TWI495531B - Laser processing device and laser processing method - Google Patents

Description

雷射加工裝置及雷射加工方法 發明領域

本發明係有關把雷射照射被加工物進行加工之雷射加工裝置，尤其關於執行穿通孔(through hole)加工之雷射加工裝置。

發明背景

近年來，伴隨著產品的小型化、高積體化、複合模組化，成為其等之基本的基材之穿孔加工也逐漸小孔徑化，然而以先前的加工方法，要對應此小孔徑化已變得困難。為了解決其等對應於小孔徑化，使用雷射之穿孔加工也已逐漸增加。此基於雷射之向被加工物的穿孔加工，可大別分類為：向被加工物貫穿孔之穿通孔加工，與向被加工物鑽非穿通孔之未穿孔(blind hole)加工的2種類。

第10圖係顯示有關先前技術之雷射加工裝置的第1例之被加工物載置部架構的側視圖。

如第10圖所示，被加工物811，係載置於被分割之載置部821的上部。被分割之載置部821，係持有可能個別上下方向動作的結構，藉由空氣缸等之升降驅動部(未圖示)予以上下動作。

未穿孔加工時，載置部821，係所有的吸附部皆成為上升之狀態。而且，使用載置部821全面吸附固定被加工物811進行加工。穿通孔加工時，如第10圖所示，係僅有相當於成為被加工物811的加工對象之部分812下部的被分割之載置部821在下降的狀態下進行雷射加工。

由於如以上之架構，一方面維持被加工物811的平面度，穿通孔加工時可防止由於雷射所造成之載置部821的損傷(例如參考專利文獻1)。

第11圖係顯示有關先前技術之雷射加工裝置的第2例之架構的立體圖。

如第11圖所示，夾具902係用其相抗衡之2邊夾持以軟質構件所形成之薄板形狀的被加工物901。拖拉裝置903係將拉力給與透過夾具902所夾持的被加工物901。以此等之夾具902與拖拉裝置903保持被加工物901。移動裝置904係使被加工物901移動。集塵裝置905，係在雷射光所照射之面的背面側以橫跨複數的加工區域之全域的大小設置，在集塵裝置905的內部具有使氣流停止的停止裝置906。2個保持裝置907，係基於拖拉裝置903的拉力所作用之邊成直角方向之被加工物901的邊分別予以保持。調整裝置908，係把保持裝置907之一方與拉力成直角的方向使其移動。

由於如以上之架構，一方面將拉力給與被加工物901，藉由保持之拖拉裝置903與保持裝置907被加工物901被拖拉而維持平面。而且，被加工物901，係被拖拉裝置903與保持裝置907保持的狀態下移動到加工區域。藉此，被加工物901之穿通孔加工部位的背面不會與載置部接觸，可一面維持平面進行雷射加工(例如參考專利文獻2)。

近年來，為了更精密的加工與更高積體化，板狀的被加工物之厚度變得更薄，加工的孔徑也逐漸變得更小。例如，100μm左右之厚度的樹脂薄膜或數十μm之厚度的金屬箔，已成為其加工對象。

上述第1個例之有關先前技術的雷射加工裝置之架構，在穿通孔加工時，因為係相當於將被加工物之加工的下部之吸附部下降的狀態下進行雷射加工，雖僅為其中的一部分，被加工物並未保持平面。

因此，雷射雖不至於使載置部損傷，但如上述在厚度薄的板狀或箔狀之被加工物的情況，由於本身的重量該部分會下垂而發生凹陷。其結果，將發生加工部分之平面度的惡化。平面度的惡化，係將造成雷射焦點的偏差或加工位置的偏差，而成為精密加工的妨礙。即，無法所期望的精密加工。

在上述第2個例之有關先前技術之雷射加工裝置的架構，係由於拖拉被加工物之對向的2邊而想要保持平面之方式者。如上述厚度薄之板狀或箔狀的被加工物之情況，由於拖拉使材質會發生伸長。其結果，被加工物的加工位置發生偏差，或產生皺紋，與第1例同樣難於精密的加工。

先行技術文獻 專利文獻

專利文獻1　國際公開第2009/001497號

專利文獻2　日本專利特開2009-006356號公報

發明概要

本發明，係提供即使厚度非常薄之板狀的被加工物，也可進行精度高的雷射加工之雷射加工裝置及雷射加工方法。

本發明之雷射加工裝置，係具備：把被加工物予以雷射加工之加工頭部；具有複數可上下升降之被分割的可動載置部來保持上述被加工物之載置部；將上述載置部朝X方向及Y方向驅動之加工台；位於上述被加工物之上方而吸附上述被加工物的上面之上面吸附裝置；及，將上述上面吸附裝置朝上下升降驅動之驅動部；所構成。

藉由此架構，透過可將被加工物之加工區域附近保持於上面吸附裝置的上方，即使厚度非常薄之板狀的被加工物，也可進行撓度非常少而精度高的雷射加工。藉此，可減低隨著精度不良所造成的加工不良。

又，本發明之雷射加工方法，係使用上述記載的雷射加工裝置來加工被加工物者，其係在以加工台移動被加工物之加工區域時，具有一使上面吸附裝置升降之步驟。

藉由此方法，即使厚度非常薄之板狀的被加工物，也可進行撓度非常少而精度高的雷射加工。

又，本發明之雷射加工方法，係使用上述記載的雷射加工裝置來加工被加工物者，在以加工台移動被加工物之加工區域時，在複數可動載置部的其中1個下降了的加工區域全部結束雷射加工前，係於至少已使配置在加工區域進行方向的上面吸附裝置下降的狀態下進行雷射加工。

