KR102496546B1 - Laser machining apparatus, laser machining method, and computer-readable recording medium storing laser machining program - Google Patents
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Abstract
[과제]
본 발명은 레이저 조사위치를 바꾸기 위한 광스캐너에 의한 위치결정동작의 완료에 동기하여 레이저 발진기에 레이저 펄스를 발진시키도록 한 레이저가공에서, 레이저 발진기로부터의 레이저 펄스가 광스캐너에 입사되는 경로에서의 광학소자에서의 열 렌즈 작용의 변동에 의한 악영향을 억제하는 것을 목적으로 한다.
[해결수단]
광스캐너에서의 위치결정동작이 완료하는 시점을 예측하고, 당해 위치결정동작완료 예측시점까지의 시간 T가 n×T0 > T > (n-1)×T0 (T0는 소정의 시간이고, n은 2 이상의 정수임)의 경우에, 가공용 레이저 펄스와 같은 펄스 폭의 제1 레이저 펄스를 n-1회, 이어서 가공용 레이저 펄스보다 짧은 펄스 폭의 제2 레이저 펄스를 1회, 상기 발진시점으로부터 상기 위치결정동작완료 예측시점까지의 시간에서 상기 소정 시간(T0)이 경과할 때마다 각각 더미 펄스로서 발진시킨다.[assignment]
In the laser processing in which a laser pulse is oscillated to a laser oscillator in synchronization with the completion of a positioning operation by an optical scanner for changing a laser irradiation position, the laser pulse from the laser oscillator is incident on the optical scanner. The object is to suppress adverse effects due to fluctuations in thermal lens action in optical elements.
[Solution]
The time point at which the positioning operation in the optical scanner is completed is predicted, and the time T until the positioning operation completion prediction point is n×T0 > T > (n-1)×T0 (T0 is a predetermined time, n is In the case of an integer greater than or equal to 2), the first laser pulse having the same pulse width as the processing laser pulse is used n-1 times, followed by the second laser pulse having a shorter pulse width than the processing laser pulse once, and the positioning from the oscillation time Each time the predetermined time T0 elapses from the time until the operation completion prediction time, dummy pulses are oscillated.
Description
본 발명은 예를 들어 프린트 기판에 레이저를 사용하여 드릴링 하기 위한 레이저 장치, 레이저 가공방법 및 이를 위한 프로그램을 기록한 기록매체에 관한 것이다.The present invention relates to, for example, a laser device for drilling a printed circuit board using a laser, a laser processing method, and a recording medium recording a program therefor.
종래, 예를 들어 탄산가스 레이저 발진기와 같은 레이저 발진기를 이용한 레이저 가공장치에 있어서, 레이저 조사위치를 바꾸기 위한 갈바노스캐너에 의한 위치결정동작의 완료에 동기(同期)하여 레이저 발진기에 레이저 펄스를 발진시키고, 초음파에 의한 회절격자를 발생시키는 게르마늄 등의 결정체를 이용한 음향-광학 소자 (Acousto-Optic Modulator; 이하 "AOM"이라 약칭함)를 이용한 레이저 편향부에 의해, 레이저 발진기로부터 출력된 레이저 펄스를 비가공방향(非加工方向)으로부터 가공방향으로 편향하도록 한 것이 알려져 있다.Conventionally, in a laser processing device using a laser oscillator such as a carbon dioxide laser oscillator, laser pulses are oscillated by the laser oscillator in synchronization with the completion of a positioning operation by a galvano scanner for changing the laser irradiation position. and a laser deflection unit using an Acousto-Optic Modulator (hereinafter abbreviated as "AOM") using a crystal such as germanium to generate a diffraction grating by ultrasonic waves, the laser pulse output from the laser oscillator It is known to deflect from the non-processing direction to the processing direction.
상기 AOM의 결정체로서 게르마늄을 이용한 경우, 레이저 펄스가 결정 내부를 통과할 때에 광흡수에 의한 발열이 발생하고, 레이저 펄스에 대하여 렌즈로서의 작용 (열 렌즈 작용)을 일으킨다. 이러한 열 렌즈 작용의 변동은 가공 품질을 나쁘게 하는 원인이 된다.When germanium is used as the crystal of the AOM, when a laser pulse passes through the crystal, heat is generated due to light absorption, and it acts as a lens to the laser pulse (thermal lens action). Variations in the thermal lens action cause deterioration in processing quality.
특허문헌 1에는 갈바노스캐너의 위치결정동작의 완료시기에 맞춰서 레이저 발진기의 레이저 출력이 포화하여 피크 값이 되도록 제어하는 레이저가공에 있어서, 레이저 발진기에서 발진하는 레이저 펄스의 펄스 폭을 제어하거나 또는 더미 펄스의 수를 제어함으로써, AOM이 받는 에너지를 대략 일정하게 하여, AOM의 열 렌즈 작용에 의한 악영향을 억제하는 기술이 개시되어 있다.In
그러나 특허문헌 1에서는, 레이저 펄스의 펄스 폭과 더미 펄스의 수를 어떻게 결정할 것인지가 개시되어 있지 않고, 실현하기 위한 구체적인 수단이 불분명하다. 따라서 현실적으로는 AOM의 열 렌즈 작용의 변동에 의한 악영향을 억제할 수 없다.However,
한편, 특허문헌 2에는, 특허문헌 1과 마찬가지로 레이저 발진기에서 발진하는 레이저 펄스의 펄스 폭과 펄스 수를 제어하는 기술로서, 갈바노스캐너의 구동기간 중에 구동 시간의 길이에 따라서 펄스 폭과 반복 주파수로 더미 펄스를 레이저 발진기에 발진시키는 것이 개시되어 있다.On the other hand, in
그러나 이러한 특허문헌 2의 기술은 레이저 발진기의 출력 에너지를 안정화시키기 위한 것으로, AOM의 열 렌즈 작용에 대해서는 고려되어 있지 않다. 이 특허문헌 2의 단락 0046에 의하면, 갈바노스캐너의 구동 시마다 더미 펄스의 펄스 폭과 반복 주파수가 변화하기 때문에, AOM이 받는 에너지가 끊임없이 변동하여, 열 렌즈의 작용의 변동에 의해 가공 품질을 떨어뜨리는 결점이 있다.However, the technology of Patent Literature 2 is for stabilizing the output energy of the laser oscillator, and the thermal lens action of the AOM is not considered. According to Paragraph 0046 of
따라서 본 발명은 레이저 조사위치를 바꾸기 위한 광스캐너에 의한 위치결정동작의 완료에 동기하여 레이저 발진기에 레이저 펄스를 발진시키도록 한 레이저가공에서, 레이저 발진기로부터의 레이저 펄스가 광스캐너에 입사되는 경로에서의 광학소자에서의 열 렌즈 작용의 변동에 의한 악영향을 억제하는 것을 목적으로 한다.Therefore, in the present invention, in laser processing in which a laser pulse is oscillated to a laser oscillator in synchronization with the completion of a positioning operation by an optical scanner for changing a laser irradiation position, the laser pulse from the laser oscillator is incident on the optical scanner. It is aimed at suppressing adverse effects due to fluctuations in thermal lens action in the optical element of .
