KR101352731B1 - 레이저 가공기, 레이저 가공방법 및 레이저 가공 제어장치 - Google Patents

레이저 가공기, 레이저 가공방법 및 레이저 가공 제어장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101352731B1
KR101352731B1 KR1020127026475A KR20127026475A KR101352731B1 KR 101352731 B1 KR101352731 B1 KR 101352731B1 KR 1020127026475 A KR1020127026475 A KR 1020127026475A KR 20127026475 A KR20127026475 A KR 20127026475A KR 101352731 B1 KR101352731 B1 KR 101352731B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
workpiece
processing
laser
machining
area
Prior art date
Application number
KR1020127026475A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120130017A (ko
Inventor
겐지 이토
유타카 모토키
다카미츠 기무라
Original Assignee
미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 filed Critical 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Publication of KR20120130017A publication Critical patent/KR20120130017A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101352731B1 publication Critical patent/KR101352731B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/0604—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by a combination of beams
    • B23K26/0619—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by a combination of beams with spots located on opposed surfaces of the workpiece
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/082—Scanning systems, i.e. devices involving movement of the laser beam relative to the laser head
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/38—Removing material by boring or cutting
    • B23K26/382—Removing material by boring or cutting by boring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/38—Removing material by boring or cutting
    • B23K26/382—Removing material by boring or cutting by boring
    • B23K26/389—Removing material by boring or cutting by boring of fluid openings, e.g. nozzles, jets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

얹어 놓은 피가공물을 면내 방향으로 이동시키는 가공 테이블과, 레이저광을 피가공물로의 각 가공 에어리어 내에서 2차원 주사하는 갈바노 스캐너와, 갈바노 스캐너로부터의 레이저광을 피가공물상의 각 가공위치에 집광시키는 fθ렌즈와, 피가공물의 한쪽의 주면인 표면(20A)에 레이저광을 조사하고 나서 피가공물을 뒤집어 피가공물의 다른 쪽의 주면인 이면(20B)에 레이저광을 조사함으로써 피가공물에 관통구멍을 형성하는 경우에, 표면(20A)의 가공 에어리어(21a ~ 24a)와 이면(20B)의 가공 에어리어(21b ~ 24b)가 피가공물의 동일한 영역이 되도록 표면(20A) 및 이면(20B)의 각 가공 에어리어의 위치를 가공 테이블에 지시하는 제어부를 구비한다.

