JP2005103630A - Laser beam machining device and method - Google Patents
Laser beam machining device and method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005103630A JP2005103630A JP2003344121A JP2003344121A JP2005103630A JP 2005103630 A JP2005103630 A JP 2005103630A JP 2003344121 A JP2003344121 A JP 2003344121A JP 2003344121 A JP2003344121 A JP 2003344121A JP 2005103630 A JP2005103630 A JP 2005103630A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser beam
- mask
- laser
- optical system
- scanner
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
Description
本発明は、スキャナを用いて加工対象物の任意の位置にレーザビームを導きながら、任意の形状の開口を有するマスクの像を被加工物上に投影し加工を行うレーザ加工装置及びレーザ加工方法に関するものである。 The present invention relates to a laser processing apparatus and a laser processing method for performing processing by projecting an image of a mask having an aperture of an arbitrary shape onto a workpiece while guiding a laser beam to an arbitrary position of the workpiece using a scanner. It is about.
上述したレーザ加工装置に関する従来技術について図を用いて説明する。図１２は従来のレーザ加工装置の構成図である。図１２において１２１はレーザ発振器、１２２はレーザビームであり図中にプロファイルを点線で示した。１２３はマスク、１２４は開口絞り、１２５はスキャナの役目を担うガルバノミラー、１２６は投影光学系、１２７は加工対象物である。 Prior art relating to the above-described laser processing apparatus will be described with reference to the drawings. FIG. 12 is a block diagram of a conventional laser processing apparatus. In FIG. 12, 121 is a laser oscillator, 122 is a laser beam, and the profile is indicated by a dotted line in the figure. Reference numeral 123 denotes a mask, 124 denotes an aperture stop, 125 denotes a galvanometer mirror serving as a scanner, 126 denotes a projection optical system, and 127 denotes an object to be processed.
レーザ発振器１２１から出射したレーザビーム１２２はマスク１２３に入射する。マスク１２３は大きさが可変のものを用いて加工したい穴の大きさによりマスクの口径の大きさを決定する場合や、大きさは可変ではなく加工に応じて大きさの違うマスクを用いる場合もある。ガルバノミラー１２５はレーザビーム１２２をスキャンし、加工対象物１２７の任意の位置にレーザビーム１２２を導く。投影光学系１２６はマスクの像を加工対象物１２７に投影し例えばプリント基板などの加工対象物に対し穴開け加工を行う。（例えば特許文献１参照）
しかし、従来の技術では、投影光学系１２６の収差により、特に穴径の小さな微細加工を行う場合、加工した穴形状が悪い、あるいは加工穴の周縁部にキズが出来るなどの課題があった。 However, in the conventional technique, due to the aberration of the projection optical system 126, there is a problem that the processed hole shape is bad or the peripheral portion of the processed hole is scratched, especially when fine processing with a small hole diameter is performed.
また投影光学系の色収差により加工穴の形状が悪いという課題があった。 There is also a problem that the shape of the processed hole is bad due to the chromatic aberration of the projection optical system.
本発明は、上記投影光学系の種々の収差を補正し、加工品質のよいレーザ加工装置及びレーザ加工方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a laser processing apparatus and a laser processing method that correct various aberrations of the projection optical system and have high processing quality.
上記目的を達成するため本発明のレーザ加工装置は、レーザ発振器と、前記レーザ発振器から発振されたレーザビームを任意の形状に切り出すマスクと、前記マスクの像を加工対象物に投影する投影光学系と前記マスクと、前記投影光学系の間に配置され、加工対象物の任意の位置に前記レーザビームを導くスキャナと、前記マスクと前記投影光学系の間に配置されるアダプティブミラーを備え、前記アダプティブミラーが投影光学系の収差を補正するようにしたもので、これにより品質の良い穴加工が可能となる。 In order to achieve the above object, a laser processing apparatus of the present invention includes a laser oscillator, a mask that cuts out a laser beam oscillated from the laser oscillator into an arbitrary shape, and a projection optical system that projects an image of the mask onto a processing object. A scanner that is disposed between the mask and the projection optical system and guides the laser beam to an arbitrary position of a workpiece, and an adaptive mirror that is disposed between the mask and the projection optical system, The adaptive mirror corrects the aberration of the projection optical system, which makes it possible to drill holes with good quality.
