KR20070007789A

KR20070007789A - 레이저 가공장치와 레이저 가공방법

Info

Publication number: KR20070007789A
Application number: KR1020067017031A
Authority: KR
Inventors: 이사오 가타데; 겐지 가와조에
Original assignee: 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
Priority date: 2005-04-08
Filing date: 2005-10-19
Publication date: 2007-01-16
Also published as: KR100815312B1; CN1925944B; JP2006289415A; TW200635688A; TWI375600B; CN1925944A; JP4765378B2; WO2006112066A1

Abstract

레이저 가공장치는 레이저 발진기와 분광부와 제1, 제2 위치 결정부와 각인 제어부를 갖는다. 분광부는 레이저 발진기로부터 사출한 레이저광을 제1 레이저광과 제2 레이저광으로 분할한다. 제1 위치 결정부는 제1 레이저광을 입사하여, 제1 피가공물상의 가공 위치에 위치 결정한다. 제2 위치 결정부는 제2 레이저광을 입사하여, 제2 피가공물상의 가공위치에 위치 결정한다. 각인 제어부는 제1 위치 결정부와 제2 위치 결정부를 제어한다. 그리고 제1 위치 결정부에 의한 가공을 나타내는 제1 식별자를 제1 피가공물에 레이저광으로 기재하든지, 제2 위치 결정부에 의한 가공을 나타내는 제2 식별자를 제2 피가공물에 제2 레이저광으로 기재하든지 적어도 어느 한쪽을 행한다.

Description

레이저 가공장치와 레이저 가공방법{LASER PROCESSING APPARATUS AND LASER PROCESSING METHOD}

본 발명은, 레이저 발진기로부터의 레이저광을 분할하고, 하나의 레이저 발진기에서 복수의 피가공물의 가공을 동시에 행하는 레이저 가공장치에 관한 것이다.

레이저 발진기로부터의 레이저광을 복수로 분할하여 복수의 피가공물의 가공을 동시에 행하는 종래의 레이저 가공장치의 예가, 일본국 특허 공개공보 평11-192571호에 개시되어 있다. 이 레이저 가공장치는, 프린트 기판의 펀칭 가공에 이용된다. 도 3을 이용하여 이러한 종래의 레이저 가공장치에 대해 설명한다.

레이저 발진기(1)로부터 출사된 레이저 빔(2)은 빔 스플리터(10)에 의해 2개로 분기되고, 가공 헤드부(21, 22)로 인도된다. 가공 헤드부(21, 22)는, 각각 X, Y 2축의 갈바노미터(galvanometer)(4, 5)와 렌즈(6)를 갖는 2쌍의 위치 결정부이다.

빔 스플리터(10)에서 분기된 각 레이저 빔(2A, 2B)에서의 가공 헤드부(21, 22) 각각의 렌즈(6)에 의한 집속점에 도달하는 광로 길이는 동일 거리가 되도록 설정되어 있다. 즉, 레이저 빔(2A)이 반사경(3B, 3C)에서 반사하여 갈바노미러(galvanometer mirror)(4A)로 입사하는 광로 길이와, 레이저 빔(2B)이 반사 경(3D, 3E, 3F)에서 반사하여 갈바노미러(4A)로 입사하는 광로 길이는 동일 길이이다. 이와 같이 광로 길이를 일치시킴으로써 각 가공 헤드부(21, 22)에서의 레이저 빔(2A, 2B)의 집속상태가 동일해져, 2장의 기판(17)은 동시에 정밀하게 가공된다.

이러한 레이저 조사 구조에 의해 가공되는 2장의 기판(17)은, XY 테이블(19)의 소정 위치에 유지되어 있다. 기판(17)의 가공 범위는 가공 헤드부(21, 22)의 주사영역보다 넓다. 그 때문에, 파선으로 도시하는 바와 같이 복수로 가공 범위를 분할하여 가공한다. 즉, 각 가공 헤드부(21, 22)에 의한 주사에 의해 1개의 가공 범위의 가공이 종료하면, XY 테이블(19)이 다음 가공 범위를 각 가공 헤드부(21, 22)의 하방으로 이동시킨다.