Description

레이저 가공기, 레이저 가공방법 및 레이저 가공 제어장치 {LASER-MACHINING DEVICE, LASER-MACHINING METHOD, AND LASER-MACHINING CONTROL DEVICE}
본 발명은 피가공물에 레이저광을 조사하여 피가공물에 구멍내기 가공을 행하는 레이저 가공기, 레이저 가공방법 및 레이저 가공 제어장치에 관한 것이다.
레이저 가공기는, 예를 들면, 피가공물에 레이저광을 조사하여 피가공물에 구멍내기 가공을 행하는 장치이다. 레이저 가공기에 의해서 구멍내기 가공되는 피가공물의 하나로서, 동박(도체층), 수지(절연층), 동박(도체층)의 3층 구조를 가진 프린트 배선판이 있다. 이와 같은 프린트 배선판으로의 관통구멍 가공을 행할 때에, 프린트 배선판의 표면 측(편면(片面))으로부터만 레이저광을 조사하면, 프린트 배선판의 이면 측의 동박에 레이저광을 도달시킬 수 없다. 이 때문에, 프린트 배선판으로의 안정된 관통구멍 가공을 행하는 것은 곤란했다.
프린트 배선판으로의 안정된 레이저 가공을 행하는 방법으로서, 표리면(양면)으로부터 레이저광의 조사를 행하는 방법이 있다. 이 레이저 가공방법에서는, 프린트 배선판에 대해서 표면으로부터 레이저광을 조사하여 도중까지의 구멍을 형성하고, 그 후, 프린트 배선판의 이면으로부터 레이저광을 조사하여 관통구멍을 형성하고 있다. 그리고, 표면 및 이면의 각각으로부터 레이저를 조사할 때에, 사전에 가공된 관통구멍을 기준으로 하여 좌표계를 설정함으로써, 형성하는 가공구멍의 위치어긋남을 회피하고 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
[특허문헌 1] 일본국 특개2004-335655호 공보
그렇지만, 상기 종래의 기술에서는, 갈바노 스캐너(galvano scanner)나 fθ렌즈의 특성을 고려하지 않고 위치결정을 하여 레이저 가공을 행하고 있으므로, 표면으로부터의 구멍 형성과 이면으로부터의 구멍 형성과의 사이에 발생하는 위치어긋남을 정확하게 회피할 수 없다고 하는 문제가 있었다. 이 때문에, 스트레이트한 형상의 관통구멍을 형성할 수 없었다.
본 발명은 상기에 감안하여 이루어진 것으로서, 스트레이트한 형상의 관통구멍을 정확하게 형성하는 레이저 가공기, 레이저 가공방법 및 레이저 가공 제어장치를 얻는 것을 목적으로 한다.
피가공물을 얹어 놓고 상기 피가공물을 면내(面內) 방향으로 이동시키는 가공 테이블과, 레이저 발진기로부터 출사된 레이저광을 상기 피가공물에 설정된 각 가공 에어리어 내에서 2차원적으로 주사하는 갈바노 스캐너와, 상기 갈바노 스캐너로부터의 레이저광을 상기 피가공물상의 각 가공위치에 집광시키는 fθ렌즈와, 상기 피가공물의 한쪽의 주면(主面)인 표면을 레이저 가공할 때에는 상기 표면에 설정된 각 가공 에어리어의 위치를 상기 가공 테이블에 지시함과 아울러 상기 표면에 설정된 상기 가공 에어리어 내에서의 상기 각 가공위치를 상기 갈바노 스캐너에 지시하고, 상기 피가공물의 다른 쪽의 주면인 이면을 레이저 가공할 때에는 상기 이면에 설정된 각 가공 에어리어의 위치를 상기 가공 테이블에 지시함과 아울러 상기 이면에 설정된 상기 가공 에어리어 내에서의 상기 각 가공위치를 상기 갈바노 스캐너에 지시하는 제어부를 구비하며, 상기 제어부는 상기 표면에 레이저광을 조사하고 나서 상기 피가공물을 뒤집어 상기 이면에 레이저광을 조사함으로써 상기 피가공물의 양면으로부터 레이저광을 조사하여 상기 피가공물에 관통구멍을 형성하는 경우에, 상기 표면의 가공 에어리어와 상기 이면의 가공 에어리어가 상기 피가공물의 동일한 영역이 되도록 상기 표면 및 상기 이면의 각 가공 에어리어의 위치를 상기 가공 테이블에 지시하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 스트레이트한 형상의 관통구멍을 정확하게 형성하는 것이 가능하게 된다고 하는 효과를 발휘한다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 가공 제어장치를 구비한 레이저 가공기의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 실시형태에 관한 레이저 가공방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 fθ렌즈를 통하여 조사되는 레이저광의 위치어긋남을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 표면과 이면에서 가공 에어리어를 일치시키지 않았던 경우의 관통구멍의 형상을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 표면과 이면에서 가공 에어리어를 일치시켰을 경우의 관통구멍의 형상을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 가공 에어리어 내에서의 가공순서를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 갈바노 스캐너의 동작 특성에 기인하는 레이저광의 위치어긋남을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 표면과 이면에서 갈바노 스캐너의 주사순서를 일치시키지 않았던 경우의 관통구멍의 형상을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 표면과 이면에서 갈바노 스캐너의 주사순서를 일치시켰을 경우의 관통구멍의 형상을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 피가공물의 표면에서 이면으로의 뒤집는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하에, 본 발명의 실시형태에 관한 레이저 가공기, 레이저 가공방법 및 레이저 가공 제어장치를 도면에 근거하여 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
실시형태
도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 가공 제어장치를 구비한 레이저 가공기의 구성을 나타내는 도면이다. 레이저 가공기(100)는 레이저광(L)(펄스 레이저광)을 조사함으로써 피가공물(4)에 레이저 구멍내기 가공하는 장치이며, 레이저광(L)을 발진하는 레이저 발진기(1)와, 피가공물(워크)(4)의 레이저 가공을 행하는 레이저 가공부(3)와, 가공 제어장치(제어부)(2)를 구비하고 있다.
레이저 발진기(1)는 레이저광(L)을 발진하여, 레이저 가공부(3)에 송출한다. 레이저 가공부(3)는 갈바노 미러(35X, 35Y), 갈바노 스캐너(36X, 36Y), fθ렌즈(34), XY테이블(가공 테이블)(30), 위치검출부(39)를 구비하고 있다.
갈바노 스캐너(36X, 36Y)는 레이저광(L)의 궤도를 변화시켜 피가공물(4)로의 조사위치를 이동시키는 기능을 가지고 있으며, 레이저광(L)을 피가공물(4)에 설정된 각 가공 에어리어 내에서 2차원적으로 주사한다. 갈바노 스캐너(36X, 36Y)는 레이저광(L)을 X-Y방향으로 주사하기 위해서, 갈바노 미러(35X, 35Y)를 소정의 각도로 회동시킨다.
갈바노 미러(35X, 35Y)는 레이저광(레이저 빔)(L)을 반사하여 소정의 각도로 편향시킨다. 갈바노 미러(35X)는 레이저광(L)을 X방향으로 편향시키고, 갈바노 미러(35Y)는 레이저광(L)을 Y방향으로 편향시킨다.
fθ렌즈(34)는 텔레센트릭(telecentric)성을 가진 집광렌즈이다. fθ렌즈(34)는 레이저광(L)을 피가공물(4)의 주면에 대해서 수직인 방향으로 편향시킴과 아울러, 레이저광(L)을 피가공물(4)의 가공위치(구멍위치(Hx))에 집광(조사)시킨다. 또한, 이하의 설명에서는, 갈바노 미러(35X, 35Y), 갈바노 스캐너(36X, 36Y), fθ렌즈(34)를 합쳐서 갈바노 기구라고 하는 경우가 있다.
피가공물(4)은 프린트 배선판 등으로, 한쪽의 주면인 표면 및 다른 쪽의 주면인 이면의 양면으로부터 복수의 구멍내기 가공이 행해져 관통구멍이 형성된다. 피가공물(4)은, 예를 들면, 동박(도체층), 수지(절연층), 동박(도체층)의 3층 구조를 이루고 있다. XY테이블(30)은 피가공물(4)을 얹어 놓음과 아울러, 도시하지 않은 X축 모터 및 Y축 모터의 구동에 의해서 XY평면 내를 이동한다. 이것에 의해, XY테이블(30)은 피가공물(4)을 면내 방향으로 이동시킨다.
