DE102005022354A1 - Method of treating objects using laser radiation esp. for boring or shaping electronic circuit substrates - Google Patents
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Abstract
Description
Verfahren zum Bearbeiten von Objekten mittels Laserstrahlung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten von Objekten mittels Laserstrahlung, insbesondere zum Bohren und/oder Strukturieren von elektronischen Schaltungssubstraten, bei dem von einer Laserlichtquelle ein Laserstrahl erzeugt wird, der Laserstrahl über eine Ablenkeinheit und eine Optik entlang eines Strahlenganges auf vorgegebene Zielpunkte eines Objekts gerichtet wird.method for processing objects by means of laser radiation The invention relates to a method for processing objects by means of laser radiation, in particular for drilling and / or structuring electronic Circuit substrates in which a laser beam from a laser light source is generated, the laser beam over a deflection unit and an optical system along a beam path predetermined target points of an object is directed.
Die Materialbearbeitung mittels Laserstrahlen hat durch die rasante Entwicklung der Lasertechnologie der letzten Jahre zunehmend an Bedeutung gewonnen. Auf dem Gebiet der Elektronikfertigung ist durch die zunehmende Miniaturisierung der Bauelemente eine Laserbearbeitung von Leiterplatten bzw. Substraten sowie von elektronischen Bauteilen zu einem unverzichtbaren Werkzeug geworden, um elektronische Baugruppen möglichst kompakt aufzubauen. Dabei werden mittels Laserstrahlung Löcher in mehrschichtige Substrate gebohrt, wobei die Löcher einen Durchmesser aufweisen, der im Vergleich zu den Lochdurchmessern von mit herkömmlichen mechanischen Bohrverfahren gebohrten Löchern wesentlich kleiner ist. Unter der Voraussetzung, dass die Laserleistung des auf das Substrat treffenden Laserstrahls genau bekannt ist, können nicht nur Durchgangslöcher, sondern auch Sacklöcher gebohrt werden.The Material processing by means of laser beams has by the rapid Development of laser technology in recent years increasingly Gained importance. In the field of electronics manufacturing is through the increasing miniaturization of the components a laser processing of printed circuit boards or substrates as well as of electronic components an indispensable tool to electronic assemblies preferably compact build. In this case, holes are made in by means of laser radiation drilled multilayer substrates, the holes having a diameter, compared to the hole diameters of conventional mechanical Drilling methods drilled holes significantly is smaller. Assuming that the laser power of the exactly known to the substrate laser beam can not only through holes, but also blind holes be bored.
Sacklöcher werden insbesondere in mehrschichtige Leiterplatten gebohrt, bei denen mehrere metallische Schichten durch dielektrische Zwischenschichten elektrisch nicht leitend voneinander getrennt sind. Durch eine nachfolgende Metallisierung eines Sackloches können bestimmte metallische Schichten miteinander kontaktiert werden. Auf diese Weise können elektronische Schaltungen nicht nur zweidimensional, sondern auch in der dritten Dimension ausgebildet werden und somit die Integrationsdichte von elektronischen Baugruppen im Vergleich zu Substraten mit lediglich einer Metallschicht oder mit zwei Metallschichten deutlich erhöht werden.Be blind holes drilled in particular in multilayer printed circuit boards in which several metallic layers through dielectric intermediate layers are electrically non-conductive separated from each other. By a subsequent Metallization of a blind hole can be certain metallic layers be contacted with each other. In this way, electronic can Circuits not only two-dimensional, but also in the third Dimension be formed and thus the integration density of electronic assemblies compared to substrates with only a metal layer or with two metal layers can be significantly increased.
An moderne und konkurrenzfähige Maschinen zur Laserbearbeitung im Elektronikbereich werden insbesondere zwei miteinander in Wechselbeziehung stehende Anforderungen gestellt.
- A) Zum einen soll die Präzision des Bohrvorgangs möglichst genau sein. Dies bedeutet, dass der Laserstrahl mit einer möglichst genau definierten Leistungsdichte mit hoher räumlicher Genauigkeit auf einen vorgegebenen Zielpunkt gelenkt werden soll. Dazu sind hochwertige Ablenkeinheiten erforderlich, welche üblicherweise zwei um zueinander senkrechte Achsen drehbar gelagerte Spiegel aufweisen, über die der zu bearbeitende Laserstrahl gelenkt wird. Die reale Spiegelbewegung soll einem entsprechenden Ansteuersignal für den jeweiligen Spiegel mit möglichst geringen Abweichungen erfolgen.