상기 과제를 해결하기 위해, 본원에서 개시되는 대표적인 레이저 가공장치는, 레이저 펄스를 발진시키는 레이저 발진기와, 광학소자를 통해서 상기 레이저 펄스가 입사되는 광스캐너로서 가공 데이터에 따라서 피가공물상의 가공위치에 조사하도록 구동시키는 것과, 상기 레이저 발진기에 의한 상기 레이저 펄스의 발진을 제어하는 레이저발진 제어부로서 상기 광스캐너의 위치결정동작의 완료에 동기하여 가공용 레이저 펄스를 발진시키도록 하는 것을 구비하는 레이저 가공장치에 있어서, 상기 광스캐너가 새로이 구동될 때마다 상기 가공용 레이저 펄스의 발진시점을 기준으로 하여 상기 광스캐너에서의 위치결정동작이 완료하는 시점을 예측하는 위치결정완료예측부를 갖고, 상기 레이저발진 제어부는, 상기 발진시점으로부터 상기 위치결정동작완료 예측시점까지의 시간 T가 n×T0 > T > (n-1)×T0 (T0는 소정의 시간이고, n은 2 이상의 정수임)의 경우에, 상기 가공용 레이저 펄스와 같은 펄스 폭의 제1 레이저 펄스를 n-2회, 이어서 상기 가공용 레이저 펄스보다 짧은 펄스 폭의 제2 레이저 펄스를 1회, 상기 발진시점으로부터 상기 위치결정동작완료 예측시점까지의 시간에서, 상기 소정 시간(T0)이 경과할 때마다 각각 더미 펄스로서 상기 레이저 발진기에 발진시키고, 상기 제2 레이저 펄스는 후속하는 상기 가공용 레이저 펄스가 발진 되기까지의 듀티(duty)를 조정하기 위한 펄스 폭을 갖는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above problems, a representative laser processing apparatus disclosed herein is a laser oscillator for oscillating laser pulses, and an optical scanner in which the laser pulses are incident through an optical element, and irradiates the processing position on the workpiece according to processing data. In a laser processing apparatus having a laser oscillation controller for controlling oscillation of the laser pulse by the laser oscillator to oscillate a laser pulse for processing in synchronization with the completion of the positioning operation of the optical scanner. , A positioning completion prediction unit for predicting a point in time at which the positioning operation in the optical scanner is completed based on an oscillation time point of the laser pulse for processing whenever the optical scanner is newly driven, and the laser oscillation control unit, When the time T from the time of oscillation to the predicted completion of the positioning operation is n×T0 > T > (n-1)×T0 (T0 is a predetermined time and n is an integer greater than or equal to 2), the processing laser pulse The first laser pulse having the same pulse width as n-2 times , and then the second laser pulse having a shorter pulse width than the processing laser pulse once, in the time from the oscillation time to the predicted positioning operation completion time, the Each time a predetermined time T0 elapses, each dummy pulse is oscillated by the laser oscillator, and the second laser pulse has a pulse width for adjusting the duty until the subsequent processing laser pulse is oscillated. characterized by
또한, 본원에서 개시되는 대표적인 레이저 가공방법은, 레이저 발진기에서 발진시킨 레이저 펄스를 광학소자를 통해서 가공 데이터에 따라서 피가공물상의 가공위치에 조사하도록 구동하는 광스캐너에 입사시켜, 당해 광스캐너의 위치결정동작의 완료에 동기하여 상기 레이저 발진기에 가공용 레이저 펄스를 발진시키도록 한 레이저 가공방법에 있어서, 상기 광스캐너가 새로이 구동될 때마다 상기 가공용 레이저 펄스의 발진시점을 기준으로 하여 상기 광스캐너의 위치결정동작이 완료하는 시점을 예측하고, 상기 발진시점으로부터 상기 위치결정동작완료 예측시점까지의 시간 T가 n×T0 > T > (n-1)×T0 (T0는 소정의 시간이고, n은 2 이상의 정수임)의 경우에, 상기 가공용 레이저 펄스와 같은 펄스 폭의 제1 레이저 펄스를 n-2회, 이어서 상기 가공용 레이저 펄스보다 짧은 펄스 폭의 제2 레이저 펄스를 1회, 상기 발진시점으로부터 상기 위치결정동작완료 예측시점까지의 시간에 상기 소정 시간(T0)이 경과할 때마다 각각 더미 펄스로서 상기 레이저 발진기에 발진시키고, 상기 제2 레이저 펄스는 후속하는 상기 가공용 레이저 펄스가 발진 되기까지의 듀티를 조정하기 위한 펄스 폭을 갖는 것을 특징으로 한다.In addition, in the representative laser processing method disclosed herein, a laser pulse oscillated by a laser oscillator is incident on an optical scanner that drives a laser pulse to be irradiated to a processing position on a workpiece according to processing data through an optical element, thereby determining the position of the optical scanner. In the laser processing method in which the laser oscillator oscillates the laser pulse for processing in synchronization with the completion of the operation, the positioning of the optical scanner is determined based on the oscillation time of the laser pulse for processing whenever the optical scanner is newly driven The time point at which the operation is completed is predicted, and the time T from the time point of the oscillation to the time point at which the positioning operation is predicted is n × T0 > T > (n-1) × T0 (T0 is a predetermined time, and n is 2 or more integer), the first laser pulse having the same pulse width as the processing laser pulse is used n-2 times , and then the second laser pulse having a shorter pulse width than the processing laser pulse is used once, and the positioning is determined from the oscillation point. The laser oscillator oscillates as a dummy pulse each time the predetermined time T0 elapses from the time until the operation completion prediction time, and the second laser pulse adjusts the duty until the subsequent processing laser pulse is oscillated. It is characterized in that it has a pulse width for
또한, 본원에서 개시되는 발명의 대표적인 특징은 이상과 같지만, 여기에서 설명하지 않은 특징에 대해서는, 이하에서 설명하는 실시예에 적용되거나, 또는 특허청구범위에 나타낸 바와 같다.In addition, although typical features of the invention disclosed herein are as described above, for features not described here, they are applied to the examples described below, or as shown in the claims.
본 발명에 의하면, 레이저 조사위치를 바꾸기 위한 광스캐너에 의한 위치결정동작의 완료에 동기하여 레이저 발진기에 레이저 펄스를 발진시키도록 한 레이저가공에서, 레이저 발진기로부터의 레이저 펄스가 광스캐너에 입사되는 경로에서의 광학소자의 열 렌즈 작용에 의한 악영향을 억제할 수 있다.According to the present invention, in laser processing in which a laser pulse is oscillated to the laser oscillator in synchronization with the completion of a positioning operation by the optical scanner for changing the laser irradiation position, the path through which the laser pulse from the laser oscillator is incident on the optical scanner It is possible to suppress adverse effects caused by thermal lens action of the optical element in .
도 1은 본 발명의 실시예 1의 레이저 드릴링 장치에서의 레이저 펄스의 발진의 양상을 설명하기 위한 타이밍 차트이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1의 레이저 드릴링 장치의 레이저발진 제어부의 제어흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1의 레이저 드릴링 장치에서의 레이저발진제어부의 제어흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1의 레이저 드릴링 장치에서의 레이저발진 제어부의 제어흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1의 레이저 드릴링 장치의 블록도이다.
도 6은 본 발명의 실시예 1의 레이저 드릴링 장치에 있어서, 레이저 발진기로부터 가공용 레이저 펄스가 발진될 때의 타이밍 차트이다.
도 7은 본 발명의 실시예 2의 레이저 드릴링 장치의 블록도이다.
도 8은 본 발명의 실시예 2의 레이저 드릴링 장치에서의 레이저 펄스 발진의 양상을 설명하기 위한 타이밍 차트이다.
도 9는 본 발명의 실시예 3의 레이저 드릴링 장치의 블록도이다.
도 10은 본 발명의 실시예 3의 레이저 드릴링 장치에서의 레이저 펄스의 발진의 양상을 설명하기 위한 타이밍 차트이다.
도 11은 본 발명의 실시예 3의 레이저 드릴링 장치에서의 레이저 펄스 발진의 양상을 설명하기 위한 타이밍 차트이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예의 레이저 드릴링 장치에 있어서, 레이저 발진기로부터 가공용 레이저 펄스가 발진될 때의 타이밍 차트이다.1 is a timing chart for explaining an aspect of oscillation of a laser pulse in a laser drilling device according to a first embodiment of the present invention.
2 is a control flow chart of the laser oscillation control unit of the laser drilling device according to the first embodiment of the present invention.
3 is a control flow chart of the laser oscillation control unit in the laser drilling device according to the first embodiment of the present invention.
4 is a control flow chart of a laser oscillation control unit in the laser drilling device according to the first embodiment of the present invention.
5 is a block diagram of a laser drilling device according to
6 is a timing chart when laser pulses for processing are oscillated from a laser oscillator in the laser drilling device according to the first embodiment of the present invention.
7 is a block diagram of a laser drilling device according to
8 is a timing chart for explaining aspects of laser pulse oscillation in the laser drilling device according to the second embodiment of the present invention.
9 is a block diagram of a laser drilling device according to
10 is a timing chart for explaining an aspect of oscillation of a laser pulse in the laser drilling device according to the third embodiment of the present invention.
11 is a timing chart for explaining aspects of laser pulse oscillation in the laser drilling device according to the third embodiment of the present invention.
12 is a timing chart when laser pulses for processing are oscillated from a laser oscillator in a laser drilling device according to another embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 이용하여 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described using drawings.