XY테이블(30)을 이동시키지 않고 갈바노 기구의 동작(갈바노 스캐너(36X, 36Y)의 이동)에 의해서 레이저 가공이 가능한 범위(주사가능영역)가 가공 에어리어(스캔 에리어)이다. 레이저 가공기(100)에서는 XY테이블(30)을 XY평면 내에서 이동시킨 후, 갈바노 스캐너(36X, 36Y)에 의해서 레이저광(L)을 2차원 주사한다. XY테이블(30)은 각 가공 에어리어의 중심이 fθ렌즈(34)의 중심 바로 아래(갈바노 원점)가 되도록 차례대로 이동해 간다. 갈바노 기구는 가공 에어리어 내에 설정되어 있는 각 구멍위치(Hx)가 차례대로 레이저광(L)의 조사위치가 되도록 동작한다. XY테이블(30)에 의한 가공 에어리어 사이의 이동과 갈바노 기구에 의한 가공 에어리어 내에서의 레이저광(L)의 2차원 주사가 피가공물(4) 내에서 차례대로 행해져 간다. 이것에 의해, 피가공물(4) 내의 모든 구멍위치(Hx)가 모두 레이저 가공된다.
위치검출부(39)는 피가공물(4)에 미리 마련되어 있는 위치결정용의 관통구멍(후술의 위치결정용 관통구멍(h1))의 위치를 검출하여, 검출결과를 가공 제어장치(2)로 보낸다. 가공 제어장치(2)는 가공 프로그램 및 위치검출부(39)에 의한 위치의 검출결과에 근거하여, 피가공물(4)의 레이저 가공위치를 제어한다. 가공 제어장치(2)에는 피가공물(4)의 표면을 레이저 가공하기 위한 가공 프로그램과, 피가공물(4)의 이면을 레이저 가공하기 위한 가공 프로그램이 입력된다.
가공 제어장치(2)는 레이저 발진기(1) 및 레이저 가공부(3)와 접속되어 있어(도시생략), 레이저 발진기(1) 및 레이저 가공부(3)를 제어한다. 가공 제어장치(2)는 피가공물(4)에 설정되는 각 가공 에어리어의 좌표, 레이저 가공을 행하는 가공 에어리어의 순서, 갈바노 기구에 의한 각 가공 에어리어 내에서의 레이저광(L)의 조사위치(각 구멍위치(Hx)의 좌표), 각 가공 에어리어 내에서 레이저 가공되는 구멍위치(Hx)의 순서 등에 따라서 피가공물(4)로의 레이저 가공을 제어한다.
따라서, 가공 프로그램에는 각 가공 에어리어상에 레이저광(L)의 조사위치를 이동시키기 위한 XY테이블(30)로의 이동지령, 각 가공 에어리어 내의 레이저광(L)의 조사위치에 레이저광(L)을 조사시키기 위한 갈바노 기구로의 동작지령 등이 등록되어 있다.
가공 제어장치(2)는 피가공물(4)의 표면을 레이저 가공할 때에는 표면에 설정된 각 가공 에어리어의 위치를 XY테이블(30)에 지시함과 아울러, 표면에 설정된 가공 에어리어 내에서의 각 가공위치를 갈바노 스캐너(36X, 36Y)에 지시한다. 또, 가공 제어장치(2)는 피가공물(4)의 이면을 레이저 가공할 때에는 이면에 설정된 각 가공 에어리어의 위치를 XY테이블(30)에 지시함과 아울러, 이면에 설정된 가공 에어리어 내에서의 각 가공위치를 갈바노 스캐너(36X, 36Y)에 지시한다.
가공 제어장치(2)는 컴퓨터 등에 의해서 구성되어 있으며, 레이저 발진기(1), 레이저 가공부(3)을 NC(Numerical Control) 제어 등에 의해서 제어한다. 가공 제어장치(2)는 CPU(Central Processing Unit), ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory) 등을 구비하여 구성되어 있다. 가공 제어장치(2)가 레이저 가공을 제어할 때에는, CPU가 유저에 의한 입력부(도시생략)로부터의 입력에 의해서, ROM 내에 격납되어 있는 가공 프로그램을 읽어내어 RAM 내의 프로그램 격납영역으로 전개하여 각종 처리를 실행한다. 이 처리시에 발생하는 각종 데이터는 RAM 내에 형성되는 데이터 격납영역에 일시적으로 기억된다. 이것에 의해, 가공 제어장치(2)는 레이저 발진기(1) 및 레이저 가공부(3)를 제어한다.
레이저 가공기(100)는 이 구성에 의해 레이저 발진기(1)로부터 출사된 레이저광(L)을 갈바노 미러(35X, 35Y)에 의해서 임의의 각도로 편향시키고, fθ렌즈(34)를 통하여 피가공물(4)상의 소정 위치에 결상하여 조사한다. 이것에 의해, 피가공물(4)이 레이저 가공되어 피가공물(4)에 관통구멍이 형성된다.
본 실시형태의 레이저 가공기는 피가공물(4)의 표면에 레이저광을 조사하고 나서 피가공물(4)을 뒤집어 피가공물(4)의 이면에 레이저광을 조사함으로써 피가공물(4)의 양면으로부터 레이저광을 조사하여 피가공물(4)에 관통구멍을 형성한다. 또, 피가공물(4)의 양면으로부터 레이저광을 조사하여 피가공물(4)에 관통구멍을 형성하는 경우에, 표면의 가공 에어리어와 이면의 가공 에어리어가 피가공물(4)의 동일한 영역이 되도록 표면 및 이면의 각 가공 에어리어의 위치를 XY테이블(30)에 지시한다.
다음으로, 본 실시형태의 구멍내기 가공방법에 대해서 설명한다. 도 2는 실시형태에 관한 레이저 가공방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 2에서는 피가공물(4)의 표면(20A)에 설정되는 가공 에어리어, 피가공물(4)의 이면(20B)에 설정되는 가공 에어리어, 피가공물(4)의 종래의 이면(20C)에 설정되는 가공 에어리어를 상면도로 나타내고 있다.
피가공물(4)은 표면(20A)이 상면 측을 향하도록 XY테이블(30)상에 얹어 놓여 각 구멍위치(Hx)로의 레이저 가공이 행해진다. 레이저 가공기(100)는 각 구멍위치(Hx)에 대해, 피가공물(4)의 표면(20A) 측으로부터 레이저광(L)을 조사하여 피가공물(4)의 두께 방향의 도중 위치까지 레이저 가공을 행한다.
표면(20A)으로의 레이저 가공이 완료한 후, 피가공물(4)은 이면(20B)이 상면 측을 향하도록 XY테이블(30)상에 얹어 놓여 각 구멍위치(Hx)로의 레이저 가공이 행해진다. 여기에서는, 표면(20A)의 우변을 축으로 하여 피가공물(4)이 뒤집혀 지는 경우에 대해서 설명한다. 레이저 가공기(100)는 도중까지 구멍 형성된 각 구멍위치(Hx)에 대해, 피가공물(4)의 이면(20B) 측으로부터 레이저광(L)을 조사하여 구멍위치(Hx)에 관통구멍을 형성한다.
피가공물(4)을 레이저 가공하는 경우에는, 예를 들면 피가공물(4)상의 소정점을 기준위치로 하여 가공 에어리어가 설정된다. 기준위치는, 예를 들면 피가공물(4)을 XY테이블(30)에 얹어 놓은 상태에서 피가공물(4)을 위쪽으로부터 보았을 경우의 우상단, 우하단, 좌상단, 좌하단 등이다.
표면(20A)에서는 우상단의 기준위치(Sa)에 가장 가까운 에리어(우상 영역)가 최초의 가공 에어리어로 설정되고, 또한 설정된 가공 에어리어에 인접하는 에리어가 차례대로 가공 에어리어로 설정된다. 도 2에서는, 표면(20A)의 우상 영역이 최초의 가공 에어리어(21a)이며, 좌상 영역이 2번째의 가공 에어리어(22a)이고, 좌하 영역이 3번째의 가공 에어리어(23a)이며, 우하 영역이 4번째의 가공 에어리어(24a)인 경우를 나타내고 있다.
피가공물(4)의 이면이 레이저 가공될 때에는, 피가공물(4)이 뒤집혀져 XY테이블(30)상에 얹어 놓인다. 종래의 방법에 의해서 피가공물(4)의 이면(20C)을 레이저 가공하는 경우, 표면(20A)과 동일한 위치인 이면(20C)의 우상단이 기준위치(Sc)가 된다. 그리고, 표면(20A)과 마찬가지로, 이면(20C)은 기준위치(Sc)에 가장 가까운 에리어(우상 영역)가 최초의 가공 에어리어로 설정되며, 또한 설정된 가공 에어리어에 인접하는 에리어가 차례대로 가공 에어리어로 설정된다. 이것에 의해, 이면(20C)의 우상 영역이 최초의 가공 에어리어(21c)가 되고, 좌상 영역이 2번째의 가공 에어리어(22c)가 되며, 좌하 영역이 3번째의 가공 에어리어(23c)가 되고, 우하 영역이 4번째의 가공 에어리어(24c)가 된다.
한편, 본 실시형태에서는, 표면(20A)과 이면(20B)에서 가공 에어리어가 일치하도록 이면(20B) 내의 각 가공 에어리어를 설정해 둔다. 예를 들면, 표면(20A)의 우상단은 피가공물(4)이 뒤집혀 짐으로써, 이면(20B)의 좌상단으로 이동한다. 이 때문에, 이면(20B)에서는 좌상단이 기준위치(Sb)로 설정된다. 그리고, 기준위치(Sb)에 가장 가까운 에리어(좌상 영역)가 최초의 가공 에어리어로 설정되고, 또한 설정된 가공 에어리어에 인접하는 에리어가 차례대로 가공 에어리어로 설정되어 있다. 예를 들면, 이면(20B)은 이면(20B)의 좌상 영역이 최초의 가공 에어리어(21b)로 설정되고, 우상 영역이 2번째의 가공 에어리어(22b)로 설정되며, 우하 영역이 3번째의 가공 에어리어(23b)로 설정되고, 좌하 영역이 4번째의 가공 에어리어(24b)로 설정된다.
