JP6793892B1 - Laser processing method and laser processing equipment - Google Patents
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Abstract
従来のレーザ加工方法の問題点であった、大面積の被加工物全体の穴あけ加工を精度良く行うことで発生する製品数の減少という点を解消し、レーザ発振器2から出射されたレーザ光1をガルバノミラー3a、3bで走査し、テーブル9に載置された被加工物6にレーザ光1を集光させて穴あけ加工を行うレーザ加工装置100を用い、被加工物6内にガルバノミラー3a、3bで走査可能な走査エリア44を複数設定し、1つの走査エリア内の穴あけ加工が完了する毎に被加工物6をテーブル9により移動させることで、走査エリア42を被加工物6の外周側から周方向に周回させながら被加工物6の内側に向かって穴あけ加工する。The laser beam 1 emitted from the laser oscillator 2 solves the problem of the conventional laser processing method, which is the reduction in the number of products caused by the accurate drilling of the entire large-area workpiece. Is scanned by the galvano mirrors 3a and 3b, and the laser processing apparatus 100 is used to perform drilling by concentrating the laser beam 1 on the work piece 6 placed on the table 9, and the galvano mirror 3a is inside the work piece 6. By setting a plurality of scanning areas 44 that can be scanned by 3b and moving the workpiece 6 by the table 9 each time the drilling process in one scanning area is completed, the scanning area 42 is moved to the outer periphery of the workpiece 6. Drilling is performed toward the inside of the workpiece 6 while rotating from the side in the circumferential direction.
Description
この開示は、プリント基板への穴あけ加工方法および穴あけ加工に用いるレーザ加工装置に関する。 This disclosure relates to a method for drilling a printed circuit board and a laser machining apparatus used for drilling.
近年、プリント基板などの材料にレーザ光で穴あけを行う場合、レーザ加工装置を用いた加工が主流となっている。レーザ加工装置は、レーザ光を走査するためのガルバノミラー、レーザ光を集光するためのfθレンズ、プリント基板を載置するためのXYテーブル、レーザ光を発振させるためのレーザ発振器で構成されている。一方、穴あけ加工されたプリント基板を使用する製品の高機能化、小型化が進んでおり、プリント基板への穴あけ加工では、製品の高機能化、小型化に伴う加工穴の数の増加、プリント基板の薄肉化が進んでいる。このため、穴あけ加工の時にプリント基板が収縮し、プリント基板の収縮前後で生じる、プリント基板に穴をあけたい狙い位置に対する加工穴の位置ずれが発生する場合がある。 In recent years, when drilling holes in a material such as a printed circuit board with a laser beam, processing using a laser processing device has become the mainstream. The laser processing device consists of a galvano mirror for scanning the laser beam, an fθ lens for condensing the laser beam, an XY table for mounting the printed substrate, and a laser oscillator for oscillating the laser beam. There is. On the other hand, products that use perforated printed circuit boards are becoming more sophisticated and smaller. In the process of drilling holes in printed circuit boards, the number of machined holes is increasing due to the higher functionality and miniaturization of products, and printing. The thickness of the substrate is becoming thinner. For this reason, the printed circuit board shrinks during the drilling process, and the position of the machined hole may shift from the target position where the hole is to be drilled in the printed circuit board, which occurs before and after the shrinkage of the printed circuit board.
プリント基板の物理的変形に起因したプリント基板の収縮前後で生じる、プリント基板に穴をあけたい狙い位置に対する加工穴の位置ずれを改善するレーザ加工方法が開示されている。開示されているレーザ加工方法によると、50mm×50mm程度の面積であるガルバノミラーで走査可能な走査エリアと同一エリア内の加工エリアの加工順序に関し、加工エリアの外周側から周方向に周回させながら、加工エリアの内側に向かって順次レーザ加工を行う。 A laser machining method for improving the misalignment of a machined hole with respect to a target position for making a hole in the printed circuit board, which occurs before and after shrinkage of the printed circuit board due to physical deformation of the printed circuit board, is disclosed. According to the disclosed laser machining method, regarding the machining order of the machining area in the same area as the scanning area that can be scanned by the galvano mirror having an area of about 50 mm × 50 mm, while rotating in the circumferential direction from the outer peripheral side of the machining area. , Laser machining is performed sequentially toward the inside of the machining area.
