专利名称：镭射加工机台的制作方法
技术领域：
本新型是与镭射加工有关，特别是关于一种镭射加工机台。
背景技术：
激光技术已广泛应用于许多产业。举例而言，在面板制造产业中，由于湿制程产生的化学废液易延伸环保问题，若改以镭射进行面板刻划，不但可避免产生化学废液，镭射刻划技术更有精细度高的优点。因此，激光技术除钻孔、切割的应用外，亦可应用至有线路或图案制造需求的产业。如面板的短路环划线、薄膜晶体管电路的修补、表面印刷电路的图案直写制作、感测导电薄膜电路的图形制作、软性电路板的精密线路的图案形成及太阳能薄膜电路的隔离划线制作等。图1为习知的镭射加工示意图。如图1所示，加工件(如面板)IOOa承载于加工平台IlOa上，镭射头120a位于加工件IOOa上方，而向下输出镭射光130a。藉此，可对加工件IOOa进行刻划、钻孔或切割等加工。然而，加工件IOOa受热气化，会产生粉尘于加工件 IOOa表面。附着于加工件IOOa上的粉尘容易造成切割线路之间短路。虽镭射头120a上可设置吸气装置140a，通过抽取空气引发气流，而将加工件IOOa表面粉尘带起抽出。但颗粒较大的粉尘容易再度落回加工件表面，或因加工件IOOa表面产生的静电而被吸附于加工件IOOa上。此外，在镭射加工之后，需检视加工结果是否合乎要求，若有误差，则需进行镭射修补。于是，加工件IOOa在镭射加工机台完成加工后，需移至检测机台上，以进行电性量测或视觉比对，而找出加工与预期不符之处。再将加工件IOOa移至镭射加工机台(或另置于镭射修补机)进行修补。因此，加工件IOOa每置放至不同机台上时，需进行一次定位，而耗费制程时间。
发明内容鉴于上述问题，本新型的目的在于提供一种镭射加工机台，藉以解决先前技术所存在的问题。本新型一实施例提出一种镭射加工机台，包含腔体、镭射系统、至少一加工平台及至少一上运动平台。镭射系统设置于腔体内部下方，用以输出一镭射光。且镭射光的行进方向与重力方向相反。加工平台设置于腔体内部上方，加工平台包含相对的吸附面及连接面。且吸附面位于连接面的下方。其中，吸附面用以吸附加工件。上运动平台设置于腔体内部上方，对应连接于加工平台的连接面，用以运动加工平台。透过本新型的实施例，利用重力有效除尘，避免造成线路误失，有助于工业化生产的良率。且当加工平台与上运动平台为复数个时，可同时进行加工与检测，有助于工业化生
产的产能。
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[0009]图1为习知的镭射加工示意图O[0010]图2为本新型第一实施例的镭射加工机台的后视示意图。[0011]图3A为本新型第--实施例的加工平台的仰视示意图。[0012]图3B为本新型第--实施例的加工件的仰视示意图。[0013]图4为本新型第一实施例的加工平台与加工件的侧视示意图。[0014]图5为本新型第一实施例的温湿度控制系统的示意图。[0015]图6为本新型第一实施例的集尘系统的示意图。[0016]图7为本新型第二实施例的镭射加工机台的前视示意图。[0017]图8为本新型第二实施例的镭射加工机台侧视示意图。[0018]图9为本新型第二实施例的镭射加工机台的运作流程图。[0019]图10为本新型第Ξ三实施例的镭射加工机台的后视示意图。[0020]图11为本新型第Ξ三实施例的镭射加工机台的前视示意图。[0021]符号说明[0022]100a 加工件IlOa 加工平台[0023]120a 镭射头130a 镭射光[0024]140a:吸气装置200 镭射加工机台[0025]210腔体211 外腔[0026]213密闭腔220 镭射系统[0027]221镭射头230,230'加工平台[0028]231吸附面232 基台[0029]233连接面234 气孔部[0030]235气流系统236正负压供应单元[0031]237气室238定位孔[0032]240、240'上运动平台250 第一下运动平台[0033]251:X轴运动平台253:Z轴运动平台[0034]260底座270、270’ 