CN112439989A - 光轴调整治具以及激光加工装置的光轴确认方法 - Google Patents

光轴调整治具以及激光加工装置的光轴确认方法 Download PDF

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Abstract

提供光轴调整治具以及激光加工装置的光轴确认方法,能够定量地判断激光束的光轴是否与被加工物垂直。光轴调整治具包含:平行平板(42),其在上表面(421)和下表面(422)形成有反射膜;以及拍摄单元(43),其配设于比平行平板(42)靠下方的位置,能够拍摄激光束,平行平板(42)由对于激光束的波长具有透过性的材料构成,使激光束经由平行平板(42)而入射到拍摄单元(43),根据拍摄单元(43)所拍摄的激光束的光束形状来检测激光束的光轴的倾斜度。

Description

光轴调整治具以及激光加工装置的光轴确认方法
技术领域
本发明涉及光轴调整治具以及激光加工装置的光轴确认方法。
背景技术
在使用激光束对被加工物实施加工的激光加工装置中,构成为使用多个光学元件将从激光振荡器射出的激光束传播至加工点,并利用聚光透镜进行聚光而对被加工物进行加工(例如,参照专利文献1和专利文献2)。
专利文献1:日本特开2010-099667号公报
专利文献2:日本特开2011-25279号公报
这里,在专利文献1和专利文献2等所示的现有的激光加工装置中,当激光束相对于被加工物倾斜地入射时,有可能产生被加工物被倾斜地加工或者在所形成的槽的两侧加工结果产生差异等加工不良。因此,现有的激光加工装置需要进行激光束的光轴调整,以使激光束相对于被加工物垂直地照射。
目前,作为这种确认方法,通常是使用使激光束反射的反射镜来确认返回光的方法。但是,在该方法中,由于通过目测量进行判断,因此存在基准模糊的问题。
发明内容
因此,本发明的目的在于,提供能够定量地判断激光束的光轴是否与被加工物垂直的光轴调整治具和激光加工装置的光轴确认方法。
根据本发明的一个方面,提供光轴调整治具,其具有:平行平板,其在上表面和下表面形成有反射膜;以及拍摄单元,其配设于比该平行平板靠下方的位置,能够拍摄激光束,该平行平板由对于该激光束的波长具有透过性的材料构成,使激光束经由该平行平板而入射到该拍摄单元,该光轴调整治具能够根据该拍摄单元所拍摄的该激光束在该平行平板内的内部反射的像来检测该激光束的光轴的倾斜度。
优选的是,所述光轴调整治具还具有显示单元,该显示单元显示该拍摄单元所拍摄的图像。
根据本发明的另一方面,提供激光加工装置的光轴确认方法,确认激光加工装置的光轴,该激光加工装置具有:卡盘工作台,其对被加工物进行保持;激光束照射单元,其向该卡盘工作台所保持的被加工物照射激光束而实施加工;以及移动单元,其使该卡盘工作台和该激光束照射单元在X轴方向和与该X轴方向垂直的Y轴方向上相对地移动,其中,该激光加工装置的光轴确认方法具有如下的步骤:准备步骤,准备光轴调整治具,该光轴调整治具包含平行平板和拍摄单元,该平行平板由对于该激光束的波长具有透过性的材料构成,并且在上表面和下表面形成有反射膜,该拍摄单元配设于比该平行平板靠下方的位置,能够拍摄激光束;光轴调整治具定位步骤,将该光轴调整治具定位成使该激光束经由该平行平板而入射到该拍摄单元;拍摄步骤,在该光轴调整治具定位步骤之后,使从激光振荡器射出的激光束入射到该拍摄单元,对该激光束进行拍摄;以及倾斜度检测步骤,根据在该拍摄步骤中拍摄到的该激光束在该平行平板内的内部反射的像来检测该激光束的光轴的倾斜度。
优选的是,在所述激光加工装置的光轴确认方法中,该激光加工装置还包含显示单元,该显示单元显示该拍摄单元所拍摄的图像。
