JP2008129535A - Beam distribution device and multi-axis laser irradiation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、音響光学偏向器(Acoust-Optic Deflector: AOD)を含んで構成され、一方向から入射したビームを複数の方向に振り分けて出射することのできるビーム振り分け装置に関する。また、そのようなビーム振り分け装置を含む多軸レーザ照射装置に関する。 The present invention relates to a beam distribution device that includes an acousto-optic deflector (AOD) and can distribute a beam incident from one direction to a plurality of directions and emit the beam. The present invention also relates to a multi-axis laser irradiation apparatus including such a beam distribution apparatus.
ビルドアップ基板にビアホールを形成するにあたっては、加工する材料によって必要とされるパルスエネルギが異なる。銅など加工性の悪い材料の加工には、エポキシ系樹脂材料など加工性のよい材料を加工する場合に比べて、大きなパルスエネルギのビームが必要となる。 When forming a via hole in a build-up substrate, the required pulse energy differs depending on the material to be processed. Compared to processing a material with good workability such as an epoxy resin material, processing of a material with poor workability such as copper requires a beam with a large pulse energy.
たとえば、銅層間がエポキシ樹脂層で絶縁されているビルドアップ基板に炭酸ガスレーザを用いて、100μmの穴径の穴開け加工を行う場合、黒化処理を施した銅層には、パルスエネルギ10mJ、パルス幅15μsecのパルスレーザビームを入射させる。また、エポキシ樹脂層を加工するためには、パルスエネルギ3mJ、パルス幅5μsecのパルスレーザビームを照射する。 For example, when a carbon dioxide laser is used on a buildup substrate in which copper layers are insulated with an epoxy resin layer, and a hole diameter of 100 μm is drilled, the blackened copper layer has a pulse energy of 10 mJ, A pulse laser beam having a pulse width of 15 μsec is incident. Further, in order to process the epoxy resin layer, a pulse laser beam having a pulse energy of 3 mJ and a pulse width of 5 μsec is irradiated.
このように、加工対象物を形成する材料によって、加工に必要なパルスエネルギが異なるため、加工性のよい材料と悪い材料の混在する加工対象物の加工においては、良好な加工品質を保つことが困難な場合がある。 Thus, since the pulse energy required for processing differs depending on the material forming the processing object, it is possible to maintain good processing quality when processing a processing object in which a material with good workability and a bad material are mixed. It can be difficult.
またビルドアップ基板のビア数は、電子機器の高機能化、及び高密度化に伴い、増加の一途を辿っている。このため、レーザドリル機には高生産性が望まれている。 In addition, the number of vias in the build-up board has been steadily increasing as electronic devices have higher functionality and higher density. For this reason, high productivity is desired for the laser drill machine.
加工の高速化を実現する、2パネル4軸のレーザドリル装置が知られている。多軸レーザ加工装置においては、たとえば偏光板及びハーフミラーを用いてレーザビームを分岐する。 2. Description of the Related Art A two-panel four-axis laser drill device that realizes high-speed processing is known. In a multi-axis laser processing apparatus, a laser beam is branched using, for example, a polarizing plate and a half mirror.
入射するレーザビームを異なる方向に出射する偏向器として、音響光学偏向器(AOD)が知られている。 An acousto-optic deflector (AOD) is known as a deflector that emits an incident laser beam in different directions.
音響光学偏向器(AOD)を用いた種々のレーザ装置の発明が開示されている(たとえば、特許文献1参照)。特許文献1には、音響光学偏向器をソフトアパーチャとして用いることにより、結像面においてサイドローブを生じさせないことを目的としたレーザ装置及びそれを用いたレーザ画像記録装置の発明が記載されている。 Various laser devices using an acousto-optic deflector (AOD) have been disclosed (for example, see Patent Document 1). Patent Document 1 describes an invention of a laser apparatus and a laser image recording apparatus using the laser apparatus aiming at preventing side lobes from being generated on an image plane by using an acousto-optic deflector as a soft aperture. .
