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TWI732990B - 雷射加工裝置及雷射加工方法 - Google Patents

雷射加工裝置及雷射加工方法 Download PDF

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Abstract

本發明的目的是在將一個雷射振盪器輸出的雷射脈衝分配到複數的雷射照射單元，並且透過各個雷射照射單元對於放置於載台上的被加工物進行電路用加工及管理用加工兩者的情況下，在不降低加工速度且也不改變每個被加工物的相同管理資訊的顯示下，使透過複數的雷射照射單元進行的加工同時結束。本發明的雷射加工方法的特徵是：將來自雷射振盪器的雷射脈衝分配到複數方向，使各個該分配的雷射脈衝的方向在二維方向移動，並且對於各個複數的被加工物進行電路用加工及管理用加工兩者，其中，前述管理用加工中記錄的管理資訊的圖案的加工數在全部的管理資訊中皆相等。

Description

雷射加工裝置及雷射加工方法
本發明關於一種雷射加工裝置以及一種雷射加工方法，以用於對例如印刷基板的被加工物使用雷射以進行鑽孔加工。
在使用雷射的加工裝置中，習知所謂的多軸型雷射加工裝置是將來自一個雷射振盪器的雷射脈衝分配到複數的雷射照射單元，並透過各個的雷射照射單元對放置於載台上的印刷基板同時進行加工，進而實現對複數的印刷基板加工的高速化。
在這樣的多軸型雷射加工裝置中，作為印刷基板的加工，存在進行原本的電路用的孔洞等的加工(以下，稱為電路用加工)以及用於記錄以文字、符號等表示的管理資訊的加工(以下，稱為管理用加工)兩者的情況。關於前者，各個印刷基板是以相同的座標及加工數加工，關於後者，由於必須要在各個印刷基板上記錄相異的文字、符號等，因此是以相異的座標及加工數加工。
在對複數的印刷基板進行電路用加工及管理用加工的情況下，為了使在各軸進行的加工同時結束，以往，例如專利文獻1所公開，習知一種技術是在各軸的雷射脈衝的路徑上設置快門，透過快門將管理用加工中加工數較少的一側的雷射脈衝遮蔽，或者是透過管理用加工中加工數較少的一側的雷射脈衝對管理資訊進行額外的加工。
然而，前者的技術中因機械性地移動快門而存在加工速度變慢的缺點，後者的技術中存在即使是相同的管理資訊，但因對每個印刷基板的加工數不同，而有不能相同顯示的缺點。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1] 日本發明專利第5236071號公報
因此，本發明的目的是在將一個雷射振盪器輸出的雷射脈衝分配到複數的雷射照射單元，並透過各個雷射照射單元對放置於載台上的被加工物進行電路用加工及管理用加工兩者的情況下，在不降低加工速度且不改變每個被加工物的相同管理資訊的顯示下，使透過複數的雷射照射單元進行的加工同時結束。
為了解決上述課題，在本申請所公開的發明中，代表性的雷射加工裝置包括：雷射脈衝分配部，將來自雷射振盪器的雷射脈衝分配到複數方向；複數的雷射照射單元，各別包含使該雷射脈衝分配部所分配的雷射脈衝的方向在二維方向移動的雷射脈衝掃描部；控制部，控制以透過各個前述複數的雷射照射單元進行對於被加工物的電路用加工及管理用加工兩 者；以及圖案產生部，產生前述管理用加工中記錄的管理資訊的圖案，其特徵在於，前述管理資訊的圖案的加工數在全部的管理資訊中皆相同。
此外，在本申請所公開的發明中，代表性的雷射加工方法是將來自雷射振盪器的雷射脈衝分配到複數方向，使各個該分配的雷射脈衝的方向在二維方向移動，對於各個複數的被加工物進行電路用加工及管理用加工兩者，其特徵在於，前述管理用加工中記錄的管理資訊的圖案的加工數在全部的管理資訊中皆相等。
根據本發明，在將一個雷射振盪器輸出的雷射脈衝分配到複數的雷射照射單元，並透過各個雷射照射單元對於放置於載台上的被加工物進行電路用加工及管理用加工兩者的情況下，在不降低加工速度且不改變每個被加工物的相同管理資訊的顯示下，能夠使透過複數的雷射照射單元進行的加工同時結束。
1a、1b:雷射照射單元
2:雷射振盪器
3:分光器
4a、4b:電掃描器
5a、5b:fθ鏡頭
7:載台
8:載台驅動部
10a、10b:印刷基板
11a、11b:管理資訊區域
20:整體控制部
21:雷射振盪控制部
22a、22b:電掃描控制部
23:載台控制部
24:加工控制部
26:加工用資料記憶部
27:圖案產生部
S:雷射振盪指令訊號
Ga、Gb:電掃描控制訊號
T:載台控制訊號
L1、L2:雷射脈衝
圖1是在本發明的一實施例中，用於說明管理資訊的文字圖案的圖式；圖2是作為本發明的一實施例的2軸型雷射加工裝置的構成圖；圖3是在本發明的一實施例中，用於說明記錄管理資訊用的管理資訊區域的圖式；圖4是在本發明的一實施例中，對印刷基板進行電路用加工的情況的時序圖；以及 圖5是在本發明的一實施例中，對印刷基板進行管理用加工的情況的時序圖。
[實施例]
圖2是作為本發明的一實施例的2軸型雷射加工裝置的構成圖。
圖2中，1a是作為第1軸的雷射照射單元，1b是作為第2軸的雷射照射單元。2是雷射振盪器，3是將雷射振盪器2中振盪的雷射脈衝L1分配到2個方向，並使其射入各別雷射照射單元1a、1b的分光器。在各個雷射照射單元1a及1b配置有使受光的雷射脈衝L2的方向在二維方向移動的電掃描器4a、4b，以及將藉此射出的雷射脈衝集光的fθ鏡頭5a、5b。
10a及10b是待加工的印刷基板，7是放置印刷基板10a、10b的載台。載台7是在圖中藉由載台驅動部8在作為左右方向的X方向以及與紙面垂直的Y方向上移動，藉此能夠對於雷射照射單元1a、1b相對移動。
