JP2004066341A - プレート状の基板をレーザー加工機内に保持並びに位置決めするための装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板のレーザー加工の際の加工精度及び再現性の改善が可能な基板の保持および位置決め装置を提供する。
【解決手段】基板を載置する真空プレート１が、平らな上面を有し、かつ下面に真空発生装置と接続可能な真空・分配系を備え、さらに上面と真空・分配通路との間に複数の吸引穴３を備えた装置において、冷却通路７，８から成る冷却系（冷却回路）を有しており、冷却系が冷却媒体で満たされていて、冷却装置１０への接続部（例えば接続管片）を備える。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレート状の基板若しくはサブストレートを真空プレートによってレーザー加工機内に保持並びに位置決めするための装置であって、真空プレートが平らな上面を有し、かつ下面に真空発生装置と接続可能な真空・分配通路系を備え、さらに上面と真空・分配通路系との間の複数の吸引穴を備えている形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザーを用いて基板又はプリント回路板若しくはプレート状のサブストレートを穿孔並びに構造化（基板若しくはサブストレートに構造部又は成形部を形成すること）する際には、基板若しくはプレート状のサブストレートが通常は真空プレート上に位置決めされて、負圧で吸着される。次いで、位置決めプレート上に支承された真空プレートを介して、ワーク、即ち基板若しくはプレート状のサブストレートがレーザービームに合わせて位置調節され、その結果、レーザービームがサブストレートの表面の所定の加工領域を負荷、即ち照射できる。
【０００３】
ワークの本来の加工、例えばレーザー・穿孔（ｌａｓｅｒ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ）若しくはレーザー・構造化（ｌａｓｅｒ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｉｎｇ）に際して、レーザービームの熱エネルギーが直接にワークに伝達されて、そこで局所的な熱場（ｈｅａｔ　ｆｉｅｌｄ）を形成することになる。これによって、ワークの熱膨張が生じることになり、さらに熱は真空プレートにも伝わり、真空プレートも膨張することになる。この場合、ワークの熱排出は一方で直接に周囲空気の対流によって、かつ他方で真空プレートへの熱伝達によって行われる。このような事情により、ワークと真空プレートとの間に相互に作用する温度場（ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｆｉｅｌｄ）が形成され、該温度場によってワークと真空プレートと互いに異なる膨張方向が生じる。さらにこの場合には問題点として、真空プレートが１つのワークから次のワークによって次第に加熱され、その結果、各ワークが異なる熱条件下で真空プレートに載置されることになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、レーザー・穿孔及びレーザー・構造化の際の加工性及び再現性を改善するために、１つのワークの加工中並びに、順次に行われる各ワークの加工に際して同一の温度状態を生ぜしめ得るようにすることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために本発明に基づく構成では、真空プレートが、冷却通路から成る冷却系（冷却回路）を有しており、冷却系が冷却媒体で満たされていて、冷却装置へ接続できるように形成され、即ち冷却装置への接続部を備えている。
【０００６】
【発明の効果】
真空プレート内への冷却回路の配置によって、熱エネルギーが効果的に排出され、その結果、真空プレート内に一定の温度場が得られる。これによって、真空プレート上で加工されるワークに対して一様な温度条件が与えられ、ワークの加工プロセスが安定化され、ひいては高い加工精度が達成される。急速な熱排出によってワークの熱膨張が著しく減少され、その結果、加工プロセスが安定化され、かつ加工の精度が改善される。特に、真空プレートとワークとの間の異なる異なる熱膨張に起因する摩擦を減少させることができる。
【０００７】
冷却通路は種々の形式で真空プレート内に設けられ、若しくは加工成形されてよい。例えば冷却通路を真空通路内に配置することも、真空通路間の中間壁（仕切壁）内に設けることも可能である。
【０００８】
本発明の有利な実施態様が従属請求項に記載してある。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に本発明を図示の実施例に基づき詳細に説明する。図１はレーザー加工のための本発明に基づく装置の斜視図であり、図２は前記装置の真空プレートを冷却通路の設けられた下面側から見た斜視図である。
【００１０】
図１に、本発明に基づく装置の真空プレート１を概略的に示してあり、該真空プレート１はレーザー加工機（図示せず）内で少なくとも２つの方向に調節可能に位置決めテーブル（Ｘ・Ｙテーブル）上に配置されている。真空プレート１上にワーク２、例えば基板若しくはサブストレートが配置されていて、吸引穴３を介して負圧によって堅く保持され、即ち固定される。通常は真空プレート１とワーク２との間に例えば銅から成るシート若しくは薄膜を配置してあり、該シート若しくは薄膜が吸引穴３と合致する孔を備えている。加工に際してワークがレーザー４からのレーザービーム５によって負荷される。レーザービームが光学系（図示せず）、例えばミラー又はレンズ若しくは反射及び屈折機構を介して加工点６に導かれてよい。
【００１１】
レーザービーム５が加工点（照射点）６を照射して熱を発生させ、該熱がワーク、ひいては真空プレート１にも伝わることになる。
【００１２】
本発明に基づき真空プレート１内に、冷却通路から成る冷却系を設けてあり、該冷却系の入口通路７及び出口通路８のみが図１に示してある。冷却通路、入口通路及び出口通路が全体的に冷却回路９を形成しており、該冷却回路が冷却装置１０に接続されている。これによって、ワーク２から真空プレート１に放出された熱が排出される。
【００１３】
図２に、真空プレート内の冷却系の実施例を示してあり、真空プレートがここでは下面を図示してある。例えばアルミニウムから成る真空プレート１１は、下面に成形された真空・分配通路１２を有しており、真空・分配通路から個別の吸引穴１３が上面へ延びている。該真空通路系が接続管片１４を介して負圧発生器、例えば真空ポンプに接続される。真空・分配通路１２が真空プレートの下面から溝の形状で加工成形されている。真空プレートの下面にシールプレート（図示せず）を装着することによって、閉じた通路、即ち管路が生じる。
【００１４】
さらに図２に概略的に示してあるように、本発明に基づく冷却系の冷却通路１６は真空プレートの材料内に加工成形されてよい。図面では破線が、個別の真空・分配通路間の中間壁１５内に形成された通路構造を示している。このような通路系は、図示の実施例では入口１７から真空プレートの壁内の連続的な１つの通路を経て出口１８へ延びている。即ち通路系（冷却系）は１つの閉回路を成している。
【００１５】
もちろん図示の実施例のほかに、別の構造若しくはパターンの冷却回路も可能である。冷却通路、例えば冷却パイプを真空・分配通路内に配置することも可能である。ワーク（基板）の大きさに応じて複数の冷却系若しくは冷却回路を真空プレート１に設ける、即ち敷設することも考えられる。この場合、冷却系若しくは冷却回路が個別に設けられ、若しくは互いに接続されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】レーザー加工のための本発明に基づく装置の斜視図。
【図２】本発明に基づく装置の真空プレートを、冷却通路の設けられた下面側から見た斜視図。
【符号の説明】
１　真空プレート、　２　ワーク、　３　吸引穴、　４　レーザー、　５　レーザービーム、　６　加工点、　７　入口通路、　８　出口通路、　９　冷却回路、　１０　冷却装置、　１１　真空プレート、　１２　真空・分配通路、　１３　吸引穴、　１４　接続管片、　１５　中間壁、　１６　冷却通路

