(57)【要約】【課題】マーキング対象物が横振れを起こす要因を取り除き、安定かつ高精度なマーク表記を可能にする。【解決手段】多連リードフレーム７あるいはプラスチック基板に対してレーザマーキングを行う場合、多連リードフレーム７あるいはプラスチック基板の仕上がりのばらつき、あるいはガイドレール１の隙間のばらつきで生じる横方向のブレを防止するため、マーキング装置であるレーザ加工装置３を回転ドラム構造にして、多連リードフレーム７をドラム形状の前記レーザ加工装置３の回転方向の側面にて保持し、回転しながらマーキングを行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を発振出力するレーザ発振器と、前記レーザ光を所望のパターンに表示可能にするパターンマスクと、前記レーザ光の偏向器と、マーキング対象物を所定位置に搬送する搬送装置とを備えたレーザマーキング装置において、
マーキング対象物を格納元のカートリッジから送り出す送出搬送装置と、マーキング対象物をドラム側面へ固定する枠を有する回転ドラム型のレーザ加工装置と、前記ドラム型のレーザ加工装置を支えるフレームと、前記レーザ加工装置から、格納先のカートリッジへ搬送するための格納搬送装置と、前記レーザ加工装置の内部に設けられてマーキング対象物を検知するセンサとを備えたことを特徴とするレーザマーキング装置。
【請求項２】
前記レーザ加工装置の側面にマーキング対象物の形状に合わせてレーザ照射用の切抜き部材を設け、前記切抜き部材にレーザ光を集光する焦点レンズを設けたことを特徴とする請求項１記載のレーザマーキング装置。
【請求項３】
前記パターンマスクを透過したレーザ光の方向を偏向する反射器と、前記反射器で偏向されたレーザ光を全回転方向へ個々に分光する分光器と、前記分光器を回転駆動する回転装置とを備えたことを特徴とする請求項１記載のレーザマーキング装置。
【請求項４】
前記分光器において、入射するレーザ光を、マーキングに使用するレーザ光と、マーキング対象物を検知するセンサに入射するレーザ光とに分割する分割器を備えたことを特徴とする請求項３記載のレーザマーキング装置。
【請求項５】
請求項１記載の回転ドラム型のレーザ加工装置を並列に複数個設置し、１つのレーザ発振器から発振出力するレーザ光のタイミングごとに、レーザ光を分割する分割器と、レーザ分光器と、前記レーザ分光器とをそれぞれ並列に設置し、複数個並列にマーキング対象物が配置された多連リードフレームを搬送する搬送装置を備えたことを特徴とするレーザマーキング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザマーキング装置に係り、特に半導体装置の製造工程において多連リードフレームあるいはプラスチック基板に形成された複数個のパッケージに品種名などのマークをレーザ照射により表記するマーキング工程に有効な装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体装置の製造工程において、多連リードフレームあるいはプラスチック基板に形成された複数個のパッケージに、品種などのマークをレーザ照射により表記するレーザマーキング装置として、多連リードフレームあるいはプラスチック基板を一方向に誘導するガイドレールに沿って搬送装置を備え、多連リードフレームあるいはプラスチック基板に、その位置を基準とするための位置検知センサ用の孔などを設けて、パッケージの搬送位置とレーザ照射位置の調整、および照射タイミングの同期を行い、レーザマークのずれあるいはマーキングミスの発生を防止するようにした構成のレーザマーキング装置がある（特許文献１参照）。
【０００３】
図１２は前記従来のレーザマーキング装置を示す構成図であり、４０はレーザ照射装置、４１は多連リードフレーム、４２は樹脂封止パッケージ、４５はガイドシール、４６は送りねじ軸、４７はパルスモータ、４８はねじ部材、４９は送り爪、５０はレーザ発振器、５１はマスク、５２はコントローラ、５３はホトセンサ、５４はマーキングステージ、５５は反射鏡、５６はフォーカスレンズ、５７はレーザ光である。
【特許文献１】特開平５−３２６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記従来のレーザマーキング装置では、多連リードフレームあるいはプラスチック基板の搬送において、ガイドレール上に沿って多連リードフレームあるいはプラスチック基板が、一方向に移動する際、多連リードフレームあるいはプラスチック基板の成型の仕上がり精度のばらつき、ガイドレールの構成精度のばらつき、また経年変化によるガイド磨耗による隙間の拡大など、多連リードフレームあるいはプラスチック基板の搬送中に、搬送方向に向かって横方向に僅かなブレを生じさせる要因が幾つか存在する。
【０００５】
前記のように搬送方向に向かって横方向のブレが大きくなれば、レーザマークのずれが生じやすくなり、ひいては半導体装置のパッケージ外観品質の低下を発生させる問題がある。
【０００６】
また、前記のような問題を防止するために、マーキング対象物ごとにリードフレームあるいはプラスチック基板を一個送るたびに移動を停止させて、レーザマークを行う方法もあるが、これにしても量産ラインで実施する場合、総工程時間を増大させるという問題がある。
【０００７】