이와 같이 레이저광을 분할하는 구성에서는, 한쪽의 가공 헤드부에서, 예를 들면 한쪽의 갈바노미터(4, 5) 중 어느 하나, 또는 한쪽의 렌즈(6)가 더러워지면, 레이저 출력이 저하하여, 가공에서 불량이 발생한다. 이 경우, 어느 쪽 가공 헤드부에서 가공했는지가 알기 어려워져, 대상이 되는 피가공물을 선별하기 어렵다.

본 발명의 레이저 가공장치는, 레이저 발진기와 분광부와 제1, 제2 위치 결정부와 각인 제어부를 갖는다. 분광부는 레이저 발진기로부터 사출한 레이저광을 제1 레이저광과 제2 레이저광으로 분할한다. 제1 위치 결정부는 제1 레이저광을 입사하여, 제1 피가공물상의 가공 위치에 위치 결정한다. 제2 위치 결정부는 제2 레이저광을 입사하여, 제2 피가공물상의 가공 위치에 위치 결정한다. 각인 제어부는 제1 위치 결정부와 제2 위치 결정부를 제어한다. 그리고 제1 위치 결정부에 의한 가공을 나타내는 제1 식별자를 제1 피가공물에 제1 레이저광으로 기재하든지, 제2 위치 결정부에 의한 가공을 나타내는 제2 식별자를 제2 피가공물에 제2 레이저광으로 기재하든지 적어도 어느 한쪽을 행한다. 이러한 구성에서는, 제1 위치 결정부에서 가공한 것인지, 제2 위치 결정부에서 가공한 것인지가 피가공물에 기재되어 있어, 용이하게 레이저 가공후에 확인할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태에서의 레이저 가공장치의 구성도이다.

도 2는 본 발명의 실시형태에서의 레이저 가공방법을 나타내는 플로차트이다.

도 3은 종래의 레이저 가공장치의 구성도이다.

*부호의 설명*

1 레이저 발진기 2, 2A, 2B 레이저 빔

3B, 3C, 3D, 3E, 3F 반사경 4, 5 갈바노미터

4A 갈바노미러 6 렌즈

10 빔 스플리터 17 기판

19 XY 테이블 21, 22 가공 헤드부

110 제1 기억부 120 주 제어부

131 제2 기억부 132 제3 기억부

140 위치결정 제어부 150 레이저 제어부

151 레이저 발진기

152,152A, 152B 레이저광 153A, 153B 미러

154 빔 스플리터(분광부)

160 가공 테이블 제어부 161 Y축 구동장치

162 X축 구동장치 17O 가공 테이블

171, 172 프린트 기판

180 가공 헤드 제어부

181 가공 헤드(제1 위치 결정부)

182 가공 헤드(제2 위치 결정부)

190 차광부

도 1은, 본 발명의 실시형태에서의 레이저 가공장치의 구성도이다. 제1 기억부(이하, 기억부)(110)에는, 가공위치와 가공조건을 포함하는 드릴 데이터가 기술되어 있다. 주 제어부(120)는 기억부(110)의 드릴 데이터를 위치 데이터와 가공조건 데이터로 분할하고, 각각 제2 기억부(이하, 기억부)(131)와 제3 기억부(이하, 기억부)(132)에 보존한다. 피가공물인 프린트 기판(이하, 기판)(171, 172)은 가공 테이블(170)에 재치되어 있다. 가공 테이블 제어부(160)는 Y축 구동장치(161), X축 구동장치(162)를 제어하여 가공 테이블(170)을 2차원적으로 구동한다.

