CN101432094B - 激光加工方法及激光加工装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供即使强度和波长不同的激光束以多个级辐射也能在电子电路板的图案形成时高效加工的方法和装置。激光加工装置具有：第一和第二激光振荡器(2a、2b)，发射波长或者强度至少一个互不相同的激光束(3a、3b)；工作台(5)，移动要加工的工件(1)；光学系统(4a、4b)，引导激光束(3a、3b)至工件(1)上的预定位置。光学系统(4a、4b)，可以由调整设备(6)根据激光束(3a、3b)和工件(1)的相对移动方向而移动，允许激光束(3a、3b)辐射至工件(1)的预定位置，使得工件(1)可以被激光束(3a、3b)加工。这样，可以不限制激光束和工件的相对移动方向且没有非必要的移动地高效进行激光加工。

Description

激光加工方法及激光加工装置
技术领域
本发明涉及使用激光束进行工件加工的方法，及使用该方法的装置。
背景技术
以往，在使用激光束辐射切割或焊接工件，或者例如从工件表面只去除一个特定层的时候，有时会将强度和波长不同的激光束以多个级辐射，以进行如预热处理和主加工，或者去除第一层和去除第二层。
例如专利文献1揭示了一种提高这种情况下加工效率的技术，该技术使用一排激光振荡器，其数量与要加工的层数一样多，每个激光振荡器只发射对于某一特定层有效的激光束。
专利文献1：日本专利申请公开No.H08-10970。
此外，专利文献2揭示的技术中布置了多个激光振荡器，用于发射波长不同的激光束，使得这些激光束沿同一轴线发射，并使用开/关控制不同的激光束，以使得波长不同的激光束辐射在工件上。
专利文献2：日本专利申请公开No.2002-270994。
发明内容
在电子电路板的图案形成中，激光加工是通过例如在X-Y方向移动板或者激光束的辐射而进行的。
在这样的电子电路板的图案形成中，当强度和波长不同的激光束以多个级辐射时，专利文献1和专利文献2揭示的技术会产生下面的问题。
首先，在专利文献1的技术中，激光振荡器的数量与要加工的层数相同，于是板或者激光束的辐射必须在X方向和Y方向移动额外的距离，带来导致加工效率低下和生产率低下的问题。
而且，在专利文献1的情况下，由于数量与要加工的层数相同的激光振荡器发射的激光束的相对辐射位置是预先决定的，带来的问题是板或者激光束辐射向反方向移动时无法进行加工。
在专利文献2的情况下，由于波长不同的激光束沿同一轴线辐射，无法连续对多个层加工。所以，这与专利文献1的技术一样会带来加工效率低下和生产率低下的问题。
本发明要解决的问题是：在电子电路板的图案形成中运用已有技术时，使用强度和波长不同的激光束以多个级辐射而导致的加工效率低下和生产率低下。
本发明的激光加工方法是关于即使强度和波长不同的激光束以多个级辐射也能有效地对电子电路板的图案形成进行加工的方法。该方法的特征在于，波长或强度至少一个互不相同的多个激光束，以不同强度和波长的顺序辐射工件。根据本方法，用激光束辐射工件时，激光束和工件彼此相对移动，激光束的辐射位置根据相对移动的方向而改变，所以多个激光束能以上述的顺序辐射工件。
而且，本发明的激光加工装置是执行本发明的激光加工方法的装置。该装置包括：
发射激光束的多个激光振荡器，该激光束的波长或强度至少一个互不相同，
使激光束或者工件相对移动的工作台，
将从多个激光振荡器发射的激光束引导至工件上预定位置的光学系统。
形成光学系统得使其可以被调整设备调整得将以波长和强度不同的顺序的激光辐射至工件上的预定位置，由此可以通过激光束进行工件加工，并与激光束和工件的相对移动方向无关。
本发明中，使激光束和工件相对移动时，尤其是使激光束移动时，可以调整发射激光束的激光振荡器和光学设备，或者也可以使激光固定而调整光学设备。
本发明可以不限制激光束和工件的相对移动方向，没有多余的移动，甚至即使在电子电路板的图案形成时强度和波长不同的激光束以多个级辐射，也能高效地进行激光加工。
附图说明
图1是表示本发明的激光加工装置的基本结构的一个例子。
图2是图1的本发明的激光加工装置，表示其移动方向与图1相反的情况。
图3是说明本发明的激光加工装置的另一例子的概略图。
标号说明
1  工件
1a 第一金属层
1b 第二金属层
2a 第一激光振荡器
2b 第二激光振荡器
3a 第一激光束
3b 第二激光束
4a 第一光学系统
4ab第一反射镜
4b 第二光学系统
4bb第二反射镜
5  工作台
6  调整机构
7  探测器
8  控制设备
具体实施方式
本发明使用下面的结构达到在电子电路板的图案形成中当强度和波长不同的激光束以多个级辐射时能高效加工的目的。
本发明中，随着多个激光束和工件彼此相对移动，激光束的辐射位置也根据它们的相对移动而改变，所以激光束按照上述的波长和强度不同的顺序辐射工件。
使用图1至图3详细说明本发明的较佳实施方式。
图1是表示本发明的激光加工装置的基本结构的一个例子。图2是图1的本发明的激光加工装置，但示出其移动方向与图1相反的情况。图3是说明本发明的激光加工装置的另一例子的概略图。
图1表示本发明的激光加工装置的一个例子，用于去除在工件1，例如电路板的表面上形成的第一和第二金属层1a和1b。
图1中，2a和2b例如是第一和第二YAG(钇铝石榴石)激光振荡器(下面简称为激光振荡器)。第一激光振荡器2a辐射的激光束3a具有适合去除第一金属层1a的波长和强度。第二激光振荡器2b辐射的激光束3b具有适合去除第二金属层1b的波长和强度。
从第一和第二激光振荡器2a和2b辐射的第一和第二激光束3a和3b分别通过第一和第二光学系统4a和4b辐射至工件1的表面，以去除第一和第二金属层1a和1b。其中，工件1被安装在工作台5上并例如如图示地向左移动。
图1表示第一光学系统4a由第一波束形成光学系统4aa、第一反射镜4ab、聚光透镜4c形成，第二光学系统4b由第二波束形成光学系统4ba、第二反射镜4bb、聚光透镜4c形成。然而，本系统并非限定于使用如图1所示的同一聚光透镜4c。
本发明中，工件1被工作台5进一步移动至图中右侧，但这样移动时，如果第一和第二光学系统4a和4b保持，如图1所示，则与专利文献1一样，无法适当地去除工件1的第一和第二金属层1a和1b。
因此，本发明的结构是，例如使用调整机构6改变第一光学系统4a的第一反射镜4ab的角度位置，使得不但可以将第一激光束3a辐射至图1中第二激光束3b的左侧，还可将其辐射至右侧。
与该结构相应，即使工件1与图1所示相反地向右移动，也可以在通过向第一金属层1a辐射第一激光束3a去除第一金属层1a后，用第二激光束3b辐射第二金属层1b，如图2所示。
使用具有上述结构的本发明的激光加工装置去除工件1的表面上形成的第一和第二金属层1a和1b的过程如下。
首先，如图1所示，当工件1向图中左边移动时，设置第一反射镜4ab的位置，使得第一激光束3a辐射图中左侧，第二激光束3b辐射在图中第一激光束3a的右侧。
在该状态下，控制设备8驱动工作台5，将工件1移动至图中右侧，从第一激光振荡器2a和第二激光振荡器2b发射第一和第二激光束3a和3b，去除第一和第二金属层1a和1b。
当探测器7探测到工件1到达返回点时，控制设备8根据探测器7的信号，向第一和第二激光振荡器2a和2b发出暂停辐射第一和第二激光束3a和3b的指令。
接着，控制设备8向调整机构6发出指令，调整第一反射镜4ab，使得第一和第二激光束3a和3b的辐射位置与图1反转。反转后，控制设备8向第一和第二激光振荡器2a和2b发出重启动第一和第二激光束3a和3b的发射的指令，控制设备8还向工作台5发出指令，将工件1移动至图2中右侧。
本发明并非限定于上述例子，只要在所述权利要求的技术构思内，可以作适当改变。
例如，在图1和图2所示的例子中，调整的是第一反射镜4ab，但也可以调整第二反射镜4bb。
如图3所示，通过将光学元件4d附加在如图1和图2所示的本发明的激光加工装置的第一和第二光学系统4a和4b，来分离激光束3a和3b，加工区域可以扩大。
而且，在图1和图2所示的例子中，当从工件1去除薄膜时，去除的是第一金属膜1a，然后是第二金属膜1b，但第一金属膜1a也可以在去除第二金属膜1b后去除。
上述例子描述了在工件1的上表面侧辐射激光束去除薄膜的情况，但本发明当然也可以适用于通过辐射激光束去除下表面侧的薄膜。
工业上的实用性
本发明不仅适用于去除薄膜，只要加工需要对工件辐射激光束，就可适用于例如显微加工等任意类型的激光加工。

