KR0168042B1 - 레이저광을 이용한 위크피스 가공 장치 및 레이저광에 의해 전자부품의 연결소자를 인쇄 회로판상에 납땜 또는 용접시키는 방법 - Google Patents
레이저광을 이용한 위크피스 가공 장치 및 레이저광에 의해 전자부품의 연결소자를 인쇄 회로판상에 납땜 또는 용접시키는 방법 Download PDFInfo
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Abstract
레이저광에 의해 위크피스(29)를 가공하는 장치는, 레이저(10), 레이저빔을 사실상 동일한 강도를 갖는 적어도 두 개의 서브-레이저빔으로 분할하는 빔 스플리터(11) 및, 레이저(10)의 광강도와, 위크피스 지지체(27)와 레이저빔의 서로에 대한 이동을 제어하는 제어 유닛(20)을 포함한다. 빔 스플리터(11)는 레이저빔을 다수의 서브-레이저빔으로 분할하여 레이저 스폿의 패턴을 위크피스(29)상으로 생성하는 적어도 하나의 디지탈-상 회절격자(12;13)를 포함한다.
Description
제1도는 레이저빔으로부터 디지탈-상 회절격자(digital-phase grating)에 의해 서브-레이저 빔(sub-laser beams)을 발생시키는 단순화된 설비의 도시도.
제2도는 선형 디지탈-상 회절격자의 단면도.
제3도는 제2디지탈-상 회절격자가 제공된 제1도의 설비의 도시도.
제4도는 격막(diaphragm)이 제공된 제1도의 설비의 도시도.
제5도는 인쇄 회로판에 부품의 연결 소자를 납땜하는 장치의 개략도.
제6도는 막 캐패시터(film capacitors)용 박막 스트립(foil strips)을 형성하는 장치의 개략도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1,10 : 레이저 2,5 : 디지탈-상 회절격자
3,18 : 렌즈 6 : 격막
11 : 빔 스플리터 12,13,14 : 회절격자 디스크
15,16,17 : 스테퍼 모터 20 : 제어 장치
21 : 광학 편향 장치 23 : 렌즈
29 : 인쇄 회로판
[발명의 분야]
본 발명은 레이저와, 레이저빔을 거의 동일한 강도를 가진 적어도 2개의 서브 레이저빔으로 분할하는 스플리터(splitter) 및, 레이저의 강도와 워크피스(workpiece)지지체와 레이저빔과의 서로에 대한 이동을 제어하는 제어 유닛을 포함하며, 레이저광을 사용하여 워크피스를 가공하는 장치에 관한 것이다.
예를 들어, 이러한 장치는 레이저 광 빔에 의해 전자 부품을 인쇄 회로판에 납땜 및 용접시키는데 사용될 수 있다. 상기 부품은 인쇄 회로판과 함께 워크피스를 의미한다.
[발명의 배경]
서두에 규정된 장치는 독일 특허 공개 제2934407호에 개시되었다. 상기 장치에서, 레이저에서 발생된 레이저빔은 이중 슬롯 격박(dual-slot diaphragm)(스플리터)에 의해 2개의 서브 레이저빔으로 분할되고, 상기 서브 레이저빔은 광학 편향 유닛에 의해 전자 부품의 연결 소자를 향해 편향된다. 상기 부품은 워크피스 지지체에 의해 정확한 위치로 조정될 수 있고 덧붙여 서브 레이저빔은 광학 편향 유닛에 사용된 미러를 조정하므로 편향될 수 있다. 그러나, 실제 실행에서, 이것은 거의 불가능하며, 단지 다수의 서브-레이저빔에 대해 정확히 동일한 에너지의 분포를 달성하는 것 만에도 큰 기술상의 비용이 든다. 그러나 서브-레이저빔은 거의 동일한 강도를 가져야 하며, 그렇지 않은 경우 어떤 서브-레이저 빔 하의 부품 또는 인쇄 회로판은 타버리고, 다른 서브-레이저 빔의 강도는 만족스러운 납땜 접속을 얻기에 충분치 않은 사태가 발생한다. 게다가 이중-슬롯 격막의 사용 때문에 레이저 에너지가 손실된다.