本申请发明起到能够定量地判断激光束的光轴是否与被加工物垂直的效果。
附图说明
图1是示出进行实施方式的激光加工装置的光轴确认方法的激光加工装置的结构例的立体图。
图2是示意性地示出图1所示的激光加工装置的激光束照射单元的结构的图。
图3是示出图2所示的激光束照射单元的反射镜保持架的结构例的立体图。
图4是示出实施方式的光轴调整治具的光束检测单元的结构的剖视图。
图5是示出实施方式的激光加工装置的光轴确认方法的流程的流程图。
图6是用局部剖面示意性地示出图5所示的激光加工装置的光轴确认方法的拍摄步骤的图。
图7是示意性地示出在图6所示的拍摄步骤中激光束的光轴与Z轴方向平行的情况的图。
图8是示意性地示出在图6所示的拍摄步骤中激光束的光轴相对于Z轴方向倾斜的情况的图。
图9是示意性地示出在图5所示的激光加工装置的光轴确认方法的显示步骤中由显示单元显示出图7所示的激光束的状态的图。
图10是示意性地示出在图5所示的激光加工装置的光轴确认方法的显示步骤中由显示单元显示出图8所示的激光束的状态的图。
图11是示出进行实施方式的第1变形例的激光加工装置的光轴确认方法的激光加工装置的结构例的立体图。
图12是示出进行实施方式的第2变形例的激光加工装置的光轴确认方法的激光加工装置的结构例的立体图。
标号说明
1、1-1、1-2:激光加工装置;10:卡盘工作台;20:激光束照射单元;21:激光束;28:光轴;30:移动单元;42:平行平板;43:拍摄单元;50:光轴调整治具;101:显示单元;200:被加工物;421:上表面;422:下表面;423:反射膜;ST1:准备步骤;ST2:光轴调整治具定位步骤;ST3:拍摄步骤;ST5:倾斜度检测步骤。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。本发明并不限定于以下的实施方式所记载的内容。另外,在以下所记载的结构要素中包含有本领域技术人员能够容易想到的、实质上相同的结构要素。而且,以下所记载的结构能够适当组合。另外,能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行结构的各种省略、置换或变更。
〔实施方式〕
根据附图对本发明的实施方式的光轴调整治具和激光加工装置的光轴确认方法进行说明。图1是示出进行实施方式的激光加工装置的光轴确认方法的激光加工装置的结构例的立体图。图2是示意性地示出图1所示的激光加工装置的激光束照射单元的结构的图。图3是示出图2所示的激光束照射单元的反射镜保持架的结构例的立体图。图4是示出实施方式的光轴调整治具的光束检测单元的结构的剖视图。图5是示出实施方式的激光加工装置的光轴确认方法的流程的流程图。
实施方式的激光加工装置的光轴确认方法(以下,记作光轴确认方法)是在图1所示的激光加工装置1中进行的。图1所示的激光加工装置1是向被加工物200照射脉冲状的激光束21而对被加工物200进行激光加工的装置。
作为图1所示的激光加工装置1的加工对象的被加工物200是具有硅、蓝宝石、砷化镓等基板201的圆板状的半导体晶片或光器件晶片等晶片。如图1所示,被加工物200具有:分割预定线203,其呈格子状设定于基板201的正面202上;以及器件204,其形成于由分割预定线203划分出的区域。器件204例如是IC(Integrated Circuit:集成电路)或LSI(LargeScale Integration:大规模集成电路)等集成电路、CCD(Charge Coupled Device:电荷耦合器件)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor:互补金属氧化物半导体)等图像传感器。
