JP2022181800A

JP2022181800A - レーザ加工装置

Info

Publication number: JP2022181800A
Application number: JP2021088966A
Authority: JP
Inventors: 靖伊藤; Yasushi Ito; 拓巳小山内; Takumi Osanai
Original assignee: Via Mechanics Ltd
Current assignee: Via Mechanics Ltd
Priority date: 2021-05-27
Filing date: 2021-05-27
Publication date: 2022-12-08
Also published as: CN115401315A; TW202245954A; KR20220160506A

Abstract

【課題】本発明は、基板にレーザで穴あけ加工を行う場合、加工時に発生した粉塵を十分集塵し、加工品質を向上させることができるレーザ加工装置を提供する。【解決手段】ワークを加工するために前記ワークの表面側からレーザを照射するレーザユニットと、前記ワークを前記レーザユニットと相対的に移動させる移動テーブルと、を有するレーザ加工装置において、前記移動テーブル上に設けられた前記ワークを吸着させる吸着テーブル６であって、前記ワークに加工される穴のパターンと同じパターンの穴２１が設けられたものを備えたことを特徴とする。加工される穴の切粉が前記穴２１を介して中空部２２に落ちるようになっており、その直径は加工される穴の直径の１．１倍程度である。中空部２２には集塵ダクト２３が接続され、集塵ダクト２３は配管２４を介して集塵機２５に接続される。【選択図】図２

Description

本発明は、例えばプリント基板に対してレーザを照射して穴あけ加工を行うためのレーザ加工装置に関する。

近年、レーザ加工装置としては、例えば特許文献１に開示されているように、被加工基板にレーザ光を照射したときに粉塵が発生した場合、吸引部の接続されたフィルタパネルを基板の下に配置し、フィルタパネルによって粉塵をすぐに回収することで、堆積した粉塵が舞い上がって基板に付着することを防止するようにしたものがある。

しかしながら、特許文献１に開示された方式であると、基板にレーザで穴あけ加工を行う場合、基板加工時に発生した粉塵を加工された穴から十分集塵できず、後工程のメッキ工程で不良が発生し、基板の加工品質が低下した。

特開2011-104636号公報

そこで本発明は、基板にレーザで穴あけ加工を行う場合、加工時に発生した粉塵を十分集塵し、加工品質を向上させることができるレーザ加工装置を得ることを目的とするものである。

本願において開示される発明のうち、代表的なレーザ加工装置は、ワークを加工するために前記ワークの表面側からレーザを照射するレーザユニットと、前記ワークを前記レーザユニットと相対的に移動させる移動テーブルと、を有するレーザ加工装置おいて、前記移動テーブル上に載置された前記ワークを吸着させる吸着テーブルであって、前記ワークに加工される穴のパターンと同じパターンの穴が設けられたものを備えたことを特徴とする。

なお、本願において開示される発明の代表的な特徴は以上の通りであるが、ここで説明していない特徴については、後述する発明を実施するための形態において説明しており、また特許請求の範囲にも示した通りである。

本発明によれば、基板にレーザで穴あけ加工を行う場合、加工時に発生した粉塵を十分集塵し、加工品質を向上させることができる。

本発明の一実施例に係るレーザ加工装置の構造を説明するための図である。実施例における吸着テーブルの構造を示す図である。実施例における吸着ヘッドを説明するための図である。実施例におけるワーク搬出動作を説明するための図である。

以下、図面を参照しながら本発明に係る実施の形態を実施例に沿って説明する。なお、以下の説明において、同等な各部には同一の符号を付して説明を省略する。

図１は本願発明の一実施例に係るレーザ加工装置の構造を示す図である。同図において、レーザ加工装置は、プリント基板などのワーク１にレーザで穴あけ加工するレーザ加工機２と、未加工のワーク１をレーザ加工機２へ供給する搬入装置３と、レーザ加工機２に対して搬入装置３と対称な位置に設けられ加工されたワーク１をレーザ加工機２から搬出する搬出装置４と、から構成される。レーザ加工機２は、載置されたワーク１をＸ方向（紙面垂直方向）およびＹ方向（紙面左右方向）に移動自在なＸＹテーブル５と、ＸＹテーブル５上に固定されワークを吸着又は解放する吸着テーブル６と、ワーク１の各々に対してレーザ光を照射するレーザユニット７と、レーザユニット７を設けた門型のコラム８と、ＸＹテーブル５が設置されたベッド９と、レーザ加工機２、搬入装置３および搬出装置４を制御する制御装置１０を備えてなる。レーザ加工機２、搬入装置３および搬出装置４はＹ方向に並べて配置される。

