TWI675717B - 雷射加工方法及雷射加工裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明係以能實現保持加工精度並得到高速化效果之混成加工作為目 的，於組合了停止加工與同步加工的混合加工中，將加工區域依照加工時的順序，以位於各行端緣的區塊為始並朝向位於相反側端緣的區塊前進至各行的終端區塊，接著以位於相鄰行同側的區塊為始並朝向位於相反側端緣的區塊前進，而在彼此相鄰的行往返且於加工密度相對較低的區塊進行停止加工，更於進行前述停止加工之區塊以外的區塊進行同步加工。

Description

雷射加工方法及雷射加工裝置
本發明係關於一種雷射加工方法及雷射加工裝置，其係藉由雷射掃描而用於在例如印刷基板的複數位置進行開孔。
就雷射開孔的方法而言，具有將載置有被加工物的工作台停止而於前述被加工物進行雷射掃描的方法(以下稱為停止加工)，以及藉由一邊移動工作台而一邊於前述被加工物進行雷射掃描的高速化方法(以下稱為同步加工)。
就同步加工而言，已被揭露於專利文獻1、2及3，尤其專利文獻2揭示了一種技術，其係將停止加工與同步加工組合(以下稱為混成加工)，於孔密度均勻低的情況下進行同步加工，而在孔密度參差不齊的情況下，各自於孔密度低的區域進行同步加工，且於孔密度高的區域進行停止加工。
然而，在前述專利文獻2的技術中，無論如何，孔密度低的區域都是進行同步加工，而有必要儘可能地在其區域的雷射掃描時間內，僅將工作台移動其區域部分的程度。然而，就孔密度非常低的區域而言，在雷射掃描時間內將工作台移動係變得困難，而有不得不設置雷射掃描中斷時間的情形，整體的加工速度下降。同時，於孔密度非常低之區域的同步加工後接續著停止加工的情況下，或是相反順序的情況下，而有將工作台從高速移動狀態轉換至停止狀態，或以相反順序轉換的必要。因此，加減速變大而難以確保加工精度。再者，雖然於孔密度高的區域進行停止加工，但因為在下個位置進行加工時，進行了停止加 工的部分，工作台的移動量變長，故若加快工作台速度並提升加工速度，則加減速變大而難以確保加工精度。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利第3561159號公報
[專利文獻2]日本特開2004-142082號公報
[專利文獻3]日本特開2012-187620號公報
因此，本發明係以實現保持加工精度並得到高速化效果之混成加工作為目的。
在本案所揭示的發明中，具代表性的一例係如下所示。亦即，本發明揭示一種雷射加工方法，其係組合同步加工與停止加工，前述同步加工係藉由於載置有被加工物之工作台與雷射掃描系統之間同時進行相對移動，以及雷射掃描系統的雷射掃描來進行加工，前述停止加工係藉由將前述相對移動停止而進行雷射掃描來進行加工，且該雷射加工方法包含：針對前述被加工物之加工區域中需要加工的區域，以尺寸小於前述雷射掃描之掃描面積的區塊作為單位來分配，使得前述區塊在相同或垂直於前述相對移動方向的第一方向作為行而從端 緣依序排列，且前述行在與前述第一方向垂直的第二方向從端緣依序排列；同時，作為將前述加工區域加工時的順序，藉由於前述各行中，以位於各行端緣的區塊為始並朝向位於相反側端緣的區塊前進至各行的終端區塊，接著以位於相鄰行同側的區塊為始並朝向位於相反側端緣的區塊前進，而在彼此相鄰的行往返且於加工密度相對較低的區塊進行停止加工，更於進行前述停止加工之區塊以外的區塊進行同步加工。
根據本發明，能實現保持加工精度並得到高速化效果之混成加工。
1‧‧‧印刷基板
2‧‧‧工作台
3‧‧‧雷射掃描系統
4‧‧‧電流掃描器
5‧‧‧聚光(fθ)透鏡
6‧‧‧雷射脈衝供給系統
7‧‧‧雷射震盪器
8‧‧‧音響光學變調器(AOM)
9‧‧‧工作台控制部
10‧‧‧電流控制部
11‧‧‧雷射控制部
20‧‧‧全體控制部
21‧‧‧加工計畫部
22‧‧‧加工資料夾
23‧‧‧加工程序資料夾
24‧‧‧加工控制部
25‧‧‧光束掃描控制部
26‧‧‧工作台軌道生成部
30‧‧‧工作台控制部
31‧‧‧X軸系統補間軌道生成部31
32‧‧‧X軸系統工作台驅動裝置
33‧‧‧X軸馬達
34‧‧‧滾珠螺桿
35‧‧‧位置檢測器
40‧‧‧X軸系統電流控制部
41‧‧‧保持部
