JP2005040833A - レーザ加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】幅広のテープ材に対し、テープ材の幅方向の移動を無くすか移動量を小さくして、テープ材の捩れや歪み等の外的損傷を無くす。
【解決手段】加工ヘッド４０、４０Ａ、４０Ｂを、テープ材１０の幅方向に移動可能とするか、テープ材１０の幅方向に複数設ける。
【選択図】図８

Description

本発明は、リール機構を用いて送給される帯状加工対象に、加工ヘッドからレーザ光を照射して加工するためのレーザ加工装置に係り、特に、レーザ穴開け機として用いるのに好適な、リール機構を用いて送給される帯状加工対象の幅方向移動量が小さく、帯状加工対象の捩れや歪み等の外的損傷を防ぐことが可能なテープ加工装置に関する。

図１（正面図）、図２（平面図）、図３（側面図）に例示する如く、テープ材１０等のプリント基板は、リール機構（巻取り機構）２０、２２を用いて、レーザ加工（主に穴開け）が行なわれている。テープ幅Ｗは４８ｍｍと７５ｍｍが標準であり、一定量（２００ｍｍ程度）巻き取った後、ＸＹステージ３０上に設けられたクランプ機構３２でクランプし、例えばガルバノ機構を含む加工ヘッド４０によりビームをテープ送り方向（Ｘ方向とする）及びテープ幅方向（Ｙ方向とする）に走査して走査範囲内での穴開けを行なった後、クランプを開放してＸＹステージ３０を再び移動し、図４に示す如く、テープ材１０をＹ方向又はＸ方向に移動して、走査領域毎にレーザ加工を行なっている。

このようなリール機構を用いたレーザ加工に関して、特許文献１には、テープ材１０を、ガルバノ機構を用いたＹ方向スキャナの焦点距離と一致させた凹面上にガイドし、ガルバノ機構によりレーザビームをＹ方向に扇状に走査することが記載されている。又、特許文献２には、加工ヘッドをテープ送り方向及び幅方向に複数台設けることが記載されている。

特開２００３−８０３８６号公報 特開２００２−４５９８６号公報

最近、生産性向上のため、テープ幅Ｗが拡がる傾向にある。具体的には、２５０ｍｍ幅からシート材と同様の５００ｍｍ幅の検討が始まっている。

従来、クランプ後の走査領域の加工を、ＸＹステージ３０を駆動してテープ材１０を移動することにより行なっていたが、Ｙ方向は、テープ材１０を弛ませて、Ｙステージの駆動で加工領域の移動を行なっていたため、テープ幅Ｗが拡がると、Ｙ方向移動によってテープ材１０に捩れや歪み等を与えて、外的損傷を発生する恐れがあった。

なお、特許文献１には、レーザビームをテープ幅方向に走査することが記載され、特許文献２には加工ヘッドをテープ幅方向に複数設けることが記載されているが、いずれにしても、加工ヘッドは固定されていた。

本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたもので、幅広のテープ材に対して、テープ幅方向の移動量を小さくして、テープ材の捩れや歪み等の外的損傷を無くすことを課題とする。

本発明は、リール機構を用いて送給される帯状加工対象に、加工ヘッドからレーザ光を照射して加工するためのレーザ加工装置において、前記加工ヘッドを帯状加工対象の幅方向に移動可能として、前記課題を解決したものである。

又、同じくレーザ加工装置において、前記加工ヘッドを帯状加工対象の幅方向に複数設けて、帯状加工対象の幅方向移動量を小さくしたものである。

又、前記加工ヘッドから照射されるレーザ光を平行に補正する手段を設けたものである。

本発明によれば、幅広のテープ材に対し、テープ材の幅方向移動を無くすか、幅方向移動量を小さくして、レーザ加工することが可能となり、テープ材の捩れや歪み等の外的損傷を無くすことが可能となる。

以下図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。

本発明の第１実施形態は、図５（正面図）、図６（平面図）、図７（側面図）に示す如く、テープ幅方向の移動機構６０を設けて、加工ヘッド４０をテープ材１０の幅方向に移動可能とし、図８に示す如く、テープ材１０を幅方向に移動することなく加工できるようにしたものである。

前記加工ヘッド４０の光学系は、図９に例示する如く、レーザ発振器４２で発振され、コリメーションレンズ４６、マスク４８及びベンディングミラー５０を介して送られてきたレーザビーム４４を、テープ材１０の表面１０ＡのＸ方向及びＹ方向に走査するための一対の走査ミラー（ガルバノ光学系と称する）５２、５４と、ｆθレンズ５８を含んで構成されている。