従来のレーザ加工方法では、ガルバノミラーで走査可能な走査エリアと同一エリア内の加工エリアの加工穴の位置精度を向上させることは可能である。しかし、プリント基板の大きさが500mm×500mm程度の大面積の場合、ガルバノミラーで走査可能な走査エリアは50mm×50mm程度であるため、ガルバノミラーで一度に500mm×500mm程度の大面積を走査することができない。そのため、ガルバノミラーで走査可能な1つの走査エリアである50mm×50mm程度の面積を一区画として、大面積のプリント基板を複数の区画に分割して、一区画の各々に穴あけ加工を行う。その際、最初の一区画である走査エリアと最後の一区画である走査エリアを比較すると、プリント基板に占める加工穴の数が累積して増加していくため、走査エリアの収縮量に差が発生する。その結果、一区画である走査エリアの全てに同じ穴あけ加工をしても、全ての一区画をそれぞれ比較すると、プリント基板の収縮前後で生じる加工穴の位置ずれが発生し、プリント基板全体で観た場合、加工穴の位置精度が悪化する。 With the conventional laser machining method, it is possible to improve the positional accuracy of the machined holes in the machined area within the same area as the scanning area that can be scanned by the galvano mirror. However, when the size of the printed circuit board is a large area of about 500 mm × 500 mm, the scanning area that can be scanned by the galvano mirror is about 50 mm × 50 mm, so that the galvano mirror scans a large area of about 500 mm × 500 mm at a time. Can't. Therefore, a large-area printed circuit board is divided into a plurality of sections with an area of about 50 mm × 50 mm, which is one scanning area that can be scanned by the galvano mirror, as one section, and holes are drilled in each of the sections. At that time, when the scanning area which is the first section and the scanning area which is the last section are compared, the number of machined holes occupying the printed circuit board is cumulatively increased, so that there is a difference in the amount of shrinkage of the scanning area. Occur. As a result, even if the same drilling process is performed on all the scanning areas, which is one section, when all the sections are compared, the position shift of the machined holes that occurs before and after the shrinkage of the printed circuit board occurs, and the entire printed circuit board is viewed. If this is the case, the position accuracy of the machined hole will deteriorate.
大面積のプリント基板全体でみた場合の加工穴の位置精度を向上させるには、一区画である走査エリアの全てにアライメントマークを設け、加工の途中で各々のアライメントマークを計測し、プリント基板全体の収縮を補正しながらレーザ加工することで、加工穴の位置精度を向上させる方法がある。しかし、この方法では全てのアライメントマークを計測するため、アライメントマークの計測工程が必要になる。その結果、加工に要する時間が増加する。さらに、全ての走査エリアにアライメントマークを設けるため、プリント基板内にアライメントマークを設けるための面積が必要になる。その結果、プリント基板からアライメントマークを設けるための面積を除くと、プリント基板1枚当たりから取れる製品の数が減少するという問題点がある。 In order to improve the positioning accuracy of the machined holes when viewed from the entire printed circuit board with a large area, alignment marks are provided in all the scanning areas, which are one section, and each alignment mark is measured during processing to measure the entire printed circuit board. There is a method of improving the position accuracy of the machined hole by laser machining while correcting the shrinkage of the machine. However, since all the alignment marks are measured by this method, a step of measuring the alignment marks is required. As a result, the time required for processing increases. Further, since the alignment mark is provided in all the scanning areas, an area for providing the alignment mark in the printed circuit board is required. As a result, if the area for providing the alignment mark is removed from the printed circuit board, there is a problem that the number of products that can be obtained from each printed circuit board is reduced.
この開示は、上述のような問題点を解決するためになされたもので、被加工物であるプリント基板の急激かつ部分的な収縮を抑制し、プリント基板の収縮前後で生じる、プリント基板に穴をあけたい狙い位置に対する加工穴の位置ずれを抑制することを目的とする。 This disclosure was made in order to solve the above-mentioned problems, suppresses abrupt and partial shrinkage of the printed circuit board as a work piece, and causes holes in the printed circuit board before and after shrinkage of the printed circuit board. The purpose is to suppress the misalignment of the machined hole with respect to the target position to be drilled.