藉由此方法，即使厚度非常薄之板狀的被加工物，也 可進行撓度非常少而精度高的雷射加工。

又，本發明之雷射加工方法，係使用上述記載的雷射加工裝置來加工被加工物者，在以加工台移動被加工物之加工區域時，在複數可動載置部之其中1個下降了的加工區域的前一個加工區域為止全部結束雷射加工前，至少於已使配置在加工區域進行方向的上面吸附裝置下降的狀態下進行雷射加工，且最後進行雷射加工的加工區域係於已使上面吸附裝置上升的狀態下進行雷射加工。

藉由此方法，即使厚度非常薄之板狀的被加工物，也可進行撓度非常少而精度高的雷射加工。

由於執行如此架構或方法，把被加工物之加工區域附近保持在上面吸附裝置的上方，藉此，即使厚度非常薄之板狀的被加工物，也可進行撓度非常少而精度高的雷射加工，可減低隨著精度不良所造成的加工不良。

圖式簡單說明

第1圖係顯示有關本發明的第1實施形態之一例的雷射加工裝置之概略架構的立體圖。

第2圖係有關本發明的第1實施形態之一例的雷射加工裝置從Y方向看的側視圖。

第3圖係有關本發明的第1實施形態之一例的雷射加工裝置從X方向看的側視圖。

第4A圖係顯示有關本發明的第1實施形態之一例的上面吸附裝置之升降狀態的側視圖。

第4B圖係顯示有關本發明的第1實施形態之一例的上面吸附裝置之升降狀態的側視圖。

第5A圖係顯示有關本發明的第1實施形態之一例的上面吸附裝置之詳細架構的側視圖。

第5B圖係顯示有關本發明的第1實施形態之一例的上面吸附裝置之詳細架構的側視圖。

第6A圖係顯示有關本發明的第1實施形態之一例的上面吸附裝置之不同架構的詳細側視圖。

第6B圖係顯示有關本發明的第1實施形態之一例的上面吸附裝置之不同架構的詳細側視圖。

第7A圖係顯示有關本發明的第1實施形態之一例的上面吸附裝置之上面吸附效果的圖。

第7B圖係顯示有關本發明的第1實施形態之一例的上面吸附裝置之上面吸附效果的圖。

第8A圖係顯示有關本發明的第2實施形態之被加工物之加工區域的設定之一例的配置圖。

第8B圖係顯示有關本發明的第2實施形態之被加工物之加工區域的設定之一例的配置圖。

第9A圖係顯示有關本發明的第1實施形態之一例的上面吸附裝置之不同升降狀態的側視圖。

第9B圖係顯示有關本發明的第1實施形態之一例的上面吸附裝置之不同升降狀態的側視圖。

第9C圖係顯示有關本發明的第1實施形態之一例的上面吸附裝置之不同升降狀態的側視圖。

第10圖係顯示有關先前技術之雷射加工裝置的載置部之架構的側視圖。

第11圖係顯示有關先前技術之雷射加工裝置的被加工物之保持狀態的架構之立體圖。

較佳實施例之詳細說明

以下，關於本發明之實施形態，一面參考圖面予以說明。在以下之圖面方面，關於同樣架構元件有時候附以相同符號而把說明省略。

(第1實施形態)

第1圖係顯示有關本發明的第1實施形態之一例的雷射加工裝置100之概略架構的立體圖。第2圖係將雷射加工裝置100從Y方向看的側視圖。第3圖係同樣地從X方向看的側視圖。

如第1圖所示，雷射振盪器101，係把在內部雷射所振盪的雷射102射出。被射出之雷射102在鏡子103改變進行方向。在鏡子103改變進行方向之雷射102的進行方向，為了調整雷射102的光束直徑配置有準直儀透鏡(collimator lens)104。再者配置有為了整形通過準直儀透鏡104之雷射102的光束形狀之遮罩105，與為了抑制通過此遮罩105之雷射102的雜光之光圈(iris)106。

通過光圈106之雷射102，係藉由為了朝X軸方向搖擺之檢流(galvano)X鏡子109，與為了把在檢流X鏡子109被反射之雷射102朝Y軸方向搖擺之檢流Y鏡子110，決定希望照射在被加工物111上的位置。再者，在檢流Y鏡子110反射之雷射102，會以fθ透鏡107聚光，依照能照射到被加工物111之加工點的方式建構成雷射加工裝置100。

而且，設置有控制此等檢流X鏡子109、檢流Y鏡子110及雷射振盪器101之操縱控制器108。

被加工物111係放置在設置複數個可動載置部121與外周載置部123之上。從此可動載置部121與外周載置部123建構成載置部120。在可動載置部121設置有複數的載置部吸附孔122，又，在外周載置部123也設置有外周吸附孔124。被加工物111，係藉由載置部吸附孔122與外周吸附孔124從載置部120的下部透過真空吸引而吸附保持。

可動載置部121，係分別透過1對可動載置部升降氣缸125而支撐。可動載置部升降氣缸125，在本實施形態係使用藉由空氣壓控制的空氣缸，複數的可動載置部121之中可使各個的可動載置部121獨立上下。

保持被加工物111之可動載置部121與加工台115之間的空間，係如第2圖所示成為下部吸塵裝置112，透過空氣流113在雷射加工時具有集塵在被加工物111之下部所發生的加工屑之功能。

又，在被加工物111之上方的雷射照射面側設置有上部吸塵裝置130。上部吸塵裝置130，係依能圍繞透過檢流X鏡子109與檢流Y鏡子110所控制之雷射102的照射範圍的方式而設置。上部吸塵裝置130，係由於能吸引比設置在其一部分的孔更內部之空氣，在雷射加工之際集塵、排除在被加工物111之上部所發生的加工屑。

在上部吸塵裝置130，安裝有1對上面吸附裝置131、132，與分別使上面吸附裝置131、132上下之上面吸附裝置升降氣缸133。在本實施形態，上面吸附裝置升降氣缸133係使用空氣缸使各個上面吸附裝置131、132可獨立上下的方式而構成。