阻尼系统[0035]280电性量测系统290料件搬运系统[0036]291夹持件293气浮搬运模块[0037]294接触式固持件295张力伸展平台[0038]296气浮吸嘴300温湿度控制系统[0039]301气体吹入装置303气体排出装置[0040]310集尘系统311吹气喷嘴[0041]313吸气罩320光学检测系统[0042]330第二下运动平台331X轴运动平台[0043]333:Z轴运动平台340、340，加速规[0044]400、400，加工件410 加工区[0045]430无效区450定位点[0046]500镭射光S601 S605 步骤[0047]X、Y、Z:方向具体实施方式
图2为本新型第一实施例的镭射加工机台200的后视示意图。如图2所示，镭射加工机台200包含腔体210、镭射系统220、加工平台230及上运动平台Μ0。镭射系统220 设置于腔体210内部下方。加工平台230与上运动平台240设置于腔体210内部上方。镭射系统220用以输出行进方向与重力方向相反的镭射光500。加工平台230具有相对的吸附面231及连接面233，且吸附面231位于连接面233的下方。吸附面231用以吸附加工件400。上运动平台240连接于加工平台230的连接面233，用以运动加工平台 230。于此，上运动平台240可包含X轴运动平台及Y轴运动平台(图中未示)，用以使加工平台230沿X方向与Y方向运动，以利于加工件400上刻划而形成特定图案。藉此，加工件400受镭射光热或光化反应而产生的粉尘，可因重力而向下掉落。除此之外，上运动平台MO的运动，亦有助于抖落加工件400上的粉尘。于此，如图2所示，镭射加工机台200更可包含第一下运动平台250、底座沈0、阻尼系统270、电性量测系统观0与料件搬运系统四0。第一下运动平台250设置于腔体210内部下方，用以承载并运动镭射系统220。于此，第一下运动平台250可包含X轴运动平台251及Z轴运动平台253。X轴运动平台251 用以使镭射系统220沿X方向运动。Z轴运动平台253用以使镭射系统220沿Z方向运动。 藉此，可移动镭射系统220至适当位置，以对应加工件400上的加工处。阻尼系统270设置于腔体210与底座260之间，可包含复数个阻尼器，用以抑制外部对腔体210内部系统的震动，以避免外部震动影响到加工的精准度。料件搬运系统290可设置于运动加工平台230与第一下运动平台250之间，用以进行加工件400的上料(置放上加工平台230)与下料(自加工平台230卸下)。于此，为了说明的顺畅，有关料件搬运系统四0的详细说明将留待后续图4进行说明。电性量测系统280可以四探针法(feited-four-probe method)量测经加工的加工件400上导线线阻，或是使用整面软性压力式探针座的制具进行快速开关切换来获得开短路与否的数据判别。藉以依据导线开路与短路情形，而判断是否需再进行修补加工件400。电性量测系统280可设置于腔体210内部上方或下方，并可配合料件搬运系统四0，使电性量测系统观0的探针座与料件搬运统290结合。举例而言，透过料件搬运系统 290以一定位方式(如以定位销(Locating pin)或以机械手臂配合视觉定位)放置加工件400于加工平台230。而电性量测系统280可同时透过料件搬运系统290进行定位，以利于加工前后品管验证。此外，电性量测系统280可包含一升降台面，以安稳举升到加工平台 230 处。图3A为本新型第一实施例的加工平台230的仰视示意图。图为本新型第一实施例的加工件400的仰视示意图。图4为本新型第一实施例的加工平台230与加工件400 的侧视示意图。合并参阅图3A、图;3B及图4所示，加工平台230包含基台232及气流系统 235。如图3A所示，基台232可由多孔性材质(porous material)构成，而形成多个气孔部234，例如可以毛细纤维、陶瓷或金属粉末烧结而成。或者，基台232的材质亦可选择石英玻璃或其它光学玻璃或晶体，以漫射镭射光500，避免镭射光500经基台232反射而伤害加工件400。