레이저 발진기(151)로부터 출력된 레이저광(152)은 미러(153A, 153B)에 의해 가공 테이블(170)과 마주보는 위치에 고정된 가공 헤드(181)로 인도된다. 또한, 미러(153A)와 미러(153B) 사이에는 분광부인 빔 스플리터(154)가 설치되어 있고, 레 이저광(152)을 분광하여 다른 한쪽의 가공 헤드(182)로 인도한다. 가공 헤드(181, 182)는 가공 헤드 제어부(180)에 의해 제어되고, 입사된 레이저광(152A, 152B)을 2차원적으로 위치 결정하고, 각각 기판(171, 172) 상에 조사한다. 즉, 가공 헤드(181)는 분할된 제1 레이저광인 레이저광(152A)을 입사하고, 레이저광(152A)을 제1 피가공물인 기판(171) 상의 가공 위치에 위치 결정하는 제1 위치 결정부이다. 가공 헤드(182)는 분할된 제2 레이저광인 레이저광(152B)을 입사하여 레이저광(152B)을 제2 피가공물인 기판(172) 상의 가공위치에 위치 결정하는 제2 위치 결정부이다.

도 2는 주 제어부(2)에서의 드릴 데이터의 처리를 나타내는 플로차트이다. 기억부(110)의 드릴 데이터에는 미리, 기판(171, 172)으로의 구멍가공 명령 이외에, 후술하는 식별자를 가공하기 위한 각인가공 명령이 포함되어 있다. 우선 주 제어부(120)는 기억부(110)의 드릴 데이터로부터 판독한 신호가 각인가공 명령인지를 S201에서 판단한다. 각인가공 명령이 아닌 경우는 구멍 가공이라 판단하고, 각 제어부를 통해 S211에서 기판(171, 172)의 소정의 위치에 구멍 가공을 행한다. 그리고 가공이 종료했는지를 S231에서 판단한다. 가공 종료이면 처리는 종료하고, 종료가 아니면 처리는 S201로 되돌아간다.

한편, S201에서 판독한 신호가 각인가공 명령인 경우, 처리는 S221로 진행한다. S221에서는, 판독한 각인가공 명령이 가공 헤드 식별 각인 명령인지를 판단한다.

판독한 각인가공 명령이 가공 헤드 식별 각인 명령이 아닌 경우, 처리는 S222로 진행하고, 주 제어부(120)는 공통 각인가공의 처리를 실행한다. 여기서 공통 각인이란, 예를 들면 제조자나 제조일자 등, 가공 헤드와 직접 관계가 없는 내용을 나타낸다. 한편, 가공 헤드 식별 각인 명령인 경우는, S223으로 진행하고, 주 제어부(120)는 가공 헤드 식별가공의 처리를 실행한다. 어느 경우나 각인처리가 끝나면 처리는 S231로 진행한다.

S223에서의 가공 헤드 식별가공에서, 주 제어부(120)는 가공 헤드(181, 182)의 식별을 나타내는 문자열 또는 기호 등의 제1, 제2 식별자를 생성한다. 그리고 위치결정 제어부(140), 가공 헤드 제어부(180)를 통해 가공 헤드(181, 182)에 위치정보를 전달한다. 이렇게 하여 레이저광(152A, 152B)은 2차원적으로 위치 결정되고, 기판(171, 172)에 조사되어 이들의 식별자를 가공한다.

이들의 식별자를 기판(171, 172)에 기재하기 위해 필요한 레이저 쇼트수는 가공 헤드(181, 182)에서 다르기 때문에 한쪽의 가공 헤드에서 레이저 조사 후, 나머지 가공 헤드에서 레이저 조사한다. 또는, 각 가공 헤드에서 적은 쪽의 레이저 쇼트수를 가공 헤드(181, 182) 사이에서 동기를 취하여 가공한 후, 나머지 레이저 쇼트를 한쪽의 가공 헤드에서 조사한다. 예를 들면 가공 헤드(181)에서 레이저 조사를 행하지 않는 경우, 차광부(190)에 의해 가공 헤드(181)로부터의 레이저광(152A)의 조사를 방지한다. 차광부(190)는 가공 헤드(181, 182)의 적어도 어느 한쪽에 설치되어 있으면 된다.

또는, 가공 헤드(182)가 기판(172)에 식별자를 기재하는 동안, 차광부(190)가 가공 헤드(181)로부터의 레이저광(152A)의 조사를 방지하고 있어도 된다. 이 경 우, 가공후에 식별자가 기재되어 있지 않은 기판은 가공 헤드(181)에서 가공된 것이 식별가능하다. 즉, 기판(171, 172) 중 어느 한쪽에만 식별자를 기재해도 된다.

