JPH09275264A - レーザ加工装置 - Google Patents
レーザ加工装置Info
- Publication number
- JPH09275264A JPH09275264A JP8083485A JP8348596A JPH09275264A JP H09275264 A JPH09275264 A JP H09275264A JP 8083485 A JP8083485 A JP 8083485A JP 8348596 A JP8348596 A JP 8348596A JP H09275264 A JPH09275264 A JP H09275264A
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- Japan
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- mask
- laser
- laser beam
- processing apparatus
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 切断幅を狭くできると共に、切断面を平坦に
することのできるレーザ加工装置を提供すること。 【解決手段】 レーザ光の導光路にレーザ光の断面形状
を矩形とするマスク機構１４を設けた。
することのできるレーザ加工装置を提供すること。 【解決手段】 レーザ光の導光路にレーザ光の断面形状
を矩形とするマスク機構１４を設けた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はレーザ加工装置に関
し、特に高密度多層のプリント配線基板やフレキシブル
プリント配線基板（以下、プリント基板と総称する）の
切断加工に適したレーザ加工装置に関する。
し、特に高密度多層のプリント配線基板やフレキシブル
プリント配線基板（以下、プリント基板と総称する）の
切断加工に適したレーザ加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】これまで、プリント基板の切断加工は、
ドリルを使うドリル工法や、打ち抜き用の型を使うプレ
ス工法が主流であった。しかし、ドリル工法では、ドリ
ル径の寸法が直径０．８ｍｍまでで限界があるため、切
断幅に限界がある。一方、プレス工法では、型の作成に
費用がかかり、打ち抜き形状に応じて型を用意しなけれ
ばならないという不都合がある。
ドリルを使うドリル工法や、打ち抜き用の型を使うプレ
ス工法が主流であった。しかし、ドリル工法では、ドリ
ル径の寸法が直径０．８ｍｍまでで限界があるため、切
断幅に限界がある。一方、プレス工法では、型の作成に
費用がかかり、打ち抜き形状に応じて型を用意しなけれ
ばならないという不都合がある。
【０００３】これに対し、最近、レーザ光を用いてプリ
ント基板に穴あけ加工や切断加工を施すレーザ加工装置
が提供されている。このレーザ加工装置は、レーザ光源
からのレーザ光を、複数の反射ミラーを含む導光路で導
き、ｆθレンズとも呼ばれる加工レンズを通してプリン
ト基板上に照射することにより切断加工を行うものであ
る。
ント基板に穴あけ加工や切断加工を施すレーザ加工装置
が提供されている。このレーザ加工装置は、レーザ光源
からのレーザ光を、複数の反射ミラーを含む導光路で導
き、ｆθレンズとも呼ばれる加工レンズを通してプリン
ト基板上に照射することにより切断加工を行うものであ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これま
でのレーザ加工装置は、レーザ光の断面形状が円形であ
るために問題点がある。図４（ｂ）を参照して、レーザ
光の断面形状が円形であると、切断縁部（切断面）が波
打ってしまう。これは、断面円形のレーザ光は、中心の
方がエネルギー密度が高く、外側になるにつれてエネル
ギーが低下することに加えて、レーザ光は、通常、パル
ス状に照射されることに起因している。