于此，为了避免粉尘因基台232的静电而吸附于加工件400上，基台232较佳可为导电材质构成，且连接至接地。如图4所示，气流系统235连接基台232。气流系统235可包含正负压供应单元 236与气室237。气室237连接各气孔部234与正负压供应单元236之间。藉此，气流系统 235可于基台232表面(吸附面231)产生正压气流，而气浮加工件400。或者，可于基台 232表面产生负压气流，而吸附加工件400。于此，气流系统235可以电磁阀切换产生正压或负压气流。参阅图3B，加工件400可包含加工区410及其外围的无效区430。加工区410为规划为接受镭射加工区域。无效区410为非接受镭射加工的区域。藉此，可于无效区430 设置复数个定位点450。并且，如图3A所示，基台232可设置与定位点450对应的定位孔 238，藉以与料件搬运系统290配合定位。料件搬运系统290可以一定位方式(如以定位销(Locating pin)或以机械手臂配合视觉定位)将加工件400置放至加工平台230。以下以定位销为例说明，如图4所示， 料件搬运系统290包含夹持件(或吸盘)291。夹持件291于加工件400的定位点(图中未示)夹持或吸取加工件400，并对应松配至定位孔238，续而透过气流系统235吸附加工件400，而将加工件400固定于基台232上。如图4所示，料件搬运系统290更可包含气浮搬运模块四3。气浮搬运模块293包含接触式固持件四4、张力伸展平台295及气浮吸嘴四6。接触式固持件294实质可包含吸嘴或固定闸，用以固持加工件400。张力伸展平台 295连接接触式固持件四4，用以水平移动而对加工件400施予水平拉力或张力。气浮吸嘴 296用以产生正压气流，而可在加工件400搬运至加工平台230的过程中，避免加工件400 碰撞损耗。于此，镭射加工机台200更可包含一离子枪(图中未示)，用以于加工件400定位后，去除上面的静电。藉此，可避免加工时粉尘吸附于加工件400表面。复参阅图2，于本新型第一实施例中，腔体210可包含外腔211及密闭腔213。外腔211用以包覆密闭腔213。外腔211较佳可为花岗石材质构成，藉此可提供稳健可靠的外围保护。图5为本新型第一实施例的温湿度控制系统300的示意图。如图5所示，镭射加工机台200更可包含温湿度控制系统300，用以维持密闭腔213内恒温恒湿。温湿度控制系统300可包含气体吹入装置301及气体排出装置303。气体吹入装置301用以吹入恒温气体至密闭腔213内。气体排出装置303用以排出密闭腔213内气体，以维持密闭腔213内低真空状态。于此，气体吹入装置301可设置于密闭腔213上方，气体排出装置303设置于密闭腔213下方。据此，可将因重力落下的粉尘带离密闭腔213。此外，温湿度控制系统300亦可以水循环系统进行恒温控制，并配合除湿装置维持密闭腔213内湿度恒定。[0071]图6为本新型第一实施例的集尘系统310的示意图。如图6所示，镭射加工机台 200更可包含集尘系统310。集尘系统310包含吹气喷嘴311及吸气罩313。吹气喷嘴311可设置于镭射系统220的镭射头221上。吸气罩313凹面朝上设置于加工平台230与镭射系统220之间。吹气喷嘴311用以随该镭射光500聚焦喷气加工件 400的表面。吸气罩313用以吸取吹气喷嘴311吹起的粉尘。于此，本领域的通常知识者应可理解，集尘系统310尚包含供吹气喷嘴311吹气的正压提供单元与连接与二者间的管路， 以及供吸气罩313吸气的负压提供单元与连接与二者间的管路。在本新型第二实施例中，图2可为本新型第二实施例的镭射加工机台200的后视示意图。图7为本新型第二实施例的镭射加工机台200的前视示意图。如图7所示，本实施例与第一实施例大致相同，镭射加工机台200更包含光学检测系统320及第二下运动平台330。光学检测系统320与第二下运动平台330设置于腔体210 内部下方。光学检测系统320用以定位加工件400，而供镭射系统220据以进行镭射加工。