(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザビームを発振するレーザ発振器と、被加工物を位置決めする加工テーブルと、前記レーザビームを複数軸の光軸に分岐する分岐手段とを備え、前記加工テーブルに置いた被加工物の位置を検出する位置検出手段を設け、前記位置検出手段の検出信号に基づき、前記分岐手段から被加工物の間に、位置ずれを起こした被加工物に対して前記レーザビームを遮断し、位置ずれを起こしていない被加工物に対して前記レーザビームを遮断しないレーザビーム遮断機構をそれぞれ設けたレーザ加工装置。
【請求項２】
加工テーブルに複数の被加工物を搬送する搬送手段と、この搬送手段に設けた被加工物検出機構を設け、前記レーザビーム遮断機構は、前記被加工物検出機構で被加工物が無いと検出した方のレーザビームを遮断する請求項１記載のレーザ加工装置。
【請求項３】
レーザビームを発振するレーザ発振器と、被加工物を位置決めする加工テーブルと、前記レーザビームを複数軸の光軸に分岐する分岐手段とを備え、加工テーブルに複数の被加工物を搬送する搬送手段と、この搬送手段に設けた被加工物検出機構と、前記分岐手段から被加工物の間に前記被加工物検出機構で被加工物が無いと検出した方のレーザビームを遮断するレーザビーム遮断機構を設けたレーザ加工装置。
【請求項４】
単数もしくは複数の被加工物をテーブルに載置し、前記被加工物を加工に際して位置決めした後、レーザビームを複数に分岐した後で、被加工物に照射して加工を行うレーザ加工方法において、被加工物の位置を検出し、位置ずれを起こした被加工物に対して前記レーザビームを遮断し、位置ずれを起こしていない被加工物に対して前記レーザビームを遮断しないレーザ加工方法。
【請求項５】
複数の被加工物を搬送する際に、被加工物の保持・非保持を検出し、非保持の場合に、前記レーザビームを遮断することを特徴とする請求項４記載のレーザ加工方法。
【請求項６】
単数もしくは複数の被加工物をテーブルに載置し、前記被加工物を加工に際して位置決めした後、レーザビームを複数に分岐した後で、被加工物に照射して加工を行うレーザ加工方法において、複数の被加工物を搬送する際に、被加工物の保持・非保持を検出し、非保持の場合に、前記レーザビームを遮断することを特徴とするレーザ加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複数加工軸を有するレーザ加工装置とその加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話、パソコン等の電子機器に搭載される電子部品の実装密度は、高密度化の一途をたどっている。それに伴い、プリント基板上に形成されるビア数は増加傾向にあり、上記電子機器の急速な普及とあいまって、プリント基板上に高速・高精度にビアを形成する必要があった。
【０００３】
そこで、高速・高精度にビアを形成するために、レーザ加工機が開発されたが、当初のレーザ加工機は、スキャニングユニットを用いて機械的に穴あけの位置を制御しているため、加工速度には限界があった。
【０００４】
そこで、さらに高速に穴を開けるために、複数の加工軸を有する加工機が登場した。その結果、加工速度は倍増したが、一加工軸に対して一レーザ発振器という構成であるため、レーザ加工機の設置面積が大きくなっていた。そこで、一つのレーザ発振器からでたレーザビームをビームスプリッタ等で分岐することで複数の加工軸を形成し、レーザ穴あけ加工機の設置面積の縮小を行った。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、一つのレーザ発振器で複数の加工軸を有するレーザ穴あけ加工機においても単軸のみの加工を要求される以下のような場合がしばしば発生する。たとえば、偶数の加工軸に対して被加工物が奇数枚存在する場合や、被加工物位置認識ミスにより位置精度を得ることができず、やむを得ず単軸のみで加工しなければならないような場合である。