この開示に係るレーザ加工方法においては、レーザ発振器から出射されたレーザ光をガルバノミラーで走査し、テーブルに載置された被加工物にレーザ光を集光させて穴あけ加工を行うレーザ加工装置を用い、被加工物内にガルバノミラーで走査可能な走査エリアを複数設定し、1つの走査エリア内の穴あけ加工が完了する毎に被加工物をテーブルにより移動させることで、走査エリアを被加工物の外周側から周方向に周回させながら被加工物の内側に向かって穴あけ加工する。走査エリアを被加工物の外周側から周方向に周回させながら被加工物の内側に向かって穴あけ加工することで発生する周回毎の被加工物の収縮量を加工の前に計測し、収縮量を基に、被加工物の収縮前後で生じる加工穴の位置ずれを補正する。 In the laser processing method according to this disclosure, a laser processing apparatus that scans the laser light emitted from the laser oscillator with a galvano mirror and condenses the laser light on a work piece placed on a table to perform drilling. By using, a plurality of scanning areas that can be scanned by a galvanometer mirror are set in the workpiece, and the workpiece is moved by a table each time the drilling in one scanning area is completed, so that the scanning area is changed to the workpiece. Drilling is performed toward the inside of the work piece while rotating from the outer peripheral side of the machine in the circumferential direction. The amount of shrinkage of the work piece generated by drilling holes toward the inside of the work piece while rotating the scanning area from the outer peripheral side of the work piece in the circumferential direction is measured before machining, and the amount of shrinkage is measured. Based on this, the misalignment of the machined hole that occurs before and after the shrinkage of the work piece is corrected.
この開示は、被加工物内にガルバノミラーで走査可能な走査エリアを複数設定し、1つの走査エリア内の穴あけ加工が完了する毎に被加工物をテーブルにより移動させることで、走査エリアを被加工物の外周側から周方向に周回させながら被加工物の内側に向かって穴あけ加工するので、被加工物の急激かつ部分的な収縮を抑制でき、被加工物の収縮前後で生じる、被加工物に穴をあけたい狙い位置に対する加工穴の位置ずれを抑制できる効果を奏する。 In this disclosure, a plurality of scanning areas that can be scanned by a galvanometer mirror are set in the workpiece, and the workpiece is moved by a table each time the drilling in one scanning area is completed, so that the scanning area is covered. Since holes are drilled toward the inside of the work piece while rotating from the outer peripheral side of the work piece in the circumferential direction, sudden and partial shrinkage of the work piece can be suppressed, and the work piece occurs before and after the shrinkage of the work piece. It has the effect of suppressing the displacement of the machined hole with respect to the target position where you want to make a hole in the object.
実施例1.
図1は、この開示の実施例1を示すプリント基板に穴あけ加工を行うレーザ加工装置の構成図である。図1に示すレーザ加工装置100は、パルスであるレーザ光1を発生させるレーザ発振器2と、レーザ発振器2から出射されたレーザ光1の進行方向を偏向させ、走査する2個のガルバノミラー3a、3bと、レーザ光1を集光させるfθレンズ4で構成される。被加工物であるプリント基板6は、二次元的に移動可能なテーブルであるXYテーブル9に載置され、プリント基板6の表面にfθレンズ4の焦点面を合わせる。レーザ加工装置100の一部である制御装置50は、信号線51を介してレーザ発振器2を制御すると共に、ガルバノミラー3a、3bとXYテーブル9をそれぞれ制御する。また、制御装置50は、信号線51を介してプリント基板6に設けられたアライメントマークや加工の前後の穴の形状を計測するカメラ52を制御する。このように、この開示の実施例1に示すレーザ加工方法は制御装置50によって制御される。Example 1.
