用いるとマスクに描かれるパターンが汎用
性のあるデータ形式で作成および保存できるため、マス
クの作成費用およびその管理コスト等が大幅に削減でき
る。
開平２−２５１３８７号公報には、マスクとして液晶マ
スクを用いるレーザマーキング装置が開示されている。
液晶マスクを用いるとマスクに描かれるパターンが汎用
性のあるデータ形式で作成および保存できるため、マス
クの作成費用およびその管理コスト等が大幅に削減でき
る。
【０００５】しかしながら、この液晶マスクを用いたレ
ーザマーキング装置では、液晶マスクを駆動させるため
の駆動装置が必要なため、装置自体の大型化、高コスト
化を招くとともに、液晶パネルの寿命が有限なためにラ
ンニングコストも高くなってしまっていた。
ーザマーキング装置では、液晶マスクを駆動させるため
の駆動装置が必要なため、装置自体の大型化、高コスト
化を招くとともに、液晶パネルの寿命が有限なためにラ
ンニングコストも高くなってしまっていた。
【０００６】以上説明した、マスク透過型のレーザマー
キング装置と異なり、ＣＷ励起Ｑスイッチパルス発振で
得られるレーザ光をマーキング面に集光して、スキャナ
ミラー等を用いて集光されたレーザ光を走査することに
よって、被対象物にマーキングを行うビームスキャン式
レーザマーキング装置が特開昭５９−４５０９１号公報
や特開昭６０−２２１７２１号公報に開示されている。
キング装置と異なり、ＣＷ励起Ｑスイッチパルス発振で
得られるレーザ光をマーキング面に集光して、スキャナ
ミラー等を用いて集光されたレーザ光を走査することに
よって、被対象物にマーキングを行うビームスキャン式
レーザマーキング装置が特開昭５９−４５０９１号公報
や特開昭６０−２２１７２１号公報に開示されている。
【０００７】図５は、従来のビームスキャン式レーザマ
ーキング装置の構成を示す図であり、（Ａ）は、その平
面図、（Ｂ）は、その側面図である。
ーキング装置の構成を示す図であり、（Ａ）は、その平
面図、（Ｂ）は、その側面図である。
【０００８】レーザ発振器１は、超音波Ｑスイッチ素子
２を備えており、制御装置３から送られるＲＦパワーの
繰り返し周波数であるＱスイッチ制御信号に同期してＣ
Ｗ励起Ｑスイッチパルス発振によるレーザ光１００を出
射する。例えば、図６に示すようなＱスイッチ制御信号
にしたがって、超音波Ｑスイッチ素子２が駆動し、予め
設定された発振周波数および発振時間でレーザ発振が行
われる。レーザ発振器１から出射されたレーザ光１００
は、光軸調整ミラー５で反射され、ビームエキスパンダ
６でビーム径が拡大された後、ガルバノメータ７および
８に取り付けられたスキャナミラー９および１０で反射
されてｆθレンズ１１を通ってマーキング面に集光され
る。そして、集光されたレーザ光１００はガルバノメー
タ７および８の往復回転駆動によって被対象物１２のマ
ーキング面上で走査される。
２を備えており、制御装置３から送られるＲＦパワーの
繰り返し周波数であるＱスイッチ制御信号に同期してＣ
Ｗ励起Ｑスイッチパルス発振によるレーザ光１００を出
射する。例えば、図６に示すようなＱスイッチ制御信号
にしたがって、超音波Ｑスイッチ素子２が駆動し、予め
設定された発振周波数および発振時間でレーザ発振が行
われる。レーザ発振器１から出射されたレーザ光１００
は、光軸調整ミラー５で反射され、ビームエキスパンダ
６でビーム径が拡大された後、ガルバノメータ７および
８に取り付けられたスキャナミラー９および１０で反射
されてｆθレンズ１１を通ってマーキング面に集光され
る。そして、集光されたレーザ光１００はガルバノメー
タ７および８の往復回転駆動によって被対象物１２のマ
ーキング面上で走査される。
【０００９】そして、マーキング面上で走査されるレー
ザ光１００によって被対象物１２上に所望のパターンを
マーキングしていた。
ザ光１００によって被対象物１２上に所望のパターンを
マーキングしていた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】樹脂封止された電子部
品にレーザマーキングを行う場合、良好な視認性と浅い
加工深さが望まれる。
品にレーザマーキングを行う場合、良好な視認性と浅い