有關本實施形態之雷射加工裝置100的架構，使用第2與3圖再詳細予以說明。

首先，如第2圖所示，加工台115，係由Y工作台116與X工作台118之大的2個方塊所構成。

Y工作台116，係載置可動載置部121、外周載置部123、下部吸塵裝置112、及附隨此等整套的架構，依可朝Y方向移動的方式所構成。在Y方向之移動，係由於驅動Y軸移動馬達117使滾珠螺桿旋轉，被載置在其上者整套由於使Y工作台116滑動而進行。

X工作台118，係更載置Y工作台116與載置在其上的架構整套，依可朝X方向移動的方式而構成。在X方向之移動，係由於驅動X軸移動馬達119使滾珠螺桿旋轉，被載置在其上者整套由於使X工作台118滑動而進行。

其次，如第3圖所示，使雷射102反射控制照射位置之檢流X鏡子109、檢流Y鏡子110、及把雷射102的方向垂直對於被加工物111之面同時予以聚光之fθ透鏡107，係設置在加工頭部135。

加工頭部135，係安裝在Z滑件136，Z滑件136，係由於驅動Z軸移動馬達137在Z方向，即成為在上下方向可移動。Z滑件136及Z軸移動馬達137係設置在本體框架140。

又，上部吸塵裝置130也固定在本體框架140。因此上部吸塵裝置130與裝置本體之位置關係被固定。上面吸附裝置升降氣缸133係固定在上部吸塵裝置130，由於控制空氣壓可使上面吸附裝置131、132上下。

上面吸附裝置131、132，係被加工物111之雷射照射面側，即建構成可能從上面吸附被加工物111的方式。例如，在本實施形態，在與被加工物111接觸之面設置吸附孔，由於進行真空吸引可能從上面吸附被加工物111之架構。又，驅動使上面吸附裝置131、132上下升降之驅動部150，係具有上面吸附裝置升降氣缸、Z滑件136、及Z軸移動馬達137。

關於如以上所構成之雷射加工裝置100的動作予以說明。

當把被加工物111搭載於雷射加工裝置100時，首先，停止載置部吸附孔122與外周吸附孔124之真空吸引使其成為無吸附的狀態，使可動載置部121與上面吸附裝置131、132全部上升。而且，由於使加工台115移動可使載置部120被移動到被加工物的搭載位置。

被加工物111搭載於載置部120上之後，把載置部吸附孔122與外周吸附孔124真空吸引將被加工物111的下面吸附保持。

被加工物111的保持結束之後開始以下的動作。開始把被加工物111保持之載置部120應移動到第1加工區域之加工台的移動。開始把原點位置之加工頭部135移動到焦點位置。在此，加工頭部135，係僅沿著Z軸方向移動。僅在第1加工區域之下面的可動載置部121，設置在該可動載置部121之載置部吸附孔122的真空吸引切換為噴出，停止該部位之被加工物111的下面之吸附保持，使該可動載置部121下降。此等的動作並行進行。

此外，各個的加工區域係設定在檢流鏡子(檢流X鏡子109及檢流Y鏡子110)之掃描範圍內，該區域內之雷射加工的位置決定係由控制檢流鏡子而進行。

以上的動作結束，被加工物111的第1加工區域到達加工頭部135與上部吸塵裝置130的某位置之後，使上面吸附裝置131、132下降，密接於被加工物111的表面。

第4A、4B圖，係顯示有關本發明的第1實施形態之一例的上面吸附裝置之升降狀態的側視圖。第5A、5B圖係顯示有關本發明的第1實施形態之一例的上面吸附裝置之詳細架構的側視圖。第6A、6B圖係顯示有關本發明的第1實施形態之一例的上面吸附裝置之不同架構的詳細側視圖。

第4A圖所顯示之狀態，係上面吸附裝置131、132上升的狀態，第4B圖所顯示之狀態，係上面吸附裝置131、132下降密接於被加工物111表面的狀態。

上面吸附裝置131、132如第4B圖所示成為下降的狀態時，開始被加工物111之上面的吸附。其詳細的架構與動作如第5圖所示。

第5A圖，係上面吸附裝置131、132下降時之狀態從Y方向看的側視圖，第5B圖，係上面吸附裝置131、132下降時之狀態從X方向看的側視圖。分別設置1對之上面吸附裝置升降氣缸133，係固定在上部吸塵裝置130。上面吸附裝置升降氣缸133係由空氣缸所構成，由於透過空氣管141控制空氣壓可使上面吸附裝置131、132上下。在此上面吸附裝置131、132均顯示下降的狀態。

上面吸附裝置131、132，係被加工物111之雷射照射側的面，即從上面可能吸附被加工物111之方式設置有上面吸附孔142。使上面吸附裝置131、132下降後，透過空氣管143進行真空吸引可從上面吸附被加工物111。

如第5A圖所示，把上面吸附裝置131、132之外形的長度方向對於可動載置部121的長度方向設置在垂直方向。在本實施形態方面上面吸附裝置131、132之長度方向係X軸方向，可動載置部121的長度方向係作為Y軸方向。

而且，上面吸附裝置131、132之長度方向的大小，係僅設定比一個可動載置部121的寬度稍小即可。如此，則當上面吸附裝置131、132下降之際，被加工物111被夾在可動載置部121與上面吸附裝置131、132之間而不致變形、或受損，可確保被加工物111之上面的上面吸附裝置131、132之周邊的面精度。

在此，所謂僅設定稍小，係雷射加工裝置100之驅動精度與被加工物111的厚度或從其偏差程度不會傷到被加工物111之範圍內設定即可。例如，可動載置部121的寬度若設定為50mm時，從47mm至49mm的範圍，尤其以48mm作為基準尺寸設定較佳。

