Die Materialbearbeitung mittels Laserstrahlen hat durch die rasante Entwicklung der Lasertechnologie in den letzten Jah- ren zunehmend an Bedeutung gewonnen. Insbesondere auf dem Ge- biet der Elektronikfertigung ist durch die zunehmende Minia- turisierung der Bauelemente eine Laserbearbeitung von Leiter- platten bzw. Substraten sowie von elektronischen Bauteilen zu einem unverzichtbaren Werkzeug geworden, um die aufgrund der Miniaturisierung der Bauelemente erforderliche Mikrostruktu- rierung von Bauelementen und Substraten zu ermöglichen. So können beispielsweise Löcher in Substrate gebohrt werden, welche einen Durchmesser aufweisen, der im Vergleich zu den Lochdurchmessern von mit herkömmlichen Bohrern gebohrten Lö- chern wesentlich kleiner ist. Unter der Voraussetzung, dass die Laserleistung des auf das Substrat treffenden Laser- strahls genau bekannt ist, können außer Durchgangslöchern auch sogenannte Sacklöcher gebohrt werden, die insbesondere für mehrschichtige Leiterplatten wichtig sind, bei denen meh- rere metallische Schichten durch dielektrische Zwischen- schichten elektrisch nichtleitend voneinander getrennt sind.

Durch eine nachfolgende Metallisierung eines Sackloches kön- nen verschiedene metallische Schichten der mehrschichtigen Leiterplatte elektrisch leitend miteinander verbunden werden, so dass die Integrationsdichte auf einem derartigen mehr- schichtigen Substrat im Vergleich zu ein-oder zweischichti- gen Substraten deutlich erhöht werden kann.

Das Laserbohren von mehrschichtigen Substraten erfolgt übli- cherweise mittels zweier unterschiedlicher Prozessschritte.

In dem eine Prozessschritt werden die metallischen Schichten, welche üblicherweise Kupfer oder eine Kupferlegierung enthal- ten, mittels eines Laserstrahls im ultravioletten Spektralbe- reich lokal abgetragen. In dem anderen Prozessschritt wird eine dielektrische Zwischenschicht mittels eines infraroten Laserstrahls lokal abgetragen, welcher üblicherweise von ei- nem Laser erzeugt wird. Aus diesem Grund werden zum Boh- ren von mehrschichtigen Substraten sog. UV-Laserbearbeitungs- maschinen mit einer im ultravioletten Spektralbereich emit- tierenden Laserlichtquelle und sog. IR-Laserbearbeitungs- maschinen mit einer im infraroten Spektralbereich emittieren- den Laserlichtquelle verwendet. Wenn die IR-Laser- bearbeitungsmaschinen zur Erzeugung des IR-Laserstrahls einen Laser verwenden, werden diese auch als CO2-Laser- bearbeitungsmaschinen bezeichnet.

Ferner gibt es sog. Kombinations-Laserbearbeitungsmaschinen, welche sowohl einen im ultravioletten Spektralbereich emit- tierenden Laser als auch einen im infraroten Spektralbereich emittierenden Laser enthalten. Kombinations-Laser- bearbeitungsmaschinen haben den Nachteil, dass die Bearbei- tungsgeschwindigkeit durch den im ultravioletten Spektralbe- reich emittierenden Laser erheblich kleiner als die Bearbei- tungsgeschwindigkeit durch den im infraroten Spektralbereich emittierenden Laser ist. Deshalb ist die Auslastung der Kom- binations-Laserbearbeitungsmaschine in der Regel schlecht.

Aus diesem Grund haben sich zum Bearbeiten von mehrschichti- gen Leiterplatten getrennte Laserbearbeitungsmaschinen durch- gesetzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Betriebsverfah- ren zum Bearbeiten von Substraten und elektronischen Bautei- len zu schaffen, welches eine hohe Auslastung der verwendeten unterschiedlich schnell arbeitenden Laserbearbeitungs-

maschinen gewährleistet. Der Erfindung liegt ferner die Auf- gabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mittels welcher das Betriebsverfahren auf einfache Weise durchführbar ist.

