(57)【要約】      （修正有）【課題】加工時のレーザ照射による熱の影響で、被加工物載置機構部を構成する吸着板が損傷することを抑制、防止して、吸着板を交換することなく加工精度を高く保持することが可能なレーザ加工装置を提供する。【解決手段】厚み方向に貫通する吸引孔２１ａを有する吸着板２１と、吸着板を保持する吸着板保持部材２２と、厚み方向に貫通する複数の吸引孔２３ａを有し、吸着板上に載置されて被加工物１０を保持する被加工物保持板２３とを具備しており、吸着板の吸引孔および被加工物保持板の吸引孔を介して吸引することにより、被加工物が前記被加工物保持板上に吸引保持されるようにする。  吸着板上には開口を有する枠部材２４を配設し、枠部材の開口２４ａに被加工物保持板をはめ込むことにより、吸着板上に被加工物保持板を保持する。【選択図】図２
2005342762.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源から発振されたレーザビームを被加工物に照射することにより、被加工物に所定のレーザ加工を行うように構成されたレーザ加工装置であって、
厚み方向に貫通する複数の吸引孔を有する吸着板と、
前記吸着板を保持する吸着板保持部材と、
厚み方向に貫通する複数の吸引孔を有し、前記吸着板上に載置されて被加工物を保持する被加工物保持板と
を具備し、
前記吸着板の吸引孔および前記被加工物保持板の吸引孔を介して吸引することにより、被加工物が前記被加工物保持板上に吸引保持されるように構成されていること
を特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】
前記吸着板上には前記被加工物保持板がはめ込まれる枠となる開口を備えた枠部材が配設されており、前記開口に前記被加工物保持板がはめ込まれて保持されていることを特徴とする請求項１記載のレーザ加工装置。
【請求項３】
前記被加工物保持板が被加工物と略等しい大きさを有しているとともに、前記吸着板上には複数の被加工物保持板が載置されていることを特徴とする請求項１または２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、レーザ加工装置に関し、詳しくは、レーザ光源から発振されたレーザビームを被加工物に照射することにより、被加工物に所定のレーザ加工を行うように構成されたレーザ加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ光源から発振されたレーザビームを、被加工物に照射するレーザ加工装置として、図４(ａ)，(ｂ)に示すように、多数の吸引孔５１ａを有する吸着板（多孔質板）５１と、吸着板５１を保持する、底部に吸引孔５２ａが形成された保持部材５２を備え、セラミックグリーンシートなどの被加工物５３を吸着板５１上に載置し、保持部材５２の吸引孔５２ａ、および吸着板５１の吸引孔５１ａを介して真空吸引することにより、被加工物５３を吸着板５１上に吸引保持するようにした被加工物載置機構部（被加工物保持テーブル）５０を備えたレーザ加工装置がある（特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、上記のレーザ加工装置においては、レーザ照射による熱の影響で、吸着板５１の表面が徐々に損傷して凹凸が形成されることになる。そして、吸着板５１の表面に凹凸が形成されると、レーザ加工時の焦点がずれて加工精度が低下するという問題点がある。すなわち、レーザ加工装置においては、照射されるレーザビームの焦点が被加工物５３に合うように位置調整が行われているが、吸着板５１の表面に凹凸が形成されると、焦点位置が被加工物５３からずれてしまい、例えば、被加工物５３に貫通孔を形成する加工を行うような場合においては、被加工物５３に形成される貫通孔の位置がずれたり、孔径が目標値から外れたりするというような問題点がある。
【０００４】
そのため、従来のレーザ加工装置では、吸着板がある程度損傷した時点で吸着板を交換することが必要になる。しかし、吸着板は、加工精度を高く保つため、線膨張係数が小さい材料から形成されており、そのような材料は一般的に高価で、頻繁に吸着板を交換する様なことになるとコストの大幅な上昇を招くという問題点がある。
【特許文献１】特開２０００−２０２６７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決するものであり、加工時のレーザ照射による熱の影響で吸着板が損傷することを抑制、防止して、吸着板を交換することなく加工精度を高く保持することが可能で、経済性に優れたレーザ加工装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明（請求項１）のレーザ加工装置は、
レーザ光源から発振されたレーザビームを被加工物に照射することにより、被加工物に所定のレーザ加工を行うように構成されたレーザ加工装置であって、
厚み方向に貫通する複数の吸引孔を有する吸着板と、