或者，如第6A、6B圖所示，也可將上面吸附裝置131、132之長度方向的大小，設定比可動載置部121的寬度大。如此，則每當被加工物111的移動雖有必要使上面吸附裝置131、132上升，但不必精密地控制上面吸附裝置131、132的下降量，等下降接觸到被加工物111才開始吸附。僅如此作，可確保被加工物111的上面吸附裝置131、132之周邊的面精度。

第7A、7B圖，係顯示有關本發明的第1實施形態之一例的上面吸附裝置之上面吸附效果的圖。如第5A、5B圖或如第6A、6B圖構成之上面吸附裝置131、132的作用顯示如第7A圖。第7A圖係顯示無該上面吸附裝置131、132之情況的被加工物111的狀態。例如，被加工物111，考慮為玻璃環氧(glass epoxy)以聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)薄膜夾進之厚度小於100μm之板狀基板的情況。在此種情況可動載置部121的寬度若設定為50mm時，其變形量成為數十μm的等級，對應此變形量之Z軸方向的焦點之偏差與X軸方向及Y軸方向的位置偏差，對於精密加工會給與很大的影響。即，此等焦點之偏差或位置的偏差，係成為精密加工的妨礙，會發生加工不良。

然而，只要是本發明的雷射加工裝置100，如第7B圖所示，上面吸附裝置131、132會在加工區域附近吸附被加工物111的上面。藉此，即使在該加工區域可動載置部121不在也可防止被加工物111的變形。

如以上，在第1加工區域之準備完備後，控制檢流X鏡子109與檢流Y鏡子110，開始在孔加工位置照射雷射102。既定的雷射之照射結束，第1加工區域內之所有的孔加工結束時，停止上面吸附孔142的真空吸引以停止被加工物111的吸附保持。其後，使上面吸附裝置131、132上升，回到第4A圖所示之狀態。

其次為了移動到第2的加工區域，在本實施的形態則把加工台115移動到Y方向。在第2的加工區域上面吸附裝置131、132的下降、吸附、雷射孔加工、吸附的停歇、至上面吸附裝置131、132的上升之一連串的動作順序係如上所述。如以上，一個可動載置部121下降之加工區域至全部雷射加工結束反覆進行。

複數的可動載置部121之中的一個可動載置部121下降之加工區域若所有的雷射加工結束時，停止上面吸附孔142的真空吸引以停止被加工物111的吸附保持。其後，使上面吸附裝置131、132上升，回到第4A圖所示之狀態。

上面吸附裝置131、132如第4A圖所示成為上升之狀態時，開始以下的動作。首先，應把載置部120移動到其次的加工區域，把加工台115開始朝X方向移動。一面使已經下降之可動載置部121的噴出停止，使該可動載置部121上升。若上升結束時使設置在該可動載置部121之載置部吸附孔122真空吸引，把被加工物111再度吸附保持。設置在對應於其次加工區域之位置的可動載置部121之載置部吸附孔122的真空吸引切換為噴出。該部位之被加工物111的下面無法吸附保持時，使該可動載置部121下降。此等的動作並行進行。

而且，被加工物111到達加工區域之後，使上面吸附裝置131、132下降，與被加工物111之表面密接，開始吸附被加工物111的上面。

如以上，在該加工區域之準備完備後，控制檢流X鏡子109與檢流Y鏡子110，開始在孔加工位置照射雷射102。

反覆上述的動作，執行被加工物111之既定的加工區域所有的加工。既定的加工區域之所有的加工結束時，停止上面吸附孔142的真空吸引以停止被加工物111的吸附保持。其後，使上面吸附裝置131、132上升，回到第4A圖所示之狀態。

上面吸附裝置131、132如第4A圖所示成為上升之狀態時，開始以下的動作。首先，應把被加工物111移動到取出位置，開始加工台115的移動。開始把加工頭部135朝原點之移動。一面停止已經下降之可動載置部121的噴出，使該可動載置部121上升。若上升結束時使設置在該可動載置部121的載置部吸附孔122真空吸引，再度吸附保持被加工物111。此等的動作並行進行。

若上述的動作全部結束時，停止所有的載置部吸附孔122與所有的外周吸附孔124之真空吸引。而且，確認被加工物111沒有被吸附保持，被加工物111之取出裝置(未圖示)會從載置部120取出被加工物111。

即，本發明之雷射加工裝置100，係具備有：加工頭部135、載置部120、加工台115、上面吸附裝置131、132、與驅動部150。在此，加工頭部135，係把被加工物111予以雷射加工。載置部120，係具有複數可上下升降之被分割的可動載置部121用以保持被加工物111。加工台115，係把載置部120朝X方向及Y方向驅動。上面吸附裝置131、132，係位於被加工物111之上方把被加工物111的上面吸附。驅動部150，係把上面吸附裝置131、132予以上下升降驅動。

藉由此架構，透過把被加工物111之加工區域附近保持在上面吸附裝置131、132的上方，即使厚度非常薄之板狀的被加工物111，也可進行撓度非常少而精度高的雷射加工。藉此，可減低隨著精度不良所造成的加工不良。

又，設置一對上面吸附裝置131、132，建構成分別可獨立予以上下升降驅動之方式。

藉由此架構，即使厚度非常薄之板狀的被加工物111，也可進行撓度非常少而精度高的雷射加工。

又，上面吸附裝置131、132之長度方向，係設置成與可動載置部121的長度方向垂直，上面吸附裝置131、132之長度方向的大小設定大於可動載置部121之寬度的架構。

