KR102353912B1 - Laser processing method - Google Patents

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Abstract

[과제] 레이저 가공 장치에 있어서 복층 수지 기판을 하프 커팅 가공할 때에, 아래쪽의 수지층을 가공해 버리는 불량을 감소시킨다.
[해결 수단] 레이저 가공 장치(1)는, 표면 측에서부터 제1 수지층(L1)과 제1접착층(A1)과 제2 수지층(L2)을 가진 복층 수지 기판(P)을 하프 커팅하는 장치로서, 레이저 장치(3)를 구비하고 있다. 레이저광(R)은, 제1 수지층(L1)에 대해서 흡수율이 높고, 그리고, 제2 수지층(L2)에 대해서 흡수율이 낮다.[Problem] When half-cutting a multilayer resin substrate in a laser processing apparatus, a defect in processing the lower resin layer is reduced.
[Solution means] Laser processing apparatus 1 is an apparatus for half-cutting a multilayer resin substrate P having a first resin layer (L1), a first adhesive layer (A1), and a second resin layer (L2) from the surface side As such, a laser device 3 is provided. The laser beam R has a high absorption factor with respect to the 1st resin layer L1, and has a low absorption factor with respect to the 2nd resin layer L2.

Description

레이저 가공 방법{LASER PROCESSING METHOD}Laser processing method {LASER PROCESSING METHOD}

본 발명은, 레이저 가공 장치, 특히, 레이저광을 조사함으로써 수지 기판을 절단하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a laser processing apparatus, particularly, to an apparatus for cutting a resin substrate by irradiating a laser beam.

수지 기판의 종류는, 단층 수지 기판과, 복층 수지 기판으로 나뉜다. 복층 수지 기판은, 예를 들면, 다른 재료의 복수의 수지층을 포함한다.The resin substrate is classified into a single-layer resin substrate and a multi-layer resin substrate. The multilayer resin substrate includes, for example, a plurality of resin layers of different materials.

복층 수지 기판을 절단하는 장치로서, 레이저 가공 장치가 이용된다(예를 들면, 특허문헌 1을 참조). 복층 수지 기판은, 레이저 가공 장치에 의해서, 위쪽의 층만 절단되거나(하프(half) 커팅 가공), 모든 층이 절단되거나 한다(풀(full) 커팅 가공).As an apparatus which cut|disconnects a multilayer resin substrate, a laser processing apparatus is used (for example, refer patent document 1). As for the multilayer resin substrate, only the upper layer is cut|disconnected (half cutting process), or all the layers are cut|disconnected with a laser processing apparatus (full cutting process).

JPJP 2014-85112014-8511 AA

복층 수지 기판을 하프 커팅 가공할 때에, 표면의 수지층만을 절단한다. 보다 상세하게는, 표면의 수지층 및 접착층이 레이저 가공된다.When carrying out a half-cut process of a multilayer resin board|substrate, only the resin layer of the surface is cut|disconnected. More specifically, the resin layer and the adhesive layer on the surface are laser processed.

그러나, 사용하는 레이저의 광학특성에 따라서는, 표면의 수지층 및 접착층을 가공할 때에, 아래쪽의 중간수지층까지 가공해버리는 일이 있다.However, depending on the optical characteristics of the laser to be used, when processing the resin layer and the adhesive layer on the surface, even the intermediate resin layer below may be processed.

본 발명의 목적은, 레이저 가공 장치에 있어서 복층 수지 기판을 하프 커팅 가공할 때에, 아래쪽의 수지층을 가공하지 않도록 한다.An object of the present invention is not to process the lower resin layer when half-cutting a multilayer resin substrate in a laser processing apparatus.

이하에, 과제를 해결하기 위한 수단으로서 복수의 양상을 설명한다. 이들 양상은, 필요에 따라서 임의로 조합시킬 수 있다.Hereinafter, a plurality of aspects will be described as means for solving the subject. These aspects can be arbitrarily combined as needed.

본 발명의 일 견지에 따른 레이저 가공 방법은, 표면 측에서부터 제1 수지층과 접착층과 제2 수지층을 가진 복층 수지 기판을 절단하는 방법으로서, 레이저 장치를 구비하는 레이저 가공 장치를 사용한다.A laser processing method according to an aspect of the present invention is a method of cutting a multilayer resin substrate having a first resin layer, an adhesive layer, and a second resin layer from the surface side, and uses a laser processing apparatus including a laser apparatus.