加工深さが望まれる。
【００１１】従来のビームスキャン式レーザマーキング
装置では、制御装置から送られるＱスイッチ制御信号に
したがって、図６に示すような発振時間が１０μｓに設
定されたＱスイッチパルスレーザ光を用いているが、こ
のレーザ光では、尖頭値が高すぎて、電子部品上のレー
ザ光照射部分を瞬時に気化蒸発させてしまっていた。し
たがって、この尖頭値の高いレーザ光をマーキングに用
いると、図７に示すように加工深さが５０μｍ〜１００
μｍに達してしまい、薄形の電子部品には使用すること
ができないという問題点があった。
装置では、制御装置から送られるＱスイッチ制御信号に
したがって、図６に示すような発振時間が１０μｓに設
定されたＱスイッチパルスレーザ光を用いているが、こ
のレーザ光では、尖頭値が高すぎて、電子部品上のレー
ザ光照射部分を瞬時に気化蒸発させてしまっていた。し
たがって、この尖頭値の高いレーザ光をマーキングに用
いると、図７に示すように加工深さが５０μｍ〜１００
μｍに達してしまい、薄形の電子部品には使用すること
ができないという問題点があった。
【００１２】レーザ光の尖頭値を低く抑える方法とし
て、ＣＷ励起Ｑスイッチパルスレーザ発振装置における
発振周波数を５０ｋＨｚ以上に設定することによって得
られるＣＷ励起レーザに近似したレーザ光をマーキング
に用いる方法が考えられる。しかしながら、この方法で
は、レーザ光の尖頭値の低下にともなってレーザパワー
の低下を招くため、レーザ光の走査速度を落とすことに
よって、そのレーザパワーの不足を補う必要があった。
したがって、レーザ光の走査速度を低下させることによ
ってマーキング処理能力を低下させてしまうという問題
点が依然として残ってしまっていた。
て、ＣＷ励起Ｑスイッチパルスレーザ発振装置における
発振周波数を５０ｋＨｚ以上に設定することによって得
られるＣＷ励起レーザに近似したレーザ光をマーキング
に用いる方法が考えられる。しかしながら、この方法で
は、レーザ光の尖頭値の低下にともなってレーザパワー
の低下を招くため、レーザ光の走査速度を落とすことに
よって、そのレーザパワーの不足を補う必要があった。
したがって、レーザ光の走査速度を低下させることによ
ってマーキング処理能力を低下させてしまうという問題
点が依然として残ってしまっていた。
【００１３】一般に、視認性の向上や加工深さの抑制の
ために、レーザ光の発振周波数や走査速度、さらに、レ
ーザパワー等のレーザマーキング条件を最適なものに設
定する必要がある。特に、マーキングすべき被対象物の
材質や、どのようなマーキング線を描くかによって、そ
れぞれ最適なものに設定しなければならない。そして、
従来のビームスキャン式レーザマーキング装置では、レ
ーザ光の走査速度を一定にしたまま、発振周波数を変化
させて、最適条件を設定していた。
ために、レーザ光の発振周波数や走査速度、さらに、レ
ーザパワー等のレーザマーキング条件を最適なものに設
定する必要がある。特に、マーキングすべき被対象物の
材質や、どのようなマーキング線を描くかによって、そ
れぞれ最適なものに設定しなければならない。そして、
従来のビームスキャン式レーザマーキング装置では、レ
ーザ光の走査速度を一定にしたまま、発振周波数を変化
させて、最適条件を設定していた。
【００１４】しかしながら、この方法では、レーザ光の
照射間隔が発振周波数に反比例して変化するために、レ
ーザ光の照射間隔が疎になって不連続なマーキング線と
なったり、また、レーザ光の照射間隔が密になって必要
以上に深い加工になってしまい、結果として、良好な視
認性および浅い加工深さを有するマーキング線を描くこ
とができないという問題点があった。また、発振周波数
を調整する都度、レーザ光の走査速度を最適化すること
により、上記問題点は解決できるが、この場合、マーキ
ング処理能力を大幅に低下させるという問題点を残して
いた。
照射間隔が発振周波数に反比例して変化するために、レ
ーザ光の照射間隔が疎になって不連続なマーキング線と
なったり、また、レーザ光の照射間隔が密になって必要
以上に深い加工になってしまい、結果として、良好な視