圖3是由上觀看放置於載台7上的印刷基板10a、10b的圖式。在各個印刷基板10a、10b上，用於記錄以文字、符號等表示的管理資訊的管理資訊區域11a、11b設置在互相對應的位置。
20是用於控制裝置整體的動作的整體控制部，例如藉由將程式控制的處理裝置當作主體來實現。21是輸出雷射振盪指令訊號S的雷射振盪控制部，雷射振盪指令訊號S用於控制在雷射振盪器2中雷射脈衝L1的振盪。22a、22b是輸出電掃描控制訊號Ga、Gb的電掃描控制部，電掃描控制訊號Ga、Gb用於各別控制電掃描器4a、4b的動作。23是輸出載台控制訊號T的載台控制部，載台控制訊號T用於控制載台驅動部8的動作。 24是藉由控制雷射振盪控制部21、電掃描控制部22a、22b及載台控制部23來控制加工動作的加工控制部。
電掃描控制部22a、22b是各別從電掃描器4a、4b取得現在的照射位置資訊及旋轉動作狀況並且提供到加工控制部24。此外，載台控制部23也同樣地從載台驅動部8取得現在的載台位置資訊及驅動動作狀況並且提供到加工控制部24。加工控制部24也利用該些資訊等以控制加工動作。
圖2中，整體控制部20中的各構成元件及連接線應包含透過程式所實現的理論性要件。此外各構成元件的一部分也可以是與整體控制部20各別設置。進一步，各構成元件及它們之間的連接線是主要為了說明本實施例而示出認為是必要的部分，並不表示已經示出必要的全部。作為雷射加工裝置，雖然還具有此處說明以外的各種構成元件、連接線及控制功能，但在此處將其省略。
26是儲存用於電路用加工及管理用加工的加工資料的加工用資料記憶部，並且儲存電路用加工中複數的鑽孔位置的座標、以及管理用加工中應記錄的複數的管理資訊及其記錄位置等。27是產生用於管理用加工的以文字、符號等表示的管理資訊的圖案的圖案產生部，例如藉由記憶手段構成。在管理資訊區域11a、11b上記錄管理資訊的情況下，加工控制部24使用從圖案產生部27讀出的管理資訊圖案以進行加工。加工用資料記憶部26及圖案產生部27雖然與整體控制部20為各別設置，但其中任一者也可以包含在整體控制部20中。在圖案產生部27包含在整體控制部20中的情況下，也可以不藉由記憶手段構成，而是透過程式來產生管理資訊圖案。
圖1是用於說明圖2中在圖案產生部27產生的管理資訊圖案的圖式。各個管理資訊圖案是將預定個數的矩形排列成矩陣的情況下，藉 由對必要的矩形位置鑽孔來記錄管理資訊。圖1(a)、(b)、(c)、(d)各別是數字「1」、「2」以及英文字「A」、「B」的文字圖案範例，將鑽孔位置的矩形塗滿。若按照本發明，則文字圖案的鑽孔數(換言之為點數)在所有的文字圖案中皆相等，且本實施例的情況是18。圖1中，雖然表現出配置成等間隔的矩陣，但配成等間隔矩陣並非必要，也可以將預定個數透過任意的間隔作配置。
在本發明的一實施例中，對各個印刷基板10a、10b進行電路用加工的情況下，如以下進行動作。圖4是在此情況的時序圖。
在電掃描控制訊號Ga、Gb開啟的時間帶使電掃描器4a、4b旋轉，且在關閉的時間帶停止並使其靜止。當電掃描控制訊號Ga、Gb轉為關閉時，將雷射振盪指令訊號S開啟一段時間，向雷射振盪器2指示雷射脈衝L1的振盪。藉此雷射脈衝L1振盪一段時間，當其結束時，則電掃描控制訊號Ga、Gb轉為開啟，電掃描器4a、4b再次旋轉。
分光器3射出的雷射脈衝L2射入靜止的電掃描器4a、4b，各別偏向的雷射脈衝L2經由fθ鏡頭5a、5b照射到印刷基板10a、10b。
在印刷基板10a、10b上進行作為電路用加工的鑽孔的情況下，由於各別是以相同的座標及加工數進行鑽孔，因此如圖所示，電掃描控制訊號Ga、Gb互相地在相同時序下開啟、關閉。其結果是能夠使在各個印刷基板10a、10b的電路用加工同時結束。
上述電路用加工結束後，轉移到對印刷基板10a、10b的管理資訊區域11a、11b的管理用加工，如以下進行動作。圖5是此情況的時序圖。
與圖4相異點如以下。也就是說，通常在各個管理資訊區域11a、11b所記錄的管理資訊是互相不同的。因此，電掃描控制訊號Ga及Gb並不限於互相地在相同時序下開啟、關閉，也有其中任一者延遲的情況。
例如，試想雷射照射單元1a、1b各別按照圖1(a)、(b)上以箭頭顯示的路徑，將數字「1」、「2」各別記錄在管理資訊區域11a、11b上的情況。
例如，從第4個移動到第5個鑽孔時，判斷相較電掃描器4a的移動，電掃描器4b的移動需要較多的時間。在這樣的情況下，當電掃描器4a、4b都靜止且電掃描控制訊號Ga、Gb兩者皆轉成關閉的時候，換言之在靜止時間延遲的電掃描器4b的電掃描控制訊號Gb轉成關閉後，將雷射振盪指令訊號S開啟，使雷射振盪器2振盪雷射脈衝。
如此一來，關於管理資訊，能夠使雷射振盪器2振盪雷射脈衝並且將雷射脈衝L2同時照射在管理資訊區域11a、11b上。其結果是，能夠使在各個印刷基板10a、10b上的管理用加工同時結束。
藉由以上的實施例，則不須設置需要機械性移動的快門，而且在印刷基板10a、10b的管理資訊的顯示不會互相改變，能夠使在各個的印刷基板10a、10b的電路用加工及管理用加工同時結束。
再者，在以上的實施例中，在各個印刷基板10a、10b上進行電路用加工的情況下，雖然是以電掃描控制訊號Ga、Gb互相地在相同時序下開啟、關閉來作說明，但是考慮到即使在電路用加工，對於電掃描器5a、5b的應答速率多少還是產生有偏離的情況，與進行管理用加工的情況同樣地，自然必須使從延遲一方的電掃描控制訊號轉為關閉後，將雷射振盪指令訊號S開啟，使雷射振盪器2振盪雷射脈衝。