덧붙여, 전자 부품의 2개의 연결 소자를 인쇄 회로판상에 동시에 납땜하는 장치는 독일 특허 제3539933호에 개시되었다. 상기 장치에서, 레이저는 2개의 동일한 강도의 서브 레이저빔을 발생시키고, 이 서브 레이저빔은 광학 편향 유닛을 통해 부품의 연결 소자로 편향된다. 그러나, 동일한 강도의 서브-레이저 광 빔의 발생에는 고비용이 든다.
앞서 언급된 종래 기술의 장치에서, 2개의 서브 레이저빔은 가동(movable)미러를 포함하는 광학 편향 유닛을 통해 연결 소자로 편향된다. 납땜 작업에 앞서 상기 미러의 범위가 정해진다. 상기 장치를 사용하여, 2개 이상의 연결 소자를 인쇄 회로판상에 동시에 납땜 또는 용접하는 것은 불가능하다. 덧붙여, 종래 기술의 장치는 값비싼 구조이고 워크피스의 가공에 앞서 값비싼 미러의 위치 선정 작업이 수행되어야 했다.
[발명의 개요]
본 발명의 목적은 레이저광을 사용해서 단순하게 워크피스르 가공하는 장치를 제공하는 것이다.
상기 장치에 있어서, 빔 스플리터(beam splitter)는 워크피스상에 투영 패턴을 형성하도록 레이저로부터 인입한 레이저빔을 다수의 서브-레이저빔으로 분할하는 적어도 하나의 디지탈-상 회절격자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 장치에서, 거의 동일한 강도의 다수의 서브-레이저빔이 디지탈-상 회절격자에 의해 형성된다. 상기 형태의 디지탈-상 회절격자는 예를 들어, 유럽 특허 제0002873호 또는 H. Dammann의 논문 Synthetic digital-phase gratings-Design, features, applications(합성 디지탈-상 회절격자-설계, 특징, 응용; International Conference on Computer-generated Holography편의 Proceedings of the International Society for Optical Engineering 제47권, 1983년 8월 25,26일 발행, 제72 내지 78페이지)으로부터 공지되어 있다. 이들 설계에 따라, 디지탈-상 회절격자는 벽에 수직으로 투영될시에 투영 샘플을 형성하는 상이한 수의 서브-레이저빔을 발생시킬 수 있다. 그래서 레이저 에너지의 손실이 적어진다. 즉, 레이저광의 에너지가 서브 레이저빔에 대해 실제로 일정하게 분배된다.
투영 평면에서의 서브-레이저빔의 종점(terminal points)은 상기 평면의 방향으로 서로간에 일정하게 이격된다. 그러므로, 디지탈-상 회절격자의 도움으로, 한 작업단계에서 회로 기판상에 일정하게 이격된 집적 회로의 모든 연결 소자를 납땜하는 것도 가능하다. 디지탈-상 회절격자는 집적 회로의 연결 소자의 패턴에 대응하는 투영 패턴을 갖는 서브-레이저빔을 발생시킨다.
워크피스를 가공하는 것은 통상 다른 작업 단계를 필요로 한다. 예를 들어, 부품을 인쇄 회로판상에 납땜하는 것은 다른 조건을 강요할 수 있다. 따라서, 제1 디지탈-상 회절격자가 저항기의 2개의 리드선을 납땜하기 위해 2개의 서브-레이저빔을 발생시킬 수 있고, 재2 디지탈-상 회절격자는 트랜지스터의 3개의 연결소자를 납땜하기 위해 3개의 서브 레이저빔을 발생할 수 있다. 그러므로, 제조 단계의 시작에 앞서, 제어 유닛이 레이저빔의 경로로 디지탈-상 회절격자를 이동시켜, 필요한 투영 패턴을 형성한다. 따라서, 미러에 의한 노선 설정이 편향 장치에서 더 이상 필요치 않다.