가공 에어리어(21b ~ 24b)는 각각 가공 에어리어(21a ~ 24a)에 대응하고 있다. 구체적으로는, 가공 에어리어(21a)의 이면 측이 가공 에어리어(21b)로 설정되고, 가공 에어리어(22a)의 이면 측이 가공 에어리어(22b)로 설정된다. 또, 가공 에어리어(23a)의 이면 측이 가공 에어리어(23b)로 설정되며, 가공 에어리어(24a)의 이면 측이 가공 에어리어(24b)로 설정된다. 따라서, 가공 에어리어(21b) 내에 배치되어 있는 구멍위치(Hx)는 가공 에어리어(21a) 내에 배치되어 있는 구멍위치(Hx)를 뒤집은 것으로 되어 있고, 가공 에어리어(22b) 내에 배치되어 있는 구멍위치(Hx)는 가공 에어리어(22a) 내에 배치되어 있는 구멍위치(Hx)를 뒤집은 것으로 되어 있다. 마찬가지로, 가공 에어리어(23b) 내에 배치되어 있는 구멍위치(Hx)는 가공 에어리어(23a) 내에 배치되어 있는 구멍위치(Hx)를 뒤집은 것으로 되어 있고, 가공 에어리어(24b) 내에 배치되어 있는 구멍위치(Hx)는 가공 에어리어(24a) 내에 배치되어 있는 구멍위치(Hx)를 뒤집은 것으로 되어 있다.
도 3은 fθ렌즈를 통하여 조사되는 레이저광의 위치어긋남을 설명하기 위한 도면이다. 도 3에서는 피가공물(4)의 단면도를 나타내고 있다. 피가공물(4)은, 예를 들면 가공 에어리어가 배치되는 영역 외에 위치결정용 관통구멍(h1)가 형성되어 있으며, 이 위치결정용 관통구멍(h1)을 기준으로 하여 레이저광의 조사위치가 결정된다.
레이저 가공기(100)에서는 레이저 가공기(100)의 주변환경의 온도변화나 레이저 가공기(100) 자신의 온도변화에 의해서 fθ렌즈(34)에도 온도변화가 발생한다. 이와 같은 경우, fθ렌즈(34)에 의해서 주사된 레이저광(L)은 fθ렌즈(34)의 중심으로 대하여 축소방향 또는 확대방향으로 위치어긋남을 발생한다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 3개소에 조사되는 레이저광(L) 중 fθ렌즈(34)의 중심을 통과하여 피가공물(4)에 조사되는 레이저광(L)은 fθ렌즈(34)의 온도변화에 기인하는 위치어긋남은 발생하지 않는다. 한편, fθ렌즈(34)의 중심으로부터 소정 거리만큼 떨어진 위치를 통과하여 피가공물(4)에 조사되는 레이저광(L)은 fθ렌즈(34)의 중심으로부터 외경방향 또는 내경방향으로 위치가 어긋나 피가공물(4)에 조사된다. 그리고, 피가공물(4)에 조사되는 레이저광(L)이 목표위치(G)로부터 위치가 어긋나 있으므로, 피가공물(4)에 형성되는 가공구멍(29A)도 목표위치(G)로부터 위치가 어긋난다. 도 3에서는 레이저광(L)이 목표위치(G)보다도 fθ렌즈(34)의 중심방향으로 위치가 어긋나 피가공물(4)에 조사되며, fθ렌즈(34)의 중심방향으로 위치가 어긋난 위치에 가공구멍(29A)이 형성되어 있는 경우를 나타내고 있다.
이 때문에, 종래와 같이 표면(20A)과 이면(20C)에서 다른 가공 에어리어가 설정되면, 구멍위치(Hx)의 가공 에어리어 내에서의 위치도 표면(20A)과 이면(20C)에서 다르게 된다. 도 4는 표면과 이면에서 가공 에어리어를 일치시키지 않았던 경우의 관통구멍의 형상을 설명하기 위한 도면이다. 종래 방법과 같이, 표면(20A)과 이면(20C)에서 다른 가공 에어리어가 설정되었을 경우, 표면(20A)의 구멍위치(Hx)에 조사되는 레이저광(L)이 fθ렌즈(34) 내를 통과해 오는 위치(중심으로부터의 거리)와, 이면(20C)의 구멍위치(Hx)에 조사되는 레이저광(L)이 fθ렌즈(34) 내를 통과해 오는 위치(중심으로부터의 거리)가 다르다. 이 때문에, 표면(20A)의 구멍위치(Hx)와 이면(20C)의 구멍위치(Hx)에서 fθ렌즈(34)의 중심방향에서의 위치어긋남량도 다르게 된다.
도 4에서는 표면(20A)을 레이저 가공할 때에 목표위치(G)에 대해서 가공구멍(29A)이 형성되고, 이면(20C)을 레이저 가공할 때에 목표위치(G)에 대해서 가공구멍(29C)이 형성되었을 경우를 나타내고 있다. 예를 들면, 도 4에 나타낸 관통구멍(29P)은 표면(20A)으로부터 레이저 가공될 때에는 우측으로 위치가 어긋나며, 이면(20C)으로부터 레이저 가공될 때에는 좌측으로 위치가 어긋나고 있다. 따라서, 관통구멍(29P)은 스트레이트한 형상이 되지 않는다. 이와 같이, 종래의 방법에서는, 표면(20A)과 이면(20C)에서 가공 에어리어를 일치시키지 않으므로, 피가공물(4)에 스트레이트한 형상의 관통구멍을 형성할 수 없다.
한편, 본 실시형태에서는, 도 2에서 설명한 바와 같이, 표면(20A)과 이면(20B)에서 가공 에어리어를 일치시키고 있다. 도 5는 표면과 이면에서 가공 에어리어를 일치시켰을 경우의 관통구멍의 형상을 설명하기 위한 도면이다.
표면(20A)과 이면(20B)에서 가공 에어리어를 일치시켰을 경우, 구멍위치(Hx)의 가공 에어리어 내에서의 위치는 표면(20A)과 이면(20B)에서 반전(反轉)하고 있지만 일치하게 된다. 그리고, 표면(20A)의 구멍위치(Hx)에 조사되는 레이저광(L)이 fθ렌즈(34) 내를 통과해 오는 위치(중심으로부터의 거리)와, 이면(20B)의 구멍위치(Hx)에 조사되는 레이저광(L)이 fθ렌즈(34) 내를 통과해 오는 위치(중심으로부터의 거리)도 동일하게 된다. 이 때문에, 표면(20A)의 구멍위치(Hx)와 이면(20B)의 구멍위치(Hx)에서 fθ렌즈(34)의 중심방향에서의 위치어긋남량도 동일하게 된다.
도 5에서는 표면(20A)을 레이저 가공할 때에 목표위치(G)에 대해서 가공구멍(29A)이 형성되고, 이면(20B)을 레이저 가공할 때에 목표위치(G)에 대해서 가공구멍(29B)이 형성되었을 경우를 나타내고 있다. 예를 들면, 도 5에 나타낸 관통구멍(29Q)은 표면(20A)으로부터 레이저 가공될 때에는 우측으로 위치가 어긋나고, 이면(20B)으로부터 레이저 가공될 때에도 우측으로 위치 어긋나 있다. 따라서, 관통구멍(29Q)은 스트레이트한 형상이 된다.
이와 같이, 본 실시형태에서는, 표면(20A)과 이면(20B)에서 가공 에어리어를 일치시키고 있으므로, fθ렌즈(34)의 온도변화에 의해서 레이저광(L)의 조사위치가 fθ렌즈(34)의 중심에 대해 신축하여도 표면(20A)과 이면(20B)에서 레이저광의 조사위치가 거의 동일하게 된다. 따라서, 피가공물(4)에 스트레이트한 형상의 관통구멍을 정확하게 형성하는 것이 가능하게 된다.
다음으로, 각 가공 에어리어 내에서의 가공순서(각 구멍위치(Hx)에 레이저광(L)이 조사되는 차례)에 대해서 설명한다. 도 6은 가공 에어리어 내에서의 가공순서를 설명하기 위한 도면이다. 본 실시형태에서는, 표면(20A)과 이면(20B)에서 가공 에어리어를 일치시킴과 아울러, 표면(20A)으로부터 레이저광을 조사할 때의 갈바노 스캐너(36X, 36Y)의 주사순서(가공 에어리어 내에서의 가공순서)와, 이면(20B)으로부터 레이저광을 조사할 때의 갈바노 스캐너(36X, 36Y)의 주사순서를 일치시킨다.
예를 들면, 표면(20A)의 가공 에어리어(21a)에 설정되는 가공구멍에 대해서, 구멍위치(H1a ~ H7a)의 차례대로 레이저 가공하도록 설정한 경우, 이면(20B)의 가공 에어리어(21b)에서는 구멍위치(H1a ~ H7a)의 이면 측에 대응하는 구멍위치(H1b ~ H7b)의 차례대로 레이저 가공하도록 설정된다. 여기서의 구멍위치(H1b)는 구멍위치(H1a)의 이면 측의 위치이며, 구멍위치(H2b)는 구멍위치(H2a)의 이면 측의 위치이다. 마찬가지로, 구멍위치(H3b ~ H7b)는 각각 구멍위치(H3a ~ H7a)의 이면 측의 위치이다.
도 7은 갈바노 스캐너의 동작 특성에 기인하는 레이저광의 위치어긋남을 설명하기 위한 도면이다. 레이저 가공기(100)에서는 갈바노 스캐너(36X, 36Y)의 구동계에 백래쉬(backlash)가 있으므로, 갈바노 스캐너(36X, 36Y)에 의해서 주사된 레이저광(L)은 목표 조사위치(구멍위치(Hx))에 대해서 위치어긋남을 발생한다. 예를 들면, 레이저광 조사가 끝난 구멍위치(Hx)로부터 다음의 구멍위치(Hx)까지 레이저광(L)의 조사위치를 이동시키는 경우에, 레이저광(L)의 조사위치의 이동이 다음의 구멍위치(Hx)까지 도달할 수 없거나, 다음의 구멍위치(Hx)보다도 너무 이동하거나 하는 경우가 있다.
이와 같은 경우에 있어서, 표면(20A)과 이면(20B)에서 갈바노 스캐너(36X, 36Y)의 주사순서가 일치하고 있지 않으면, 표면(20A)과 이면(20B)에서 각 구멍위치(Hx)로의 레이저광 조사위치(위치어긋남량)가 다르게 된다.
예를 들면, 1개의 가공 에어리어 내에서 레이저광(L)이 레이저광(L1a), 레이저광(L2a), 레이저광(L3a)의 차례대로 피가공물(4)에 조사되는 경우에 대해서 설명한다. 이 경우, 레이저광(L)의 조사위치는 fθ렌즈(34)의 중심(갈바노 원점)으로부터 레이저광(L1a)에 의해 레이저 가공되는 1점째의 구멍위치(Hx)(이하, 구멍위치(Hx1)라고 함)로 이동한다. 그 후, 1점째의 구멍위치(Hx)로부터 레이저광(L2a)에 의해 레이저 가공되는 2점째의 구멍위치(Hx)(이하, 구멍위치(Hx2)라고 함)로 이동하고, 또한 레이저광(L3a)에 의해 레이저 가공되는 3점째의 구멍위치(Hx)(이하, 구멍위치(Hx3)라고 함)로 이동한다.