- B) Zum anderen sollen moderne Laserbearbeitungsmaschinen einen immer hohen Durchsatz ermöglichen. Beim Bohren von Löchern versteht man darunter die maximale Anzahl an Löchern, die innerhalb einer vorgegebenen Zeit in ein elektronisches Schaltungssubstrat gebohrt werden können. Auch dafür ist maßgeblich die Ablenkeinheit einer Laserbearbeitungsmaschine verantwortlich, welche den Laserstrahl möglichst schnell zwischen zwei voneinander beabstandeten Zielpunkten bewegen sollte, so dass die Zeitspanne zwischen zwei Laserbearbeitungen an voneinander beabstandeten Zielpunkten möglichst gering ist. Um eine schnelle Sprungbewegung zwischen zwei voneinander beabstandeten Zielpunkten zu erreichen, werden die Motoren von Ablenkeinheiten derart angesteuert, dass eine möglichst schnelle Spiegelbewegung erzeugt wird. Dies führt zu großen Beschleunigungen, hohen Geschwindigkeiten und großen Abbremsbeschleunigungen und hat zur Folge, dass die Sollposition eines Spiegels am Ende der Sprungbewegung häufig nicht unmittelbar erreicht wird. So kommt es vor, dass die Ablenkspiegel über ihre Endposition hinaus schwingen, wobei sie ihre gewünschte Endposition durchfahren und erst nach einer bestimmten Zeit an diese Endposition zurückkehren.
- A) Firstly, the precision of the drilling process should be as accurate as possible. This means that the laser beam with a power density defined as precisely as possible with high spatial accuracy is to be directed to a predetermined target point. These high-quality deflection units are required, which usually have two mutually perpendicular axes rotatably mounted mirror over which the laser beam to be processed is directed. The real mirror movement should be a corresponding drive signal for the respective mirror with the smallest possible deviations.
- B) On the other hand, modern laser processing machines should enable a high throughput. Hole drilling is the maximum number of holes that can be drilled into an electronic circuit substrate within a given time. This is also largely responsible for the deflection of a laser processing machine, which should move the laser beam as quickly as possible between two spaced apart target points, so that the time between two laser processing at spaced target points is minimized. In order to achieve a rapid jump movement between two spaced-apart target points, the motors are controlled by deflection units in such a way that the fastest possible mirror movement is generated. This leads to large accelerations, high speeds and large Abbremsbeschleunigungen and has the consequence that the desired position of a mirror at the end of the jump movement is often not directly achieved. Thus, it happens that the deflecting mirrors oscillate beyond their final position, passing through their desired end position and only returning to this end position after a certain time.
Um während eines derartigen Einschwingvorgangs um die Endposition herum eine unscharfe Materialbearbeitung zu verhindern, wird der zu bearbeitende Laserstrahl während einer bestimmten Wartezeit abgeschaltet oder blockiert. Innerhalb dieser Wartezeit können der oder die entsprechenden Ablenkspiegel auch tatsächlich in ihrer Endposition zur Ruhe kommen. Dies hat jedoch den Nachteil, dass die Laserbearbeitung nicht nur während der Sprungbewegung der Ablenkeinheit, sondern auch noch während der nachfolgenden Wartezeit unterbrochen ist und somit der Durchsatz reduziert wird.Around while such a transient around the end position around a to prevent fuzzy material processing, the to be processed Laser beam during switched off or blocked for a certain waiting time. Within this waiting time can the one or more corresponding deflection mirrors also actually in come to rest in their final position. However, this has the disadvantage that the laser processing not only during the jump of the Deflection unit, but also during the subsequent waiting period is interrupted and thus the throughput is reduced.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Bearbeiten von Objekten mittels Laserstrahlung anzugeben, welches eine zügige Materialbearbeitung und damit einen hohen Durchsatz an bearbeiteten Objekten ermöglicht.Of the Invention is based on the object, a method for processing specify of objects by means of laser radiation, which is a rapid material processing and thus enables a high throughput of processed objects.