認性および浅い加工深さを有するマーキング線を描くこ
とができないという問題点があった。また、発振周波数
を調整する都度、レーザ光の走査速度を最適化すること
により、上記問題点は解決できるが、この場合、マーキ
ング処理能力を大幅に低下させるという問題点を残して
いた。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明は、ＣＷ励起Ｑスイッチパルス発振レーザ
発振器から出射されるレーザ光を走査してマーキングを
行うビームスキャン式レーザマーキング装置において、
所望の発振周波数を設定するとともに、その発振周波数
の１サイクルにおける発振時間を２０μｓ〜２００μｓ
の範囲内の所望の値に設定する設定手段と、その設定さ
れた発振周波数および発振時間にしたがってＱスイッチ
素子を動作させる制御手段とを備えるものである。ま
た、本発明のビームスキャン式レーザマーキング方法
は、ＣＷ励起Ｑスイッチパルス発振レーザ発振器から出
射されるレーザ光を走査してマーキングを行うビームス
キャン式レーザマーキング方法において、所望の発振周
波数を設定するとともに、その発振周波数の１サイクル
における発振時間を２０μｓ〜２００μｓの範囲内の所
望の値に設定し、その設定された発振周波数および発振
時間にしたがってＱスイッチ素子を動作させて緩和振動
発振を行わせるものである。
めに、本発明は、ＣＷ励起Ｑスイッチパルス発振レーザ
発振器から出射されるレーザ光を走査してマーキングを
行うビームスキャン式レーザマーキング装置において、
所望の発振周波数を設定するとともに、その発振周波数
の１サイクルにおける発振時間を２０μｓ〜２００μｓ
の範囲内の所望の値に設定する設定手段と、その設定さ
れた発振周波数および発振時間にしたがってＱスイッチ
素子を動作させる制御手段とを備えるものである。ま
た、本発明のビームスキャン式レーザマーキング方法
は、ＣＷ励起Ｑスイッチパルス発振レーザ発振器から出
射されるレーザ光を走査してマーキングを行うビームス
キャン式レーザマーキング方法において、所望の発振周
波数を設定するとともに、その発振周波数の１サイクル
における発振時間を２０μｓ〜２００μｓの範囲内の所
望の値に設定し、その設定された発振周波数および発振
時間にしたがってＱスイッチ素子を動作させて緩和振動
発振を行わせるものである。
【００１６】さらに、マーキングすべき電子部品の樹脂
の種類によって、発振周波数の１サイクルにおける発振
時間を所望の値に可変設定することによって、加工深さ
および視認性を最適なものにすることができる。
の種類によって、発振周波数の１サイクルにおける発振
時間を所望の値に可変設定することによって、加工深さ
および視認性を最適なものにすることができる。
【００１７】発振周波数およびその発振周波数の１サイ
クルにおける発振時間は、具体的に、発振周波数は、５
〜５０ｋＨｚの範囲内の所望の値に固定し、発振時間
は、２０μｓ〜２００μｓの範囲内の所望の値に可変設
定することができる。
クルにおける発振時間は、具体的に、発振周波数は、５
〜５０ｋＨｚの範囲内の所望の値に固定し、発振時間
は、２０μｓ〜２００μｓの範囲内の所望の値に可変設
定することができる。
【００１８】
【実施例】次に、本発明の一実施例について図面を参照
して詳細に説明する。
して詳細に説明する。
【００１９】本実施例は、通常のＱスイッチパルスに続
いて副パルスを発生させるように、レーザ光の発振周波
数の１サイクルにおける発振時間を所望の値に可変設定
する手段を備えたビームスキャン式レーザマーキング装
置である。ただし、本実施例では、発振周波数および走
査速度は一定のままである。
いて副パルスを発生させるように、レーザ光の発振周波
数の１サイクルにおける発振時間を所望の値に可変設定
する手段を備えたビームスキャン式レーザマーキング装
置である。ただし、本実施例では、発振周波数および走
査速度は一定のままである。
【００２０】図１は、本実施例の構成を示す図である
が、本実施例のビームスキャン式レーザマーキング装置
は、図５に示した従来のビームスキャン式レーザマーキ
ング装置の構成とその大部分が同一であり、超音波Ｑス
