(57)【要約】【課題】レーザ加工装置において樹脂基板をフルカット加工する際に、樹脂基板に特有の問題を解消する。【解決手段】レーザ加工装置１は、樹脂基板Ｐを切断するための装置である。レーザ加工装置１は、レーザ装置３と、加工テーブル１５とを備えている。レーザ装置３は、樹脂基板Ｐを切断するためのレーザ光を発生する。加工テーブル１５は、樹脂基板Ｐが置かれる上面１５ａを有している。上面１５ａには樹脂基板Ｐの切断ラインＣに対応する溝１５ｂが形成されている。【選択図】図２
2018001204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂基板を切断するためのレーザ加工装置であって、
前記樹脂基板を切断するためのレーザ光を発生するレーザ装置と、
前記樹脂基板が置かれる上面を有しており、前記上面には前記樹脂基板の切断ラインに対応する溝が形成されている、加工テーブルと、
を備えたレーザ加工装置。
【請求項２】
前記溝の幅は、前記樹脂基板の前記レーザ光による熱影響幅より広い、請求項１に記載のレーザ加工装置。
【請求項３】
前記溝内の空気を移動させるための空気移動装置をさらに備えている、請求項１又は２に記載のレーザ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ加工装置、特に、レーザ光を照射することで樹脂基板を切断する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂基板の種類は、単層樹脂基板と、複層樹脂基板とに分かれる。複層樹脂基板は、異なる材料の複数の樹脂層を含む基板である。
樹脂基板を切断する装置として、レーザ加工装置が用いられる（例えば、特許文献１を参照）。樹脂基板は、レーザ加工装置によって、上側の一部だけが切断されたり（ハーフカット加工）、全てが切断されたりする（フルカット加工）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−８５１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、レーザ加工を行うときには、樹脂基板はテーブルに吸着固定されている。したがって、フルカット加工の場合は、下記の問題が生じ得る。
第１に、溶けた樹脂がテーブルに付着することがある。
第２に、加工時に発生したデブリ（加工くず）がテーブルに付着することがある。
いずれの場合も、付着物をテーブルから除去する作業が必要になる。
【０００５】
本発明の目的は、レーザ加工装置において樹脂基板をフルカット加工する際に、樹脂基板に特有の問題を解消することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下に、課題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これら態様は、必要に応じて任意に組み合せることができる。
【０００７】
本発明の一見地に係るレーザ加工装置は、樹脂基板を切断するための装置である。レーザ加工装置は、レーザ装置と、加工テーブルとを備えている。
レーザ装置は、樹脂基板を切断するためのレーザ光を発生する。
加工テーブルは、樹脂基板が置かれる上面を有している。上面には樹脂基板の切断ラインに対応する溝が形成されている。
この装置では、レーザ装置が、レーザ光によって、樹脂基板を切断ラインに沿って切断する。このとき、溶けた樹脂及びデブリはテーブルの溝内に落下して収容される。したがって、それらがテーブルの上面に付着しにくい。
【０００８】
溝の幅は、樹脂基板のレーザ光による熱影響幅より広くてもよい。
この装置では、溝の幅が十分に広いので、溶けた樹脂及びデブリが加工テーブルの溝内に確実に落下する。
【０００９】
レーザ加工装置は、溝内の空気を移動させるための空気移動装置をさらに備えていてもよい。
この装置では、空気移動装置が、移動する空気によって、溝内の溶けた樹脂やデブリを溝から外部に移動させることができる。したがって、溝内での上記物質の堆積が防止される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るレーザ加工装置では、樹脂基板をフルカット加工するときに、樹脂基板に特有の問題が発生しにくい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態のレーザ加工装置の模式図。
【図２】加工テーブル及び樹脂基板の平面図。
【図３】加工テーブル及び樹脂基板の模式的断面図。
【図４】加工テーブル及び樹脂基板の模式的断面図。
【図５】樹脂基板の加工状態を示す模式的断面図。
【図６】第２実施形態の加工テーブル及び樹脂基板の模式的断面図。
【図７】第２実施形態の樹脂基板の加工状態を示す模式的断面図。
【図８】第３実施形態のレーザ加工装置の模式図。
【図９】第３実施形態の加工テーブル及び樹脂基板の平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