藉由此架構，即使厚度非常薄之板狀的被加工物111，也可進行撓度非常少而精度高的雷射加工。

又，上面吸附裝置131、132，藉由加上電壓吸附被加工物111之以靜電夾具形成的架構亦可。

藉由此架構，即使厚度非常薄之板狀的被加工物111，也可進行撓度非常少而精度高的雷射加工。

又，在與上面吸附裝置131、132之被加工物111的表面接觸之面設置吸附孔，透過吸引之空氣壓吸附被加工物111的架構。

藉由此架構，即使厚度非常薄之板狀的被加工物111，也可進行撓度非常少而精度高的雷射加工。

如上所述，在本發明之雷射加工裝置100，係把貫穿之雷射102所能到達之位置的可動載置部121使其位於比其他的載置部更下方而從雷射102的聚光範圍避開。藉此，使其不受基於雷射102所造成的損傷之方式，而關於在其他的加工區域則可吸附保持。與其同時，可動載置部121在下降之加工區域附近，有上面吸附裝置131、132保持在上方。藉此，即使厚度非常薄之板狀的被加工物111，也可進行撓度非常少而精度高的雷射加工。

此係，在被加工物111之加工區域附近若可成為從上下夾進吸附保持的架構則可發揮特別的效果。由於將上面吸附裝置131、132與載置部120和分割成可動載置部121之雷射加工裝置100組合，可發揮更高的效果。

此外，在本實施形態方面雖顯示上面吸附裝置131、132之被加工物111的吸附由真空吸引而實現之例，但使用不同的吸附方法也可實現。例如，亦可使用靜電夾具。此係以埋藏電極之介電質形成上面吸附裝置131、132，由於在該電極加上電壓，通過介電質可吸附被加工物之薄板。作為介電質，只要絕緣耐壓與介電率均高者即可，例如，碳化矽、氧化鋁、氮化鋁等陶瓷系的材質較優良。靜電夾具與藉由真空吸引之吸附相比，吸附、脫離之反應速度顯著的快，由於把靜電夾具用於上面吸附裝置131、132，可設法縮短整體的加工時間。

即，上面吸附裝置131、132，藉由加上電壓把被加工物111予以吸附之作為靜電夾具所形成的架構。

藉由此架構，即使厚度非常薄之板狀的被加工物111，也可進行撓度非常少而精度高的雷射加工。

又，上面吸附裝置131、132，係以氮化膜處理之不銹鋼所形成，至少與被加工物111的表面接觸之面作為被研磨的架構亦可。

藉由此架構，即使厚度非常薄之板狀的被加工物111，也可進行撓度非常少而精度高的雷射加工。

又，在本實施形態方面雖使用設置6個可動載置部121之圖進行說明，但可動載置部121之數量係以雷射加工裝置100之大小等的設計要件決定即可，並不受此例之限制。

(第2實施形態)

其次，使用本發明之雷射加工裝置100的不同加工方法之一例予以說明。在第1、2、及3圖所示之雷射加工裝置100的架構係與上述之第1實施形態相同。同樣地，在上部吸塵裝置130，係安裝有1對上面吸附裝置131、132，與分別使上面吸附裝置131、132上下之上面吸附裝置升降氣缸133。在本第2實施形態上面吸附裝置升降氣缸133係使用空氣缸使各個的上面吸附裝置131、132可獨立上下之方式所構成。

第8A、8B圖、從第9A至9C圖，係顯示有關本發明的第2實施形態之被加工物111的加工區域之設定的一例之配置圖。第9A、9B、9C圖，係顯示有關本發明的第2實施形態之一例的上面吸附裝置之不同升降狀態的側視圖。

第8A、8B圖，係顯示被加工物111的加工區域之分配的一例，依加工的順序分派有1、2、‧‧‧、48的號碼。在Y方向雖分派有6行，此為對應於可動載置部121之分配支數者。此外，稱為此6行或48之加工區域數，係在本第2實施形態為了說明的方便而設定者，在實際的加工方面並不限定於此數。

關於如以上所構成之雷射加工裝置100的動作予以說明。

把被加工物111搭載於裝置，將被加工物111吸附保持，使加工台115予以移動。僅在第1加工區域之下面的可動載置部121，把設置在該可動載置部121之載置部吸附孔122的真空吸引切換為噴出，停止該部位之被加工物111下面的吸附保持，至使該可動載置部121下降為止的動作係與上述之第1實施形態相同。

不同之點，係在以上的動作結束，被加工物111的第1加工區域到達在加工頭部135與上部吸塵裝置130所配置的位置之後，在使上面吸附裝置下降的情況，僅使設置在第2加工區域側之上面吸附裝置132下降，使其密接在被加工物111的表面之處。第9A圖僅顯示其上面吸附裝置132密接在被加工物111的表面之狀態。此，係相當於僅加工的進行方向144側之上面吸附裝置132密接在被加工物111。

上面吸附裝置132如第9A圖所示成為下降的狀態時，開始被加工物111之上面的吸附。關於吸附，與第1實施形態相同藉由空氣管透過真空吸引進行亦可，也可透過使用靜電夾具進行吸附。

與第1實施形態相同，由於上面吸附裝置132在加工區域附近把被加工物111的上面吸附，即使可動載置部121不在該加工區域亦可防止被加工物111的變形。

以後，關於第1加工區域之孔加工係與第1實施形態相同。不同之點，係在即使第1加工區域內之所有的孔加工結束時，並不停止透過上面吸附裝置132對被加工物111的吸附保持，而使上面吸附裝置132在下降的原狀放置。

其次為了移動到第2加工區域，在本實施形態加工台115須使其移動到Y方向。在第2加工區域決定位置後，立即進行雷射孔加工。第2加工區域內之所有的孔加工結束時，使上面吸附裝置132在下降的狀態下移動到第3加工區域。如上述動作，將一個可動載置部121正在下降之區域至所有的雷射加工結束為止反覆進行。在本實施形態，係相當於第8加工區域。