でのレーザ加工装置は、レーザ光の断面形状が円形であ
るために問題点がある。図４（ｂ）を参照して、レーザ
光の断面形状が円形であると、切断縁部（切断面）が波
打ってしまう。これは、断面円形のレーザ光は、中心の
方がエネルギー密度が高く、外側になるにつれてエネル
ギーが低下することに加えて、レーザ光は、通常、パル
ス状に照射されることに起因している。
【０００５】そこで、本発明の課題は、切断幅を狭くで
きると共に、切断面を平坦にすることのできるレーザ加
工装置を提供することにある。
きると共に、切断面を平坦にすることのできるレーザ加
工装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、被加工物にレ
ーザ光を照射して切断加工を行うレーザ加工装置におい
て、前記レーザ光の導光路にレーザ光の断面形状を矩形
とするマスクを設けたことを特徴とする。
ーザ光を照射して切断加工を行うレーザ加工装置におい
て、前記レーザ光の導光路にレーザ光の断面形状を矩形
とするマスクを設けたことを特徴とする。
【０００７】なお、前記被加工物はＸ−Ｙステージ上に
搭載されてＸ軸、Ｙ軸の２軸方向に関して自在に移動可
能にされており、前記マスクは回転駆動機構によりその
面内で回転可能にされており、前記被加工物の移動に伴
う加工対象点における移動方向の接線方向と前記加工対
象点に照射されたレーザ光の前記矩形の互いに対向し合
う２辺とが常に平行になるように前記回転駆動機構を制
御する制御部を備えることを特徴とする。
搭載されてＸ軸、Ｙ軸の２軸方向に関して自在に移動可
能にされており、前記マスクは回転駆動機構によりその
面内で回転可能にされており、前記被加工物の移動に伴
う加工対象点における移動方向の接線方向と前記加工対
象点に照射されたレーザ光の前記矩形の互いに対向し合
う２辺とが常に平行になるように前記回転駆動機構を制
御する制御部を備えることを特徴とする。
【０００８】また、前記制御部は、前記Ｘ−Ｙステージ
におけるＸ軸方向の位置検出器とＹ軸方向の位置検出器
からの検出信号により前記加工対象点における前記接線
方向を算出し、前記マスクの回転角指令信号を出力する
ことを特徴とする。
におけるＸ軸方向の位置検出器とＹ軸方向の位置検出器
からの検出信号により前記加工対象点における前記接線
方向を算出し、前記マスクの回転角指令信号を出力する
ことを特徴とする。
【０００９】更に、前記マスクの回転角θは、前記Ｘ軸
方向の移動速度ｖx と前記Ｙ軸方向の移動速度ｖy とに
より、θ＝ｔａｎ-1ｖy ／ｖx で与えられることを特徴
とする。
方向の移動速度ｖx と前記Ｙ軸方向の移動速度ｖy とに
より、θ＝ｔａｎ-1ｖy ／ｖx で与えられることを特徴
とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１〜図４を参照して、本発明の
好ましい実施の形態について説明する。図１において、
本レーザ加工装置は、レーザ発振器１０からのレーザ光
を、第１〜第３の反射ミラー１１〜１３を含む導光路を
通して、ｆθレンズとも呼ばれる加工レンズ１５を含む
レーザ照射部に導く。このレーザ照射部は、詳細な構造
は図示説明を省略するが、入力したレーザ光をＸ−Ｙテ
ーブル１６上のワーク１７に焦点を結ぶように照射する
ことでワーク１７の切断加工を行う。
好ましい実施の形態について説明する。図１において、
本レーザ加工装置は、レーザ発振器１０からのレーザ光
を、第１〜第３の反射ミラー１１〜１３を含む導光路を
通して、ｆθレンズとも呼ばれる加工レンズ１５を含む
レーザ照射部に導く。このレーザ照射部は、詳細な構造
は図示説明を省略するが、入力したレーザ光をＸ−Ｙテ
ーブル１６上のワーク１７に焦点を結ぶように照射する
ことでワーク１７の切断加工を行う。
【００１１】ここで、本例では、第２の反射ミラー１２
と第３の反射ミラー１３との間の導光路に、レーザ光の
断面形状を矩形、特に正方形にするための金属製のマス
クを有するマスク機構１４を配設した点に特徴を有す