以上のように、本発明は、レーザ発振器と、前記レーザ発振器から発振されたレーザビームを任意の形状に切り出すマスクと、前記マスクの像を加工対象物に投影する投影光学系と、前記マスクと前記投影光学系の間に配置され、加工対象物の任意の位置に前記レーザビームを導くスキャナと、前記マスクと前記投影光学系の間に配置されるアダプティブミラーを備え、前記アダプティブミラーが投影光学系の収差を補正するにしたものであり、加工エリア全域で品質の良い加工が可能となり実用性の高い高品質なレーザ加工装置が得られる。 As described above, the present invention provides a laser oscillator, a mask that cuts out a laser beam oscillated from the laser oscillator into an arbitrary shape, a projection optical system that projects an image of the mask onto a workpiece, and the mask. A scanner disposed between the projection optical system and configured to guide the laser beam to an arbitrary position of a workpiece; an adaptive mirror disposed between the mask and the projection optical system, wherein the adaptive mirror is a projection optical system This system is intended to correct the aberrations of the system, enabling high-quality processing over the entire processing area, and providing a high-quality laser processing apparatus with high practicality.
（実施の形態１）
図１は本実施の形態１におけるレーザ加工装置の概略図である。図１において、１はレーザ発振器であり、ＣＯ２レーザを用いた。２はレーザビームであり、図中に点線で示した。３はマスク、４はアダプティブミラー、５は開口絞り、６はスキャナであり本実施の形態ではガルバノミラーを用いている。７は投影光学系であり本実施の形態ではｆΘレンズを用いている。そして８は加工対象物であるプリント基板である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic diagram of a laser processing apparatus according to the first embodiment. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a laser oscillator which uses a CO 2 laser. Reference numeral 2 denotes a laser beam, which is indicated by a dotted line in the figure. 3 is a mask, 4 is an adaptive mirror, 5 is an aperture stop, and 6 is a scanner. In this embodiment, a galvanometer mirror is used. Reference numeral 7 denotes a projection optical system, which uses an fΘ lens in this embodiment. Reference numeral 8 denotes a printed circuit board which is an object to be processed.
以下に本実施の形態の作用について説明する。レーザ発振器１から発振されたレーザビーム２はマスク３に入射する。本実施の形態ではレーザ発振器１は数μｓから数十μｓのパルス幅でパルス発振するものとする。マスク３の大きさは可変であり、本実施の形態では円形のマスクを用いた。本実施の形態におけるレーザ加工装置は、レーザビーム２のパルス幅、ショット数及びマスク３のサイズを任意に組み合わせることにより、直径数十μｍ〜数百μｍまでの丸穴加工をプリント基板８に行うことが出来る。マスク３を出射したレーザビーム２はアダプティブミラー４に入射する。アダプティブミラー４はレーザビーム２の光波面を微少量変換させる。図２はアダプティブミラー４の拡大図であり（ａ）は側面図（ｂ）は背面図である。図２において４−１から４−１２１はピエゾアクチュエータである。図２に示すように４−１から４−１２１のピエゾアクチュエータをそれぞれ独立した所定量押し出すことでアダプティブミラー４を微小量変換させアダプティブミラー４から反射されるレーザビーム２の光波面を微小に変換させる。アダプティブミラーから反射されたレーザビーム２は開口絞り５に入射する。開口絞り５を透過したレーザビーム２はガルバノミラー６に入射する。ガルバノミラー６はプリント基板８上の任意の位置にレーザビーム２を導く。ｆΘレンズ７はマスク３の像をプリント基板８に投影する。よってプリント基板８にマスクの大きさに対応した穴加工がなされる。 The operation of the present embodiment will be described below. The laser beam 2 oscillated from the laser oscillator 1 enters the mask 3. In the present embodiment, the laser oscillator 1 oscillates with a pulse width of several μs to several tens μs. The size of the mask 3 is variable, and a circular mask is used in the present embodiment. The laser processing apparatus in the present embodiment performs round hole processing on the printed circuit board 8 with a diameter of several tens to several hundreds of μm by arbitrarily combining the pulse width of the laser beam 2, the number of shots, and the size of the mask 3. I can do it. The laser beam 2 emitted from the mask 3 enters the adaptive mirror 4. The adaptive mirror 4 converts a light wavefront of the laser beam 2 by a small amount. FIG. 2 is an enlarged view of the adaptive mirror 4. FIG. 2A is a side view and FIG. 2B is a rear view. In FIG. 2, reference numerals 4-1 to 4-121 denote piezoelectric actuators. As shown in FIG. 2, the adaptive mirror 4 is converted into a minute amount by extruding each of the 4-1 to 4-121 piezo actuators independently, and the light wavefront of the laser beam 2 reflected from the adaptive mirror 4 is minutely converted. Let The laser beam 2 reflected from the adaptive mirror enters the aperture stop 5. The laser beam 2 that has passed through the aperture stop 5 enters the galvanometer mirror 6. The galvanometer mirror 6 guides the laser beam 2 to an arbitrary position on the printed circuit board 8. The fΘ lens 7 projects the image of the mask 3 onto the printed circuit board 8. Therefore, hole processing corresponding to the size of the mask is made on the printed circuit board 8.