42‧‧‧X軸系統電流補間軌道生成部
43‧‧‧X軸系統電流掃描器
44‧‧‧X軸系統電流掃描器伺服控制部
45‧‧‧鏡子
46‧‧‧雷射脈衝
60‧‧‧加工區域
631~635‧‧‧區塊
A1~A4‧‧‧區塊
636‧‧‧倍區塊
62‧‧‧行
63‧‧‧區塊連續帶狀區域
64‧‧‧非加工帶狀區域
65‧‧‧行間帶狀區域
66‧‧‧開孔區域
ML‧‧‧加工進行線
S‧‧‧掃描面積
CS‧‧‧掃描面積的中央
P1~P4‧‧‧通過點
101~113‧‧‧步驟
201~210‧‧‧步驟
rt‧‧‧工作台位置指令
rg‧‧‧電流位置指令
xh‧‧‧X軸工作台位移
[圖1]圖1係用於說明本發明第一實施例中加工計畫部的動作之流程圖。
[圖2]圖2係本發明第一實施例的雷射開孔裝置之方塊圖。
[圖3]圖3係用於說明圖2中加工計畫部的動作之圖。
[圖4]圖4係用於說明圖2中加工計畫部的動作之圖。
[圖5]圖5係用於說明圖2中加工計畫部的動作之圖。
[圖6]圖6係用於說明圖2中加工計畫部的動作之圖。
[圖7]圖7係用於說明圖2中加工計畫部的動作之圖。
[圖8]圖8係顯示圖2雷射開孔裝置的動作順序之流程圖。
[圖9]圖9係用於說明本發明第一實施例中區塊連續帶狀區域的通過點之圖。
[圖10]圖10係用於說明本發明第一實施例中區塊連續帶狀區域的加工例之圖。
[圖11]圖11係為了進行圖2中雷射開孔裝置之同步加工的控制系統之方塊圖。
[圖12]圖12係圖10所示之區塊連續帶狀區域的加工例中，圖示工作台速度指令與雷射掃描系統孔加工間的關係之概念圖。
[圖13]圖13係用於說明本發明第二實施例之圖。
[圖14]圖14係用於說明本發明第三實施例之圖。
[實施例1]
針對本發明的第一實施例進行說明。圖2係本發明第一實施例的雷射開孔裝置之方塊圖。於圖2中，印刷基板1係進行開孔加工之印刷基板，工作台2係載置印刷基板1的工作台，雷射掃描系統3係用於移動雷射脈衝照射位置的雷射掃描系統，此處，設置了用於X軸系統與Y軸系統之一對的電流(Galvano)掃描器4及聚光(fθ)透鏡5等。雷射脈衝供給系統6係將雷射脈衝供給至雷射掃描系統3的雷射脈衝供給系統，此處，其係包含使雷射脈衝震盪的雷射震盪器7及藉由分支控制來進行朝向雷射控制系統3的雷射脈衝輸出控制之音響光學變調器(AOM)8等。工作台控制部9係進行工作台2中X軸方向與Y軸方向之位置控制的工作台控制部，其係藉由使工作台2相對於固定位置的雷射掃描系統3進行相對移動，而使雷射掃描系統3中掃描面積的位置變化。電流控制部(雷射掃描控制部)10係控制雷射掃描系統3內電流掃描器4之動作的電流(Galvano)控制部，雷射控制部11 係控制雷射脈衝供給系統6中朝向雷射控制系統3輸出雷射脈衝之雷射控制部。雖然於工作台控制部9與電流控制部10中，各自具有一對的X軸系統與Y軸系統，但圖2係省略顯示。
全體控制部20係控制裝置全體動作的全體控制部，例如藉由程序控制的處理裝置來實現，並包含數個元件。作為其中一個元件之加工計畫部21係於開始加工動作前，基於儲存於加工資料夾22之印刷基板1的加工資料，作成用於控制加工動作的加工程序，並儲存於加工程序資料夾23。加工控制部24係在進行加工的階段讀取儲存於加工程序資料夾23的加工程序，並基於前述加工程序且使用從屬於加工控制部24之光束掃描控制部25及工作台軌道生成部26來實行加工動作。
再者，於圖2中，工作台控制部9、電流控制部10、雷射控制部11、光束掃描控制部25以及工作台軌道生成部26係可與全體控制部20分開構成，或者是此等元件的全部或是一部分亦可作為全體控制部20中的元件來構成，於此情形下亦可於全體控制部20當中亦可使用程序來實現。此外，於圖2當中，主要係顯示被認為必要之用於說明本實施例中連接各構成元件的線，並非顯示所有必要的線。
雖然印刷基板1的應開孔加工區域一般係各式各樣的圖案，且常在X軸方向、Y軸方向重複配置特定圖案，但於此處，為了理解發明，將沒有重複配置特定圖案的圖案作為例子來說明。
