レーザ加工機
【課題】レーザ加工機を提供することを課題とする。
【解決手段】チャンバーとレーザシステムと少なくとも１個の加工ステージと少なくとも１個の上部運動ステージとを含むレーザ加工機であって、レーザシステムはチャンバー内部の下方に設けられ、進行方向が重力方向と反対するレーザ光の出力に用いられる。加工ステージがチャンバー内部の上方に設けられ、対向する吸着面と連結面とを備える。且つ、吸着面は連結面の下方に位置し、加工物を吸着するために用いられる。上部運動ステージがチャンバー内部の上方に設けられ、加工ステージの連結面に対応して連結し、加工ステージを運動するために用いられる。
【解決手段】チャンバーとレーザシステムと少なくとも１個の加工ステージと少なくとも１個の上部運動ステージとを含むレーザ加工機であって、レーザシステムはチャンバー内部の下方に設けられ、進行方向が重力方向と反対するレーザ光の出力に用いられる。加工ステージがチャンバー内部の上方に設けられ、対向する吸着面と連結面とを備える。且つ、吸着面は連結面の下方に位置し、加工物を吸着するために用いられる。上部運動ステージがチャンバー内部の上方に設けられ、加工ステージの連結面に対応して連結し、加工ステージを運動するために用いられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ加工に関し、特に、レーザ加工機に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ技術は広範囲に渡り多くの産業に応用されている。
例をあげると、パネル製造産業において、ウェット工程で生じる化学物質の廃液により容易に環境保全問題につながるため、レーザのパネルエッチングに変更することで、化学物質の廃液の発生を避けることができる以外に、レーザエッチング技術により更に精密度が高くなるという長所がある。
よって、レーザ技術の穴あけ、切断への応用以外に、配線或いはパターン製造需要の産業にも応用できる。
例えばパネルのショートリングスクライビング、薄膜トランジスタの修整、表面プリントの回路パターンの直接描画・製作、検出導電薄膜回路の図形製作、フレキシブルプリント基板の精密配線パターン形成及び太陽電池薄膜回路の区画・スクライビングの製作等である。
【０００３】
図１は従来のレーザ加工を示す図である。
図１に示すように、加工物（例えばパネル）１００ａが加工ステージ１１０ａに載置され、レーザヘッド１２０ａが加工物１００ａの上方に位置し、下に向かってレーザ光１３０ａを出力する。これを通じて、加工物１００ａに対しスクライビング、穴あけ或いは切断等の加工ができる。
しかしながら、加工物１００ａが熱を受けて気化し、加工物１００ａの表面に粉塵が生じてしまう。加工物１００ａ上に付着した粉塵は容易に切断線路の間において短絡を引き起こしてしまう。
レーザヘッド１２０ａ上に吸気装置１４０ａを設置して空気の抽出によって気流を発生させることで、加工物１００ａ表面の粉塵を舞い上げて抽出できるが、粒子が比較的大きい粉塵が容易に再度加工物表面に落ちる、或いは加工物１００ａ表面で生じた静電気により加工物１００ａ上に吸着されてしまう。
【０００４】
この他に、レーザ加工の後、加工結果が要求を満たしているかどうかをチェックする必要があり、誤差があった場合、レーザ修整を行わなければならない。
よって、加工物１００ａをレーザ加工機で加工を終えた後、電気特性の測定又は目視比較を行うことで、加工と予想の不一致箇所を見つけ出すため、検査装置へ移動しなければならない。
そして加工物１００ａをレーザ加工機（或いは別のレーザ修整機に置く）に移して修整する。加工物１００ａを異なる装置に置くたびに、位置決めを行わなければならないため、製造工程時間を無駄してしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は上記のような従来技術の問題点に鑑みて、レーザ加工機を提供することで従来の技術に存在する問題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施例では、チャンバーとレーザシステムと少なくとも１台の加工ステージと少なくとも１台の上部運動ステージとを、含むレーザ加工機を提供する。
【０００７】
レーザシステムはチャンバー内部の下方に設けられ、進行方向が重力方向と反対するレーザ光の出力に用いられる。
加工ステージがチャンバー内部の上方に設けられ、対向する吸着面と連結面とを備える。且つ吸着面は連結面の下方に位置し、加工物を吸着するために用いられる。
上部運動ステージがチャンバー内部の上方に設けられ、加工ステージの連結面に対応して連結し、加工ステージを運動するために用いられる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の実施例を通して、重力を利用して有効的に除塵し、配線ミスを避け、工業化生産の歩留まりに役立つ。
且つ加工ステージと上部運動ステージが複数の場合、同時に加工と測定できるため、工業化生産の生産能力に役立つ。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】従来のレーザ加工を示す図である。
【図２】本発明に係る第１の実施例のレーザ加工機背面図である。
【図３Ａ】本発明に係る第１の実施例の加工ステージ底面図である。
【図３Ｂ】本発明に係る第１の実施例の加工物底面図である。
【図４】本発明に係る第１の実施例の加工ステージと加工物の側面図である。
【図５】本発明に係る第１の実施例の温湿度制御システムを示す図である。
【図６】本発明に係る第１の実施例の集塵システムを示す図である。
【図７】本発明に係る第２の実施例のレーザ加工機前面図である。
【図８】本発明に係る第２の実施例のレーザ加工機側面図である。
【図９】本発明に係る第２の実施例のレーザ加工機の運用フローチャートである。
【図１０】本発明に係る第３の実施例のレーザ加工機背面図である。
【図１１】本発明に係る第３の実施例のレーザ加工機前面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１の実施例）
図２は本発明に係る第１の実施例のレーザ加工機２００背面図である。
図２に示すようにレーザ加工機２００にはチャンバー２１０とレーザシステム２２０と加工ステージ２３０と上部運動ステージ２４０とを、含む。レーザシステム２２０がチャンバー２１０内部の下方に設けられる。加工ステージ２３０と上部運動ステージ２４０がチャンバー２１０内部の上方に設けられる。
【００１１】
レーザシステム２２０は、進行方向が重力方向と反対するレーザ光５００を出力するために用いられる。加工ステージ２３０は対向する吸着面２３１及び連結面２３３を備え、且つ吸着面２３１が連結面２３３の下方に位置し、加工物４００を吸着するために用いられる。上部運動ステージ２４０が加工ステージ２３０の連結面２３３に連結し、加工ステージ２３０を運動するために用いられる。
【００１２】
そこで、上部運動ステージ２４０にはＸ軸運動ステージとＹ軸運動ステージ（図示略）とを含むことができ、加工ステージ２３０をＸ方向とＹ方向に沿って運動させることで、加工物４００にスクライビングして特定パターンを形成することに用いる。
【００１３】
これにより、加工物４００がレーザ光熱或いは光化学反応を受けて生じた粉塵は、重力によって下に落下できる。
