专利名称：校正雷射加工装置及其方法
技术领域：
本发明有关一种校正雷射加工的方法，旨在提供一种利用 雷射扫描所产生的光讯号，可分析待加工物件的位置及结构等 状态，针对该状态来调整校正雷射加工的加工参数，不仅可缩 短加工时间，及减少校正装置所需空间及成本，更可确保加工品质。
背景技术：
在全球电子产业追求轻薄短小、高速化、高频化、及多功 能化的发展趋势下，高密度的电子构装及印刷电路板技术成为
必然趋势。为满足半导体封装件高积集度(Integration)以及微 型化(Miniaturization)的封装需求，诸如提供多数主被动组 件及线路载接的印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB )的品 质良不但直接影响电子产品的可靠度，亦左右产品的竟争 力。
同时，相较于硬式电路板，软性电路板(Flexible Circuit Board,FPCB )具有可弯曲性，而可随着所应用产品的大小、空 间、形状加以变化，更具备可提高配线密度、重量轻、立体配 线、占空间小等优点，主要可应用于诸如笔记型计算机、液晶 显示器、行动电话、数字相机及集成电路(IC)构装市场，而 这些3C产品也是未来主流消费品，更显出此产业的重要性； 是以，为了提高产品的市场竟争力，在产业界所关注的不外乎 电路板的加工品质，如切割、钻孔，并且希望能尽量缩短加工 电路板所需的时间时效性，及提高加工精确度，藉此加强竟争 力与创造高效益。
请参阅图l所示，为一般传统利用雷射加工在软性电路板进行加工的加工装置及方法。该加工装置l设有一加工平台11
以及控制单元12，该控制单元12并连接控制有CCD 13、光束 扫描单元14以及雷射光源单元15 ,而其加工方法先将待加工物 件2(例如电路板)》文置于加工平台ll上，由CCD 13搜寻及纪录 ;f寺加工物件2的各定^f立标i己，而建立定4立4交正参lt ，若该纟寺加 工物件2的位置有误差，则驱动控制单元12使加工平台ll移动， 令待加工物件2得以位于加工平台ll的加工区域lll上，进而令 雷射光源单元15对待加工物件2进行雷射加工作业。
该待加工物件(僻如电路板)其不同的条件，所使用雷射加 工的加工参数亦有所不同，例如待加工物件上不同材质的设置 或不同的厚度等，均会影响其最佳/适当加工参数，但习有的 加工方式其加工位置及加工参数均依赖于CCD，由于该CCD 的精密度有限，无法确实观测或感应待加工物件的相关信息， 或者需要较长的时间来调整校正雷射加工的加工参数，使得整 体待加工物件的加工时间变长，并且需要较大的空间来装设 CCD及移动平台，故其装置成本亦相对增加。
发明内容
本发明的主要目的即在提供一种利用雷射扫描所产生的光讯号， 可分析待加工物件的位置及结构等状态，针对该状态来调整雷射加工 的加工参数，不仅可缩短加工时间，及减少校正装置所需空间及成本，
更可确保加工品质的校正雷射加工的方法。
为达上述目的，本发明的校正雷射加工装置，其至少包含有控 制单元、雷射光源单元、光束扫描单元以及光侦测单元，该雷射光源 单元与控制单元连接，用以产生雷射光束，而光束扫描单元与控制单 元以及雷射光源单元连接，用以接受雷射光源单元的雷射光束，对待 加工物件进行扫描或力口工。
其中，该校正雷射加工的方法是先利用光束扫描单元对待加工物 件的局部或全部区域进行扫描，因扫描区域中物件状况不同，而产生对应的光讯号，由光侦测单元接收此光讯号，转换成状态讯号后传送 至控制单元，该状态讯号经控制单元分析后，可得知待加工物件的实 际位置、待加工物件的结构，如材质、厚度等物件状态，并依据物件 状态来决定校正的加工参数，其中包含加工位置及雷射装置工作条件， 根据此校正的加工参数对待加工物件进行加工。
图1为一般雷射加工装置的结构示意图； 图2为本发明中校正雷射加工装置的结构示意图； 图3为本发明中成型步骤的流程示意图； 图4为本发明中待加工物件位于加工位置上的结构示意图； 图5为本发明中待加工物件位于加工位置左侧的结构示意图； 图6为本发明中待加工物件与加工位置形成相对旋转移动的结构 示意图7为本发明中雷射光束单元扫描各待加工物件实际位置的光讯 号曲线图8为本发明中待加工物件上不同材质设置的结构示意图； 图9为本发明中雷射光束单元扫描待加工物件上不同材质的光讯 号曲线图IO为本发明中校正雷射加工装置的另一结构示意图。图号说明
定位点Al、 A2、 A3、 A4 加工装置1 加工平台 11 加工区i或111 控制单元12 CCD 13
光束扫描单元14雷射光源单元15 ;f寺加工物件2
第一区块21 第二区块22 校正雷射加工装置3 控制单元31 雷射光源单元32 光束扫描单元33 光侦测单元34 加工平台35 力口工区域351 扫描区域352 可见光指示光源单元3具体实施例方式