FIG. 1 is a configuration diagram of a laser processing apparatus for drilling a printed circuit board showing Example 1 of the disclosure. The
プリント基板6をXYテーブル9上に固定する方法として、XYテーブル9に、プリント基板6を吸着する複数の吸着用穴53を設け、吸着用穴53からの吸着によってプリント基板6を固定する。複数の吸着用穴53の代替として、機械的なクランプ機構でプリント基板6を固定しても良い。対象となるプリント基板6は、表面に導体層の銅箔が施され、その下層に絶縁層である樹脂が施されており、1辺が500mm程度の面積を有する。
As a method of fixing the printed
プリント基板6へレーザ加工する位置の位置決めは、ガルバノミラー3a、3bとXYテーブル9を制御することで行う。位置決めを行う際には、計測用としてプリント基板6に設けられているアライメントマークをカメラ52で計測する。プリント基板6へレーザ加工する位置の位置決め完了後、レーザ加工の前工程で発生するプリント基板6の歪みや、XYテーブル9に載置された時に生じるプリント基板6の傾きを、制御装置50にて補正する。次に、制御装置50に格納されている加工プログラムに従って、プリント基板6の穴をあけたい狙い位置の座標にレーザ光1を照射する。
Positioning of the position for laser machining on the printed
ガルバノミラー3a、3bのみで走査可能な走査エリアであるスキャンエリア60よりも大きいプリント基板6をレーザ加工する場合は、ガルバノミラー3a、3bのみで走査可能なスキャンエリア60を一区画として、プリント基板6を複数のスキャンエリア60に分割して、プリント基板6にスキャンエリア60を複数設定する。分割後、ガルバノミラー3a、3bを制御することで、1つのスキャンエリア60をレーザ加工した後に、今度はXYテーブル9を制御して、次のスキャンエリア60に移動し、穴あけ加工を繰返すことでプリント基板6全体の加工を行う。
When laser processing a printed
図2は、この開示の実施例1を示すレーザ加工方法のスキャンエリアの配置と加工順序である。この開示の実施例1に示すレーザ加工では、最初にレーザ加工を行うガルバノミラー3a、3bのみで走査可能な走査エリアであるスキャンエリア61は、プリント基板6の最外周の角部の周辺に位置し、スキャンエリア61に加工穴7を形成後は、XYテーブル9を移動させる。XYテーブル9の移動後は、ガルバノミラー3a、3bのみで走査して、走査エリアであるスキャンエリア62をレーザ加工するというように、最外周部分を加工進行方向20aに沿って周回加工を行う。
FIG. 2 shows the arrangement and processing order of the scan areas of the laser processing method according to the first embodiment of the disclosure. In the laser processing shown in the first embodiment of the disclosure, the
最外周部分に加工穴7を形成後は、今度はXYテーブル9を移動させて、最外周部分より内側にあるスキャンエリア63のレーザ加工を、ガルバノミラー3a、3bのみで走査して行う。スキャンエリア63の加工の後は、XYテーブル9を移動させて、周方向に周回させながら、最外周部分より内側の周回加工を、加工進行方向20bに沿って順次行う。同様に、最外周部分より内側を加工の後は、今度はXYテーブル9を移動させて、さらに内側にあるスキャンエリア64のレーザ加工を、ガルバノミラー3a、3bのみで走査して行う。スキャンエリア64の加工の後は、XYテーブル9を移動させて、周方向に周回させながら、さらに内側の周回加工を、加工進行方向20cに沿って順次行う。このように、ガルバノミラー3a、3bのみで走査して行うスキャンエリアを、プリント基板6の外周側から内側に移動させながら、順次レーザ加工を行う。
After forming the
プリント基板6に穴あけ加工を行う場合、プリント基板6の穴をあけた部分の基板材料が除去されるため、プリント基板6には、加工穴7の中心方向に向かう応力が発生し、この応力が加工穴7の中心方向に向かってプリント基板6を収縮させる方向に作用する。1個の加工穴7によって発生する応力は微小であるが、10万個を超えるような加工穴をプリント基板6にレーザ加工すると、プリント基板6の全体に占める加工穴7の数が多くなり、多数の加工穴7によって発生する全ての応力の総和が無視できない値になる。そのため、微細な穴あけ加工を行う際には、プリント基板6の収縮の影響はより大きいものとなる。