在实施方式中,将直径比被加工物200的外径大的圆板状且在外缘部粘贴有环状框架210的粘接带211粘贴于被加工物200的位于正面202的相反侧的背面205上而将被加工物200支承于环状框架210的开口内。在实施方式中,被加工物200沿着分割预定线203被分割为各个器件204。
(激光加工装置)
如图1所示,激光加工装置1具有利用保持面11对被加工物200进行保持的卡盘工作台10、激光束照射单元20、移动单元30以及控制单元100。
卡盘工作台10利用保持面11对被加工物200进行保持。保持面11呈由多孔陶瓷等形成的圆盘形状,经由未图示的真空吸引路径而与未图示的真空吸引源连接。卡盘工作台10对载置于保持面11上的被加工物200进行吸引保持。在实施方式中,保持面11是与水平方向平行的平面。在卡盘工作台10的周围配置有多个夹持部12,该夹持部12对在开口内支承有被加工物200的环状框架210进行夹持。另外,卡盘工作台10通过旋转单元13而绕与Z轴方向平行的轴心进行旋转。另外,Z轴方向是与保持面11垂直且与铅垂方向平行的方向。旋转单元13和卡盘工作台10通过移动单元30的X轴移动单元31而沿X轴方向移动。
激光束照射单元20是向卡盘工作台10所保持的被加工物200照射脉冲状的激光束21而对被加工物200实施激光加工的单元。在实施方式中,如图1所示,激光束照射单元20的一部分被支承柱4的前端支承,该支承柱4的基端部安装在从装置主体2竖立设置的立设壁3上。
如图2所示,激光束照射单元20包含:激光振荡器22,其射出用于对被加工物200进行加工的激光束21;多个反射镜23,它们将激光振荡器22射出的激光束21朝向卡盘工作台10的保持面11所保持的被加工物200反射;聚光透镜24,其使被反射镜23反射的激光束21聚光于被加工物200;以及未图示的聚光点位置调整构件,其使激光束21的聚光点25(图2所示)的位置沿Z轴方向移位。
激光束照射单元20所照射的激光束21可以是对于被加工物200具有透过性的波长,也可以是对于被加工物200具有吸收性的波长。
反射镜23是将从激光振荡器22射出的激光束21向对被加工物200进行加工的加工点传播的光学元件,聚光透镜24是将从激光振荡器22射出的激光束21向对被加工物200进行加工的加工点传播并使该激光束21聚光的光学元件。另外,激光束照射单元20包含:多个反射镜保持架26,它们是对反射镜23进行保持的光学元件保持架;以及透镜保持架27,其是对聚光透镜24进行保持的光学元件保持架。如图3所示,反射镜保持架26和透镜保持架27具有对激光束21的光轴28(在图2中用单点划线表示)进行调整的调整机构261。另外,在本说明书中,由于反射镜保持架26和透镜保持架27具有实质上具有相同功能的调整机构261,因此参照图3对反射镜保持架26进行说明,省略了透镜保持架27的说明。在实施方式中,反射镜保持架26和透镜保持架27具有实质上具有相同结构的调整机构261,但在本发明中,也可以为,反射镜保持架26具有倾斜调整功能,透镜保持架27不具有倾斜调整功能而仅具有XY方向的移动功能。
在实施方式中,如图3所示,反射镜保持架26具有:第1板262,其对反射镜23进行保持;第2板263,其固定于激光加工装置1;以及调整机构261。第1板262和第2板263形成为“く”字状。第1板262将反射镜23保持于中央部。
调整机构261具有:弹簧264,其将第1板262和第2板263相互连结且向使这些板262、263彼此相互接近的方向施力;以及一对调整螺钉265、266。在实施方式中,弹簧264将第1板262和第2板263的中央部彼此连结起来。调整螺钉265、266被拧入到第2板263的两端部并且调整螺钉265、266的前端与第1板262的两端部抵接。一对调整螺钉265、266通过绕轴心进行旋转而对板262、263的两端部间的间隔进行调整,从而对反射镜23的光轴的朝向即激光束21的光轴28的位置进行调整。