실시예 1Example 1
도 5는 본 발명의 실시예 1의 레이저 드릴링 장치의 블록도이다. 각 구성요소와 연결선은 주로 본 실시예를 설명하기 위해 필요하다고 생각되는 것을 나타내고 있고, 레이저 드릴링 장치로서 필요한 모든 것을 도시한 것은 아니다. 아래에서 설명되는 레이저 드릴링 장치의 블록도에서도 마찬가지이다.5 is a block diagram of a laser drilling device according to
도 5에서, 1은 도시하지 않은 테이블 상에 놓인 가공 대상 프린트 기판이고, 2는 레이저 펄스(L1)를 발진하는 레이저 발진기, 3은 레이저 발진기(2)에서 출력된 레이저 펄스(L1)를 AOM을 이용하여 가공방향으로 편향시키는 레이저 편향부이며, 4는 레이저 편향부(3)에서 가공방향으로 편향된 레이저 펄스(L2)의 레이저 조사위치를 바꾸고, 가공 데이터에 따라서 프린트 기판(1)의 타공 위치에 조사되도록 회전구동되는 광스캐너로서의 갈바노스캐너이다. 5는 레이저 편향부(3)에서 비가공방향으로 출사된 레이저 펄스(L3)를 흡수하는 댐퍼이다.In FIG. 5, 1 is a printed circuit board to be processed placed on a table (not shown), 2 is a laser oscillator that oscillates a laser pulse (L1), and 3 is a laser pulse (L1) output from the laser oscillator (2) to generate AOM. 4 changes the laser irradiation position of the laser pulse L2 deflected in the processing direction in the
6은 장치 전체의 동작을 제어하기 위한 전체제어부이고, 그 내부에는 레이저 발진기(2)에서의 레이저 펄스(L1)의 발진과 감쇠를 지시하기 위한 레이저 발진 지시신호(S)를 출력하는 레이저발진 제어부(7), 레이저 편향부(3)의 동작을 제어하기 위한 AOM 구동신호(D)를 출력하는 AOM 제어부(8), 갈바노스캐너(4)의 구동 동작을 제어하기 위한 갈바노 제어신호(G)를 출력하는 갈바노 제어부(9), 갈바노 동작제어신호(G)가 온으로 되어 구동될 때마다, 갈바노 제어부(9)로부터 주어지는 다음 타공 위치의 정보에 의해서, 다음의 갈바노스캐너(4)의 위치결정동작이 완료될 때까지의 시간을 계산하여 위치결정동작완료 시점을 예측하는 위치결정완료예측부(10)가 설치되어 있다.6 is an overall control unit for controlling the operation of the entire device, and the laser oscillation control unit outputs a laser oscillation instruction signal (S) for instructing the oscillation and attenuation of the laser pulse (L1) in the laser oscillator (2). (7), an
전체제어부(6)는, 프로그램 저장부(11)에 저장된 프로그램을 실행하는 컴퓨터를 중심으로 구성되고, 그 안의 각 구성요소와 접속선은 논리적인 것도 포함한다. 즉, 레이저발진 제어부(7), AOM 제어부(8), 갈바노 제어부(9) 및 위치결정완료예측부(10)는, 프로그램 저장부(11)에 저장된 프로그램을 컴퓨터가 실행함으로써 각각의 기능을 수행하는 논리적 구성요소이다. The
또한, 이러한 구성요소 중 일부는 전체제어부(6)와 별도로 설치되어 있어도 좋고, 하드웨어로 구성되어 있어도 좋다. In addition, some of these components may be provided separately from the
전체제어부(6)는, 본원에서 설명하는 것 이외의 제어 기능을 갖고, 도시되어 있지 않은 블록에도 접속되어 있는 것으로 한다.It is assumed that the
본 발명에 따르면, 레이저 발진기(2)에서 발진되는 레이저 펄스(L1)로서는, 자세한 내용은 후술하지만, 가공에 이용하기 위해 발진시키는 가공용과 열 렌즈 작용의 변동에 의한 악영향을 억제하기 위해 발진시키는 더미용의 2 종류가 있다.According to the present invention, as the laser pulse L1 oscillated by the
AOM 제어부(8)는, 더미용 레이저 펄스가 발진되는 기간에는, AOM 구동신호(D)를 오프시키도록 동작하도록 되어 있어 더미용 레이저 펄스는 레이저 편향부(3)에서 비가공방향으로 출사되어 댐퍼(5)에 흡수된다.The
도 6은 도 5의 레이저 드릴링 장치에서, 레이저 발진기(2)로부터 가공용 레이저 펄스가 발진될 때의 타이밍 차트이다.FIG. 6 is a timing chart when laser pulses for processing are oscillated from the
이 레이저 드릴링 장치에서는, 갈바노스캐너(4)에서의 회전의 정지에 동기하여 레이저 발진을 행하여 프린트 기판(1)에 조사하도록 되어있다.In this laser drilling device, laser oscillation is performed in synchronization with the rotation stop of the
도 6에서, 전체제어부(6)의 제어하에서, 갈바노동작제어신호(G)가 온 되어 갈바노스캐너(4)가 회전하고, 갈바노스캐너(4)가 목표 위치까지 회전하여 위치결정동작이 완료되면 갈바노동작제어신호(G)가 오프로 되고, 시간 t10의 후에 레이저발진 제어부(7)로부터 레이저 발진 지시신호(S)가 소정 시간 온으로 되어 가공용 레이저 펄스의 발진이 레이저 발진기(2)에 지시된다.In FIG. 6, under the control of the
그리고 레이저 발진 지시신호(S)가 온으로 되고 나서 시간 t20의 후에, 레이저 발진기(2)로부터 레이저 펄스(L1)가 발진됨과 동시에, 시간 t30의 후에, 소정 시간 만 AOM 구동신호(D)가 온으로 된다. 레이저 편향부(3)로부터는 가공방향으로 편향한 레이저 펄스(L2)가 갈바노스캐너(4)를 경유해서 프린트 기판(1)에 조사된다. 이후 레이저 발진지시신호(S)의 오프로 되고나서 소정의 시간 t40의 후에 갈바노동작제어신호 (G)가 온으로 되고, 다음 타공 위치에의 조사를 위해 갈바노스캐너(4)가 회전하고, 이후 동일한 과정을 반복한다.Then, after time t20 after the laser oscillation instruction signal S is turned on, the laser pulse L1 is oscillated from the
여기에서 시간 t10 ~ t30은 각각 관련 기능 요소의 처리·응답 시간과 기능 요소 사이의 신호 전파 시간이 포함되는 것이다.Here, the times t10 to t30 include the processing/response time of the related functional element and the signal propagation time between the functional elements.
또한, 도 6에서는, 레이저 발진기(2)로부터 더미용 레이저 펄스의 발진될 때의 제어 순서를 나타내지 않았는데 다음과 같이 된다.In Fig. 6, the control procedure at the time of oscillation of the dummy laser pulse from the
즉, 이 경우는, 갈바노동작제어신호(G)는 오프인 채로, 레이저 발진 지시신호(S)가 더미용 레이저 펄스의 펄스 폭에 대응한 시간 만 온으로 되고, 더미용의 레이저 펄스의 발진이 레이저 발진기(2) 지시되고, 레이저 발진 지시신호(S)가 온으로 되고나서 시간 t20에 상당하는 시간의 후에 레이저 발진기(2)로부터 더미용 레이저 펄스가 발진된다. 이때, 전술한 바와 같이, AOM 구동신호(D)는 오프인 채이며, 더미용 레이저 펄스는 레이저 편향부(3)에서 비가공방향으로 출사되어, 댐퍼(5)에 흡수된다.That is, in this case, while the galvano operation control signal G remains off, the laser oscillation instruction signal S is turned on only for the time corresponding to the pulse width of the dummy laser pulse, and the dummy laser pulse oscillates. This
도 1(a) ~ (d)는 도 5의 레이저 드릴링 장치에서의 레이저 펄스(L1)의 발진의 양상을 설명하기 위한 타이밍 차트이고, 이것은 레이저발진 제어부(7)를 도 2-4에 표시한 제어흐름도에 따라서 제어함으로써 실현된다.1(a) to (d) are timing charts for explaining the oscillation aspect of the laser pulse L1 in the laser drilling device of FIG. 5, which shows the
도 1(a) ~ (d)에서는, 설명을 간단하게 하기 위해서 레이저 발진기(2)에서 발진되는 레이저 펄스(L1)의 파형은 구형으로 하고, 갈바노동작제어신호(G)와 레이저 펄스(L1)만을 도시하고, 도 6에서의 t10, t20은 제로로 하고, 또한 갈바노스캐너(4)의 위치결정동작이 실제로 완료하는 시점은, 위치결정완료예측부(10)에서 예측한 시점과 완전히 일치하는 것으로 하고 있다.1(a) to (d), in order to simplify the description, the waveform of the laser pulse L1 oscillated by the
또한, 이하의 동종의 도면의 설명에서도 마찬가지이다. In addition, the same applies to the descriptions of the following drawings of the same type.