搬入装置３は、ワーク１を吸着又は解放する吸着ヘッド１１ａと、吸着ヘッド１１ａを上昇下降させるためのリフタ１２ａと、リフタ１２ａが固定されたスライダ１３ａと、スライダ１３ａを案内するガイドレール１４ａと、加工すべきワーク１が積載されたストッカ１５ａを備えてなる。吸着ヘッド１１ａはＹ方向に移動自在である。ストッカ１５ａの上方には、吸着ヘッド１１ａと、吸着ヘッド１１ａを紙面のＺ方向に移動させるためのリフタ１２ａが配置されている。なお、加工前のワーク１をストッカ１５ａからＸＹテーブル５へ移動させる場合は、ワーク１、ＸＹテーブル５、吸着ヘッド１１ａおよびストッカ１５ａがＹ方向で一直線上に配置される。

一方、搬出装置４は、ワーク１を吸着又は解放する吸着ヘッド１１ｂと、吸着ヘッド１１ｂを上昇下降させるためのリフタ１２ｂと、リフタ１２ｂが固定されたスライダ１３ｂと、スライダ１３ｂを案内するガイドレール１４ｂと、加工すべきワーク１が積載されたストッカ１５ｂを備えてなる。吸着ヘッド１１ｂはＹ方向に移動自在である。ストッカ１５ｂの上方には、吸着ヘッド１１ｂと、吸着ヘッド１１ｂを紙面のＺ方向に移動させるためのリフタ１２ｂが配置されている。なお、加工後のワーク１をＸＹテーブル５からストッカ１５ｂへ移動させる場合は、ワーク１、ＸＹテーブル５、吸着ヘッド１１ｂおよびストッカ１５ｂがＹ方向で一直線上に配置される。

図２は、吸着テーブル６の構造を説明するための図であり、吸着テーブル６の平面図を図２（ａ）に、図２（ａ）のＡ－Ａ矢視断面図を図２（ｂ）にそれぞれ示す。

図２において、吸着用貫通穴１６は中空部１７に接続されワーク１の周辺部付近を吸引する。中空部１７には吸引ダクト１８が接続され、吸引ダクト１８は配管１９を介して減圧機２０に接続される。なお、吸引ダクト１８に接続された減圧機２０は制御装置１０によって制御される。粉塵回収用貫通穴２１は中空部２２に接続されワーク１の中央部から周辺部にかけて加工される各穴の位置に対応して配置されていて（一つの加工される穴に対して一つの粉塵回収用貫通穴２１が設けられている。すなわち、ワーク１に加工される穴のパターンと同じパターンの粉塵回収用貫通穴２１が設けられている）、加工される穴の切粉が粉塵回収用貫通穴２１を介して中空部２２に落ちるようになっており、その直径は加工される穴の直径の１．１倍程度である。中空部２２には集塵ダクト２３が接続され、集塵ダクト２３は配管２４を介して集塵機２５に接続される。集塵機２５は制御装置１０によって制御される。なお、吸着テーブル６は吸着テーブル上部６ａと吸着テーブル下部６ｂから構成され、吸着テーブル上部６ａをワーク１に加工される穴のパターンに応じて交換可能としている。吸着テーブル上段６ａは、ワーク１に加工されるパターン毎に異なるものが用意され、異なるパターンがワーク１に加工される場合交換される。そのため、吸着テーブル６全体を交換する必要が無く、生産コストを抑えることが可能となっている。

図３は、吸着ヘッド１１ｂの構造を説明するための図であり、吸着ヘッド１１ｂの平面図を図３（ａ）に、図３（ａ）のＢ－Ｂ矢視断面図を図３（ｂ）に、底面図を図３（ｃ）にそれぞれ示す。

図３において、図３（ｂ）の矢印はエアーの流れを示していて、吸着用貫通穴２６は中空部２７に接続され開口部２８を介してワーク１の周辺部付近を吸引する。中空部２７には吸引ダクト２９が接続され、吸引ダクト２９には配管３０を介して減圧機３１が接続される。

送気用貫通穴３２は中空部３３に接続され開口部３４を介してワーク１にエアーを噴射する。中空部３３は送気ダクト３５に接続され、送気ダクト３５には配管３６を介してコンプレッサ３７が接続されている。吸着ヘッド１１ｂがワーク１を吸着すると、開口部３４は、ワーク１に穴を加工する領域（加工領域）をすべて覆い、噴出されたエアーが加工されたワーク１のすべての加工穴から吸着テーブル６の粉塵回収用貫通穴２１へ通過する。なお、吸引ダクト２９に接続された減圧機３１および送気ダクト３６に接続されたコンプレッサ３７は制御装置１０によって制御される。また、図３（ａ）には図が不明瞭になるのを避けるために配管３０、減圧機３１、配管３６およびコンプレッサ３７の図示を省略している。