H. Dammann의 논문 합성 디지탈-상 회절격자-설계, 특징, 응용(synthetic digital-phase gratings-Design, features, applications; International Conference on Computer-generated Holography 편의 Proceedings of the International Society for Optical Engineering 제47권, 1983년 8월 25, 26일 발행, 제72 내지 78페이지)에는 디지탈-상 회절격자의 제조 방법이 개시되어 있다. 이러한 디지탈-상 회절격자는 일정하게 이격된 스폿의 선형 배열인 투영 패턴을 갖는 서브 레이저빔을 발생시킨다. 이들 스폿은 실제로 동일한 강도를 갖는다.
또한 독일 특허 공개 공보 제2916184호에는, 광학적 광가이드 장치에 2진 디지탈-상 회절격자를 사용하는 것이 공지되어 있음을 주목해야 한다. 여기서, 광 가이드에 의해 방출된 광 빔은 디지탈-상 회절격자에 의해 또다른 광 가이드로 방사되는 다수의 서브 레이저빔으로 분할된다.
디지탈-상 회절격자를 레이저 빔 경로에 간단히 삽입시키기 위해, 본 발명에 따른 장치에 있어서, 빔 스플리터는 적어도 2개의 디지탈-상 회절격자를 구비한 제1가동 회절격자 디스크를 포함하고, 이 회절격자 디스크는 제어 유닛의 제어상태하에서 레이저 빔의 경로에 삽입될 수 있는 것을 특징으로 한다.
디지탈-상 회절격자가 사용될 시에, 한 라인으로 배열된 스폿을 가진 투영패턴만이 형성될 수 있다. 다수의 병렬 라인을 가진 투영 패턴을 발생하기 위해, 본 발명에 따른 장치에 있어서, 빔 스플리터는 제어 유닛의 에저 상태 하에서 서브 레이저빔의 경로에 삽입될 수 있는 적어도 하나의 또다른 디지탈-상 회절격자를 구비한 제2가동 회절격자 디스크를 포함하는 것을 특징으로 한다. 2개의 디지탈-상 회절격자가 서로에 대해 90°시프트되면, 직사각형(rectangular)투영 패턴이 얻어진다. 90°와 다른 각이 선택되면 마름모형(rhombic)의 패턴이 얻어진다.
디지탈-상 회절격자에 의해 형성된 서브 레이저빔은 상이한 회절 정도(different diffraction orders)로 회절된다. 디지탈-상 회절격자로부터 방출된 비-편향 서브 레이저빔은 0차 서브 레이저 빔(zero-order sub-laserbeam)으로 지정된다. 상기 0차 서브 레이저빔 다음에 위치한 서브 레이저빔은 고차의 정 또는 부의 서브 빔으로 지정된다. 따라서, 상기 0차 서브 레이저빔 바로 다음의 서브 레이저빔은 1차의 서브 레이저빔이다.
실제로, 디지탈-상 회절격자는 필요한 서브 레이저빔 뿐만 아니라 상당히 더 낮은 강도를 가진 고차의 서브-레이저빔도 발생시킨다. 고차의 상기 서브 레이저빔을 제거하기 위해, 본 발명에 따른 장치에 있어서, 서브-레이저빔의 경로로 이동될 수 있는 격막이 포함되는 것을 특징으로 한다.
격막을 간단히 삽입하기 위해서, 상기 장치에 있어서, 고차의 서브-레이저빔을 억제하는 적어도 2개의 상이한 격막을 가진 회전가능한 원형 격막 디스크가 포함되는 것을 특징으로 한다.
워크피스의 에지의 가공을 용이하게 하기 위해, 본 발명에 따른 장치에 있어서, 워크피스 지지체에 대해 비스듬한 각으로 서브 레이저빔을 워크피스에 편향시키는 미러의 어레이를 포함하는 광학 편향 유닛이 제공되는 것을 특징으로 한다.
이것은 특히 부품의 베이스로부터 인쇄 회로판으로 투영되지 않는 연결 소자를 갖는 표면 부착 장치(Surface Mounted Devices; SMD )부품의 납땜을 용이하게 한다.