도 5에서 위치결정완료예측부(10)는 가공용 레이저 펄스가 레이저 발진기(2)에서 발진될 때마다 이 발진시점을 파악해 두고, 갈바노 동작제어신호(G)가 온으로 되어 구동될 때마다, 갈바노 제어부(9)로부터 주어지는 다음 타공 위치의 정보에 의해서, 그전에 발진된 가공용 레이저 펄스의 발진개시시점으로부터 다음의 갈바노스캐너(4)의 위치결정동작이 완료하는 시점까지의 시간 T를 계산한다 (도 2에서의 루틴 R1). 또한, 이 시간 T는, 갈바노스캐너(4)를 목표 위치에 완전하게 일치시키기 위한 정정(整定) 시간을 포함하는 것으로 한다.In FIG. 5, the positioning
도 1(a)는 갈바노스캐너(4)의 위치결정동작완료 예측시점(A)이 전회(前回)의 가공용 레이저 펄스의 발진개시시점으로부터 T1 이후에, 레이저 발진기(2)가 최단으로 재발진하는 경우에 확보해야 하는 시간을 T0라고 하면, T1/T0(=n) < 1, 즉 T1이 시간 T0보다 t1되는 시간만큼 짧은 경우이다.1(a) shows that the positioning operation completion prediction time point A of the
이 경우에서는 레이저 발진기(2)는 위치결정동작완료 예측시점(A)에서 레이저 펄스를 발진시키지 않고, 전회의 가공용 레이저 펄스로부터의 시간 T0 후, 즉 위치결정동작완료 예측시점(A)으로부터 시간 t1만큼 지연된 위치결정동작완료시점으로부터 통상의 펄스 폭의 레이저 펄스를 가공용으로 발진시킨다 (도 2에서의 루틴 R2).In this case, the
또한, 도 1에는 나타나지 않으나, T1/T0 (= n) = 1의 경우에는, 위치결정동작완료 시점에서 통상의 펄스 폭의 레이저 펄스를 가공용으로 발진시킨다 (도 2에서의 루틴 R2).In addition, although not shown in FIG. 1, in the case of T1/T0 (= n) = 1, a laser pulse having a normal pulse width is oscillated for processing at the point of completion of the positioning operation (routine R2 in FIG. 2).
또한, 도 1(a)에서 펄스 폭이 기재되어 있지 않은 레이저 펄스는 통상의 펄스 폭인 것으로 하고, 이하의 도면에서도 마찬가지이다. In addition, it is assumed that the laser pulse whose pulse width is not described in FIG. 1 (a) is a normal pulse width, and the same applies to the following figures.
도 1(b)는 갈바노스캐너(4)의 위치결정동작완료 예측시점(B)이 전회의 가공용 레이저 펄스의 발진개시시점으로부터 T2 후에, 1 < T2/T0(=n) < 2, 즉 T2가 1×T0되는 시간보다 크고, 2×T0되는 시간보다 t2되는 시간 만큼 짧은 경우이다.1(b) shows that the predicted positioning operation completion point (B) of the
이 경우에서는 레이저 발진기(2)는 우선 전회의 가공용 레이저 펄스의 발진개시시점으로부터 시간 T0 후에 통상의 레이저 펄스보다 짧은 펄스 폭 Td2의 레이저 펄스를 더미용으로서 발진시키고(도 3에서의 루틴 R3 ), 그 후에, 위치결정동작완료 시점(B)에서 통상의 펄스 폭의 레이저 펄스를 가공용으로 발진시킨다(도 2에서의 루틴 R2). 여기서 더미용 레이저 펄스의 펄스 폭 Td2은, 이러한 기간에서의 듀티가 일정 하게 되는 길이로 한다.In this case, the
또한, 도 1(b)에서 더미 펄스에 대해서는 해치 표시를 하고 있는데, 이하의 동종의 도면에서도 마찬가지로 한다. In addition, in FIG. 1(b), the dummy pulse is hatched, but the same is applied in the following drawings of the same type.
또한, 도 1에는 도시하지 않았으나, 갈바노스캐너(4)의 위치결정동작완료 예측시점이 전회의 가공용 레이저 펄스의 발진개시시점으로부터 T0에 대해서 2 이상의 정수배의 경우, 레이저 발진기(2)는 전회의 가공용 레이저 펄스의 발진개시시점으로부터 시간 T0 경과마다, 최후의 T0가 남을 때까지 통상의 펄스 폭의 레이저 펄스를 더미 펄스로서 발진시키고(도 3에서의 루틴 R4), 그 후에, 위치결정동작완료시점에서 통상의 펄스 폭의 레이저 펄스를 가공용으로 발진시킨다 (도 2에서의 루틴 R2).In addition, although not shown in FIG. 1, when the predicted positioning operation completion point of the
도 1(c)는 갈바노스캐너(4)의 위치결정동작완료 예측시점(C)이 전회의 가공용 레이저 펄스의 발진개시시점으로부터 T3 후에, T3=3×T0-t3, 즉 T3가 3×T0 되는 시간 보다 t3되는 시간 만큼 짧은 경우이다.1(c) shows that the predicted positioning operation completion point (C) of the
이 경우에는, 레이저 발진기(2)는 우선 전회의 가공용 레이저 펄스의 발진개시시점으로부터 시간 T0 후에 통상의 펄스 폭의 레이저 펄스를 더미용으로서 발진시키고 (도 4에서의 루틴 R5), 그 후에, 다시 보통보다 짧은 펄스 폭 Td3의 레이저 펄스를 더미용으로서 발진시키고(도 3에서의 루틴 R3), 그 후, 위치결정동작완료시점(C)에서 통상의 펄스 폭의 레이저 펄스를 가공용으로 발진시킨다(도 2에서의 루틴 R2). 여기서 더미용 레이저 펄스의 펄스 폭 Td3은 이러한 기간에서의 듀티가 일정하게 되는 길이로 한다.In this case, the
도 1(d)는 갈바노스캐너(4)의 위치결정동작완료 예측시점(D)이 전회의 가공용 레이저 펄스의 발진개시시점으로부터 T4 후에, T4=4×T0-t4, 즉 T4가 4×T0가 되는 시간 보다 t4되는 시간 만큼 앞이 되는 경우이다.1(d) shows that the predicted positioning operation completion point D of the
이 경우에서는 레이저 발진기(2)는 우선 전회의 가공용 레이저 펄스의 발진개시시점으로부터 T0 경과할 때마다 통상의 펄스 폭의 레이저 펄스를 더미용으로서 발진시킨다. 즉 통상의 펄스 폭의 레이저 펄스를 더미용으로서 2회 발진시키고(도 4에서의 루틴 R5), 그 후에, 다시 시간 T0 후에 통상보다 짧은 펄스 폭 Td4의 레이저 펄스를 더미용으로서 발진시킨(도 3에서의 루틴 R3) 후, 위치결정동작완료시점 (D)에서 통상의 펄스 폭의 레이저 펄스를 가공용으로 발진시킨다 (도 2에서의 루틴 R2). 여기서 더미용 레이저 펄스의 펄스 폭 Td4는, 이러한 기간에서의 듀티가 일정하게 되는 길이로 한다.In this case, the
이상과 같이, 레이저발진 제어부(7)는 전회의 가공용 레이저 펄스의 발진개시시점으로부터 다음의 위치결정동작완료 예측시점까지의 시간을 T, n을 2 이상의 정수, n×T0 > T > (n-1)×T0라고 하면, 전회의 가공용 레이저 펄스의 발진개시시점으로부터 시간 T0 경과할 때마다 통상의 펄스 폭의 레이저 펄스를 더미용으로서 (n-2)회와, 다시 이것에 이어서 통상의 레이저 펄스보다 짧은 펄스 폭의 레이저 펄스를 더미용으로서 1회, 각각 발진시키고, 위치결정동작완료시점에서 통상의 펄스 폭의 레이저 펄스를 가공용으로 발진시킨다.As described above, the laser
또한, T ≤T0의 경우에는, 더미용 레이저 펄스는 발진시키지 않고, 전회의 레이저 펄스에서 시간 T0 후에 통상의 펄스 폭의 레이저 펄스를 가공용으로 발진시키기만 한다. In addition, in the case of T ≤ T0, the dummy laser pulse is not oscillated, and only a laser pulse with a normal pulse width is oscillated for processing after time T0 from the previous laser pulse.