레이저광은, 제1 수지층에 대해서 흡수율이 높고, 그리고, 제2 수지층에 대해서 흡수율이 낮다.A laser beam has a high absorption factor with respect to a 1st resin layer, and a low absorption factor with respect to a 2nd resin layer.

이 장치에서는, 레이저광에 의해서 제1 수지층이 절단될 때에, 제1 수지층만이 가공되고, 제2 수지층에는 손상이 생기지 않는다. 왜냐하면, 레이저광은, 제1 수지층에 대해서 흡수율이 높지만, 제2 수지층에 대해서는 흡수율이 낮기 때문이다.In this apparatus, when a 1st resin layer is cut|disconnected by a laser beam, only a 1st resin layer is processed, and a damage does not arise in a 2nd resin layer. This is because the laser beam has a high absorption rate with respect to the first resin layer, but has a low absorption rate with respect to the second resin layer.

레이저광의 제1 수지층에 대한 흡수율은 80% 이상(바람직하게는 90% 이상)이고, 레이저광의 제2 수지층에 대한 흡수율은 40% 이하(바람직하게는 30% 이하)이여도 된다.The absorption factor of the laser beam to the first resin layer may be 80% or more (preferably 90% or more), and the absorption factor of the laser beam to the second resin layer may be 40% or less (preferably 30% or less).

제1 수지층은 PET를 포함하고, 제2 수지층은 PI(폴리이미드 수지)를 포함하며, 레이저 장치는 CO2 레이저이어도 된다.The first resin layer contains PET, the second resin layer contains PI (polyimide resin), and the laser device may be a CO 2 laser.

본 발명에 따른 레이저 가공 장치에서는, 복층 수지 기판을 하프 커팅 가공할 때에, 아래쪽의 수지층을 가공하지 않도록 할 수 있다.In the laser processing apparatus which concerns on this invention, when carrying out the half-cutting process of a multilayer resin board|substrate, it can be made not to process the lower resin layer.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태의 레이저 가공 장치의 모식도;
도 2는 수지 기판의 구조를 나타낸 모식적 단면도;
도 3은 수지 기판의 가공 상태를 나타낸 모식적 단면도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic diagram of the laser processing apparatus of 1st Embodiment of this invention;
Fig. 2 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a resin substrate;
Fig. 3 is a schematic cross-sectional view showing a processing state of a resin substrate;

1. 제1 실시형태1. First embodiment

(1) 전체 구성(1) Overall configuration

도 1에, 본 발명의 일 실시형태에 의한 수지 기판절단용의 레이저 가공 장치(1)의 전체 구성을 나타낸다. 도 1은 본 발명의 제1 실시형태의 레이저 가공 장치의 모식도이다.1, the whole structure of the laser processing apparatus 1 for resin substrate cutting by one Embodiment of this invention is shown. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic diagram of the laser processing apparatus of 1st Embodiment of this invention.

레이저 가공 장치(1)는 수지 기판(P)을 하프 커팅 가공하기 위한 장치이다. 수지 기판이란, 수지 시트, 수지 필름이라고도 지칭되는 것이다.The laser processing apparatus 1 is an apparatus for half-cutting the resin substrate P. The resin substrate is also referred to as a resin sheet or a resin film.

레이저 가공 장치(1)는 레이저 장치(3)를 구비하고 있다.The laser processing apparatus 1 is provided with the laser apparatus 3 .

레이저 장치(3)는 수지 기판(P)에 레이저광을 조사하기 위한 레이저 발진기(9)를 가지고 있다. 레이저 발진기(9)는, 예를 들면, CO2 레이저이다.The laser device 3 has a laser oscillator 9 for irradiating the resin substrate P with a laser beam. The laser oscillator 9 is, for example, a CO 2 laser.