る。マスク機構１４は、ワーク１７に照射するレーザ光
を絞り込むと共に、断面形状を、例えば一辺が０．１ｍ
ｍ程度の正方形にするための穴を有するマスクとこれを
回転駆動するためのモータ（図２の２５）を有する駆動
機構とを含む。
と第３の反射ミラー１３との間の導光路に、レーザ光の
断面形状を矩形、特に正方形にするための金属製のマス
クを有するマスク機構１４を配設した点に特徴を有す
る。マスク機構１４は、ワーク１７に照射するレーザ光
を絞り込むと共に、断面形状を、例えば一辺が０．１ｍ
ｍ程度の正方形にするための穴を有するマスクとこれを
回転駆動するためのモータ（図２の２５）を有する駆動
機構とを含む。
【００１２】Ｘ−Ｙテーブル１６は、Ｘ軸方向の駆動機
構とＹ軸方向の駆動機構とを有して、水平面、すなわち
Ｘ−Ｙ平面上で可動であり、ワーク１７をＸ軸、Ｙ軸の
２軸方向に関して移動させることで、ワーク１７に対し
て所望の切断線を描くことができる。
構とＹ軸方向の駆動機構とを有して、水平面、すなわち
Ｘ−Ｙ平面上で可動であり、ワーク１７をＸ軸、Ｙ軸の
２軸方向に関して移動させることで、ワーク１７に対し
て所望の切断線を描くことができる。
【００１３】このため、図２に示すように、Ｘ−Ｙテー
ブル１６のＸ軸方向の移動量、Ｙ軸方向の移動量はそれ
ぞれ個別の位置検出器２１，２２で検出され、これらの
検出信号は制御部２３に送られる。
ブル１６のＸ軸方向の移動量、Ｙ軸方向の移動量はそれ
ぞれ個別の位置検出器２１，２２で検出され、これらの
検出信号は制御部２３に送られる。
【００１４】制御部２３は、オペレータの設定データに
もとづいて指定された切断線を描くようにＸ−Ｙテーブ
ル１６の移動制御を行う他、図２の機能ブロック図で示
す機能を有する。すなわち、２つの位置検出器２１，２
２からの位置検出信号にもとづいてマスクの回転制御を
も行う。マスクの回転制御は、レーザ加工の切断面を平
坦にするために重要であり、マスクはその支持部材を介
してモータ２５で回転可能に配置される。マスクの材料
としては、ＳＵＳ等の金属材が使用され、レーザ光の反
射光がレーザ導光系の他の光学部品に影響を及ぼさない
ように、乱反射させる必要があるので、表面にショット
ブラスト等の加工を施す。
もとづいて指定された切断線を描くようにＸ−Ｙテーブ
ル１６の移動制御を行う他、図２の機能ブロック図で示
す機能を有する。すなわち、２つの位置検出器２１，２
２からの位置検出信号にもとづいてマスクの回転制御を
も行う。マスクの回転制御は、レーザ加工の切断面を平
坦にするために重要であり、マスクはその支持部材を介
してモータ２５で回転可能に配置される。マスクの材料
としては、ＳＵＳ等の金属材が使用され、レーザ光の反
射光がレーザ導光系の他の光学部品に影響を及ぼさない
ように、乱反射させる必要があるので、表面にショット
ブラスト等の加工を施す。
【００１５】図２から明らかなように、制御部２３は高
速のパルスカウンタ２３−１、演算部２３−２、位置決
め部２３−３を含んでいる。パルスカウンタ２３−１
は、Ｘ軸位置検出器２１、Ｙ軸位置検出器２２からのパ
ルス状の検出信号をカウントし、演算部２３−２に供給
する。演算部２３−２はＸ−Ｙテーブル１６における基
準点を中心としてＸ軸方向の移動量とＹ軸方向の移動量
とからそれぞれの移動速度ｖx ，ｖy を算出し、時々刻
々と変化するワーク１７上の加工対象点における移動方
向の接線方向を算出する。位置決め部２３−３は、上記
算出された接線方向に対し加工対象点でのレーザ光の断
面正方形の互いに対向し合う２辺を常に平行にするため
に必要なマスクの回転角度を決定し、この決定された回
転角度に応じた数の回転角度指令パルスをアンプ２４を
通してマスク駆動用のモータ２５に出力する。モータ２
５は、回転角度指令パルスで規定された角度だけマスク
を回転させる。
速のパルスカウンタ２３−１、演算部２３−２、位置決
め部２３−３を含んでいる。パルスカウンタ２３−１
は、Ｘ軸位置検出器２１、Ｙ軸位置検出器２２からのパ
