JP2000117476A - レーザ加工方法 - Google Patents
レーザ加工方法Info
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Abstract
ることが可能となり、生産性が向上するレーザ加工方法
を提供する。 【解決手段】 ガルバノミラー4の目標回転角度と実際
の回転移動角度との差を検出し、この差に基づいてフィ
ードバック制御を行ってガルバノミラー4を目標回転角
度に位置決めし、上位コントローラ10からの移動指令
から設定待ち時間後にガルバノミラー4の位置決めを完
了したとみなし、位置決め完了後にレーザ光線を照射す
るに際し、ガルバノミラー4の移動角度が小さいほど前
記設定待ち時間を少なくするように設定する。この方法
により、被加工物の1枚あたりの加工タクトを短くする
ことが可能となり、生産性が向上する。
Description
用いた高速位置決め制御全般に適用される。特に、ガル
バノメータの高速位置決めが必要とされるレーザ穴加工
方法に関し、詳しくは、ガルバノメータに取り付けたミ
ラーを介して、回路基板などにレーザを照射し、穴を加
工する方法に関するものである。
の穴を加工する作業において、ガルバノミラーを用いた
レーザ穴加工技術が採用されている。
線を照射し、レーザ光線のエネルギーで被加工材を溶解
あるいは蒸発させて穴を空ける方法であり、ミクロン単
位の微細な穴を正確な位置に加工する場合に適してい
る。最近の携帯電話等の電子機器を代表する高密度配線
の回路基板における単位面積当たりの穴加工数は、穴の
微細化、基板の高密度化により、ますます増加してお
り、このような回路基板の製造にレーザ穴加工技術が広
く利用されるようにするためには、穴加工の高速化が必
要不可欠となっている。
ガルバノミラーを用いた穴加工技術の具体例としては、
本出願人が先に特許出願した特開平8−174256号
公報等に開示されているように、レーザ光線をガルバノ
ミラーで反射させ、集光レンズにより集光して、加工対
象である回路基板に照射させることで、レーザ加工を行
うようになっている。
ノメータは、μradオーダーの高分解能を有するとと
もに、光学角±20°の駆動領域と高速位置決めの特性
を有し、微小角が検知可能な静電容量センサを位置検知
手段として設けてサーボ系のアナログフィードバック制
御にて位置決めを行っている。
の指令が制御部から与えられると、図4に示すように、
実際の回転移動角度が目標回転角度を越えないように制
御しながら、目標回転角度に徐々に近づくようにガルバ
ノメータを回動制御させ、目標回転角度に達して安定し
た時点で、レーザ光線の照射指令を発して、レーザ加工
を行う。
ーに対する移動指令として目標回転角度を変動させてい
る移動時間、Jdはその後に目標回転角度までガルバノ
ミラーが移動して位置決めされるまでの位置決め時間、
Lonはレーザ光線の照射時間、Sdはレーザ波尾待時
間である。
電容量センサは微小なアナログ信号で出力され、ノイズ
等の影響等により目標位置決め完了の判定に用いること
は難しいので、実際には目標位置決め完了の判定は、フ
ィードバック制御におけるガルバノミラーに対する移動
指令の変動が終了した時点(移動時間Mvの終点)から
一定の待ち時間を位置決め時間Jdとして設定し、この
位置決め時間Jdを経過した時点で位置決めを完了した
とみなして判定し、位置決め完了後にレーザ光線の照射
を開始している。位置決め時間Jdとしては、ガルバノ
ミラーの回転移動角度が大きくて時間がかかるワースト
ケースを想定して、長めの時間が設定されている。
ようにガルバノミラーを制御すると、ガルバノミラーの
回転移動角度の大きさにかかわらず、常に長めの時間を
待ってから位置決めを完了したとみなしているため、ガ
ルバノミラーの位置決めに比較的長い時間がかかってし
まい、被加工物の1枚あたりの加工タクトを短くするこ
とができないで処理能力が上がらず、生産性が向上しな
いという課題を生じていた。
工物の1枚あたりの加工タクトを短くすることが可能と
なり、生産性が向上するレーザ加工方法を提供すること
を目的とするものである。
に本発明は、レーザ光線をガルバノミラーで反射させ、
集光レンズにより集光して加工対象物に照射させること
でレーザ加工を行うレーザ加工方法であって、ガルバノ
ミラーの目標回転角度と実際の回転移動角度との差を検
出し、この差に基づいてフィードバック制御を行ってガ
ルバノミラーを目標回転角度に位置決めし、制御部から
の移動指令から設定待ち時間後にガルバノミラーの位置
決めを完了したとみなし、位置決め完了後にレーザ光線
を照射するに際し、ガルバノミラーの移動角度が小さい
ほど前記設定待ち時間を少なくするように設定するもの
である。
加工タクトを短くすることが可能となり、生産性が向上
する。
光線をガルバノミラーで反射させ、集光レンズにより集
光して加工対象物に照射させることでレーザ加工を行う
レーザ加工方法であって、ガルバノミラーの目標回転角
度と実際の回転移動角度との差を検出し、この差に基づ
いてフィードバック制御を行ってガルバノミラーを目標
回転角度に位置決めし、制御部からの移動指令から設定
待ち時間後にガルバノミラーの位置決めを完了したとみ
なし、位置決め完了後にレーザ光線を照射するに際し、
ガルバノミラーの移動角度が小さいほど前記設定待ち時
間を少なくするように設定するものである。
角度が小さい場合には設定待ち時間を少なくすることが
できるため、被加工物の1枚あたりの加工タクトを短く
することが可能となり、生産性が向上する。