イッチ素子の制御に特徴があるため重複部分の説明は省
略する。
が、本実施例のビームスキャン式レーザマーキング装置
は、図５に示した従来のビームスキャン式レーザマーキ
ング装置の構成とその大部分が同一であり、超音波Ｑス
イッチ素子の制御に特徴があるため重複部分の説明は省
略する。
【００２１】設定手段４は、マーキングすべき電子部品
の樹脂に応じて、所望のパルス幅を設定し、そのパルス
幅を有する制御信号を制御装置３に出力する。制御装置
３は、設定手段４から送られた制御信号のパルス幅に応
じたオフ時間のＱスイッチパルス制御信号を超音波Ｑス
イッチ素子２に出力する。超音波Ｑスイッチ素子２は、
そのＱスイッチパルス制御信号に同期して動作し、Ｑス
イッチ制御信号がオフのときにレーザが発振され、Ｑス
イッチパルスレーザ光１００が出力される。つまり、設
定手段４で設定されるパルス幅は、レーザ光１００の発
振時間に対応している。また、設定手段４では、発振周
波数も所望の値に固定できるものとする。
の樹脂に応じて、所望のパルス幅を設定し、そのパルス
幅を有する制御信号を制御装置３に出力する。制御装置
３は、設定手段４から送られた制御信号のパルス幅に応
じたオフ時間のＱスイッチパルス制御信号を超音波Ｑス
イッチ素子２に出力する。超音波Ｑスイッチ素子２は、
そのＱスイッチパルス制御信号に同期して動作し、Ｑス
イッチ制御信号がオフのときにレーザが発振され、Ｑス
イッチパルスレーザ光１００が出力される。つまり、設
定手段４で設定されるパルス幅は、レーザ光１００の発
振時間に対応している。また、設定手段４では、発振周
波数も所望の値に固定できるものとする。
【００２２】次に、本実施例の動作について図１、図２
および図３を参照して説明する。
および図３を参照して説明する。
【００２３】まず、マーキングすべき電子部品の樹脂の
種類（例えば、カーボンの含有率等）に基づいて、超音
波Ｑスイッチ素子２で制御されるレーザ光１００の発振
周波数およびその発振時間を例えば、それぞれ２０ｋＨ
ｚおよび５０μｓに設定するために、設定手段４から周
波数２０ｋＨｚでパルス幅５０μｓの制御信号が制御装
置３に出力される。ここで、図２（Ａ）は、設定手段４
から出力される制御信号の波形図である。制御装置３
は、設定手段４から出力された制御信号に基づいて、図
２（Ｂ）に示す波形のＱスイッチ制御信号を超音波Ｑス
イッチ素子２に出力する。超音波Ｑスイッチ素子２がＱ
スイッチ制御信号にしたがって動作することによって、
図２（Ｃ）に示す波形のＱスイッチレーザパルス、つま
り、発振周波数２０ｋＨｚかつ発振時間５０μｓの場合
のレーザパルスが発振される。発振されるレーザパルス
の波形は、発振時間５０μｓが通常の発振時間１０μｓ
と比べて長いために、ＣＷ励起Ｑスイッチパルス発振レ
ーザの特性上、主パルスＰ１に続いて緩和振動発振と呼
ばれる複数個の副パルスＰ２が発生する。また、それぞ
れのパルスの尖頭値は従来のパルスのように急峻とはな
らない。そして、図２（Ｃ）に示すパルス波形のレーザ
光１００を走査することによって、電子部品の樹脂面に
所望のパターンをマーキングする。
種類（例えば、カーボンの含有率等）に基づいて、超音
波Ｑスイッチ素子２で制御されるレーザ光１００の発振
周波数およびその発振時間を例えば、それぞれ２０ｋＨ
ｚおよび５０μｓに設定するために、設定手段４から周
波数２０ｋＨｚでパルス幅５０μｓの制御信号が制御装
置３に出力される。ここで、図２（Ａ）は、設定手段４
から出力される制御信号の波形図である。制御装置３
は、設定手段４から出力された制御信号に基づいて、図
２（Ｂ）に示す波形のＱスイッチ制御信号を超音波Ｑス
イッチ素子２に出力する。超音波Ｑスイッチ素子２がＱ
スイッチ制御信号にしたがって動作することによって、
図２（Ｃ）に示す波形のＱスイッチレーザパルス、つま
り、発振周波数２０ｋＨｚかつ発振時間５０μｓの場合
のレーザパルスが発振される。発振されるレーザパルス
の波形は、発振時間５０μｓが通常の発振時間１０μｓ
と比べて長いために、ＣＷ励起Ｑスイッチパルス発振レ
ーザの特性上、主パルスＰ１に続いて緩和振動発振と呼