When the printed
プリント基板6に穴あけ加工を行う際には、予めカメラ52によって計測されたアライメントマークを基に、レーザ加工する加工穴7の座標を求め、その座標を制御装置50に格納されている加工プログラムに書き込み、この加工プログラムに従ってレーザ加工を行う。レーザ加工を行う前にプリント基板6が収縮して形状が変化すると、収縮に伴い加工の前に計測したアライメントマークの位置がずれるため、レーザ加工が進むにつれて加工プログラムに書き込まれた本来穴をあけるべき座標と、実際に穴をあけたいプリント基板6上の座標の間にずれが生じることになり、加工位置のずれた不良品のプリント基板を生産してしまう。
When drilling a hole in the printed
プリント基板6の中心部分に多数の加工穴7が存在している場合、中心部分に収縮が発生し、その結果、プリント基板6の外周近傍の変形の度合いが大きくなる。一方、プリント基板6の外周近傍に多くの加工穴7が存在している場合、外周近傍は収縮が発生するが、プリント基板6の中心部分は収縮しないので、結果として、プリント基板6の全体に占める収縮の度合いは、プリント基板6の中心部分に多数の加工穴7が存在している場合と比較して抑制される。
When a large number of machined
この開示の実施例1に示すレーザ加工方法では、最初にプリント基板6の外周近傍の角部に、ガルバノミラー3a、3bのみで走査可能な走査エリアであるスキャンエリア61を設定する。スキャンエリア61に加工穴7を形成後は、XYテーブル9を移動させる。XYテーブル9の移動後は、ガルバノミラー3a、3bのみで走査して、走査エリアであるスキャンエリア62をレーザ加工し、最外周部分の周回加工を加工進行方向20aに沿って行う。そのため、最外周部分の周回加工によって発生するプリント基板6の収縮は、最外周部分のみで発生し、プリント基板6の内側には収縮の影響は及ばない。その結果、次にレーザ加工する最外周部分より内側にあるスキャンエリア63から始まり、周方向に周回させながら最外周部分より内側の周回加工を加工進行方向20bに沿って順次行うレーザ加工では、加工プログラムに書き込まれた本来穴をあけるべき座標と、実際に穴をあけたいプリント基板6上の座標の間にずれが生じることはない。同様に、次にレーザ加工するさらに内側にあるスキャンエリア64から始まり、周方向に周回させながら、さらに内側の周回加工を加工進行方向20cに沿って順次行うレーザ加工でも、加工プログラムに書き込まれた本来穴をあけるべき座標と、実際に穴をあけたいプリント基板6上の座標の間にずれが生じることはない。
In the laser processing method shown in the first embodiment of the disclosure, first, a
この開示の実施例1に示すレーザ加工方法によると、最初にプリント基板6の最外周部分の角部に、ガルバノミラー3a、3bのみで走査可能な走査エリアであるスキャンエリア61を設定し、次にガルバノミラー3a、3bのみで走査可能な走査エリアであるスキャンエリア62を最外周部分に順次設定する。最外周部分のレーザ加工が完了すると、今度は最外周部分より内側にあるガルバノミラー3a、3bのみで走査可能な走査エリアであるスキャンエリア63を設定し、ガルバノミラー3a、3bのみで走査可能な走査エリアであるスキャンエリアを最外周部分より内側に順次設定する。このように、スキャンエリアをプリント基板6の最外周部分から内側に順次設定して、複数の周回加工を行うことにより、従来の問題点であったプリント基板6の急激かつ部分的な収縮を抑制でき、プリント基板6の収縮前後で生じる、プリント基板6に穴をあけたい狙い位置に対する加工穴7の位置ずれを抑制することが可能となる。
According to the laser processing method shown in Example 1 of this disclosure, first, a
実施例2.
この開示の実施例1で説明した図2に示すような複数の周回加工を行う場合、収縮量は周回毎に異なる。このため、周回毎に収縮量がより大きく変化する場合は、周回毎に収縮した分だけガルバノミラー3a、3bやXYテーブル9を用いて、加工プログラムに書き込まれた本来穴をあけるべき座標と、実際に穴をあけたいプリント基板6上の座標の間の位置ずれ量だけ、加工位置を補正しても良い。図3は、この開示の実施例2を示す周回の回数と加工穴の位置ずれ量の関係を表す特性図である。プリント基板6は材質の種類や材質の厚みによってそれぞれ収縮量が異なる。そのため、プリント基板6の材質の種類や材質の厚み毎に、図3に示すような周回の回数と加工穴の位置ずれ量の関係を表す特性図を、予めデータベースとして取得しておくと良い。加工穴の位置ずれ量の算出は、実際にプリント基板6をレーザ加工して、その収縮量を計測する。Example 2.