第8加工區域之所有的雷射加工結束時，停止上面吸附裝置132之被加工物111的吸附保持。其後，使上面吸附裝置132上升，回到第9B圖所示之狀態。

上面吸附裝置131、132如第9B圖所示成為上升之狀態時，開始以下的動作。首先，應把載置部120移動到其次的加工區域，加工台115開始朝X方向移動。一面使已經下降之可動載置部121的噴出停止，使該可動載置部121上升，若上升結束時使設置在該可動載置部121之載置部吸附孔122真空吸引，再度吸附保持被加工物111。設置在對應於其次加工區域之位置的可動載置部121之載置部吸附孔122的真空吸引切換為噴出。該部位之被加工物111的下面無法吸附保持時，使該部位之可動載置部121下降。此等的動作並行進行。

而且，被加工物111到達第9加工區域之後，其次僅使上面吸附裝置131下降，與被加工物111之表面密接，開始吸附被加工物111的上面。此狀態顯示如第9C圖。第1加工區域的情況與使其下降之上面吸附裝置131雖不同，但僅使加工之進行方向144側之上面吸附裝置131與被加工物密接之點係一致。

一個可動載置部121正在下降之加工區域，在本圖方面從第9加工區域至第16加工區域全部雷射加工結束為止使上面吸附裝置131下降之狀態下反覆雷射加工。

其次，從移動到第17加工區域起開始，執行與第1加工區域之時同樣的動作。反覆以上的動作，執行被加工物111之既定的加工區域之所有的加工。既定的加工區域之所有的加工結束後，停止藉由上面吸附裝置131、132之被加工物111的吸附保持，其後，上面吸附裝置131、132均回到上升狀態。

以後，加工台115的移動、加工頭部135的恢復原點、載置部120之被加工物111的保持之停止，到從載置部120取出被加工物111為止，與第1實施形態的動作相同。

即，本發明之雷射加工方法，係使用上述記載之雷射加工裝置100予以加工被加工物111之雷射加工方法，被加工物之加工區域以加工台移動的情況，具有使上面吸附裝置131、132升降之步驟的方法。

藉由此方法，即使厚度非常薄之板狀的被加工物111，也可進行撓度非常少而精度高的雷射加工。

又，本發明之雷射加工方法，係使用上述記載之雷射加工裝置100予以加工被加工物111之雷射加工方法，考慮被加工物之加工區域以加工台115移動的情況。在此種情況，在複數的可動載置部121之中有1個在處於下降之加工區域至所有的雷射加工結束為止，至少要把配置在加工區域進行方向144的上面吸附裝置131、132在下降的狀態下進行雷射加工之雷射加工方法。

藉由此方法，即使厚度非常薄之板狀的被加工物111，也可進行撓度非常少而精度高的雷射加工。

又，本發明之雷射加工方法，係使用上述記載之雷射加工裝置100予以加工被加工物111之雷射加工方法，考慮被加工物之加工區域以加工台115移動的情況。在此種情況，在複數的可動載置部121之中有1個在處於下降之加工區域的前一個加工區域為止之所有的雷射加工結束為止，至少要把配置在加工區域進行方向144的上面吸附裝置131、132在下降的狀態下進行雷射加工之雷射加工方法。而且，最後進行雷射加工的加工區域，係把上面吸附裝置131、132在上升的狀態下進行雷射加工之雷射加工方法。

藉由此方法，即使厚度非常薄之板狀的被加工物111，也可進行撓度非常少而精度高的雷射加工。

如以上，根據有關本實施形態之雷射加工裝置100及雷射加工方法，一面防止貫穿之雷射102所造成的損傷，可動載置部121正在下降之加工區域附近將上面吸附裝置131或132之任一方保持在上方。藉此，即使厚度非常薄之板狀的被加工物111，也可進行撓度非常少而精度高的雷射加工。

再者，由於稱為上面吸附裝置131、132之升降動作的次數可以非常少，所以可設法縮短加工的時間。

此外，在本實施之形態方面使上面吸附裝置131、132之一方下降，並吸附被加工物111的狀態下使加工台115移動而移動加工區域。此時，使下降之上面吸附裝置131、132係加工區域之進行方向144的上面吸附裝置131、132。因此，上面吸附裝置131、132即使成為磨擦被加工物111的表面，因為其為尚未加工的加工區域，所以不會損傷被加工物111的表面。

又，在實施如此的雷射加工方法之情況，把上面吸附裝置131、132之材質與表面處理，使其為磨擦被加工物111之表面時適當者即可。若舉其一例，用不銹鋼作為基材，以擦光輪(buff)研磨使表面粗糙度變小後，進行氮化膜處理。再者，把觸及被加工物111之表面以擦光輪研磨，進行鏡面光製。由於如此製作，可以使擦光被加工物111的表面之面，堅硬而容易滑動，而且，不會產生磨耗。

此外，在本實施之形態中，顯示在進行方向144側之上面吸附裝置131、132在下降之狀態下將一個可動載置部121下降之加工區域至所有的雷射加工結束為止反覆進行之例。然而，前一個加工區域之雷射加工若結束，將停止處於下降之上面吸附裝置131、132之被加工物111的吸附保持。其後，由於使下降之上面吸附裝置131、132上升之後才移動到其次的加工區域，所以被加工物111被夾在上面吸附裝置131、132與外周載置部123之間，可防止變形、或受傷。此時，外周載置部123為了保持被加工物111，即使上面吸附裝置131、132會上升也可確保面精度。

此外，究竟選擇在第1實施形態說明之雷射加工方法，或在第2實施形態說明之雷射加工方法之那一方，依照被加工物之材質或厚度變更亦可。在本發明之雷射加工裝置100，由於使2個上面吸附裝置131、132建構成可能獨立升降之控制，所以雷射加工方法之選擇為可能。

又，上面吸附裝置非1對而即使僅設置1個，變更加工區域的加工順序，經常使進行方向之上面吸附裝置下降之方式即可。

產業上之可利用性

有關本發明之雷射加工裝置，係藉由雷射之孔加工，一方面防止載置部的損傷，一方面保持被加工物的平面度，可以實現高加工精度者，而有用於進行穿通孔加工之雷射加工裝置等。

100．．．雷射加工裝置

101．．．雷射振盪器

102．．．雷射

103．．．鏡子

104．．．準直儀透鏡

105．．．遮罩

106．．．光圈(iris)