另外,在实施方式中,示出了反射镜23和聚光透镜24作为光学元件,但在本发明中,光学元件不限定于反射镜23和聚光透镜24。另外,在实施方式中,示出了反射镜保持架26和透镜保持架27作为光学元件保持架,但在本发明中,光学元件保持架不限定于反射镜保持架26和透镜保持架27。另外,在本发明中,作为光学元件保持架,反射镜保持架26和透镜保持架27的结构不限定于实施方式所记载的结构。
另外,实施方式的激光束照射单元20向被加工物200照射与光轴28垂直的剖面形状为圆形的激光束21,但在本发明中,激光束21的剖面形状不限定于圆形。
移动单元30使卡盘工作台10和激光束照射单元20沿X轴方向和与X轴方向垂直的Y轴方向相对移动。另外,X轴方向和Y轴方向是与保持面11平行的方向。移动单元30具有:X轴移动单元31,其是使卡盘工作台10沿X轴方向移动的加工进给构件;以及Y轴移动单元32,其是使卡盘工作台10沿Y轴方向移动的分度进给构件。
在实施方式中,Y轴移动单元32设置于激光加工装置1的装置主体2上。Y轴移动单元32将对X轴移动单元31进行支承的移动板14支承为沿Y轴方向移动自如。X轴移动单元31设置于移动板14上。X轴移动单元31将对旋转单元13进行支承的第2移动板15支承为沿X轴方向移动自如,该旋转单元13使卡盘工作台10绕与Z轴方向平行的轴心进行旋转。
X轴移动单元31和Y轴移动单元32具有:公知的滚珠丝杠,其绕轴心旋转自如地设置;公知的脉冲电动机,其使滚珠丝杠绕轴心进行旋转;以及公知的导轨,其将移动板14、15支承为沿X轴方向或Y轴方向移动自如。
另外,激光加工装置1具有:未图示的X轴方向位置检测单元,其对卡盘工作台10的X轴方向的位置进行检测;以及未图示的Y轴方向位置检测单元,其用于对卡盘工作台10的Y轴方向的位置进行检测。各位置检测单元将检测结果输出到控制单元100。
控制单元100分别控制激光加工装置1的上述构成要素而使激光加工装置1实施针对被加工物200的加工动作。另外,控制单元100是计算机,该控制单元100具有:运算处理装置,其具有CPU(central processing unit:中央处理器)那样的微处理器;存储装置,其具有ROM(read only memory:只读存储器)或RAM(random access memory:随机存取存储器)那样的存储器;以及输入输出接口装置。控制单元100的运算处理装置按照存储于存储装置的计算机程序来实施运算处理,将用于控制激光加工装置1的控制信号经由输入输出接口装置而输出至激光加工装置1的上述构成要素,实现控制单元100的功能。
另外,激光加工装置1具有:显示单元101,其由显示加工动作的状态或图像等的液晶显示装置等构成;以及未图示的输入单元,其供操作者在登记加工内容信息等时使用。显示单元101和输入单元与控制单元100连接。输入单元由设置于显示单元101的触摸面板和键盘等外部输入装置中的至少一个构成。显示单元101通过来自输入单元等的操作而切换显示在显示面102上的信息或图像。
另外,如图1所示,控制单元100能够与光束检测单元40连接。光束检测单元40能够对从激光振荡器22射出并且通过反射镜23和聚光透镜24等传播的激光束21相对于与保持面11垂直的方向即Z轴方向的倾斜度进行检测。如图4所示,光束检测单元40包含:外壳41,其构成光束检测单元40的外壳;一张平行平板42,其被外壳41支承并且在上表面421和下表面422上形成有反射膜423;以及拍摄单元43,其被收纳在外壳41内。