本発明は、前記従来の問題を解決し、マーキング対象物が横振れを起こす要因が取り除かれ、安定かつ高精度なマーク表記が可能なレーザマーキング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】
【０００８】
前記目的を達成するため、本発明は、多連リードフレームあるいはプラスチック基板のレーザマーキングを行う場合、多連リードフレームあるいはプラスチック基板の仕上がりばらつき、あるいはガイドレール隙間のばらつきにより生じる横方向のブレを防止するため、マーキングを行うレーザ加工装置を回転ドラム構造にして、リードフレームをレーザ加工装置の回転方向の側面に固定し、回転しながらマーキングを行うことにより、多連リードフレームあるいはプラスチック基板の仕上がりのばらつき、あるいはガイドレール隙間のばらつきにより、マーキング対象物が横ブレを起こす要因が取り除かれ、安定かつ高精度なマーク表記が可能になる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ガイドレール隙間のばらつきにより生じる移動時の横方向の振れが構造的に発生しなくなり、安定した構造になり、かつマークの仕上がりも高精度でマーク外観も高品質を確保することができる。また、これと同時にマーキングを行いながらレーザ加工装置のドラムが回転し、多連リードフレームあるいはプラスチック基板を移動することが可能なため、量産ラインでの総工程時間を増大させることもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１１】
（実施形態１）
図１は本発明の実施形態１を説明するためのレーザマーキング装置の正面図、図２は実施形態１のレーザマーキング装置の背面図、図３は実施形態１のレーザマーキング装置の左側面図、図４は実施形態１のレーザマーキング装置の右側面図、図５は実施形態１における搬送ユニット部分を示す構成図、図６は実施形態１におけるマーキングステージ部分を示す構成図、図７は実施形態１におけるレーザ加工装置の外観説明図、図８は図７における縦断面図、図９（ａ）は図７のレーザ加工装置の内部構造を示す断面図、図９（ｂ）は図９（ａ）のＡ部の拡大説明図である。
【００１２】
図１〜図４において、多連リードフレーム７は、リードフレーム収納ケースガイド９にて供給元と収納先とに分かれて、配置されている供給元リードフレーム収納ケース６と収納先リードフレーム収納ケース１０とのいずれかに収納されている。
【００１３】
例えばリードフレーム収納ケース６から供給された多連リードフレーム７は、図５に示すガイドレール１に沿ってモータなどを動力とする搬送ユニット１９に設けられている送り爪４により引き出されて前記レーザ加工機３に移動する。レーザ加工装置３は、ドラム形状をしており、本体台５と回転支持フレーム２とガイドレール１が一体になっている。
【００１４】
レーザ加工装置３は、回転可能な構成であって、回転方向の側面のマーキングステージ１２へリードフレームを固定するための固定枠１３が設けられている。
【００１５】
前記多連リードフレーム７は、ガイドレール１から搬送ユニット１９と送り爪４でレーザ加工装置３まで移動され、固定枠１３によりレーザ加工装置３のマーキングステージ１２にて保持される。レーザ加工装置３は、多連リードフレーム７を保持し回転しながら、収納先リードフレーム収納ケース１０のガイドレール１に移動させ、多連リードフレーム７を、搬送ユニット１９と送り爪４とにより収納先のリードフレーム収納ケース１０に移動し収納する。
【００１６】
前記一連の搬送動作は、供給元のリードフレーム収納ケース１０内に多連リードフレーム７が収納されている数に応じて繰り返される。
【００１７】
図６に示すように、保持された多連リードフレーム７のマーキング対象物となるパッケージ８は、マーキングステージ１２に設けられているワーク孔２０と同位置に重なるように配置されている。
【００１８】
図７に示すように、レーザ加工装置３の側面にワーク孔２０が複数設けられており、このワーク孔２０は、マーキング対象とするパッケージ８が多連リードフレーム７上に配置される数に応じて変更され、その形状も任意に変更することが可能である。
【００１９】
図８はレーザ加工装置３の内部構造を示しており、ワーク孔２０のそれぞれにフォーカスレンズ２１が設けられている。これらフォーカスレンズ２１と、ワーク孔２０と、マーキング対象物となるパッケージ８と、多連リードフレーム７とのそれぞれの位置精度は、従来技術にあるマーキング装置の一般的な構造のものより、高精度に保持することが可能となる。
【００２０】
次に本実施形態によるレーザマーキングの製造方法について説明する。
【００２１】
まず、図３，図４に示すレーザ発信器１６から発振出力されたレーザ光２４は、ビームエキスパンダー１７でレーザ光を補正し、レーザパターンマスク１８を透過して、図９に示すレーザ走査レンズ２２により分光器２３に入射する。分光器２３は、パッケージ８の表面にレーザマーキングを施すマーキング用のレーザ光２５と、マーキングの位置を検知させるための微弱な位置検知用のレーザ光２６とに、レーザ光の機能特性の違い別に分けるために、波長の違いにより透過率の異なる２層の反射鏡構造になっているレーザ分割器２８を内蔵している。これらはレーザ光の方向を任意に変えるための偏向器としての機能も兼ねている。
【００２２】