따라서, 도 1(a) ~ (d)에서는 2회차의 가공용의 통상의 펄스 폭의 레이저 펄스의 후를 나타내고 있지 않지만, 상기의 규칙에 따라서 레이저 발진기(2)의 발진이 제어되는 것은 말할 것도 없다.Therefore, in FIGS. 1(a) to (d), although the after the laser pulse of the normal pulse width for the second processing is not shown, it goes without saying that the oscillation of the
이상의 구성에 의하면, 레이저 발진기(2)에는 가공용 레이저 펄스와 같은 펄스 폭의 레이저 펄스를 더미용으로서 이용하여, 가공용과 더미용의 레이저 펄스를 시간 T0를 주기로 반복하여 발진시키는 것을 기본으로 하고, 시간 T0를 확보할 수 없는 일회성의 경우에만, 그 기간의 듀티가 변하지 않는 만큼의, 통상의 레이저 펄스보다 짧은 펄스 폭의 레이저 펄스를 더미용으로서 발진시키도록 하고 있다.According to the above configuration, the
따라서 레이저 발진기(2)의 출력 듀티가 일정하게 되고, 레이저 편향부(3)가받는 에너지를 일정하게 할 수 있어, 열 렌즈 작용의 변동에 의한 악영향을 억제할 수 있다.Accordingly, the output duty of the
또한, 이상의 설명에서는 설명을 간단하게 하기 위해서 갈바노스캐너(4)의 위치결정동작이 실제로 완료 시점은, 위치결정완료예측부(10)가 예측하는 위치결정동작완료 시점과 완전히 합치하는 것으로 해서 설명하였다. 통상의 펄스 폭의 레이저 펄스를 가공용으로 발진시키는 것은, 갈바노스캐너(4)의 위치결정동작이 실제로 완료하는 시점이어야만 하는 것은 아니고, 예측한 위치결정동작완료시점과 약간 어긋나는 경우가 있다. 따라서, 위치결정동작완료시점의 예측에 기초하여 레이저 발진기(2)의 발진을 제어하면, 출력 듀티를 항상 이론값대로 할 수 없을 우려도 있지만, 약간 어긋난다고 해도 그 차이는 미미하기 때문에 실용상 문제가 없고, 열 렌즈 작용의 변동에 의한 악영향을 억제할 수 있다.In addition, in the above description, in order to simplify the description, it is assumed that the actual completion time of the positioning operation of the
실시예 2Example 2
다음으로, 본 발명의 실시예 2를 설명한다. 도 7은 실시예 2의 레이저 드릴링 장치의 블록도이다. 도 5와 같은 것에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙이고 있다. 이 레이저 드릴링 장치는 2개소의 가공을 병행하여 실시함으로써 고속화를 도모한 소위 2축형의 레이저 드릴링 장치이다. 도 8은 도 7의 레이저 드릴링 장치에서의 레이저 펄스(L1) 발진의 양상을 설명하기 위한 타이밍 차트이다.Next, Example 2 of the present invention will be described. 7 is a block diagram of the laser drilling device of Example 2; The same reference numerals are assigned to the same components as those in FIG. 5 . This laser drilling device is a so-called two-axis laser drilling device that achieves high speed by performing parallel processing at two locations. FIG. 8 is a timing chart for explaining an aspect of oscillation of the laser pulse L1 in the laser drilling apparatus of FIG. 7 .
도 7에서 1-A와 1-B는 각각 가공 대상 프린트 기판이다. 이하, 프린트 기판 1-A를 가공하는 계를 A축, 프린트 기판 1-B를 가공하는 계를 B축이라고 부른다. 12는 레이저 발진기(2)에서 발진된 레이저 펄스를 두 방향으로 분할하는 빔스플리터이고, 3-A와 3-B는 각각 빔스플리터(12)에서 출력된 레이저 펄스를 비가공방향에서 가공방향으로 편향시키는 AOM이고, 레이저 편향부 3-A와 3-B는 레이저 발진기(2)로부터의 레이저 펄스를 동시에 수광할 수 있다.In FIG. 7 , 1-A and 1-B are printed circuit boards to be processed, respectively. Hereinafter, the system for processing the printed circuit board 1-A is referred to as the A-axis, and the system for processing the printed circuit board 1-B is referred to as the B-axis. 12 is a beam splitter that splits the laser pulse oscillated by the
4-A와 4-B는 각각 레이저 편향부 3-A, 3-B에서 가공방향으로 편향된 레이저 펄스의 레이저 조사위치를 바꾸고, 가공 데이터에 따라서 프린트 기판 1-A, 1-B의 타공 위치에 조사되도록 회전구동되는 광스캐너로서의 갈바노스캐너이다.4-A and 4-B change the laser irradiation position of the laser pulse deflected in the processing direction in the laser deflection parts 3-A and 3-B, respectively, and according to the processing data, It is a galvanoscanner as an optical scanner that is rotationally driven to irradiate.
A 축과 B 축은 레이저 발진기(2)로부터의 레이저 펄스를 동시에 수광할 수 있는 하나의 축군 (이하 "축 페어"라고 칭함)을 구성하고 있고, 갈바노스캐너 4-A와 4-B는 각각 레이저 편향부 3-A, 3-B로부터의 레이저 펄스를 동시에 수광할 수 있는 하나의 갈바노스캐너 군을 구성하고 있다. 레이저 편향부 3-A가 빔스플리터 (12)로부터의 레이저 펄스를 A 축계의 갈바노스캐너 4-A에 편향시키는 경우는, 이것과 시간을 동일하게 하여, 레이저 편향부 3-B는 빔스플리터(12)로부터의 레이저 펄스를 B축계의 갈바노스캐너 4-B로 편향시킨다.A-axis and B-axis constitute one axis group (hereinafter referred to as “axis pair”) capable of simultaneously receiving laser pulses from the
또한, ATOM 제어부(8)와 갈바노 제어부(9)는, 도면을 간단하게 하기 위해 각각 B 축계에 대한 하나만 나타내고 있지만, 각각 A 축계에도 설치되어 있다. 또한 위치결정완료예측부(10)는, 갈바노스캐너 4-A와 4-B 각각의 위치결정동작완료시점을 예측할 수 있는 것으로, 갈바노스캐너 4-A와 4-B의 각각에 설치되어 있어도 좋다.In addition, the
도 7에서 A 축계와 B 축계는 각각 독립적으로 평행하게 가공동작을 행할 수 있도록 되어 있다. 즉, 갈바노스캐너 4-A, 4-B는 각각 대응하는 갈바노 제어부(9)의 제어하에 별개의 가공 데이터에 기초하여 위치결정동작을 한다. 따라서, 도 8에 도시된 바와 같이, 갈바노스캐너 4-A, 4-B가 위치결정동작을 동시에 개시해도, 위치결정동작완료시점이 일치된다고는 할 수 없다. In FIG. 7, the A-axis system and the B-axis system are capable of independently performing machining operations in parallel. That is, the galvano scanners 4-A and 4-B each perform a positioning operation based on separate processing data under the control of the
본 발명에 따르면, 레이저 발진기(2)로부터의 레이저 펄스를 동시에 수광할 수 있는 갈바노스캐너를 복수 포함하는 시스템의 경우, 갈바노스캐너 중에서 위치결정동작완료가 가장 늦게 되는 위치결정동작완료 예측시점에 기초하여, 레이저 발진기(2)로부터의 레이저 펄스를 발진시킨다.According to the present invention, in the case of a system including a plurality of galvanoscanners capable of simultaneously receiving laser pulses from the
예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이, 갈바노스캐너 4-A 쪽이 위치결정동작완료 예측시점(F) 쪽이 갈바노스캐너 4-B 쪽의 위치결정동작완료시점(E) 보다 늦은 경우, 레이저발진 제어부(7)는, 위치결정동작완료시기가 늦은 갈바노스캐너 4-A의 위치결정완료예측시점(F)에 따라서 레이저 펄스를 발진시킨다.For example, as shown in FIG. 8, when the positioning operation completion prediction time point (F) of the galvano scanner 4-A is later than the positioning operation completion time point (E) of the galvano scanner 4-B side , The
더욱이, 여기서의 위치결정동작완료 예측시점(F)은 도 1(d)의 경우이다.Furthermore, the predicted positioning operation completion point F here is the case of FIG. 1(d).
이러한 실시예 2에서의 레이저발진 제어부(7)는, 실시예 1에서의 제어흐름도에 있어서, 도 2에서의 루틴 R1 내의 단계 20의 부분을 아래와 같이 변경하여 제어함으로써 실현된다.The
즉, 단계 20의 부분에서는, 갈바노스캐너 4-A, 4-B의 각각에서의 갈바노동작제어신호(G)가 온으로 되어 구동될 때마다, 각각에 대응하는 갈바노 제어부(9)로부터 주어지는 다음 타공 위치 정보에 의해, 그전에 발진된 가공용 레이저 펄스의 발진개시시점으로부터 다음의 갈바노스캐너 4-A, 4-B의 위치결정완료시점을 계산하여, 늦은 쪽을 선택하여 T로 한다. 만약 양자가 동일하면, 그것을 T로 하도록 하면 된다.That is, in the part of
실시예 3Example 3
다음으로, 본 발명의 실시예 3을 설명한다. 도 9는 실시예 3의 레이저 드릴링 장치의 블록도이다. 도 5와 도 7에서와 같은 것에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙여 설명한다. 이러한 레이저 드릴링 장치는 4개소의 가공을 병행하여 실시함으로써 고속화를 도모한, 소위 4축형 레이저 드릴링 장치이다. 도 10과 도 11은 도 9의 레이저 드릴링 장치에서의 레이저 펄스 발진의 양상을 설명하기 위한 타이밍 차트이다.Next, Example 3 of the present invention will be described. 9 is a block diagram of the laser drilling device of Example 3; 5 and 7 will be described with the same reference numerals. Such a laser drilling device is a so-called 4-axis type laser drilling device that achieves high speed by performing parallel processing at four locations. 10 and 11 are timing charts for explaining aspects of laser pulse oscillation in the laser drilling device of FIG. 9 .