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Bearbeiten von Objekten mittels Laserstrahlung, insbesondere zum Bohren und/oder Strukturieren von elektronischen Schaltungsträgern. Gemäß der Erfindung wird von einer Laserquelle ein Laserstrahl erzeugt und der Laserstrahl über eine Ablenkeinheit und einer Optik entlang eines Strahlengangs auf vorgegebene Zielpunkt eines Objekts gerichtet. Die Laserbearbeitung wird spätestens dann für zumindest eine bestimmte Zeitspanne unterbrochen, wenn die Ablenkeinheit derart angesteuert wird, dass der Strahlengang eine Sprungbewegung von einem ersten Zielpunkt hin zu einem zweiten Zielpunkt ausführt, welcher von dem ersten Zielpunkt beabstandet ist. Die bestimmte Zeitspanne setzt sich aus einer Ansteuerzeit für die entsprechende Ansteuerung der Ablenkeinheit und einer mit dem Ende der Ansteuerzeit beginnenden Wartezeit zusammen, welche von dem Abstand des ersten Zielpunkts von dem zweiten Zielpunkt abhängt.The object underlying the invention is achieved by a method for processing objects by means of laser radiation, in particular for drilling and / or structuring of electronic circuit carriers. According to the invention, a laser beam is generated by a laser source and the laser beam via a deflection unit and an optical system along a beam path to predetermined target point of an object. The laser processing is interrupted for at least a certain period of time at the latest when the deflection unit is controlled in such a way that the beam path performs a jump movement from a first target point to a second target point, which is spaced from the first target point. The determined time period consists of a drive time for the corresponding control of the deflection unit and a waiting time beginning with the end of the drive time, which depends on the distance of the first target point from the second target point.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Dauer und die Art des Einschwingverhaltens von Ablenkspiegeln unter anderem von der erreichten Höchstgeschwindigkeit der Spiegelbewegung abhängen. Da diese Höchstgeschwindigkeit in starkem Maße auch von der Distanzlänge des Sprungs zwischen zwei voneinander beabstandeten Zielpunkten auf den zu bearbeitenden Objekt abhängt, folgt daraus, dass die Dauer und die Art des Einschwingens von Ablenkspiegeln von der Sprunglänge abhängt. Auf dieser Weise wird die Wartezeit maßgeblich durch die jeweilige Sprungdistanz bestimmt. Eine derartige dynamisch angepasste Wartezeit an die Sprungdistanz hat den Vorteil, dass stets die kürzest mögliche Wartezeit gewählt werden kann, innerhalb der der Einschwingvorgang eines Ablenkspiegels tatsächlich beendet ist. Dies führt im Vergleich zum Stand der Technik im Mittel zu deutlich kürzeren Wartezeiten. Gemäß dem Stand der Technik wird nämlich unabhängig von der Sprungdistanz immer eine vergleichsweise lange Wartezeit verwendet, in der für alle möglichen Sprungdistanzen die Ablenkspiegel auch tatsächlich ihre Endposition stabil erreichen.Of the Invention is based on the finding that the duration and the Type of transient response of deflecting mirrors, inter alia, of the maximum speed reached depend on the mirror movement. Because this top speed to a great extent also on the distance of the jump between two spaced target points depends on the object to be processed, It follows that the duration and type of settling of deflecting mirrors from the jump length depends. On In this way, the waiting time is determined by the respective Jump distance determined. Such a dynamically adjusted waiting time Having the jump distance has the advantage that always the shortest possible waiting time chosen can be within the transient of a deflection mirror indeed finished. this leads to in comparison to the state of the art on average to significantly shorter waiting times. According to the state The technology is independent of the jump distance always uses a comparatively long wait, in the for all potential The deflection mirrors also actually keep their end position stable to reach.
Da bei einer großen Sprungdistanz im allgemeinen die Ablenkspiegel eine längere Einschwingzeit zum stabilen Erreichen ihrer Endposition benötigen, wird bei weiten Sprüngen in der Regel eine lange Wartezeit eingehalten, bis die Laserbearbeitung fortgesetzt wird. Bei einem kurzen Sprung, bei dem üblicherweise lediglich ein relativ kurzes Einschwingverhalten zu erwarten ist, wird üblicherweise lediglich eine kürzere Wartezeit eingehalten.There at a big one Jump distance in general, the deflection mirror a longer settling time in order to achieve stable reaching their final position, is at far jumps in Usually a long wait is kept until the laser processing continues becomes. For a short jump, usually only one relatively short transient response is expected to become common only a shorter one Waiting time respected.