外壳41形成为箱状,在实施方式中,载置于卡盘工作台10的保持面11上。平行平板42的上表面421和下表面422相互平行地形成,当外壳41载置于保持面11上时,上表面421和下表面422与保持面11平行。当外壳41载置于保持面11上时,平行平板42的上表面421和下表面422相互在Z轴方向上隔开间隔地重叠。平行平板42的反射膜423反射激光束21。
平行平板42的基材由合成石英、BK7或硅硼酸盐玻璃(borosilicate glass)等光学玻璃材料构成。即,平行平板42的基材由使激光束21透过的材料构成。平行平板42在基材的上表面421和下表面422上形成有反射膜。另外,在激光束21是红外线激光的情况下,平行平板42的基材也可以由硅构成。
在实施方式中,平行平板42的厚度为20mm以上且40mm以下,但在本发明中并不限定于此,也可以超过40mm。
平行平板42的反射膜423对激光束21的反射率例如为98%以上且99%以下。反射膜423由电介质多层膜或金属膜构成。即,平行平板42通过反射膜423来反射大部分激光束21,但有百分之几的激光束21透过反射膜423。
拍摄单元43配设于平行平板42的下方。拍摄单元43能够对从激光振荡器22射出并通过反射镜23和聚光透镜24等传播而朝向保持面11射出的激光束21进行拍摄。拍摄单元43具有对激光束21进行拍摄的CCD(Charge Coupled Device:电荷耦合器件)拍摄元件或CMOS(Complementary MOS:互补金属氧化物半导体)拍摄元件等拍摄元件431。拍摄元件431对规定的视野范围内进行拍摄,从而对视野范围内的激光束21进行拍摄。拍摄单元43得到拍摄元件431所拍摄的视野范围的图像即包含激光束21的图像,并将得到的图像输出到控制单元100和显示单元101。显示单元101将从拍摄单元43输入的图像、即拍摄单元43所拍摄的图像显示在显示面102上。
另外,控制单元100能够根据从拍摄单元43输入的图像来计算激光束21的光轴28相对于Z轴方向的倾斜度和倾斜的方向。随着拍摄单元43所拍摄的激光束21相对于Z轴方向的倾斜度变大,拍摄单元43所拍摄的图像中的激光束21的光束形状发生变化。例如,拍摄单元43所拍摄的图像中的激光束21的长度方向表示激光束21相对于Z轴方向倾斜的方向。另外,拍摄单元43所拍摄的图像中的激光束21的光束形状相当于平行平板42内的内部反射的像。在实施方式中,控制单元100预先存储拍摄单元43所拍摄的激光束21相对于Z轴方向的倾斜度与拍摄单元43所拍摄的图像中的激光束21的面积之间的关系,并且预先存储拍摄单元43所拍摄的图像中的激光束21的长度方向与激光束21相对于Z轴方向倾斜的方向之间的关系,根据拍摄单元43所拍摄的图像,计算激光束21的光轴28相对于Z轴方向的倾斜度和倾斜的方向。
另外,光束检测单元40、显示单元101以及控制单元100构成光轴调整治具50。
上述激光加工装置1在对被加工物200进行加工的加工动作之前,调整各保持架26、27的调整机构261而预先调整激光束21的光轴28。当操作者将加工内容信息登记在控制单元100中并将被加工物200隔着粘接带211载置于卡盘工作台10的保持面11上并且控制单元100从输入单元接受操作者的加工动作开始指示时,激光加工装置1根据所登记的加工内容信息而开始加工动作。