前記吸着板を保持する吸着板保持部材と、
厚み方向に貫通する複数の吸引孔を有し、前記吸着板上に載置されて被加工物を保持する被加工物保持板と
を具備し、
前記吸着板の吸引孔および前記被加工物保持板の吸引孔を介して吸引することにより、被加工物が前記被加工物保持板上に吸引保持されるように構成されていること
を特徴としている。
【０００７】
また、請求項２のレーザ加工装置は、前記吸着板上には前記被加工物保持板がはめ込まれる枠となる開口を備えた枠部材が配設されており、前記開口に前記被加工物保持板がはめ込まれて保持されていることを特徴としている。
【０００８】
また、請求項３のレーザ加工装置は、前記被加工物保持板が被加工物と略等しい大きさを有しているとともに、前記吸着板上には複数の被加工物保持板が載置されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明（請求項１）のレーザ加工装置は、厚み方向に貫通する吸引孔を有する吸着板と、吸着板を保持する吸着板保持部材と、厚み方向に貫通する貫通孔を有し、吸着板上に載置されて被加工物を保持する被加工物保持板とを具備しており、吸着板の吸引孔および被加工物保持板の吸引孔を介して吸引することにより、被加工物が被加工物保持板上に吸引保持されるように構成されているので、加工時のレーザ照射による熱の影響で吸着板が損傷することを抑制、防止して、吸着板を頻繁に交換することなく加工精度を高く保持することが可能になる。
したがって、本発明によれば、加工精度が高く、経済性に優れたレーザ加工装置を提供することが可能になる。
【００１０】
すなわち、本発明においては、被加工物が吸着板に直接に載置されず、吸着板上に配設された被加工物保持板上に載置され、吸引保持された状態でレーザ加工が行われるため、レーザ加工時に、吸着板が損傷することを確実に抑制、防止することが可能になり、吸着板を頻繁に交換することなく、加工精度を高く保持することが可能になり、経済性と高い加工精度を両立させることが可能になる。
【００１１】
なお、被加工物保持板は、レーザ加工により経時的に損傷するので、ある程度以上まで損傷した場合には交換することが必要になるが、所定の間隔で交換されることを予定して、被加工物保持板を比較的安価な材料で形成することにより、コストの大幅な上昇を招くことなく、高い加工精度を保持することが可能になる。
【００１２】
また、請求項２のレーザ加工装置のように、吸着板上に、被加工物保持板がはめ込まれる枠となる開口を備えた枠部材を配設し、該開口に被加工物保持板をはめ込んで保持するようにした場合、枠部材により、被加工物保持板を確実に保持固定することが可能になるとともに、被加工物保持板がレーザ加工を行うことにより損傷した場合にも、被加工物保持板を枠部材の開口から取り外して交換するだけで、高精度のレーザ加工を継続して行うことが可能になり、本発明をより実効あらしめることができる。また、交換時の位置合わせも容易であり、メンテナンス作業も効率よく行うことが可能になる。
【００１３】
また、請求項３のレーザ加工装置のように、被加工物保持板を、被加工物と略等しい大きさとした場合、被加工物保持板がレーザビームに曝されることが少なくなり、環境変化の影響を比較的受けやすい安価な材料で被加工物保持板を構成した場合にも、被加工物保持板の損傷を抑制して、被加工物保持板の交換ピッチを延ばすことが可能になり、本発明をより実効あらしめることができる。
また、吸着板上に複数の被加工物保持板を載置するようにした場合、複数個の被加工物を同時に保持することが可能になり、効率よく被加工物のレーザ加工を行うことが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に本発明の実施例を示して、本発明の特徴とするところをさらに詳しく説明する。
【実施例１】
【００１５】
この実施例では、セラミックグリーンシートに複数の貫通孔を形成するためのレーザ加工装置を例にとって説明する。
図１はレーザ光源から発振されたレーザビームを、被加工物に照射することにより被加工物にレーザ加工を行うように構成された本発明のレーザ加工装置を模式的に示す斜視図、図２は図１のレーザ加工装置の被加工物載置機構部の構成を示す分解斜視図、図３は被加工物載置機構部の構成を示す図であり、(ａ)は分解正面断面図、(ｂ)は正面断面図である。
【００１６】
この実施例のレーザ加工装置は、図１に示すように、被加工物（セラミックグリーンシート）１０を保持する被加工物載置機構部（被加工物保持テーブル）１１と、レーザ光源１と、レーザ光源１から発振、放射されたレーザビーム２を通過させて、被加工物１０に形成すべき貫通孔の形状に対応する形状を有する複数個のレーザビームに分光する回折格子３と、回折格子３を通過し、分光されたレーザビーム２を所定の反射角度で反射させるガルバノスキャンミラー４と、ガルバノスキャンミラー４により所定の反射角度で反射されたレーザビーム２を個々に集光する集光レンズ５とを備えており、集光レンズ５を通過して集光されたレーザビームが、被加工物載置機構部（被加工物保持テーブル）１１に保持された被加工物１０に照射されるように構成されている。