레이저 장치(3)는, 레이저광을 후술하는 기계구동계에 전송하는 전송 광학계(11)를 가지고 있다. 전송 광학계(11)는, 예를 들면, 도시하고 있지 않지만, 집광 렌즈, 복수의 미러, 프리즘(prism), 빔 익스팬더(beam expander) 등을 구비한다. 또한, 전송 광학계(11)는, 예를 들면, 레이저 발진기(9) 및 다른 광학계가 갖추어진 레이저 조사 헤드(도시 생략)를 X축방향으로 이동시키기 위한 X축방향 이동 기구(도시 생략)를 가지고 있다.The laser device 3 has a transmission optical system 11 that transmits a laser beam to a mechanical drive system to be described later. The transmission optical system 11 includes, for example, although not illustrated, a condensing lens, a plurality of mirrors, a prism, a beam expander, and the like. Further, the transmission optical system 11 has, for example, an X-axis direction movement mechanism (not shown) for moving a laser irradiation head (not shown) equipped with the laser oscillator 9 and other optical systems in the X-axis direction. have.

레이저 가공 장치(1)는 기계구동계(5)를 구비하고 있다. 기계구동계(5)는, 베드(13)와, 수지 기판(P)이 놓이는 가공 테이블(15)과, 가공 테이블(15)을 베드(13)에 대해서 수평방향으로 이동시키는 이동 장치(17)를 가지고 있다. 이동 장치(17)는 가이드 레일, 이동 테이블, 모터 등을 가진 공지의 기구이다.The laser processing apparatus 1 is provided with the machine drive system 5 . The mechanical drive system 5 includes a bed 13 , a processing table 15 on which the resin substrate P is placed, and a moving device 17 for horizontally moving the processing table 15 with respect to the bed 13 . Have. The moving device 17 is a known mechanism having a guide rail, a moving table, a motor, and the like.

레이저 가공 장치(1)는 제어부(7)를 구비하고 있다. 제어부(7)는, 프로세서(예를 들면, CPU)와, 기억장치(예를 들면, ROM, RAM, HDD, SSD 등)와, 각종 인터페이스(예를 들면, A/D 컨버터, D/A 컨버터, 통신 인터페이스 등)를 구비하는 컴퓨터 시스템이다. 제어부(7)는, 기억부(기억장치의 기억 영역의 일부 또는 전부에 대응)에 보존된 프로그램을 실행함으로써, 각종 제어 동작을 행한다.The laser processing apparatus 1 is provided with the control part 7 . The control unit 7 includes a processor (eg, CPU), a storage device (eg, ROM, RAM, HDD, SSD, etc.), and various interfaces (eg, A/D converter, D/A converter, etc.) , a communication interface, etc.). The control unit 7 performs various control operations by executing a program stored in the storage unit (corresponding to part or all of the storage area of the storage device).

제어부(7)는, 단일의 프로세서로 구성되어 있어도 되지만, 각각의 제어를 위하여 독립적인 복수의 프로세서로 구성되어 있어도 된다.The control unit 7 may be constituted by a single processor, or may be constituted by a plurality of independent processors for each control.

제어부(7)에는, 도시하고 있지 않지만, 수지 기판(P)의 크기, 형상 및 위치를 검출하는 센서, 각 장치의 상태를 검출하기 위한 센서 및 스위치, 및 정보입력장치가 접속되어 있다.Although not shown, the control unit 7 is connected to a sensor for detecting the size, shape and position of the resin substrate P, a sensor and a switch for detecting the state of each device, and an information input device.

이 실시형태에서는, 제어부(7)는 레이저 발진기(9)를 제어할 수 있다. 또, 제어부(7)는 이동 장치(17)를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(7)는 전송 광학계(11)를 제어할 수 있다.In this embodiment, the control unit 7 can control the laser oscillator 9 . In addition, the control unit 7 can control the moving device 17 . Also, the control unit 7 may control the transmission optical system 11 .

도 2를 이용해서, 수지 기판(P)의 구조를 설명한다. 도 2는 수지 기판의 구조를 나타낸 모식적 단면도이다.The structure of the resin substrate P is demonstrated using FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a resin substrate.