音響光学偏向器(AOD)に高周波の電気信号(交流電圧)を印加すると、音響光学偏向器(AOD)の音響光学媒体内に電気信号に同期した超音波が発生する。この超音波が回折格子として作用し、入射するレーザビームの一部がブラッグ反射され(音響光学効果)、偏向されて出射する。 When a high-frequency electrical signal (AC voltage) is applied to the acoustooptic deflector (AOD), ultrasonic waves synchronized with the electrical signal are generated in the acoustooptic medium of the acoustooptic deflector (AOD). This ultrasonic wave acts as a diffraction grating, and a part of the incident laser beam is Bragg reflected (acousto-optic effect), deflected and emitted.
レーザビームの回折角は超音波の周波数に比例する。超音波の周波数を連続的に変えることで、回折角を連続的に変化させることができる。超音波の周波数は、電気信号の周波数を変えることで制御できる。なお、音響光学偏向器に電気信号が印加されない場合は、レーザビームの回折は起こらない。 The diffraction angle of the laser beam is proportional to the ultrasonic frequency. By continuously changing the ultrasonic frequency, the diffraction angle can be changed continuously. The frequency of the ultrasonic wave can be controlled by changing the frequency of the electric signal. When no electrical signal is applied to the acousto-optic deflector, the laser beam is not diffracted.
また、音響光学偏向器(AOD)を出射するレーザビームの強度は、入射するレーザビームの強度、及び、印加する電気信号の振幅、ひいては印加した電気信号に同期して音響光学媒体内に発生した超音波の振幅に依存する。 The intensity of the laser beam emitted from the acousto-optic deflector (AOD) is generated in the acousto-optic medium in synchronization with the intensity of the incident laser beam and the amplitude of the applied electric signal, and thus the applied electric signal. Depends on the amplitude of the ultrasound.
図8(A)及び(B)は、音響光学偏向器(AOD)10を出射したレーザビームを示す概略図である。 FIGS. 8A and 8B are schematic views showing a laser beam emitted from the acousto-optic deflector (AOD) 10.
図8(A)を参照する。 Reference is made to FIG.
たとえば炭酸ガスレーザから出射し、断面形状を円形に整形されたパルスレーザビームが音響光学偏向器(AOD)10に入射する。入射ビームは、音響光学偏向器(AOD)10に印加される電気信号の周波数によって異なる偏向角を与えられ、たとえば音響光学偏向器(AOD)10から1m離れた照射面に照射される。図8(A)には、4ショットのパルスレーザビームがそれぞれ異なる4方向に出射される場合を示した。また、照射面を点線で示した。なお、図中、O1〜O4は、次図で詳しく表すように、音響光学偏向器(AOD)10で偏向され、照射面に照射されるレーザビームの断面を示す。 For example, a pulse laser beam emitted from a carbon dioxide laser and having a circular cross-sectional shape is incident on an acousto-optic deflector (AOD) 10. The incident beam is given a different deflection angle depending on the frequency of the electric signal applied to the acousto-optic deflector (AOD) 10, and is irradiated onto an irradiation surface 1 m away from the acousto-optic deflector (AOD) 10, for example. FIG. 8A shows a case where four shot pulse laser beams are emitted in four different directions. The irradiated surface is indicated by a dotted line. In the drawing, O 1 to O 4 indicate cross sections of a laser beam that is deflected by an acousto-optic deflector (AOD) 10 and is irradiated onto an irradiation surface, as shown in detail in the following diagram.
音響光学偏向器(AOD)10の偏向角度は小さく、全角θは約2°である。このため、4方向に均分的にレーザビームを偏向させる場合、隣り合う偏向レーザビーム間の角度θ0は、約0.66°(約1.15mrad)となる。 The deflection angle of the acousto-optic deflector (AOD) 10 is small, and the full angle θ is about 2 °. For this reason, when the laser beam is uniformly deflected in the four directions, the angle θ 0 between the adjacent deflected laser beams is about 0.66 ° (about 1.15 mrad).