Die verfahrensbezogene Aufgabe wird gelöst durch ein Be- triebsverfahren für eine Anlage zum Bearbeiten von Objekten mittels Laserstrahlen mit den Merkmalen des unabhängigen An- spruchs 1.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei dem Einsatz von mehreren Laserbearbeitungsmaschinen, welche von- einander unterschiedliche Bearbeitungsgeschwindigkeiten auf- weisen, die Auslastung einer Laserbearbeitungsanlage dadurch erhöht werden kann, dass im Vergleich zu der Anzahl an einge- setzten sog. schnell arbeitenden Laserbearbeitungsmaschinen eine größere Anzahl an sog. langsam arbeitenden Laser- bearbeitungsmaschinen eingesetzt wird. Durch den parallelen Betrieb von mehreren langsam arbeitenden Laserbearbeitungs- maschinen wird erreicht, dass innerhalb einer bestimmten Zeitspanne gleich viele oder zumindest annähernd gleich viele Objekte mit beiden Arten von Laserbearbeitungsmaschinen bear- beitet werden können. Die Erhöhung der Auslastung einer La- serbearbeitungsanlage hat den Vorteil, dass für eine bestimm- te geforderte Bearbeitungskapazität insgesamt weniger Laser- bearbeitungsmaschinen erforderlich sind und somit sowohl die von einer derartigen Anlage beanspruchte Stellfläche als auch die Betriebskosten der Laserbearbeitungsanlage erheblich re- duziert werden können.

Gemäß Anspruch 2 werden die Objekte mittels eines Transport- systems zugeführt, welches beispielsweise als Transport-oder als Förderband ausgebildet sein kann, so dass die Objekte quasi kontinuierlich zugeführt werden.

Gemäß Anspruch 3 werden die Objekte nicht kontinuierlich, sondern mit einer bestimmten Stückzahl diskret sowohl an eine Beladestation der entsprechenden Laserbearbeitungsmaschine

zugeführt als auch von einer Endladestation der jeweiligen Laserbearbeitungsmaschine abgeführt. Der diskrete Transport der Objekte hat den Vorteil, dass auf aufwendige Transport- bzw. Förderbänder verzichtet werden kann und der Transport der Objekte auf einfache Weise und damit kostengünstig manu- ell durchgeführt werden kann.

Gemäß Anspruch 4 werden als Transportsystem zumindest zwei Transportwägen verwendet, welche bevorzugt in die jeweiligen Beladestation bzw. Entladestation eingeschoben werden können, so dass die zu bearbeitenden Objekte direkt von dem einen in der Beladestation befindlichen Transportwagen der Laserbear- beitung zugeführt und nach der Bearbeitung direkt in den an- deren in der Entladestation befindlichen Transportwagen abge- legt werden können.

Die Weiterbildung gemäß Anspruch 5 wird bevorzugt durch die Verwendung eines C02-Lasers realisiert.

Die Weiterbildung gemäß Anspruch 6 wird bevorzugt mittels ei- nes frequenzvervielfachten Nd : YAG-, Nd : YV04- oder Argon- Ionen-Lasers realisiert.

Gemäß Anspruch 7 werden mehrschichtige, aus elektrisch iso- lierenden dielektrischen Schichten und elektrisch leitenden metallischen Schichten aufgebaute Objekte bearbeitet, so dass Leiterplatten bzw. Substrate erzeugt werden können, mittels welchen eine hohe Integrationsdichte an elektronischen Bau- elementen erreicht werden kann.

Gemäß Anspruch 8 werden in die zu bearbeitenden Objekte Lö- cher gebohrt. Je nach Anforderung können die gebohrten Löcher sowohl Durchgangslöcher als auch sog. Sacklöcher sein.

Die vorrichtungsbezogene Aufgabe wird gelöst durch einen Transportwagen mit den Merkmalen des Anspruchs 9.

