CN1262977A - 激光加工装置及方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种能与被加工物的尺寸对应、能进行高生产率、高效率激光加工的激光加工装置和方法。该装置通过扫描装置将经分路的激光束引导到加工位置上,并使被加工物相对于各聚焦装置相对移动,通过各聚焦装置照射的各激光束对加工区域依次进行激光加工,其特点是具有使各聚焦装置的中心点之间的间隙与被加工物上的全加工区域的大小相对应并进行自动调整的调整装置。

Description

激光加工装置及方法
本发明涉及用激光束在电子线路板等的被加工物上进行穿孔加工等的激光加工装置及方法。
作为这种激光加工装置的一例，如图4所示，现有技术系构成为通过激光束的照射对基板7等被加工物上的细微小孔进行激光加工。在这种激光加工装置中，激光束2由激光振荡器1射出并由反射镜3a变换方向后通过分路装置9分成两路。分路后的激光束2a、2b分别通过反射镜3b、3c和反射镜3d、3e、3f被引导到具有X-Y2轴的反射镜(galvano-mirror)的镜式电流计4、5方向，通过各电流计4、5的回引改变照射方向并在分别入射到fθ透镜6a、6b并聚焦后对由XY工作台8定位的基板7上的预定范围的加工区域B加以X-Y扫描并照射，其后使XY工作台8移动对下一加工区域进行激光加工，并依次对各加工区域进行加工。
然而，在采用上述激光加工装置的激光加工方法中，用fθ透镜6a、6b中聚焦的激光束2c在基板7上进行开孔加工时，由于孔的圆度的关系，以fθ透镜6a、6b的有效直径将加工区域B分别在X、Y两个方向限定在约50mm左右。由于基板7的尺寸为200-500mm左右且其全加工区域A大致相同，假定X方向尺寸为500mm，Y方向尺寸为350mm，则加工区域必须为70个阵列。
但是基板7的尺寸各种各样，两个fθ透镜6a、6b之间的间隔一旦固定，即使用一方的fθ透镜的加工结束，而用另一方的fθ透镜的加工并未结束，在其后相当长的时间内将产生另一方的fθ透镜的加工必须继续的场合，从而降低加工效率。而且在另一方的fθ透镜的加工过程中，必须设法使一方的fθ透镜的激光束不照射在基板7上，并产生因其间无效的激光照射引起的能量损失。
因此，本发明的目的在于提供一种能解决上述问题、并能与被加工物的尺寸变化对应、能进行生产效率高的高效激光加工的激光加工装置及方法。
为实现上述目的，本发明的激光加工装置为通过分别的扫描装置将由分路装置对由激光振荡器射出的激光束加以分路的各激光束引导到被加工物的加工位置上、同时由聚焦装置加以聚焦并照射在被加工物上，由激光束对被加工物上的预定范围的加工区域进行激光加工，并使上述被加工物相对于上述各聚焦装置相对移动，通过各聚焦装置照射的各激光束对以下的加工区域依次进行激光加工，其特点是，具有将各聚焦装置的中心点之间的间隔与被加工物上的全加工区域的大小相对应并进行自动调整的调整装置。
采用本发明，在使基板等被加工物对于聚焦装置作相对移动并对各加工区域作顺序加工时，通过使各聚焦装置的中心点之间的间隔与被加工物上的全加工区域的大小相对应并进行自动调整，能使整个聚焦装置中的激光加工的结束时间一致，能进行没有在现有技术中因激光加工的结束时间不一致引起的无效作业时间或无效激光照射，从而进行高效率、高生产性的激光加工。
另外，在上述发明中，从由分路装置加以分路的各激光束的分路点经各扫描装置并由各聚焦装置聚焦的至各聚焦点的各光路长最好具有将光路长调整为同一距离的光路长调整装置，通过对伴随由上述中心点的调整产生的光路长不一致加以纠正并将各激光束的聚焦状态维持同一，能高精度地进行对于被加工物的同时加工。
为实现上述目的，本发明的激光加工方法为一种采用以下的激光加工装置进行激光加工的方法，所述激光加工装置为通过分别的扫描装置将由分路装置对由激光振荡器射出的激光束分成2路的各激光束引导到被加工物的加工位置上、同时由聚焦装置加以聚焦并照射在被加工物上，由2个激光束对被加工物上的预定范围的加工区域进行激光加工，并使上述被加工物相对于2个聚焦装置相对移动，通过从各聚焦装置照射的各激光束对以下的加工区域依次进行激光加工，其特点是，具有使2个聚焦装置的中心点之间的间隔与被加工物上的全加工区域的大小相对应、并通常自动调整为上述全加工区域的长度的1/2并进行激光加工。
如采用本发明，能采用两个激光束并能可靠地对两个聚焦装置的中心点之间的间隔进行自动调整，能进行高效率高生产性的激光加工。
附图简单说明：
图1为表示采用本发明第1实施形态的激光加工方法的激光加工装置的构成的立体图。
图2为说明同一实施形态中全加工区域进行激光加工动作的概略图。
图3为表示采用本发明第2实施形态的激光加工方法的激光加工装置的构成的立体图。
图4为表示采用现有的激光加工方法的激光加工装置的构成的立体图。
以下参照图1和图2说明本发明的一实施形态。
图1表示采用本发明第1实施形态的激光加工方法的激光加工装置的构成。用反射镜3a对从激光振荡器1射出的激光束2加以方向变换，并通过光束分开装置(分路装置)9分路为两个激光束2a、2b。分路的激光束2a、2b分别由反射镜3b、3c和反射镜3d-3f引导并从设置于能沿X-Y2轴使激光束2进行扫描的两电流计(扫描装置)4、5中的两反射镜4a、5a入射到各fθ透镜(聚焦装置)6a、6b，并由各fθ透镜6a、6b聚焦后照射到由XY工作台8定位的基板(被加工物)7的预定范围的加工区域B并进行开孔加工。
由电流计4、5和fθ透镜6a、6b构成的激光照射部被分成2组，具有fθ透镜6a的激光照射部I是被固定的，具有fθ透镜6b的激光照射部II则可进行定位用调整移动。
激光照射部II上安装有工作台10(调整装置)，并能通过对应于基板7的尺寸(全加工区域A)自动调整各fθ透镜6a、6b之间的中心点的间隔C使fθ透镜6b移动到最适宜的加工位置。从而能使两个fθ透镜6a、6b的激光加工的结束时间一致，而没有因激光加工的结束时间不一致引起的无效作业时间或无效的激光照射。
以下说明第1实施形态的激光加工方法。
首先使工作台10移动并定位，使各fθ透镜6a、6b的X方向的中心点之间的间隔C为基板7上的全加工区域A的X方向的全长的1/2。
例如，假设基板7上的全加工区域A＝500mm，则fθ透镜6a、6b的X方向的中心点之间的间隔C被设定为
C＝500/2＝250mm。
接着通过X-Y工作台8将基板7定位在预定位置，由分别设置于电流计4、5中的反射镜4a、5a将激光束2c引导到基板7的加工位置上，用fθ透镜6a、6b对激光束2进行聚焦并照射，即能通过各激光照射部I、II分别对加工区域B、B的预定范围依次进行开孔加工。
现参照图2具体说明通过上述激光束2c进行开孔加工。
在本实施形态中相对于全加工区域A区分为4×10＝40个阵列的加工区域B。而且通过自动调整激光照射部I、II的分别的fθ透镜6a、6b的中心点之间的间隔C，如图2中点划线箭头所示，在激光照射部I中，从1-1(S点)开始按1-2、1-3、1-4、2-4、2-3……的顺序依次加工并于5-4(E点)结束。在另一激光照射部II中，从6-1(S’点)开始按6-2、6-3、6-4、7-4、7-3……的顺序依次加工并于10-4(E’点)结束。
如上所述，通过将fθ透镜6a、6b的中心点之间的间隔C自动调整为全加工区域A的X方向的X方向全长的1/2，由于没有不能用激光照射部I或II任一方加工的时间，且加工数据并不浪费，故能进行高效率高生产线的激光加工。
图3为表示采用本发明的第2实施形态的激光加工方法的激光加工装置的构成。在本实施形态中，构成为通过使载放有反射镜3e、3f的工作台(光路长调整装置)11移动，随着第1实施形态中由工作台10的移动而对上述中心点之间的间隔C的调整，能将激光束2b的光路长自动调整为即使激光照射部II的激光束2b的光路长与激光照射部I的激光束2a的光路长不同也能纠正。
在图3中，与第1实施形态同样，从激光振荡器1射出的激光束2通过光束分开装置9分成2路并被引导到具有电流计4、5和fθ透镜6a、6b的2组激光照射部I和II。2个分路的激光束2a、2b从其分路点借助各激光照射部I和II的各fθ透镜6a、6b到达基板7的各聚焦点(加工点)的各光路长可随激光照射部II的相对移动而变化。但在本实施形态中，则能通过移动载放反射镜3e、3f的工作台11调整其光路长。
即，通过对工作台11进行调整移动，能将激光照射部II定位成使通过用光束分开装置9分路并朝向激光照射部I的激光束2a通过反射镜3b、3c反射并入射到电流计反射镜4a的光路长与用光束分开装置9分路的激光束2b经反射镜3d并通过载放在工作台11上的3e、3f反射并入射到电流计反射镜4a的光路长为同一距离。例如当使激光照射部I、II的间距移动D的距离时，工作台11的移动量为D/2(未图示)。
这样，通过使从用光束分开装置9分路的激光束2的分路点至各激光照射部I、II的聚焦点的光路长一致，由于能使分路的激光束2a、2b的聚焦状态维持为同一，能高精度地进行对于基板7的激光同时加工。
如上所述，采用本发明，能与基板等的被加工物的全加工区域的大小对应，通过自动调整聚焦装置之间的间隔消除无效加工时间，故能高精度地进行高效率、高生产性的开孔加工等的激光加工。