【００１７】
この加工装置は、さらに、レーザ光源１を駆動するレーザ光源駆動手段６、ガルバノスキャンミラー４の反射角度を変化させるガルバノスキャンミラー駆動手段７と、被加工物載置機構部（被加工物保持テーブル）１１を所定の方向に移動させて、その上に保持された被加工物（セラミックグリーンシート）１０を所定の方向に移動させるための駆動手段１２とを備えている。
【００１８】
また、この加工装置においては、レーザ光源１として、パルス幅の短いＣＯ2レーザを放射するレーザ光源が用いられている。また、回折格子３、ガルバノスキャンミラー４、及び集光レンズ５には、ＣＯ2レーザの吸収が少ないＺｎＳｅが用いられている。また、このレーザ加工装置において、回折格子３は、レーザビーム２を、平面形状（照射面の形状）が略円形になるように、複数個に分光することができるように構成されている。
【００１９】
そして、この実施例において、被加工物載置機構部１１は、図２，図３(ａ)，(ｂ)に示すように、厚み方向に貫通する多数の吸引孔２１ａを有する吸着板２１と、吸着板２１を保持する吸着板保持部材２２と、厚み方向に貫通する複数の吸引孔２３ａを有し、吸着板２１上に載置されて被加工物（セラミックグリーンシート）１０を吸引保持する機能を果たす被加工物保持板２３と、吸着板保持部材２２の下側に配設された、吸引手段（図示せず）に接続される吸引孔２５ａを有する底板２５を備えている。なお、吸着板２１を保持する吸着板保持部材２２の底部には、均一な真空吸引を行うことができるように、平面形状が円形で比較的直径の大きい複数の貫通孔２２ａが形成されている。
【００２０】
また、この実施例のレーザ加工装置においては、被加工物保持板２３がはめ込まれる複数（この実施例では２個）の開口２４ａを有する枠部材２４が用いられており、被加工物保持板２３は、吸着板２１上に載置された枠部材２４の開口２４ａにはめ込まれた状態で吸着板２１上に保持され、被加工物（セラミックグリーンシート）１０を吸引保持する機能を果たすように構成されている。
【００２１】
そして、底板２５の吸引孔２５ａ、吸着板保持部材２２の貫通孔２２ａ、吸着板２１の吸引孔２１ａ、および被加工物保持板２３の吸引孔２３ａを介して吸引することにより、被加工物（セラミックグリーンシート）１０が被加工物保持板２３上に吸引保持されるように構成されている。
【００２２】
この実施例のレーザ加工装置において、吸着板２１は、加工精度を維持することができるように、周囲の環境変化（特に温度変化）による伸縮の少ない材料により形成されている。具体的には、吸着板２１を構成する好ましい材料として、インバー材（Ｆｅ−Ｎｉ：ただしＮｉ＝３６重量％）や、スーパーインバー材（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ：ただし、Ｎｉ＝３１〜３３重量％、Ｃｏ＝４〜６重量％）などが例示されるが、他の材料を用いることも可能である。
【００２３】
また、吸着板保持部材２２の具体的な構造や構成材料には特別の制約はないが、駆動手段１２により被加工物１０を変位させる際の動作性を良好に保つ見地などから、アルミニウム合金などの軽い材料で形成することが好ましい。
【００２４】
また、枠部材２４に形成された複数の開口２４ａの寸法は、この実施例では、２００mm×２００mm程度であり、また、被加工物保持板２３の寸法は、上述の開口２４ａにはまり込むような大きさ（すなわち、開口２４ａとほぼ同等の大きさ）とされている。
【００２５】
なお、この枠部材２４に形成された開口２４ａおよび被加工物保持板２３の大きさは、被加工物（セラミックグリーンシート）１０の大きさに応じて調整され、被加工物と略等しい大きさとされていることが望ましい。
【００２６】
また、枠部材２４は、アルミニウム合金などの軽い材料で形成することが好ましい。これは、枠部材２４を比重の大きい材料で形成すると、駆動手段１２により被加工物１０を変位させる際の動作に悪影響を及ぼすおそれがあることによる。なお、枠部材２４の具体的な構成材料に特別の制約はなく、種々の材料を用いて形成することが可能である。
【００２７】
また、枠部材２４の開口２４ａにはめ込まれて使用される被加工物保持板２３は、比較的頻繁に交換されるものであることから、アクリル板などの安価な材料を用いて形成することが好ましい。
【００２８】
なお、被加工物保持板２３を、アクリル板などの安価な材料で構成すると、環境変化による伸縮が生じやすくなるが、上述のように、例えば２００mm×２００mmの開口２４ａにはまり込む程度の大きさである場合には、環境変化による伸縮が生じた場合にも、その絶対値はそれほど大きな値とならず、被加工物保持板２３の伸縮による加工精度の低下は軽微であり、特に問題となるようなことはない。
なお、吸着板２１をアクリル板などの周囲の環境変化の影響を受けやすい材料で構成すると、レーザ加工工程で大きな伸縮が生じて加工位置精度の低下を招くなどの問題が生じるおそれがあるため、好ましくない。