図３に本実施の形態におけるプリント基板のｆΘレンズの加工エリアにおける穴加工の例の図である。マスクは円形のものを用いているので、光学系が完全に無収差ならば真円の穴加工がなされる。図３（ａ）はアダプティブミラー４の面形状を平面に固定した場合の加工穴の形状である。図３（ａ）を見て明らかなように、本実施の形態のｆΘレンズ７は非点収差と像面湾曲が大きく、加工エリアの端部における穴形状が楕円になる。一般的にも波長９μｍ程度のレーザにおいて直径５０μｍ程度の穴加工を行おうとした場合、このような問題が生じる場合が多い。そこで本実施の形態では、仮にｆΘレンズ７が無収差の場合に加工エリアにおいて図３（ｂ）のような穴形状になるようにアダプティブミラー４の形状をコントロールする。つまり加工エリア端部において図３（ａ）の楕円の長辺の方向が放射方向であるのに対し、図３（ｂ）では楕円の長辺方向が円周方向を向くようにアダプティブミラー４の形状はコントロールされる。光波面で考えるとアダプティブミラー４はｆΘレンズ７により生じる光波面の歪みのうちの非点収差成分を補正するように変形する。なお図３では、ｆΘレンズの加工エリア端部における加工穴を用いて、アダプティブミラー４の収差補正について説明したが、光軸上以外の全ての加工エリアにおいても、アダプティブミラー４はｆΘレンズ７により生じる光波面の歪みのうちの非点収差成分を補正するように変形させることは言うまでもない。アダプティブミラー４の変形量は加工エリア内の加工位置毎に定められていて、アダプティブミラー４の変形は、加工位置の移動毎にガルバノミラーの移動に対し、同時刻以前に行われる。図３（ｃ）は本実施の形態におけるレーザ加工装置において加工を行ったプリント基板８の加工穴の形状をあらわす図である。図３（ｃ）より明らかなように加工エリアの端部においても真円の穴加工が行われている。なお図３（ｃ）には記入しなかったがその他の加工エリアに対しても本実施の形態のレーザ加工装置を用いれば真円の穴加工が実現出来る。以上のように本実施の形態によればｆΘレンズの収差をアダプティブミラーにより補正することで、加工エリア全域で品質の良い加工が可能となる。
（実施の形態２）
図４は本実施の形態によるレーザ加工装置の概略図である。図４において、４１はレーザ発振器であり、ＣＯ２レーザを用いた。４２はレーザビームであり、図中に点線で示した。４３はマスク、４４は振幅フィルタ、４５は開口絞り、４６はスキャナであり本実施の形態ではガルバノミラーを用いている。４７は投影光学系であり本実施の形態ではｆΘレンズを用いている。そして４８は加工対象物であるプリント基板である。
以下に本実施の形態の作用について説明する。レーザ発振器４１から発振されたレーザビーム４２はマスク４３に入射する。本実施の形態ではレーザ発振器４１は数μｓから数十μｓのパルス幅でパルス発振するものとする。マスク４３の大きさは可変であり、本実施の形態では円形のマスクを用いた。本実施の形態におけるレーザ加工装置は、レーザビーム４２のパルス幅、ショット数及びマスク４３のサイズを任意に組み合わせることにより、直径数十μｍ〜数百μｍまでの丸穴加工をプリント基板４８に行うことが出来る。マスク４３を出射したレーザビーム４２は振幅フィルタ４４に入射する。振幅フィルタ４４は開口絞り４５の直前に配置され、開口絞りに入射するレーザビーム４２の振幅分布を制御する。図５（ａ）は振幅フィルタ４５がない場合の開口絞り４５の位置でのレーザビーム４２の振幅分布であり、図５（ｂ）が振幅フィルタを用いた場合の本実施の形態における開口絞りの位置でのレーザビームの振幅分布を表す図である。振幅フィルタ４４を透過したレーザビーム４２は開口絞り４５に入射する。開口絞り４５を透過したレーザビーム４２はガルバノミラー４６に入射しする。ガルバノミラー４６はプリント基板４８上の任意の位置にレーザビーム４２を導く。ｆΘレンズ４７はマスク４３の像をプリント基板４８に投影する。よってプリント基板４８にマスクの大きさに対応した穴加工がなされる。図６（ａ１）は振幅フィルタを用いない場合の光軸上以外のプリント基板４８上の加工エリアの一つにおける穴形状である。図６（ａ１）より明らかなように真円に加工された加工穴の横にキズが生じている。図６（ｂ１）は図６（ａ１）の加工穴を加工したレーザビームのプリント基板４８での強度分布である。図６（ｂ１）より明らかなように強度分布のサイドスプリアスの強度がプリント基板４８の加工閾値をこえることで図６（ａ１）に見られるような加工キズが生じる。このような現象は本実施の形態のように光源にＣＯ２レーザを用いて穴径５０μｍ近傍をねらった小径加工を行う際多く見られる。そこで本実施の形態２のように振幅フィルタを用いることで図６（ｂ２）に示すようにサイドスプリアスを軽減させることができる。本実施の形態ではサイドスプリアスを軽減しプリント基板４８の加工閾値より低い強度にすることで、図６（ａ２）に示すように加工キズのない真円の穴加工を実現している。振幅フィルタの効果について図５と図６を用いてもう少し詳しく説明する。光学的な像面での光の強度分布は瞳関数のフーリエ変換で与えられることは良く知られている。本実施の形態でみると瞳上での振幅分布が図５、像面での強度分布が図６に相当する。振幅フィルタを用いない場合、開口絞り４５上での振幅分布は図５（ａ）のようになり強度分布を開口絞りで遮断しており、強度分布の端部が急峻になっている。このような振幅分布のフーリエ変換はサイドスプリアスが高いことが知られている。よって図６（ａ１）のような強度分布になる。一方で本実施の形態のように振幅フィルタを用いて開口絞り上での振幅分布を図５（ｂ）のように中心から端部にかけて滑らかに減衰させるようにすることで、図６（ｂ２）に示すように、加工対象物上でのレーザビームの強度分布のサイドスプリアスを軽減させることができる。なお本実施の形態において振幅フィルタ４４は開口絞り４５の直前に配置したが開口絞り４５からみてニアフィールドな領域であれば任意の位置に配置しても同等の効果が得られることは言うまでも無い。以上のように本実施の形態によれば振幅フィルタをもちいて、光学系の瞳面つまり開口絞り上の振幅分布を制御することで加工エリア全域で加工キズの無い品質の良い加工が可能となる。
（実施の形態３）
図７は本実施の形態によるレーザ加工装置の概略図である。図７において、７１はレーザ発振器であり、ＣＯ２レーザを用いた。７２はレーザビームであり、図中に点線で示した。７３はファブリーペローエタロン、７４はマスク、７５は開口絞り、７６はスキャナであり本実施の形態ではガルバノミラーを用いている。７７は投影光学系であり本実施の形態ではｆΘレンズを用いている。そして７８は加工対象物であるプリント基板である。
FIG. 3 is a diagram of an example of hole processing in the processing area of the fΘ lens of the printed circuit board in the present embodiment. Since the mask is circular, if the optical system is completely free of aberrations, a perfect circular hole is machined. FIG. 3A shows the shape of the processed hole when the surface shape of the adaptive mirror 4 is fixed to a flat surface. As is apparent from FIG. 3A, the fΘ lens 7 of the present embodiment has large astigmatism and field curvature, and the hole shape at the end of the processing area is elliptical. Generally, such