このほかに、上部運動ステージ２４０の運動も、加工物４００上の粉塵を払い落とすことにも役立つ。
【００１４】
そこで、図２に示すように、レーザ加工機２００は、第１の下部運動ステージ２５０と台座２６０とダンパーシステム２７０と電気特性測定システム２８０とワーク搬送システム２９０とを、更に含むことができる。
【００１５】
第１の下部運動ステージ２５０がチャンバー２１０内部の下方に設けられ、レーザシステム２２０を載置並びに運動するために用いられる。そこで、第１の下部運動ステージ２５０はＸ軸運動ステージ２５１とＺ軸運動ステージ２５３とを含むことができる。
Ｘ軸運動ステージ２５１はレーザシステム２２０をＸ方向に沿って運動させるために用いる。
Ｚ軸運動ステージ２５３はレーザシステム２２０をＺ方向に沿って運動させるために用いる。
これにより、レーザシステム２２０を適切な位置に移動することで、加工物４００上の加工箇所に対応できる。
【００１６】
ダンパーシステム２７０はチャンバー２１０と台座２６０の間に設けられ、複数のダンパーを含み、外部振動で加工精度に影響しないように外部からチャンバー２１０内部システムへの振動を抑制できる。
【００１７】
ワーク搬送システム２９０は、加工ステージ２３０と第１の下部運動ステージ２５０の間に設けられることができ、加工物４００のロード（加工ステージ２３０に置く）とアンロード（加工ステージ２３０から卸す）を行うために用いる。
そこで、スムーズに説明するため、ワーク搬送システム２９０に関する詳細な説明を後記図４で説明する。
【００１８】
電気特性測定システム２８０は、四探針法（Ｇａｔｅｄ−ｆｏｕｒ−ｐｒｏｂｅ ｍｅｔｈｏｄ）で加工を経た加工物４００上の導線抵抗を測定でき、或いはフレキシブルな圧力式プローブステーションの治具で迅速なスイッチ切替で開回路や短絡の有無のデータを得て判別できる。導線の開回路と短絡状況を通じて、更に加工物４００の修整を行う必要があるかを判断する。
【００１９】
電気特性測定システム２８０は、チャンバー２１０内部の上方或いは下方に設けられることができ、またワーク搬送システム２９０に合わせ、電気特性測定システム２８０のプローブステーションとワーク搬送システム２９０を結合させることができる。
例を挙げると、ワーク搬送システム２９０を通じて位置決め方法（例えば位置決めピン（Ｌｏｃａｔｉｎｇ ｐｉｎ）又はロボットで視覚位置決めに合わせる）により加工物４００を加工ステージ２３０に置く。電気特性測定システム２８０は加工前後品質管理の検証を図るため、同時にワーク搬送システム２９０を通じて位置決めることができる。
この他、安定して加工ステージ２３０箇所まで持ち上げるため、電気特性測定システム２８０は昇降テープルを含むことができる。
【００２０】
図３Ａは本発明に係る第１の実施例の加工ステージ２３０底面図である。
図３Ｂは本発明に係る第１の実施例の加工物４００底面図である。
図４は本発明に係る第１の実施例の加工ステージ２３０と加工物４００の側面図である。
図３Ａ、図３Ｂ及び図４を一緒に参照しながら説明する。図に示すように加工ステージ２３０には基台２３２及び気流システム２３５が含まれる。
【００２１】
図３Ａに示すように、基台２３２は多孔性材質（ｐｏｒｏｕｓ ｍａｔｅｒｉａｌ）からなり、複数の気孔部２３４を形成できる。
例えば毛細繊維、陶磁或いは金属粉末を焼結してからなることができる。
若しくはレーザ光５００を散乱し、レーザ光５００は基台２３２で反射して加工物４００を傷つけないように、基台２３２の材質も石英ガラス或いはその他光学ガラス又は結晶体を選択できる。
【００２２】
そこで、粉塵が基台２３２の静電気により加工物４００に吸着されることを避けるため、基台２３２は好しくは導電材質からなり、且つ接地に接続することができる。
【００２３】
図４に示すように、気流システム２３５は基台２３２に連結される。気流システム２３５は正陰圧供給ユニット２３６と気室２３７を含むことができる。気室２３７は各気孔部２３４と陽陰圧供給ユニット２３６の間に連結する。
これを介して、気流システム２３５は基台２３２表面（吸着面２３１）で陽圧気流を発生して加工物４００を気流浮上できる。
或いは、基台２３２表面で陰圧気流を発生して加工物４００を吸着できる。
そこで、気流システム２３５は電磁弁の切替により陽圧又は陰圧の気流を発生させることができる。
【００２４】
図３Ｂを参照しながら説明する。
加工物４００は加工ゾーン４１０及びその外周の無効ゾーン４３０を含むことができる。加工ゾーン４１０をレーザ加工を受けるエリアとして計画する。無効ゾーン４１０はレーザ加工を受けないエリアとする。
これにより、無効ゾーン４３０に複数個の位置決めポイント４５０を設置できる。
且つ、図３Ａに示すように、基台２３２に位置決めポイント４５０と対応する位置決め穴２３８を設けられることで、ワーク搬送システム２９０と合わせて位置決めできる。
【００２５】
ワーク搬送システム２９０は、位置決め方法（例えば位置決めピン（Ｌｏｃａｔｉｎｇ ｐｉｎ）或いはロボットで視覚位置決めに合わせる）により加工物４００を加工ステージ２３０に置くことができる。
以下は、位置決めピンを例として説明する。図４に示すように、ワーク搬送システム２９０は挟持具（又は吸盤）２９１を備える。
【００２６】
挟持具２９１は、加工物４００の位置決めポイント（図示略）で加工物４００を挟持或いは吸引し、また位置決め穴２３８まで、次に気流システム２３５を通じて加工物４００を吸着し、加工物４００を基台２３２に固定させる。
【００２７】
図４に示すように、ワーク搬送システム２９０は気流浮上搬送モジュール２９３を更に含むことができる。気流浮上搬送モジュール２９３は、接触式保持具２９４と張力伸展ステージ２９５と気流浮上吸引ノズル２９６とを含む。
【００２８】
接触式保持具２９４は、実質に吸引ノズル又は固定ジョーを含むことができ、加工物４００を保持するために用いる。張力伸展ステージ２９５は接触式保持具２９４に連結し、水平移動により加工物４００に対し水平引張力或いは張力を施すために用いる。気流浮上吸引ノズル２９６は陽圧気流を発生するために用い、加工物４００を加工ステージ２３０まで搬送する過程において、加工物４００の衝突損耗を避けることができる。
【００２９】
そこで、レーザ加工機２００は、イオン銃（図示略）を更に含むことができ、加工物４００の位置決め後、その上の静電気を除去するために用いる。これを介して、加工時に粉塵が加工物４００の表面に吸着することを避けることができる。
【００３０】
再度図２を参照しながら説明する。
本発明に係る第１の実施例において、チャンバー２１０は外側チャンバー２１１とシールチャンバー２１３とを含むことができる。外側チャンバー２１１はシールチャンバー２１３を被覆するために用いられる。外側チャンバー２１１は、好しくは花崗岩材質からなり、これを介して強固で信頼できる外周保護を提供できる。
【００３１】
図５は本発明に係る第１の実施例の温湿度制御システム３００を示す図である。
図５に示されるように、レーザ加工機２００は温湿度制御システム３００を更に含むことができ、シールチャンバー２１３内の恒温恒湿を維持するために用いる。