【００２９】
上述のように、この実施例のレーザ加工装置は、被加工物１０と吸着板２１の間に被加工物保持板２３を設けているので、レーザ加工工程における吸着板２１の損傷を抑制、防止することが可能になり、吸着板２１を長期間にわたって使用することが可能になる。
【００３０】
なお、上述のように被加工物保持板２３はレーザ加工工程で経時的に損傷するため、比較的短いピッチで交換されることになるが、アクリル板などの安価な材料で形成されているため、頻繁に交換しても大幅なコストの増大を招くことはない。また、吸着板２１を交換する場合には、位置精度の校正を再度行うことが必要となり、時間と労力を要するが、被加工物保持板２３のみを交換する場合には、吸着板自体を交換するわけではないので、位置精度の校正をやり直す必要がなく、装置のメンテナンスの効率化を図ることが可能になり、生産性を向上させることが可能になる。
【００３１】
また、この実施例のレーザ加工装置は、枠部材２４を用いており、開口２４ａに被加工物保持板２３をはめ込むだけで被加工物保持板２３を所定の位置に確実に取り付けることが可能であることから、被加工物保持板２３の交換が容易で、かつ、位置合せを確実に行うことが可能になり、被加工物保持板２３を確実に所定の位置に保持して、位置ずれが生じることを防止できるようになる。
【００３２】
なお、上記実施例では、２個の開口２４ａを有する枠部材２４を用いたが、枠部材２４の開口２４ａの数に特別の制約はなく、３個以上とすることも可能であり、また、１個とすることも可能である。
【００３３】
また、上記実施例では、枠部材２４を用いた場合を例にとって説明したが、他の方法で被加工物保持板２３を固定することができる場合には、枠部材２４を不要とすることが可能である。
【００３４】
また、上記実施例では、被加工物保持板２３としてアクリル板を用いるようにしているが、他の材料を用いることも可能である。
さらに、被加工物保持板２３の具体的な形状や寸法、貫通孔の配設態様などに関しても特に制約はない。
【００３５】
また、上記実施例では、被加工物がセラミックグリーンシートである場合を例にとって説明したが、被加工物の種類には特別の制約はなく、被加工物が焼結セラミック、金属材料、樹脂材料、複合材料などである場合にも本発明を適用することが可能である。
【００３６】
また、上記実施例では、ＣＯ2レーザを用いる場合を例にとって説明したが、本発明は、ＹＡＧレーザなどの他のレーザビームを用いるレーザ加工装置にも適用することが可能である。
また、本発明においては、レーザ加工装置の主要部の構成に特別の制約はなく、種々の構成のレーザ加工装置に本発明を適用することが可能である。
【００３７】
本発明はさらにその他の点においても特別の制約はなく、発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
上述のように、本発明によれば、吸着板が損傷することを確実に抑制、防止して、吸着板を交換することなく加工精度を高く保持することが可能な、経済性に優れたレーザ加工装置を提供することが可能になる。
したがって、本発明は、電子部品の製造工程でセラミックグリーンシートに穴開け加工を行う場合などの種々の用途に用いられるレーザ加工装置に広く適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施例にかかるレーザ加工装置を模式的に示す斜視図である。
【図２】本発明の実施例にかかるレーザ加工装置の被加工物載置機構部の構成を示す分解斜視図である。
【図３】本発明の実施例にかかるレーザ加工装置の被加工物載置機構部の構成を示す図であり、(ａ)は分解正面断面図、(ｂ)は正面断面図である。
【図４】従来のレーザ加工装置の被加工物載置機構部の構造を示す図であり、(ａ)は分解斜視図、(ｂ)は被加工物を保持した状態の正面断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１        レーザ光源
２        レーザビーム
３        回折格子
４        ガルバノスキャンミラー
５        集光レンズ
６        レーザ光源駆動手段
７        ガルバノスキャンミラー駆動手段
１０      被加工物（セラミックグリーンシート）
１１      被加工物載置機構部（被加工物保持テーブル）
１２      駆動手段
２１      吸着板
２１ａ    吸引孔
２２      吸着板保持部材
２２ａ    貫通孔
２３      被加工物保持板
２３ａ    吸引孔
２４      枠部材
２４ａ    開口
２５      底板
２５ａ    吸引孔
【図１】
2005342762.tif 000003
【図２】
2005342762.tif 000004
【図３】
2005342762.tif 000005
【図４】
2005342762.tif 000006