説明する。この実施の形態においては、高密度配線の回
路基板にスルーホール等の穴を加工するレーザ加工装置
に用いられる場合に付いて説明する。
ーザ光線1を出射するレーザ発振器2と、レーザ光線1
を分岐させるビームスプリッタ3と、ガルバノメータ4
aにミラー4bが取り付けられてなるガルバノミラー4
と、レーザ光線1を平面上に集光する集光レンズとして
のFθレンズ5と、X軸方向ならびにY軸方向に移動自
在とされ、被加工物6としての回路基板を載置するXY
テーブル7とにより基本構成されている。
工物6の任意の位置に穴を空けるために、XYテーブル
7が指令位置に位置決めされ、かつガルバノミラー4が
指令位置に位置決めされて完了した後に、レーザ発振器
2よりレーザ光線1を照射して、穴加工を行うようにな
っている。ガルバノミラー4の位置決めによって、50
mm×50mmエリア内の任意の点に穴加工でき、XY
テーブル7は、50mm単位で移動動作して、500m
m×350mmの被加工物6における任意の位置を加工
できるように構成されている。
は、レーザ光線をビームスプリッタ3で分岐し、2対の
ガルバノミラー4およびFθレンズ5を配置して、XY
テーブル7上に2対の被加工物6を置くことによって2
枚の被加工物6に対する同時加工を実現している。
代表する高密度配線の回路基板は、穴の微細化、回路基
板の高密度化により、50mm×50mm当たりの穴加
工数は、1000穴、回路基板全体では50000穴を
超えており、ガルバノミラー4の位置決めの時間が1枚
の被加工物加工タクトに大きく影響する。
示す。図2に示すように、位置検知手段としての静電容
量センサ9で検出したガルバノミラー4の実際の回転移
動角度と、ガルバノミラー4の目標回転角度との差を、
角度差検出部として機能するガルバノドライバ8で算出
しながら、この差に基づいてフィードバック制御を行っ
てガルバノミラー4を目標回転角度に近づくように移動
させ、制御部としての上位コントローラ10からの移動
指令から設定待ち時間後にガルバノミラーの位置決めを
完了したとみなし、位置決め完了後にレーザ光線を照射
する位置決めしてレーザ光線を照射する。
(b)に示すように、ガルバノミラー4の移動角度に応
じて記設定待ち時間を設定するものである。具体的に
は、図3(b)に示すように、ガルバノミラー4の移動
角度(移動距離)が小さいほど設定待ち時間である位置
決め時間Jdを少なくするように設定する。
はガルバノミラー4に対する移動指令として目標回転角
度を変動させている移動時間、Jdはその後に目標回転
角度までガルバノミラー4が移動して位置決めされるま
での位置決め時間、Lonはレーザ光線の照射時間、S
dはレーザ波尾待時間である。
ラー4の移動角度が小さい場合でも、常に長めの時間を
待ってから位置決めを完了したとみなしているため、ガ
ルバノミラー4の位置決めに比較的長い時間がかかって
いたが、この制御方法によれば、ガルバノミラー4の移
動角度が小さい場合には設定待ち時間である位置決め時
間Jdを少なくすることができるため、被加工物の1枚
あたりの加工タクトを短くすることが可能となり、生産
性が向上する。
ミラーの移動角度が小さい場合には設定待ち時間を少な
くすることができるため、時間管理による制御方法での
ロス時間がなくなり、被加工物の1枚あたりの加工タク
トを短くすることが可能となって、生産性が向上する。
行うレーザ加工装置の斜視図
す図
概念的に示す図で、(a)はガルバノミラーの移動距離
が大きい場合を示し、(b)は移動距離が小さい場合を
示す図
Claims (1)
- 【請求項1】 レーザ光線をガルバノミラーで反射さ
せ、集光レンズにより集光して加工対象物に照射させる
ことでレーザ加工を行うレーザ加工方法であって、ガル
バノミラーの目標回転角度と実際の回転移動角度との差
を検出し、この差に基づいてフィードバック制御を行っ
てガルバノミラーを目標回転角度に位置決めし、制御部
からの移動指令から設定待ち時間後にガルバノミラーの
位置決めを完了したとみなし、位置決め完了後にレーザ
光線を照射するに際し、ガルバノミラーの移動角度が小
さいほど前記設定待ち時間を少なくするように設定する
レーザ加工方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28713998A JP4049459B2 (ja) | 1998-10-09 | 1998-10-09 | レーザ加工方法 |
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JP2000117476A true JP2000117476A (ja) | 2000-04-25 |
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JP4049459B2 JP4049459B2 (ja) | 2008-02-20 |
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ID=17713583
Family Applications (1)
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1998
- 1998-10-09 JP JP28713998A patent/JP4049459B2/ja not_active Expired - Lifetime
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