温湿度制御システム３００は、気体吹込装置３０１と気体排出装置３０３とを含むことができる。気体吹込装置３０１は恒温気体をシールチャンバー２１３内に吹き込まれるために用いる。気体排出装置３０３はシールチャンバー２１３内の気体を排出することで、シールチャンバー２１３内の低真空状態を維持するために用いる。
そこで、気体吹込装置３０１はシールチャンバー２１３の上方に設けられ、気体排出装置３０３がシールチャンバー２１３の下方に設けられることができる。
これを介して重力により落下した粉塵をシールチャンバー２１３から運び出すことができる。
【００３２】
その他、温湿度制御システム３００も水循環システムで恒温制御を行い、また除湿装置を組み合わせてシールチャンバー２１３内の恒湿を維持できる。
【００３３】
図６は、本発明に係る第１の実施例の集塵システム３１０を示す図である。
図６に示されるように、レーザ加工機２００は集塵システム３１０を更に含むことができる。集塵システム３１０は、空気吹出ノズル３１１と吸気ハウジング３１３とを含む。
【００３４】
空気吹出ノズル３１１はレーザシステム２２０のレーザヘッド２２１に設けられることができる。吸気ハウジング３１３の凹面は加工ステージ２３０とレーザシステム２２０の間に上向きに設置される。空気吹出ノズル３１１は該レーザ光５００の焦点に伴って加工物４００の表面に空気を噴射するために用いられる。吸気ハウジング３１３は空気吹出ノズル３１１で飛散された粉塵を吸引するために用いられる。
そこで、集塵システム３１０がなお空気吹出ノズル３１１の空気吹出に供する陽圧供給ユニットと二者間に連結する管路と吸気ハウジング３１３の吸気に供する陰圧供給ユニットと二者間に連結する管路とを含むことについて、当業者には明白であろう。
【００３５】
本発明に係る第２の実施例において、図２は本発明に係る第２の実施例のレーザ加工機２００背面図とすることができる。図７は本発明に係る第２の実施例のレーザ加工機２００前面図とすることができる。
【００３６】
図７に示すように、本実施例と第１の実施例は大まかに同じで、レーザ加工機２００は光学測定システム３２０と第２の下部運動ステージ３３０とを更に含む。光学測定システム３２０と第２の下部運動ステージ３３０がチャンバー２１０内部の下方に設けられる。
【００３７】
光学測定システム３２０は加工物４００を位置決めて、レーザシステム２２０がこれを以ってレーザ加工を行うために供される。
若しくはレーザ加工後、レーザシステム２２０は光学測定システム３２０の測定結果に基づき、レーザパラメータを修正すると共に加工物４００を修整できる。
そこで、光学測定システム３２０は、撮影カメラと干渉計とを含むことができる。
【００３８】
撮影カメラは、加工物４００の映像をキャプチャすることに用いられ、加工物４００を位置決めして、上部運動ステージ２４０及び第２の下部運動ステージ３３０の座標に合わせるよう図る。且つ、光学測定システム３２０はレーザ加工及び加工後の修整のため、映像処理技術により加工物４００の映像について映像認識を行うことができる。
例をあげると、加工物４００は挟持或いは加工して熱を受けて変形が生じる、若しくはレーザ加工前のプリント配線工程の精度誤差により、実際の位置決めポイントと各配線とがずれてしまう。
光学測定システム３２０は原予定図形と実際の図形を対比して新図形として校正してから、予定レーザスクライビングライン経路を計画することで、本当のレーザ加工経路座標を得る。この加工経路座標はレーザシステム２２０が加工物４００を加工或いは修整することに供することができる。
【００３９】
その他、２つの撮影カメラの視覚交点を通じて、人間の視覚に真似て、Ｚ軸運動ステージの高さを校正できる。
【００４０】
干渉計は、白光干渉計或いはレーザ干渉計とすることができ、加工物４００の表面形状を取得するために用いる。且つ、表面形状に基づいて取得したパラメータ（例えば線幅、凸起の高さと幅等の取り除く）は、灰色分析法或いはタグチメソッドでベストのレーザパラメータ設定を求めることで、レーザパラメータを校正する。
【００４１】
第２の下部運動ステージ３３０は、光学測定システム３２０を載置並びに運動するために用いる。
そこで、第２の下部運動ステージ３３０は、Ｘ軸運動ステージ３３１とＺ軸運動ステージ３３３とを含むことができる。Ｘ軸運動ステージ３３１は、光学測定システム３２０をＸ方向に沿って運動させることに用いる。Ｚ軸運動ステージ３３３は光学測定システム３２０をＺ方向に沿って運動させるために用いる。これを介して、光学測定システム３２０を適切な位置に移動させて、加工物４００を測定させることができる。
【００４２】
（第２の実施例）
図８は、本発明に係る第２の実施例のレーザ加工機２００側面図である。
図９は本発明に係る第２の実施例のレーザ加工機２００の運用フローチャートである。
【００４３】
図８に示すように、電気特性測定システム２８０とワーク搬送システム２９０はレーザ加工機２００の前区域に位置し、光学測定システム３２０がレーザ加工機２００の中区域に位置し、レーザシステム２２０がレーザ加工機２００の後区域に位置できる。
【００４４】
これを介し、図９に示すように、加工物４００はレーザ加工機２００の前区域で加工ステージ２３０にロードすると共に脱イオン（ステップＳ６０１）を行うことができる。
次に、中区域の光学測定システム３２０で図形の判別を行うことで、加工物４００を位置決めし、レーザ加工の予定経路と座標（ステップＳ６０２）を計画する。更に後区域のレーザシステム２２０で加工（ステップＳ６０３）を行う。
【００４５】
加工を終えた後、レーザ加工機２００前区域にある電気特性測定システム２８０が加工物４００に対して電気特性測定（ステップＳ６０４）を行う。
配線ミスを検出された場合、ステップＳ６０２に戻り、図形の判別を行い、また新しいレーザ加工経路と座標を生成して、ステップＳ６０３で加工物４００を修整する。
配線ミスが検出されなかった場合、レーザ加工機２００の前区域において、加工物４００を脱イオンした後、アンロード（ステップＳ６０５）を行う。
【００４６】
（第３の実施例）
図１０は、本発明に係る第３の実施例のレーザ加工機２００背面図である。
図１１は本発明に係る第３の実施例のレーザ加工機２００前面図である。
【００４７】
図１０及び図１１を一緒に参照しながら説明する。
本実施例と第２の実施例は大まかに同じで、レーザ加工機２００は２個の加工ステージ２３０、２３０’と２個の上部運動ステージ２４０、２４０’とを含む。加工ステージ２３０、２３０’は各々チャンバー２１０の両側に設けられる。上部運動ステージ２４０、２４０’も加工ステージ２３０、２３０’に対応して各々チャンバー２１０の両側に設けられる。
【００４８】
レーザシステム２００は２個の加工ステージ２３０、２３０’のいずれかにある加工物（４００或いは４００’）を加工し、光学測定システム３２０が別の加工ステージ（２３０又は２３０’）にある加工物（４００或いは４００’）を測定する。
例を挙げると、レーザシステム２００は加工ステージ２３０上の加工物４００を加工した後、加工ステージ２３０’の下方に移動し、加工物４００に対し加工を行う。この時、本当のレーザ経路又は修整の必要がある加工座標を得るため、光学測定システム３２０は加工物４００に対し光学図形の判別・位置決め若しくは加工結果の測定を行うことができる。
レーザシステム２００が加工物４００’に加工を終えた後、更に戻って加工物４００について加工又は修整を行う。この時、光学測定システム３２０は同時に加工物４００’に対し光学図形の判別或いは加工結果の測定を行うことができる。これを通じて、同時に加工と測定を行うことで、工程時間を短縮できる。