Claims (4)

  1. 一種雷射加工裝置，包括： 雷射脈衝分配部，將來自雷射振盪器的雷射脈衝分配到複數方向； 複數的雷射照射單元，各別包含使該雷射脈衝分配部所分配的雷射脈衝的方向在二維方向移動的雷射脈衝掃描部； 控制部，控制以透過各個前述複數的雷射照射單元進行對於被加工物的電路用加工及管理用加工兩者；以及 圖案產生部，產生前述管理用加工中記錄的管理資訊的圖案， 其中，使前述管理資訊的圖案的加工數在全部的管理資訊中皆相同。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之雷射加工裝置，其中，前述雷射振盪器是基於各個前述雷射脈衝掃描部之中前述移動的結束時間最延遲的時間來振盪雷射脈衝。
  3. 一種雷射加工方法，將來自雷射振盪器的雷射脈衝分配到複數方向，使各個該分配的雷射脈衝的方向在二維方向移動，並且對於各個複數的被加工物進行電路用加工及管理用加工兩者， 其中，前述管理用加工中記錄的管理資訊的圖案的加工數在全部的管理資訊中皆相等。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之雷射加工方法，其中，是基於各個前述雷射脈衝的前述移動的結束時間最延遲的時間來振盪前述雷射脈衝的振盪。
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