a problem often occurs when a hole having a diameter of about 50 μm is to be drilled with a laser having a wavelength of about 9 μm. Therefore, in the present embodiment, the shape of the adaptive mirror 4 is controlled so that the hole shape as shown in FIG. 3B is formed in the processing area when the fΘ lens 7 has no aberration. That is, the direction of the long side of the ellipse in FIG. 3 (a) is the radial direction at the end of the processing area, whereas in FIG. 3 (b), the adaptive mirror 4 is arranged so that the long side of the ellipse faces the circumferential direction. The shape is controlled. Considering the light wavefront, the adaptive mirror 4 is deformed so as to correct the astigmatism component of the distortion of the light wavefront caused by the fΘ lens 7. In FIG. 3, the aberration correction of the adaptive mirror 4 has been described using the processing hole at the end of the processing area of the fΘ lens. However, the adaptive mirror 4 is also formed by the fΘ lens 7 in all processing areas other than on the optical axis. Needless to say, it is modified so as to correct the astigmatism component of the distortion of the generated optical wavefront. The deformation amount of the adaptive mirror 4 is determined for each processing position in the processing area, and the deformation of the adaptive mirror 4 is performed before the same time with respect to the movement of the galvano mirror every movement of the processing position. FIG. 3C is a view showing the shape of the processed hole of the printed circuit board 8 processed by the laser processing apparatus in the present embodiment. As is clear from FIG. 3C, a circular hole is also drilled at the end of the machining area. Although not shown in FIG. 3C, perfect hole drilling can be realized for the other processing areas by using the laser processing apparatus of the present embodiment. As described above, according to the present embodiment, high-quality processing can be performed in the entire processing area by correcting the aberration of the fΘ lens by the adaptive mirror.
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a schematic view of the laser processing apparatus according to the present embodiment. In FIG. 4, reference numeral 41 denotes a laser oscillator, which uses a CO 2 laser. Reference numeral 42 denotes a laser beam, which is indicated by a dotted line in the figure. 43 is a mask, 44 is an amplitude filter, 45 is an aperture stop, 46 is a scanner, and a galvanometer mirror is used in this embodiment. Reference numeral 47 denotes a projection optical system, which uses an fΘ lens in this embodiment. Reference numeral 48 denotes a printed circuit board which is an object to be processed.
The operation of the present embodiment will be described below. The laser beam 42 oscillated from the laser oscillator 41 is incident on the mask 43. In the present embodiment, the laser oscillator 41 oscillates with a pulse width of several μs to several tens μs. The size of the mask 43 is variable, and a circular mask is used in this embodiment. The laser processing apparatus in the present embodiment performs round hole processing on the printed circuit board 48 with a diameter of several tens to several hundreds of μm by arbitrarily combining the pulse width of the laser beam 42, the number of shots, and the size of the mask 43. I can do it. The laser beam 42 emitted from the mask 43 enters the amplitude filter 44. The amplitude