도 9에서 1-C ~ 1-F는 각각 가공 대상 프린트 기판이다. 이하에서 프린트 기판 1-C ~ 1-F를 가공하는 계를 각각 C축 ~ F축이라고 칭한다. 3-CD 및 3-EF는 각각 빔스플리터(12)에서 출력된 레이저 펄스를 비가공방향에서 가공방향으로 편향시키는 AOM이고, 레이저 편향부 3-CD 및 3-EF는 레이저 발진기(2)로부터 레이저 펄스를 동시에 수광할 수 있다. 후술하지만, 레이저 편향부 3-CD 및 3-EF는 각각 가공방향으로서 두 개의 방향을 갖고 있다. In FIG. 9 , 1-C to 1-F are printed circuit boards to be processed. Hereinafter, systems for processing printed circuit boards 1-C to 1-F are referred to as C-axis to F-axis, respectively. 3-CD and 3-EF are AOMs that deflect the laser pulse output from the
4-C와 4-D는 각각 레이저 편향부 3-CD에서 가공방향으로 편향된 레이저 펄스의 레이저 조사위치를 바꾸고, 가공 데이터에 따라서 프린트 기판 1-C, 1-D의 타공 위치에 조사되도록 회전구동되는 광스캐너로서의 갈바노스캐너이다. 또한, 4-E와 4-F는 각각 레이저 편향부 3-EF에서 가공방향으로 편향된 레이저 펄스의 레이저 조사위치를 바꾸고, 가공 데이터에 따라서 프린트 기판 1-E, 1-F의 타공 위치에 조사되도록 회전구동되는 광스캐너로서의 갈바노스캐너이다.4-C and 4-D respectively change the laser irradiation position of the laser pulse deflected in the processing direction in the laser deflection unit 3-CD, and rotate to irradiate the printed circuit board 1-C and 1-D perforated positions according to the processing data It is a galvanoscanner as an optical scanner. In addition, 4-E and 4-F change the laser irradiation position of the laser pulse deflected in the processing direction in the laser deflection unit 3-EF, respectively, and irradiate the perforated positions of the printed boards 1-E and 1-F according to the processing data. It is a galvanoscanner as an optical scanner driven by rotation.
C축과 E축 및 D축과 F축은 각 레이저 발진기(2)로부터의 레이저 펄스를 동시에 수광할 수 있는 하나의 축군(이하 "축 페어"라고 칭함)을 구성하고 있다. 즉, 갈바노스캐너 4-C와 4-E는 각각 레이저 편향부 3-CD, 3-EF들이 레이저 펄스를 동시에 수광할 수 있는 일방의 갈바노스캐너 군 CE, 갈바노스캐너 4-D와 4-F는 각각 레이저 편향부 3-A, 3-B에서 레이저 펄스를 동시에 수광할 수 있는 타방의 갈바노스캐너 군 DF를 구성하고 있다.The C-axis and E-axis and the D-axis and F-axis constitute one axis group (hereinafter referred to as "axis pair") capable of receiving laser pulses from each
레이저 편향부 3-CD가 빔스플리터(12)로부터의 레이저 펄스를 C축계의 갈바노스캐너 4-C로 편향시키는 경우는, 이것과 동시에 레이저 편향부 3-EF는 빔스플리터(12)로부터의 레이저 펄스를 E축계의 갈바노스캐너 4-E로 편향시킨다. 또한, 이것과는 다른 타이밍이 되지만, 레이저 편향부 3-CD가 빔스플리터(12)로부터의 레이저 펄스를 D축계의 갈바노스캐너 4-D로 편향시키는 경우는, 이것과 동시에 레이저 편향부 3-EF는 빔스플리터(12)로부터의 레이저 펄스를 F축계의 갈바노스캐너 4-F로 편향시키도록 되어 있다.When the laser deflection section 3-CD deflects the laser pulse from the
또한, ATOM 제어부(8)와 갈바노 제어부(9)는 도면을 간략하게 하기 위해서 각각 F 축계에 대해서 하나만 도시하고 있지만, 모든 축계에 설치되어 있다. 또한 위치결정완료예측부(10)는 갈바노스캐너 4-C, 4-D, 4-E, 4-F의 각각의 위치결정동작완료시점을 예측할 수 있는 것으로, 갈바노스캐너 4-C, 4-D, 4-E 4-F의 각각에 설치되어 있어도 좋다.In addition, although only one
도 9에서 각 축계(軸系)는 각각 독립하여 평행하게 가공 동작을 행할 수 있게 되어 있다. 즉, 갈바노스캐너 4-C ~ 4-F는 각각 대응하는 갈바노 제어부(9)의 제어하에 별개의 가공 데이터에 기초하여 위치결정동작을 한다. 따라서 갈바노스캐너 4-C ~ 4-F가 위치결정동작을 동시에 개시하여도, 각각의 위치결정완료 시점은 제각기 달라지는 것이 보통이다.In Fig. 9, each shaft system can independently and parallelly perform machining operations. That is, each of the galvano scanners 4-C to 4-F performs a positioning operation based on separate processing data under the control of the
본 발명에 따르면, 레이저 발진기(2)로부터의 레이저 펄스를 동시에 수광할 수 있는 갈바노스캐너 군(群)을 복수 포함하는 시스템의 경우, 갈바노스캐너 군의 각각에 속하는 모든 갈바노스캐너의 위치결정동작이 가장 빨리 완료하는 갈바노스캐너 군 (이하 "가장 빠른 군"이라고 칭함) 내의 위치결정동작이 가장 늦게 완료하는 갈바노스캐너의 위치결정완료예측시점에 기초하여, 레이저 발진기(2)로부터 레이저 펄스를 발진시킨다.According to the present invention, in the case of a system including a plurality of galvanoscanner groups capable of simultaneously receiving laser pulses from the
예를 들어, 도 10에 도시된 바와 같이, 위치결정완료가 갈바노스캐너 4-E, 4-C, 4-D, 4-F 순으로 나타났다고 하면, 갈바노스캐너 군 CE, DF 중에서, 각각에 속하는 모든 갈바노스캐너의 위치결정동작이 빨리 완료하는 쪽의 갈바노스캐너 군 CE 내의 위치결정동작이 늦게 완료하는 갈바노스캐너 4-C의 위치결정완료 예측시점까지의 시간(H)에 기초하여, 레이저 발진기(2)로부터 레이저 펄스를 발진시킨다.For example, as shown in FIG. 10, if positioning completion appears in the order of galvanoscanners 4-E, 4-C, 4-D, and 4-F, among the galvanoscanner groups CE and DF, each Based on the time (H) until the positioning completion prediction time of the galvanoscanner 4-C in which the positioning operation in the galvano scanner group CE of which the positioning operation of all belonging galvanoscanners is completed early, the positioning operation is completed late, A laser pulse is oscillated from the
이때 레이저 편향부 3-CD는 C축계의 가공방향, 레이저 편향부 3-EF의 E축계의 가공방향으로 레이저 펄스를 배분하도록 각각 제어되고, 프린트 기판 1-C, 1-E에 대한 가공이 행해진다.At this time, the laser deflection unit 3-CD is controlled to distribute laser pulses in the processing direction of the C-axis system and the E-axis system of the laser deflection unit 3-EF, respectively, and the printed circuit boards 1-C and 1-E are processed. all.
또한, 여기에서의 위치결정동작완료 예측시점(H)는 도 1(d)의 경우이다.In addition, the predicted positioning operation completion point (H) here is the case of FIG. 1(d).
또한, 예를 들어, 도 11에 도시된 바와 같이, 위치결정동작의 완료가 갈바노스캐너 4-D, 4-F, 4-E, 4-C의 순으로 나타났다고 하면, 갈바노스캐너 군 CE, DF 가운데, 각각에 속하는 전체 갈바노스캐너의 위치결정동작이 빨리 완료되는 쪽의 갈바노스캐너 군 DF 중의 위치결정동작이 늦게 완료하는 갈바노스캐너 4-F의 위치결정동작완료 예측시점까지의 시간(N)에 기초하여 레이저 발진기(2)로부터 레이저 펄스를 발진시킨다.In addition, for example, as shown in FIG. 11, if the completion of the positioning operation appears in the order of galvanoscanners 4-D, 4-F, 4-E, 4-C, the galvanoscanner group CE, Among the DFs, the time until the positioning operation completion prediction point of the galvanoscanner 4-F in which the positioning operation of the galvanoscanner group DF of which the positioning operation of all the galvanoscanners belonging to each is completed earlier is completed earlier ( A laser pulse is oscillated from the
이때 레이저 편향부 3-CD는 D축계의 가공방향, 레이저 편향부 3-EF는 F축계의 가공방향으로 레이저 펄스를 배분하도록 각각 제어되어, 프린트 기판 1-D, 1-F 에 대한 가공이 행해진다.At this time, the laser deflection unit 3-CD is controlled to distribute laser pulses in the processing direction of the D-axis system, and the laser deflection unit 3-EF is controlled to distribute laser pulses in the processing direction of the F-axis system. all.
