CN101712098A - 激光加工装置 - Google Patents

Abstract

一种不使贯通工件的激光损伤激光振荡器并且能够降低操作成本的激光加工装置。具备将从激光振荡器(1)输出的激光(2)定位于板状的工件(30)上所需位置的1对定位光学系统(20a、20b)，将1对定位光学系统(20a、20b)对置配置，分别由一方的定位光学系统(20a)对工件(30)的表面侧进行加工，由另一方的定位光学系统(20b)对工件(30)的背面侧进行加工。定位光学系统(20a、20b)由扫描器部(7a、7b)和fθ透镜(8a、8b)构成，将fθ透镜(8a、8b)彼此沿与主轴正交的方向错开配置，以使激光定位区域(加工区域)在fθ透镜(8a、8b)的主轴方向上不重叠。

Description

激光加工装置

技术领域

本发明涉及具有将从激光振荡器输出的激光定位的1对定位光学系统、并且对工件的表面侧和背面侧同时进行加工的激光加工装置。

背景技术

例如，公知有以下激光加工装置：为了加工在表面侧和背面侧形成有布线图的所谓的双面印制电路板，具备激光振荡器、和将从激光振荡器输出的激光定位于工件上所需位置的1对定位光学系统，以夹持作为工件的双面印制电路板的方式对置配置2个定位光学系统，对工件的表面侧和背面侧同时进行加工(参见专利文献1)。

根据该技术，对工件背面进行加工时无需将工件翻面，而且只需一次性进行工件的定位，因此能够缩短操作时间，能够提高加工效率。

【专利文献1】日本专利公表2002-520163号公报

但是，在用激光对双面印制电路板等工件进行加工时，有时不仅加工盲孔，还加工贯通孔。使用上述以往技术，对工件的表面侧进行加工的定位光学系统和对背面侧进行加工的定位光学系统被对置配置于同轴上，因此，如果加工贯通孔，会有贯通工件的一方的激光经由另一方的定位光学系统返回另一方的激光振荡器而损伤另一方的激光振荡器的情况。

发明内容

本发明的目的在于解决上述课题，提供一种使贯通工件的激光不会损伤激光振荡器并且能够降低操作成本的激光加工装置。

本发明(例如，参见图1及图2)涉及激光加工装置100，其具备将从激光振荡器1输出的激光定位于板状的工件30上所需位置的1对定位光学系统20a、20b，将上述1对定位光学系统20a、20b对置配置，分别由上述1对定位光学系统中的一方20a对上述工件30的表面侧进行加工，由上述1对定位光学系统中的另一方20b对上述工件30的背面侧进行加工，其特征在于，上述各定位光学系统20a、20b具有扫描器部7a、7b和fθ透镜8a、8b，该扫描器部7a、7b在沿着上述工件30的面的第1轴方向(X轴方向)上及与上述第1轴方向正交且沿着上述工件30的面的第2轴方向(Y轴方向)上扫描激光，该fθ透镜8a、8b将经过上述扫描器部7a、7b的激光会聚并照射到上述工件30上，使上述各fθ透镜8a、8b彼此沿与上述主轴正交的方向错开配置，以使作为从上述各定位光学系统20a、20b的上述fθ透镜8a、8b照射的激光的定位区域12a、12b在上述fθ透镜8a、8b的主轴方向上不重叠。

此外，上述激光加工装置100，其特征在于，具备与上述工件30的表面和背面对置的1对遮蔽板13a、13b，将一方的上述遮蔽板13a以与另一方的上述定位区域12b对置的方式配置于上述1对定位光学系统的一方20a侧，从而遮蔽从另一方的上述定位光学系统20b照射并贯通上述工件30的激光，并且，将另一方的上述遮蔽板13b以与一方的上述定位区域12a对置的方式配置于上述1对定位光学系统的另一方20b侧，从而遮蔽从一方上述定位光学系统20a照射并贯通上述工件30的激光。

另外，上述括弧内的符号用于与附图对应，为了使发明易于理解而权宜标注于此处，但其对权利要求书的构成没有任何影响。

根据本发明，不会损伤激光振荡器，并且能够降低操作成本。

附图说明

图1是本发明实施方式中的激光加工装置的结构图。

图2是图1的A-A方向视图。

符号说明：1...激光振荡器；7a、7b...扫描器部；8a、8b...fθ透镜；12a、12b...定位区域(加工区域)；13a、13b...遮蔽板；20a、20b...定位光学系统；30...工件；100...激光加工装置。