When a plurality of orbital processes as shown in FIG. 2 described in Example 1 of this disclosure are performed, the amount of shrinkage differs for each orbit. For this reason, when the amount of shrinkage changes more with each lap, the coordinates that should be originally written in the machining program and the coordinates that should be drilled by using the galvanometer mirrors 3a and 3b and the XY table 9 by the amount of shrinkage for each lap are used. The processing position may be corrected by the amount of misalignment between the coordinates on the printed
この開示の実施例2に示すレーザ加工方法の加工順序は、以下の通りの順序となる。図4から図7は、この開示の実施例2に示すレーザ加工方法の加工順序である。図4に示すように、まず、プリント基板6の最外周に位置し、基準となる1つの基準穴41をレーザ加工し、位置計測用のカメラ52で基準穴41の位置を計測する。基準穴41は、実際にプリント基板に穴をあけるプリント基板6の最外周にある、スキャンエリア42内の製品パターンの一部であっても良い。次に、図5に示すように、スキャンエリア42のレーザ加工が完了すると、XYテーブル9を次のプリント基板6の最外周にあるスキャンエリアに移動させ、加工進行方向43に沿って、1周目の周回加工を行う。その結果、プリント基板6の最外周には、加工された加工エリア44が形成される。次に、図6に示すように、1周目の周回加工が完了すると、基準穴41の位置ズレ量をカメラ52で再度計測する。そして、1周目の加工の前にカメラ52で計測した値と1周目の周回加工の後にカメラ52で計測した値を比較し、その差分を1周目の補正値として制御装置50に記憶させる。
The processing order of the laser processing method shown in Example 2 of this disclosure is as follows. 4 to 7 are the processing order of the laser processing method shown in the second embodiment of this disclosure. As shown in FIG. 4, first, one
次に、プリント基板6の最外周に加工された加工エリア44が形成されると、図7に示すように、最外周よりも内側の周回加工を行う。同様に、プリント基板6の最外周に加工された加工エリア44よりも内側に位置し、基準となる1つの基準穴45をレーザ加工して、位置計測用のカメラ52で基準穴45の位置を計測する。基準穴45は、実際にプリント基板に穴をあけるプリント基板6の最外周よりも内側にある、スキャンエリア46内の製品パターンの一部であっても良い。スキャンエリア46のレーザ加工が完了すると、XYテーブル9を次のプリント基板6の最外周にあるスキャンエリアに移動させ、加工進行方向に沿って、2周目の周回加工を行う。2周目の周回加工が完了すると、基準穴45の位置ズレ量をカメラ52で再度計測する。そして、2周目の加工の前にカメラ52で計測した値と2周目の周回加工の後にカメラ52で計測した値を比較し、その差分を2周目の補正値として制御装置50に記憶させる。この工程を複数の周回加工を行うごとに繰返し、図3に示すような周回の回数と加工穴の位置ずれ量の関係を表す特性図を作成し、取得する。
Next, when the processed
周回の回数と加工穴の位置ずれ量の関係を表す特性図の取得は、1枚目のプリント基板6のレーザ加工の時に行い、1枚目のプリント基板6のレーザ加工が完了後、2枚目以降のプリント基板をレーザ加工する場合は、カメラ52での計測は行わずに、1枚目のプリント基板6のレーザ加工の時に取得した特性図に示す周回毎の補正値を用いて周回加工を行う。
The characteristic diagram showing the relationship between the number of laps and the amount of misalignment of the machined holes is acquired at the time of laser machining of the first printed
この開示の実施例2を示すレーザ加工方法によると、プリント基板6は材質の種類や材質の厚みによってそれぞれ収縮量が異なるため、プリント基板6の材質の種類や材質の厚み毎に周回の回数と加工穴の位置ずれ量の関係を表す特性図を、プリント基板6を実際にレーザ加工することで取得しておく。周回の回数と加工穴の位置ずれ量の関係を表す特性図の取得は、1枚目のプリント基板6のレーザ加工の時に行う。2枚目以降のプリント基板をレーザ加工する場合は、カメラ52での計測は行わずに、1枚目のプリント基板6のレーザ加工の時に計測した周回の回数と加工穴の位置ずれ量の関係を表す特性図に示す周回毎の補正値を用いて周回加工を行う。このように、周回の回数と加工穴の位置ずれ量の関係を表す特性図を用いて、プリント基板6の収縮による位置補正を行うことで、さらにプリント基板6の収縮前後で生じる、プリント基板6に穴をあけたい狙い位置に対する加工穴7の位置ずれを抑制することが可能となる。
According to the laser processing method shown in Example 2 of this disclosure, the amount of shrinkage of the printed
実施例3.
