TWM630759U - 硬性電路板之雷射雕刻機 - Google Patents

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李傳偉
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傳盛自動化有限公司
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Abstract

本創作係有關一種硬性電路板之雷射雕刻機,包含一座體,有一工作平台;一雷射單元,位於該工作平台上方;一攝影單元,設置朝向該工作平台;一送料單元,有一機械手臂,該工作平台位於該機械手臂的一機械手臂擺動路徑上;一控制單元,電性連結於該雷射單元、該攝影單元及該機械手臂。藉此,使用雷射射線直接在硬性電路板上雕刻出線路圖案,能解決傳統製造半導體元件中使用微影製程時須使用大量的強酸或強鹼等有機溶劑,而增加後續處理有機廢棄物的成本及處理有機廢棄物時增加環境負荷的問題。

Description

硬性電路板之雷射雕刻機
本創作係一種硬性電路板之雷射雕刻機,特別係指使用雷射射線加工硬性電路板之表面金屬層的雷射雕刻裝置。
微影製程是製造半導體元件中一個重要的步驟,係經由曝光、顯影及蝕刻等加工方法,而將光罩上之幾何形狀轉移至硬性電路板上,並透過重複上述動作,將不同之幾何形狀轉移疊加至同一硬性電路板,藉此,將線路成型在硬性電路板上。
然而,在執行微影製程常需使用大量的強酸或強鹼等有機溶劑,例如有光阻劑、顯影劑及蝕刻液等,除了在使用時會有洩漏的風險之外,定時的保養維修或是要處理使用後的有機溶劑時,也增加了生產製造的成本,亦更容易將執行工作的人員曝入於危險的環境中。
爰此,為降低使用有機溶劑製造半導體元件,避免有機溶劑傷害工作人員,並減少後續處理廢棄有機溶劑的成本,而提出一種硬性電路板之雷射雕刻機,包含:
一座體,有一工作平台;一雷射單元,有一雷射產生器及一雷射振鏡組,該雷射產生器電性連結於該雷射振鏡組,該雷射單元設置於該座體上,且該雷射振鏡組位於該工作平台上方;一攝影單元,有一鏡頭,該攝影單元設置於該座體上且該鏡頭朝向該工作平台;一送料單元,有一機械手臂,該工作平台位於該機械手臂的一機械手臂擺動路徑上;一控制單元,電性連結於該雷射單元、該攝影單元及該機械手臂。
進一步,該雷射振鏡組會發射一雷射射線,該雷射射線的光斑外徑係界於0.98um至1.02um之間。
進一步,有一第一線性滑軌,該工作平台設置在該第一線性滑軌上,使該工作平台在一x軸方向上移動,該第一線性滑軌電性連結於該控制單元。
進一步,有一第二線性滑軌,該第一線性滑軌設置在該第二線性滑軌上,使該工作平台在一y軸方向上移動,該第二線性滑軌電性連結於該控制單元。
進一步,有一第三線性滑軌設置在該工作平台上,該雷射單元設置在該第三線性滑軌上,使該雷射單元在一z軸方向上相對該加工位置移動,該第三線性滑軌電性連結於該控制單元。
進一步,該攝影單元設置於該第三線性滑軌上並相鄰於該雷射單元,使該攝影單元在該z軸方向上相對該工作平台移動。
進一步,有一旋轉驅動單元設置在該第一線性滑軌上,該工作平台設置在該旋轉驅動單元上,使該工作平台轉動,該旋轉驅動單元電性連結於該控制單元。
進一步,其中,有一吸塵裝置,包含一吸塵端,該吸塵端朝向該工作平台。
進一步,該送料單元及該雷射單元位於該工作平台的相對180度側。
進一步,該機械手臂有一真空吸附盤。
根據上述技術特徵可達成以下功效:
1.相較於傳統需使用數次微影製程將幾何形狀轉移至硬性電路板上,利用雷射做為切割刀具並配合振鏡反射加工,能夠大幅縮短加工所需的時間。
2.在硬性電路板上成型線路時不需使用光阻劑、顯影劑及蝕刻液等有機溶劑,有助於避免危害環境,減少有機廢棄物對自然環境的負荷。
3.在硬性電路板上成型線路時不需使用光阻劑、顯影劑及蝕刻液等有機溶劑,能降低後續處理廢棄有機溶劑的成本。
4.在硬性電路板上成型線路時不需使用光阻劑、顯影劑及蝕刻液等有機溶劑,使後續在保養維修生產設備時,能避免將工作人員曝入於危險的環境中。
5.使雷射單元能相對加工位置在x、y及z軸方向上移動,能擴大雷射單元加工的範圍。
6.在機械手臂上設置真空吸附盤能將工件吸附並移動至工作平台,避免移動工件時對工件造成損傷。
綜合上述技術特徵,本創作硬性電路板之雷射雕刻機的主要功效將可於下述實施例清楚呈現。
請參閱第一圖、第二圖及第三圖,本創作硬性電路板之雷射雕刻機包含一第一座體1、一工作平台11、一旋轉驅動單元2、一第一線性滑軌3、一第二線性滑軌4、一雷射單元5、一第三線性滑軌6、一攝影單元7、一送料單元8及一控制單元。