更に、加工と測定はいずれも同一装置にあり、加工物４００、４００’はそのまま加工ステージ２３０、２３０’上に位置決めする。
よって、加工物４００、４００’のロード・アンロード過程中における改めて位置決めの時間を節約できる。
【００４９】
図１０に示すように、レーザ加工機２００は加速度計３４０、３４０’とダンパーシステム２７０、２７０’とを更に含むことができる。
加速度計３４０、３４０’は加工ステージ２３０、２３０’或いは上部運動ステージ２４０、２４０’に設けられることができ、加工ステージ２３０、２３０’の運動変化を検出するために用いる。ダンパーシステム２７０、２７０’は各々加工ステージ２３０、２３０’に対応してチャンバー２１０外部の下方に設けられる。
各ダンパーシステムは複数のダンパーを含むことができ、好しくは２個のダンパーを含むことができ、チャンバー２１０外部下方に前後設置する。ダンパーシステム２７０内のダンパーの減衰係数は、加速度計３４０の検出データに対応して変わる。つまり、上部運動ステージ２４０が加速運動している時、上部運動ステージ２４０により引き起こす振動は上部運動ステージ２４０’に影響を及ぼす。
よって、ダンパーシステム２７０はリアルタイムで減衰係数を引き上げ、上部運動ステージ２４０により引き起こした振動に抵抗できる。振動の影響が消失した後、ダンパーシステム２７０は更に減衰係数を元の数値に戻す。これを介して、２個の加工ステージ２３０、２３０’の運動による相互影響を避けることができる。且つダンパーシステム２７０、２７０’も地面の振動の影響を避けることができる。
【００５０】
その他、２個の加工ステージ２３０、２３０’間の相互影響を軽減するため、２個の加工ステージ２３０、２３０’は各々相対的な高速及び相対的な低速で運動する。
【００５１】
上述をまとめると、本発明の実施例は重力を利用して有効的に除塵することで配線ミスを避ける。また同一装置において、同時に加工と測定を行い、工程時間を効果的に短縮できる。本発明の実施例は、工業化生産の生産能力と歩留まりに役立つ。
【符号の説明】
【００５２】
１００ａ 加工物
１１０ａ 加工ステージ
１２０ａ レーザヘッド
１３０ａ レーザ光
１４０ａ 吸気装置
２００ レーザ加工機
２１０ チャンバー
２１１ 外側チャンバー
２１３ シールチャンバー
２２０ レーザシステム
２２１ レーザヘッド
２３０、２３０’ 加工ステージ
２３１ 吸着面
２３２ 基台
２３３ 連結面
２３４ 気孔部
２３５ 気流システム
２３６ 陽陰圧供給ユニット
２３７ 気室
２３８ 位置決め穴
２４０、２４０’ 上部運動ステージ
２５０ 第１の下部運動ステージ
２５１ Ｘ軸運動ステージ
２５３ Ｚ軸運動ステージ
２６０ 台座
２７０、２７０’ ダンパーシステム
２８０ 電気特性測定システム
２９０ ワーク搬送システム
２９１ 挟持具
２９３ 気流浮上搬送モジュール
２９４ 接触式保持具
２９５ 張力伸展ステージ
２９６ 気流浮上吸引ノズル
３００ 温湿度制御システム
３０１ 気体吹込装置
３０３ 気体排出装置
３１０ 集塵システム
３１１ 空気吹出ノズル
３１３ 吸気ハウジング
３２０ 光学測定システム
３３０ 第２の下部運動ステージ
３３１ Ｘ軸運動ステージ
３３３ Ｚ軸運動ステージ
３４０、３４０’ 加速度計
４００、４００’ 加工物
４１０ 加工ゾーン
４３０ 無効ゾーン
４５０ 位置決めポイント
５００ レーザ光
Ｓ６０１〜Ｓ６０５ ステップ
Ｘ 方向
Ｙ 方向
Ｚ 方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ加工に関し、特に、レーザ加工機に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ技術は広範囲に渡り多くの産業に応用されている。
例をあげると、パネル製造産業において、ウェット工程で生じる化学物質の廃液により容易に環境保全問題につながるため、レーザのパネルエッチングに変更することで、化学物質の廃液の発生を避けることができる以外に、レーザエッチング技術により更に精密度が高くなるという長所がある。
よって、レーザ技術の穴あけ、切断への応用以外に、配線或いはパターン製造需要の産業にも応用できる。
例えばパネルのショートリングスクライビング、薄膜トランジスタの修整、表面プリントの回路パターンの直接描画・製作、検出導電薄膜回路の図形製作、フレキシブルプリント基板の精密配線パターン形成及び太陽電池薄膜回路の区画・スクライビングの製作等である。
【０００３】
図１は従来のレーザ加工を示す図である。
図１に示すように、加工物（例えばパネル）１００ａが加工ステージ１１０ａに載置され、レーザヘッド１２０ａが加工物１００ａの上方に位置し、下に向かってレーザ光１３０ａを出力する。これを通じて、加工物１００ａに対しスクライビング、穴あけ或いは切断等の加工ができる。
しかしながら、加工物１００ａが熱を受けて気化し、加工物１００ａの表面に粉塵が生じてしまう。加工物１００ａ上に付着した粉塵は容易に切断線路の間において短絡を引き起こしてしまう。
レーザヘッド１２０ａ上に吸気装置１４０ａを設置して空気の抽出によって気流を発生させることで、加工物１００ａ表面の粉塵を舞い上げて抽出できるが、粒子が比較的大きい粉塵が容易に再度加工物表面に落ちる、或いは加工物１００ａ表面で生じた静電気により加工物１００ａ上に吸着されてしまう。
【０００４】
この他に、レーザ加工の後、加工結果が要求を満たしているかどうかをチェックする必要があり、誤差があった場合、レーザ修整を行わなければならない。
よって、加工物１００ａをレーザ加工機で加工を終えた後、電気特性の測定又は目視比較を行うことで、加工と予想の不一致箇所を見つけ出すため、検査装置へ移動しなければならない。
そして加工物１００ａをレーザ加工機（或いは別のレーザ修整機に置く）に移して修整する。加工物１００ａを異なる装置に置くたびに、位置決めを行わなければならないため、製造工程時間を無駄してしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は上記のような従来技術の問題点に鑑みて、レーザ加工機を提供することで従来の技術に存在する問題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施例では、チャンバーとレーザシステムと少なくとも１台の加工ステージと少なくとも１台の上部運動ステージとを、含むレーザ加工機を提供する。
【０００７】
レーザシステムはチャンバー内部の下方に設けられ、進行方向が重力方向と反対するレーザ光の出力に用いられる。
加工ステージがチャンバー内部の上方に設けられ、対向する吸着面と連結面とを備える。且つ吸着面は連結面の下方に位置し、加工物を吸着するために用いられる。
上部運動ステージがチャンバー内部の上方に設けられ、加工ステージの連結面に対応して連結し、加工ステージを運動するために用いられる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の実施例を通して、重力を利用して有効的に除塵し、配線ミスを避け、工業化生産の歩留まりに役立つ。
