WO2000003830A1 - Vorrichtung zum laserbearbeiten von flachen werkstücken - Google Patents

Vorrichtung zum laserbearbeiten von flachen werkstücken Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a device for laser processing at least one plate-like flat workpiece, in particular an electrical circuit board in the working area of at least one laser unit, which generates a deflectable focused laser beam, a machining area of the workpiece being positionable in the deflecting area of the laser unit.
  • the invention has for its object to increase the machining accuracy of the device.
  • the height of the workpiece can be adjusted without special control effort.
  • the surface of the workpiece to be machined can be precisely focused on the focus of the workpiece. can be adjusted without the thickness tolerances of the workpiece playing a role.
  • FIG. 1 shows a schematic side view of a device for laser processing flat workpieces
  • FIG. 2 shows the device according to FIG. 1 during a processing phase
  • FIG. 3 shows a top view of the device according to FIG. 1.
  • a device for laser processing flat workpieces 1 consists of a frame-like carrier 2 for a laser unit 3, which is composed of a laser beam generator 4 and a deflection device 5.
  • a transport device 6 and a holding device 7 are also anchored to the carrier 2.
  • the transport device 6 moves the workpiece 1 into a position in which a machining area 8 can be moved into the deflection area 9 of the laser unit 3, the workpiece 1 reaching between open clamping jaws 10 of the holding device 7. These can be adjusted in a direction perpendicular to the workpiece plane and, as shown in FIG. 2, are moved against the workpiece.
  • this clamping jaw 10 assumes a constant height, such that the workpiece 1 is at least slightly lifted off the transport device 6 by the other clamping jaw.
  • the workpiece 1 is now only fixed and held between the two jaws.
  • the frame-shaped clamping jaws 9 surround the relatively small deflection area 9 of the laser beam at a close distance, as a result of which the clamping area remains small and bulges in the workpiece 1 become negligible.
  • the surface to be structured by the laser beam can thereby be set at an exact height, so that very narrow conductor tracks 12 can also be produced.

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Abstract

Ein z.B. als Leiterplatte ausgebildetes Werkstück (1) ist mittels einer Transporteinrichtung (6) unter einer Lasereinheit (3) derart verfahrbar, dass ein Bearbeitungsbereich (8) des Werkstücks (1) in den Ablenkbereich (9) des Laserstrahls gelangt. Das Werkstück wird zwischen zangenartigen Klemmbacken einer Halteeinrichtung (7) auf eine Höhenlage eingestellt, in der der Laserstrahl genau auf die zu bearbeitende Oberfläche des Werkstücks (1) fokussiert ist. Dadurch kann die Bearbeitungsgenauigkeit erheblich erhöht werden.