107．．．fθ透鏡

108．．．控制控制器

109．．．檢流(galvano)X鏡

110．．．檢流(galvano)Y鏡

111、811、901．．．被加工物

112．．．下部吸塵裝置

113．．．空氣流

115．．．加工台

116．．．Y工作台

117．．．Y軸移動馬達

118．．．X工作台

119．．．X軸移動馬達

120、821．．．載置部

121．．．可動載置部

122．．．載置部吸附孔

123．．．外周載置部

124．．．外周吸附孔

125．．．可動載置部升降氣缸

130．．．上部吸塵裝置

131、132．．．上面吸附裝置

133．．．上面吸附裝置升降氣缸

135．．．加工頭部

136．．．Z滑件

137．．．Z軸移動馬達

140．．．本體框架

141．．．空氣管

142．．．上面吸附孔

143．．．空氣管

144．．．進行方向

150．．．驅動部

902．．．夾具

902．．．拖拉裝置

904．．．移動裝置

905．．．集塵裝置

906．．．停止裝置

907．．．保持裝置

908．．．調節裝置

第1圖係顯示有關本發明的第1實施形態之一例的雷射加工裝置之概略架構的立體圖。

第2圖係有關本發明的第1實施形態之一例的雷射加工裝置從Y方向看的側視圖。

第3圖係有關本發明的第1實施形態之一例的雷射加工裝置從X方向看的側視圖。

第4A圖係顯示有關本發明的第1實施形態之一例的上面吸附裝置之升降狀態的側視圖。

第4B圖係顯示有關本發明的第1實施形態之一例的上面吸附裝置之升降狀態的側視圖。

第5A圖係顯示有關本發明的第1實施形態之一例的上面吸附裝置之詳細架構的側視圖。

第5B圖係顯示有關本發明的第1實施形態之一例的上面吸附裝置之詳細架構的側視圖。

第6A圖係顯示有關本發明的第1實施形態之一例的上面吸附裝置之不同架構的詳細側視圖。

第6B圖係顯示有關本發明的第1實施形態之一例的上面吸附裝置之不同架構的詳細側視圖。

第7A圖係顯示有關本發明的第1實施形態之一例的上面吸附裝置之上面吸附效果的圖。

第7B圖係顯示有關本發明的第1實施形態之一例的上面吸附裝置之上面吸附效果的圖。

第8A圖係顯示有關本發明的第2實施形態之被加工物之加工區域的設定之一例的配置圖。

第8B圖係顯示有關本發明的第2實施形態之被加工物之加工區域的設定之一例的配置圖。

第9A圖係顯示有關本發明的第1實施形態之一例的上面吸附裝置之不同升降狀態的側視圖。

第9B圖係顯示有關本發明的第1實施形態之一例的上面吸附裝置之不同升降狀態的側視圖。

第9C圖係顯示有關本發明的第1實施形態之一例的上面吸附裝置之不同升降狀態的側視圖。

第10圖係顯示有關先前技術之雷射加工裝置的載置部之架構的側視圖。

第11圖係顯示有關先前技術之雷射加工裝置的被加工物之保持狀態的架構之立體圖。

100．．．雷射加工裝置

101．．．雷射振盪器

102．．．雷射

103．．．鏡子

104．．．準直儀透鏡(collimator lens)

105．．．遮罩

106．．．光圈(iris)

107．．．fθ透鏡

108．．．控制控制器

109．．．檢流(galvano)X鏡子

110．．．檢流(galvano)Y鏡子

111．．．被加工物

112．．．下部吸塵裝置

113．．．空氣流

115．．．加工台

120．．．載置部

121．．．可動載置部

122．．．載置部吸附孔

123．．．外周載置部

124．．．外周吸附孔

125．．．可動載置部升降氣缸

130．．．上部吸塵裝置

131、132．．．上面吸附裝置

133．．．上面吸附裝置升降氣缸

135．．．加工頭部

Claims (12)