この開示の実施例2に示すレーザ加工方法では、プリント基板6の材質の種類や材質の厚み毎に周回の回数と加工穴の位置ずれ量の関係を表す特性図を、1枚目のプリント基板6をレーザ加工することで取得しておく。そして、2枚目以降のプリント基板をレーザ加工する場合は、1枚目のプリント基板6のレーザ加工の時に計測した周回の回数と加工穴の位置ずれ量の関係を表す特性図に示す周回毎の補正値を用いて周回加工を行う。この開示の実施例3に示すレーザ加工方法では、過去にレーザ加工を実施したプリント基板6の材質の種類や材質の厚み、加工穴の数に対応した周回の回数と加工穴の位置ずれ量の関係を表す特性図を、データベースとして制御装置50に蓄積しておく。そして、この蓄積されたデータベースを次のレーザ加工をする時に適用することで、プリント基板6の収縮前後で生じる、プリント基板6に穴をあけたい狙い位置に対する加工穴7の位置ずれを抑制することが可能となる。Example 3.
In the laser machining method shown in Example 2 of this disclosure, a characteristic diagram showing the relationship between the number of laps and the amount of misalignment of the machined holes for each type of material of the printed
この開示の実施例3に示すレーザ加工方法によると、プリント基板6の収縮量を加工の前に計測する必要が無いため、プリント基板6の収縮による位置補正を算出のための時間が削減できると共に、プリント基板6の収縮による位置補正を算出するために使用するプリント基板6の材料が不要になり、材料費の削減が可能となる。
According to the laser processing method shown in Example 3 of this disclosure, it is not necessary to measure the shrinkage amount of the printed
実施例4.
プリント基板6の表面と裏面の両面に施された導体層である銅箔の表裏面からレーザ光1を照射してレーザ加工する貫通穴あけ加工の場合は、基板材料の除去量がさらに多くなるため、レーザ加工によって生じるプリント基板6の収縮の度合いがさらに大きくなる。図8と図9は、この開示の実施例4を示すプリント基板に貫通穴あけ加工を行った後のプリント基板の断面図である。プリント基板6は、表面と裏面の両面に施された導体層である銅箔31a、31bと、銅箔31aと銅箔31bの間にある樹脂32で構成される。図8に示すように、表裏面の銅箔31a、31bの両面からレーザ光1を照射する貫通穴あけ加工においては、プリント基板6に収縮が無い場合、表裏面の穴をあけたい狙い位置の座標が合うような加工プログラムに従ってレーザ加工がされるので、表面からの加工穴33aの座標と裏面からの加工穴33bの座標は一致し、プリント基板6は位置ずれなく貫通する。Example 4.
In the case of through-hole drilling in which
一方、図9に示すように、レーザ加工によって生じるプリント基板6の収縮の度合いが大きい場合、表裏面の穴をあけたい狙い位置の座標が合うような加工プログラムに従ってレーザ加工されても、先に表面のレーザ加工を行うことで、プリント基板6に収縮が発生してしまう。その結果、次に加工プログラムに従ってあけるべき裏面の加工穴34bが、先にあけた加工穴34aの影響によるプリント基板6の収縮によって、穴をあけたい狙い位置からずれてしまい、プリント基板6は貫通しない場合が発生する。
On the other hand, as shown in FIG. 9, when the degree of shrinkage of the printed
この開示の実施例4に示すプリント基板6の収縮が発生する場合に対応した貫通穴あけ加工方法の加工順序は、以下の通りの順序となる。図10から図12は、この開示の実施例4を示すレーザ加工方法の加工順序である。図10に示すように、まず、プリント基板6の表面のレーザ加工を行う。図10では、レーザ加工はプリント基板6の最外周にあるスキャンエリア82aから始めて、1周目の周回加工83aを行う。1周目の周回加工83aが完了すると、次は最外周よりも内側を2周目の周回加工84aとして行う。さらに、2周目の周回加工84aが完了すると、次はさらに内側を3周目の周回加工85aとして行う。複数の周回加工を行うことで、加工された加工エリア86が形成される。
The processing order of the through-hole drilling method corresponding to the case where the printed
プリント基板6の表面のレーザ加工が完了すると、次はプリント基板6の裏面をレーザ加工する。裏面の加工を行う場合は、プリント基板6を裏返して行うが、図11や図12に示すように、プリント基板6の表面のスキャンエリア82aと同じ位置にあるプリント基板6の裏面のスキャンエリア82bから始めて、プリント基板6の表面の周回加工83a、84a、85aと同じ進行方向であるプリント基板6の裏面の周回加工83b、84b、85bを行う。このように、先にレーザ加工したプリント基板6の表面と同じ加工順序でプリント基板6の裏面をレーザ加工することにより、fθレンズ4やガルバノミラー3a、3bが加工エリアに対して同じ位置にあるため、先のプリント基板6の表面の穴あけ加工によって発生した収縮の影響なく貫通穴あけ加工が可能となる。
When the laser processing on the front surface of the printed
1 レーザ光、2 レーザ発振器、3a,3b ガルバノミラー、4 fθレンズ、6 プリント基板、7,33a,33b,34a,34b 加工穴、9 XYテーブル、20a,20b,20c,43 加工進行方向、31a,31b 銅箔、32 樹脂、41,45 基準穴、44,86 加工エリア、50 制御装置、51 信号線、52 カメラ、53 吸着用穴、42,46,60,61,62,63,64,82a,82b スキャンエリア、83a,83b,84a,84b、85a,85b 周回加工、100 レーザ加工装置。 1 Laser light, 2 Laser oscillator, 3a, 3b Galvano mirror, 4 fθ lens, 6 Printed circuit board, 7,33a, 33b, 34a, 34b Machined hole, 9 XY table, 20a, 20b, 20c, 43 Processing progress direction, 31a , 31b Copper foil, 32 resin, 41,45 reference hole, 44,86 machining area, 50 controller, 51 signal line, 52 camera, 53 suction hole, 42,46,60,61,62,63,64, 82a, 82b scan area, 83a, 83b, 84a, 84b, 85a, 85b orbiting, 100 laser machining equipment.