一方、炭酸ガスレーザビームの広がり角は、たとえば約2.1mradである。 On the other hand, the spread angle of the carbon dioxide laser beam is, for example, about 2.1 mrad.
図8(B)は、照射面に照射された偏向レーザビームの断面を示す断面図である。 FIG. 8B is a cross-sectional view showing a cross section of the deflected laser beam irradiated on the irradiation surface.
炭酸ガスレーザビームの広がり角(たとえば約2.1mrad)は、隣り合う偏向レーザビーム間の角度θ0(約1.15mrad)よりも大きい。このため、音響光学偏向器(AOD)10で偏向されたレーザビームは空間内の同じ位置を重複して進行し、ビームが入射する領域は重なり部分をもつ。 The divergence angle (for example, about 2.1 mrad) of the carbon dioxide laser beam is larger than the angle θ 0 (about 1.15 mrad) between adjacent deflection laser beams. For this reason, the laser beam deflected by the acousto-optic deflector (AOD) 10 travels in duplicate at the same position in the space, and the region where the beam is incident has an overlapping portion.
音響光学偏向器(AOD)10を用いて行うレーザ加工は、音響光学偏向器(AOD)10に一定振幅の電気信号を印加して行う。ビーム照射面(加工面)におけるレーザビーム強度の調整は、たとえば音響光学偏向器(AOD)10とビーム照射面(加工面)との間に、アッテネータを配置することにより行う。アッテネータは、音響光学偏向器(AOD)10で異なる方向に偏向され出射されるレーザビームの各光路上に配置される。 Laser processing performed using the acousto-optic deflector (AOD) 10 is performed by applying an electric signal having a constant amplitude to the acousto-optic deflector (AOD) 10. Adjustment of the laser beam intensity on the beam irradiation surface (processing surface) is performed, for example, by placing an attenuator between the acousto-optic deflector (AOD) 10 and the beam irradiation surface (processing surface). The attenuator is disposed on each optical path of a laser beam that is deflected and emitted in different directions by an acousto-optic deflector (AOD) 10.
本発明の目的は、ビームの振り分けにあたって、偏向効率の制御を行うことのできるビーム振り分け装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a beam distribution device capable of controlling deflection efficiency in beam distribution.
また、ビームの振り分けにあたって、偏向効率の制御を行うことのできる多軸レーザ照射装置を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a multi-axis laser irradiation apparatus capable of controlling the deflection efficiency in beam distribution.
本発明の一観点によれば、交流電圧が印加されることにより、入射するレーザビームの進行方向を変化させ、偏向角が、印加される交流電圧の周波数に依存し、偏向効率が、印加される交流電圧の振幅に依存する音響光学素子と、出射方向を指令されることにより、指令された方向にレーザビームを偏向させるように前記音響光学素子に交流電圧を印加するドライバと、前記ドライバに、前記音響光学素子からの出射方向を指令する制御装置とを有し、前記ドライバは、複数の出射方向の各々に対応付けて、偏向効率を決定する物理量を記憶する記憶領域を含み、前記制御装置から出射方向が指令されると、出射方向が、指令された方向になり、かつ偏向効率が、該記憶領域に記憶されている当該出射方向に対応付けられた偏向効率になるように、周波数及び振幅を決定し、前記音響光学素子に交流電圧を印加するビーム振り分け装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, an alternating voltage is applied to change the traveling direction of the incident laser beam, the deflection angle depends on the frequency of the applied alternating voltage, and the deflection efficiency is applied. An acoustooptic device that depends on the amplitude of the ac voltage, a driver that applies an ac voltage to the acoustooptic device so as to deflect the laser beam in the commanded direction by commanding the emission direction, and the driver And a control device that commands an emission direction from the acousto-optic element, wherein the driver includes a storage area that stores a physical quantity that determines deflection efficiency in association with each of a plurality of emission directions, and the control When the emission direction is commanded from the apparatus, the emission direction becomes the commanded direction, and the deflection efficiency becomes the deflection efficiency associated with the emission direction stored in the storage area. To, to determine the frequency and amplitude, the beam allocation apparatus is provided for applying an AC voltage to the acousto-optic device.
