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。JP.【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。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。complicated.【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。mask.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。reduced.【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。order.【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。object.【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。CW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。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。1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。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。8.【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。[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。desired.【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。50Myuemu~100μm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。used.【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。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。power.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。beam.【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。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。And,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。condition.【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。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。frequency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。time発振を行わせるものである。oscillation.【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。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。drawings.【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。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。constant.【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。omitted.【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。2,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。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。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。2および図3を参照して説明する。20kHz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。4から出力される制御信号の波形図である。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。signal,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。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。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。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。component.【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。20-200μsの範囲内で変更設定させてもかまわない。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。time.【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。explained.【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。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。Therefore,マーキングの視認性が格段に向上することになる。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。result,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。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。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。component.【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。invention,(A)は、その平面図であり、(B)は、その側面図である。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。制御信号のパルス幅は50μsに設定されている。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。制御信号のパルス幅は80μsに設定されている。80μsの場合の加工状態を示す。thereof,(B)は、その側面図である。(C)は、レーザ光のパルス波形を示す図である。beam.【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。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<br/>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。frequency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。oscillation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。deviceビームスキャン式レーザマーキング装置。Teビームスキャン式レーザマーキング装置。