且つ加工ステージと上部運動ステージが複数の場合、同時に加工と測定できるため、工業化生産の生産能力に役立つ。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】従来のレーザ加工を示す図である。
【図２】本発明に係る第１の実施例のレーザ加工機背面図である。
【図３Ａ】本発明に係る第１の実施例の加工ステージ底面図である。
【図３Ｂ】本発明に係る第１の実施例の加工物底面図である。
【図４】本発明に係る第１の実施例の加工ステージと加工物の側面図である。
【図５】本発明に係る第１の実施例の温湿度制御システムを示す図である。
【図６】本発明に係る第１の実施例の集塵システムを示す図である。
【図７】本発明に係る第２の実施例のレーザ加工機前面図である。
【図８】本発明に係る第２の実施例のレーザ加工機側面図である。
【図９】本発明に係る第２の実施例のレーザ加工機の運用フローチャートである。
【図１０】本発明に係る第３の実施例のレーザ加工機背面図である。
【図１１】本発明に係る第３の実施例のレーザ加工機前面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１の実施例）
図２は本発明に係る第１の実施例のレーザ加工機２００背面図である。
図２に示すようにレーザ加工機２００にはチャンバー２１０とレーザシステム２２０と加工ステージ２３０と上部運動ステージ２４０とを、含む。レーザシステム２２０がチャンバー２１０内部の下方に設けられる。加工ステージ２３０と上部運動ステージ２４０がチャンバー２１０内部の上方に設けられる。
【００１１】
レーザシステム２２０は、進行方向が重力方向と反対するレーザ光５００を出力するために用いられる。加工ステージ２３０は対向する吸着面２３１及び連結面２３３を備え、且つ吸着面２３１が連結面２３３の下方に位置し、加工物４００を吸着するために用いられる。上部運動ステージ２４０が加工ステージ２３０の連結面２３３に連結し、加工ステージ２３０を運動するために用いられる。
【００１２】
そこで、上部運動ステージ２４０にはＸ軸運動ステージとＹ軸運動ステージ（図示略）とを含むことができ、加工ステージ２３０をＸ方向とＹ方向に沿って運動させることで、加工物４００にスクライビングして特定パターンを形成することに用いる。
【００１３】
これにより、加工物４００がレーザ光熱或いは光化学反応を受けて生じた粉塵は、重力によって下に落下できる。
このほかに、上部運動ステージ２４０の運動も、加工物４００上の粉塵を払い落とすことにも役立つ。
【００１４】
そこで、図２に示すように、レーザ加工機２００は、第１の下部運動ステージ２５０と台座２６０とダンパーシステム２７０と電気特性測定システム２８０とワーク搬送システム２９０とを、更に含むことができる。
【００１５】
第１の下部運動ステージ２５０がチャンバー２１０内部の下方に設けられ、レーザシステム２２０を載置並びに運動するために用いられる。そこで、第１の下部運動ステージ２５０はＸ軸運動ステージ２５１とＺ軸運動ステージ２５３とを含むことができる。
Ｘ軸運動ステージ２５１はレーザシステム２２０をＸ方向に沿って運動させるために用いる。
Ｚ軸運動ステージ２５３はレーザシステム２２０をＺ方向に沿って運動させるために用いる。
これにより、レーザシステム２２０を適切な位置に移動することで、加工物４００上の加工箇所に対応できる。
【００１６】
ダンパーシステム２７０はチャンバー２１０と台座２６０の間に設けられ、複数のダンパーを含み、外部振動で加工精度に影響しないように外部からチャンバー２１０内部システムへの振動を抑制できる。
【００１７】
ワーク搬送システム２９０は、加工ステージ２３０と第１の下部運動ステージ２５０の間に設けられることができ、加工物４００のロード（加工ステージ２３０に置く）とアンロード（加工ステージ２３０から卸す）を行うために用いる。
そこで、スムーズに説明するため、ワーク搬送システム２９０に関する詳細な説明を後記図４で説明する。
【００１８】
電気特性測定システム２８０は、四探針法（Ｇａｔｅｄ−ｆｏｕｒ−ｐｒｏｂｅ ｍｅｔｈｏｄ）で加工を経た加工物４００上の導線抵抗を測定でき、或いはフレキシブルな圧力式プローブステーションの治具で迅速なスイッチ切替で開回路や短絡の有無のデータを得て判別できる。導線の開回路と短絡状況を通じて、更に加工物４００の修整を行う必要があるかを判断する。
【００１９】
電気特性測定システム２８０は、チャンバー２１０内部の上方或いは下方に設けられることができ、またワーク搬送システム２９０に合わせ、電気特性測定システム２８０のプローブステーションとワーク搬送システム２９０を結合させることができる。
例を挙げると、ワーク搬送システム２９０を通じて位置決め方法（例えば位置決めピン（Ｌｏｃａｔｉｎｇ ｐｉｎ）又はロボットで視覚位置決めに合わせる）により加工物４００を加工ステージ２３０に置く。電気特性測定システム２８０は加工前後品質管理の検証を図るため、同時にワーク搬送システム２９０を通じて位置決めることができる。
この他、安定して加工ステージ２３０箇所まで持ち上げるため、電気特性測定システム２８０は昇降テープルを含むことができる。
【００２０】
図３Ａは本発明に係る第１の実施例の加工ステージ２３０底面図である。
図３Ｂは本発明に係る第１の実施例の加工物４００底面図である。
図４は本発明に係る第１の実施例の加工ステージ２３０と加工物４００の側面図である。
図３Ａ、図３Ｂ及び図４を一緒に参照しながら説明する。図に示すように加工ステージ２３０には基台２３２及び気流システム２３５が含まれる。
【００２１】
図３Ａに示すように、基台２３２は多孔性材質（ｐｏｒｏｕｓ ｍａｔｅｒｉａｌ）からなり、複数の気孔部２３４を形成できる。
例えば毛細繊維、陶磁或いは金属粉末を焼結してからなることができる。
若しくはレーザ光５００を散乱し、レーザ光５００は基台２３２で反射して加工物４００を傷つけないように、基台２３２の材質も石英ガラス或いはその他光学ガラス又は結晶体を選択できる。
【００２２】
そこで、粉塵が基台２３２の静電気により加工物４００に吸着されることを避けるため、基台２３２は好しくは導電材質からなり、且つ接地に接続することができる。
【００２３】
図４に示すように、気流システム２３５は基台２３２に連結される。気流システム２３５は正陰圧供給ユニット２３６と気室２３７を含むことができる。気室２３７は各気孔部２３４と陽陰圧供給ユニット２３６の間に連結する。
これを介して、気流システム２３５は基台２３２表面（吸着面２３１）で陽圧気流を発生して加工物４００を気流浮上できる。
或いは、基台２３２表面で陰圧気流を発生して加工物４００を吸着できる。
そこで、気流システム２３５は電磁弁の切替により陽圧又は陰圧の気流を発生させることができる。
【００２４】
図３Ｂを参照しながら説明する。
加工物４００は加工ゾーン４１０及びその外周の無効ゾーン４３０を含むことができる。加工ゾーン４１０をレーザ加工を受けるエリアとして計画する。無効ゾーン４１０はレーザ加工を受けないエリアとする。
これにより、無効ゾーン４３０に複数個の位置決めポイント４５０を設置できる。
且つ、図３Ａに示すように、基台２３２に位置決めポイント４５０と対応する位置決め穴２３８を設けられることで、ワーク搬送システム２９０と合わせて位置決めできる。
【００２５】