ルス状の検出信号をカウントし、演算部２３−２に供給
する。演算部２３−２はＸ−Ｙテーブル１６における基
準点を中心としてＸ軸方向の移動量とＹ軸方向の移動量
とからそれぞれの移動速度ｖx ，ｖy を算出し、時々刻
々と変化するワーク１７上の加工対象点における移動方
向の接線方向を算出する。位置決め部２３−３は、上記
算出された接線方向に対し加工対象点でのレーザ光の断
面正方形の互いに対向し合う２辺を常に平行にするため
に必要なマスクの回転角度を決定し、この決定された回
転角度に応じた数の回転角度指令パルスをアンプ２４を
通してマスク駆動用のモータ２５に出力する。モータ２
５は、回転角度指令パルスで規定された角度だけマスク
を回転させる。
【００１６】図３はオペレータにより設定される切断
線、言い換えれば、加工対象点の移動軌跡を示し、図
中、正方形の部分はレーザ光の照射点を拡大して示す。
いくつかの例を挙げると、位置Ｐ１でθ１、位置Ｐ２で
θ２、位置Ｐ３，Ｐ４で９０°角度が変えられる。演算
部２３−２では、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の移動速度ｖx ，
ｖy の算出動作により上記の位置Ｐ１〜Ｐ４における移
動方向の接線方向を判別し、位置決め部２３−３で位置
Ｐ１，Ｐ２ではそれぞれθ１，θ２の回転角度指令パル
スを出力する。しかし、接線方向が９０°変化する位置
Ｐ３，Ｐ４ではレーザ光の断面形状が正方形であるから
角度を変える必要はない。
線、言い換えれば、加工対象点の移動軌跡を示し、図
中、正方形の部分はレーザ光の照射点を拡大して示す。
いくつかの例を挙げると、位置Ｐ１でθ１、位置Ｐ２で
θ２、位置Ｐ３，Ｐ４で９０°角度が変えられる。演算
部２３−２では、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の移動速度ｖx ，
ｖy の算出動作により上記の位置Ｐ１〜Ｐ４における移
動方向の接線方向を判別し、位置決め部２３−３で位置
Ｐ１，Ｐ２ではそれぞれθ１，θ２の回転角度指令パル
スを出力する。しかし、接線方向が９０°変化する位置
Ｐ３，Ｐ４ではレーザ光の断面形状が正方形であるから
角度を変える必要はない。
【００１７】ここで、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の移動の実速
度ｖx ，ｖy より、マスクの回転角度θは、θ＝ｔａｎ
-1ｖy ／ｖx で与えられる。
度ｖx ，ｖy より、マスクの回転角度θは、θ＝ｔａｎ
-1ｖy ／ｖx で与えられる。
【００１８】以上のように、本発明によるレーザ加工装
置では、レーザ光の断面形状が矩形で、図３のようにそ
の対向し合う２辺が常に加工対象点の移動方向の接線方
向に平行になるようにマスクが回転されるので図４
（ａ）に示すように、切断面は常に平坦面となる。
置では、レーザ光の断面形状が矩形で、図３のようにそ
の対向し合う２辺が常に加工対象点の移動方向の接線方
向に平行になるようにマスクが回転されるので図４
（ａ）に示すように、切断面は常に平坦面となる。
【００１９】なお、本発明はレーザ発振器がＣＯ2 レー
ザ、ＹＡＧレーザ、エキシマレーザ等のどのようなレー
ザ加工装置にも適用可能であり、レーザ光の形態もパル
ス状、連続波のいずれでも良い。また、加工対象物は、
特にプリント基板に適しているが、その他の樹脂、金属
のいずれにも適用できる。
ザ、ＹＡＧレーザ、エキシマレーザ等のどのようなレー
ザ加工装置にも適用可能であり、レーザ光の形態もパル
ス状、連続波のいずれでも良い。また、加工対象物は、
特にプリント基板に適しているが、その他の樹脂、金属
のいずれにも適用できる。
【００２０】
【発明の効果】本発明によるレーザ加工装置は、従来の
円形断面形状のレーザ加工装置に比べて加工切断面がシ
ャープとなり、プリント基板に対しては０．３ｍｍ切断
幅で加工速度も大幅に向上する。
円形断面形状のレーザ加工装置に比べて加工切断面がシ