더욱이, 여기에서의 위치결정동작완료 예측시점(N)은 도 1(d)의 경우이다.Furthermore, the predicted positioning operation completion point N here is the case of FIG. 1(d).
본 발명에 따르면, 상기에 의해 최초로 가장 빠른 군이 된 갈바노스캐너를 향한 가공용 레이저 펄스의 발진의 후에는 다음과 같이 된다. According to the present invention, after the oscillation of the processing laser pulse toward the galvanoscanner, which has become the fastest group by the above, it becomes as follows.
금회의 가장 빠른 군이 된 갈바노스캐너 군에 속하는 모든 갈바노스캐너의 위치결정완료예측시점을, 금회의 가공용 레이저 펄스의 발진개시시점을 기준으로 하여 새로이 예측함과 동시에, 가장 빠른 군이 되지 못한 갈바노스캐너 군에 속하는 모든 갈바노스캐너의 위치결정동작완료 예측시점을 새롭게 다시 예측한다.The positioning completion prediction time of all galvanoscanners belonging to the galvanoscanner group that became the fastest group this time is newly predicted based on the oscillation start point of the laser pulse for processing this time, and at the same time, The prediction point of completion of the positioning operation of all the galvanoscanners belonging to the galvanoscanner group is newly predicted again.
그리고 이러한 위치결정동작완료 예측시점을 비교하여, 새롭게 가장 빠른 군이 되는 갈바노스캐너 군에 속하는 모든 갈바노스캐너 중에서 위치결정동작이 늦게 완료하는 갈바노스캐너의 위치결정동작완료 예측시점까지의 시간에 기초하여, 레이저 발진기(2)에 레이저 펄스를 발진시킨다.In addition, by comparing the positioning operation completion prediction time, the time until the positioning operation completion prediction time of the galvano scanner whose positioning operation is completed late among all the galvanoscanners belonging to the galvanoscanner group that is newly the fastest group Based on this, the
예를 들어 도 10의 우측에 도시하였는데, 금회의 가공용 레이저 펄스의 발진개시시점을 기준으로 하여, 가장 빠른 군이 된 갈바노스캐너 군 CE에 속하는 갈바노스캐너 4-C, 4-E의 위치결정동작완료 예측시점 TC-S, TE-S를 새롭게 예측하고, 또한, 가장 빠른 군이 되지 못한 갈바노스캐너 군 DF에 속하는 갈바노스캐너 4-D, 4-F의 위치결정동작완료 예측시점 TD-S, TF-S를 각각 다시 예측한다.For example, shown on the right side of FIG. 10, positioning of galvanoscanners 4-C and 4-E belonging to the galvanoscanner group CE, which became the fastest group based on the oscillation start point of the laser pulse for processing this time Operation completion prediction time TC-S, TE-S are newly predicted, and positioning operation completion prediction time TD- of galvanoscanners 4-D and 4-F belonging to the galvanoscanner group DF that did not become the fastest group S and TF-S are respectively predicted again.
가장 빠른 군이 된 갈바노스캐너 군 CE에 속하는 갈바노스캐너 4-C의 위치결정동작완료에 기초하여 발진되는 가공용 레이저 펄스의 발진개시시점으로부터 시간 T0의 경과 전에, 가장 빠른 군이 되지 못한 갈바노스캐너 군 DF에 속하는 갈바노스캐너 4-D, 4-F가 함께 위치결정동작을 완료하면, 도 1(a)의 케이스가 되고 시간 T0가 경과하는 시점에서 갈바노스캐너 군 DF를 향하여 가공용 레이저 펄스를 발진시킨다.The galvanoscanner that became the fastest group Before the lapse of time T0 from the oscillation start point of the laser pulse for processing that is oscillated based on the completion of the positioning operation of the galvanoscanner 4-C belonging to the group CE, the galvanometer that did not become the fastest group When the galvano scanners 4-D and 4-F belonging to the scanner group DF complete the positioning operation together, the case of FIG. 1 (a) becomes the case, and at the time T0 elapses, the laser pulse for processing is directed toward the galvano scanner group DF oscillates
또한, 예를 들어 도 11의 우측에 도시하였는데, 금회의 가공용 레이저 펄스의 발진개시시점을 기준으로 하여 가장 빠른 군이 된 갈바노스캐너 군 DF에 속하는 갈바노스캐너 4-D, 4-F의 위치결정동작완료 예측시점 TD-S, TF-S를 새롭게 예측하고, 또한, 가장 빠른 군이 되지 못한 갈바노스캐너 군 CE에 속하는 갈바노스캐너 4-C, 4-E의 위치결정동작완료 예측시점 TC-S, TE- S를 각각 다시 예측한다.Also, for example, shown on the right side of FIG. 11, the positions of galvanoscanners 4-D and 4-F belonging to the galvanoscanner group DF, which became the fastest group based on the oscillation start point of the current laser pulse for processing Positioning operation completion prediction time point TC of galvanoscanners 4-C and 4-E belonging to the galvanoscanner group CE that newly predicted TD-S and TF-S and did not become the fastest group -S, TE- Predict S again, respectively.
가장 빠른 군이 된 갈바노스캐너 군 DF에 속하는 갈바노스캐너 4-F의 위치결정동작완료에 기초하여 발진되는 가공용 레이저 펄스의 발진개시시점으로부터 시간 T0의 경과 시점에서, 어느 갈바노스캐너 군에서도 그것에 속하는 갈바노스캐너가 함께 위치결정동작을 완료하지 않으면, 도 1(b) ~ (d) 중 어느 하나의 케이스가 되고, 통상이거나 또는 통상보다 짧은 펄스 폭의 더미용의 레이저 펄스를 발진시킨다. At the lapse of time T0 from the start of oscillation of the laser pulse for processing that is oscillated based on the completion of the positioning operation of the galvanoscanner 4-F belonging to the galvanoscanner group DF, which has become the fastest group, in any galvanoscanner group, If the galvano scanners to which they belong do not complete the positioning operation together, it becomes the case of any one of FIGS. 1(b) to (d), and a laser pulse for a dummy with a normal or shorter pulse width is oscillated.
또한, 이 경우의 더미용 레이저 펄스는, 도 11에서는, 펄스 폭이 기재되어 있지 않은 통상의 펄스 폭의 더미용 레이저 펄스라고 하고 있다.Note that the dummy laser pulse in this case is referred to as a dummy laser pulse having a normal pulse width in which the pulse width is not described in FIG. 11 .
이러한 실시예 3의 레이저발진 제어부(7)는 실시예 1에서의 제어흐름도에 있어서, 도 2에서의 루틴 R1 내의 단계 20의 부분을 다음과 같이 변경하여 제어함으로써 실현된다.The
즉, 단계 20의 부분에서는, 갈바노스캐너 4-C, 4-D, 4-E, 4-F의 각각의 갈바노동작제어신호(G)가 온으로 되어, 구동될 때마다, 각각에 대응하는 갈바노 제어부(9)로부터 주어지는 다음 타공 위치의 정보에 의해서 그전에 발진된 가공용 레이저 펄스의 발진개시시점으로부터 다음의 갈바노스캐너 4-C, 4-D, 4-E, 4-FB의 위치결정동작완료시점을 계산하여, 가장 빠른 군 중에서 위치결정동작이 늦게 완료하는 갈바노스캐너의 위치결정동작완료 시점을 선택하여 T로 하도록 하면 된다.That is, in the part of
또한, 가장 빠른 군 내의 갈바노스캐너의 위치결정동작완료시점이 모두 같다면, 그것을 T로 하도록 하면 된다. 또한, 가장 빠른 군끼리 모두 같다면, 소정의 우선순위에 따라 하나의 가장 빠른 군 내의 위치결정동작이 늦게 완료하는 갈바노스캐너의 위치결정동작완료시점을 선택하여 T로 하도록 하면 된다.In addition, if all the positioning operation completion points of the galvano scanners in the fastest group are the same, it is sufficient to set it to T. In addition, if all the fastest groups are the same, the positioning operation completion time of the galvano scanner that completes the positioning operation late in one fastest group according to a predetermined priority is selected and set to T.