加工計畫部21係如圖7所示，預先將尺寸為雷射掃描系統3的掃描面積於X軸方向(橫方向)二分割後尺寸的單位區塊，以加工區域60的左端與下端作為基準，朝向X軸方向的右端，以依序邏輯地覆蓋的方式來分配。Y軸方向位置的相 同區塊係複數排列而構成行62，前述行62以下端為基準並朝Y軸方向的上方複數分配。區塊連續帶狀區域63係複數區塊相連的帶狀區域(以下稱為區塊連續帶狀區域)，非加工帶狀區域64係因為沒必要進行加工而未分配區塊之行62中的非加工帶狀區域、行間帶狀區域65係因為沒必要進行加工而未分配行62的行間帶狀區域。
圖1係用於說明加工計畫部21的動作之流程圖。在圖1中，步驟101係劃分加工區域，並選擇加工方向的步驟，且如圖3所示，此步驟係於將印刷基板1之全部開孔區域66包圍而分配矩形加工區域60的同時，選擇加工方向為X軸方向或Y軸方向。此處，說明加工方向為X軸方向的情況。步驟102係分配最下面之行62的步驟，此步驟係分配長方形的行62，其內接於前述加工區域60的底邊，並具有與掃描面積加工方向垂直相交之邊長相等的寬度(縱方向的長度)。
步驟103係於分配最上面行後於其上方分配行的步驟，從與步驟102長方形行62之底邊相反的邊朝上側看去，以包含最近的孔或使下側的邊剛好通過的方式，來分配具有與前述長方形區域相同尺寸的長方形行62。
步驟104係判斷行62之分配動作是否結束的步驟，其係判斷行62是否被分配於全部的孔，若否則重複進行步驟103，使得如圖4所示般，全部的開孔區域66被行62覆蓋。步驟105係於行62中分配區塊的步驟，相對於前述長方形的行62，將具有尺寸為掃描面積於加工方向前後二等分後之區塊，以從左端朝向X軸方向右端依序邏輯地覆蓋的方式，來進行分配。
再者，於本實施例中，藉由使加工區域60加工方向的長度成為於掃描面積加工方向前後二等分後之長度的整數倍，使得一個行中所包含的區塊數量成為整數。
步驟106係自區塊群削除區塊的步驟，此步驟係從步驟105所分配之區塊群中，由左端的區塊依序來看，若具有不包含孔的區塊，則將該區塊削除，此結果如圖5及圖6所示。在圖5中，於區塊連續帶狀區域63上重複顯示了開孔區域66，而在圖6中，僅於區塊連續帶狀區域63的前端顯示作為代表的一個區塊631。
步驟107係賦予各區塊號碼的步驟，此步驟係以步驟106殘存的區塊中位於最下面行左端之區塊作為起點，朝向X軸方向的右端依序賦予加工順序之號碼。在該步驟107中，若到達位於行的端點之區塊，將從上側看來位於相鄰行之同端側的區塊作為起點，繼續於加工方向賦予號碼，之後重複同樣動作。
步驟108係決定各區塊之通過點座標的步驟，此步驟係決定為了各區塊加工而使工作台移動時的目標位置，針對在行中最小號碼的區塊(例如位於最下面行左端的區塊)而言，將以加工方向來看前側邊的中點作為通過點；針對在步驟106削除區塊後之區域(非加工帶狀區域)正後方的區塊而言，除了行中最大號碼的區塊(例如位於最下面行右端的區塊)以外，將以加工方向來看前側邊的中點作為通過點；針對在其他區塊(例如區塊連續時後方的區塊)而言，將以加工方向來看位於後方邊的中點作為通過點。
步驟109係賦予各孔號碼的步驟，此步驟係在位於最下面行左端的區塊中選擇一個孔，並將其作為起點再依據最適化後之順序來賦予加工順序 的號碼。於該步驟109中，即使係針對殘餘區塊的各個孔，藉由依據步驟107中成為加工順序之號碼順序來相同地賦予號碼，以將全部的孔賦予號碼。前述最適化係例如在區塊內與區塊間，藉由儘可能地使電流掃描器的所需位移變小來實現的。
步驟110係算出全部的孔之位移的步驟，此步驟係將全部的孔作為對象，算出從各區塊的通過點至該區塊內各孔為止之位移的XY成分，亦即電流掃描器的所需位移。
步驟111係調查區塊孔數並賦予加工屬性的步驟，若孔數低於門檻值，則賦予指示進行停止加工的加工屬性，若孔數係在特定值以上，則在根據孔數的速度(以下稱為同步移動速度)下，來賦予指示將工作台一邊移動一邊進行加工之同步加工的加工屬性。
步驟112係賦予指示工作台高速移動之高速移動指示訊號的步驟，舉例來說，於像是成為區塊連續帶狀區域63終端的區塊之非加工帶狀區域正前方的區塊、於若區塊加工結束後將行切換所需之區塊，即於行的最終區塊賦予高速移動指示訊號，指示在短時間下能夠將工作台相對移動。
步驟113係儲存加工程序的步驟，此步驟係將在目前為止的作業中所得到之區塊的通過點座標、加工屬性、賦予同步加工之加工屬性中區塊的同步移動速度及各孔的電流掃描器所需位移、高速移動指示訊號，依據區塊的號碼順序排列，而作為加工程序儲存於資料夾中。