次に、図４の動作説明図に基づいてレーザ加工装置の動作を説明する。

制御装置１０は、搬入装置３を制御して、ストッカ１５ａに載置された未加工のワーク１をＸＹテーブル５における吸着テーブル６上に載置し、減圧機２０を動作させる（図４（ａ））。すると、吸着用貫通穴１６と中空部１７とダクト１８とが負圧となりワーク１が吸着テーブル６に吸着される。このときの負圧は、ワーク１が吸着用貫通穴１６に吸い込まれて変形しない程度の負圧であり、かつワーク１がレーザユニット７によってレーザ加工されるとき位置ずれしない程度の吸引負圧である。次に、集塵機２５を動作させる。すると、粉塵回収用貫通穴２１と中空部２２と集塵ダクト２３とが負圧となる。このときの負圧は、ワーク１が粉塵回収用貫通穴２１に吸い込まれて変形しない程度の負圧であり、ワーク１がレーザユニット７によってレーザ加工されるとき位置ずれしない程度の吸引負圧である。

制御装置１０は、レーザユニット７を制御して、ワーク１に貫通穴３８を加工する（図４（ｂ））。ワーク１から切り落とされた切粉は、粉塵回収用貫通穴２１と中空部２２と集塵ダクト２３とが負圧となっているので、粉塵回収用貫通穴２１に吸い込まれるように落下し、中空部２２、集塵ダクト２３を通って集塵機２５に回収される（図４（ｃ））。また、ワーク１に穴が加工されると、粉塵回収用貫通穴２１が順次解放されることとなり、ワーク１が吸着されにくくなる恐れがあるが、ワーク１は吸着用貫通穴１６によって吸着されて、レーザ加工されている間、位置がずれるようなことが殆どない。

レーザユニット７によるレーザ加工が終了すると、制御装置１０は、吸着ヘッド１１ｂを移動して加工されたワーク１のレーザ照射面に当接させる（図４（ｄ））。その後、開口部３４からエアーを噴射して貫通穴３８の中に残留した切粉を粉塵回収用貫通穴２１に落下させるとともに、開口部２８からの吸引を開始してワーク１のレーザ照射面の周辺部分を吸着する（図４（ｅ））。なお、図４（ｅ）の矢印はエアーの流れを示している。

貫通穴３８へのエアーの噴射が終了すると、制御装置１０は、吸着用貫通穴１６および粉塵回収用貫通穴２１の吸着を終了した後、吸着ヘッド１１ｂを上昇させ（図４（ｆ））、搬出装置４のストッカ１５ｂ上にワーク１を載置する。

以上の実施例によれば、粉塵回収用貫通穴２１からワーク１に加工された貫通穴３８の中に残った切粉を集塵するので、後工程のメッキ工程での不良を防止し、加工品質を向上させることができる。また、送気用貫通穴３２から開口部３４を介して加工された貫通穴３８へエアーを噴射するので吸着テーブル６による集塵で貫通穴３８の中に切粉が残ってしまった場合でも、残った切粉を粉塵回収用貫通穴２１に落とすることができ、後工程のメッキ工程での不良を防止し、加工品質を向上させることができる。さらに、吸着テーブル６や吸着ヘッド１１ｂにワーク１に加工された貫通穴３８の中に残った切粉を集塵する機構を設けた事で、レーザ加工機とは別に加工された貫通穴３８の中に残った切粉を集塵する装置を設ける必要が無いので、装置全体のコストを低減することができる。また、搬出工程の一部に集塵工程を組み込むことができるので、別に集塵装置を設ける場合よりも工程を短縮でき、加工効率を向上させることができる。

以上、実施例に基づき本発明を説明したが、本発明は当該実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもなく、様々な変形例が含まれる。

１：ワーク２：レーザ加工機３：搬入装置４：搬出装置５：ＸＹテーブル
６：吸着テーブル７：レーザユニット８：門型コラム９：ベッド１０：制御装置
１１ａ、１１ｂ：吸着ヘッド１２ａ、１２ｂ：リフタ１３ａ、１３ｂ：スライダ
１４ａ、１４ｂ：ガイドレール１５ａ、１５ｂ：ストッカ

Claims

ワークを加工するためにレーザを照射するレーザユニットと、前記ワークを前記レーザユニットと相対的に移動させる移動テーブルと、を有するレーザ加工装置おいて、
前記移動テーブル上に載置された前記ワークを吸着させる吸着テーブルであって、前記ワークに加工される穴のパターンと同じパターンの穴が設けられたものを備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
請求項１に記載のレーザ加工装置おいて、加工後の前記ワークを移動させる吸着ヘッドであって、前記ワークに加工される穴にエアーを送り込むようにしたものを備えたことを特徴とするレーザ加工装置。