이와 같이 주 제어부(120), 위치결정 제어부(140), 가공 헤드 제어부(180)는 전체적으로 가공 헤드(181, 182)를 제어하고 있다. 즉, 이들은 가공 헤드(181, 182)를 제어하여, 가공 헤드(181)에 의한 가공을 나타내는 제1 식별자를 기판(171)에 레이저광(152A)으로 기재하고, 가공 헤드(182)에 의한 가공을 나타내는 제2 식별자를 기판(172)에 레이저광(152B)으로 기재하는 각인 제어부를 구성하고 있다. 각인 제어부는 일체로 구성되어 있어도, 각각의 제어부가 별개의 회로나 칩으로 구성되어 있어도 된다. 또한, 기억부(110, 131, 132)도 1개의 기억 디바이스에 기억영역을 나누어 구성해도 되고, 별개의 디바이스로 구성해도 된다.

본 발명에 의하면, 어느 가공 헤드에서 가공했는지 피가공물에 기재된다. 그 때문에, 한쪽의 가공 헤드에 불량이 생겨도, 그 가공 헤드에서 가공한 피가공물을 용이하게 선별할 수 있다. 따라서, 이들 피가공물의 대처도 용이해짐과 동시에, 리커버해야 할 가공 헤드를 용이하게 특정할 수 있다. 이에 의해 산업상 유용한 레이저 가공장치를 얻을 수 있다.

Claims

레이저 발진기와,

상기 레이저 발진기로부터 사출한 레이저광을 제1 레이저광과 제2 레이저광으로 분할하는 분광부와,

상기 제1 레이저광을 입사하여, 상기 제1 레이저광을 제1 피가공물상의 가공 위치에 위치 결정하는 제1 위치 결정부와,

상기 제2 레이저광을 입사하여, 상기 제2 레이저광을 제2 피가공물상의 가공 위치에 위치 결정하는 제2 위치 결정부와,

상기 제1 위치 결정부와 상기 제2 위치 결정부를 제어하여, 상기 제1 위치 결정부에 의한 가공을 나타내는 제1 식별자를 상기 제1 피가공물에 상기 제1 레이저광으로 기재하든지, 상기 제2 위치 결정부에 의한 가공을 나타내는 제2 식별자를 상기 제2 피가공물에 상기 제2 레이저광으로 기재하든지 적어도 어느 한쪽을 행하는 각인 제어부를 구비한 레이저 가공장치.
청구항 1에 있어서,

상기 제1 위치 결정부와 제2 위치 결정부에 의한 가공 위치와 가공조건을 포함하는 드릴 데이터가 기술되어 있는 제1 기억부를 더 구비하고,

상기 각인 제어부는 상기 제1 기억부로부터 상기 드릴 데이터를 판독하고, 가공 위치 데이터와 가공조건 데이터로 분할하는 레이저 가공장치.
청구항 2에 있어서,

상기 드릴 데이터는 상기 제1 식별자와 제2 식별자의 적어도 어느 하나를 가공하기 위한 각인가공 명령을 포함하는 레이저 가공장치.
청구항 1에 있어서,

상기 제2 식별자의 가공 중에 상기 제1 레이저광을 차단하는 차단부를 더 구비한 레이저 가공장치.
레이저광을 발진하는 단계와,

상기 레이저광을 제1 레이저광과 제2 레이저광으로 분할하는 단계와,

상기 제1 레이저광을 제1 피가공물상의 가공위치에 위치 결정하는 단계와,

상기 제2 레이저광을 제2 피가공물상의 가공위치에 위치 결정하는 단계와,

상기 제1 레이저광에 의한 가공을 나타내는 제1 식별자를 상기 제1 피가공물에 기재하든지,

상기 제2 레이저광에 의한 가공을 나타내는 제2 식별자를 상기 제2 피가공물에 기재하든지 적어도 어느 한쪽을 행하는 단계를 구비한 레이저 가공방법.