워크피스 지지체에 직교하는 서브 레이저빔은 상기 SMD 부품의 연결 소자에 도달할 수 없다.
본 발명은 또한 전술된 장치를 사용하여 레이저광에 의해 전자 부품의 연결소자를 인쇄 회로판상에 납땜 또는 용접하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법에 있어서, 부품의 모든 연결 소자는 하나의 제조 단계에 의해서 동시에 납땜 또는 용접되고, 연결 소자의 납땜 또는 용접점의 패턴에 대응하는 투영 패턴을 발생하는 제1회절 격자 디스크 및/ 또는 제2회절격자 디스크 및 격막 디스크를 각각 회전시킴으로써 필요한 디지탈-상 회절격자 및 격막을 레이저빔 및 서브 레이저빔의 경로로 각기 이동시키고, 레이저는 제조 단계 동안에만 납땜 또는 용접하는데 필요한 강도를 갖는 것을 특징으로 한다.
전자 부품을 인쇄 회로판상에 납땜하는데 레이저빔을 사용하면, 정확히 집광된 레이저빔에 의해 납땜점만이 가열되며, 따라서 인쇄 회로판 및/또는 개개의 전자 모듈의 전체적 가열이 방지될 수 있고 그에 따라 과열될 잠재적인 위험이 방지될 수 있다는 이점이 있다.
상기 방법에서, 제조 단계는 납땜 또는 용접작업이다. 실제 제조 단계에 앞서, 상기 장치의 제어 유닛은 필요한 2진 디지탈-상 회절격자 및 격막을 레이저빔의 경로로 이동시키고 워크피스 지지체에 의해 인쇄 회로판을 위치시킨다. 그후에, 레이저빔의 강도가 증가되어 납땜 또는 용접 작업이 시작된다. 이 때, 개개의 서브 레이저빔의 강도는 동일하다. 즉, 납땜 또는 용접이 기본적으로 동일한 온도로 각각의 납땜점에서 실행된다. 제조 단계사이에서 강도를 감소시키므로, 에너지 소비가 감소되고 부품 또는 인쇄 회로판의 파괴가 방지된다. 대안으로 제조 단계사이에서 레이저를 스위치 오프하는 것도 가능하다.
본 발명은 또한 전술된 장치를 사용하여 박막 캐패시터용 박막 스트립을 제조하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법에 있어서, 제1제조단계에서 금속 코팅박막으로부터 레이저빔 스폿의 선형 어레이에 교차하는 제1라인을 따라 금속이 증발되며, 제2제조 단계에서 제1라인과 동일한 방향을 갖는 제2라인을 따라 박막을 절단하여 2개의 연속하는 제1라인간 거리의 1/2과 대략 동일한 폭을 자진 박막 스트립을 형성하며, 제조 단계의 시작에 앞서, 증발 및 절단이 각기 행해져야 하는 위치의 패턴에 대응하는 레이저 스폿의 패턴을 발생시키기 위해 제1 및 제2회절격자 디스크와 격막 디스크를 이동시킴으로써 필요한 디지탈-상 회절격자 및 격막을 레이저빔 및 서브-레이저빔의 경로로 각기 이동시키며, 레이저는 대응하는 제조 단계중에만 증발 또는 절단에 필요한 강도를 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 방법에서, 레이저빔은 3가지 다른 강도를 갖는다. 제조 단계 사이에서는 레이저빔의 강도가 매우 낮은 레벨로 조정되므로 박막이 손상되지 않는다.
제1제조 단계동안, 레이저빔의 강도는, 예를 들어, 알루미늄 같은 금속만이 박막으로부터 증발될 수 있을 정도로 선택되어야 한다. 제2제조 단계에서 레이저빔의 강도는 가장 높다. 이때는 박막이 절단될 수 있을 만큼 많은 에너지가 형성되어야 한다.
본 발명의 실시예는 첨부한 도면과 관련하여 예로서 설명될 것이다.