ワーク搬送システム２９０は、位置決め方法（例えば位置決めピン（Ｌｏｃａｔｉｎｇ ｐｉｎ）或いはロボットで視覚位置決めに合わせる）により加工物４００を加工ステージ２３０に置くことができる。
以下は、位置決めピンを例として説明する。図４に示すように、ワーク搬送システム２９０は挟持具（又は吸盤）２９１を備える。
【００２６】
挟持具２９１は、加工物４００の位置決めポイント（図示略）で加工物４００を挟持或いは吸引し、また位置決め穴２３８まで、次に気流システム２３５を通じて加工物４００を吸着し、加工物４００を基台２３２に固定させる。
【００２７】
図４に示すように、ワーク搬送システム２９０は気流浮上搬送モジュール２９３を更に含むことができる。気流浮上搬送モジュール２９３は、接触式保持具２９４と張力伸展ステージ２９５と気流浮上吸引ノズル２９６とを含む。
【００２８】
接触式保持具２９４は、実質に吸引ノズル又は固定ジョーを含むことができ、加工物４００を保持するために用いる。張力伸展ステージ２９５は接触式保持具２９４に連結し、水平移動により加工物４００に対し水平引張力或いは張力を施すために用いる。気流浮上吸引ノズル２９６は陽圧気流を発生するために用い、加工物４００を加工ステージ２３０まで搬送する過程において、加工物４００の衝突損耗を避けることができる。
【００２９】
そこで、レーザ加工機２００は、イオン銃（図示略）を更に含むことができ、加工物４００の位置決め後、その上の静電気を除去するために用いる。これを介して、加工時に粉塵が加工物４００の表面に吸着することを避けることができる。
【００３０】
再度図２を参照しながら説明する。
本発明に係る第１の実施例において、チャンバー２１０は外側チャンバー２１１とシールチャンバー２１３とを含むことができる。外側チャンバー２１１はシールチャンバー２１３を被覆するために用いられる。外側チャンバー２１１は、好しくは花崗岩材質からなり、これを介して強固で信頼できる外周保護を提供できる。
【００３１】
図５は本発明に係る第１の実施例の温湿度制御システム３００を示す図である。
図５に示されるように、レーザ加工機２００は温湿度制御システム３００を更に含むことができ、シールチャンバー２１３内の恒温恒湿を維持するために用いる。
温湿度制御システム３００は、気体吹込装置３０１と気体排出装置３０３とを含むことができる。気体吹込装置３０１は恒温気体をシールチャンバー２１３内に吹き込まれるために用いる。気体排出装置３０３はシールチャンバー２１３内の気体を排出することで、シールチャンバー２１３内の低真空状態を維持するために用いる。
そこで、気体吹込装置３０１はシールチャンバー２１３の上方に設けられ、気体排出装置３０３がシールチャンバー２１３の下方に設けられることができる。
これを介して重力により落下した粉塵をシールチャンバー２１３から運び出すことができる。
【００３２】
その他、温湿度制御システム３００も水循環システムで恒温制御を行い、また除湿装置を組み合わせてシールチャンバー２１３内の恒湿を維持できる。
【００３３】
図６は、本発明に係る第１の実施例の集塵システム３１０を示す図である。
図６に示されるように、レーザ加工機２００は集塵システム３１０を更に含むことができる。集塵システム３１０は、空気吹出ノズル３１１と吸気ハウジング３１３とを含む。
【００３４】
空気吹出ノズル３１１はレーザシステム２２０のレーザヘッド２２１に設けられることができる。吸気ハウジング３１３の凹面は加工ステージ２３０とレーザシステム２２０の間に上向きに設置される。空気吹出ノズル３１１は該レーザ光５００の焦点に伴って加工物４００の表面に空気を噴射するために用いられる。吸気ハウジング３１３は空気吹出ノズル３１１で飛散された粉塵を吸引するために用いられる。
そこで、集塵システム３１０がなお空気吹出ノズル３１１の空気吹出に供する陽圧供給ユニットと二者間に連結する管路と吸気ハウジング３１３の吸気に供する陰圧供給ユニットと二者間に連結する管路とを含むことについて、当業者には明白であろう。
【００３５】
本発明に係る第２の実施例において、図２は本発明に係る第２の実施例のレーザ加工機２００背面図とすることができる。図７は本発明に係る第２の実施例のレーザ加工機２００前面図とすることができる。
【００３６】
図７に示すように、本実施例と第１の実施例は大まかに同じで、レーザ加工機２００は光学測定システム３２０と第２の下部運動ステージ３３０とを更に含む。光学測定システム３２０と第２の下部運動ステージ３３０がチャンバー２１０内部の下方に設けられる。
【００３７】
光学測定システム３２０は加工物４００を位置決めて、レーザシステム２２０がこれを以ってレーザ加工を行うために供される。
若しくはレーザ加工後、レーザシステム２２０は光学測定システム３２０の測定結果に基づき、レーザパラメータを修正すると共に加工物４００を修整できる。
そこで、光学測定システム３２０は、撮影カメラと干渉計とを含むことができる。
【００３８】
撮影カメラは、加工物４００の映像をキャプチャすることに用いられ、加工物４００を位置決めして、上部運動ステージ２４０及び第２の下部運動ステージ３３０の座標に合わせるよう図る。且つ、光学測定システム３２０はレーザ加工及び加工後の修整のため、映像処理技術により加工物４００の映像について映像認識を行うことができる。
例をあげると、加工物４００は挟持或いは加工して熱を受けて変形が生じる、若しくはレーザ加工前のプリント配線工程の精度誤差により、実際の位置決めポイントと各配線とがずれてしまう。
光学測定システム３２０は原予定図形と実際の図形を対比して新図形として校正してから、予定レーザスクライビングライン経路を計画することで、本当のレーザ加工経路座標を得る。この加工経路座標はレーザシステム２２０が加工物４００を加工或いは修整することに供することができる。
【００３９】
その他、２つの撮影カメラの視覚交点を通じて、人間の視覚に真似て、Ｚ軸運動ステージの高さを校正できる。
【００４０】
干渉計は、白光干渉計或いはレーザ干渉計とすることができ、加工物４００の表面形状を取得するために用いる。且つ、表面形状に基づいて取得したパラメータ（例えば線幅、凸起の高さと幅等の取り除く）は、灰色分析法或いはタグチメソッドでベストのレーザパラメータ設定を求めることで、レーザパラメータを校正する。
【００４１】
第２の下部運動ステージ３３０は、光学測定システム３２０を載置並びに運動するために用いる。
そこで、第２の下部運動ステージ３３０は、Ｘ軸運動ステージ３３１とＺ軸運動ステージ３３３とを含むことができる。Ｘ軸運動ステージ３３１は、光学測定システム３２０をＸ方向に沿って運動させることに用いる。Ｚ軸運動ステージ３３３は光学測定システム３２０をＺ方向に沿って運動させるために用いる。これを介して、光学測定システム３２０を適切な位置に移動させて、加工物４００を測定させることができる。
【００４２】
（第２の実施例）
図８は、本発明に係る第２の実施例のレーザ加工機２００側面図である。
図９は本発明に係る第２の実施例のレーザ加工機２００の運用フローチャートである。
【００４３】
図８に示すように、電気特性測定システム２８０とワーク搬送システム２９０はレーザ加工機２００の前区域に位置し、光学測定システム３２０がレーザ加工機２００の中区域に位置し、レーザシステム２２０がレーザ加工機２００の後区域に位置できる。
【００４４】