이 때, 레이저광 조사위치의 이동에 의해서, 각 구멍위치(Hx1 ~ Hx3)에 조사되는 레이저광의 조사위치는 조사위치의 이동경로선상의 어느 한쪽 위치에 위치어긋남을 발생한다. 예를 들면, 갈바노 원점으로부터 구멍위치(Hx1)까지 레이저광 조사위치를 이동시켜 구멍위치(Hx1)에 레이저광(L1a)을 조사하는 경우, 구멍위치(Hx1)로의 레이저광 조사위치는 갈바노 원점과 구멍위치(Hx1)를 잇는 선상의 어느 한쪽의 위치가 된다.
이 때문에, 표면(20A)과 이면(20C)에서 갈바노 스캐너(36X, 36Y)의 주사순서가 일치하고 있지 않으면, 피가공물(4)에 형성되는 관통구멍이 스트레이트한 형상이 되지 않는다. 도 8은 표면과 이면에서 갈바노 스캐너의 주사순서를 일치시키지 않았던 경우의 관통구멍의 형상을 설명하기 위한 도면이다. 표면(20A)과 이면(20C)에서 갈바노 스캐너(36X, 36Y)의 주사순서가 일치하고 있지 않으면, 각 구멍위치(Hx)로의 위치어긋남 방향이 다르게 된다.
예를 들면, 표면(20A)을 구멍위치(Hx1), 구멍위치(Hx2), 구멍위치(Hx3)의 차례대로 레이저 가공하고, 이면(20C)을 구멍위치(Hx3), 구멍위치(Hx2), 구멍위치(Hx1)의 차례대로 레이저 가공하는 경우에 대해서 설명한다. 이 경우, 표면(20A)에서는 레이저광(L1a), 레이저광(L2a), 레이저광(L3a)이 각각 구멍위치(Hx1), 구멍위치(Hx2), 구멍위치(Hx3)에 조사된다. 또, 이면(20C)에서는 레이저광(L1c), 레이저광(L2c), 레이저광(L3c)이 각각 구멍위치(Hx3), 구멍위치(Hx2), 구멍위치(Hx1)에 조사된다. 이 가공순서는 표면(20A)과 이면(20C)에서 구멍위치의 가공순서를 반대로 한 가공순서이며, 예를 들면, 도 6에 나타낸 표면(20A)의 가공 에어리어(21a)를 구멍위치(H1a ~ H7a)의 차례대로 레이저 가공하고, 이면(20B)의 가공 에어리어(21b)를 구멍위치(H7b ~ H1b)의 차례대로 레이저 가공하는 것에 대응하고 있다.
표면(20A)을 레이저 가공할 때에는, 레이저광(L)의 조사위치는 갈바노 원점으로부터 레이저광(L1a)에 의해 레이저 가공되는 구멍위치(Hx1)로 이동한다. 그 후, 레이저광(L)의 조사위치는 구멍위치(Hx1)로부터 구멍위치(Hx2)로 이동하고, 또한 구멍위치(Hx3)로 이동한다.
또, 이면(20C)을 레이저 가공할 때에는, 레이저광(L)의 조사위치는 갈바노 원점으로부터 레이저광(L1c)에 의해 레이저 가공되는 구멍위치(Hx3)로 이동한다. 그 후, 레이저광(L)의 조사위치는 구멍위치(Hx3)로부터 구멍위치(Hx2)로 이동하며, 또한 구멍위치(Hx1)로 이동한다.
표면(20A)을 레이저 가공할 때, 갈바노 원점에서 구멍위치(Hx1)까지 레이저광 조사위치가 이동한다. 이 때문에, 구멍위치(Hx1)에 조사되는 레이저광(L1a)의 조사위치는 갈바노 원점과 구멍위치(Hx1)를 잇는 선상의 어느 한쪽 위치가 된다. 환언하면, 구멍위치(Hx1)는 갈바노 원점과 구멍위치(Hx1)를 잇는 선상에 위치어긋남을 발생한다.
마찬가지로, 표면(20A)을 레이저 가공할 때, 구멍위치(Hx1)로부터 구멍위치(Hx2)까지 레이저광 조사위치가 이동한다. 이 때문에, 구멍위치(Hx2)에 조사되는 레이저광(L2a)의 조사위치는 구멍위치(Hx1)와 구멍위치(Hx2)를 잇는 선상의 어느 한쪽 위치가 된다. 환언하면, 구멍위치(Hx2)는 구멍위치(Hx1)와 구멍위치(Hx2)를 잇는 선상에 위치어긋남을 발생한다.
또, 표면(20A)을 레이저 가공할 때, 구멍위치(Hx2)로부터 구멍위치(Hx3)까지 레이저광 조사위치가 이동한다. 이 때문에, 구멍위치(Hx3)에 조사되는 레이저광(L3a)의 조사위치는 구멍위치(Hx2)와 구멍위치(Hx3)를 잇는 선상의 어느 한쪽 위치가 된다. 환언하면, 구멍위치(Hx3)는 구멍위치(Hx2)와 구멍위치(Hx3)를 잇는 선상에 위치어긋남을 발생한다.
한편, 이면(20C)을 레이저 가공할 때, 갈바노 원점에서 구멍위치(Hx3)까지 레이저광 조사위치가 이동한다. 이 때문에, 구멍위치(Hx3)에 조사되는 레이저광(L1c)의 조사위치는 갈바노 원점과 구멍위치(Hx3)를 잇는 선상의 어느 한쪽 위치가 된다. 환언하면, 구멍위치(Hx3)는 갈바노 원점과 구멍위치(Hx3)를 잇는 선상에 위치어긋남을 발생한다.
마찬가지로, 이면(20C)을 레이저 가공할 때, 구멍위치(Hx3)로부터 구멍위치(Hx2)까지 레이저광 조사위치가 이동한다. 이 때문에, 구멍위치(Hx2)에 조사되는 레이저광(L2c)의 조사위치는 구멍위치(Hx3)와 구멍위치(Hx2)를 잇는 선상의 어느 한쪽 위치가 된다. 환언하면, 구멍위치(Hx2)는 구멍위치(Hx3)와 구멍위치(Hx2)를 잇는 선상에 위치어긋남을 발생한다.
또, 이면(20C)을 레이저 가공할 때, 구멍위치(Hx2)로부터 구멍위치(Hx1)까지 레이저광 조사위치가 이동한다. 이 때문에, 구멍위치(Hx1)에 조사되는 레이저광(L3c)의 조사위치는 구멍위치(Hx2)와 구멍위치(Hx1)를 잇는 선상의 어느 한쪽 위치가 된다. 환언하면, 구멍위치(Hx1)는 구멍위치(Hx2)와 구멍위치(Hx1)를 잇는 선상에 위치어긋남을 발생한다.
이와 같이, 구멍위치(Hx1)에는 표면(20A)으로부터 레이저광(L1a)가 조사되고, 이면(20C)으로부터 레이저광(L3c)이 조사된다. 마찬가지로, 구멍위치(Hx2)에는 표면(20A)으로부터 레이저광(L2a)이 조사되고, 이면(20C)으로부터 레이저광(L2c)이 조사되며, 구멍위치(Hx3)에는 표면(20A)으로부터 레이저광(L3a)이 조사되고, 이면(20C)으로부터 레이저광(L1c)이 조사된다.
그리고, 구멍위치(Hx1)에서의 레이저광 조사위치는 레이저광(L1a)과 레이저광(L3c)에 의해 다른 위치로 위치가 어긋나 있다. 마찬가지로, 구멍위치(Hx2)에서의 레이저광 조사위치는 레이저광(L2a)과 레이저광(L2c)에 의해 다른 위치로 위치가 어긋나며, 구멍위치(Hx3)로의 레이저광 조사위치는 레이저광(L3a)과 레이저광(L1c)에서 다른 위치로 위치가 어긋나 있다.
이 때문에, 구멍위치(Hx1 ~ Hx3)의 관통구멍은 스트레이트한 형상이 되지 않는다. 이와 같이, 표면(20A)과 이면(20C)에서 갈바노 스캐너(36X, 36Y)의 주사순서가 일치하고 있지 않았기 때문에, 피가공물(4)에 스트레이트한 형상의 관통구멍을 형성할 수 없다.
한편, 본 실시형태에서는, 표면(20A)과 이면(20B)에서 갈바노 스캐너(36X, 36Y)의 주사순서를 일치시키고 있다. 도 9는 표면과 이면에서 갈바노 스캐너의 주사순서를 일치시켰을 경우의 관통구멍의 형상을 설명하기 위한 도면이다.
예를 들면, 표면(20A)을 구멍위치(Hx1), 구멍위치(Hx2), 구멍위치(Hx3)의 차례대로 레이저 가공하고, 이면(20B)을 구멍위치(Hx1), 구멍위치(Hx2), 구멍위치(Hx3)의 차례대로 레이저 가공하는 경우에 대해서 설명한다. 이 경우, 표면(20A)에서는 레이저광(L1a), 레이저광(L2a), 레이저광(L3a)이 각각 구멍위치(Hx1), 구멍위치(Hx2), 구멍위치(Hx3)에 조사된다.
또, 이면(20B)에서는 레이저광(L1b), 레이저광(L2b), 레이저광(L3b)이 각각 구멍위치(Hx1), 구멍위치(Hx2), 구멍위치(Hx3)에 조사된다. 이 가공순서는 표면(20A)과 이면(20B)에서 구멍위치의 가공순서를 동일하게 한 가공순서이며, 예를 들면, 도 6에 나타낸 표면(20A)의 가공 에어리어(21a)를 구멍위치(H1a ~ H7a)의 차례대로 레이저 가공하고, 이면(20B)의 가공 에어리어(21b)를 구멍위치(H1b ~ H7b)의 차례대로 레이저 가공하는 것에 대응하고 있다.
표면(20A)을 레이저 가공할 때에는, 도 8에서 설명한 차례대로 레이저광(L)의 조사위치가 이동한다. 이 때문에, 구멍위치(Hx1)에 조사되는 레이저광(L1a)의 조사위치, 구멍위치(Hx2)에 조사되는 레이저광(L2a)의 조사위치, 구멍위치(Hx3)에 조사되는 레이저광(L3a)의 조사위치는 각각 도 8에서 설명한 위치에 위치어긋남을 발생한다.
이면(20B)의 구멍위치(Hx1)를 레이저 가공할 때, 표면(20A)을 레이저 가공할 때와 마찬가지로, 갈바노 원점에서 구멍위치(Hx1)까지 레이저광 조사위치가 이동한다. 이 때문에, 구멍위치(Hx1)에 조사되는 레이저광(L1b)의 조사위치는, 표면(20A)을 레이저 가공할 때와 마찬가지로, 갈바노 원점과 구멍위치(Hx1)를 잇는 선상의 어느 한쪽 위치가 된다.
마찬가지로, 이면(20B)의 구멍위치(Hx2)를 레이저 가공할 때, 표면(20A)을 레이저 가공할 때와 마찬가지로, 구멍위치(Hx1)로부터 구멍위치(Hx2)까지 레이저광 조사위치가 이동한다. 이 때문에, 구멍위치(Hx2)에 조사되는 레이저광(L2b)의 조사위치는, 표면(20A)을 레이저 가공할 때와 마찬가지로, 구멍위치(Hx1)와 구멍위치(Hx2)를 잇는 선상의 어느 한쪽 위치가 된다.