Description

Beschreibung
Vorrichtung zum Laserbearbeiten von flachen Werkstücken
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Laserbearbeiten von zumindest einem plattenartigen flachen Werkstück, insbesondere einer elektrischen Leiterplatte im Arbeitsbereich zumindest einer Lasereinheit, die einen ablenkbaren fokussierten Laserstrahl erzeugt, wobei ein Bearbei- tungsbereich des Werkstücks im Ablenkbereich der Lasereinheit positionierbar ist.
Es ist üblich, flächige Werkstücke mittels eines ablenkbare Laserstrahls zu beschriften, wobei das Werkstück in den Strahlungsbereich einer Lasereinheit transportiert wird und wobei die Leiterplatte auf einem Arbeitstisch aufliegt. Insbesondere bei größeren Leiterplatten oder zu einem großen Nutzen zusammengefaßte kleine Leiterplatten weisen Durchbiegungen auf, die eine genaue Fokussierung des Laserstrahls auf die Oberfläche der Leiterplatte erschweren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Bearbeitungsgenauigkeit der Vorrichtung zu erhöhen.
Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gemäß Anspruch 1 gelöst. Durch das Einspannen des Werkstückträgers in einem engen Arbeitsbereich ist es möglich, die krümmungsbedingten Ab- standabweichungen weitgehend auszuschalten, wobei das Werkstück von der Transporteinrichtung völlig gelöst wird und in einer geeigneten Höhe gehalten wird.
Durch eine Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 kann die Höhenlage des Werkstücks ohne besonderen Steuerungsaufwand eingestellt werden.
Durch die Weiterbildung nach Anspruch 3 kann die zu bearbeitende Oberfläche des Werkstückes genau auf den Fokus des La- serstrahls eingestellt werden, ohne daß dabei Dickentoleranzen des Werkstücks eine Rolle spielen.
Durch die Weiterbildung nach Anspruch 4 können die durch Dik- kenunterschiede bedingten Lageabweichungen der Werkstücke erheblich verringert werden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Figur 1 zeigt schematisiert eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum Laserbearbeiten von flachen Werkstük- ken,
Figur 2 die Einrichtung nach Figur 1 während einer Bearbei- tungsphase,
Figur 3 eine Draufsicht auf die Einrichtung nach Figur 1.
Nach den Figuren 1, 2 und 3 besteht eine Einrichtung zum Laserbearbeiten von flachen Werkstücken 1 aus einem rahmenarti- gen Träger 2 für eine Lasereinheit 3, die sich aus einem Laserstrahlerzeuger 4 und einer Ablenkeinrichtung 5 zusammensetzt. Am Träger 2 sind außerdem eine Transporteinrichtung 6 und eine Halteeinrichtung 7 verankert.
Die Transporteinrichtung 6 verfährt das Werkstück 1 in eine Stellung, in der ein Bearbeitungsbereich 8 in den Ablenkbereich 9 der Lasereinheit 3 verfahrbar ist, wobei das Werkstück 1 zwischen geöffnete Klemmbacken 10 der Halteeinrichtung 7 gelangt. Diese sind in einer zur Werkstückebene senk- rechten Richtung verstellbar und werden, wie in Figur 2 dargestellt, gegen das Werkstück verfahren. Auf der der Lasereinheit 3 zugewandten Seite ist dabei z.B. durch einen Anschlag 11 sichergestellt, daß diese Klemmbacke 10 eine gleichbleibende Höhenlage einnimmt, derart, daß das Werkstück 1 durch die andere Klemmbacke von der Transporteinrichtung 6 zumindest geringfügig abgehoben wird. Das Werkstück 1 ist nun lediglich zwischen den beiden Klemmbacken fixiert und gehalten. Die rahmenförmig ausgebildeten Klemmbacken 9 umgreifen den verhältnismäßig kleinen Ablenkbereich 9 des Laserstrahls in engem Abstand, wodurch die Einspannfläche klein bleibt und Wölbungen im Werkstück 1 vernachlässigbar werden. Die vom Laserstrahl zu strukturierende Fläche kann dadurch in einer genauen Höhenlage festgelegt werden, so daß auch sehr schmale Leiterbahnen 12 erzeugt werden können.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Laserbearbeiten von zumindest einem plattenartigen flachen Werkstück (1), insbesondere einer elektri- sehen Leiterplatte im Arbeitsbereich zumindest einer Lasereinheit (3), die einen ablenkbaren fokussierten Laserstrahl erzeugt, wobei ein Bearbeitungsbereich (8) des Werkstücks (1) im Ablenkbereich (9) der Lasereinheit (3) positionierbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Bearbeitungsbereich (8) mittels einer Transporteinrichtung (6) in den Greifbereich einer Halteeinrichtung (7) für das Werkstück (1) transportierbar ist, daß die Halteeinrichtung (7) zangenartige Klemmbacken (10) aufweist, die zu beiden Seiten des Werkstücks (1) auf dieses aufsetzbar und im Ablenkbereich (9) der Lasereinheit (3) positionierbar sind, daß die Halteeinrichtung (7) das Werkstück (1) von der Transporteinrichtung (6) abhebt, daß am Werkstück (1) anlegbare Klemmflächen der Klemmbacken (10) im und/oder knapp außerhalb des Ablenkbereichs (9) des Laserstrahls angeordnet sind, daß zumindest eine der Klemmbacken (10) eine Freimachung für den Laserstrahl aufweist und daß die Klemmbacken (10) auf eine definierte Höhenlage einstellbar sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß eine der Klemmbacken (10) das Werkstück (1) gegen die in ihrer Höhenlage fixierte andere Klemmbacke (10) drückt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Lasereinheit (3) und die höhenfixierbare Klemmbacke (10) auf der gleichen Seite des Werkstücks, insbesondere auf dessen Oberseite angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zu beiden Seiten des Werkstücks (1) Lasereinheiten zur gleichzeitigen Bearbeitung beider Werkstückseiten angeordnet sind und daß die Klemmbacken (10) in ihrer Höhenlage derart verstellbar sind, daß die Mittelebene des Werkstücks (1) auf eine definierte Höhenlage zentrierbar ist.
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