filter 44 is disposed immediately before the aperture stop 45 and controls the amplitude distribution of the laser beam 42 incident on the aperture stop. FIG. 5A shows the amplitude distribution of the laser beam 42 at the position of the aperture stop 45 without the amplitude filter 45, and FIG. 5B shows the aperture stop in the present embodiment when the amplitude filter is used. It is a figure showing the amplitude distribution of the laser beam in a position. The laser beam 42 that has passed through the amplitude filter 44 enters the aperture stop 45. The laser beam 42 that has passed through the aperture stop 45 enters the galvanometer mirror 46. The galvanometer mirror 46 guides the laser beam 42 to an arbitrary position on the printed circuit board 48. The fΘ lens 47 projects the image of the mask 43 onto the printed circuit board 48. Therefore, a hole corresponding to the size of the mask is formed on the printed circuit board 48. FIG. 6A1 shows a hole shape in one of the processing areas on the printed board 48 other than on the optical axis when the amplitude filter is not used. As apparent from FIG. 6 (a1), a flaw is generated beside the processed hole processed into a perfect circle. FIG. 6B1 shows the intensity distribution on the printed circuit board 48 of the laser beam obtained by processing the processed hole of FIG. As apparent from FIG. 6 (b1), when the strength of the side spurious in the intensity distribution exceeds the processing threshold value of the printed circuit board 48, a processing scratch as shown in FIG. 6 (a1) occurs. Such a phenomenon is often seen when small diameter machining is performed using a CO2 laser as a light source and aiming for a hole diameter of around 50 μm as in this embodiment. Therefore, by using an amplitude filter as in the second embodiment, side spurious can be reduced as shown in FIG. 6 (b2). In this embodiment, the side spurious is reduced and the strength is lower than the processing threshold value of the printed circuit board 48, thereby realizing a perfect circular hole processing without processing flaws as shown in FIG. 6 (a2). The effect of the amplitude filter will be described in a little more detail with reference to FIGS. It is well known that the light intensity distribution on the optical image plane is given by the Fourier transform of the pupil function. In the present embodiment, the amplitude distribution on the pupil corresponds to FIG. 5, and the intensity distribution on the image plane corresponds to FIG. When the amplitude filter is not used, the amplitude distribution on the aperture stop 45 is as shown in FIG. 5A, and the intensity distribution is blocked by the aperture stop, and the end of the intensity distribution is steep. Such Fourier transform of amplitude distribution is known to have high side spurious. Therefore, the intensity distribution is as shown in FIG. On the other hand, by using the amplitude filter as in the present embodiment, the amplitude distribution on the aperture stop is attenuated smoothly from the center to the end as shown in FIG. As shown in FIG. 5, side spurious in the intensity distribution of the laser beam on the workpiece can be reduced. Although the amplitude filter 44 is disposed immediately before the aperture stop 45 in the present embodiment, it is needless to say that the same effect can be obtained even if it is disposed at an arbitrary position as long as it is a near-field region as viewed from the aperture stop 45. No. As described above, according to the present embodiment, by using the amplitude filter and controlling the amplitude distribution on the pupil plane of the optical system, that is, the aperture stop, it is possible to perform high-quality processing without processing scratches in the entire processing area. .