具体实施方式

下面，结合附图详细地说明用于实施本发明的最佳方式。

图1是本发明实施方式中的激光加工装置100的结构图，(a)是主视图，(b)是要部侧视图。此外，图2是图1的A-A方向视图。

如图1所示，激光加工装置100具备激光振荡器1、切换光路的声光元件3、和立柱40。

激光振荡器1载置于门形的立柱40上。在激光振荡器1的光轴上，配置有将激光2的光路切换为第1光路4a或第2光路4b的声光元件3。

而且，为了用激光2对印制电路板等板状的工件30的表面进行加工，激光加工装置100具备反射镜5a、6a及定位光学系统20a。进而，为了用激光2对工件30的背面进行加工，激光加工装置100具备反射镜5b、6b及定位光学系统20b。这1对定位光学系统20a、20b当中，一方的定位光学系统20a被配置于工件30的表面侧，另一方的定位光学系统20b被配置于工件30的背面侧。各定位光学系统20a、20b将从激光振荡器1输出的激光2定位于工件30上的所需位置。

一方的定位光学系统20a具有扫描器部7a和fθ透镜8a，该扫描器部7a将未图示的1对反射镜旋转自如地定位，并在沿着工件30表面的X轴方向(第1轴方向)上及与X轴方向正交且沿着工件30表面的Y轴方向(第2轴方向)上扫描激光2，fθ透镜8a将通过扫描器部7a的激光2会聚并照射到工件30上。

另一方的定位光学系统20b具有扫描器部7b和fθ透镜8b，该扫描器部7b将未图示的1对反射镜旋转自如地定位并在沿着工件30的背面的X轴方向(第1轴方向)上及与X轴方向正交且沿着工件30的背面的Y轴方向(第2轴方向)上扫描激光2，fθ透镜8b将通过扫描器部7b的激光2会聚并照射到工件30上。

而且，在第1光路4a上依次配置反射镜5a、6a、扫描器部7a和fθ透镜8a，并且在第2光路4b上依次配置反射镜5b、6b、扫描器部7b和fθ透镜8b。

利用这1对定位光学系统20a、20b能够对工件30的表面和背面进行加工。

这里，fθ透镜8a和fθ透镜8b的直径相同。并且，fθ透镜8a、8b的直径为D时，激光2的定位区域即加工区域(扫描区域)为内切于直径为D的圆的正方形、即1边的长度为

见方以下的大小，通常为50mm或30mm见方。在本实施方式中，如图1所示，fθ透镜8a和fθ透镜8b的主轴的X坐标(第1轴方向)相同，Y坐标(第2轴方向)错开L(其中

)。

扫描器部7a(7b)包括结构相同的2个扫描器7ax、7ay(7bx、7by)，并且被配置为扫描器7ax(7bx)中的马达的输出轴的轴线与扫描器7ay(7by)中的马达的输出轴的轴线为正交方向(即、所谓的扭转方向)。而且，扫描器7ax(7bx)在印制电路板等工件30上的加工区域(扫描区域)中沿X轴方向扫描激光2，扫描器7ay(7by)沿Y轴方向扫描激光2。

定位光学系统20a、20b分别被支承在加工头9a、9b上。

在加工头9a的与工件30对置的一侧，配置有截面为方管状的支架10a。如图2所示，支架10a的中空部11a的1边的长度比fθ透镜8a的直径所决定的图2中双点划线所示的加工区域12a的1边的长度长。支架10a以其中空部11a的轴线与fθ透镜8a的主轴同轴，并且包含加工区域12a的方式固定在加工头9a上。

同样，在加工头9b的与工件30对置的一侧，配置有截面为方管状的支架10b。支架10b的中空部11b(图2)的1边的长度比fθ透镜8b的直径所决定的图2中双点划线所示的加工区域12b的1边的长度长。支架10b以其中空部11b的轴线与fθ透镜8b的主轴同轴，并且包含加工区域12b的方式被固定在加工头9b上。

另外，在本实施方式中，将各fθ透镜8a、8b彼此沿与主轴方向正交的方向(Y轴方向)错开配置，以使作为从各定位光学系统20a、20b的fθ透镜8a、8b照射的激光2的定位区域的加工区域12a、12b在fθ透镜8a、8b的主轴方向上不重叠。

具体地说明的话，将支承定位光学系统20a、20b及支架10a、10b的加工头9a、9b彼此沿与主轴方向正交的方向(Y轴方向)互相错开配置。

而且，本实施方式的激光加工装置100具备与工件30的表面和背面对置的1对平板状的遮蔽板13a、13b。

在一方的定位光学系统20a侧的支架10a的与工件30对置的一侧，配置一方的遮蔽板13a。遮蔽板13a上形成有贯通孔14a。贯通孔14a的1边的长度比一方的加工区域12a的1边的长度长。也就是说，遮蔽板13a上形成有比加工区域12a大的贯通孔14a。遮蔽板13a以其贯通孔14a的轴线与fθ透镜8a的主轴同轴，并且包含加工区域12a的方式被固定在支架10a上。遮蔽板13a的Y轴方向的长度至少为覆盖fθ透镜8b的直径所决定的图2中双点划线所示的加工区域12b的长度。也就是说，一方的遮蔽板13a与另一方的加工区域12b对置。