本发明的特点，可参阅本案图式及实施例的详细说明而获 得清楚地了解。
本发明校正雷射加工装置及其方法，除了可应用于加工电 路板或其它物件的加工外，亦可应用于雷射光束的治疗，如皮 肤癌的光动力疗法，本发明与习有雷射加工装置的最大差别在 于不需装设CCD或其它热影像装置，直接利用雷射加工用的 光束扫描装置，将雷射光束扫瞄时所产生的光讯号，分析转换 成待加工物件的位置及结构等参数，针对该参数来调整雷射加 工的加工参数，不仅可缩短加工时间，及减少校正装置所需空 间及成本，更可确保加工精确度及品质，而该校正雷射加工装 置3如图2所示，其至少包含有
一控制单元31,该控制单元31定义扫描区域352，并才艮 据待加工物件状况产生校正的加工参数。
一雷射光源单元32,该雷射光源单元32与控制单元31连接，用以产生雷射光束。
一光束扫描单元33，该光束扫描单元33与控制单元31 以及雷射光源单元32连接，用以接受雷射光源单元32的雷射 光束，对待加工物件2进行扫描或加工。
一光侦测单元34,该光侦测单元34与控制单元31连接， 可侦测光束扫描单元33扫描所产生的光讯号。
一加工平台35,以供置》文待加工物件2。
请参阅图3所示，是本发明利用上述的校正雷射加工装置 实施方法的流程示意图，以下便以步骤的描述方式，来说明本 发明的实施例。
步骤101，将雷射光源单元32产生的雷射光束传送至光 束扫描单元33，以利用雷射光束针对待加工物件2的局部或 全部区域352进行扫描。
步骤102，因扫描区域352中物件状况不同，如材质、表 面粗糙度、厚度及位置，而产生相对应的光讯号，如穿透光、 反射光、绕射光、萤光以及其它非线性光学效应。
步骤103，由光侦测单元34接收此光讯号，转换成状态 讯号后传送至控制单元31。
步骤104,该状态讯号经控制单元31分析后，即可判断 待加工物件2的状态，如材质、表面粗糙度、厚度及位置，根 据得知的物件状态来决定校正的加工参数，其包含加工位置及 雷射装置工作条件。
步骤105,雷射光源单元32接受控制单元31的校正的加 工参数指令，发出雷射光束至光束扫描单元33，而光束扫描 单元33以及加工平台35接受控制单元31的4交正的加工位置 指令，以对待加工物件2进行雷射加工。
而上述步骤101(扫描)及105(加工)可分革殳循环进行，亦即 扫描部分区域后进行局部加工，然后扫描其它区域后再次进行 加工，重复上述循环直至加工完成；或者可以步骤IOI(扫描)及105(加工)同步进行，亦即直接侦测分析加工时产生的光讯 号，然后回授控制雷射加工装置的加工参数。
为更清楚说明本发明的技术特点，请参阅图2及图4所示， 该待加工物件2》文置于一加工平台35上，而该加工平台上35 预设有一加工区域351，而该已知加工位置则位于该加工区域 351内，如图所示的实施例中，其加工位置可以由复数定位点 Al、 A2、 A3、 A4构成，而图4中该待加工物件2位于加工区 域351的正确加工位置上，而其所形成的光讯号则可如图7中 的曲线B1 。
若待加工物件2与该加工位置形成相对的线性移动，如图 5所示，该待加工物件2位于加工位置的左侧，则其所产生的 光讯号则形成如图7中的曲线B2,由控制单元31比较曲线 Bl以及曲线B2的差异，则可判断位置平移的误差，并产生一 校正的加工位置，该加工平台35及光束扫描单元33则可根据 该校正参数而移动，例如使光束扫描单元33的扫描位置朝左 线性移动，使待加工物件2可位于正确的加工位置上，再进行 后续的加工动作。
若待加工物件2与该加工位置形成相对的旋转移动，如图 6所示，该待加工物件2以加工位置为中心朝逆时针方向旋转， 则其所产生的光讯号则形成如图7中的曲线B3,由控制单元 31比较曲线Bl以及曲线B3的差异，则可判断位置角度的误 差，并产生一校正的加工位置，该加工平台35及光束扫描单 元33则可根据该校正参数而移动，例如使光束扫描单元33的 扫描位置朝逆时针方向旋转，使待加工物件2可位于正确的加 工位置上，再进行后续的加工动作。
再者，若该待加工物件为电路板，因电路板上会有不同结 构的设置，例如聚亚醯胺(Polymide; PI)或铜料(Copper; Cu)等, 而因应不同结构其雷射加工的方式亦有不同；其中，本发明在 雷射光束单元扫描待加工物件时，可同时得知4争加工物件的结构如材质或厚度等，如图8所示，其待加工物件2上设有2种 不同的材质或厚度，分别为第一、第二区块21、 22,而第一、 第二区块21、 22间隔排列并具有不同的面积，X代表扫描方 向，扫描所得的光讯号如图9中的曲线Cl，经控制单元31分 析后，即可判断待加工物件2的不同材质或厚度的相关位置， 根据得知的物件状态来决定校正的加工参数，例如针对第 一材 质21的区域进行相对应的加工方式，而针对第二材质22的区 域进行相对应的力口工方式。