再者，於例如藉由照射單一雷射將各孔加工的情況下，由以下的式子求得前述孔數的門檻值或同步移動速度等。
At=Kp/Vsm、Vs=Kp/Nh、Kp=Ls/Tm
此處，At係孔數的門檻值，Vsm係即使適用同步加工還能確保精度或品質範圍之同步移動速度的上限，Vs係同步移動速度，Nh係孔數，Ls係區塊的加工方向距離，Kp係因應雷射掃描系統的應答速度、加工對象基板的類別、加工方法等條件而定之比例常數，Tm係在前述條件下相當於一個孔的平均加工時間。
同時，就前述高速移動指示訊號而言，因為此係在不進行加工的行間及/或非加工帶狀區域移動，故較佳係以比前述同步移動速度上限Vsm還快的速度作為目標，在該實施例中，指示工作台相對於雷射掃描系統，以在兩者相對移動動作所用之複數種類加速度中最高的加速度移動。
就全體的加工順序而言，如圖7之加工進行線ML所示，首先，將掃描面積以位於最下面第一行左側之區塊連續帶狀區域63左端的區塊為首，朝向X軸方向的右端將各區塊根據其加工屬性依序進行加工。若位於該區塊連續帶狀區域63終端的區塊加工結束，指示工作台相對於雷射掃描系統，以在兩者相對移動動作所用之複數種類加速度中最高的加速度在非加工帶狀區域64移動，接著以位於右側之區塊連續帶狀區域63左端的區塊為首，朝向X軸方向的右端將各區塊根據其加工屬性依序進行加工。若位於該區塊連續帶狀區域63終端的區塊加工結束，為了加工第二行，指示工作台相對於雷射掃描系統，以在兩者相對移動動作所用之複數種類加速度中最高的加速度在行間移動，再將掃描面積以位於第二行相同右側之區塊連續帶狀區域63右端的區塊為首，這次係朝向X軸方向的左端依序進行加工。以下，藉由每次於非加工帶狀區域及/或區塊連續帶狀區域出現時同樣進行，若到達 行的端點則移動至下一行相同側的端點，使掃描面積往返，並重複動作直到最末行。
圖8係顯示圖2雷射開孔裝置的動作順序之流程圖，並依據加工程序的內容進行該動作順序。在圖8中，步驟201係將工作台定位於第一個區塊之通過點的步驟。步驟202係判斷對應於通過點之區塊的加工屬性是否為同步加工的步驟，若指定同步加工，則前進至進行該區塊之同步加工的步驟203，若指定停止加工，則前進至進行該區塊之停止加工的步驟209。在進行該區塊之同步加工的步驟203中，依據具有特定速度分布的軌道，一邊將工作台朝向下個區塊的經過點移動，一邊將並聯的電流掃描器以既定的順序進行該區塊內的孔加工。
步驟204係判斷是否到達停止距離部分之正前方位置的步驟，若工作台未到達在下個區塊經過點中能夠減速停止之極限位置，即未從下個區塊的通過點到達至停止距離部分之正前方位置，則重複進行同步加工的步驟203，若到達，則前進至判斷該區塊內之加工是否結束的步驟205。若在步驟205判斷結束，則前進至步驟208，若判斷未結束，則前進至步驟206。在步驟206中，一邊將工作台在下個區塊通過點沿著減速停止的軌道移動，一邊將並聯的電流掃描器以既定的順序繼續進行該區塊內的加工。
步驟207係判斷該區塊內之加工是否結束的步驟，若判斷結束，則前進至步驟208，若判斷未結束，則前進至步驟206。208係判斷是否具有下個應加工之區塊的步驟，若有，則回到步驟202，若無，則加工終了。於前進至步驟209的情況下，於進行該區域的停止加工後，前進至判斷是否具有下個應加工之區塊的步驟210。此處，若有下個應加工之區塊，則前進至定位下個區塊通過點的步驟211，若無下個應加工之區塊，則加工終了。
再者，在該步驟211中，於下個區塊的通過點與現在區塊的通過點相同之情況下，步驟211的定位視為結束，直接前進至步驟202。
圖9係說明區塊連續帶狀區域的通過點之圖。於圖9中，掃描面積S係雷射掃描系統的掃描面積，其藉由使相對於固定位置之雷射掃描系統3的工作台2相對移動，來移動。中央CS係掃描面積S的中央，區塊A1~A4係各自為區塊連續帶狀區域中的區塊。區塊A1~A4各自的尺寸係如前述般，具有與掃描面積S於X軸方向(橫方向)二等分相等的尺寸。
通過點係如前述般被各自決定，針對在行中最小號碼的區塊(例如位於最下面行左端的區塊)而言，將以加工方向來看前側邊的中點作為通過點；針對非加工帶狀區域正後方的區塊而言，除了行中最大號碼的區塊(例如位於最下面行右端的區塊)以外，將以加工方向來看前側邊的中點作為通過點；針對在其他區塊(例如區塊連續時後方的區塊)而言，將以加工方向來看位於後方邊的中點作為通過點。
