KR20220160506A

KR20220160506A - 레이저 가공 장치

Info

Publication number: KR20220160506A
Application number: KR1020220064742A
Authority: KR
Inventors: 야스시 이토; 타쿠미 오사나이
Original assignee: 비아 메카닉스 가부시키가이샤
Priority date: 2021-05-27
Filing date: 2022-05-26
Publication date: 2022-12-06
Also published as: TW202245954A; CN115401315A; JP2022181800A

Abstract

본 발명은 기판에 레이저로 드릴링 가공을 행할 때, 가공시에 발생한 분진을 충분히 집진하여 가공 품질을 향상시킬 수 있는 레이저 가공 장치를 얻는 것을 목적으로 한다. 본 발명은 워크를 가공하기 위해 워크의 표면 측으로부터 레이저를 조사하는 레이저 유닛과, 워크를 레이저 유닛과 상대적으로 이동시키는 이동 테이블을 포함하는 레이저 가공 장치에 있어서, 상기 이동 테이블 상에 설치된 상기 워크를 흡착시키는 흡착 테이블로서, 상기 워크에 가공되는 구멍의 패턴과 동일한 패턴의 구멍이 형성된 것을 구비한 것을 특징으로 한다.

Description

레이저 가공 장치{LASER MACHINING APPARATUS}

본 발명은, 예를 들면 프린트 기판에 레이저를 조사하여 드릴링을 행하는 레이저 가공 장치에 관한 것이다.

최근, 레이저 가공 장치로서는, 예를 들면 특허 문헌 1에 개시된 바와 같이, 피가공 기판에 레이저광을 조사했을 때에 분진이 발생했을 경우, 흡인부가 접속된 필터 패널을 기판 아래에 배치하고 필터 패널에 의해 분진을 즉시 회수함으로써, 퇴적된 분말 먼지가 튀어나와 기판에 부착하는 것을 방지하도록 한 것이 있다.

그러나, 특허 문헌 1에 개시된 방식이면, 기판에 레이저로 드릴링을 행할 경우, 기판 가공시에 발생한 분진을 가공된 구멍으로부터 충분히 집진할 수 없고, 후공정의 도금 공정에서 불량이 발생하여 기판의 가공 품질이 저하되었다.

JP

2011-104336

A

따라서, 본 발명은 기판에 레이저로 드릴링을 수행할 때 가공 중에 발생한 분진을 충분히 집진하여 가공 품질을 향상시킬 수 있는 레이저 가공 장치를 얻는 것을 목적으로 하는 것이다.

본 출원에 개시된 발명 중 대표적인 레이저 가공 장치는, 워크(work, 피가공물)를 가공하기 위해서 상기 워크의 표면 측으로부터 레이저를 조사하는 레이저 유닛과, 상기 워크를 상기 레이더 유닛과 상대적으로 이동시키는 이동 테이블을 갖는 레이저 가공 장치에 있어서, 상기 이동 테이블 상에 탑재된 상기 워크를 흡착시키는 흡착 테이블로서, 상기 워크에 가공되는 구멍의 패턴과 동일한 패턴의 구멍이 형성된 것을 구비한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 출원에 개시된 발명의 대표적인 특징은 이상과 같지만, 여기서 설명하지 않는 특징에 대해서는, 후술하는 발명을 실시하기 위한 형태로 설명하고 있고, 또한 특허청구범위에도 나타낸 바와 같다.

본 발명에 의하면, 기판에 레이저로 드릴링 가공을 행하는 경우, 가공시에 발생한 분진을 충분히 집진하여 가공 품질을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 레이저 가공 장치의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 실시예의 흡착 테이블의 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 실시 예의 흡착 헤드를 설명하기위한 도면이다.
도 4는 실시예에서의 워크 반출 동작을 설명하기위한 도면이다.