前記レーザ発振器４２としては、炭酸ガスレーザ又は高調波固体レーザを用いることができる。

前記加工ヘッド４０の光学系には、任意の穴開けを行なうため、マスク４８が設けられ、マスク投影法が組み込まれている。

前記ガルバノ光学系５２、５４とｆθレンズ５８のユニットは、一体の筐体に組み込まれ、前記幅方向移動機構６０を構成するボールねじ上に取付けられ、モータ駆動によって、テープ幅方向の駆動が可能とされている。

一般に、マスク投影法の場合、マスク４８とコリメーションレンズ４６間の距離は固定であるが、今回コリメーションレンズ４６が移動するため、マスク後に、レーザ光を平行に補正するレンズ４９が設けられている。これにより、コリメーションレンズ４６とマスク４８との距離Ｌが変化しても、加工スポット径が変化しないよう対応できる。なお、コリメーションレンズ４６の移動量が多い場合には、補正レンズ４９も同時に集光レンズ部と連動して移動させることも可能である。

本実施形態において、テープ材１０を一定量巻き取ってクランプ機構３２でクランプした後、前記加工ヘッド４０に含まれるガルバノ光学系（走査ミラー）５２、５４とｆθレンズ５８を用い、ｆθレンズ５８の走査エリア（例えば５０ｍｍ角程度）を加工する。次に、加工ヘッド４０をテープ幅方向に移動する。移動量は、走査エリアを原則とするが、パターンによってはこれに限らず、加工穴が無い領域は飛ばすことができる。この方法で、テープ材１０を幅方向に移動することなく、幅広の例えば２５０ｍｍや５００ｍｍの幅方向の加工が可能となる。

幅方向に対し、一度加工を終了すれば、同じ加工方向に対し、逆方向に加工ヘッド４０を移動し、幅方向に対して往復動作を行ない、移動無駄時間を削減することができる。

本実施形態においては、テープ材１０を幅方向に移動する必要がない。

次に、図１０乃至１３を参照して、本発明の第２実施形態を詳細に説明する。

本実施形態は、図１０（正面図）、図１１（平面図）、図１２（側面図）に示す如く、加工ヘッド４０をテープ材１０の幅方向に２台（４０Ａ、４０Ｂとする）設けて、図１３に示す如く、テープ材１０の幅方向移動量をテープ幅Ｗの半分で済むようにしたものである。

この第２実施形態の光学系の例を図１４に示す。図において、５１はビームスプリッタであり、走査ミラー、ｆθレンズが、各加工ヘッド４０Ａ、４０Ｂ毎に、それぞれ２組（５２Ａ、５２Ｂ）（５４Ａ、５４Ｂ）（５８Ａ、５８Ｂ）設けられている。

本実施形態によれば、テープ材１０の幅方向移動量を従来の半分にすることができる。

なお、テープ材の幅方向に設ける加工ユニットの数は２台に限定されず、３台以上であってもよい。

又、第１実施形態の加工ヘッドの数を２台以上として、加工ヘッドのテープ幅方向移動量を小さくすることもできる。

なお、前記実施形態においては、いずれも、加工時にはテープ材１０のＸ方向の送りが止められていたが、テープ材１０をＸ方向に送りながら加工ヘッド４０、４０Ａ、４０Ｂもテープ送り方向（Ｘ方向）に動かすことにより、ノンストップ加工を実現することも可能である。又、レーザ加工の種類も穴開けに限定されず、他のレーザ加工一般にも同様に適用できることは明らかである。

本発明は、レーザ穴開け機等のレーザ加工装置に適用できる。

従来のレーザ穴開け機の一例の構成を示す正面図 同じく平面図 同じく側面図 同じく加工中のテープ位置の変化を示す平面図 本発明の第１実施形態の構成を示す正面図 同じく平面図 同じく側面図 同じく加工中のテープの位置の変化を示す平面図 同じく加工ヘッドの光学系の例を示す光路図 本発明の第２実施形態の構成を示す正面図 同じく平面図 同じく側面図 同じく加工中のテープの位置の変化を示す平面図 同じく加工ヘッドの光学系の例を示す光路図

符号の説明

１０…テープ材
Ｗ…テープ幅
２０、２２…リール機構
３０…ＸＹステージ
３２…クランプ機構
４０…加工ヘッド
６０…幅方向移動機構

Claims (3)

1. リール機構を用いて送給される帯状加工対象に、加工ヘッドからレーザ光を照射して加工するためのレーザ加工装置において、
   前記加工ヘッドを帯状加工対象の幅方向に移動可能としたことを特徴とするレーザ加工装置。
2. リール機構を用いて送給される帯状加工対象に、加工ヘッドからレーザ光を照射して加工するためのレーザ加工装置において、
   前記加工ヘッドを帯状加工対象の幅方向に複数設けて、帯状加工対象の幅方向移動量を小さくしたことを特徴とするレーザ加工装置。
3. 前記加工ヘッドから照射されるレーザ光を平行に補正する手段が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のレーザ加工装置。