Der Transportwagen gemäß Anspruch 10 bzw. Anspruch 11 ermög- licht auf vorteilhafte Weise ein direktes Übergeben von be- reits teilweise bearbeiteten Objekten bzw. noch zu bearbei- tenden Objekten an bzw. von der jeweiligen Laserbearbeitungs- maschine. Auf diese Weise kann auf eine zusätzliche Handha- bungsvorrichtung verzichtet werden, welche für die Übergabe von zumindest teilweise bearbeiteten Objekten von einer Ent- ladestation an den Transportwagen bzw. von noch zu bearbei- tenden Objekten von dem Transportwagen an eine Beladestation erforderlich wäre.

Gemäß der Weiterbildung nach Anspruch 12 wird für eine gesam- te Fertigungslinie mit einer Mehrzahl von unterschiedlichen Laserbearbeitungsmaschinen nur ein bestimmter Typ von Trans- portwagen verwendet. Dies hat den Vorteil, dass ein manuelles Umladen von gestapelten Objekten nicht mehr erforderlich ist.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung er- geben sich aus der folgenden beispielhaften Beschreibung ei- ner derzeit bevorzugten Ausführungsform.

Die einzige Figur zeigt in einer schematischen Darstellung den Aufbau und den logistischen Ablauf einer Laserbearbei- tungsanlage, welche unterschiedlich schnell arbeitende Laser- bearbeitungsmaschinen aufweist und mittels welcher drei ver- schiedenartige Objekte A, B, C bearbeitet werden.

Wie aus der Figur ersichtlich, weist die verwendete Laser- bearbeitungsanlage zum Bohren von Löchern in mehrschichtigen Leiterplatten insgesamt sechs UV-Laserbearbeitungsmaschinen 10, 11,12 auf. Von den sechs UV-Laserbearbeitungsmaschinen werden drei UV-Laserbearbeitungsmaschinen 10 zur Bearbeitung eines Leiterplattentyps A verwendet. Zwei W-Laser- bearbeitungsmaschinen 11 werden für die Bearbeitung eines an- deren Leiterplattentyps B verwendet. Eine weitere W-Laser- bearbeitungsmaschine 12 wird für die Bearbeitung eines drit- ten Leiterplattentyps C verwendet. Die Laserbearbeitungsanla-

ge gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel weist ferner vier CO2-Laserbearbeitungsmaschinen 13,14, 15 auf, wobei die zwei C02-Laserbearbeitungsmaschinen 13 für die Be- arbeitung des Leiterplattentyps A, die C02-Laserbearbeitungs- maschine 14 für die Bearbeitung des Leiterplattentyps B und die C02-Laserbearbeitungsmaschine 15 für die Bearbeitung des Leiterplattentyps C verwendet wird. Jede der insgesamt in der Figur dargestellten zehn Laserbearbeitungsmaschinen weist ei- ne Beladestation 10a, lla, 12a, 13a, 14a, 15a sowie eine Ent- ladestation 10b, llb, 12b, 13b, 14b, 15b auf. Die zu bearbei- tenden Leiterplatten werden jeweils von den entsprechenden Beladestationen 10a, lla, 12a, 13a, 14a, 15a mittels einer nicht dargestellten Handhabungsvorrichtung an den Bearbei- tungsplatz innerhalb der jeweiligen Laserbearbeitungsmaschine 10, lli 12,13, 14,15 transportiert. Nach der Bearbeitung der entsprechenden Leiterplatte wird diese von dem Bearbei- tungsplatz in die entsprechende Entladestation 10b, llb, 12b, 13b, 14b, 15b transportiert. Der Transport der Leiterplatten zwischen den einzelnen Laserbearbeitungsmaschinen 10,11, 12, 13, 14, 15 erfolgt mittels eines Transportwagens 20,21a, 21b, 22, welcher eine Mehrzahl von Leiterplatten aufnehmen kann, die bevorzugt in einen Stapel angeordnet sind. Die Transportwägen 20,21a, 21b, 22, sind derart ausgebildet, dass sie in die Beladestationen 10a, lla, 12a, 13a, 14a, 15a bzw. in die Entladestationen 10b, llb, 12b, 13b, 14b, 15b von jeder der dargestellten Laserbearbeitungsmaschine 10,11, 12, 13, 14,15 eingeschoben werden können, so dass während des Betriebes einer Laserbearbeitungsmaschine 10,11, 12,13, 14, 15 sowohl in der Beladestation 10a, lla, 12a, 13a, 14a, 15a als auch in der jeweiligen Entladestation lOb, llb, 12b, 13b, 14b, 15b ein in der Regel zumindest teilweise mit Leiterplat- ten beladener Transportwagen 20 vorhanden ist.