1. 一種雷射加工裝置，係具備：加工頭部，係把被加工物予以雷射加工；載置部，係具有複數可上下升降之被分割的可動載置部來保持前述被加工物；加工台，係將前述載置部朝X方向及Y方向驅動；上面吸附裝置，係位於前述被加工物之上方，吸附前述被加工物的上面；及驅動部，係將前述上面吸附裝置朝上下升降驅動，前述上面吸附裝置係設置一對，建構成分別獨立予以上下升降驅動；前述上面吸附裝置之長度方向與前述可動載置部的長度方向設置成垂直；前述上面吸附裝置之長度方向的大小設定成大於前述可動載置部的寬度；且前述上面吸附裝置係由利用施加電壓來吸附前述被加工物之靜電夾具所形成。
2. 一種雷射加工裝置，係具備：加工頭部，係把被加工物予以雷射加工；載置部，係具有複數可上下升降之被分割的可動載置部來保持前述被加工物；加工台，係將前述載置部朝X方向及Y方向驅動；上面吸附裝置，係位於前述被加工物之上方，吸附前述被加工物的上面；及 驅動部，係將前述上面吸附裝置朝上下升降驅動，前述上面吸附裝置係設置一對，建構成分別獨立予以上下升降驅動；前述上面吸附裝置之長度方向與前述可動載置部的長度方向設置成垂直；前述上面吸附裝置之長度方向的大小設定成小於前述可動載置部的寬度；且前述上面吸附裝置係由利用施加電壓來吸附前述被加工物之靜電夾具所形成。
3. 一種雷射加工方法，係使用申請專利範圍第1或2項之雷射加工裝置來加工被加工物者，具有一在以加工台移動前述被加工物之加工區域時，使前述上面吸附裝置升降之步驟，且前述上面吸附裝置係由利用施加電壓來吸附前述被加工物之靜電夾具所形成。
4. 一種雷射加工方法，係使用申請專利範圍第1或2項之雷射加工裝置來加工被加工物者，在以加工台移動前述被加工物之加工區域時，在複數可動載置部的其中1個下降了的加工區域全部結束雷射加工前，係於至少已使配置在加工區域進行方向的上面吸附裝置下降的狀態下進行雷射加工，且前述上面吸附裝置係由利用施加電壓來吸附前述被加工物之靜電夾具所形成。
5. 一種雷射加工方法，係使用申請專利範圍第1或2項之雷 射加工裝置來加工被加工物者，以加工台移動前述被加工物之加工區域時，在複數可動載置部的其中1個下降了的加工區域的前一個加工區域為止全部結束雷射加工前，至少於已使配置在加工區域進行方向的上面吸附裝置下降的狀態下進行雷射加工，且最後進行雷射加工的加工區域係於已使前述上面吸附裝置上升的狀態下進行雷射加工，且前述上面吸附裝置係由利用施加電壓來吸附前述被加工物之靜電夾具所形成。
6. 一種雷射加工裝置，係具備：加工頭部，係把被加工物予以雷射加工；載置部，係具有複數可上下升降之被分割的可動載置部來保持前述被加工物；加工台，係將前述載置部朝X方向及Y方向驅動；上面吸附裝置，係位於前述被加工物之上方，吸附前述被加工物的上面；及驅動部，係將前述上面吸附裝置朝上下升降驅動，前述上面吸附裝置係設置一對，建構成分別獨立予以上下升降驅動；前述上面吸附裝置之長度方向與前述可動載置部的長度方向設置成垂直；前述上面吸附裝置之長度方向的大小設定成大於前述可動載置部的寬度；在前述上面吸附裝置之與前述被加工物的表面接 觸之面設置吸附孔，藉由吸引之空氣壓吸附前述被加工物；前述上面吸附裝置係以經過氮化膜處理之不銹鋼所形成，且至少與前述被加工物的表面接觸之面經過研磨。
7. 如申請專利範圍第6項之雷射加工裝置，更具備上部吸塵裝置；前述上面吸附裝置設置於前述上部吸塵裝置，其中前述上部吸塵裝置利用從設置在其一部分的孔吸引內部之空氣，將雷射加工之際在前述被加工物之上部所發生的加工屑進行集塵、排氣，雷射加工前述被加工物之際，前述上部吸塵裝置隔著一定的間隔位於前述被加工物的上方。
8. 一種雷射加工裝置，係具備：加工頭部，係把被加工物予以雷射加工；載置部，係具有複數可上下升降之被分割的可動載置部來保持前述被加工物；加工台，係將前述載置部朝X方向及Y方向驅動；上面吸附裝置，係位於前述被加工物之上方，吸附前述被加工物的上面；及驅動部，係將前述上面吸附裝置朝上下升降驅動，前述上面吸附裝置係設置一對，建構成分別獨立予以上下升降驅動；前述上面吸附裝置之長度方向與前述可動載置部的 長度方向設置成垂直；前述上面吸附裝置之長度方向的大小設定成小於前述可動載置部的寬度；在前述上面吸附裝置之與前述被加工物的表面接觸之面設置吸附孔，藉由吸引之空氣壓吸附前述被加工物；前述上面吸附裝置，係以經過氮化膜處理之不銹鋼所形成，且至少與前述被加工物的表面接觸之面經過研磨。
9. 如申請專利範圍第8項之雷射加工裝置，更具備上部吸塵裝置；前述上面吸附裝置設置於前述上部吸塵裝置，其中前述上部吸塵裝置利用設置在其一部分的孔吸引內部之空氣，將雷射加工之際在前述被加工物之上部所發生的加工屑進行集塵、排氣，雷射加工前述被加工物之際，前述上部吸塵裝置隔著一定的間隔位於前述被加工物的上方。
10. 一種雷射加工方法，係使用申請專利範圍第6至9項中任一項之雷射加工裝置來加工被加工物者，具有一在以加工台移動前述被加工物之加工區域時，使前述上面吸附裝置升降之步驟，在前述上面吸附裝置之與前述被加工物的表面接觸之面設置吸附孔，藉由吸引之空氣壓吸附前述被加工物， 前述上面吸附裝置係以經過氮化膜處理之不銹鋼所形成，且至少與前述被加工物的表面接觸之面經過研磨。
11. 一種雷射加工方法，係使用申請專利範圍第6至9項中任一項之雷射加工裝置來加工被加工物者，在以加工台移動前述被加工物之加工區域時，在複數可動載置部的其中1個下降了的加工區域全部結束雷射加工前，係於至少已使配置在加工區域進行方向的上面吸附裝置下降的狀態下進行雷射加工，在前述上面吸附裝置之與前述被加工物的表面接觸之面設置吸附孔，藉由吸引之空氣壓吸附前述被加工物，前述上面吸附裝置係以經過氮化膜處理之不銹鋼所形成，且至少與前述被加工物的表面接觸之面經過研磨。
12. 一種雷射加工方法，係使用申請專利範圍第6至9項中任一項之雷射加工裝置來加工被加工物者，以加工台移動前述被加工物之加工區域時，在複數可動載置部的其中1個下降了的加工區域的前一個加工區域為止全部結束雷射加工前，至少於已使配置在加工區域進行方向的上面吸附裝置下降的狀態下進行雷射加工，且最後進行雷射加工的加工區域係於已使前述上面吸附裝置上升的狀態下進行雷射加工，在前述上面吸附裝置之與前述被加工物的表面接 觸之面設置吸附孔，藉由吸引之空氣壓吸附前述被加工物，前述上面吸附裝置係以經過氮化膜處理之不銹鋼所形成，且至少與前述被加工物的表面接觸之面經過研磨。