ばれる複数個の副パルスＰ２が発生する。また、それぞ
れのパルスの尖頭値は従来のパルスのように急峻とはな
らない。そして、図２（Ｃ）に示すパルス波形のレーザ
光１００を走査することによって、電子部品の樹脂面に
所望のパターンをマーキングする。
【００２４】ここで、樹脂の種類が異なる電子部品に対
してマーキングを行うとすると、設定手段４から出力さ
れる制御信号のパルス幅を例えば、図３（Ａ）に示すよ
うな８０μｓに設定する（周波数は２０ｋＨｚで一
定）。制御装置３は、設定手段４から出力される制御信
号に基づいて、図３（Ｂ）に示す波形のＱスイッチ制御
信号を超音波Ｑスイッチ素子２に出力する。超音波Ｑス
イッチ素子２がＱスイッチ制御信号にしたがって動作す
ることによって、図３（Ｃ）に示す波形のＱスイッチレ
ーザパルス、つまり、発振周波数２０ｋＨｚかつ発振時
間８０μｓの場合のレーザパルスが発振される。この場
合に発振されるレーザパルス波形においても、発振時間
が５０μｓの場合と同様に主パルスに続いて複数個の副
パルスが発生している。このパルス波形を有するレーザ
光１００を走査することによって、電子部品の樹脂面に
所望のパターンをマーキングする。
してマーキングを行うとすると、設定手段４から出力さ
れる制御信号のパルス幅を例えば、図３（Ａ）に示すよ
うな８０μｓに設定する（周波数は２０ｋＨｚで一
定）。制御装置３は、設定手段４から出力される制御信
号に基づいて、図３（Ｂ）に示す波形のＱスイッチ制御
信号を超音波Ｑスイッチ素子２に出力する。超音波Ｑス
イッチ素子２がＱスイッチ制御信号にしたがって動作す
ることによって、図３（Ｃ）に示す波形のＱスイッチレ
ーザパルス、つまり、発振周波数２０ｋＨｚかつ発振時
間８０μｓの場合のレーザパルスが発振される。この場
合に発振されるレーザパルス波形においても、発振時間
が５０μｓの場合と同様に主パルスに続いて複数個の副
パルスが発生している。このパルス波形を有するレーザ
光１００を走査することによって、電子部品の樹脂面に
所望のパターンをマーキングする。
【００２５】本実施例では、発振周波数を２０ｋＨｚに
固定し、発振時間を５０μｓから８０μｓに変化させて
所望のパルス波形を有するレーザ光を発振させて電子部
品の樹脂面にマーキングを行っているが、発振周波数お
よび発振時間は、これらの値に限定されるものではな
く、発振周波数は５〜５０ｋＨｚの範囲内の所望の値に
固定することが可能であり、また、発振時間は２０〜２
００μｓの範囲内で変更設定させてもかまわない。つま
り、発振周波数を５〜５０ｋＨｚの範囲内から所定の値
を選択して固定し、その発振周波数の１サイクルにおけ
る発振時間１０μｓから徐々に長くしていき、発振時間
として２０〜２００μｓの範囲内の値を設定すると、前
述のような緩和振動発振による副パルスがその発振時間
内に発生することになる。
固定し、発振時間を５０μｓから８０μｓに変化させて
所望のパルス波形を有するレーザ光を発振させて電子部
品の樹脂面にマーキングを行っているが、発振周波数お
よび発振時間は、これらの値に限定されるものではな
く、発振周波数は５〜５０ｋＨｚの範囲内の所望の値に
固定することが可能であり、また、発振時間は２０〜２
００μｓの範囲内で変更設定させてもかまわない。つま
り、発振周波数を５〜５０ｋＨｚの範囲内から所定の値
を選択して固定し、その発振周波数の１サイクルにおけ
る発振時間１０μｓから徐々に長くしていき、発振時間
として２０〜２００μｓの範囲内の値を設定すると、前
述のような緩和振動発振による副パルスがその発振時間
内に発生することになる。
【００２６】次に、本実施例の如く、主パルスに続いて
複数個の副パルスを有するレーザ光を用いて電子部品の
樹脂面にレーザマーキングを行った場合のマーキング線
の状態について図４を参照して説明する。
複数個の副パルスを有するレーザ光を用いて電子部品の
樹脂面にレーザマーキングを行った場合のマーキング線
の状態について図４を参照して説明する。
【００２７】図２（Ｃ）や図３（Ｃ）のような主パルス
および副パルスが発生するレーザ光を電子部品の樹脂面
に照射すると、樹脂の気化蒸発が抑えられ、逆に、樹脂