Um einen zügigen und unterbrechungsfreien Produktionsablauf zu gewährleisten, können zusätzlich an bestimmten Stellen ei- ne variable Anzahl an zur Zeit nicht verwendeten Transportwä- gen aufgestellt werden. Eine derartige Vorratshaltung an

Transportwägen ist aus Gründen der Platzersparnis insbesonde- re in der Nähe der drei Beladestationen 10a, lla der in der Figur links dargestellten drei Laserbearbeitungsmaschinen 10, 11 und in der Nähe der zwei Entladestationen 13b, 15b der zwei in der Figur rechts dargestellten Laserbearbeitungs- maschinen 13,15 vorteilhaft.

Im folgenden wird der Verlauf der Übergabe von Leiterplatten beispielhaft durch eine Übergabe von der W-Laser- bearbeitungsmaschine 10, welche in der Figur in der zweiten Spalte von links an der oberen Position dargestellt ist, an die C02-Laserbearbeitungsmaschine 13 beschrieben, welche in der Figur in der dritten Spalte von links an der oberen Posi- tion dargestellt ist. Nachdem mittels der Laserbearbeitungs- maschine 10 eine bestimmte Anzahl an Leiterplatten bearbeitet und in dem in der Entladestation lOb eingeschobenen Trans- portwagen abgelegt wurde, wird der in der Regel vollständig beladene Transportwagen 21b aus der Entladestation 10b ent- fernt und in eine Beladestation 13a einer C02-Laser- bearbeitungsmaschine 13 geschoben, mittels welcher nachfol- gend weitere Bearbeitungsschritte an den in dem Transportwa- gen 21b befindlichen Leiterplatten durchgeführt werden.

Gleichzeitig wird (a) ein leerer Transportwagen 22, welcher zuvor in der Beladestation 13a der CO2-Laserbearbeitungs- maschine 13 eingeschoben war, in den freigewordenen Platz der Entladestation 10b der W-Laserbearbeitungsmaschine 10 einge- schoben und (b) ein leerer Transportwagen (nicht dargestellt) aus der Beladestation 10a entfernt und durch einen vollen Transportwagen 21a ersetzt. Somit kann die nacheinander er- folgende Bearbeitung einer Vielzahl von Leiterplatten mittels unterschiedlichen Bearbeitungsmaschinen durchgeführt werden, wobei die Bearbeitung von Leiterplatten in keiner der Laser- bearbeitungsmaschinen für einen längeren Zeitraum unterbro- chen werden muss.

Da die Zeitdauer, welche die C02-Laserbearbeitungsmaschine 13 für die Bearbeitung der ihr zugeführten Leiterplatten benö-

tigt, kürzer ist als die Zeitdauer, welche die verschiedenen UV-Laserbearbeitungsmaschinen 10 zur Bearbeitung der gleichen Anzahl an Leiterplatten benötigen, wird nach der vollständi- gen Bearbeitung der mittels des Transportwagens 21b zugeführ- ten Leiterplatten ein weiterer vollständig beladener Trans- portwagen in die Beladestation 13a eingeführt, wobei dieser weitere in der Regel vollständig beladene Transportwagen die- jenigen Leiterplatten enthält, welche zuvor mittels einer der beiden anderen in der Figur in der linken Spalte dargestell- ten UV-Laserbearbeitungsmaschinen 10 bearbeitet wurden.

Ein entsprechender Transport und eine entsprechende Zuführung von verschieden mittels langsam arbeitenden Laser- bearbeitungsmaschinen bearbeiteten Leiterplatten an eine schnell arbeitende Laserbearbeitungsmaschinen 14 erfolgt ge- mäß dem hier skizzierten Ausführungsbeispiel auch mit den Leiterplatten vom Typ B.