或者，于镭射加工后，镭射系统220可依据光学检测系统320的检测结果，修正镭射参数与修补加工件400。于此，光学检测系统320可包含摄影镜头及干涉仪。摄影镜头用以撷取加工件400的影像，以利于定位加工件400，以与上运动平台 240及第二下运动平台330的坐标配合。并且，光学检测系统320可以影像处理技术，对加工件400的影像进行影像辨识，以利于镭射加工及加工后的修补。举例而言，由于加工件 400可能会因夹持或加工受热而产生形变，或是因镭射加工前的印刷线路制程的精度误差， 造成实际定位点与各线路产生偏移。光学检测系统320即可比对原预定图形与实际图形而校正成新图形，再规划出预定镭射刻划线条路径，以获得需真正镭射加工路径的坐标。此加工路径坐标可供镭射系统220对加工件400进行加工或修补。此外，透过二摄影镜头的视觉交叉点，可仿效人眼视觉，而校正Z轴运动平台的高度。干涉仪可为白光干涉仪或镭射干涉仪，用以取得加工件400的表面形貌。并且，根据表面形貌取得的参数(如去除线宽、突圆小丘高度与宽度等)，可以灰关联法或田口法求得最佳的镭射参数设定，以校正镭射参数。第二下运动平台330用以承载并运动光学检测系统320。于此，第二下运动平台 330可包含X轴运动平台331及Z轴运动平台333。X轴运动平台331用以使光学检测系统 320沿X方向运动。Z轴运动平台333用以使光学检测系统320沿Z方向运动。藉此，可移动光学检测系统320至适当位置，以检测加工件400。图8为本新型第二实施例的镭射加工机台200侧视示意图。图9为本新型第二实施例的镭射加工机台200的运作流程图。如图8所示，电性量测系统280与料件搬运系统290可位于镭射加工机台200的前区段，光学检测系统320位于镭射加工机台200的中区段，镭射系统220位于镭射加工机台200的后区段。藉此，如图9所示，加工件400可于镭射加工机台200的前区段上料至加工平台 230，并进行去离子(步骤S601)。接着，由中区段的光学检测系统320进行图形判别，以定位加工件400，并规划镭射加工的预定路径与坐标(步骤S602)。再由后区段的镭射系统220进行加工(步骤S603)。待加工完成后，由镭射加工机台200前区段的电性量测系统280对加工件400进行电性量测(步骤S604)。若检测到线路误失，则回到步骤S602，进行图形判别，并产生新的镭射加工路径与坐标，以于步骤S603，修补加工件400。若未检测到线路误失，则于镭射加工机台200的前区段，对加工件400去离子后，进行下料(步骤S605)。图10为本新型第三实施例的镭射加工机台200的后视示意图。图11为本新型第三实施例的镭射加工机台200的前视示意图。合并参阅图10及图11所示，本实施例与第二实施例大致相同，镭射加工机台200 包含二个加工平台230、230，与二个上运动平台M0J40，。加工平台230、230，分置于腔体 210的二侧。上运动平台M0J40，亦对应加工平台230、230，而分置于腔体210的二侧。镭射系统200加工二加工平台230、230，中的一上的加工件000或400，)，而光学检测系统320检测另一加工平台O30或230，)上的加工件GOO或400，)。举例而言， 镭射系统200加工完加工平台230上的加工件400后，移至加工平台230’下方，而对加工件400进行加工。此时，光学检测系统320可对加工件400进行光学图形判别定位或加工结果检测，以得出真正镭射路径或需要修补的加工坐标。当镭射系统200对加工件400’加工完后，再返回对加工件400进行加工或修补。此时，光学检测系统320可同时对加工件400’ 进行光学图形判别或加工结果检测。藉此，同时进行加工与检测，可缩短制程时间。再者， 由于加工与检测均位于同一机台，加工件400、400，持续定位在加工平台230、230，上。因此，可省去加工件400、400’上下料过程中重新定位的时间。如图10所示，镭射加工机台200更可包含加速规340、340’与阻尼系统270、270’。 