が加熱溶解する割合が増大するために、樹脂に含まれて
いる表面近くのカーボンが樹脂との比重の違いにより樹
脂表面に析出する。そして、図４（Ａ）および（Ｂ）に
示すように、析出したカーボンを樹脂面から除去すると
脱色した変色層１３が現れ、レーザ光が照射されない樹
脂部分と明瞭なコントラストが得られる。したがって、
マーキングの視認性が格段に向上することになる。ま
た、本実施例では、樹脂の気化蒸発が少なく、かつ樹脂
表面のカーボンが除去されるマーキング加工となるの
で、加工深さも抑制できる。
および副パルスが発生するレーザ光を電子部品の樹脂面
に照射すると、樹脂の気化蒸発が抑えられ、逆に、樹脂
が加熱溶解する割合が増大するために、樹脂に含まれて
いる表面近くのカーボンが樹脂との比重の違いにより樹
脂表面に析出する。そして、図４（Ａ）および（Ｂ）に
示すように、析出したカーボンを樹脂面から除去すると
脱色した変色層１３が現れ、レーザ光が照射されない樹
脂部分と明瞭なコントラストが得られる。したがって、
マーキングの視認性が格段に向上することになる。ま
た、本実施例では、樹脂の気化蒸発が少なく、かつ樹脂
表面のカーボンが除去されるマーキング加工となるの
で、加工深さも抑制できる。
【００２８】さらに、設定手段４から出力される制御信
号のパルス幅を例えば、５０μｓから８０μｓのごとく
長く変更設定すると、結果として発振時間も長くなり、
発振されるレーザ光の主パルスの尖頭値が低くなるとも
に副パルスの数が増える。したがって、このレーザ光を
照射された樹脂の加熱溶解は、パルス幅が短い場合と比
較してさらに促進され、析出するカーボンの量も増大す
る。一方、図４（Ｂ）に示すように、気化蒸発する樹脂
の量は、図４（Ａ）に示す発振時間５０μｓの場合と比
較して減少するため、結果として、良好な視認性を維持
しつつ、加工深さがより浅いマーキングを行うことがで
きる。このように、設定手段４により、制御信号のパル
ス幅を変更する、つまり、レーザ光の発振時間を変更す
ることにより、マーキング線の加工深さを調整すること
ができる。また、このようにレーザ光の発振時間を変更
することによって、樹脂の気化蒸発量を制御できるの
で、マーキング線の幅も制御できることは言うまでもな
い。
号のパルス幅を例えば、５０μｓから８０μｓのごとく
長く変更設定すると、結果として発振時間も長くなり、
発振されるレーザ光の主パルスの尖頭値が低くなるとも
に副パルスの数が増える。したがって、このレーザ光を
照射された樹脂の加熱溶解は、パルス幅が短い場合と比
較してさらに促進され、析出するカーボンの量も増大す
る。一方、図４（Ｂ）に示すように、気化蒸発する樹脂
の量は、図４（Ａ）に示す発振時間５０μｓの場合と比
較して減少するため、結果として、良好な視認性を維持
しつつ、加工深さがより浅いマーキングを行うことがで
きる。このように、設定手段４により、制御信号のパル
ス幅を変更する、つまり、レーザ光の発振時間を変更す
ることにより、マーキング線の加工深さを調整すること
ができる。また、このようにレーザ光の発振時間を変更
することによって、樹脂の気化蒸発量を制御できるの
で、マーキング線の幅も制御できることは言うまでもな
い。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、レー
ザ光の発振周波数および走査速度を固定し、発振周波数
の１サイクルにおける発振時間だけを最適な値に可変設
定しているので、レーザ光の照射間隔を最適なものとす
ることができるとともに、薄形の電子部品にマーキング
できる程度の浅い加工深さおよび良好な視認性を実現し
ている。
ザ光の発振周波数および走査速度を固定し、発振周波数
の１サイクルにおける発振時間だけを最適な値に可変設
定しているので、レーザ光の照射間隔を最適なものとす
ることができるとともに、薄形の電子部品にマーキング
できる程度の浅い加工深さおよび良好な視認性を実現し
ている。
【００３０】さらに、発振時間を調整することによっ
て、電子部品の樹脂の種類が変わっても、マーキングの
品質および生産能力を落とすことなく、最適なマーキン
グ加工条件を容易に設定することができる。