(Embodiment 3)
FIG. 7 is a schematic view of a laser processing apparatus according to the present embodiment. In FIG. 7, reference numeral 71 denotes a laser oscillator which uses a CO 2 laser. Reference numeral 72 denotes a laser beam, which is indicated by a dotted line in the figure. 73 is a Fabry-Perot etalon, 74 is a mask, 75 is an aperture stop, and 76 is a scanner. In this embodiment, a galvanometer mirror is used. Reference numeral 77 denotes a projection optical system, which uses an fΘ lens in this embodiment. Reference numeral 78 denotes a printed circuit board that is an object to be processed.
以下に本実施の形態の作用について説明する。レーザ発振器７１から発振されたレーザビーム７２はファブリーペローエタロン７３に入射し、ファブリーペローエタロン７３を透過したレーザビーム７２はマスク７４に入射する。本実施の形態ではレーザ発振器７１は数μｓから数十μｓのパルス幅でパルス発振するものとする。マスク７４の大きさは可変であり、本実施の形態では円形のマスクを用いた。本実施の形態におけるレーザ加工装置は、レーザビーム７２のパルス幅、ショット数及びマスク７４のサイズを任意に組み合わせることにより、直径数十μｍ〜数百μｍまでの丸穴加工をプリント基板７８に行うことが出来る。マスク７４を出射したレーザビーム７２は開口絞り７５に入射する。開口絞り７５を透過したレーザビーム７２はガルバノミラー７６に入射しする。ガルバノミラー７６はプリント基板７８上の任意の位置にレーザビーム７２を導く。ｆΘレンズ７７はマスク７４の像をプリント基板７８に投影する。よってプリント基板７８にマスクの大きさに対応した穴加工がなされる。レーザビーム７２の波長強度分布を図８に示す。図８より本実施の形態に用いているレーザビーム７２の波長強度分布は波長ａを中心とした主な強度分布の横に波長ｂを中心としたサイドスプリアスがある。このようなレーザビームでファブリーペローエタロン７３を用いず加工対象物７８を加工すると加工穴がｆΘレンズ７７の色収差の影響により、真円の穴加工が出来ずに図９（ａ）に示すようになる。そこで本実施の形態ではファブリーペローエタロン７３を用いた。図１０はファブリーペローエタロンの波長透過率分布を表す図である。図１０より明らかなように波長ｂとその近傍における透過率は０％である。よってファブリーペローエタロン７３を透過したレーザビーム７２の波長強度分布は図１１に示すようになり、サイドスプリアスが除去されている。よって本実施の形態のレーザ加工機により加工された加工穴は図９（ｂ）に示すように真円の加工となる。 The operation of the present embodiment will be described below. The laser beam 72 oscillated from the laser oscillator 71 is incident on the Fabry-Perot etalon 73, and the laser beam 72 transmitted through the Fabry-Perot etalon 73 is incident on the mask 74. In this embodiment, it is assumed that the laser oscillator 71 oscillates with a pulse width of several μs to several tens μs. The size of the mask 74 is variable, and a circular mask is used in this embodiment. The laser processing apparatus according to the present embodiment performs round hole processing on the printed circuit board 78 with a diameter of several tens of μm to several hundreds of μm by arbitrarily combining the pulse width of the laser beam 72, the number of shots, and the size of the mask 74. I can do it. The laser beam 72 emitted from the mask 74 is incident on the aperture stop 75. The laser beam 72 that has passed through the aperture stop 75 enters the galvanometer mirror 76. The galvanometer mirror 76 guides the laser beam 72 to an arbitrary position on the printed circuit board 78. The fΘ lens 77 projects the image of the mask 74 onto the printed circuit board 78. Therefore, a hole corresponding to the size of the mask is made on the printed circuit board 78. The wavelength intensity distribution of the laser beam 72 is shown in FIG. From FIG. 8, the wavelength intensity distribution of the laser beam 72 used in the present embodiment has side spurious centered on the wavelength b next to the main intensity distribution centered on the wavelength a. When the workpiece 78 is machined with such a laser beam without using the Fabry-Perot etalon 73, the machining hole cannot be drilled into a perfect