Claims (3)

1.一种激光加工装置，所述激光加工装置通过分别的扫描装置将由分路装置对由激光振荡器射出的激光束加以分路的各激光束引导到被加工物的加工位置上、同时由聚焦装置加以聚焦并照射在被加工物上，由激光束对被加工物上的预定范围的加工区域进行激光加工，并使所述被加工物相对于所述各聚焦装置相对移动，通过各聚焦装置照射的各激光束对以下的加工区域依次进行激光加工，其特征在于，具有将各聚焦装置的中心点之间的间隔与被加工物上的全加工区域的大小相对应并进行自动调整的调整装置。
2.如权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于，具有将从由分路装置加以分路的各激光束的分路点经各扫描装置并由各聚焦装置聚焦的至各聚焦点的各光路长调整为同一距离的光路长调整装置。
3.一种采用激光加工装置进行激光加工的方法，所述激光加工装置为通过分别的扫描装置将由分路装置对由激光振荡器射出的激光束分成2路的各激光束引导到被加工物的加工位置上、同时由聚焦装置加以聚焦并照射在被加工物上，由2个激光束对被加工物上的预定范围的加工区域进行激光加工，并使所述被加工物相对于2个聚焦装置相对移动，通过从各聚焦装置照射的各激光束对以下的加工区域依次进行激光加工，其特征在于，能使2个聚焦装置的中心点之间的间隔与被加工物上的全加工区域的大小相对应、并通常自动调整为所述全加工区域的长度的1/2并进行激光加工。
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