因此，於區塊A1~A4係相連之區塊連續帶狀區域的情況下，各區塊間的中點P1、P2、P3、P4係各自成為通過點。
圖10係用於說明區塊連續帶狀區域的加工例之圖，亦使用圖8的流程圖來針對該加工例進行以下說明。
於圖10中，虛線的矩形係表示掃描面積S。(a)係工作台被定位於區塊A1通過點的狀態，且對應於圖8的步驟201，通過點係位於掃描面積S的中央CS，即雷射掃描系統的坐標原點。若區塊A1被賦予停止加工的加工屬性，則對應於步驟209，直接將工作台在定位狀態下於該位置進行加工。對於區塊A1的加工結束之狀態為(b)。此處，因為下個區塊A2的通過點係與現在區塊的通過點相同， 故步驟211的定位被視為結束，且前進至判斷區塊A2加工屬性的步驟202。若賦予該區塊A2同步加工的加工屬性，則基於步驟203，依據具有特定速度分布的軌道，一邊將工作台朝向下個區塊A3的通過點移動，一邊進入並聯之區塊A2的加工。
工作台從區塊A3的通過點到達停止距離部分之正前方位置後，若區塊A2的加工結束，則透過步驟208前進至判斷區塊A3加工屬性的步驟202。對於區塊A2的加工結束之狀態係(c)。若區塊A3被賦予同步加工的加工屬性，則與區塊A2的情況相同，基於步驟203，依據具有特定速度分布的軌道，一邊將工作台朝向下個區塊A4的通過點移動，一邊開始區塊A3的加工。再者，於對象孔未進入掃描面積的狀態下而成為雷射掃描系統的掃描範圍外時，等待工作台的行進，在該孔進入掃描面積後的時點下進行照射。於工作台從區塊A4的通過點到達停止距離部分之正前方位置後，若區塊A3的加工結束，則透過步驟208前進至步驟202。此狀態為(d)。
再次回到圖2的說明，雖然加工控制部24係基於儲存在加工程序資料夾23的加工程序來實行加工動作，但此時，將電流掃描位移指令與雷射控制訊號傳送至光束掃描控制部25，且將工作台2之X軸與Y軸的位移指令傳送至工作台軌道生成部26。工作台軌道生成部26係接收工作台2各軸的位移指令，並產生具有梯形狀或三角形狀的速度分布之軌道，且基於前述軌道，以特定的週期將X軸指令值、Y軸指令值設定於X軸系統與Y軸系統的工作台控制部9。藉此，各自的工作台控制部9驅動工作台2並定位。光束掃描控制部25係接收電流掃描器位移指令並將X軸方向的電流掃描器位移訊號與Y軸方向的電流掃描器位移訊號分離，且各自輸入至X軸系統與Y軸系統的電流控制部10。於各自的電流控制部10，亦從對應之軸系 統的工作台控制部9輸入工作台位移量，且各自的電流控制部10基於電流掃描器位移訊號與工作台位移量來控制對應的電流掃描器4，並定位所需的偏向角。同時，光束掃描控制部25係接收雷射控制訊號並控制雷射控制部11，且從雷射脈衝供給系統6產生雷射脈衝。
圖11係為了進行圖2中雷射開孔裝置之同步加工時，用於實現工作台2與雷射掃描系統3的同步動作之控制系統之方塊圖。於該控制系統中具備一對的X軸系統與Y軸系統，兩者係相同構成，故此處僅說明X軸系統。於圖11中，工作台位置指令rt係從加工控制部24經由工作台軌道生成部26賦予至工作台控制部30的工作台位置指令。若X軸系統工作台控制裝置30接收工作台位置指令rt，則X軸系統補間軌道生成部31係生成沿著具有梯形狀速度分布之軌道的每一刻X軸目標值。該X軸目標值係輸入至X軸系統工作台驅動裝置32。X軸馬達33係透過滾珠螺桿34來驅動工作台2的X軸，並使用位置檢測器35檢測其位移量，再回授至X軸系統工作台驅動裝置32。X軸系統工作台驅動裝置32係比較X軸目標值與X軸位移量來設定供給至馬達33的電壓。
另一方面，電流位置指令rg係來自光束掃描控制部25而供給至X軸系統電流控制部40的電流位置指令。於X軸系統電流控制部40中，亦輸入X軸工作台位移訊號。此訊號係依據保持部41而在電流位置指令rg更新的時機下保持樣品，並保持此時的X軸工作台位移xh。因此，於X軸系統電流補間軌道生成部42的輸入側，僅輸入扣除X軸工作台位移之X軸電流掃描器的所需位移。此與賦予前回X軸電流位置指令rg時所需位移之差係成為X軸系統電流掃描器43所要求之移動量。雖然X軸系統電流補間軌道生成部42係對應該移動量來生成補間軌道，並作為每一刻的目標值輸出，但在另一方面，因為工作台2的X軸位置係每一刻變化，於補正相對於電流位置指令rg更新時工作台位移xh的變化量後，作為目標值輸入至X軸系統電流掃描器伺服控制部44。X軸系統 電流掃描器伺服控制部44係藉由比較目標值與從X軸系統電流掃描器43檢測之搖動角，並決定且輸出應施加至X軸系統電流掃描器43的電壓，再藉由控制安裝於其搖動軸之鏡子45的角度，來將雷射脈衝46偏向，且透過聚光透鏡5照射至基板1上之標的位置。