て、電子部品の樹脂の種類が変わっても、マーキングの
品質および生産能力を落とすことなく、最適なマーキン
グ加工条件を容易に設定することができる。
【図１】本発明の一実施例の構成を示す図であり、
（Ａ）は、その平面図であり、（Ｂ）は、その側面図で
ある。
（Ａ）は、その平面図であり、（Ｂ）は、その側面図で
ある。
【図２】図１における超音波Ｑスイッチ素子の制御とそ
れにともなうレーザ光のパルス波形を示す図であり、
（Ａ）は、制御信号を示す波形図であり、（Ｂ）は、Ｑ
スイッチ制御信号を示す波形図であり、（Ｃ）は、レー
ザ光のパルス波形を示す図である。ただし、制御信号の
パルス幅は５０μｓに設定されている。
れにともなうレーザ光のパルス波形を示す図であり、
（Ａ）は、制御信号を示す波形図であり、（Ｂ）は、Ｑ
スイッチ制御信号を示す波形図であり、（Ｃ）は、レー
ザ光のパルス波形を示す図である。ただし、制御信号の
パルス幅は５０μｓに設定されている。
【図３】図１における超音波Ｑスイッチ素子の制御とそ
れにともなうレーザ光のパルス波形を示す図であり、
（Ａ）は、制御信号を示す波形図であり、（Ｂ）は、Ｑ
スイッチ制御信号を示す波形図であり、（Ｃ）は、レー
ザ光のパルス波形を示す図である。ただし、制御信号の
パルス幅は８０μｓに設定されている。
れにともなうレーザ光のパルス波形を示す図であり、
（Ａ）は、制御信号を示す波形図であり、（Ｂ）は、Ｑ
スイッチ制御信号を示す波形図であり、（Ｃ）は、レー
ザ光のパルス波形を示す図である。ただし、制御信号の
パルス幅は８０μｓに設定されている。
【図４】本発明の一実施例によって描かれたマーキング
線の状態を示す図であり、（Ａ）は、発振時間５０μｓ
の場合の加工状態を示し、（Ｂ）は、発振時間８０μｓ
の場合の加工状態を示す。
線の状態を示す図であり、（Ａ）は、発振時間５０μｓ
の場合の加工状態を示し、（Ｂ）は、発振時間８０μｓ
の場合の加工状態を示す。
【図５】従来のビームスキャン式レーザマーキング装置
の構成を示す図であり、（Ａ）は、その平面図であり、
（Ｂ）は、その側面図である。
の構成を示す図であり、（Ａ）は、その平面図であり、
（Ｂ）は、その側面図である。
【図６】図５におけるレーザ光のパルス波形およびＱス
イッチ制御信号の各波形図を示し、（Ａ）は、Ｑスイッ
チ制御信号を示す波形図である、（Ｂ）は、超音波Ｑス
イッチ素子の動作タイミングを示す図であり、（Ｃ）
は、レーザ光のパルス波形を示す図である。
イッチ制御信号の各波形図を示し、（Ａ）は、Ｑスイッ
チ制御信号を示す波形図である、（Ｂ）は、超音波Ｑス
イッチ素子の動作タイミングを示す図であり、（Ｃ）
は、レーザ光のパルス波形を示す図である。
【図７】従来のビームスキャン式レーザマーキング装置
によって描かれたマーキング線の状態を示す図である。
によって描かれたマーキング線の状態を示す図である。
１ レーザ発振器 ２ 超音波Ｑスイッチ素子 ３ 制御装置 ４ 設定手段 ５ 光軸調整ミラー ６ ビームエキスパンダ ７、８ ガルバノメータ ９、１０ スキャナミラー １１ ｆθレンズ １２ 被対象物
Claims (6)
- 【請求項１】 ＣＷ励起Ｑスイッチパルス発振レーザ発
振器から出射されるレーザ光を走査してマーキングを行
うビームスキャン式レーザマーキング方法において、 所望の発振周波数を設定するとともに、その発振周波数
の１サイクルにおける発振時間を２０μｓ〜２００μｓ
の範囲内の所望の値に設定し、 その設定された発振周波数および発振時間にしたがって
Ｑスイッチ素子を動作させて緩和振動発振を行わせるこ
とを特徴とするビームスキャン式レーザマーキング方
法。 - 【請求項２】 設定された前記発振周波数および発振時
間にしたがって前記Ｑスイッチを動作させることによっ
て、前記発振時間内に主パルスおよび該第１のパルスよ
りも尖頭値が低い複数の副パルスとを含むパルス状のレ
ーザ光がレーザ発振器から出射され、 前記発振時間内で前記主パルスおよび副パルスを含むパ
ルス状のレーザ光が出射されている間、前記発振周波数
は所望の値に固定されたままである ことを特徴とする前
記請求項１に記載のビームスキャン式レーザマーキング