該工作平台11位於該第一座體1上,且有一工件固定區12設置在該工作平台11上;具體的,將該工作平台11固定於該旋轉驅動單元2上,該旋轉驅動單元2固定於該第一線性滑軌3上,該第一線性滑軌3固定在該第二線性滑軌4上,該第二線性滑軌4固定在該第一座體1,透過該第一線性滑軌3、該第二線性滑軌4及該旋轉驅動單元2可帶動該工作平台11在一x軸方向D1、一y軸方向D2移動及以一z軸方向D3為旋轉中心相對該第一座體1轉動。該雷射單元5有一雷射產生器51及一雷射振鏡組52,該雷射產生器51電性連結於該雷射振鏡組52,該雷射單元5設置於該第三線性滑軌6上,該第三線性滑軌6設置在該第一座體1上,使該雷射單元5在該z軸方向D3相對該工作平台11移動,該雷射振鏡組52設置於該工作平台11的上方。該攝影單元7有一鏡頭71,該攝影單元7設置於該第三線性滑軌6上並相鄰於該雷射振鏡組52,且該鏡頭71設置朝向該工作平台11。
該送料單元8包含一第二座體81、一機械手臂82及複數工件放置區83,該送料單元8及該雷射單元5分別位於該工作平台11的相對180度側;具體而言,該送料單元8位於該工作平台11在該x軸方向D1的左側,該雷射單元5位於該工作平台11在該x軸方向D1的右側。該機械手臂82設置在該第二座體81上,前述工件放置區83設置在該第二座體81上且前述工件放置區83及該工作平台11皆位於該機械手臂82的一機械手臂擺動路徑上,該機械手臂82上設置有一真空吸附盤821。該控制單元電性連結於該旋轉驅動單元2、第一線性滑軌3、第二線性滑軌4、雷射單元5、第三線性滑軌6、攝影單元7及該機械手臂82。
請參閱第四圖,當在使用本創作用於加工硬性電路板上之表面金屬時,調整該雷射產生器51發射之一雷射射線的功率為20W與該雷射射線的波長係介於345nm至365nm之間,以及使該雷射射線經由該雷射振鏡組52發射之光斑外徑係介於0.98um至1.02um之間;透過該機械手臂82在該機械手臂擺動路徑上移動而將放置於前述工件放置區83中的其中一工件A經由該真空吸附盤821吸附取出,並將該其中一工件A移動並放置在該工作平台11上,再使該其中一工件A被該工件固定區12暫時固定於該工作平台11,在本實施例中,可用於本創作之該其中一工件A的表面金屬的成膜方式包含有蒸鍍、電鍍或網版印刷,但不在此限,以及該工件A的材質包含有電木、玻璃纖維、陶瓷或玻璃,但不在此限。
請參閱第五圖及第六圖,透過該鏡頭71記錄該其中一工件A位於該工作平台11之一位置資訊,並將該位置資訊傳送至該控制單元,該控制單元根據該位置資訊驅動該旋轉驅動單元2(參閱第二圖)、第一線性滑軌3及第二線性滑軌4,並使該工作平台11在該x軸方向D1及該y軸方向D2上移動,藉此,使該其中一工件A之位置對位補償於該雷射振鏡組52,並透過該旋轉驅動單元2(參閱第二圖)補償校正位於該工作平台11上的該其中一工件A及該雷射振鏡組52之間相對於該z軸方向D3旋轉的角度,藉此能解決任意之工件A放置於該工作平台11上時位置不完全相同的問題。
請參閱第四圖、第七圖及第八圖,該控制單元根據該位置資訊驅動該第三線性滑軌6,使該雷射振鏡組52在該z軸方向D3上移動,使該雷射產生器51經由該雷射振鏡組52發射之該雷射射線能落於該其中一工件A上,並在該其中一工件A表面刻劃出線路圖型;當該其中一工件A被加工完成後,該機械手臂82透過該真空吸附盤821(參閱第二圖)將其中一工件A移動至前述工件放置區83之完成加工位置,再從前述工件放置區83取出另一工件A,繼續重複進行上述刻劃線路圖型之加工製造流程。
請參閱第九圖,本創作硬性電路板另包含一吸塵裝置9,該吸塵裝置9有一吸塵端91,該吸塵端91設置於該第一座體1上並朝向該工作平台11;具體而言,在加工時,產生的金屬粉塵能經由該吸塵端91被吸入至該吸塵裝置9,藉此使金屬粉塵得以被回收,避免金屬粉塵溢散至空氣中而汙染環境。
綜合上述實施例之說明,當可充分瞭解本創作之操作、使用及本創作產生之功效,惟以上所述實施例僅係為本創作之較佳實施例,當不能以此限定本創作實施之範圍,即依本創作申請專利範圍及創作說明內容所作簡單的等效變化與修飾,皆屬本創作涵蓋之範圍內。
1:第一座體 11:工作平台 12:工件固定區 2:旋轉驅動單元 3:第一線性滑軌 4:第二線性滑軌 5:雷射單元 51:雷射產生器 52:雷射振鏡組 6:第三線性滑軌 7:攝影單元 71:鏡頭 8:送料單元 81:第二座體 82:機械手臂 821:真空吸附盤 83:工件放置區 9:吸塵裝置 91:吸塵端 A:工件 D1:x軸方向 D2:y軸方向 D3:z軸方向
[第一圖]係本創作之立體外觀圖。
[第二圖]係本創作另一角度之立體外觀圖。
[第三圖]係本創作之俯視圖。
[第四圖]係在使用本創作時,機械手臂將工件移動至工作平台的使用示意圖。
[第五圖]係在使用本創作時,工作平台經由第二線性滑軌帶動而在y軸方向上移動的使用示意圖。
[第六圖]係在使用本創作時,工作平台及第二線性滑軌經由第一線性滑軌帶動而在x軸方向上移動的使用示意圖。
[第七圖]係本創作之局部前視圖。
[第八圖]係在使用本創作時,雷射單元經由第三線性滑軌帶動而在z軸方向上向工作平台移動的使用示意圖。
[第九圖]係本創作包含有吸塵裝置的俯視圖。
1:第一座體
3:第一線性滑軌
4:第二線性滑軌
5:雷射單元
6:第三線性滑軌
7:攝影單元
8:送料單元
D1:x軸方向
D2:y軸方向
D3:z軸方向