이하, 본 발명에 의한 실시의 형태를 도면을 참조하여 실시예에 따라 설명한다. 또한, 이하의 설명에서, 동등한 각 부분에는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 레이저 가공 장치의 구조를 나타내는 도면이다. 이 도면에서, 레이저 가공 장치는, 프린트 기판 등의 워크(1)에 레이저로 드릴링 가공하는 레이저 가공기(2)와, 미가공의 워크(1)를 레이저 가공기(2)에 공급하는 반입 장치(3)와, 레이저 가공기(2)에 대하여 반입 장치(3)와 대칭인 위치에 설치되어 가공된 워크(1)를 레이저 가공기(2)로부터 반출하는 반출 장치(4)로 구성된다. 레이저 가공기(2)는, 탑재된 워크(1)를 X 방향(지면 수직 방향) 및 Y 방향 (지면 좌우 방향)으로 이동 자재한 XY 테이블(5) 및 XY 테이불(5) 상에 고정되어 워크를 흡착 또는 해제하는 흡착 테이블(6) 및 워크(1) 각각에 대하여 레이저 광을 조사하는 레이저 유닛(7), 레이저 유닛(7)이 설치된 게이트형 칼럼(8), XY 테이블(5)이 설치된 지지대(9)와, 레이저 가공기(2), 반입 장치(3) 및 반출 장치(4)를 제어하는 제어 장치(10)를 구비하여 구성된다. 레이저 가공기(2), 반입 장치(3) 및 반출 장치(4)는 Y 방향으로 나란히 배치된다.

반입 장치(3)는, 워크(1)를 흡착 또는 해제하는 흡착 헤드(11a)와, 흡착 헤드(11a)를 상승 하강시키기 위한 리프터(12a)와, 리프터(12a)가 고정된 슬라이더(13a)와, 라이더(13a)를 안내하는 가이드 레일(14a)과, 가공해야 할 워크(1)가 적재된 스토커(15a)가 제공된다. 흡착 헤드(11a)는 Y 방향으로 이동 가능하다. 스토커(15a) 상방에는, 흡착 헤드(11a)와, 흡착 헤드(11a)를 지면의 Z 방향으로 이동시키기 위한 리프터(12a)가 배치된다. 또한, 가공 전의 워크(1)를 스토커(15a)로부터 XY 테이블(5)로 이동시킬 경우, 워크(1), XY 테이블(5), 흡착 헤드(11a) 및 스토커(15a)가 Y 방향으로 일직선 상에 배치된다.

한편, 반출 장치(4)는 워크(1)를 흡착 또는 해제하는 흡착 헤드(11b)와, 흡착 헤드(1)1b를 상승 하강시키기 위한 리프터(12b)와, 리프터(12b)가 고정된 슬라이더(13b) 그리고, 슬라이더(13b)를 안내하는 가이드 레일(14b)과, 가공해야 할 워크(1)가 적재된 스토커(15b)가 제공된다. 흡착 헤드(11b)는 Y 방향으로 이동 가능하다. 스토커(15b)의 상방에는, 흡착 헤드(11b)와, 흡착 헤드(11b)를 지면의 Z 방향으로 이동시키기 위한 리프터(12b)가 배치되어 있다. 가공 후의 워크(1)을 XY 테이블(5)로부터 스토커(15b)로 이동시킬 경우, 워크(1), XY 테이블 (5), 흡착 헤드 (11b) 및 스토커(15b)는 Y 방향으로 일직선 상에 배치된다.

도 2는 흡착 테이블(6)의 구조를 설명하기 위한 도면이며, 흡착 테이블(6)의 평면도를 도 2(a)에, 도 2(a)의 A-A 선 단면도를 도 2(b)에 각각 나타낸다.

도 2에 있어서, 흡착용 관통 구멍(16)은 중공부(17)에 접속되어 워크(1)의 주변부 부근을 흡인한다. 중공부(17)에는 흡입 덕트(18)가 접속되고, 흡인 덕트(18)는 배관(19)을 통해 감압기(20)에 접속된다. 흡입 덕트(18)에 접속된 감압기(20)는 제어 장치(10)에 의해 제어된다. 분진 회수용 관통 구멍(21)은 중공부(22)에 접속되어 워크(1)의 중앙부로부터 주변부에 걸쳐서 가공되는 각 구멍의 위치에 대응하여 배치되어 있고 [하나의 가공되는 구멍에 대하여 하나의 분진 회수용 관통 구멍(21)이 형성되어 있음. 즉, 워크(1)에 가공되는 구멍의 패턴과 동일한 패턴의 분진 회수용 관통 구멍(21)이 형성되어 있음], 가공되는 구멍의 절단 분진이 분진 회수용 관통 구멍(21)을 거쳐서 중공부(22)에 떨어지도록 되어 있으며,그 직경은 가공될 구멍의 직경의 1.1배 정도이다. 중공부(22)에는 집진 덕트(23)가 접속되고, 집진 덕트(23)는 배관(24)을 통해 집진기(25)에 접속된다. 집진기(25)는 제어 장치(10)에 의해 제어된다. 흡착 테이블(6)은 흡착 테이블 상부(6a)와 흡착 테이블 하부(6b)로 구성되고, 흡착 테이블 상부(6a)는 워크(1)에 가공되는 구멍의 패턴에 따라 교환 가능하다. 흡착 테이블 상단(6a)은 워크(1)에 가공되는 패턴마다 다른 것이 준비되고, 다른 패턴이 워크(1)에 가공되는 경우 교환된다. 따라서, 흡착 테이블(6) 전체를 교환 할 필요가 없고, 생산 비용을 억제할 수있다.