在加工动作中,激光加工装置1将被加工物200隔着粘接带211而吸引保持于卡盘工作台10的保持面11,并利用夹持部12对环状框架210进行夹持。激光加工装置1根据加工内容信息,通过移动单元30使激光束照射单元20和被加工物200沿着分割预定线203相对地移动,从激光束照射单元20照射脉冲状的激光束21而沿着分割预定线203对被加工物200进行激光加工。当激光加工装置1沿着所有的分割预定线203进行了激光加工时,停止激光束21的照射,结束加工动作。
激光加工装置1在启动时、产生错误时或者无法得到期望的加工结果时等,确认并调整激光束21的光轴28。
(激光加工装置的光轴确认方法)
实施方式的激光加工装置的光轴确认方法是确认上述激光加工装置1的激光束21的光轴28的方法,如图5所示,具有准备步骤ST1、光轴调整治具定位步骤ST2、拍摄步骤ST3、显示步骤ST4以及倾斜度检测步骤ST5。
(准备步骤)
准备步骤ST1是准备上述光轴调整治具50的步骤。在实施方式中,在准备步骤ST1中,准备光束检测单元40,并将光束检测单元40与显示单元101和控制单元100连接而进入光轴调整治具定位步骤ST2。
(光轴调整治具定位步骤)
光轴调整治具定位步骤ST2是将光轴调整治具50定位成使激光束21经由平行平板42入射到拍摄单元43的步骤。在实施方式中,在光轴调整治具定位步骤ST2中,将光束检测单元40设置于保持面11上的预先确定的规定的位置。在实施方式中,规定的位置是保持面11的中央,但在本发明中并不限定于保持面11的中央。当光束检测单元40设置于保持面11时,进入拍摄步骤ST3。
(拍摄步骤)
图6是用局部剖面示意性地示出图5所示的激光加工装置的光轴确认方法的拍摄步骤的图。图7是示意性地示出在图6所示的拍摄步骤中激光束的光轴与Z轴方向平行的情况的图。图8是示意性地示出在图6所示的拍摄步骤中激光束的光轴相对于Z轴方向倾斜的情况的图。
拍摄步骤ST3是在光轴调整治具定位步骤ST2之后,振荡出激光束21并入射到拍摄单元43,从而对激光束21进行拍摄的步骤。在实施方式中,在拍摄步骤ST3中,接受操作者对输入单元的操作,激光加工装置1通过移动单元30对卡盘工作台10的X轴方向和Y轴方向的位置进行调整,使卡盘工作台10的保持面11上的光束检测单元40与激光束照射单元20的聚光透镜24在Z轴方向上对置。
在拍摄步骤ST3中,如图6所示,激光加工装置1从激光振荡器22射出激光束21,光束检测单元40的拍摄单元43通过平行平板42对激光束21进行拍摄。在拍摄步骤ST3中,当激光束21的光轴28与Z轴方向平行时,如图7所示,入射到平行平板42的激光束21的光轴28、透过形成于平行平板42的上表面421的反射膜423并被形成于下表面422的反射膜423反射的激光束21的光轴28、透过形成于上表面421和下表面422的反射膜423双方的激光束21的光轴28位于同一条线上。
另外,在拍摄步骤ST3中,当激光束21的光轴28相对于Z轴方向倾斜时,如图8所示,通过形成于平行平板42的上表面421和下表面422的反射膜423,激光束21在平行平板42内进行多重反射,因此,在每次反射时都会产生激光束21的位置偏移。拍摄单元43对透过了形成于上表面421和下表面422的反射膜423的激光束21进行拍摄。
这样,在拍摄步骤ST3中,激光束21经由平行平板42入射到拍摄单元43。在实施方式中,在拍摄步骤ST3中,当拍摄单元43对激光束21进行拍摄时,将拍摄得到的图像输出到显示单元101和控制单元100,并进入显示步骤ST4。
(显示步骤)
图9是示意性地示出在图5所示的激光加工装置的光轴确认方法的显示步骤中由显示单元显示出图7所示的激光束的状态的图。图10是示意性地示出在图5所示的激光加工装置的光轴确认方法的显示步骤中由显示单元显示出图8所示的激光束的状态的图。