これを介し、図９に示すように、加工物４００はレーザ加工機２００の前区域で加工ステージ２３０にロードすると共に脱イオン（ステップＳ６０１）を行うことができる。
次に、中区域の光学測定システム３２０で図形の判別を行うことで、加工物４００を位置決めし、レーザ加工の予定経路と座標（ステップＳ６０２）を計画する。更に後区域のレーザシステム２２０で加工（ステップＳ６０３）を行う。
【００４５】
加工を終えた後、レーザ加工機２００前区域にある電気特性測定システム２８０が加工物４００に対して電気特性測定（ステップＳ６０４）を行う。
配線ミスを検出された場合、ステップＳ６０２に戻り、図形の判別を行い、また新しいレーザ加工経路と座標を生成して、ステップＳ６０３で加工物４００を修整する。
配線ミスが検出されなかった場合、レーザ加工機２００の前区域において、加工物４００を脱イオンした後、アンロード（ステップＳ６０５）を行う。
【００４６】
（第３の実施例）
図１０は、本発明に係る第３の実施例のレーザ加工機２００背面図である。
図１１は本発明に係る第３の実施例のレーザ加工機２００前面図である。
【００４７】
図１０及び図１１を一緒に参照しながら説明する。
本実施例と第２の実施例は大まかに同じで、レーザ加工機２００は２個の加工ステージ２３０、２３０’と２個の上部運動ステージ２４０、２４０’とを含む。加工ステージ２３０、２３０’は各々チャンバー２１０の両側に設けられる。上部運動ステージ２４０、２４０’も加工ステージ２３０、２３０’に対応して各々チャンバー２１０の両側に設けられる。
【００４８】
レーザシステム２００は２個の加工ステージ２３０、２３０’のいずれかにある加工物（４００或いは４００’）を加工し、光学測定システム３２０が別の加工ステージ（２３０又は２３０’）にある加工物（４００或いは４００’）を測定する。
例を挙げると、レーザシステム２００は加工ステージ２３０上の加工物４００を加工した後、加工ステージ２３０’の下方に移動し、加工物４００に対し加工を行う。この時、本当のレーザ経路又は修整の必要がある加工座標を得るため、光学測定システム３２０は加工物４００に対し光学図形の判別・位置決め若しくは加工結果の測定を行うことができる。
レーザシステム２００が加工物４００’に加工を終えた後、更に戻って加工物４００について加工又は修整を行う。この時、光学測定システム３２０は同時に加工物４００’に対し光学図形の判別或いは加工結果の測定を行うことができる。これを通じて、同時に加工と測定を行うことで、工程時間を短縮できる。
更に、加工と測定はいずれも同一装置にあり、加工物４００、４００’はそのまま加工ステージ２３０、２３０’上に位置決めする。
よって、加工物４００、４００’のロード・アンロード過程中における改めて位置決めの時間を節約できる。
【００４９】
図１０に示すように、レーザ加工機２００は加速度計３４０、３４０’とダンパーシステム２７０、２７０’とを更に含むことができる。
加速度計３４０、３４０’は加工ステージ２３０、２３０’或いは上部運動ステージ２４０、２４０’に設けられることができ、加工ステージ２３０、２３０’の運動変化を検出するために用いる。ダンパーシステム２７０、２７０’は各々加工ステージ２３０、２３０’に対応してチャンバー２１０外部の下方に設けられる。
各ダンパーシステムは複数のダンパーを含むことができ、好しくは２個のダンパーを含むことができ、チャンバー２１０外部下方に前後設置する。ダンパーシステム２７０内のダンパーの減衰係数は、加速度計３４０の検出データに対応して変わる。つまり、上部運動ステージ２４０が加速運動している時、上部運動ステージ２４０により引き起こす振動は上部運動ステージ２４０’に影響を及ぼす。
よって、ダンパーシステム２７０はリアルタイムで減衰係数を引き上げ、上部運動ステージ２４０により引き起こした振動に抵抗できる。振動の影響が消失した後、ダンパーシステム２７０は更に減衰係数を元の数値に戻す。これを介して、２個の加工ステージ２３０、２３０’の運動による相互影響を避けることができる。且つダンパーシステム２７０、２７０’も地面の振動の影響を避けることができる。
【００５０】
その他、２個の加工ステージ２３０、２３０’間の相互影響を軽減するため、２個の加工ステージ２３０、２３０’は各々相対的な高速及び相対的な低速で運動する。
【００５１】
上述をまとめると、本発明の実施例は重力を利用して有効的に除塵することで配線ミスを避ける。また同一装置において、同時に加工と測定を行い、工程時間を効果的に短縮できる。本発明の実施例は、工業化生産の生産能力と歩留まりに役立つ。
【符号の説明】
【００５２】
１００ａ 加工物
１１０ａ 加工ステージ
１２０ａ レーザヘッド
１３０ａ レーザ光
１４０ａ 吸気装置
２００ レーザ加工機
２１０ チャンバー
２１１ 外側チャンバー
２１３ シールチャンバー
２２０ レーザシステム
２２１ レーザヘッド
２３０、２３０’ 加工ステージ
２３１ 吸着面
２３２ 基台
２３３ 連結面
２３４ 気孔部
２３５ 気流システム
２３６ 陽陰圧供給ユニット
２３７ 気室
２３８ 位置決め穴
２４０、２４０’ 上部運動ステージ
２５０ 第１の下部運動ステージ
２５１ Ｘ軸運動ステージ
２５３ Ｚ軸運動ステージ
２６０ 台座
２７０、２７０’ ダンパーシステム
２８０ 電気特性測定システム
２９０ ワーク搬送システム
２９１ 挟持具
２９３ 気流浮上搬送モジュール
２９４ 接触式保持具
２９５ 張力伸展ステージ
２９６ 気流浮上吸引ノズル
３００ 温湿度制御システム
３０１ 気体吹込装置
３０３ 気体排出装置
３１０ 集塵システム
３１１ 空気吹出ノズル
３１３ 吸気ハウジング
３２０ 光学測定システム
３３０ 第２の下部運動ステージ
３３１ Ｘ軸運動ステージ
３３３ Ｚ軸運動ステージ
３４０、３４０’ 加速度計
４００、４００’ 加工物
４１０ 加工ゾーン
４３０ 無効ゾーン
４５０ 位置決めポイント
５００ レーザ光
Ｓ６０１〜Ｓ６０５ ステップ
Ｘ 方向
Ｙ 方向
Ｚ 方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバーと、
レーザシステムであって、前記チャンバー内部の下方に設けられ、進行方向が重力方向と反対するレーザ光の出力に用いられるレーザシステムと、
前記チャンバー内部の上方に設けられ、対向する吸着面と連結面とを備え、且つ、前記吸着面は前記連結面の下方に位置し、加工物を吸着するために用いられる少なくとも１個の加工ステージと、
前記チャンバー内部の上方に設けられ、前記少なくとも１個の加工ステージの前記連結面に対応して連結し、前記少なくとも１個の加工ステージを運動するために用いられる上部運動ステージと、
を含むことを特徴とするレーザ加工機。
【請求項２】
前記加工ステージには、
多孔性材質（ｐｏｒｏｕｓ ｍａｔｅｒｉａｌ）からなる基台と、
前記基台に連結し、基台の表面に陽圧気流を発生して前記加工物を気流浮上し、若しくは、基台の表面に陰圧気流を発生して前記加工物を吸着するための気流システムと、
を含むことを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工機。
【請求項３】
基台は、導電材質からなり、且つ、接地に接続することを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工機。