ャープとなり、プリント基板に対しては０．３ｍｍ切断
幅で加工速度も大幅に向上する。
【図１】本発明によるレーザ加工装置の概略構成を示す
図である。
図である。
【図２】図１に示されたマスク機構のための制御部の構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
【図３】本発明によるレーザ加工装置の切断ラインとレ
ーザ光の照射点との関係を示した図である。
ーザ光の照射点との関係を示した図である。
【図４】切断加工後の領域を拡大して本発明の場合
（ａ）と従来の場合（ｂ）とについて示した図である。
（ａ）と従来の場合（ｂ）とについて示した図である。
１０ レーザ発振器 １１ 第１の反射ミラー １２ 第２の反射ミラー １３ 第３の反射ミラー １４ マスク機構 １５ 加工レンズ １６ Ｘ−Ｙテーブル １７ ワーク ２３ 制御部 ２５ モータ
Claims (4)
- 【請求項１】 被加工物にレーザ光を照射して切断加工
を行うレーザ加工装置において、前記レーザ光の導光路
にレーザ光の断面形状を矩形とするマスクを設けたこと
を特徴とするレーザ加工装置。 - 【請求項２】 前記被加工物はＸ−Ｙステージ上に搭載
されてＸ軸、Ｙ軸の２軸方向に関して自在に移動可能に
されており、前記マスクは回転駆動機構によりその面内
で回転可能にされており、前記被加工物の移動に伴う加
工対象点における移動方向の接線方向と前記加工対象点
に照射されたレーザ光の前記矩形の互いに対向し合う２
辺とが常に平行になるように前記回転駆動機構を制御す
る制御部を備えることを特徴とする請求項１記載のレー
ザ加工装置。 - 【請求項３】 前記制御部は、前記Ｘ−Ｙステージにお
けるＸ軸方向の位置検出器とＹ軸方向の位置検出器から
の検出信号により前記加工対象点における前記接線方向
を算出し、前記マスクの回転角指令信号を出力すること
を特徴とする請求項２記載のレーザ加工装置。 - 【請求項４】 前記マスクの回転角θは、前記Ｘ軸方向
の移動速度ｖx と前記Ｙ軸方向の移動速度ｖy とによ
り、θ＝ｔａｎ-1ｖy ／ｖx で与えられることを特徴と
する請求項３記載のレーザ加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8083485A JP2906131B2 (ja) | 1996-04-05 | 1996-04-05 | レーザ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8083485A JP2906131B2 (ja) | 1996-04-05 | 1996-04-05 | レーザ加工装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09275264A true JPH09275264A (ja) | 1997-10-21 |
| JP2906131B2 JP2906131B2 (ja) | 1999-06-14 |
Family
ID=13803787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8083485A Expired - Fee Related JP2906131B2 (ja) | 1996-04-05 | 1996-04-05 | レーザ加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2906131B2 (ja) |
-
1996
- 1996-04-05 JP JP8083485A patent/JP2906131B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2906131B2 (ja) | 1999-06-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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