[실시예의 설명]
레이저광에 의해 워크피스를 가공하는 장치의 일부를 형성하는, 레이저빔으로부터 서브-레이저빔을 발생시키는 제1도에 도시된 설비는, 레이저빔을 디지탈-상 회절격자(2)상으로 방사하는 레이저(1)를 포함한다. 상기 디지탈-상 회절격자(2)는 회절에 의해 레이저빔으로부터 서브-레이저빔을 발생시키고, 상기 서브 빔은 렌즈(3)에 의해 집광된다.
제2도는 이러한 디지탈-상 회절격자를 단면도로 도시한다. 상기 회절격자는 단면도에서 직사각형인 다수의 병렬 스트립을 구비한 광학 소자이다. 상기 디지탈-상 회절격자(2)를 제조하는 것은 H. Dammann의 논문 합성 디지탈-상 회절격자-설계, 특징, 응용(synthetic digital-phase gratings-Design, features, applications ; International Conference on Computer-generated Holography 편의 Proceedings of the International Society for Optical Engineering 제47권, 1983년 8월 25,26일 발행, 제72 내지 78페이지)에서 공지되었다. 규칙적인 구조를 가진 상기 디지탈-상 회절격자(2)는 레이저빔으로부터 단순한 구조를 위해 제공된 홀수의 서브-레이저빔을 발생시킨다. 이들 서브 레이저빔은 상이한 회절에 따르는 회절 차수로 분류된다. 회절되지 않은 서브-레이저빔은 0차 서브빔으로 지정된다. 바로 이웃한 서브 레이저빔은 부 및 정의 1차 서브빔이다.
예로서, 제1도는 제2차의 디지탈-상 회절격자를 도시하는데, 이것은 5개의 서브 레이저빔을 발생시키고, 그 투영 패턴은 제1도의 우측에 도시되며 한 라인상에 배열된 5개의 등간격 광 스폿을 포함한다.
디지탈-상 회절격자(2)의 앞 또는 뒤에 배치된 또다른 디지탈-상 회절격자(5)에 의해 직사각형 또는 마름모형 투영 패턴이 얻어질 수 있다. 제3도에 도시된 바와 같이, 레이저(1)는 레이저빔을 디지탈-상 회절격자(2)에 방출하고, 회절격자(2)는 서브-레이저빔을 발생시키고, 이 서브-레이저빔은 또다른 디지탈-상 회절격자를 통과하여 렌즈(3)에 의해 집광된다. 제3도에서, 15개의 광 스폿을 가진 직사각형 투영 패턴이 설비의 우측에 도시된다. 이 예에서, 디지탈-상 회절격자(2)는 입사 레이저빔으로부터 5개의 서브 레이저빔을 발생시키고, 디지탈-상 회절격자(5)는 입사 레이저빔으로부터 3개의 서브 레이저빔을 발생시킨다. 상기 2개의 디지탈-상 회절격자가 90° 시프트되면 즉, 제1디지탈-상 회절격자의 스트립이 제2회절격자의 스트립과 직각을 이루면, 직사각형 투영 패턴이 형성된다.
상기 투영 패턴의 스폿의 수는 한 레이저빔으로부터 2개의 디지탈-상 회절격자(2 및 5)에 의해 형성된 서브-레이저빔 수의 곱과 같다. 대안으로 2개의 디지탈-상 회절격자(2 및 5)간의 시프트가 0°와 90°사이라면, 마름모형 투영 패턴을 형성하는 것이 가능하다.
디지탈-상 회절격자는 필요한 서브-레이저빔을 발생시킬 뿐만 아니라, 불필요한 고차의 서브-레이저빔도 발생시킨다. 이러한 불필요한 서브-레이저빔을 제거하기 위해, 제4도에 도시된 바와 같이 렌즈(3)뒤에 놓여지는 격막(6)이 사용될 수 있다. 상기 격막(6)은 파괴시킬 수도 있는 고차의 서브 레이저빔의 초점에 놓여져야 한다.