显示步骤ST4是显示单元101将拍摄单元43拍摄得到的图像如图9和图10所示那样显示在显示面102上的步骤。在显示步骤ST4中,如图9和图10所示,显示单元101将拍摄单元43拍摄得到的图像显示在显示面102上,并进入倾斜度检测步骤ST5。
(倾斜度检测步骤)
倾斜度检测步骤ST5是根据在拍摄步骤ST3中拍摄而得到的图像中的激光束21的光束形状,对拍摄单元43所拍摄的激光束21的光轴28的倾斜度进行检测的步骤。
这里,在激光束21的光轴28与Z轴方向平行的状态下,即,在如图7所示那样激光束21相对于平行平板42垂直地入射时,如图9所示,由拍摄单元43拍摄并显示在显示单元101中的激光束21的面积为极小值。在实施方式中,由于激光束21的与光轴28垂直的剖面形状为圆形,因此在激光束21相对于平行平板42垂直地入射时,如图9所示,由拍摄单元43拍摄并显示在显示单元101中的激光束21为圆形。
但是,在激光束21的光轴28相对于Z轴方向倾斜的状态下,即,在如图8所示那样激光束21相对于平行平板42倾斜地入射时,在实施方式中,即使激光束21的与光轴28垂直的剖面形状为圆形,如图10所示,显示在显示单元101中的激光束21也变为椭圆形,面积比图9大。另外,在本发明中,即使在激光束21的与光轴28垂直的剖面形状为椭圆形的情况下,当激光束21倾斜地入射时,显示单元101所显示的激光束21的面积也会扩大。在实施方式中,在拍摄单元43所拍摄的激光束21的面积为最小值时,激光束21的光轴28与Z轴平行。
在倾斜度检测步骤ST5中,控制单元100从拍摄单元43所拍摄的图像中提取激光束21。在倾斜度检测步骤ST5中,控制单元100计算从拍摄单元43所拍摄的图像中提取出的激光束21的面积,并参照预先存储的拍摄单元43所拍摄的激光束21相对于Z轴方向的倾斜度与拍摄单元43所拍摄的图像中的激光束21的面积之间的关系,对激光束21相对于Z轴方向的倾斜度进行检测,并显示在显示单元101中。
另外,在倾斜度检测步骤ST5中,控制单元100也可以根据拍摄单元43所拍摄的图像中的激光束21的长度方向的长度或偏移的方向等,计算光轴28所倾斜的方向并显示在显示单元101中。
这样,在倾斜度检测步骤ST5中,光轴调整治具50能够根据拍摄单元43所拍摄的图像中的激光束21的光束形状,对激光束21的光轴28相对于Z轴方向的倾斜度进行检测。
激光加工装置的操作者一边参照显示单元101所显示的拍摄激光束21而得到的图像,一边根据在倾斜度检测步骤ST5中检测出的激光束21的光轴28相对于Z轴方向的倾斜度和相对于Z轴方向倾斜的方向,调整对作为激光束照射单元20的光学元件的多个反射镜23和聚光透镜24进行保持的各保持架26、27的调整机构261,以使激光束21的光轴28与Z轴方向平行,从而结束实施方式的激光加工装置的光轴确认方法。
如以上说明的那样,实施方式的光轴调整治具50和激光加工装置的光轴确认方法构成为,光轴调整治具50在拍摄单元43的上方设置平行平板42,由拍摄单元43拍摄的激光束21的光束形状根据光轴28的倾斜度而发生变化。在实施方式的光轴调整治具50和激光加工装置的光轴确认方法中,根据由拍摄单元43拍摄的激光束21的光束形状来检测激光束21的光轴28相对于Z轴方向的倾斜度。其结果为,光轴调整治具50和激光加工装置的光轴确认方法起到如下的效果:能够定量地判断激光束21的光轴28是否与被加工物200垂直。
〔变形例〕
根据附图对本发明的实施方式的变形例的激光加工装置的光轴确认方法进行说明。图11是示出进行实施方式的第1变形例的激光加工装置的光轴确认方法的激光加工装置的结构例的立体图。图12是示出进行实施方式的第2变形例的激光加工装置的光轴确认方法的激光加工装置的结构例的立体图。另外,在图11和图12中,对与实施方式相同的部分标注相同的标号而省略说明。