１．第１実施形態
（１）全体構成
図１に、本発明の一実施形態による樹脂基板切断用のレーザ加工装置１の全体構成を示す。図１は、本発明の第１実施形態のレーザ加工装置の模式図である。
レーザ加工装置１は、樹脂基板Ｐをフルカット加工するための装置である。樹脂基板とは、樹脂シート、樹脂フィルムともいわれるものである。
【００１３】
レーザ加工装置１は、レーザ装置３を備えている。レーザ装置３は、樹脂基板Ｐにレーザ光を照射するためのレーザ発振器９を有している。
レーザ装置３は、レーザ光を後述する機械駆動系に伝送する伝送光学系１１を有している。伝送光学系１１は、例えば、図示しないが、集光レンズ、複数のミラー、プリズム、ビームエキスパンダ等を有する。また、伝送光学系１１は、例えば、レーザ発振器９及び他の光学系が組み込まれたレーザ照射ヘッド（図示せず）をＸ軸方向に移動させるためのＸ軸方向移動機構（図示せず）を有している。
【００１４】
レーザ加工装置１は、機械駆動系５を備えている。機械駆動系５は、ベッド１３と、樹脂基板Ｐが載置される加工テーブル１５と、加工テーブル１５をベッド１３に対して水平方向に移動させる移動装置１７とを有している。移動装置１７は、ガイドレール、移動テーブル、モータ等を有する公知の機構である。
【００１５】
レーザ加工装置１は、制御部７を備えている。制御部７は、プロセッサ（例えば、ＣＰＵ）と、記憶装置（例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ、ＳＳＤなど）と、各種インターフェース（例えば、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータ、通信インターフェースなど）を有するコンピュータシステムである。制御部７は、記憶部（記憶装置の記憶領域の一部又は全部に対応）に保存されたプログラムを実行することで、各種制御動作を行う。
制御部７は、単一のプロセッサで構成されていてもよいが、各制御のために独立した複数のプロセッサから構成されていてもよい。
【００１６】
制御部７には、図示しないが、樹脂基板Ｐの大きさ、形状及び位置を検出するセンサ、各装置の状態を検出するためのセンサ及びスイッチ、並びに情報入力装置が接続されている。
この実施形態では、制御部７は、レーザ発振器９を制御できる。また、制御部７は、移動装置１７を制御できる。さらに、制御部７は、伝送光学系１１を制御できる。
【００１７】
レーザ発振器９は、従来と同様のレーザ管により構成されている。レーザ発振器９は、例えば、ピコ秒ＵＶレーザである。
【００１８】
図２及び図３を用いて、加工テーブル１５の上面１５ａを説明する。図２は、加工テーブル及び樹脂基板の平面図である。図３は、加工テーブル及び樹脂基板の模式的断面図である。
図２に示すように、上面１５ａには、複数の溝１５ｂが形成されている。溝１５ｂは、平面部分から下方に下がった形状である。溝１５ｂは、樹脂基板Ｐの切断ラインＣに対応している。「対応している」とは、切断ラインＣが溝１５ｂの幅内に位置していることを意味する。本実施形態では、切断ラインＣは、溝１５ｂの幅方向中心又はその近傍に配置される。なお、切断ラインＣは実線でもよいし、仮想線でもよい。
【００１９】
（２）動作
図３及び図４を用いて、レーザ光による樹脂基板Ｐの加工動作を説明する。図４は、加工テーブル及び樹脂基板の模式的断面図である。
最初に、図３に示すように、樹脂基板Ｐが、加工テーブル１５の上面１５ａに載置される。具体的には、樹脂基板Ｐの切断ラインＣが溝１５ｂに対応するように、樹脂基板Ｐが載置される。この実施形態では、樹脂基板Ｐは単層である。
【００２０】
続いて、図示しない装置によって、樹脂基板Ｐは、加工テーブル１５に対して吸着又は押さえ付けられる。
【００２１】
次に、制御部７が、レーザ発振器９を駆動して、樹脂基板Ｐの切断を実行する（つまり、切断部１９が形成される）。レーザ発振器９は、レーザ光を切断ラインＣに沿って移動させることで、樹脂基板Ｐを複数片に切断する。レーザ光の走査回数は１回でもよいし、複数回でもよい。
【００２２】
上記のように加工テーブル１５の上面１５ａには樹脂基板Ｐの切断ラインＣに対応する溝１５ｂが形成されているので、レーザ装置３が、レーザ光Ｒによって、樹脂基板Ｐを切断ラインＣに沿って切断するとき、溶けた樹脂及びデブリは加工テーブル１５の溝１５ｂ内に落下して収容される。したがって、それらが加工テーブル１５の上面１５ａに付着しにくい。
【００２３】
図５を用いて、溝１５ｂをさらに詳細に説明する。図５は、樹脂基板の加工状態を示す模式的断面図である。なお、図５において、図面の簡略化のために、各部分の寸法比は実際とは異なっている。
図５に示すように、溝１５ｂの幅Ｗ３は、切断部１９の幅Ｗ１より広く、樹脂基板Ｐのレーザ光Ｒによる熱影響部２０の幅Ｗ２より広い。熱影響部２０とは、レーザ光による熱によって変形する部分をいう。このように溝１５ｂの幅が十分に広いので、溶けた樹脂及びデブリが加工テーブル１５の溝１５ｂ内に確実に落下する。