【０００６】
上記不具合が発生した場合、一つのレーザ発振器で複数の加工軸を構成しているため、不具合のない方の加工を行った場合、不具合が発生した被加工物を加工する軸もしくは、加工する必要のない軸に対してもレーザビームの照射を行ってしまうという問題が発生する。
【０００７】
つまり、複数の加工軸の照射を独立に制御することが不可能であった。
【０００８】
そこで、本発明は各加工軸の照射を独立に制御可能なレーザ加工機を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１記載の本発明は、レーザビームを発振するレーザ発振器と、被加工物を位置決めする加工テーブルと、前記レーザビームを複数軸の光軸に分岐する分岐手段とを備え、前記加工テーブルに置いた被加工物の位置を検出する位置検出手段を設け、前記位置検出手段の検出信号に基づき、前記分岐手段から被加工物の間に、位置ずれを起こした被加工物に対して前記レーザビームを遮断し、位置ずれを起こしていない被加工物に対して前記レーザビームを遮断しないレーザビーム遮断機構をそれぞれ設けたとを特徴とするレーザ加工装置である。
【００１０】
請求項２記載の本発明は、加工テーブルに複数の被加工物を搬送する搬送手段と、この搬送手段に設けた被加工物検出機構を設け、前記レーザビーム遮断機構は、前記被加工物検出機構で被加工物が無いと検出した方のレーザビームを遮断することを特徴とする請求項１記載のレーザ加工装置である。
【００１１】
請求項３記載の本発明は、レーザビームを発振するレーザ発振器と、被加工物を位置決めする加工テーブルと、前記レーザビームを複数軸の光軸に分岐する分岐手段とを備え、加工テーブルに複数の被加工物を搬送する搬送手段と、この搬送手段に設けた被加工物検出機構と、前記分岐手段から被加工物の間に前記被加工物検出機構で被加工物が無いと検出した方のレーザビームを遮断するレーザビーム遮断機構を設けたことを特徴とするレーザ加工装置である。
【００１３】
請求項４記載の本発明は、単数もしくは複数の被加工物をテーブルに載置し、前期被加工物を加工に際して位置決めした後、レーザビームを複数に分岐した後で、被加工物に照射して加工を行うレーザ加工方法において、加工を行う所望の被加工物以外へのレーザビームを遮断するレーザ加工方法である。
【００１４】
請求項５記載の本発明は、単数もしくは複数枚の被加工物の位置を検出し、当該位置検出手段の位置ずれ検出信号に基づき、位置ずれした被加工物へのレーザビームを遮断することを特徴とする請求項５記載のレーザ加工方法である。
【００１５】
請求項６記載の本発明は、被加工物を搬送する際に、被加工物の保持・非保持を検出し、非保持の場合に、前記レーザビームを遮断することを特徴とする請求項５記載のレーザ加工方法である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１記載の発明は、レーザビームを発振するレーザ発振器と、被加工物を位置決めする加工テーブルと、前記レーザビームを複数軸の光軸に分岐する分岐手段とを備え、前記加工テーブルに置いた被加工物の位置を検出する位置検出手段を設け、前記位置検出手段の検出信号に基づき、前記分岐手段から被加工物の間に、位置ずれを起こした被加工物に対して前記レーザビームを遮断し、位置ずれを起こしていない被加工物に対して前記レーザビームを遮断しないレーザビーム遮断機構をそれぞれ設けたことを特徴とするレーザ加工装置を設けることで、複数加工軸の照射および未照射を制御し、位置ずれ時の被加工物に対する誤加工を防止する作用を有する。
【００１９】