도 3은 흡착 헤드(11b)의 구조를 설명하기 위한 도면이며, 흡착 헤드(11b)의 평면도를 도 3(a)에, 도 3(a)의 BB 선 단면도를 도 3(b)에, 저면도를 도 3(c)에 각각 나타낸다.

도 3에 있어서, 도 3(b)의 화살표는 에어의 흐름을 나타내고 있고, 흡착용 관통 구멍(26)은 중공부(27)에 접속되어 개구부(28)를 통해 워크(1)의 주변부 부근을 흡인한다. 중공부(27)에 흡입 덕트(29)가 접속되고, 흡인 덕트(29)에는 배관 (30)을 통해 감압기(31)가 접속되어 있다.

송기용(送氣用) 관통 구멍(32)은 중공부(33)에 접속되어 개구(34)를 통해 워크(1)에 공기를 분사한다. 중공부(33)는 송기 덕트(35)에 접속되고, 송기 덕트 (35)에는 배관(36)을 통해 압축기(37)가 접속되있다. 흡착 헤드(11b)가 워크(1)를 흡착하면, 개구부(34)는 워크(1)에 구멍을 가공하는 영역(가공 영역)을 모두 덮고, 분출된 공기가 가공된 워크(1)의 모든 가공 구멍으로부터 흡착 테이블(6)의 분진 회수용 관통 구멍(21)으로 통과한다. 또한, 흡인 덕트(29)에 접속된 감압기(31) 및 송기 덕트(36)에 접속된 콤프레서(37)는 제어 장치(10)에 의해 제어된다. 또한, 도 3(A)에는 도면이 불명료하게 되는 것을 피하기 위해 배관(30), 감압기(31), 배관(36) 및 압축기(37)의 도시를 생략하고 있다.

다음으로, 도 4의 동작 설명도에 기초하여 레이저 가공 장치의 동작을 설명한다.

제어 장치(10)는, 반입 장치(3)를 제어하여, 스토커(15a)에 재치된 미가공의 워크(1)를 XY 테이블(5)의 흡착 테이블(6)상에 재치하고, 감압기(20)를 동작시킨다[도 4(a) 참조]. 그 후, 흡착용 관통 구멍(16), 중공부(17) 및 덕트 (18)가 부압(負壓)이 되어 워크(1)가 흡착 테이블(6)에 흡착된다. 이 때의 부압은 워크(1)가 흡착용 관통 구멍(16)에 흡입되어 변형되지 않는 정도의 부압이며, 또한 워크(1)가 레이저 유닛(7)에 의해 레이저 가공될 때 위치 벗어남이 없는 정도의 흡인 부압이다. 다음으로, 집진기(25)를 동작시킨다. 그러면, 분진 회수용 관통 구멍(21)과, 중공부(22)와, 집진 덕트(23)가 부압이 된다. 이 때의 부압은, 워크(1)가 분진 회수용 관통 구멍(21)에 흡입되어 변형되지 않는 정도의 부압이며, 워크(1)가 레이저 유닛(7)에 의해 레이저 가공될 때 위치 벗어남이 없는 정도의 흡인 부압이다.