本发明藉由雷射扫瞄的方式，利用雷射光束射入待加工物 件，藉由分析侦测到的光讯号，如穿透光、反射光、绕射光、 萤光以及其它非线性光学效应，得知该待加工物件的状态，如 材质、表面粗糙度、厚度及位置，而可调整校正雷射光源单元 的加工参数，因此不需要装设CCD及其它影像装置，不仅可 缩短加工时间，及减少校正装置所需空间及成本，更可确保加 工品质。
再者，本发明的校正雷射加工装置3进一步设有其它非加 工用的雷射光源单元，例如可见光指示光源36，如图10所示， 该可见光指示光源单元36与控制单元31连接，用以产生可见 光光束，该可见光指示光源单元36与光束扫描单元33连接， 可进行扫描以产生校正参数，而该雷射光源单元32可进行加 工，以符合待加工物件2材质的光学特性需求，如对可见光的 反射率，或是使得扫描以及加工可以同步进行。
本发明的技术内容及技术特点巳揭示如上，然而熟悉本项 技术的人士仍可能基于本发明的揭示而作各种不背离本案发 明精神的替换及修饰。因此，本发明的保护范围应不限于实施 例所揭示者，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为 以下的申请专利范围所涵盖。
权利要求
1、一种校正雷射加工装置，其至少包含有一控制单元，该控制单元定义扫描区域，并根据待加工物件状况产生校正的加工参数；一雷射光源单元，该雷射光源单元与控制单元连接，用以产生雷射光束；一光束扫描单元，该光束扫描单元与控制单元以及雷射光源单元连接，用以接受雷射光源单元的雷射光束，对待加工物件进行扫描或加工；一光侦测单元，该光侦测单元与控制单元连接，可侦测光束扫描单元扫描所产生的光讯号。
2、 如权利要求1所述校正雷射加工装置，其中该校正 雷射加工装置进一 步设有 一加工平台以供置放待加工物件， 而该加工平台上预i殳有一加工区域。
3、 如;K利要求1所述校正雷射加工装置，其中该校正 雷射加工装置进一步设有其它非加工用的雷射光源单元，该 非加工用的雷射光源单元与控制单元连接，用以产生扫瞄用 雷射光束，且该非加工用的雷射光源单元可进一步与光束扫 描单元连接，使该光束扫描单元可利用该雷射光束进行扫 描。
4、 一种校正雷射加工的方法，其包括下列步骤 提供一预设加工位置及加工参数的待加工物件；利用雷射光束针对待加工物件的局部或全部区域进行 扫描，因扫描区域中物件状况不同，而产生相对应的光讯号；由光侦测单元接收此光讯号，转换成状态讯号后传送至 控制单元；控制单元分析后，根据得知的物件状态来决定校正的工 作参数，其包含加工位置及雷射装置工作条件；雷射装置根据此校正的工作参数对待加工物件进行加工。
5、 如权利要求4所述校正雷射加工的方法，其中该待 加工物件;故置于一加工平台上，而该加工平台上预i殳有一加 工区域。
6、 如权利要求5所述校正雷射加工的方法，其中该加 工平台及光束扫描单元可根据该校正的工作参数而移动，使 待加工物件可位于该加工位置上。
7、 如权利要求4所述校正雷射加工的方法，其中该光 讯号由光侦测单元接收所产生的状态讯号，经控制单元分析 后，可得知待加工物件的实际位置以及材质结构。
8、 如权利要求4所述校正雷射加工的方法，其中该光 侦测单元可接收分析光讯号中不同的穿透、反射、绕射、萤 光以及其它非线性光学效应。
9、 如权利要求4所述校正雷射加工的方法其中扫描及 加工是分段循环进行，亦即扫描部分区域后进行局部加工， 然后扫描其它区域'后再次进行加工，重复上述循环直至加工 完成。
10、 如权利要求4所述校正雷射加工的方法其中扫描及 加工是同步进行，亦即直接侦测分析加工时产生的光讯号， 然后回授控制雷射加工装置的加工参数。
全文摘要
本发明校正雷射加工装置，其至少包含有控制单元、雷射光源单元、光束扫描单元以及光侦测单元，其加工方法先利用光束扫描单元对待加工物件局部或全部区域进行扫描，因扫描区域中物件状况不同，而产生对应的光讯号，由光侦测单元接收此光讯号，转换成状态讯号后传送至控制单元，该状态讯号经控制单元分析后，可得知待加工物件的实际位置、待加工物件的结构，如材质、厚度等物件状态，并依物件状态来决定校正的加工参数，其包含加工位置及雷射装置工作条件，根据校正的加工参数对待加工物件进行加工。
文档编号B23K26/02GK101412152SQ200710163319
公开日2009年4月22日 申请日期2007年10月19日 优先权日2007年10月19日
发明者许明棋, 谢宏亮, 陈依希 申请人:辛耘企业股份有限公司