Da gemäß dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel die Bear- beitungszeit der Leiterplatten vom Typ C auf beiden Arten von Laserbearbeitungsmaschinen ungefähr gleich lang ist, wird zur Bearbeitung der Leiterplatten vom Typ C eine W-Laser- bearbeitungsmaschine 12 und eine C02-Laserbearbeitungs- maschine 15 verwendet, so dass jede von der CO2-Laser- bearbeitungsmaschine 15 bearbeitete Leiterplatte zuvor von der UV-Laserbearbeitungsmaschine 12 bearbeitet wurde.

Es wird darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf be- stimmte Verhältnisse zwischen der Anzahl an langsam arbeiten- den Laserbearbeitungsmaschinen 10,11, 12 und der Anzahl an schnell arbeitenden Laserbearbeitungsmaschinen 13, 14,15 be- schränkt ist. Je nach Bearbeitungszeit der mittels der ver- schiedenen Laserbearbeitungsmaschinen durchgeführten Bearbei- tung kann für eine effiziente Auslastung der gesamten Laser- bearbeitungsanlage'das Verhältnis zwischen der Anzahl an schnell arbeitenden Laserbearbeitungsmaschinen 13,14, 15 und

der Anzahl an langsam arbeitenden Laserbearbeitungsmaschinen 10,11, 12 frei gewählt werden.

Es wird ferner darauf hingewiesen, das gemäß der Erfindung die Reihenfolge der Bearbeitung nicht darauf beschränkt ist, dass die Leiterplatten zuerst mittels der langsam arbeitenden Laserbearbeitungsmaschinen 10,11, 12 und danach mittels der schnell arbeitenden Laserbearbeitungsmaschinen 13,14, 15 be- arbeitet wird. Die Bearbeitung kann auch zuerst mittels schnell arbeitenden Laserbearbeitungsmaschinen und danach mittels langsam arbeitenden Laserbearbeitungsmaschinen durch- geführt werden. Ebenso können bestimmte Leiterplatten auch eine Bearbeitung erfordern, bei der mehrfach zwischen einer Bearbeitung durch eine langsam arbeitende Laserbearbeitungs- maschine und einer Bearbeitung durch eine schnell arbeitende Laserbearbeitungsmaschine abgewechselt wird.

Zusammenfassend schafft die Erfindung ein Betriebsverfahren und einen Transportwagen 20 für eine Anlage zum Bearbeiten von Objekten mittels Laserstrahlen, insbesondere für eine An- lage zum Bohren bzw. Strukturieren von Substraten, wobei die Anlage eine größere Anzahl an langsam arbeitenden Laser- bearbeitungsmaschinen 10,11 als an schnell arbeitenden La- serbearbeitungsmaschinen 13,14 aufweist. Durch den paralle- len Betrieb von mehreren langsam arbeitenden Laser- bearbeitungsmaschinen 10,11 kann eine nachfolgend oder zuvor eingesetzte schnell arbeitende Laserbearbeitungsmaschine 13, 14 besser ausgelastet werden. Die Übergabe von zu bearbeiten- den bzw. bereits bearbeiteten Objekten erfolgt bevorzugt mit- tels Transportwägen 20, welche sowohl mit den Beladestationen 10a, lla, 12a, 13a, 14a, 15a als auch mit den Entladestatio- nen 10b, llb, 12b, 13b, 14b, 15b der Laserbearbeitungs- maschinen 10,11, 12,13, 14,15 kompatibel sind. Auf diese Weise können die zu bearbeitenden Objekte direkt von einem in einer Beladestation 10a, lla, 12a, 13a, 14a, 15a befindlichen Transportwagen 20 aufgenommen und nach der Bearbeitung in ei- nen in einer Entladestation 10b, llb, 12b, 13b, 14b, 15b ei- ner Laserbearbeitungsmaschine 10,11, 12,13, 14,15 einge- schobenen Transportwagen 20 abgelegt werden.