Claims (7)

1. プレート状の基板（２）を真空プレート（１；１１）によってレーザー加工機内に保持並びに位置決めするための装置であって、真空プレートが平らな上面を有し、かつ下面に真空発生装置と接続可能な真空・分配通路系（１２）を備え、さらに上面と真空・分配通路系との間の複数の吸引穴（３；１３）を備えている形式のものにおいて、
   真空プレート（１；１１）が、冷却通路（７，８；１６，１７，１８）から成る冷却系を有しており、冷却系が冷却媒体で満たされていて、冷却装置（１０）へ接続するように形成されていることを特徴とする、プレート状の基板をレーザー加工機内に保持並びに位置決めするための装置。
2. 冷却系の冷却通路が真空・分配通路系（１２）の分配通路内に配置されている請求項１記載の装置。
3. 冷却系の冷却通路も真空・分配通路系（１２）の分配通路も、真空プレート（１１）の材料内に配置されている請求項１記載の装置。
4. 真空プレート（１；１１）がアルミニウムから成っている請求項１から３のいずれか１項記載の装置。
5. 真空・分配通路系（１２）の分配通路が、真空プレート（１１）の下面に溝の形状で加工成形されていて、カバープレートによって密に閉じられている請求項１から４のいずれか１項記載の装置。
6. 冷却系の冷却通路が真空・分配通路系（１２）の分配通路内に敷設されている請求項５記載の装置。
7. 冷却系の冷却通路（１６）が、真空・分配通路系（１２）の分配通路を仕切る壁（１５）内に溝の形状で加工成形されている請求項５記載の装置。

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