【請求項４】
前記レーザシステムに設けられ、前記レーザ光に伴って前記加工物の表面に空気を噴射するための空気吹出ノズルと、
凹面は加工ステージとレーザシステム２２０の間に上向きに設置され、空気吹出ノズルで飛散された粉塵を吸引するための吸気ハウジングと、
を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工機。
【請求項５】
前記チャンバー内部の下方に設けられ、前記レーザシステムを載置、並びに、運動するための第１の下部運動ステージを更に含むことを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工機。
【請求項６】
前記チャンバー内部の下方に設けられ、前記加工物を測定して前記レーザシステムが測定結果に基づき、レーザパラメータを修正すると共に前記加工物を修整するために供する光学測定システムと、
前記チャンバー内部の下方に設けられ、前記光学測定システムを載置、並びに、運動するための第２の下部運動ステージと、
を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工機。
【請求項７】
前記少なくとも１個の加工ステージの数量が２個で、且つ、前記２個の加工ステージは各々前記チャンバーの両側に設けられ、前記レーザシステムは前記２個の加工ステージのいずれかにある前記加工物を加工し、前記光学測定システムが別の前記加工ステージにある前記加工物を測定することを特徴とする請求項６に記載のレーザ加工機。
【請求項８】
前記２個の加工ステージの運動変化をそれぞれ検出するための加速度計と、
前記２個の加工ステージに対応して前記チャンバー外部の下方に設けられ、その減衰係数が前記２個の加速度計の検出データに対応して変わる２個のダンパーシステムと、
を更に含むことを特徴とする請求項７に記載のレーザ加工機。
【請求項９】
前記２個の加工ステージは各々相対的な高速及び相対的な低速で運動することを特徴とする請求項７に記載のレーザ加工機。
【請求項１０】
前記加工物の前記レーザシステムによるスクライビングした導線抵抗を測定して前記レーザシステムが前記加工物を修整するために供する電気特性測定システムを更に含むことを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工機。
【請求項１１】
前記チャンバー内部の恒温恒湿を維持するための温湿度制御システムを更に含むことを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工機。
【請求項１】
チャンバーと、
レーザシステムであって、前記チャンバー内部の下方に設けられ、進行方向が重力方向と反対するレーザ光の出力に用いられるレーザシステムと、
前記チャンバー内部の上方に設けられ、対向する吸着面と連結面とを備え、且つ、前記吸着面は前記連結面の下方に位置し、加工物を吸着するために用いられる少なくとも１個の加工ステージと、
前記チャンバー内部の上方に設けられ、前記少なくとも１個の加工ステージの前記連結面に対応して連結し、前記少なくとも１個の加工ステージを運動するために用いられる上部運動ステージと、
を含むことを特徴とするレーザ加工機。
【請求項２】
前記加工ステージには、
多孔性材質（ｐｏｒｏｕｓ ｍａｔｅｒｉａｌ）からなる基台と、
前記基台に連結し、基台の表面に陽圧気流を発生して前記加工物を気流浮上し、若しくは、基台の表面に陰圧気流を発生して前記加工物を吸着するための気流システムと、
を含むことを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工機。
【請求項３】
基台は、導電材質からなり、且つ、接地に接続することを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工機。
【請求項４】
前記レーザシステムに設けられ、前記レーザ光に伴って前記加工物の表面に空気を噴射するための空気吹出ノズルと、
凹面は加工ステージとレーザシステム２２０の間に上向きに設置され、空気吹出ノズルで飛散された粉塵を吸引するための吸気ハウジングと、
を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工機。
【請求項５】
前記チャンバー内部の下方に設けられ、前記レーザシステムを載置、並びに、運動するための第１の下部運動ステージを更に含むことを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工機。
【請求項６】
前記チャンバー内部の下方に設けられ、前記加工物を測定して前記レーザシステムが測定結果に基づき、レーザパラメータを修正すると共に前記加工物を修整するために供する光学測定システムと、
前記チャンバー内部の下方に設けられ、前記光学測定システムを載置、並びに、運動するための第２の下部運動ステージと、
を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工機。
【請求項７】
前記少なくとも１個の加工ステージの数量が２個で、且つ、前記２個の加工ステージは各々前記チャンバーの両側に設けられ、前記レーザシステムは前記２個の加工ステージのいずれかにある前記加工物を加工し、前記光学測定システムが別の前記加工ステージにある前記加工物を測定することを特徴とする請求項６に記載のレーザ加工機。
【請求項８】
前記２個の加工ステージの運動変化をそれぞれ検出するための加速度計と、
前記２個の加工ステージに対応して前記チャンバー外部の下方に設けられ、その減衰係数が前記２個の加速度計の検出データに対応して変わる２個のダンパーシステムと、
を更に含むことを特徴とする請求項７に記載のレーザ加工機。
【請求項９】
前記２個の加工ステージは各々相対的な高速及び相対的な低速で運動することを特徴とする請求項７に記載のレーザ加工機。
【請求項１０】
前記加工物の前記レーザシステムによるスクライビングした導線抵抗を測定して前記レーザシステムが前記加工物を修整するために供する電気特性測定システムを更に含むことを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工機。
【請求項１１】
前記チャンバー内部の恒温恒湿を維持するための温湿度制御システムを更に含むことを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工機。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−１８０５３（Ｐ２０１３−１８０５３Ａ）
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１４９５４９（Ｐ２０１２−１４９５４９）
【出願日】平成２４年７月３日（２０１２．７．３）
【出願人】（５１２１７５２１４）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年７月３日（２０１２．７．３）
【出願人】（５１２１７５２１４）
【Ｆターム（参考）】
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