이상의 실시예 2와 3에 의하면, 가공방향으로 배분된 레이저 발진기로부터의 레이저 펄스의 레이저 조사위치를 바꾸기 위한 광스캐너를 복수 갖고, 복수의 프린트 기판의 각각에 대한 가공 또는 하나의 프린트 기판상에서 소정의 거리 이격된 복수 개소에 대한 가공을 병행하여 실시함으로써 고속화를 도모한 소위 다축형의 레이저 가공장치에 있어서도, 레이저 발진기의 출력 듀티가 일정하게 되고, AOM 이 받는 에너지를 일정하게 할 수 있어, 열 렌즈 작용에 의한 악영향을 억제할 수 있다.According to the
또한, 이상의 실시예에 있어서는, 도 6에서의 t10, t20은 0으로 하여 설명하였다. 그러나 이미 설명한 바와 같이, 실제로는, 갈바노동작제어신호(G)가 오프로 되고나서 레이저 발진기(2)에서 가공용 레이저 펄스가 발진 되기까지에는 t10 + t20의 시간 지연이 발생한다.In the above embodiment, t10 and t20 in FIG. 6 were set to 0 and explained. However, as already described, in practice, a time delay of t10 + t20 occurs from when the galvano operation control signal G is turned off until the laser pulse for processing is oscillated in the
도 12는 본 발명의 다른 실시예의 레이저 드릴링 장치에 있어서, 레이저 발진기로부터 가공용 레이저 펄스가 발진될 때의 타이밍 차트이지만, 도 1(b) ~ (d)의 경우에서 상기 시간 지연을 고려하여 갈바노스캐너의 위치결정동작완료 예측시점을 기다리지 않고 도 6의 제어 시퀀스를 빨리 개시하도록 해도 좋고, 이에 의해서 가공 동작의 고속화가 가능하게 된다.12 is a timing chart when processing laser pulses are oscillated from a laser oscillator in a laser drilling device according to another embodiment of the present invention, but considering the time delay in FIGS. The control sequence shown in Fig. 6 may be started early without waiting for the point at which the positioning operation of the scanner is expected to be completed, thereby making it possible to speed up the machining operation.
도 12에서는, 레이저발진 제어부(7)는 갈바노동작제어신호(G)가 온으로 되는 위치결정동작완료 예측시점으로부터 소정의 시간 t50 만큼 빠른 시점에서, 레이저 발진 지시신호(S)가 레이저 발진기(2)로 출력된다. 레이저 발진기(2)에서는 레이저 발진 지시신호(S)가 온으로 되고나서 시간 t60 후에 레이저 펄스(L1)가 출력되고, 시간 t70 후에 소정 시간만큼 AOM 구동신호(D)가 온으로 된다. AOM3로부터는 가공방향으로 편향된 레이저 펄스(L2)가 갈바노스캐너(4)에 입사된다. 그 후, 레이저 발진지시신호(S)의 오프로부터 소정의 시간 t80 후에 갈바노동작제어신호(G)가 온으로 되고, 다음 타공 위치에의 조사를 위해서 갈바노스캐너(4)를 회전시킨다.12, the laser
또한, 소정의 시간 t50이지만, 이것은 레이저 발진 지시신호(S)가 온으로 되고나서 AOM 구동신호(D)가 온으로 되기까지의 시간 t70보다 작게 해 둘 필요가 있다. 그렇지 않으면 갈바노스캐너(4)가 위치결정동작을 완료하기 전에 레이저 펄스(L2)가 출력되게 되어, 동작 불량이 되기 때문이다.In addition, although it is a predetermined time t50, it is necessary to set it shorter than the time t70 from when the laser oscillation instruction signal S turns on to when the AOM drive signal D turns on. Otherwise, the laser pulse L2 is output before the
또한, 이상의 실시예에서는 프린트 기판에 드릴링을 행하는 경우를 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 피가공물의 복수 개소에 순차가공을 실시하는 레이저가공에 제공할 수 있다.Also, in the above embodiment, the case of drilling a printed board has been described, but the present invention is not limited to this, and can provide laser processing in which a plurality of parts of a workpiece are sequentially processed.
이상 실시예에 기초하여 본 발명을 구체적으로 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예로 한정되는 것이 아니라, 그 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경이 가능함은 물론 다양한 변형예가 포함된다.Although the present invention has been specifically described based on the above embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible as well as various modifications are included without departing from the gist of the present invention.
1, 1-A, 1-B, 1-C ~ 1-F : 프린트 기판, 2 : 레이저 발진기,
3, 3-A, 3-B, 3-CD ~ 3-EF : 레이저 편향부,
4, 4-A, 4-B, 4-C ~ 4-F : 갈바노스캐너
5: 댐퍼 6 : 전체제어부
7 : 레이저발진 제어부 8 : AOM 제어부
9 : 갈바노 제어부 10 : 위치결정완료예측부
11 : 프로그램 저장부 12 : 빔스플리터
S : 레이저 발진 지시신호, G: 갈바노 동작 제어신호
D : AOM 구동신호 L1 ~ L3 : 레이저 펄스
R1 ~ R5 : 루틴1, 1-A, 1-B, 1-C to 1-F: printed board, 2: laser oscillator,
3, 3-A, 3-B, 3-CD ~ 3-EF: laser deflection part,
4, 4-A, 4-B, 4-C ~ 4-F : Galvanoscanner
5: damper 6: overall control unit
7: laser emission control unit 8: AOM control unit
9: Galvano control unit 10: Positioning completion prediction unit
11: program storage unit 12: beam splitter
S: laser oscillation instruction signal, G: galvano operation control signal
D: AOM drive signal L1 ~ L3: laser pulse
R1 ~ R5: Routine
Claims (8)
A laser oscillator that oscillates laser pulses, an optical scanner into which the laser pulses are incident through an optical element, and an optical scanner that is driven to irradiate the processing position on the workpiece according to processing data, and oscillation of the laser pulses by the laser oscillator In the laser processing apparatus having a laser emission control unit for oscillating a laser pulse for processing in synchronization with the completion of a positioning operation in the optical scanner as a laser emission control unit for controlling the optical scanner, the optical scanner is newly driven. a positioning completion prediction unit for predicting the completion point of the positioning operation in the optical scanner based on the oscillation point of the laser pulse for processing each time, and the laser oscillation controller predicts the completion of the positioning operation from the oscillation point When the time T to the point in time is n×T0 > T > (n-1)×T0 (T0 is a predetermined time and n is an integer greater than or equal to 2), the first laser pulse having the same pulse width as the processing laser pulse n-2 times , and then a second laser pulse having a shorter pulse width than the processing laser pulse once, every time the predetermined time T0 elapses from the time from the oscillation time to the predicted positioning operation completion time Each laser oscillator oscillates as a dummy pulse, and the second laser pulse has a pulse width for adjusting a duty until the subsequent processing laser pulse is oscillated. Device.
The method of claim 1, wherein the laser pulse from the optical device is incident on a plurality of the optical scanners at the same time, and the laser oscillation control unit determines the time at which the predicted positioning operation completion point is the latest among the plurality of optical scanners. Laser processing apparatus, characterized in that for controlling to the T.
The method of claim 1, wherein a plurality of the optical scanners form an optical scanner group to which the laser pulses are simultaneously incident from the optical element, and a plurality of corresponding optical scanner groups are installed, and the laser oscillation control unit comprises: among the plurality of optical scanner groups Based on the positioning completion prediction time of the optical scanner of which the positioning operation completion prediction time of all the optical scanners belonging to each of the optical scanner groups is the latest among the optical scanner groups of which the positioning operation completion prediction time is the earliest, A laser processing apparatus characterized in that the time is controlled by the above T.
The laser processing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the predetermined time T0 is a time to be secured when the laser oscillator re-oscillates in the shortest time.
4. The laser processing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the laser oscillation controller instructs the laser oscillator to oscillate the laser pulses before a time point at which the positioning operation is predicted to be completed.
5. The laser processing apparatus according to claim 4, wherein the laser oscillation control unit instructs the laser oscillator to oscillate the laser pulses before a time point at which the positioning operation is predicted to be completed.
A laser pulse oscillated by a laser oscillator is incident through an optical element to an optical scanner driven to irradiate a processing position on a workpiece according to processing data through an optical element, and synchronized with the completion of the positioning operation of the optical scanner, the laser oscillator In a laser processing method in which laser pulses for processing are oscillated, whenever the optical scanner is newly driven, the timing at which the positioning operation of the optical scanner is completed is predicted based on the oscillation time of the laser pulses for processing, When the time T from the oscillation point to the predicted positioning operation completion point is n×T0 > T > (n-1)×T0 (T0 is a predetermined time and n is an integer greater than or equal to 2), the processing laser The first laser pulse having the same pulse width as the pulse is n-2 times , followed by the second laser pulse having a shorter pulse width than the processing laser pulse once, in the time from the oscillation time to the predicted positioning operation completion time. Each time a predetermined time (T0) elapses, the laser oscillator oscillates as a dummy pulse, and the second laser pulse has a pulse width for adjusting the duty until the subsequent laser pulse for processing is oscillated. laser processing method.
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