レーザ分割器２８において、レーザ光の特性の違い別に分割され、かつ分光器２３から出射するマーキング用のレーザ光２５と、レーザ対象位置検知用の微弱なレーザ光２６とは、マーキング対象位置を図６に示す位置検知センサ３０で検知され、この検知に基づいてパッケージ８に対してレーザ光を照射し、所望のマークのマーキングを順次行う。
【００２３】
このとき分光器２３は、内蔵されているモータ２７によりレーザ加工装置３と回転速度を同期させる。また非同期であっても動作させることが可能になっており、非同期の場合はレーザ加工装置３を回転させた状態でも、供給元のリードフレーム収納ケース１０から多数の多連リードフレーム７を連続的に移動させ、短時間に大量のマーク対象物を高品質なマーク外観でマーキングすることが可能となる。
【００２４】
（実施形態２）
図１０は本発明の実施形態２を説明するためのレーザマーキング装置の要部を示す構成図、図１１は実施形態２におけるリードフレームを示す図であり、実施形態１にて説明した多連リードフレーム対応のレーザ加工装置３の他に、図１１に示すように、パッケージ８が並列に配置されている形状のリードフレーム（以下、多連マトリクスリードフレームと記す）に対応させるための構成になっている。
【００２５】
図１０において、多連マトリクスリードフレーム２９に対応させるための並列ドラム型レーザ加工装置３１であって、実施形態１と異なる部分について説明すると、並列ドラム型レーザ加工装置３１は、実施形態１にて説明したレーザ加工装置３を並列に配置した形状であり、ワーク孔３８と一対の分光器３３，３４は、前記レーザ加工装置３を並列に配置させた数に合わせて増やすことが可能である。本例ではマトリクスリードフレーム２９の大きさに合わせて並列用ガイドレール３７を拡大し、搬送ユニットもそれに伴い大型化している。これら以外の構成は実施形態１と構造は共通であって、各部において転用が可能になっている。
【００２６】
次に、マーキングの製造工程を説明する。多連マトリクスリードフレーム２９は、実施形態１と同様に搬送ユニットで搬送され、固定枠３６で並列ドラム型加工装置３１に保持される。実施形態１と同様に図３，図４のレーザ発信器１６から発信出力されたレーザ光３５は、ビームエキスパンダー１７とレーザパターンマスク１８を透過して、レーザ走査レンズ３２により分光器３３，３４に入射する。
【００２７】
このとき、レーザ発振器１６は決められた所定の時間の間隔でタイミングよくレーザ光を出射させ、ビームエキスパンダー１７でタイミングごとにレーザ光の波長，照射量を補正し、両分光器３３，３４に交互にレーザ光を入射させる。この動作は実施形態１と異なっている。
【００２８】
そして、マーク対象物のパッケージ８は、分光器３３，３４からの位置検知用のレーザ光による位置検知を受けながら、マーキング用のレーザ光でマーキングされる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明に係るレーザマーキング装置は、多連リードフレームあるいはプラスチック基板に形成された複数個のパッケージに対して品種に係るマークなどをレーザ照射して表記する際に、高精度なマーキングおよび短時間で大量生産することが要求されるマーキング装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態１を説明するためのレーザマーキング装置の正面図
【図２】実施形態１のレーザマーキング装置の背面図
【図３】実施形態１のレーザマーキング装置の左側面図
【図４】実施形態１のレーザマーキング装置の右側面図
【図５】実施形態１における搬送ユニット部分を示す構成図
【図６】実施形態１におけるマーキングステージ部分を示す構成図
【図７】実施形態１におけるレーザ加工装置の外観説明図
【図８】図７における縦断面図
【図９】（ａ）は図７のレーザ加工装置の内部構造を示す断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ部の拡大説明図
【図１０】本発明の実施形態２を説明するためのレーザマーキング装置の要部を示す構成図
【図１１】実施形態２におけるリードフレームを示す図
【図１２】従来のレーザマーキング装置を示す構成図
【符号の説明】
【００３１】
１  ガイドレール
２  回転支持フレーム
３  レーザ加工装置
４  送り爪
５  本体台
６，１０  リードフレーム収納ケース
７  多連リードフレーム
８  パッケージ
９  リードフレーム収納ケースガイド
１１  レーザユニットカバー
１２  マーキングステージ
１３，３６  固定枠
１６  レーザ発振器
１７  ビームエキスパンダー
１８  レーザパターンマスク
１９  搬送ユニット
２０，３８  ワーク孔
２１  フォーカスレンズ
２２，３２  レーザ走査レンズ
２３，３３，３４  分光器
２４，２５，２６，３５  レーザ光
２８  レーザ分割器
２９  多連マトリクスリードフレーム
３１  並列ドラム型レーザ加工装置
３７  並列用ガイドレール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2005317726.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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