再者，於圖11中，主要係顯示被認為必要之用於說明本實施例中連接各構成元件間的線，並非顯示所有必要的線。
圖12係圖10所示之區塊連續帶狀區域的加工例中，圖示工作台速度指令與雷射掃描系統孔加工間的關係之概念圖。上側的圖形係工作台速度指令的速度波形，使用梯形速度分布。下側的圖形係顯示雷射掃描系統的雷射照射區間，黑色三角形係顯示各區塊的加工開始時點，並在顯示影線(Hatching)的地方進行雷射照射且進行孔加工。若最初區塊A1之通過點的定位結束，則區塊A1進行停止加工。若該區塊A1的加工結束，則直接於抑制了加速度與速度的軌道，朝向具有同步加工之加工屬性的下個區塊A2的通過點，開始工作台的移動，同時，雷射掃描系統開始加工。於從具有同步加工之加工屬性的下個區塊A3的通過點到達停止距離部分之正前方位置時，區塊A2的加工仍未結束之情況下，在前述通過點朝向停止的軌道前進，且在區塊A2的加工結束之時點，一邊將對應於下個區塊A3之梯形速度分布的速度成分重疊並進行加工。再者，於孔數少的情況下，加工會先結束，則從下個區塊A3的通過點到達停止距離部分之正前方位置之前的時間係變成等待工作台的到達。若到達停止距離部分之正前方位置，則在開始區塊A3加工的同時，將對應於區塊A2與A3之梯形速度分布的速度成分重疊，並進行工作台的移動。
根據以上的第一實施例，在加工密度相對低的區塊中，因為進行停止加工，故雷射掃描能在短時間內結束，能以較進行同步加工時還快的速度向下個區塊移動，且能夠提升全體的加工速度。
同時，因為在孔數多的區塊進行同步加工，則於冗長的雷射掃描時間內朝向下個通過點的工作台移動已經結束，因此能夠在沒有工作台移動時間的情況下快速地轉移至下個區塊的加工，故能夠享受同步加工的高速化效果。
同時，因為在孔數多的區塊進行同步加工，同步移動速度變得並非極端地快速，故即使於在同步加工後接著進行停止加工的情況、或是相反順序的情況下，加減速不會變大，而能保持加工精度。
同時，於進行從行端點移動至下一行相同側端點之行間移動的情況下，因為指示工作台相對於雷射掃描系統，以在兩者相對移動動作所用之複數種類加速度中最高的加速度移動，故能縮短行間的移動時間，且能夠提升全體的加工速度。
更甚者，於具有非加工帶狀區域的情況下，於區塊連續帶狀區域的終端區塊之加工結束並至開始下個區塊連續帶狀區域的始端區塊之加工位置前，因為指示工作台相對於雷射掃描系統，以在兩者相對移動動作所用之複數種類加速度中最高的加速度移動，故能縮短在非加工帶狀區域的移動時間，且能夠縮短全體的加工時間。再者，非加工帶狀區域係短的情況下，即使提高加速度而加速，也不得不馬上減速，實際上並不限於能夠到達作為目標之快速的速度。
藉此，能夠實現保持加工精度並得到高速化效果之混成加工。
[實施例2]
針對本發明的第二實施例進行說明。
一般而言，印刷基板加工區域60之內緣周邊的孔密度係低的。同時，就非加工帶狀區域而言，並非急速地變得不包含孔，常常是孔漸漸變少。因此，如前述般依序分配特定尺寸區塊的情況下，舉例來說，分配圖5或圖6中位於最下面第一行左側之區塊連續帶狀區域63的情況下，如圖13(a)所示，常有位於加工 區域60內緣周邊左端(始端)之區塊631及/或位於非加工帶狀區域正前方之作為終端的區塊632之開孔區域66中孔數變少的情形。同時，如圖13(b)所示，在位於最下面第一行右側之區塊連續帶狀區域63的情況下，常有位於非加工帶狀區域正後方之作為左端(始端)的區塊633及/或位於加工區域60內緣周邊之作為終端的區塊634之開孔區域66中孔數變少的情形。
因此，在實施例1中，就位於各行兩端的區塊及位於區塊連續帶狀區域始端與終端的區塊而言，並不需要判斷孔密度，較佳係變更成賦予停止加工的加工屬性。舉例來說，此係例如於圖1所示之加工計畫部21流程圖中，在調查區塊孔數並賦予加工屬性的步驟111之前，就位於各行兩端的區塊及位於區塊連續帶狀區域之始端與終端的區塊而言，於追加賦予停止加工的加工屬性之步驟的同時，藉由僅針對未賦予加工屬性的區塊賦予加工屬性來實現。