本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において加工テーブルに複数の被加工物を搬送する搬送手段と、この搬送手段に設けた被加工物検出機構を設け、前記レーザビーム遮断機構は、前記被加工物検出機構で被加工物が無いと検出した方のレーザビームを遮断するもので当該被加工物以外の加工を防止する作用を有する。
【００２０】
本発明の請求項３に記載の発明は、レーザビームを発振するレーザ発振器と、被加工物を位置決めする加工テーブルと、前記レーザビームを複数軸の光軸に分岐する分岐手段とを備え、加工テーブルに複数の被加工物を搬送する搬送手段と、この搬送手段に設けた被加工物検出機構と、前記分岐手段から被加工物の間に前記被加工物検出機構で被加工物が無いと検出した方のレーザビームを遮断するレーザビーム遮断機構を設けたことを特徴とするものであり、本発明により当該被加工物以外の加工を防止する作用を有する。
【００２２】
本発明の請求項４に記載の発明は、単数もしくは複数の被加工物をテーブルに載置し、前記被加工物を加工に際して位置決めした後、レーザビームを複数に分岐した後で、被加工物に照射して加工を行うレーザ加工方法において、被加工物の位置を検出し、位置ずれを起こした被加工物に対して前記レーザビームを遮断し、位置ずれを起こしていない被加工物に対して前記レーザビームを遮断しないレーザ加工方法であり、本発明によりレーザビームの加工軸を任意に選択可能になり、当該被加工物にたいする誤加工を防止することを特徴とする作用を有する加工方法である。
【００２３】
本発明の請求項５に記載の発明は、請求項４記載の発明において複数の被加工物を搬送する際に、被加工物の保持・非保持を検出し、非保持の場合に、前記レーザビームを遮断することを特徴とするもので、被加工物以外の加工を防止することを特徴とする作用を有する加工方法である。
【００２４】
本発明の請求項６に記載の発明は、単数もしくは複数の被加工物をテーブルに載置し、前記被加工物を加工に際して位置決めした後、レーザビームを複数に分岐した後で、被加工物に照射して加工を行うレーザ加工方法において、複数の被加工物を搬送する際に、被加工物の保持・非保持を検出し、非保持の場合に、前記レーザビームを遮断することを特徴とするレーザ加工方法であり、被加工物以外の加工を防止することを特徴とする作用を有する加工方法である。
【００２７】
図１は本発明の一実施の形態におけるレーザ穴あけ加工装置の概略構成図である。本発明の実施の形態を図１を用いて説明する。
【００２８】
レーザ発振器1より出たレーザ光軸１４ａ、周縁光線１４ｂで構成されるレーザビーム１４は、コリメートレンズ群２で、像転写用マスク３に集光される。像転写用マスク３通過後のレーザビーム１４は、ビームスプリッタ４で分岐される。
【００２９】
透過側のレーザビーム１５ｂは、全反射ミラー５で反射された後、スキャニングユニット６ｂを通過し、ｆθレンズ９ｂで、被加工物１０ｂに集光され所望の位置に加工を行う。一方、ビームスプリッタ４で反射したレーザビーム１５ａは、スキャニングユニット６ａを通過し、ｆθレンズ９ａにより、被加工物１０ａに集光され所望の位置に加工を行う。
【００３０】
ここで、被加工物１０ａおよび１０ｂは、加工前に、被加工物保持認識装置１２を装備した被加工物搬送装置１３で加工テーブル１１上に搬送され、位置認識装置８ａ、８ｂで正確に位置認識を行い、位置認識信号をもとに所望の位置に穴あけ加工を行う。
【００３１】
そして、一つのレーザ発振器1からでたレーザビーム１４を分岐したレーザビーム１５ａ、１５ｂの照射を独立に制御するために、ビームスプッリタ４とレーザビーム１５ａ、１５ｂのそれぞれの光軸上にレーザビーム遮断機構７ａ、７ｂを設けた。レーザビーム遮断機構７ａおよび７ｂは、レーザビーム遮断制御装置１８により制御される。
次に、レーザビーム遮断装置１８が動作する場合を図１を用いて説明する。
【００３２】