同样，在另一方的定位光学系统20b侧的支架10b的与工件30对置的一侧，配置另一方的遮蔽板13b。遮蔽板13b上形成有贯通孔14b。贯通孔14b的1边的长度比另一方加工区域12b的1边的长度长。也就是说，遮蔽板13b上形成有比加工区域12b大的贯通孔14b。遮蔽板13b以其贯通孔14b的轴线与fθ透镜8b的主轴同轴，并且包含加工区域12b的方式被固定在支架10b上。遮蔽板13b的Y轴方向的长度至少为覆盖fθ透镜8a的直径所决定的加工区域12a的长度。也就是说，另一方的遮蔽板13b与一方的加工区域12a对置。

工件30被支承在省略了图示的工件支承装置上，利用省略了图示的驱动装置而沿X、Y轴方向自由移动。

接下来，说明本实施方式的激光加工装置100的动作。

从激光振荡器1输出的激光2，被声光元件3交替变更光路，借助反射镜5a、6a或反射镜5b、6b入射到扫描器部7a或扫描器部7b，各自光路被定位在X、Y轴方向，并穿过fθ透镜8a或fθ透镜8b入射到工件30上，对工件30进行加工。另外，该激光加工装置也能够只对工件30的一面进行加工。

穿过一方的定位光学系统20a的fθ透镜8a、进而穿过(贯通)工件30的激光2，入射到另一方的遮蔽板13b而被吸收(转换为热)。同样，穿过另一方的定位光学系统20b的fθ透镜8b、进而穿过(贯通)工件30的激光2，入射到一方的遮蔽板13a而被吸收(转换为热)。

也就是说，穿过一方的定位光学系统20a的fθ透镜8a、进而贯通工件30的激光2，被另一方的遮蔽板13b遮蔽，穿过另一方的定位光学系统20b的fθ透镜8b、进而贯通工件30的激光2，被一方的遮蔽板13a遮蔽。

这样，将2个fθ透镜8a、8b的主轴沿与该主轴正交的方向错开配置，使各自的加工区域12a、12b在主轴方向不重叠，因此，从一方的f θ透镜8a照射的激光2贯通工件30时，不会经由另一方的fθ透镜8b而返回激光振荡器1，从另一方的fθ透镜8b照射的激光2贯通工件30时，不会经由一方的fθ透镜8a而返回激光振荡器1。因此，不会损伤激光振荡器1，并且能够不翻转工件30而对工件30的双面进行加工，所以能够降低操作成本。

进而，贯通工件30的激光2被各遮蔽板13a、13b遮蔽，因此也不会损伤激光振荡器1以外的设备。

另外，结束加工区域12a、12b内的加工之后，移动工件30，使下一被加工区域与加工区域12a、12b一致。

以上，基于上述实施方式说明了本发明，但本发明并不局限于此。

在上述实施方式中，对用1个激光振荡器1将激光分给各定位光学系统20a、20b的情况进行了说明，但也可以是激光加工装置以对应各定位光学系统的方式设置一对激光振荡器的情况。

另外，在上述实施方式中，对将fθ透镜8a、8b的主轴沿Y轴方向错开的情况进行了说明，但也可以沿X轴方向错开。

Claims (2)

1.一种激光加工装置，其具备将从激光振荡器输出的激光定位于板状的工件上预定位置的1对定位光学系统，并将上述1对定位光学系统对置配置，由上述1对定位光学系统的一方对上述工件的表面侧进行加工，由上述1对定位光学系统的另一方对上述工件的背面侧进行加工，其特征在于，

上述各定位光学系统具有扫描器部和fθ透镜，所述扫描器部在沿着上述工件的面的第1轴方向上及与上述第1轴方向正交且沿着上述工件的面的第2轴方向上扫描激光，所述fθ透镜将通过上述扫描器部的激光会聚并照射到上述工件上，

使上述各fθ透镜彼此沿与上述主轴正交的方向错开配置，以使从上述各定位光学系统的上述fθ透镜照射的激光的定位区域在上述fθ透镜的主轴方向上不重叠。

2.根据权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于，

具备与上述工件的表面和背面对置的1对遮蔽板，

将一方的上述遮蔽板以与另一方的上述定位区域对置的方式配置于上述1对定位光学系统的一方侧，遮蔽从另一方的上述定位光学系统照射并贯通上述工件的激光，

并且，将另一方的上述遮蔽板以与一方的上述定位区域对置的方式配置于上述1对定位光学系统的另一方侧，遮蔽从一方的上述定位光学系统照射并贯通上述工件的激光。

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