이하 본원에는 레이저광으로 워크피스를 가공하는 장치의 2가지 실시예가 설명될 것이다. 실시예 1은 제5도에 도시된, 전자 부품의 연결 소자를 인쇄 회로판에 납땜하는 장치이다. 상기 장치는 레이저빔을 빔 스플리터(beam splitter; 11)상으로 방사하는 레이저(10)를 포함하고, 빔 스플리터(11)는, 디지탈-상 회절격자를 포함하는 회절격자 디스크(12,13), 렌즈(18) 및, 격막 디스크(14)를 포함한다. 회전가능하게 배열된 디스크(12,13 및, 14)는 제어 장치(20)의 제어 상태하에서 스테퍼(stepper) 모터(15,16 및 17)에 의해 이동된다. 또한 제어장치(20)는 레이저(10)도 제어한다. 회절격자 디스크(12 및 13)의 디지탈-상 회절격자는 서브 레이저빔을 발생시키며, 불필요한 고차의 서브-레이저광 빔은 격막 디스크(14)의 격막에 의해 억제된다.
격막 디스크(14)의 격막을 통과한 서브-레이저빔은 광학 편향 유닛(21)에 의해 인쇄 회로판(29)에 납땜될 전자 부품(28)의 연결 소자로 편향된다. 상기 편향 유닛은 90°로 서브빔을 편향시키고 편향된 빔을 렌즈 시스템(23)을 통해 2개의 엇갈리게 배열된 미러 또는 프리즘(24)으로 향하게 하는 제1미러 또는 프리즘(22)을 포함하고, 프리즘(24)은 서브-레이저빔에 다른 방향을 제공한다. 렌즈 시스템(23)은 다양한 초점 거리를 가질 수 있으므로(줌(zoom) 대물계), 투영 패턴의 스폿은 축소 또는 확대될 수 있다. 미러(24)는 미러(22)로부터 발생하는 서브-레이저빔을 다시 90°도 편향시켜, 빔 방향이 항상 반대인 서브 레이저빔이 인쇄 회로판(29)과 거의 평행하게 확장되도록 한다. 미러(24)에 의해 편향된 서브-레이저빔은 2개의 또다른 미러 또는 프리즘(25 및 26)에 의해, 인쇄 회로판(29)의 표면영역에 대해 비스듬한 각으로 상기 부품(28)의 연결 소자상으로 입사되도록 재차 편향된다.
인쇄 회로판(29)은 워크피스 지지체(27)에 의해 고정된다. 워크피스 지지체(27)는 제어 유닛(20)에 의해 제어되며 인쇄 회로판(29)의 위치를 결정하는 것을 목적으로 한다.
이제, 상기 장치의 도움으로, 다수의 전자 부품(28)이 인쇄 회로판(29)에 어떻게 납땜될 수 있는지가 설명될 것이다. 실제 납땜 절차(제조 단계)에 앞서, 빔 스플리터(11)의 회절격자 디스크(12 및 13) 및 격막 디스크(14)가 이동되고 워크피스 지지체(27)의 위치가 결정된다. 이 기간동안 레이저(10)는 스위치 오프 상태이다. 빔 스플리터(11)에서, 회절 격자 디스크(12 및 13) 및 격막 디스크(14)는 필요한 디지탈-상 회절격자 또는 필요한 격막이 레이저빔 또는 서브-레이저빔의 경로에 각기 위치 결정되도록 회전된다. 납땜될 부품(28)을 갖는 인쇄 회로판(29)은, 광학 편향 유닛(21)에 의해 편향된 서브 레이저빔이 부품(28)의 연결 소자상으로 입사되도록 위치 결정된다. 서브-레이저빔의 투영 패턴은 부품(28)의 납땜 스폿의 패턴 또는 연결 소자에 각기 대응한다.