根據該第二實施例，即使在賦予停止加工的加工屬性之區塊中，多少還包含進行同步加工係較有利的區塊，但從全體來看，因為進行停止加工的區塊增加，故能提升全體的加工速度。
因為停止加工的通過點係成為兩個區塊的中央，特別是藉由將各行的兩端進行停止加工，各行中之每個工作台的相對移動距離係縮短了兩個區塊的部分，故具有工作台相對移動機構之長壽命化、節能的效果。
因此，於該第二實施例的情況下，即使僅於各行的兩端進行停止加工亦為較佳。
[實施例3]
針對本發明的第三實施例進行說明。
於該實施例3中，將上述實施例1進行以下變更。亦即，如圖14(a)所示，於行62中，連續存在著具有停止加工屬性的區塊635，於其數量多於特定數的情況下，如圖14(b)所示，將兩個區塊連結後的尺寸，即依序分配具有掃描面積邏輯尺寸的新區塊(以下稱為倍區塊)636，並進行加工。
該第三實施例係藉由於如圖1所示之圖2的加工計畫部21的流程圖中組合下述(1)~(6)來實現。
(1)在圖1的步驟111賦予加工屬性後，就各行左端來看，連續存在著具有停止加工屬性的區塊之情況下，計算該連續數。
(2)若上述(1)所計算之數大於特定數，則將兩個區塊連結的尺寸，即依序分配具有掃描面積邏輯尺寸的新區塊(以下稱為倍區塊)。
(3)於賦予各區塊作為加工順序之號碼的情況下，針對倍區塊，接續著位於其之前的區塊(或倍區塊)賦予作為加工順序之號碼。
(4)於決定通過點的情況下，就倍區塊而言，於將倍區塊的中央決定成通過點後，針對在行中最小號碼的區塊而言，將以加工方向來看前側邊的中點作為通過點；針對在圖1中步驟106削除區塊後之正後方的區塊而言，除了位於行端點的區塊以外，將以加工方向來看前側邊的中點作為通過點；針對其他區塊而言，將以加工方向來看位於後方邊的中點作為通過點。
(5)於賦予全部孔作為加工順序之號碼的情況下，針對各倍區塊中的孔，以在倍區塊中的一個孔作為起點並成為最適化的順序。於該情況下，最適化係例如在倍區塊中、倍區塊間及倍區塊與區塊間，藉由儘可能地使電流掃描器所需位移變小來實現。
(6)針對全部的孔計算出從通過點至各孔為止之位移的XY成分，即於算出電流掃描器所需位移的情況下，針對各倍區塊中的孔，使用上述(4)所決定之通過點。
舉例來說，於圖5中最上面之行62的情況下，其係成為圖14(c)中的行62，且開孔區域66僅些微地存在於區塊連續帶狀區域63中，吾人從作為代表之僅顯示一個的區塊635得知，具有停止加工屬性的區塊係連續的，且其數量較特定數還多的可能性高。
根據該第三實施例，就如此之行62而言，因為分配倍區塊並依序進行停止加工而使行的加工快速進行，且就全體而言，其更能比實施例1縮短加工時間。
再者，於該第三實施例中，於具有停止加工屬性的區塊旁邊存在著具有同部加工屬性的區塊或不包含孔的區塊，具有停止加工屬性的區塊較佳係以斷斷續續的方式連續。
再者，於以上的實施例中，於行之中將區塊分配的情況下，雖然常常從一方的側(左端)依序朝向X軸方向的右端進行邏輯覆蓋，亦可例如最下面行係從左端開始分配，而其上之行係從右端開始分配，成為分配起點的區塊較佳係交互地位於相反側。
同時，雖然將加工方向作為X軸方向且於該方向將行分配，但亦可將加工方向作為Y軸方向且於該方向將行分配。
同時，於以上的實施例中，雖然高速移動指示訊號係指示工作台相對於雷射掃描系統，以在兩者相對移動動作所用之複數種類加速度中最高的加速度移動，但並非一定要如此，即使指示使用低於其的加速度來移動亦無妨。
同時，於以上的實施例中，雖然在行間的移動與在非加工帶狀區域的移動係指示一併以相對移動動作所用之複數種類加速度中最高的加速度來移動，但較佳係不一定要相同的加速度。
同時，於以上的實施例中，於像是成為區塊連續帶狀區域終端的區塊之非加工帶狀區域正前方的區塊、於若區塊加工結束後將行切換所需之區塊，即行的最終區塊賦予高速移動指示訊號。作為替代，較佳係於像是前述的區塊賦予顯示符合其的訊號，再將該訊號作為高速移動指示訊號來處理。
同時，於以上的實施例中，雖然區塊的尺寸係將掃描面積於加工方向二等分的尺寸，但較佳係可比其更小。