また、本発明の他の観点によれば、交流電圧が印加されることにより、入射するレーザビームの進行方向を変化させ、偏向角が、印加される交流電圧の周波数に依存し、偏向効率が、印加される交流電圧の振幅に依存する音響光学素子と、出射方向、及び、偏向効率を決定する物理量を指令されることにより、指令された方向に、指令された偏向効率で、レーザビームを偏向させるように前記音響光学素子に交流電圧を印加するドライバと、複数の出射方向の各々に対応付けて、偏向効率を決定する物理量を記憶する記憶領域を含み、前記ドライバに、前記音響光学素子からの出射方向を指令する制御装置とを有し、前記ドライバは、前記制御装置から出射方向、及び、偏向効率を決定する物理量が指令されると、出射方向が、指令された方向になり、かつ偏向効率が、該記憶領域に記憶されている当該出射方向に対応付けられた偏向効率になるような、周波数及び振幅で、前記音響光学素子に交流電圧を印加するビーム振り分け装置が提供される。 Further, according to another aspect of the present invention, when an alternating voltage is applied, the traveling direction of the incident laser beam is changed, the deflection angle depends on the frequency of the applied alternating voltage, and the deflection efficiency is By instructing the acoustooptic device that depends on the amplitude of the applied AC voltage, the emission direction, and the physical quantity that determines the deflection efficiency, the laser beam is directed in the commanded direction with the commanded deflection efficiency. A driver that applies an AC voltage to the acoustooptic element so as to be deflected; and a storage area that stores a physical quantity that determines deflection efficiency in association with each of a plurality of emission directions; And a control device that commands the emission direction from the control unit, and when the driver is instructed by the control device a physical quantity that determines the emission direction and the deflection efficiency, And a beam distribution device for applying an AC voltage to the acoustooptic device at a frequency and an amplitude such that the deflection efficiency is the deflection efficiency associated with the emission direction stored in the storage area. Provided.
更に、本発明の他の観点によれば、入射するレーザビームの偏向角を変化させることにより、複数の経路から1つの経路を選択して、選択された経路に沿ってレーザビームを出射し、偏向角ごとに偏向効率を設定することができるビーム振り分け装置と、被照射物を保持するステージと、前記ビーム振り分け装置の出射側の複数の経路の各々に対応して配置され、対応する経路に沿って伝搬するレーザビームを、前記ステージに保持された被照射物に入射させる照射光学系とを有し、前記ビーム振り分け装置は、通過するときのレーザビームの減衰量が相対的に大きな前記照射光学系に対応する経路に沿ってレーザビームを出射させるときには、偏向効率を相対的に大きくする多軸レーザ照射装置が提供される。 Furthermore, according to another aspect of the present invention, by changing the deflection angle of the incident laser beam, one path is selected from a plurality of paths, and the laser beam is emitted along the selected path. A beam distribution device that can set the deflection efficiency for each deflection angle, a stage that holds the object to be irradiated, and a plurality of paths on the emission side of the beam distribution device are arranged corresponding to each of the corresponding paths. An irradiation optical system that makes a laser beam propagating along the irradiation object incident on an object to be irradiated held on the stage, and the beam distribution device has a relatively large attenuation amount of the laser beam when passing therethrough. When a laser beam is emitted along a path corresponding to the optical system, a multi-axis laser irradiation device that relatively increases the deflection efficiency is provided.
本発明によれば、ビームの振り分けにあたって、偏向効率の制御を行うことのできるビーム振り分け装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the beam distribution apparatus which can control deflection | deviation efficiency can be provided in the case of beam distribution.