Claims (10)

  1. 一種硬性電路板之雷射雕刻機,包括: 一座體,有一工作平台; 一雷射單元,有一雷射產生器及一雷射振鏡組,該雷射產生器電性連結於該雷射振鏡組,該雷射單元設置於該座體上,且該雷射振鏡組位於該工作平台上方; 一攝影單元,有一鏡頭,該攝影單元設置於該座體上且該鏡頭朝向該工作平台; 一送料單元,有一機械手臂,該工作平台位於該機械手臂的一機械手臂擺動路徑上; 一控制單元,電性連結於該雷射單元、該攝影單元及該機械手臂。
  2. 如請求項1所述之硬性電路板之雷射雕刻機,其中,該雷射振鏡組會發射一雷射射線,該雷射射線的光斑外徑係界於0.98um至1.02um之間。
  3. 如請求項1所述之硬性電路板之雷射雕刻機,其中,有一第一線性滑軌,該工作平台設置在該第一線性滑軌上,使該工作平台在一x軸方向上移動,該第一線性滑軌電性連結於該控制單元。
  4. 如請求項3所述之硬性電路板之雷射雕刻機,其中,有一第二線性滑軌,該第一線性滑軌設置在該第二線性滑軌上,使該工作平台在一y軸方向上移動,該第二線性滑軌電性連結於該控制單元。
  5. 如請求項1所述之硬性電路板之雷射雕刻機,其中,有一第三線性滑軌設置在該工作平台上,該雷射單元設置在該第三線性滑軌上,使該雷射單元在一z軸方向上相對該工作平台移動,該第三線性滑軌電性連結於該控制單元。
  6. 如請求項5所述之硬性電路板之雷射雕刻機,其中,該攝影單元設置於該第三線性滑軌上並相鄰於該雷射單元,使該攝影單元在該z軸方向上相對該工作平台移動。
  7. 如請求項4所述之硬性電路板之雷射雕刻機,其中,有一旋轉驅動單元設置在該第一線性滑軌上,該工作平台設置在該旋轉驅動單元上,使該工作平台轉動,該旋轉驅動單元電性連結於該控制單元。
  8. 如請求項1所述之硬性電路板之雷射雕刻機,其中,有一吸塵裝置,包含一吸塵端,該吸塵端朝向該工作平台。
  9. 如請求項1所述之硬性電路板之雷射雕刻機,其中,該送料單元及該雷射單元位於該工作平台的相對180度側。
  10. 如請求項1所述之硬性電路板之雷射雕刻機,其中,該機械手臂有一真空吸附盤。
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