예를 들어, 2 x 8 연결 소자를 가진 집적 회로가 납땜되어야 할 경우, 실제 납땜 절차에 앞서, 빔 스플리터(11)에서, 레이저 빔 회절격자로부터 8개의 서브 레이저빔을 발생하는 디지탈-상 회절격자가 스테퍼 모터(15)에 의한 회절격자 디스크(12)의 회전에 의해 빔 경로내로 이동되고, 스테퍼 모터(16)는 회절격자 디스크(13)의 회전에 의해 하나의 레이저빔으로부터 2개의 서브-레이저빔을 발생시키는 디지탈-상 회절격자를 삽입시킨다. 레이저(10)의 스위치-온 후에, 집적 회로의 연결 소자는 서브 레이저빔에 의해 인쇄 회로판(29)상에 납땜된다. 후 속의 제조 단계에서, 2개의 연결 소자를 가진 성분이 인쇄 회로판(29)상에 납땜되어야 할 경우, 디지탈-상 회절격자가 빔 경로내에 삽입되어 2개의 서브-레이저빔을 발생하도록, 제어 유닛(20)이 스테퍼 모터(15)를 제어한다. 이 경우, 회절격자 디스크(13)는 반드시 구멍이 뚫려야 하며, 따라서 회절격자(12)로부터 방출되는 서브-레이저빔은 더 이상 증가되지 않는다.
제6도는 본 발명의 실시예 2를 도시한다. 이 장치는 막 캐패시터용 박막 스트립을 형성하는데 사용된다. 레이저(30)는 빔을 빔 스플리터(31)로 보낸다. 상기 스플리터(31)는 스테퍼 모터(33)에 의해 레이저빔의 경로로 이동될 수 있는 2개의 디지탈-상 회절격자를 가진 회절격자 디스크(32)를 포함한다. 회절격자 디스크(32)의 디지탈-상 회절격자에 의해 발생된 서브-레이저빔은 렌즈(34)를 통과한다. 불필요한 고차의 서브-레이저빔을 억제하는 2개의 격막을 포함하는 격막 디스크(35)가 렌즈(34)뒤에 배치된다. 상기 격막 디스크(35)는 스테퍼 모터(36)에 의해 이동된다. 빔 스플리터(31)에 의해 공급된 서브-레이저빔은 광학 편향 유닛(37)을 통해 워크피스 지지체(38)쪽으로 편향된다. 상기 유닛은 미러(41)에서 박막(42)쪽으로 인입하는 서브 레이저빔을 통과시키는 렌즈 시스템(39)쪽으로 서브-레이저 광 빔을 90°편향시키는 미러 또는 프리즘(41)을 포함한다.
레이저(30)와, 스테퍼 모터(33 및 36) 및, 워크피스 지지체(38)는 제어 유닛(40)에 의해 제어된다. 예를 들어, 진공 침착 알루미늄(vacuum-deposited aluminium)을 가진 폴리에스테르(polyester)로 구성된 박막(42)이 워크피스 지지체(38)상에 배치된다. 상기 장치에 의해, 박막 캐피시터용 박막 스트립이 박막(42)으로부터 형성된다. 제1제조 단계에서, 서브 레이저빔은 박막(42)상에 방사되어 한 라인의 스폿에 대응하는 투영 패턴을 발생시킨다. 이들 스폿은 동일한 간격을 갖는다. 워크피스 지지체(38)는 상기 스폿 라인에 직각을 이루는 서브 레이저빔 아래로 이동되며, 따라서 레이저빔의 강도가 충분히 크면, 알루미늄이 증발된 제1라인이 박막(42)상에 형성된다. 후속 제조 단계에서, 제2디지탈-상 회절격자를 스테퍼 모터(30)에 의해 레이저빔의 경로로 이동시켜, 이에 의해 알루미늄이 없는 2개의 연속 라인간 거리의 거의 1/2만큼 이격된 제2스폿을 가진 제2투영 패턴이 형성된다. 레이저의 스위치-온 후에, 박막은 서브 레이저빔 아래로 이동되고, 따라서 박막 스트립 사이에서 분리되는 라인을 구성하는 제2라인이 형성된다. 레이저(10)의 강도는 서브-레이저빔이 입사된 위치에서 박막이 절단되도록 조정된다. 박막(42)으로부터 절단된 박막 스트립의 폭은 금속이 제거된 제1라인간 거리의 1/2에 대응한다. 또다른 제조 단계에서, 그리고 또다른 장치에서, 박막 스트립은 접히고 감겨서 막 캐패시터를 형성하고 리드선이 제공된다.