同時，於以上的實施例中，雖然說明了於印刷基板進行開孔時的實施例，但並不限於此，亦適用藉由雷射掃描來對被加工物之複數位置施以加工的雷射加工。
以上說明將本發明以實施例為主體進行了說明，但實施例僅係為了使本發明更容易理解的示例，能夠藉由置換實施例中的各種構成元件或附加別的元件來進行各種變化。因此，本發明並不限於實施例。

Claims (10)

  1. 一種雷射加工方法，其係組合同步加工與停止加工，前述同步加工係藉由於載置有被加工物之工作台與雷射掃描系統之間同時進行相對移動，以及雷射掃描系統的雷射掃描來進行加工，前述停止加工係藉由將前述相對移動停止而進行雷射掃描來進行加工，且該雷射加工方法包含：針對前述被加工物之加工區域中需要加工的區域，以尺寸小於前述雷射掃描之掃描面積的區塊作為單位來分配，使得前述區塊在相同或垂直於前述相對移動方向的第一方向作為行而從端緣依序排列，且前述行在與前述第一方向垂直的第二方向從端緣依序排列；同時，作為將前述加工區域加工時的順序，藉由於前述各行中，以位於各行端緣的區塊為始並朝向位於相反側端緣的區塊前進至各行的終端區塊，接著以位於相鄰行同側的區塊為始並朝向位於相反側端緣的區塊前進，而在彼此相鄰的行往返且於加工密度相對較低的區塊進行停止加工，更於進行前述停止加工之區塊以外的區塊進行同步加工。
  2. 如請求項1所述之雷射加工方法，其中，前述進行停止加工的區塊還包含位於前述各行兩端的區塊。
  3. 如請求項1所述之雷射加工方法，其中，作為於將前述加工區域加工時的前述相對移動，指示以用於前述相對移動動作之複數種類加速度中最高的加速度在行間移動。
  4. 如請求項1所述之雷射加工方法，其中，前述區塊的尺寸係將前述掃描面積於前述相對移動方向二等分的尺寸，並於前述行中連續存在有應進行停止加工的區塊時，將前述區塊以兩個相連的尺寸依序進行停止加工。
  5. 如請求項1所述之雷射加工方法，其中，作為於將前述加工區域加工時的前述相對移動，指示以用於前述相對移動動作之複數種類加速度中最高的加速度，在前述行中未分配有應加工區塊的區域移動。
  6. 一種雷射加工裝置，其係包含：相對移動控制部，控制載置有被加工物之工作台與雷射掃描系統之間的相對移動；雷射掃描控制部，控制前述雷射掃描系統中的雷射掃描；雷射控制部，控制供給至前述雷射掃描系統之雷射脈衝；加工計畫部，於進行加工前，作成用於根據前述被加工物的加工資料而進行加工動作的加工程序；加工控制部，控制前述相對移動控制部、前述雷射掃描控制部及前述雷射控制部，以根據前述加工程序來組合停止加工與同步加工，其中前述停止加工係藉由將前述相對移動停止而進行前述雷射掃描來進行加工，前述同步加工係藉由同時進行前述相對移動及前述雷射掃描來進行加工，其中，針對前述被加工物之加工區域中需要加工的區域，以尺寸小於前述雷射掃描之掃描面積的區塊來分配，使得前述區塊在相同或垂直於前述相對移動方向的第一方向作為行而從端緣依序排列，且前述行在與前述第一方向垂直的第二方向從端緣依序排列，作為將前述加工區域加工時的順序，藉由於前述各行中，以位於各行端緣的區塊為始並朝向位於相反側端緣的區塊前進，並於各行的終端區塊，接著以位於相鄰行同側的區塊為始並朝向位於相反側端緣的區塊前進，而在彼此相鄰的行往返，且前述加工控制部於加工密度相對較低的區塊進行前述停止加工，更於進行前述停止加工之區塊以外的區塊進行前述同步加工。
  7. 如請求項6所述之雷射加工裝置，其中，前述進行停止加工的區塊還包含位於前述各行兩端的區塊。
  8. 如請求項6所述之雷射加工裝置，其中，作為於將前述加工區域加工時的前述相對移動，以用於前述相對移動動作之複數種類加速度中最高的加速度在行間移動。
  9. 如請求項6所述之雷射加工裝置，其中，前述區塊的尺寸係將前述掃描面積於前述相對移動方向二等分的尺寸，並於前述行中連續存在有應進行停止加工的區塊時，將前述區塊以兩個相連的尺寸依序進行停止加工。
  10. 如請求項6所述之雷射加工裝置，其中，作為於將前述加工區域加工時的前述相對移動，以用於前述相對移動動作之複數種類加速度中最高的加速度，在前述行中未分配有應加工區塊的區域移動。
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