Claims (2)

1.一种激光加工方法，其中，用于加工工件的2个激光束的波长或强度至少一个互不相同，以波长和强度不同的顺序、通过同一个透镜来照射工件以除去多个层，其特征在于，
当所述激光束和工件彼此相对地移动、且向工件照射所述激光束时，所述2个激光束中的一个激光束透过用于反射另一个激光束的光学元件，以通过具有共用的聚光透镜的光学系统来使得至少1个激光束经过聚光透镜的中心，由此根据它们的相对移动方向改变激光束照射位置，使得2个激光束按所述顺序照射工件。
2.用于实施如权利要求1所述的激光加工方法的装置，包括：
照射激光束的2个激光振荡器，该激光束的波长或强度至少一个互不相同，
使各个所述激光束和工件彼此相对移动、且使所述激光束或者工件之中的一个移动的工作台，
为了通过配置具有共用的聚光透镜的光学系统以使得至少1个激光束经过聚光透镜的中心，将从2个激光振荡器照射的各个激光束通过同一个透镜来引导至工件上的预定位置的光学系统，
所述光学系统之中的一个光学系统通过使各个激光束以波长和强度不同的顺序照射工件的预定位置的调整装置来进行移动，从而能够根据各个所述激光束和工件的相对移动方向以利用各个激光束来加工工件，
根据所述激光束与所述加工工件的相对移动方向，变更激光束的照射位置，以使分割后的一个激光束与其它激光束按照所述顺序分别照射加工工件，
所述光学系统之中的另一个光学系统具有光学元件，该光学元件使由一个光学系统所引导而来的一个激光束透过、且使另一个激光束反射。
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