Das Verfahren nach Anspruch 2 hat den Vorteil, dass zur Unterbrechung der Laserbearbeitung keine zusätzlichen optischen Schaltelemente oder Abschattungselemente erforderlich sind. Somit kann die Unterbrechung der Laserbearbeitung nahezu beliebig fein, d.h. innerhalb des Zeitabstandes zweier aufeinander folgender Laserpulse eingestellt werden.The Method according to claim 2 has the advantage that for interruption the laser processing no additional optical switching elements or shading elements required are. Thus, the interruption of the laser processing almost arbitrary fine, i. within the time interval of two consecutive Laser pulses are set.
Gemäß Anspruch 3 wird die Ablenkeinheit von einer Steuereinheit angesteuert, in der eine Funktion hinterlegt ist, welche eine feste Korrelation zwischen dem Abstand des ersten Zielpunkts von dem zweiten Zielpunkt und der Wartezeit beschreibt. Diese Korrelation kann im Vorfeld der eigentlichen Materialbearbeitung beispielsweise durch einen ortsauflösenden Detektor ermittelt werden, welcher die reale Spiegelbewegung durch die Position eines über dem Spiegel auf den ortsauflösenden Detektor abgelenkten Laserstrahls erfasst. Sofern diese Korrelation für sämtliche Sprungbewegungen ermittelt wird, die für eine bestimmte Materialbearbeitung erforderlich sind, wird für jede Sprungbewegung jeweils die optimale Wartezeit verwendet. Durch die Vermeidung von unnötig langen Wartezeiten wird somit die Prozessgeschwindigkeit entsprechend erhöht.According to claim 3, the deflection unit is controlled by a control unit, in a function is stored, which has a fixed correlation between the distance of the first target point from the second target point and the waiting time describes. This correlation can be seen in advance of the actual material processing, for example, by a spatially resolving detector be determined, which is the real mirror movement through the position one above the Mirror on the spatially resolved Detected deflected laser beam detector. Unless this correlation applies to all Jump movements is determined for a specific material processing are required for each jump movement uses the optimal waiting time. By the avoidance of unnecessary long waiting times will thus increase the process speed accordingly elevated.
Gemäß Anspruch 4 wird die Ablenkeinheit von einer Steuereinheit angesteuert, in der eine Tabelle hinterlegt ist, welche jeweils einer bestimmten Bandbreite von Abständen des ersten Zielpunkts von dem zweiten Zielpunkt eine Wartezeit zuordnet. Dies hat den Vorteil, dass nicht für sämtliche Sprungweiten die Korrelation zwischen Sprunglänge und optimaler Wartezeit ermittelt werden muss, sondern dass die möglichen Sprungweiten in verschiedene diskrete Klassen aufgeteilt werden, die jeweils eine bestimmte Wartezeit zur Folge haben. Somit kann bei einem vertretbaren Aufwand zur Ermittlung von im Vergleich zum Stand der Technik im Mittel deutlich verkürzten Wartezeiten die effektive Prozessgeschwindigkeit auf einfache Weise erhöht werden.According to claim 4, the deflection unit is controlled by a control unit, in of which a table is deposited, each of which has a specific bandwidth of distances assigns a waiting time from the second destination to the first destination. This has the advantage that not for all jumps the correlation between jump length and optimal waiting time must be determined, but that the potential Jumps are divided into different discrete classes, each of which has a certain waiting time. Thus, can at a reasonable cost to determine compared to State of the art on average significantly reduced waiting times the effective Process speed can be increased easily.
Gemäß Anspruch 5 wird die Ablenkeinheit derart angesteuert, dass eine effektive Geschwindigkeit der Sprungbewegung ebenfalls von dem Abstand des ersten Zielpunkts von dem zweiten Zielpunkt abhängt. Dies hat den Vorteil, dass kürzere Sprungdistanzen mit einer im Vergleich zum Stand der Technik schnelleren Spiegelbewegung ausgeführt werden. Lange Sprünge können mit einer geringeren Geschwindigkeit des entsprechen den Ablenkspiegels ausgeführt werden, so dass infolge eines verkürzten Einschwingverhaltens insgesamt eine kürzere Unterbrechung der Laserbearbeitung erforderlich ist. Es erfolgt also eine gesamtheitliche Optimierung von Sprunggeschwindigkeit und einer nachfolgenden Wartezeit hin zu einer möglichst kurzen Zeitspanne, in der die Laserbearbeitung unterbrochen werden muss. Auf diese Weise kann die Prozessgeschwindigkeit weiter erhöht werden.According to claim 5, the deflection unit is controlled such that an effective Speed of the jump movement also from the distance of the first target point depends on the second target point. This has the advantage that shorter jump distances with a faster compared to the prior art mirror movement accomplished become. Long jumps can with a lower speed of the correspond to the deflection mirror accomplished so that as a result of a shortened transient response altogether a shorter one Interruption of laser processing is required. It takes place So a holistic optimization of jumping speed and a subsequent waiting time to the shortest possible time span, in which the laser processing must be interrupted. To this In this way, the process speed can be further increased.