方法。 - 【請求項３】 前記レーザ発振器から出射されるパルス
状のレーザ光を走査することによって加工される被加工
物の種類に応じて、前記発振時間を変更し、前記発振時
間内に発生する副パルスの数を変化させることを特徴と
する前記請求項２に記載のビームスキャン式レーザマー
キング方法。 - 【請求項４】 前記レーザ発振器から出射されるパルス
状のレーザ光を走査することによって加工される被加工
物に含有されるカーボン成分の含有率に応じて、前記発
振時間を変更し、前記発振時間内に発生する副パルスの
数および前記主パルスの尖頭値を変化させることを特徴
とする前記請求項２に記載のビームスキャン式レーザマ
ーキング方法。 - 【請求項５】 ＣＷ励起Ｑスイッチパルス発振レーザ発
振器から出射されるレーザ光を走査してマーキングを行
うビームスキャン式レーザマーキング装置において、 所望の発振周波数を設定するとともに、その発振周波数
の１サイクルにおける 発振時間を２０μｓ〜２００μｓ
の範囲内の所望の値に設定する設定手段と、その設定さ
れた発振周波数および発振時間にしたがってＱスイッチ
素子を動作させる制御手段とを備えることを特徴とする
ビームスキャン式レーザマーキング装置。 - 【請求項６】 前記設定手段は、 前記レーザ発振器から出射されるレーザ光を走査するこ
とによって加工される被加工物に含有されるカーボン成
分の含有率に応じて、前記発振時間を前記範囲内におい
て可変設定することを特徴とする前記請求項５に記載の
ビームスキャン式レーザマーキング装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6283570A JP2682475B2 (ja) | 1994-11-17 | 1994-11-17 | ビームスキャン式レーザマーキング方法および装置 |
| US08/558,780 US5719372A (en) | 1994-11-17 | 1995-11-16 | Laser marking system and method using controlled pulse width of Q-switch |
| DE19542973A DE19542973C2 (de) | 1994-11-17 | 1995-11-17 | Verfahren und Einrichtung zum Markieren von Werkstücken mittels Laserstrahl |
| KR1019950041960A KR0185231B1 (ko) | 1994-11-17 | 1995-11-17 | 큐 스위치의 제어된 펄스 폭을 사용하는 레이저 마아킹 시스템 및 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6283570A JP2682475B2 (ja) | 1994-11-17 | 1994-11-17 | ビームスキャン式レーザマーキング方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08141758A JPH08141758A (ja) | 1996-06-04 |
| JP2682475B2 true JP2682475B2 (ja) | 1997-11-26 |
Family
ID=17667242
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6283570A Expired - Fee Related JP2682475B2 (ja) | 1994-11-17 | 1994-11-17 | ビームスキャン式レーザマーキング方法および装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5719372A (ja) |
| JP (1) | JP2682475B2 (ja) |
| KR (1) | KR0185231B1 (ja) |
| DE (1) | DE19542973C2 (ja) |
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