또, 이면(20B)의 구멍위치(Hx3)를 레이저 가공할 때, 표면(20A)을 레이저 가공할 때와 마찬가지로, 구멍위치(Hx2)로부터 구멍위치(Hx3)까지 레이저광 조사위치가 이동한다. 이 때문에, 구멍위치(Hx3)에 조사되는 레이저광(L3b)의 조사위치는, 표면(20A)을 레이저 가공할 때와 마찬가지로, 구멍위치(Hx2)와 구멍위치(Hx3)를 잇는 선상의 어느 한쪽 위치가 된다.
환언하면, 구멍위치(Hx1 ~ Hx3)는 각각 갈바노 원점과 구멍위치(Hx1)를 잇는 선상, 구멍위치(Hx1)와 구멍위치(Hx2)를 잇는 선상, 구멍위치(Hx2)와 구멍위치(Hx3)를 잇는 선상에 위치어긋남을 발생한다.
이와 같이, 표면(20A)과 이면(20B)에서 갈바노 스캐너(36X, 36Y)의 주사순서를 일치시켰을 경우, 표면(20A)으로의 구멍위치(Hx1 ~ Hx3)에 대한 레이저광 조사위치와, 이면(20B)에서의 구멍위치(Hx1 ~ Hx3)에 대한 레이저광 조사위치가 동일하게 된다.
예를 들면, 도 9에 나타낸 구멍위치(Hx1 ~ Hx3)는 표면(20A)으로부터 레이저 가공될 때에는 좌측으로 위치가 어긋나며, 이면(20B)으로부터 레이저 가공될 때에도 좌측으로 위치가 어긋나 있다. 따라서, 구멍위치(Hx1 ~ Hx3)에 형성되는 관통구멍은 스트레이트한 형상이 된다.
이와 같이, 본 실시형태에서는, 표면(20A)과 이면(20B)에서 갈바노 스캐너(36X, 36Y)의 주사순서를 일치시키고 있으므로, 갈바노 스캐너(36X, 36Y)의 구동계에 백래쉬가 있는 경우라도 표면(20A)과 이면(20B)에서 레이저광의 조사위치가 거의 동일하게 된다. 따라서, 피가공물(4)에 스트레이트한 형상의 관통구멍을 정확하게 형성하는 것이 가능하게 된다.
다음으로, 각 가공 에어리어의 가공순서(가공 에어리어에의 이동순서)에 대해서 설명한다. 본 실시형태에서는, 예를 들면, 도 2에서 설명한 바와 같이, 표면(20A)에 설정한 가공 에어리어의 가공순서와 동일한 가공순서를 이면(20B)에 적용해도 되고, 표면(20A)에 설정한 가공 에어리어의 가공순서와는 다른 가공순서를 이면(20B)에 적용해도 된다.
예를 들면, 표면(20A)을 가공 에어리어(21a), 가공 에어리어(22a), 가공 에어리어(23a), 가공 에어리어(24a)의 차례대로 레이저 가공하고, 이면(20B)을 가공 에어리어(24b), 가공 에어리어(23b), 가공 에어리어(22b), 가공 에어리어(21b)의 차례대로 가공해도 된다.
XY테이블(30)의 구동계에는 백래쉬가 있다. 이 때문에, 표면(20A)에 설정한 가공 에어리어의 가공순서와 이면(20B)에 설정한 가공 에어리어의 가공순서를 동일하게 했을 경우는, 표면(20A)과 이면(20B)에서 XY테이블(30)의 구동계에 기인하는 위치어긋남량이 동일하게 된다.
또, 표면(20A)에 설정한 가공 에어리어의 가공순서와 이면(20B)에 설정한 가공 에어리어의 가공순서를 동일하게 했을 경우는, 표면(20A)과 이면(20B)에서 레이저 가공중의 fθ렌즈(34)의 온도변화가 동일하게 된다. 따라서, 표면(20A)을 레이저 가공할 때의 각 가공 에어리어(21a ~ 24a)에서의 fθ렌즈(34)의 온도변화에 기인하는 위치어긋남량과, 이면(20B)을 레이저 가공할 때의 각 가공 에어리어(21b ~ 24b)에서의 fθ렌즈(34)의 온도변화에 기인하는 위치어긋남량이 동일하게 된다.
복수 매(예를 들면 20매)의 피가공물(4)을 레이저 가공하는 경우, 표면(20A)이 연속하여 예를 들면 20매분 레이저 가공되고, 그 후, 이면(20B)이 연속해서 예를 들면 20매분 레이저 가공된다. 이 경우에, fθ렌즈(34)의 온도보정을 행하는 타이밍은 표면(20A)의 레이저 가공과 이면(20B)의 레이저 가공에서 동일하게 해 둔다. 예를 들면, 20매의 표면(20A)을 레이저 가공할 때에, 1매째의 표면(20A)을 레이저 가공하기 전과, 11매째의 표면(20A)을 레이저 가공하기 전에 fθ렌즈(34)의 온도보정이 행해진다고 한다. 이 경우, 20매의 이면(20B)을 레이저 가공할 때에, 1매째의 이면(20B)을 레이저 가공하기 전과, 11매째의 이면(20B)을 레이저 가공하기 전에 fθ렌즈(34)의 온도보정을 행한다. 이것에 의해, 표면(20A)을 레이저 가공할 때의 fθ렌즈(34)의 온도변화에 기인하는 위치어긋남량과, 이면(20B)을 레이저 가공할 때의 fθ렌즈(34)의 온도변화에 기인하는 위치어긋남량이 동일하게 된다.
또한, 본 실시형태에서는, 피가공물(4)을 표면(20A)으로부터 이면(20B)으로 뒤집을 때에, 표면(20A)의 우변을 축으로 피가공물(4)을 뒤집는 경우에 대해서 설명했지만, 표면(20A)의 다른 변이나 점을 중심으로 하여 피가공물(4)을 뒤집어도 된다.
도 10은 피가공물의 표면에서 이면으로의 뒤집는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 10에 나타내는 바와 같이, 피가공물(4)을 표면(20A)으로부터 이면(20B)으로 뒤집을 때에는, 표면(20A)의 우변(좌변), 표면(20A)의 하변(상변), 표면(20A)의 우하점(좌상점), 표면(20A)의 좌하점(우상점) 중 어느 쪽을 중심으로 하여 피가공물(4)을 뒤집어도 된다.
도 10에서는 표면(20A)의 우변을 중심으로 하여 피가공물(4)을 뒤집었을 경우의 이면을 이면(20B)으로 나타내고, 표면(20A)의 하변을 중심으로 하여 피가공물(4)을 뒤집었을 경우의 이면을 이면(20D)으로 나타내고 있다. 또, 표면(20A)의 우하점을 중심으로 하여 피가공물(4)을 뒤집었을 경우의 이면을 이면(20E)으로 나타내며, 표면(20A)의 좌하점을 중심으로 하여 피가공물(4)을 뒤집었을 경우의 이면을 이면(20F)으로 나타내고 있다.
이면(20D)이 되도록 피가공물(4)이 XY테이블(30)에 얹어 놓인 경우도, 가공 에어리어(21a ~ 24a)의 이면이 각각 가공 에어리어(21d ~ 24d)로 설정된다. 또, 이면(20E)이 되도록 피가공물(4)이 XY테이블(30)에 얹어 놓인 경우도, 가공 에어리어(21a ~ 24a)의 이면이 각각 가공 에어리어(21e ~ 24e)로 설정된다. 또, 이면(20F)이 되도록 피가공물(4)이 XY테이블(30)에 얹어 놓인 경우도, 가공 에어리어(21a ~ 24a)의 이면이 각각 가공 에어리어(21f ~ 24f)로 설정된다.
또한, 피가공물(4)은 프린트 배선판에 한정하지 않고, 세라믹스판이나 금속판 등 다른 부재라도 된다. 또, 본 실시형태에서는, 피가공물(4)의 표면(20A)을 레이저 가공한 후에 이면(20B)을 레이저 가공하는 경우에 대해서 설명했지만, 피가공물(4)의 이면(20B)을 레이저 가공한 후에 표면(20A)을 레이저 가공해도 된다.
이와 같이 실시형태에 의하면, 표면(20A)과 이면(20B)에서 가공 에어리어를 일치시키고 있으므로, 표면(20A)과 이면(20B)과의 사이의 레이저광 조사위치의 위치어긋남을 작게 하는 것이 가능하게 된다. 또, 표면(20A)과 이면(20B)에서 갈바노 스캐너(36X, 36Y)의 주사순서를 일치시키고 있으므로, 표면(20A)과 이면(20B)과의 사이의 레이저광 조사위치의 위치어긋남을 작게 하는 것이 가능하게 된다. 또, 표면(20A)에 설정한 가공 에어리어의 가공순서와 이면(20B)에 설정한 가공 에어리어의 가공순서를 동일하게 하고 있으므로, 표면(20A)과 이면(20B)과의 사이의 레이저광 조사위치의 위치어긋남을 작게 하는 것이 가능하게 된다. 또, 표면(20A)의 레이저 가공과 이면(20B)의 레이저 가공에 의해 fθ렌즈(34)의 온도보정을 행하는 타이밍을 동일하게 하고 있으므로, 표면(20A)과 이면(20B)과의 사이의 레이저광 조사위치의 위치어긋남을 작게 하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 피가공물(4)에 스트레이트한 형상의 관통구멍을 정확하게 형성하는 것이 가능하게 된다.
<산업상의 이용 가능성>
이상과 같이, 본 발명에 관한 레이저 가공기, 레이저 가공방법 및 레이저 가공 제어장치는 피가공물로의 레이저광에 의한 구멍내기 가공에 접합하다.
1 레이저 발진기 2 가공 제어장치
3 레이저 가공부 4 피가공물
20A 표면 20B ~ 20F 이면
21a ~ 24a, 21b ~ 24b, 21d ~ 24d, 21e ~ 24e, 21f ~ 24f 가공 에어리어
29A ~ 29C 가공구멍 29P, 29Q 관통구멍
30 가공 테이블 34 fθ렌즈
35X, 35Y 갈바노 미러 36X, 36Y 갈바노 스캐너
100 레이저 가공기 G 목표위치
H1a ~ H7a, H1b ~ H7b, Hx, Hx1 ~ Hx3 구멍위치
L, L1a ~ L1c, L2a ~ L2c, L3a ~ L3c 레이저광