Die jeweils optimale Geschwindigkeit der Sprungbewegung kann ebenso in Form einer im Vorfeld experimentell zu bestimmenden Funktion oder in Form einer Tabelle in einem Speicher einer Steuereinheit abgelegt sein.The each optimal speed of the jump movement can be as well in the form of a function to be experimentally determined in advance or in the form of a table in a memory of a control unit be filed.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren zum Bearbeiten von Objekten mittels Laserstrahlung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 6. Gemäß der Erfindung wird von einer Laserlichtquelle ein Laserstrahl erzeugt und der Laserstrahl über eine Ablenkeinheit in einer Optik entlang eines Strahlenganges auf vorgegebene Zielpunkte eines Objektes gerichtet. Die Laserbearbeitung wird spätestens dann für eine bestimmte Zeitspanne unterbrochen, wenn die Ablenkeinheit derart angesteuert wird, dass der Strahlengang eine Sprungbewegung von einem ersten Zielpunkt hin zu einem zweiten Zielpunkt ausführt, welcher von dem ersten Zielpunkt beabstandet ist. Erfindungsgemäß wird die Ablenkeinheit derart angesteuert, dass eine effektive Geschwindigkeit der Sprungbewegung von dem Abstand des ersten Zielpunkts von dem zweiten Zielpunkt abhängt.The object underlying the invention is further achieved by a method for processing objects by means of laser radiation having the features of independent claim 6. According to the invention, a laser light source is a La serstrahl generated and directed the laser beam via a deflection unit in an optical system along a beam path to predetermined target points of an object. The laser processing is interrupted at the latest for a certain period of time, when the deflection unit is controlled such that the beam path performs a jump movement from a first target point to a second target point, which is spaced from the first target point. According to the invention, the deflection unit is controlled such that an effective speed of the jump movement depends on the distance of the first target point from the second target point.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Zeitspanne, in der die Laserbearbeitung bei einem Sprung der Ablenkeinheit unterbrochen werden muss, dadurch reduziert werden kann, dass die Geschwindigkeit der Sprungbewegung an die jeweilige Sprungdistanz dynamisch angepasst wird. So kann die Ablenkeinheit bei kurzen Sprungdistanzen, welche üblicherweise zu einer geringeren Spiegelgeschwindigkeit und damit zu einem geringen oder gar keinem Einschwingen um eine Spiegel-Endposition führen, im Vergleich zum Stand der Technik etwas erhöht werden, ohne dass die Einschwingphase eines Ablenkspiegels erheblich verlängert wird. Ebenso hat sich herausgestellt, dass bei großen Sprungdistanzen durch eine entsprechend sanftere Ansteuerung der Ablenkspiegel zwar die Sprungzeit bis zum erstmaligen Erreichen der gewünschten Endposition etwas verlängert, die Zeit bis der Spiegel in seiner stabile Endposition eingeschwungen ist, aber erheblich reduziert werden kann. Im Vergleich zum Stand der Technik ist insgesamt eine kürzere Unterbrechung der Laserbearbeitung ausreichend, so dass ebenfalls die Prozessgeschwindigkeit erhöht werden kann.Of the The invention is based on the finding that the period of time in the laser processing interrupted in a jump of the deflection unit must be, that can reduce the speed the jump movement to the respective jump distance dynamically adjusted becomes. Thus, the deflection unit at short jump distances, which usually to a lower mirror speed and thus to a low or lead to no transient to a mirror end position, im Compared to the prior art can be increased slightly without the transient phase a deflection mirror is considerably extended. Likewise has become that proved at large Jump distances by a correspondingly gentler control of Deflection mirror though the jump time until the first reaching the desired Extended slightly, the time until the mirror has settled in its stable end position is, but can be significantly reduced. In comparison to the stand the technique is a shorter overall Interruption of the laser processing sufficient, so that also the Process speed increased can be.