在第1变形例的激光加工装置的光轴确认方法中,如图11所示,在激光加工装置1-1的第2移动板15上的规定的位置配设光束检测单元40,不实施准备步骤ST1和光轴调整治具定位步骤ST2,并且在拍摄步骤ST3中使激光束照射单元20与第2移动板15上的光束检测单元40在Z轴方向上对置,除此以外,与实施方式相同。
在第2变形例的激光加工装置的光轴确认方法中,如图12所示,在激光加工装置1-2的卡盘工作台10的保持面11内配设光束检测单元40,不实施准备步骤ST1和光轴调整治具定位步骤ST2,并且在拍摄步骤ST3中使激光束照射单元20与保持面11内的光束检测单元40在Z轴方向上对置,除此以外,与实施方式相同。另外,在第2变形例中,优选将平行平板42配置于与保持面11相同的平面上或比保持面11靠下方的位置。
在第1变形例和第2变形例的光轴调整治具50和激光加工装置的光轴确认方法中,根据由拍摄单元43拍摄的激光束21的光束形状来检测激光束21的光轴28相对于Z轴方向的倾斜度,因此与实施方式相同,起到如下的效果:能够定量地判断激光束21的光轴28是否与被加工物200垂直。
另外,本发明并不限定于上述实施方式。即,能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变形来实施。在实施方式等中,将拍摄单元43所拍摄的激光束21的图像显示在显示单元101中,但在本发明中,也可以仅将拍摄单元拍摄得到的激光束21的图像中的光束强度超过规定的值的部分显示在显示单元101中。另外,在本发明中,也可以为,不实施倾斜度检测步骤ST5,操作者一边观察在显示步骤ST4中显示于显示单元101的激光束21的图像一边调整各保持架26、27的调整机构261,从而使激光束21的光轴28与Z轴方向平行。

Claims (4)

1.一种光轴调整治具,其具有:
平行平板,其在上表面和下表面形成有反射膜;以及
拍摄单元,其配设于比该平行平板靠下方的位置,能够拍摄激光束,
该平行平板由对于该激光束的波长具有透过性的材料构成,
使激光束经由该平行平板而入射到该拍摄单元,
该光轴调整治具能够根据该拍摄单元所拍摄的该激光束在该平行平板内的内部反射的像来检测该激光束的光轴的倾斜度。
2.根据权利要求1所述的光轴调整治具,其中,
该光轴调整治具还具有显示单元,该显示单元显示该拍摄单元所拍摄的图像。
3.一种激光加工装置的光轴确认方法,确认激光加工装置的光轴,该激光加工装置具有:
卡盘工作台,其对被加工物进行保持;
激光束照射单元,其向该卡盘工作台所保持的被加工物照射激光束而实施加工;以及
移动单元,其使该卡盘工作台和该激光束照射单元在X轴方向和与该X轴方向垂直的Y轴方向上相对地移动,
其中,
该激光加工装置的光轴确认方法具有如下的步骤:
准备步骤,准备光轴调整治具,该光轴调整治具包含平行平板和拍摄单元,该平行平板由对于该激光束的波长具有透过性的材料构成,并且在上表面和下表面形成有反射膜,该拍摄单元配设于比该平行平板靠下方的位置,能够拍摄激光束;
光轴调整治具定位步骤,将该光轴调整治具定位成使该激光束经由该平行平板而入射到该拍摄单元;
拍摄步骤,在该光轴调整治具定位步骤之后,使从激光振荡器射出的激光束入射到该拍摄单元,对该激光束进行拍摄;以及
倾斜度检测步骤,根据在该拍摄步骤中拍摄到的该激光束在该平行平板内的内部反射的像来检测该激光束的光轴的倾斜度。
4.根据权利要求3所述的激光加工装置的光轴确认方法,其中,
该激光加工装置还包含显示单元,该显示单元显示该拍摄单元所拍摄的图像。
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