Claims (4)
前記走査エリアを前記被加工物の外周側から周方向に周回させながら前記被加工物の内側に向かって穴あけ加工することで発生する周回毎の前記被加工物の収縮量を加工の前に計測し、前記収縮量を基に、前記被加工物の収縮前後で生じる加工穴の位置ずれを補正することを特徴とするレーザ加工方法。 The laser beam emitted from the laser oscillator is scanned by a galvano mirror, and the laser beam is focused on a workpiece placed on a table to perform drilling. By setting a plurality of scanning areas that can be scanned by the galvano mirror and moving the workpiece by the table each time the drilling in one scanning area is completed, the scanning area is moved to the outer periphery of the workpiece. Drilling is performed toward the inside of the work piece while rotating from the side in the circumferential direction .
Before machining, the amount of shrinkage of the workpiece generated by drilling holes toward the inside of the workpiece while orbiting the scanning area from the outer peripheral side of the workpiece in the circumferential direction is measured. A laser machining method , characterized in that, based on the shrinkage amount, the positional deviation of the machined hole that occurs before and after the shrinkage of the workpiece is corrected .
前記レーザ光を走査するガルバノミラーと、
前記レーザ光を集光させて穴あけ加工される被加工物を載置するテーブルと、
前記被加工物内に前記ガルバノミラーで走査可能な走査エリアを複数設定し、1つの前記走査エリア内の穴あけ加工が完了する毎に前記被加工物を前記テーブルにより移動させることで、前記走査エリアを前記被加工物の外周側から周方向に周回させながら前記被加工物の内側に向かって穴あけ加工するように制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記走査エリアを前記被加工物の外周側から周方向に周回させながら前記被加工物の内側に向かって穴あけ加工することで発生する周回毎の前記被加工物の収縮量を加工の前に計測し、前記収縮量を基に、前記被加工物の収縮前後で生じる加工穴の位置ずれを補正することを特徴とするレーザ加工装置。 A laser oscillator that emits laser light and
A galvano mirror that scans the laser beam and
A table on which a work piece to be drilled by condensing the laser beam is placed,
By setting a plurality of scanning areas that can be scanned by the galvano mirror in the workpiece and moving the workpiece by the table each time the drilling in one scanning area is completed, the scanning area A control device that controls the drilling process toward the inside of the workpiece while rotating the workpiece in the circumferential direction from the outer peripheral side of the workpiece.
Equipped with a,
The control device is
Before machining, the amount of shrinkage of the workpiece generated by drilling holes toward the inside of the workpiece while orbiting the scanning area from the outer peripheral side of the workpiece in the circumferential direction is measured. A laser machining apparatus characterized in that, based on the shrinkage amount, the positional deviation of the machined hole that occurs before and after the shrinkage of the workpiece is corrected .
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