例えば、被加工物１０ａ、１０ｂを被加工物搬送装置１３で加工テーブル１１に搬送後、被加工物１０ａの位置ずれが生じた場合、まず、位置認識装置８ａで被加工物１０ａの位置を検出する。位置信号は、被加工物位置認識装置１７にて位置ずれの判断を行い、被加工物位置認識装置１７から出された位置ずれ検出信号がレーザビーム遮断制御装置１８に送信され、レーザビーム遮断制御装置１８からのビーム遮断信号によりレーザビーム１５ａ上にレーザビーム遮断装置７ａが挿入される。その結果、位置ずれを起こした被加工物１０ａに対しての加工はレーザビーム１５ａがレーザビーム遮断装置７ａで遮断されることにより停止されるが、位置ずれを起こしていない被加工物１０ｂに対しての加工は正常に行われる。
【００３３】
一方、加工する被加工物数が奇数枚でかつ、加工軸が偶数軸の場合、一方の軸の加工軸を遮断する必要がある。この場合、被加工物搬送装置１３にある被加工物保持認識装置１２ａ、１２ｂのどちらか一方の被加工物の不保持検出信号に対応して、レーザビーム遮断装置７ｂ、７ａのどちらか一方がレーザビーム遮断制御装置１８からの遮断信号によりレーザビーム１５ｂ、１５ａ内に挿入され、レーザビームの照射を遮断することで、所望の加工が実現する。
以下、本発明の実施の形態における加工方法を図１および図２に基づいて説明する。
【００３４】
まず、被加工物保持機構が被加工物を保持するステップ１９の後、保持を確認するステップ２０に移動する。そして、保持を確認するステップ２０で保持の確認を行う。ここで、被加工物を２枚とも保持できなかった場合は、再びステップ１９に戻る。また、被加工物を１枚のみ保持した場合は当該加工軸におけるレーザビーム遮断装置を閉じるステップ２８に移る。一方、１枚もしくは２枚の被加工物を保持した場合は、被加工物を加工テーブルに搬送した後に加工テーブルに載置するステップ２１に移る。加工テーブルに被加工物を載置したステップ２１の後、位置認識装置において被加工物の位置を認識する位置認識ステップ２２に移る。位置認識ステップ２２において、被加工物１枚もしくは２枚の位置の認識ができた場合は、当該加工軸におけるレーザビーム遮断装置が開放されるステップ２３に移る。また、位置認識ステップ２２において、被加工物１枚のみ位置認識が不可能であった場合、当該加工軸におけるレーザビーム遮断装置が閉鎖されるステップ２７に移る。また、位置認識ステップ２２において、被加工物２枚とも位置認識が不可能であった場合、被加工物は加工されることなく被加工物搬出ステップ２８に移る。レーザビーム遮断装置を開放するステップ２３の後、スキャニングシステムによる位置設定ステップ２４を経て、レーザ照射ステップ２５に移動する。そして、加工完了するステップ２６を経て、被加工物搬出ステップ２８に移る。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、一つのレーザ発振器からのレーザ光線を複数軸に分岐した場合のレーザ加工機において、被加工物の位置ずれ等による誤加工を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態におけるレーザ加工装置の概略構成図
【図２】本発明の一実施の形態におけるレーザ加工方法を示す図
【符号の説明】
１  レーザ発振器
２  コリメータレンズ群
３  像転写用マスク
４  ビームスプリッタ
５  全反射ミラー
６ａ、６ｂ  スキャニング装置
７ａ、７ｂ  レーザビーム遮断装置
８ａ、８ｂ  位置認識装置
９ａ、９ｂ  ｆθレンズ
１０ａ、１０ｂ  被加工物
１１  ＸＹテーブル
１２ａ、１２ｂ  被加工物保持認識装置
１３  被加工物搬送装置
１４  レーザ
１４ａ  レーザ主光軸
１４ｂ  レーザ周縁光線
１５ａ  透過側レーザ光線
１５ｂ  反射側レーザ光線
１６  被加工物保持認識処理装置
１７  被加工物位置認識処理装置
１８  レーザビーム遮断制御装置
【図１】
0003666434.tif 000002
【図２】
0003666434.tif 000003