Gemäß Anspruch 7 wird die effektive Geschwindigkeit während der Sprungbewegung variiert. So kann die Ablenkeinheit beispielsweise einen ersten Abschnitt der Sprungbewegung mit einer höheren Geschwindigkeit und einen zweiten Abschnitt der Sprungbewegung mit einer niedrigen Geschwindigkeit bewegt werden. Die Geschwindigkeitsvariation kann jedoch auch kontinuierlich erfolgen, so dass die Ablenkeinheit zunächst sehr schnell bewegt wird und sich gegen Ende der Sprungbewegung langsam dem Zielpunkt nähert. Ebenso ist denkbar, dass die stabile Zielposition am schnellsten dann erreicht wird, wenn sich die Ablenkeinheit während der Sprungbewegung zunächst schnell und danach langsam bewegt.According to claim 7, the effective speed during the jump movement is varied. So For example, the deflection unit may include a first portion of the Jump movement with a higher Speed and a second section of the jump movement with to be moved at a low speed. The speed variation can However, also be done continuously, so that the deflection initially very is moved quickly and slowly towards the end of the jump movement approaching the destination point. It is also conceivable that the stable target position is the fastest is reached when the deflection unit during the Jump movement first moved quickly and then slowly.
Es wird darauf hingewiesen, dass eine Variation der Geschwindigkeit während der Sprungbewegung selbstverständlich auch mit einer oben beschriebenen dynamischen Anpassung der Wartezeit kombiniert werden kann.It it is noted that a variation of the speed while of course, the leap also combined with a dynamic adjustment of the waiting time described above can be.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden beispielhaften Beschreibung derzeit bevorzugter Ausführungsformen.Further Advantages and features of the present invention will become apparent the following exemplary description of presently preferred embodiments.
In der Zeichnung zeigen in schematischen DarstellungenIn the drawing show in schematic representations
An dieser Stelle bleibt anzumerken, dass sich in der Zeichnung die Bezugszeichen von gleichen oder von einander entsprechenden Elementen lediglich in ihrer ersten Ziffer und/oder durch an die Bezugsziffer angehängte Buchstaben unterscheiden.At It should be noted that in the drawing the Reference numerals of like or corresponding elements only in its first digit and / or by letters attached to the reference number differ.
Die
in
Es wird darauf hingewiesen, dass die Erfindung auch mit Laserlichtquellen realisiert werden kann, die Laserlicht in anderen optischen Spektralbereichen emittieren,. Im Bereich der Elektronikfertigung werden neben W-Laserlichtquellen insbesondere auch im nahen infraroten Spektralbereich emittierende CO2-Laserlichtquellen eingesetzt.It should be understood that the invention can be practiced with laser light sources that emit laser light in other spectral optical ranges. In the field of electronics production, CO 2 laser light sources emitting in particular in the near infrared spectral range are used in addition to W laser light sources.
Der
Laserstrahl
Das
Substrat umfasst eine dielektrische Schicht
Während der
Sprungbewegung
Ein
Sprung mit einer größeren Sprungdistanz
wird durch ein Ansteuersignal
Durch eine jeweils auf die Sprungdistanz optimal angepasste, d.h. für einen Einschwingvorgang des jeweiligen Ablenkspiegels ausreichende, insgesamt jedoch möglichst kurze Wartezeit kann die Zeitspanne, in der die Materialbearbeitung unterbrochen wird, reduziert und somit die Prozessgeschwindigkeit verbessert werden. Durch eine derartige dynamische Anpassung der Wartezeit an die jeweilige Sprunglänge kann beim Bohren von Löchern der Durchsatz ohne eine apparative bzw. konstruktive Veränderung einer bekannten Laserbearbeitungsmaschine deutlich erhöht werden.By each optimally adapted to the jump distance, i. for one Transient of the respective deflection mirror sufficient, total however possible short wait can be the time span in which the material processing is interrupted, and thus reduces the process speed improved become. By such a dynamic adaptation of the waiting time to the respective jump length Can when drilling holes the throughput without an apparatus or constructive change a known laser processing machine can be significantly increased.
