KR20180013676A - 레이저 가공 장치 - 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.

Description

레이저 가공 장치{LASER PROCESSING APPARATUS}
본 발명은, 레이저 가공 장치, 특히, 레이저광을 조사함으로써 수지 기판을 절단하는 장치에 관한 것이다.
수지 기판의 종류는, 단층 수지 기판과, 복층 수지 기판으로 나뉜다. 복층 수지 기판은, 예를 들면, 다른 재료의 복수의 수지층을 포함한다.
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).
JP 2014-8511 A
복층 수지 기판을 하프 커팅 가공할 때에, 표면의 수지층만을 절단한다. 보다 상세하게는, 표면의 수지층 및 접착층이 레이저 가공된다.
그러나, 사용하는 레이저의 광학특성에 따라서는, 표면의 수지층 및 접착층을 가공할 때에, 아래쪽의 중간수지층까지 가공해버리는 일이 있다.
본 발명의 목적은, 레이저 가공 장치에 있어서 복층 수지 기판을 하프 커팅 가공할 때에, 아래쪽의 수지층을 가공하지 않도록 한다.
이하에, 과제를 해결하기 위한 수단으로서 복수의 양상을 설명한다. 이들 양상은, 필요에 따라서 임의로 조합시킬 수 있다.
본 발명의 일 견지에 따른 레이저 가공 장치는, 표면 측에서부터 제1 수지층과 접착층과 제2 수지층을 가진 복층 수지 기판을 절단하는 장치로서, 레이저 장치를 구비하고 있다.
레이저광은, 제1 수지층에 대해서 흡수율이 높고, 그리고, 제2 수지층에 대해서 흡수율이 낮다.
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.
레이저광의 제1 수지층에 대한 흡수율은 80% 이상(바람직하게는 90% 이상)이고, 레이저광의 제2 수지층에 대한 흡수율은 40% 이하(바람직하게는 30% 이하)이여도 된다.
제1 수지층은 PET를 포함하고, 제2 수지층은 PI(폴리이미드 수지)를 포함하며, 레이저 장치는 CO2 레이저이어도 된다.
본 발명에 따른 레이저 가공 장치에서는, 복층 수지 기판을 하프 커팅 가공할 때에, 아래쪽의 수지층을 가공하지 않도록 할 수 있다.
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.
1. 제1 실시형태
(1) 전체 구성
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.
레이저 가공 장치(1)는 수지 기판(P)을 하프 커팅 가공하기 위한 장치이다. 수지 기판이란, 수지 시트, 수지 필름이라고도 지칭되는 것이다.
레이저 가공 장치(1)는 레이저 장치(3)를 구비하고 있다.
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.
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.
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.
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.
제어부(7)는, 단일의 프로세서로 구성되어 있어도 되지만, 각각의 제어를 위하여 독립적인 복수의 프로세서로 구성되어 있어도 된다.
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.
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.
도 2를 이용해서, 수지 기판(P)의 구조를 설명한다. 도 2는 수지 기판의 구조를 나타낸 모식적 단면도이다.
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.
일례로서, 제1 수지층(L1)은 PET를 포함한다. 제2 수지층(L2)은 PI를 포함한다. 제3 수지층(L3)은 PET를 포함한다.
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.
일례로서, 제2 수지층(L2)의 상부면에는, 회로(도시 생략)가 형성되어 있다.
(2) 동작
도 2 및 도 3을 이용해서, 레이저광에 의한 수지 기판(P)의 가공 동작을 설명한다. 도 3은 수지 기판의 가공 상태를 나타낸 모식적 단면도이다.
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.
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.
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.
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.
2. 기타의 실시형태
이상, 본 발명의 일 실시형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태로 한정되는 것은 아니고, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 각종 변경이 가능하다.
상기 수지 기판은 수지층이 3층이었지만, 수지층은 2층이어도 되고, 4층 이상이어도 된다.
상기 기판은 모두 수지층으로 구성되어 있었지만, 2층의 수지층 밑에 다른 층(예를 들면, 금속층)이 형성되어 있어도 된다.
레이저 장치, 기계구동계의 구체적인 구성은, 상기 실시형태로 한정되지 않는다.
수지 기판의 형상, 절단 라인의 형상은 특별히 한정되지 않는다.
본 발명은, 레이저광을 조사함으로써 수지 기판을 절단하는 레이저 가공 장치에 널리 적용할 수 있다.
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 기판

Claims (3)

  1. 표면 측에서부터 제1 수지층과 접착층과 제2 수지층을 가진 복층 수지 기판을 절단하는 레이저 가공 장치로서,
    상기 제1 수지층 및 전기 접착층을 절단하기 위한 레이저광을 발생하는 레이저 장치를 포함하되,
    상기 레이저광은, 상기 제1 수지층에 대해서 흡수율이 높고, 그리고 상기 제2 수지층에 대해서 흡수율이 낮은, 레이저 가공 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 레이저광의 상기 제1 수지층에 대한 흡수율은 80% 이상이고, 상기 레이저광의 상기 제2 수지층에 대한 흡수율은 40% 이하인, 레이저 가공 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 수지층은 PET를 포함하고,
    상기 제2 수지층은 PI를 포함하며,
    전기 레이저 장치는 CO2 레이저인, 레이저 가공 장치.
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