Claims (6)

  1. 피가공물을 얹어 놓고 상기 피가공물을 면내(面內) 방향으로 이동시키는 가공 테이블과,
    레이저 발진기로부터 출사된 레이저광을 상기 피가공물에 설정된 각 가공 에어리어 내에서 2차원적으로 주사하는 갈바노 스캐너(galvano scanner)와,
    상기 갈바노 스캐너로부터의 레이저광을 상기 피가공물상의 각 가공위치에 집광시키는 fθ렌즈와,
    상기 피가공물의 한쪽의 주면(主面)인 표면을 레이저 가공할 때에는 상기 표면에 설정된 각 가공 에어리어의 위치를 상기 가공 테이블에 지시함과 아울러 상기 표면에 설정된 상기 가공 에어리어 내에서의 상기 각 가공위치를 상기 갈바노 스캐너에 지시하고, 상기 피가공물의 다른 쪽의 주면인 이면을 레이저 가공할 때에는 상기 이면에 설정된 각 가공 에어리어의 위치를 상기 가공 테이블에 지시함과 아울러 상기 이면에 설정된 상기 가공 에어리어 내에서의 상기 각 가공위치를 상기 갈바노 스캐너에 지시하는 제어부를 구비하며,
    상기 제어부는,
    상기 표면에 레이저광을 조사하고 나서 상기 피가공물을 뒤집어 상기 이면에 레이저광을 조사함으로써 상기 피가공물의 양면으로부터 레이저광을 조사하여 상기 피가공물에 관통구멍을 형성하는 경우에, 상기 표면의 가공 에어리어와 상기 이면의 가공 에어리어가 상기 피가공물의 동일한 영역이 되도록 상기 표면 및 상기 이면의 각 가공 에어리어의 위치를 상기 가공 테이블에 지시하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 상기 피가공물의 양면으로부터 레이저광을 조사하여 상기 피가공물에 관통구멍을 형성하는 경우에, 상기 표면과 상기 이면에서 동일한 영역이 설정된 가공 에어리어에 대해, 상기 표면과 상기 이면에서 동일한 가공위치의 차례대로 레이저 가공되도록 상기 표면 및 상기 이면의 가공 에어리어 내에서의 각 가공위치를 상기 갈바노 스캐너에 지시하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공기.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 제어부는 상기 피가공물의 양면으로부터 레이저광을 조사하여 상기 피가공물에 관통구멍을 형성하는 경우에, 상기 표면과 상기 이면에서 동일한 가공 에어리어의 차례대로 레이저 가공되도록 상기 표면 및 상기 이면의 각 가공 에어리어의 위치를 상기 가공 테이블에 지시하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공기.
  4. 피가공물을 얹어 놓고 상기 피가공물을 면내 방향으로 이동시키는 가공 테이블상에 상기 피가공물의 한쪽의 주면인 표면 측이 상면을 향하도록 상기 피가공물을 얹어 놓는 제1 재치(載置) 스텝과,
    레이저 발진기로부터 출사된 레이저광을 상기 피가공물에 설정된 각 가공 에어리어 내에서 2차원적으로 주사하는 갈바노 스캐너와, 상기 가공 테이블을 제어함으로써, 상기 갈바노 스캐너로부터의 레이저광을 fθ렌즈를 통하여 상기 피가공물상의 각 가공위치에 집광시키고, 이것에 의해 상기 표면 측으로부터 상기 피가공물의 두께방향의 도중까지 상기 피가공물을 레이저 가공하는 제1 가공 스텝과,
    상기 가공 테이블상에 상기 피가공물의 다른 쪽의 주면인 이면 측이 상면을 향하도록 상기 피가공물을 얹어 놓는 제2 재치 스텝과,
    상기 갈바노 스캐너와, 상기 가공 테이블을 제어함으로써, 상기 갈바노 스캐너로부터의 레이저광을 상기 fθ렌즈를 통하여 상기 피가공물상의 각 가공위치에 집광시키고, 이것에 의해 상기 피가공물의 두께방향의 도중까지 레이저 가공된 위치의 상기 이면 측으로부터 상기 피가공물을 레이저 가공하는 제2 가공 스텝을 포함하며,
    상기 제1 및 제2 가공 스텝은 상기 표면의 가공 에어리어와 상기 이면의 가공 에어리어가 상기 피가공물의 동일한 영역이 되도록 상기 표면 및 상기 이면의 각 가공 에어리어의 위치로 상기 가공 테이블을 이동시켜 상기 피가공물이 레이저 가공되는 것을 특징으로 하는 레이저 가공방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 피가공물의 표면을 복수 매 레이저 가공한 후에 상기 피가공물의 이면을 복수 매 레이저 가공하는 경우,
    상기 표면을 소정 매수 레이저 가공한 후에 행하는 상기 fθ렌즈의 온도보정과, 상기 이면을 소정 매수 레이저 가공한 후에 행하는 상기 fθ렌즈의 온도보정이 동일한 타이밍으로 행해지도록, 상기 표면 및 상기 이면으로의 상기 소정 매수가 동수(同數)로 설정되는 것을 특징으로 하는 레이저 가공방법.
  6. 피가공물을 얹어 놓고 상기 피가공물을 면내 방향으로 이동시키는 가공 테이블과, 레이저 발진기로부터 출사된 레이저광을 상기 피가공물에 설정된 각 가공 에어리어 내에서 2차원적으로 주사하는 갈바노 스캐너를 제어함으로써, 상기 갈바노 스캐너로부터의 레이저광을 fθ렌즈를 통하여 상기 피가공물상의 각 가공위치에 집광시키는 제어부를 구비하고,
    상기 제어부는,
    상기 피가공물의 한쪽의 주면인 표면을 레이저 가공할 때에는 상기 표면에 설정된 각 가공 에어리어의 위치를 상기 가공 테이블에 지시함과 아울러 상기 표면에 설정된 상기 가공 에어리어 내에서의 상기 각 가공위치를 상기 갈바노 스캐너에 지시하고, 상기 피가공물의 다른 쪽의 주면인 이면을 레이저 가공할 때에는 상기 이면에 설정된 각 가공 에어리어의 위치를 상기 가공 테이블에 지시함과 아울러 상기 이면에 설정된 상기 가공 에어리어 내에서의 상기 각 가공위치를 상기 갈바노 스캐너에 지시하며,
    상기 표면에 레이저광을 조사하고 나서 상기 피가공물을 뒤집어 상기 이면에 레이저광을 조사함으로써 상기 피가공물의 양면으로부터 레이저광을 조사하여 상기 피가공물에 관통구멍을 형성하는 경우에, 상기 표면의 가공 에어리어와 상기 이면의 가공 에어리어가 상기 피가공물의 동일한 영역이 되도록 상기 표면 및 상기 이면의 각 가공 에어리어의 위치를 상기 가공 테이블에 지시하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 제어장치.
KR1020127026475A 2010-04-12 2010-04-12 레이저 가공기, 레이저 가공방법 및 레이저 가공 제어장치 KR101352731B1 (ko)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2010/056544 WO2011128966A1 (ja) 2010-04-12 2010-04-12 レーザ加工機、レーザ加工方法およびレーザ加工制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120130017A KR20120130017A (ko) 2012-11-28
KR101352731B1 true KR101352731B1 (ko) 2014-01-17