加速规；340、；340，可设置于加工平台230、230，，或设置于上运动平台240、240，，用以感测加工平台230、230’的运动变化。阻尼系统270、270’分别对应加工平台230、230’而设置于腔体210外部下方。各阻尼系统可包含复数个阻尼器，较佳可包含二阻尼器，前后设置于腔体210外部下方。阻尼系统270中阻尼器的阻尼系数对应加速规340的感测数据而改变。 也就是说，当上运动平台240加速运动时，其引发的震动会影响到上运动平台M0’。因此， 阻尼系统270实时的将阻尼系数调高，可抵抗上运动平台240引发的震动。当震动影响消失后，阻尼系统270再将阻尼系数调整回原数值。藉此，可避免二加工平台230、230’的运动相互影响。且阻尼系统270、270’也可避免地面震动的影响。此外，为了降低二加工平台230、230，间相互影响，二加工平台230、230，可分别以
相对高速及相对低速运动。综上所述，本新型的实施例利用重力有效除尘，避免造成线路误失。并于同一机台上，同时进行加工与检测，有效将低制程时间。本新型的实施例有助于工业化生产的产能与良率。
权利要求1.一种镭射加工机台，其特征在于，包含 一腔体；一镭射系统，设置于该腔体内部下方，用以输出一镭射光，该镭射光的行进方向与重力方向相反；至少一加工平台，设置于该腔体内部上方，各该加工平台包含相对的一吸附面及一连接面，且该吸附面位于该连接面的下方，其中，该吸附面用以吸附一加工件；以及至少一上运动平台，设置于该腔体内部上方，对应连接于该至少一加工平台的该连接面，用以运动该至少一加工平台。
2.根据权利要求1所述的镭射加工机台，其特征在于，该加工平台包含 一基台，由多孔性材质构成；以及一气流系统，连接该基台，用以于基台表面产生正压气流，而气浮该加工件，或于基台表面产生负压气流，而吸附该加工件。
3.根据权利要求1所述的镭射加工机台，其特征在于，该基台为导电材质构成，且连接至接地。
4.根据权利要求1所述的镭射加工机台，其特征在于，更包含一吹气喷嘴，设置于该镭射系统上，用以随该镭射光喷气该加工件的表面；以及一吸气罩，凹面朝上设置于加工平台与镭射系统之间，用以吸取该吹气喷嘴吹起的粉/K土。
5.根据权利要求1所述的镭射加工机台，其特征在于，更包含一第一下运动平台，设置于该腔体内部下方，用以承载并运动该镭射系统。
6.根据权利要求1所述的镭射加工机台，其特征在于，更包含一光学检测系统，设置于该腔体内部下方，用以检测该加工件，而供该镭射系统依据检测结果修正镭射参数与修补该加工件；以及一第二下运动平台，设置于该腔体内部下方，用以承载并运动该光学检测系统。
7.根据权利要求6所述的镭射加工机台，其特征在于，该至少一加工平台的数量为二， 且该二加工平台分置于该腔体的二侧，该镭射系统加工该二加工平台中之一上的该加工件，该光学检测系统检测另一该加工平台上的该加工件。
8.根据权利要求7所述的镭射加工机台，其特征在于，更包含 二加速规，用以分别感测该二加工平台的运动变化；以及二阻尼系统，对应该二加工平台而设置于该腔体外部下方，该二阻尼系统的阻尼系数对应该二加速规的感测数据而改变。
9.根据权利要求7所述的镭射加工机台，其特征在于，该二加工平台分别以相对高速及相对低速运动。
10.根据权利要求1所述的镭射加工机台，其特征在于，更包含一电性量测系统，用以量测该加工件经该镭射系统刻划出的导线的阻抗，而供该镭射系统修补该加工件。
专利摘要一种镭射加工机台，包含腔体、镭射系统、至少一加工平台及至少一上运动平台。镭射系统设置于腔体内部下方，用以输出一镭射光。且镭射光的行进方向与重力方向相反。加工平台设置于腔体内部上方，加工平台包含相对的吸附面及连接面。且吸附面位于连接面的下方。其中，吸附面用以吸附加工件。上运动平台设置于腔体内部上方，对应连接于加工平台的连接面，用以运动加工平台。
文档编号B23K26/42GK202162500SQ20112025577
公开日2012年3月14日 申请日期2011年7月13日 优先权日2011年7月13日
发明者李俊豪 申请人:李俊豪