제어 장치 (10)는 레이저 유닛(7)을 제어하여 워크(1)에 관통 구멍(38)을 가공한다[도 4(b) 참조). 워크(1)로부터 절취되어 떨어진 절삭 분진은, 분진 회수용 관통 구멍(21)과 중공부(22)와 집진 덕트(23)가 부압이 되어 있으므로, 분진 회수용 관통 구멍(21)에 흡입되도록 낙하되고, 중공부(22), 집진 덕트(23)를 통해 집진기(25)에 회수된다[도 4(c) 참조]. 또한, 워크(1)에 구멍이 가공되면, 분진 회수용 관통 구멍(21)이 순차적으로 해제되게 되어, 워크(1)가 흡착되기 어려워질 우려가 있지만, 워크(1)는 흡착용 관통 구멍(16)에 의해 흡착되어, 레이저 가공되고 있는 동안, 위치를 벗어나는 일이 거의 없다.

레이저 유닛(7)에 의한 레이저 가공이 종료되면, 제어 장치(10)는 흡착 헤드(11b)를 이동시켜 가공된 워크(1)의 레이저 조사면에 맞닿게 한다[도 4(d)]. 그 후, 개구부(34)로부터 공기를 분사하여 관통 구멍(38) 중에 잔류한 절삭 분진을 분진 회수용 관통 구멍(21)에 낙하시키면서, 개구부(28)로부터의 흡인을 개시하여 워크(1)의 레이저 조사면의 주변부분을 흡착한다[도 4(e) 참조]. 도 4(e)의 화살표는 공기의 흐름을 나타낸다.

관통 구멍(38)에 대한 공기의 분사가 종료하면, 제어 장치(10)는 흡착용 관통 구멍(16) 및 분진 회수용 관통 구멍(21)의 흡착을 종료한 후, 흡착 헤드(11b)를 상승시켜[도 4(f) 참조], 반출 장치(4)의 스토커(15b) 상에 워크(1)를 탑재한다.

이상의 실시예에 의하면, 분진 회수용 관통 구멍(21)으로부터 워크(1)에 가공된 관통 구멍(38) 중에 남은 절삭 분진을 집진하므로, 후공정의 도금 공정에서의 불량을 방지하고, 가공 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 송기용 관통 구멍(32)으로부터 개구부(34)를 통해 가공된 관통 구멍(38)에 공기를 분사하기 때문에 흡착 테이블(6)에 의한 집진으로 관통 구멍(38) 중에 절삭 분진이 남아 버린 경우에도, 남은 절분을 분진 회수용 관통 구멍(21)에 떨어뜨릴 수 있어서, 후공정의 도금 공정에서의 불량을 방지하고, 가공 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 흡착 테이블(6)이나 흡착 헤드(11b)에 워크(1)에 가공된 관통 구멍(38) 중에 남은 절삭 분진을 집진하는 기구를 마련한 것으로서, 레이저 가공기와는 별도로 가공된 관통 구멍(38) 중에 남아 있는 절삭 분진을 집진하는 집진 장치를 설치할 필요가 없으므로 장치 전체의 비용을 줄일 수 있다. 또, 반출공정의 일부에 집진공정을 통합할 수 있으므로, 별도로 집진장치를 설치하는 경우보다도 공정을 단축할 수 있고, 가공 효율을 향상시킬 수 있다.

이상, 실시예에 기초하여 본 발명을 설명했지만, 본 발명은 당해 실시예에 한정되는 것은 아니다. 물론, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 변경 가능하다는 것은 물론, 다양한 변형예가 포함된다.

1：워크 2：레이저 가공기
3：반입 장치 4：반출 장치
5：XY 테이블 6：흡착 테이블
7：레이저 유닛 8：문형 칼럼
9：베드 10：제어 장치 11a, 11b : 흡착 헤드
12a, 12b : 리프터 13a, 13b : 슬라이더
14a, 14b: 가이드 레일 15a, 15b: 스토커

Claims

워크를 가공하기 위해 레이저를 조사하는 레이저 유닛과, 상기 워크를 상기 레이저 유닛과 상대적으로 이동시키는 이동 테이블을 갖는 레이저 가공 장치에 있어서,
상기 이동 테이블 상에 탑재된 상기 워크를 흡착시키는 흡착 테이블로서, 상기 워크에 가공되는 구멍의 패턴과 동일한 패턴의 구멍이 형성된 것을 구비하는 것을 특징으로 하는, 레이저 가공 장치.
제 1 항에 있어서, 가공 후의 상기 워크를 이동시키는 흡착 헤드로서, 상기 워크에 가공되는 구멍에 공기를 송입하도록 한 것을 구비한 것을 특징으로 하는, 레이저 가공 장치.