Es
wird darauf hingewiesen, dass das reale Ansteuersignal für eine Ablenkeinheit
von einer Stufenform, so wie sie die Ansteuersignale
Die
in
Gemäß dem Stand
der Technik wird ein weiter Sprung durch ein Ansteuersignal
Insgesamt
können
also auch durch die Optimierung der Sprunggeschwindigkeit auf die
jeweils gewünschte
Sprungdistanz kürzere
Unterbrechungszeiten realisiert werden. Für die Gesamtleistung einer
Laserbearbeitungsmaschine ist insbesondere der Zeitgewinn maßgeblich,
der bei kurzen Sprüngen durch
eine im Vergleich zum Stand der Technik deutlich steileres Ansteuersignal
- 100100
- LaserbearbeitungsmaschineLaser processing machine
- 110110
- Laserlichtquelle (UV)Laser light source (UV)
- 111111
- W-LaserstrahlW laser beam
- 130130
- Ablenkseinheit (Galvosystem)Ablenkseinheit (Galvo)
- 140140
- Abbildungsoptikimaging optics
- 141141
- Bearbeitungslaserstrahlprocessing laser beam
- 150150
- Substratsubstratum
- 151151
- dielektrische Schichtdielectric layer
- 152152
- metallische Schichtmetallic layer
- 153153
- Mikrolochmicro hole
- 154154
- Bohrpositiondrilling position
- 155155
- Sprungbewegungjumping motion
- FF
- Fleckgrößespot size
- 260s260s
- Ansteuersignal kurzer Sprungcontrol signal short jump
- 260l260l
- Ansteuersignal langer Sprungcontrol signal long jump
- 265s265S
- Spiegelbewegung kurzer Sprungmirror movement short jump
- 265l265l
- Spiegelbewegung langer Sprungmirror movement long jump
- 266l266l
- Überschwingerovershoots
- TWS T WS
- Wartezeit kurzer Sprungwaiting period short jump
- TWL T WL
- Wartezeit langer Sprungwaiting period long jump
- 360a360a
- erstes Ansteuersignalfirst control signal
- 360b360b
- zweites Ansteuersignalsecond control signal
- 360c360c
- drittes Ansteuersignalthird control signal
- 360d360d
- viertes Ansteuersignalfourth control signal
- 360e360e
- fünftes Ansteuersignalfifth drive signal
- TW0 T W0
- Wartezeit 0waiting period 0
- TW1 T W1
- Wartezeit 1waiting period 1
- TW3 T W3
- Wartezeit 3waiting period 3
- TW5 T W5
- Wartezeit 5waiting period 5
- S0 S 0
- Sprungweitenbereich 0Jump Long range 0
- S1 S 1
- Sprungweitenbereich 1Jump Long range 1
- S2 S 2
- Sprungweitenbereich 2Jump Long range 2
- S3 S 3
- Sprungweitenbereich 3Jump Long range 3
- S4 S 4
- Sprungweitenbereich 4Jump Long range 4
- S5 S 5
- Sprungweitenbereich 5Jump Long range 5
- 460sa460sa
- Ansteuersignal kurzer Sprung (Stand der Technik)control signal short jump (prior art)
- 460sb460sb
- Ansteuersignal kurzer Sprung (dynamische Anpassung)control signal short jump (dynamic adjustment)
- 460la460la
- Ansteuersignal langer Sprung (Stand der Technik)control signal long jump (prior art)
- 460lb460lb
- Ansteuersignal langer Sprung (dynamische Anpassung)control signal long jump (dynamic adjustment)
- 465sa465sa
- Spiegelbewegung kurzer Sprung (Stand der Technik)mirror movement short jump (prior art)
- 465sb465sb
- Spiegelbewegung kurzer Sprung (dynamische Anpassung)mirror movement short jump (dynamic adjustment)
- 465la465la
- Spiegelbewegung langer Sprung (Stand der Technik)mirror movement long jump (prior art)
- 465lb465lb
- Spiegelbewegung langer Sprung (dynamische Anpassung)mirror movement long jump (dynamic adjustment)
- 466l466l
- Überschwingerovershoots
- TJSa T JSa
- Sprungzeit kurzer Sprung (Stand der Technik)jump time short jump (prior art)
- TJSb T JSb
- Sprungzeit kurzer Sprung (dynamische Anpassung)jump time short jump (dynamic adjustment)
- TJLa T JLa
- Sprungzeit langer Sprung (Stand der Technik)jump time long jump (prior art)
- TJLb T JLb
- Sprungzeit langer Sprung (dynamische Anpassung)jump time long jump (dynamic adjustment)
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