수지 기판(P)은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 복층의 수지로 이루어진 복층 수지 기판이다. 구체적으로는, 수지 기판(P)은, 3층 구조이며, 표면 측에서부터, 제1 수지층(L1)과, 제2 수지층(L2)과, 제3 수지층(L3)을 가지고 있다.The resin substrate P is a multilayer resin substrate which consists of multiple layers of resin, as shown in FIG. Specifically, the resin substrate P has a three-layer structure, and has a first resin layer L1, a second resin layer L2, and a third resin layer L3 from the surface side.

일례로서, 제1 수지층(L1)은 PET를 포함한다. 제2 수지층(L2)은 PI를 포함한다. 제3 수지층(L3)은 PET를 포함한다.As an example, the first resin layer L1 includes PET. The second resin layer L2 includes PI. The third resin layer L3 includes PET.

일례로서, 각 수지층은 제1접착층(A1), 제2접착층(A2)에 의해 서로 접착되어 있다. 제1접착층(A1)은 제1 수지층(L1)과 제2 수지층(L2) 사이에 배치되어 있다. 제2접착층(A2)은 제2 수지층(L2)과 제3 수지층(L3) 사이에 배치되어 있다.As an example, each resin layer is adhered to each other by a first adhesive layer (A1) and a second adhesive layer (A2). The first adhesive layer A1 is disposed between the first resin layer L1 and the second resin layer L2. The 2nd adhesive layer A2 is arrange|positioned between the 2nd resin layer L2 and the 3rd resin layer L3.

일례로서, 제2 수지층(L2)의 상부면에는, 회로(도시 생략)가 형성되어 있다.As an example, a circuit (not shown) is formed on the upper surface of the second resin layer L2.

(2) 동작(2) action

도 2 및 도 3을 이용해서, 레이저광에 의한 수지 기판(P)의 가공 동작을 설명한다. 도 3은 수지 기판의 가공 상태를 나타낸 모식적 단면도이다.The processing operation|movement of the resin substrate P by a laser beam is demonstrated using FIG.2 and FIG.3. 3 is a schematic cross-sectional view showing a processing state of a resin substrate.

제어부(7)가, 레이저 발진기(9)를 구동해서, 수지 기판(P)의 절단을 실행한다. 레이저 발진기(9)는, 레이저광을 절단 라인(C)을 따라서 이동시킴으로써, 수지 기판(P)을 하프 커팅한다. 레이저광의 주사 횟수는 1회여도 되고, 복수회여도 된다.The control unit 7 drives the laser oscillator 9 to cut the resin substrate P. The laser oscillator 9 cuts the resin substrate P in half by moving the laser beam along the cutting line C. The number of times of scanning of a laser beam may be one, or multiple times may be sufficient as it.

구체적으로는, 절단 대상은 제1 수지층(L1) 및 제1접착층(A1)이다. 절단에는, 레이저 발진기(9), 즉, CO2 레이저가 이용된다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 레이저광(R)에 의해, 제1 수지층(L1) 및 제1접착층(A1)이 절단된다. 이것에 의해, 절단부(19)가 형성된다. 또, 레이저광(R)의 초점위치는, 제1 수지층(L1) 또는 제1접착층(A1) 내에 제한되어 있는 것이 바람직하다.Specifically, the cutting target is the first resin layer (L1) and the first adhesive layer (A1). For cutting, a laser oscillator 9, ie, a CO 2 laser, is used. As shown in FIG. 4, the 1st resin layer L1 and the 1st adhesive layer A1 are cut|disconnected by the laser beam R. Thereby, the cut part 19 is formed. Moreover, it is preferable that the focus position of the laser beam R is restrict|limited in the 1st resin layer L1 or 1st adhesive layer A1.

이 장치에서는, 레이저광(R)에 의해서 제1 수지층(L1)이 절단될 때에, 제1 수지층(L1)만이 가공되고, 제2 수지층(L2)에는 손상이 생기지 않는다. 왜냐하면, 레이저광(R)는 제1 수지층(L1)에 대해서 흡수율이 높지만, 제2 수지층(L2)에 대해서는 흡수율이 낮기 때문이다.In this apparatus, when the 1st resin layer L1 is cut|disconnected by the laser beam R, only the 1st resin layer L1 is processed, and damage does not arise in the 2nd resin layer L2. This is because the laser beam R has a high absorption rate with respect to the first resin layer L1, but has a low absorption rate with respect to the second resin layer L2.