一例として、溝１５ｂの幅Ｗ３は、３ｍｍ程度である。切断部１９の幅Ｗ１は、２０〜３０μｍである。熱影響部２０の幅Ｗ２は、２００μｍ程度である
【００２４】
２．第２実施形態
第１実施形態では樹脂基板は単層であったが、樹脂基板は複層であってもよい。
図６及び図７を用いて、そのような実施形態を説明する。図６は、第２実施形態の加工テーブル及び樹脂基板の模式的断面図である。図７は、第２実施形態の樹脂基板の加工状態を示す模式的断面図である。
【００２５】
樹脂基板Ｐ１は、図６に示すように、複層の樹脂からなる複層樹脂基板である。具体的には、樹脂基板Ｐ１は、三層構造であり、表側から、第１樹脂層Ｌ１と、第２樹脂層Ｌ２と、第３樹脂層Ｌ３とを有している。
一例として、第１樹脂層Ｌ１は、ＰＥＴを含む。第２樹脂層Ｌ２は、ＰＩを含む。第３樹脂層Ｌ３は、ＰＥＴを含む。
一例として、各樹脂層は接着層により互いに接着されている。
一例として、第２樹脂層Ｌ２の上面には、回路が形成されている。
【００２６】
最初に、図６に示すように、樹脂基板Ｐ１が、加工テーブル１５の上面１５ａに載置される。具体的には、樹脂基板Ｐ１の切断ラインＣが溝１５ｂに対応するように、樹脂基板Ｐが載置される。
続いて、図示しない装置によって、樹脂基板Ｐ１は、加工テーブル１５に対して吸着又は押さえ付けられる。
【００２７】
次に、制御部７が、レーザ発振器９を駆動して、樹脂基板Ｐ１の切断を実行する（つまり、切断部１９が形成される）。図７に示すように、レーザ発振器９は、レーザ光を切断ラインＣに沿って移動させることで、樹脂基板Ｐ１を複数片に切断する。レーザ光の走査回数は１回でもよいし、複数回でもよい。
【００２８】
上記のように加工テーブル１５の上面１５ａには樹脂基板Ｐ１の切断ラインＣに対応する溝１５ｂが形成されているので、レーザ装置３が、レーザ光Ｒによって、樹脂基板Ｐ１を切断ラインＣに沿って切断するとき、溶けた樹脂及びデブリは加工テーブル１５の溝１５ｂ内に落下して収容される。したがって、それらが加工テーブル１５の上面１５ａに付着しにくい。
【００２９】
３．第３実施形態
第１実施形態及び第２実施形態では、加工テーブル内に落下した溶融物やデブリはそのまま堆積した。しかし、それら堆積物を積極的に除去するようにしてもよい。
そのような実施形態を図８及び図９を用いて説明する。図８は、第３実施形態のレーザ加工装置の模式図である。図９は、第３実施形態の加工テーブル及び樹脂基板の平面図である。
【００３０】
図８に示すように、レーザ加工装置１は、溝内に気流を発生するためのブロー装置２１（空気移動装置の一例）をさらに備えている。
ブロー装置２１によって、気流によって、溝１５ｂ内の溶けた樹脂やデブリを溝１５ｂから外部に移動させることができる。したがって、溝１５ｂ内での上記物質の堆積が防止される。
【００３１】
図９に示すように、ブロー装置２１は、ポンプ等を有する本体２１ａと、ノズル２３と、ホース２５を有している。ノズル２３は、各溝１５ｂの一端に配置されている。ホース２５は、ノズル２３と本体２１ａとを接続している。
ブロー装置２１は、さらに、回収装置２７を有している。回収装置２７は、タンク等を有する本体２７ａと、ノズル２９と、ホース３１とを有している。ノズル２９は、各溝１５ｂの他端に接続されている。ホース３１は、ノズル２９と本体２７ａとを接続している。
上記の構成により、ブロー装置２１から供給される空気は溝１５ｂ内を通って回収装置２７に回収される。これにより、溝１５ｂ内の溶けた樹脂やデブリが回収される。特に、樹脂基板Ｐの加工中に溝１５ｂ内の残渣を回収できるというメリットがある。
なお、空気移動装置としては、溝内の空気を吸引する吸引装置でもよい。
【００３２】
４．他の実施形態
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
レーザ装置、機械駆動系の具体的な構成は、前記実施形態に限定されない。
樹脂基板の切断形状は特に限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、レーザ光を照射することで樹脂基板を切断するレーザ加工装置に広く適用できる。
【符号の説明】
【００３４】
１      ：レーザ加工装置
３      ：レーザ装置
５      ：機械駆動系
７      ：制御部
９      ：レーザ発振器
１１    ：伝送光学系
１３    ：ベッド
１５    ：加工テーブル
１５ａ  ：上面
１５ｂ  ：溝
１７    ：移動装置
２１    ：ブロー装置
２１ａ  ：本体
２３    ：ノズル
２５    ：ホース
２７    ：回収装置
２７ａ  ：タンク
２９    ：ノズル
Ｃ      ：切断ライン
Ｌ１    ：第１樹脂層
Ｌ２    ：第２樹脂層
Ｌ３    ：第３樹脂層
Ｐ      ：樹脂基板
Ｐ１    ：樹脂基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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