Family

ID=44798360

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020127026475A KR101352731B1 (ko) 2010-04-12 2010-04-12 레이저 가공기, 레이저 가공방법 및 레이저 가공 제어장치

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP5279949B2 (ko)
KR (1) KR101352731B1 (ko)
CN (1) CN102844142B (ko)
TW (1) TW201134597A (ko)
WO (1) WO2011128966A1 (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5907819B2 (ja) * 2011-11-24 2016-04-26 三菱電機株式会社 レンズユニットおよびレーザ加工装置
JP5808267B2 (ja) * 2012-02-20 2015-11-10 住友重機械工業株式会社 レーザ加工装置及びレーザ加工方法
JP6236905B2 (ja) * 2013-06-20 2017-11-29 凸版印刷株式会社 中空針状体装置の製造方法
CN103917052B (zh) * 2013-12-30 2017-06-13 天津市德中技术发展有限公司 一种用激光直接成型技术加工电路板的方法
JP2017217682A (ja) * 2016-06-10 2017-12-14 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 レーザ加工装置およびレーザ加工方法
WO2021161367A1 (ja) * 2020-02-10 2021-08-19 三菱電機株式会社 レーザ加工方法およびレーザ加工装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004335655A (ja) 2003-05-06 2004-11-25 Internatl Business Mach Corp <Ibm> 穴形成方法、プリント配線基板および穴形成装置
JP2007044729A (ja) 2005-08-09 2007-02-22 Hitachi Via Mechanics Ltd 平板状ワークの加工方法
JP2008049398A (ja) 2006-07-28 2008-03-06 Hitachi Chem Co Ltd レーザ穴あけ方法
JP2008055438A (ja) 2006-08-29 2008-03-13 Yamazaki Mazak Corp レーザ加工における加工不良防止システム

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5294567A (en) * 1993-01-08 1994-03-15 E. I. Du Pont De Nemours And Company Method for forming via holes in multilayer circuits
JP3353134B2 (ja) * 1998-03-02 2002-12-03 住友重機械工業株式会社 レーザ加工装置
JP2003218539A (ja) * 2002-01-18 2003-07-31 Mitsubishi Gas Chem Co Inc レーザーによる多層両面銅張板ヘの貫通孔形成方法。
JP4559260B2 (ja) * 2005-03-04 2010-10-06 日立ビアメカニクス株式会社 プリント基板の穴明け方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004335655A (ja) 2003-05-06 2004-11-25 Internatl Business Mach Corp <Ibm> 穴形成方法、プリント配線基板および穴形成装置
JP2007044729A (ja) 2005-08-09 2007-02-22 Hitachi Via Mechanics Ltd 平板状ワークの加工方法
JP2008049398A (ja) 2006-07-28 2008-03-06 Hitachi Chem Co Ltd レーザ穴あけ方法
JP2008055438A (ja) 2006-08-29 2008-03-13 Yamazaki Mazak Corp レーザ加工における加工不良防止システム

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120130017A (ko) 2012-11-28
TW201134597A (en) 2011-10-16
CN102844142A (zh) 2012-12-26
JP5279949B2 (ja) 2013-09-04
JPWO2011128966A1 (ja) 2013-07-11
CN102844142B (zh) 2015-03-04
WO2011128966A1 (ja) 2011-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101352731B1 (ko) 레이저 가공기, 레이저 가공방법 및 레이저 가공 제어장치
JP3479878B2 (ja) レーザ加工方法及び加工装置
JP5133033B2 (ja) レーザ加工装置
EP2011599B1 (en) Laser processing method and laser processing apparatus
JP5808267B2 (ja) レーザ加工装置及びレーザ加工方法
JP2007237242A (ja) レーザ加工装置
JP5511644B2 (ja) レーザ加工装置及びレーザ加工方法
KR101412850B1 (ko) 레이저 가공방법 및 레이저 가공기
JP2006289415A (ja) レーザ加工装置
JP2005177788A (ja) レーザ加工装置
KR102334582B1 (ko) 레이저 가공장치 및 레이저 가공방법
JP2020062658A (ja) レーザ加工装置およびレーザ加工方法
JP2018202420A (ja) レーザー加工方法及びレーザー加工装置並びに電子機器の製造方法
JP4614844B2 (ja) レーザ加工方法及びレーザ加工装置
JP2004358507A (ja) レーザ加工装置とレーザ加工方法
JP3378242B1 (ja) レーザ加工方法及び加工装置
JP2002346775A (ja) レーザ加工装置及び方法
JP3237832B2 (ja) レーザ加工装置及びレーザ穴あけ加工方法
JP2004230466A (ja) レーザ加工装置
JP2017042808A (ja) レーザ加工装置
JP2014183152A (ja) ビアホール形成方法及びデスミア装置
JP4039306B2 (ja) 立体回路パターンの形成方法、装置、及びこれらを用いて製造される立体回路板
KR20080084573A (ko) 프린트 기판 가공기
JP2007029989A (ja) レーザ加工装置及びレーザ加工方法
KR20190110807A (ko) 동적 포커스모듈을 이용한 스캐너 유닛 및 이를 포함한 레이저 가공 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161219

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171219

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181219

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191219

Year of fee payment: 7