Claims (8)
- 레이저와, 레이저빔을 거의 동일한 강도를 가진 적어도 2개의 서브 레이저빔으로 분할하는 빔 스플리터(beam splitter) 및, 상기 레이저의 강도와 워크피스(workpiece)지지체와 상기 레이저빔의 서로에 대한 이동을 제어하는 제어유닛을 포함하는, 레이저광을 사용하여 워크피스를 가공하는 장치에 있어서, 상기 빔 스플리터는 상기 워크피스상에 투영 패턴을 형성하도록 레이저로부터 인입한 레이저빔을 다수의 서브 레이저빔으로 분할하는 적어도 하나의 디지탈-상 회절격자를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저광을 이용한 워크피스 가공 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 빔 스플리터는, 상기 제어 유닛의 제어하에서 상기 레이저빔의 경로에 삽입될 수 있으며 적어도 2개의 디지탈-상 회절격자를 구비한 제1가동 회절격자 디스크를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저광을 이용한 워크피스 가공 장치.
- 제2항에 있어서, 상기 빔 스플리터는 상기 제어 유닛의 제어하에서 상기 서브 레이저빔의 경로에 삽입될 수 있는 적어도 하나의 또다른 디지탈-상 회절격자를 구비한 제2가동 회절격자 디스크를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저광을 이용한 워크피스 가공 장치.
- 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 서브-레이저빔의 경로로 이동가능한 격막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저광을 이용한 워크피스 가공 장치.
- 제4항에 있어서, 적어도 2개의 상이한 격막을 가진 회전가능한 격막 디스크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저광을 이용한 워크피스 가공 장치.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 워크피스 지지체에 대해 비스듬한 각으로 상기 서브 레이저빔을 상기 워크피스로 편향시키는 미러의 배열을 포함하는 광학 편향 유닛이 제공되는 것을 특징으로 하는 레이저광을 이용한 워크피스 가공 장치.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 청구된 바와 같은 장치를 사용하여, 레이저광에 의해 전자 부품의 연결 소자를 인쇄 회로판상에 납땜 또는 용접시키는 방법에 있어서, 부품의 모든 연결 소자는 하나의 제조 단계에서 동시에 납땜 또는 용접되며, 상기 연결 소자의 납땜 또는 용접점의 패턴에 대응하는 투영 패턴을 발생하는 제1및/또는 제2회절격자 디스크와 격막 디스크를 각기 회전시킴으로써 필요한 디지탈-상 회절격자 및 격막을 레이저빔 및 서브 레이저빔의 경로로 각기 이동시키고, 레이저는 제조 단계 동안에만 납땜 또는 용접하는데 필요한 강도를 갖는 것을 특징으로 하는 레이저광에 의해 전자 부품의 연결 소자를 인쇄 회로판상에 납땜 또는 용접시키는 방법.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 청구된 바와 같은 장치를 사용하여, 박막의 캐패시터용 박막 스트립을 제조하는 방법에 있어서, 제1제조 단계에서는 금속-코팅 박막으로부터 레이저빔 스폿의 선형 어레이에 교차하는 제1라인을 따라 금속이 증발되며, 제2제조 단계에서는 제1라인과 동일한 방향을 갖는 제2라인을 따라 박막이 절단되어 2개의 연속하는 제1라인간 거리의 1/2과 대략 동일한 폭을 가진 박막 스트립을 형성하며, 제조 단계의 시작에 앞서, 증발 및 절단이 각기 행해져야 하는 위치의 패턴에 대응하는 레이저 스폿의 패턴을 발생시키도록 제1 및 제2회절격자 디스크와 격막 디스크를 각기 이동시킴으로써 필요한 디지탈-상 회절격자 및 격막을 레이저빔 및 서브-레이저빔의 경로로 각기 이동시키며, 레이저는 대응하는 제조 단계중에만 증발 또는 절단에 필요한 강도를 갖는 것을 특징으로 하는 박막 캐패시터용 박막 스트립 제조 방법.
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