구체예로서, CO2 레이저의 PET에 대한 흡수율은, 9.4㎛ 파장대의 경우에는 90% 정도이며, 10.6㎛ 파장대의 경우에는 80%이다. 또한, CO2 레이저의 PI에 대한 흡수율은 9.4㎛ 파장대의 경우에는 25% 정도이다.As a specific example , the absorption rate of the CO 2 laser with respect to PET is about 90% in the case of a 9.4 μm wavelength band, and 80% in the case of a 10.6 μm wavelength band. In addition, the absorption rate for PI of the CO 2 laser is about 25% in the case of the 9.4 μm wavelength band.

2. 기타의 실시형태2. Other embodiments

이상, 본 발명의 일 실시형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태로 한정되는 것은 아니고, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 각종 변경이 가능하다.As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, Various changes are possible in the range which does not deviate from the summary of invention.

상기 수지 기판은 수지층이 3층이었지만, 수지층은 2층이어도 되고, 4층 이상이어도 된다.Although the said resin substrate had three resin layers, two resin layers may be sufficient as it, and four or more layers may be sufficient as it.

상기 기판은 모두 수지층으로 구성되어 있었지만, 2층의 수지층 밑에 다른 층(예를 들면, 금속층)이 형성되어 있어도 된다.Although all of the said board|substrates were comprised by the resin layer, the other layer (for example, a metal layer) may be formed under the resin layer of two layers.

레이저 장치, 기계구동계의 구체적인 구성은, 상기 실시형태로 한정되지 않는다.The specific configuration of the laser device and the mechanical drive system is not limited to the above embodiment.

수지 기판의 형상, 절단 라인의 형상은 특별히 한정되지 않는다.The shape of the resin substrate and the shape of the cutting line are not particularly limited.

본 발명은, 레이저광을 조사함으로써 수지 기판을 절단하는 레이저 가공 장치에 널리 적용할 수 있다.INDUSTRIAL APPLICATION This invention can be widely applied to the laser processing apparatus which cut|disconnects a resin substrate by irradiating a laser beam.

1: 레이저 가공 장치 3: 레이저 장치
5: 기계구동계 7: 제어부
9: 레이저 발진기 11: 전송 광학계
13: 베드 15: 가공 테이블
17: 이동 장치 A1: 제1접착층
A2: 제2접착층 C: 절단 라인
L1: 제1 수지층 L2: 제2 수지층
L3: 제3수지층 P: 수지 기판1: Laser processing device 3: Laser device
5: Mechanical drivetrain 7: Control unit
9: Laser oscillator 11: Transmission optics
13: bed 15: machining table
17: moving device A1: first adhesive layer
A2: second adhesive layer C: cutting line
L1: 1st resin layer L2: 2nd resin layer
L3: third resin layer P: resin substrate

Claims (3)

표면 측에서부터 제1 수지층과 접착층과 제2 수지층을 가진 복층 수지 기판을 절단하는 레이저 가공 방법으로서,
상기 제1 수지층은 PET를 포함하고,
상기 제2 수지층은 PI를 포함하며,
상기 제1 수지층 및 전기 접착층을 절단하기 위한 레이저광을 발생하는 레이저 장치는 CO2 레이저이고,
상기 레이저광은, 상기 제1 수지층에 대해서 흡수율이 80% 이상이며, 그리고 상기 제2 수지층에 대해서 흡수율이 40% 이하이고,
상기 복층 수지 기판의 표면 측에서 레이저 광을 조사하여, 제2 수지층에는 손상이 생기지 않고, 제1 수지층 및 접착층을 절단하는, 레이저 가공 방법.A laser processing method for cutting a multilayer resin substrate having a first resin layer, an adhesive layer, and a second resin layer from the surface side, comprising:
The first resin layer comprises PET,
The second resin layer includes PI,
The laser device for generating laser light for cutting the first resin layer and the electrical adhesive layer is a CO 2 laser,
The laser beam has an absorption rate of 80% or more with respect to the first resin layer, and an absorption rate of 40% or less with respect to the second resin layer,
By irradiating laser light from the surface side of the multilayer resin substrate, the second resin layer is not damaged, and the first resin layer and the adhesive layer are cut. 삭제delete 삭제delete
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