circle due to the chromatic aberration of the fΘ lens 77, as shown in FIG. Become. Therefore, in this embodiment, Fabry-Perot etalon 73 is used. FIG. 10 is a diagram showing the wavelength transmittance distribution of the Fabry-Perot etalon. As is clear from FIG. 10, the transmittance at the wavelength b and its vicinity is 0%. Therefore, the wavelength intensity distribution of the laser beam 72 transmitted through the Fabry-Perot etalon 73 is as shown in FIG. 11, and side spurious is removed. Therefore, the processing hole processed by the laser processing machine according to the present embodiment is processed into a perfect circle as shown in FIG.
なお、ファブリーペローエタロンは本実施の形態においてレーザ発振器７１とマスク７４の間に配置したが、レーザ発振器７１からスキャナ７６の間であればどこに配置しても良い。以上のように本実施の形態によればファブリペローエタロンをもちいて、レーザビームの波長強度分布におけるサイドスプリアスを除去することで品質の良い加工が可能となる。 Although the Fabry-Perot etalon is disposed between the laser oscillator 71 and the mask 74 in the present embodiment, it may be disposed anywhere between the laser oscillator 71 and the scanner 76. As described above, according to the present embodiment, a Fabry-Perot etalon is used to remove side spurious in the wavelength intensity distribution of the laser beam, thereby enabling high quality processing.
本発明のレーザ加工装置及びレーザ加工方法は、加工エリア全域で品質の良い加工が可能となり実用性の高い高品質なレーザ加工を行うことができ、特に品質の良い加工が求められる加工分野で有用である。 The laser processing apparatus and laser processing method of the present invention enable high-quality laser processing with high practicality because high-quality processing is possible in the entire processing area, and is particularly useful in the processing field where high-quality processing is required. It is.
１ レーザ発振器
２ レーザビーム
３ マスク
４ アダプティブミラー
５ 開口絞り
６ スキャナ
７ 投影光学系
８ プリント基板
４１ レーザ発振器
４２ レーザビーム
４３ マスク
４４ 振幅フィルタ
４５ 開口絞り
４６ スキャナ
４７ 投影光学系
４８ プリント基板
７１ レーザ発振器
７２ レーザビーム
７３ ファブリーペローエタロン
７４ マスク
７５ 開口絞り
７６ スキャナ
７７ 投影光学系
７８ プリント基板
１２１ レーザ発振器
１２２ レーザビーム
１２３ マスク
１２４ 開口絞り
１２５ スキャナ
１２６ 投影光学系
１２７ 加工対象物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser oscillator 2 Laser beam 3 Mask 4 Adaptive mirror 5 Aperture stop 6 Scanner 7 Projection optical system 8 Printed circuit board 41 Laser oscillator 42 Laser beam 43 Mask 44 Amplitude filter 45 Aperture stop 46 Scanner 47 Projection optical system 48 Printed circuit board 71 Laser oscillator 72 Laser beam 73 Fabry-Perot etalon 74 Mask 75 Aperture stop 76 Scanner 77 Projection optical system 78 Printed circuit board 121 Laser oscillator 122 Laser beam 123 Mask 124 Aperture stop 125 Scanner 126 Projection optical system 127 Workpiece
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003344121A JP2005103630A (en) | 2003-10-02 | 2003-10-02 | Laser beam machining device and method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003344121A JP2005103630A (en) | 2003-10-02 | 2003-10-02 | Laser beam machining device and method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005103630A true JP2005103630A (en) | 2005-04-21 |
Family
ID=34537857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003344121A Pending JP2005103630A (en) | 2003-10-02 | 2003-10-02 | Laser beam machining device and method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2005103630A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010521313A (en) * | 2007-03-16 | 2010-06-24 | ザウエル ゲーエムベーハー レーザーテック | Method and apparatus for machining a workpiece |
| DE102010011988A1 (en) * | 2010-03-18 | 2011-09-22 | Jenoptik Automatisierungstechnik Gmbh | Device for processing a workpiece by means of a deflectable laser beam |
| CN101439442B (en) * | 2007-11-21 | 2012-03-21 | 三菱电机株式会社 | Laser beam machining apparatus |
| US20120196427A1 (en) * | 2007-08-03 | 2012-08-02 | Hamamatsu Photonics K.K. | Laser working method, laser working apparatus, and its manufacturing method |
| WO2013153371A1 (en) * | 2012-04-13 | 2013-10-17 | Isis Innovation Ltd | Laser focusing method and apparatus with control system for correction of the optical aberration |
-
2003
- 2003-10-02 JP JP2003344121A patent/JP2005103630A/en active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010521313A (en) * | 2007-03-16 | 2010-06-24 | ザウエル ゲーエムベーハー レーザーテック | Method and apparatus for machining a workpiece |
| US20120196427A1 (en) * | 2007-08-03 | 2012-08-02 | Hamamatsu Photonics K.K. | Laser working method, laser working apparatus, and its manufacturing method |
| US9428413B2 (en) * | 2007-08-03 | 2016-08-30 | Hamamatsu Photonics K.K. | Laser working method, laser working apparatus, and its manufacturing method |
| US10622254B2 (en) | 2007-08-03 | 2020-04-14 | Hamamatsu Photonics K.K. | Laser working method, laser working apparatus, and its manufacturing method |
| CN101439442B (en) * | 2007-11-21 | 2012-03-21 | 三菱电机株式会社 | Laser beam machining apparatus |
| DE102010011988A1 (en) * | 2010-03-18 | 2011-09-22 | Jenoptik Automatisierungstechnik Gmbh | Device for processing a workpiece by means of a deflectable laser beam |
| WO2013153371A1 (en) * | 2012-04-13 | 2013-10-17 | Isis Innovation Ltd | Laser focusing method and apparatus with control system for correction of the optical aberration |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5670069A (en) | Laser processing method | |
| US9346126B2 (en) | Laser processing head, laser processing apparatus, optical system of laser processing apparatus, laser processing method, and laser focusing method | |
| US7423818B2 (en) | Method of suppressing distortion of a working laser beam of a laser link processing system | |
| JP2016132035A (en) | Laser machining systems and methods | |
| US20210229213A1 (en) | Device for laser machining workpieces that are difficult to access | |
| JP5221031B2 (en) | Condensing optical system and laser processing apparatus | |
| US6504652B1 (en) | Apparatus and method for laser processing | |
| JP2005103630A (en) | Laser beam machining device and method | |
| EP0396587B1 (en) | An optical system for laser marking | |
| JP2006007257A (en) | Laser beam machining apparatus | |
| WO2009154074A1 (en) | Laser working apparatus | |
| AU4480099A (en) | Method and apparatus for laser imaging with multi-mode devices and optical diffusers | |
| JP2007029959A (en) | Laser beam machining apparatus | |
| JP6808552B2 (en) | Laser processing equipment | |
| JPH07185861A (en) | Laser beam machining device | |
| CN114633018A (en) | Optical lens module for optical axis inclination processing | |
| KR20070057066A (en) | Laser processing method and laser processing apparatus | |
| TWM510208U (en) | Laser processing apparatus | |
| US20040085631A1 (en) | Method for providing a structure | |
| JP2002023099A (en) | Laser beam machining device and laser beam machining method | |
| JP4680871B2 (en) | Beam profile measuring apparatus and laser processing apparatus | |
| JP4177730B2 (en) | Laser processing method and apparatus | |
| JP2002001566A (en) | Device and method for laser beam machining | |
| JP3180806B2 (en) | Laser processing method | |
| JP3673255B2 (en) | Laser processing method and laser processing apparatus |