また、ビームの振り分けにあたって、偏向効率の制御を行うことのできる多軸レーザ照射装置を提供することができる。 In addition, it is possible to provide a multi-axis laser irradiation apparatus capable of controlling the deflection efficiency in beam distribution.
図1は、第1の実施例によるレーザ加工装置を示す概略図である。 FIG. 1 is a schematic view showing a laser processing apparatus according to the first embodiment.
第1の実施例によるレーザ加工装置は、レーザ光源20、音響光学偏向器(AOD)22、偏向角拡大器23、ビームダンパ24、反射鏡25a〜h、ガルバノスキャナ26a〜d、fθレンズ27a〜d、軸移動機構28、29、及び、制御装置30を含んで構成される。
The laser processing apparatus according to the first embodiment includes a
制御装置30から送信されるトリガー信号を契機として、レーザ光源20、たとえば炭酸ガスレーザからパルスレーザビームLbが出射する。パルスレーザビームLbは、音響光学偏向器(AOD)22に入射する。
In response to a trigger signal transmitted from the
図に示すように、音響光学偏向器(AOD)22を用いて、入射したレーザビームLbを、例えば5つの光軸に振り分けることができる。レーザビームLbは、音響光学偏向器(AOD)22に電気信号(高周波電圧)RFが印加されない場合は、そのまま光軸Iに沿って出射する。音響光学偏向器(AOD)22にある周波数(周波数faとする)の電気信号RFが印加された場合は、一部がある回折角で回折して光軸Iaに沿って伝搬するレーザビームLbaが出射される。同様に、音響光学偏向器(AOD)22に、faと異なる周波数fb、fc、fdの電気信号RFが印加された場合は、それぞれ光軸Ib、Ic、Idに沿って伝搬するレーザビームLbb、Lbc、Lbdが出射される。 As shown in the figure, an incident laser beam Lb can be distributed to, for example, five optical axes using an acousto-optic deflector (AOD) 22. The laser beam Lb is emitted along the optical axis I as it is when no electrical signal (high frequency voltage) RF is applied to the acoustooptic deflector (AOD) 22. When an electrical signal RF having a frequency (referred to as frequency fa) is applied to the acousto-optic deflector (AOD) 22, a laser beam Lba that is diffracted at a certain diffraction angle and propagates along the optical axis Ia is generated. Emitted. Similarly, when electrical signals RF having frequencies fb, fc, and fd different from fa are applied to the acousto-optic deflector (AOD) 22, laser beams Lbb that propagate along the optical axes Ib, Ic, and Id, respectively. Lbc and Lbd are emitted.
光軸IaとIbとのなす角、光軸IbとIcとのなす角、及び光軸IcとIdとのなす角は、たとえばすべて0.66°である。 The angle formed by the optical axes Ia and Ib, the angle formed by the optical axes Ib and Ic, and the angle formed by the optical axes Ic and Id are all 0.66 °, for example.
電気信号RFは、制御装置30からの制御信号に基づいて印加される。
The electrical signal RF is applied based on a control signal from the
音響光学偏向器(AOD)22を出射したパルスレーザビームは、偏向角拡大器23に入射する。偏向角拡大器23は、光軸Ia〜Idに沿い、隣り合って入射するビームのなす角度(隣り合う入射ビーム間の角度)よりも、それらのビームが出射するときに、隣り合って出射されるビームのなす角度(隣り合う出射ビーム間の角度)が大きくなるようにして、レーザビームを出射する。偏向角拡大器23については、次図を参照して詳述する。
The pulse laser beam emitted from the acousto-optic deflector (AOD) 22 is incident on the
音響光学偏向器(AOD)22に電気信号RFが印加されない場合に、光軸Iに沿って偏向角拡大器23に入射したレーザビームは、ビームダンパ24に入射する。本図には、偏向角拡大器23を経由してビームダンパ24に入射させる例を示したが、偏向角拡大器23を介さないで入射させてもよい。
When the electrical signal RF is not applied to the acousto-optic deflector (AOD) 22, the laser beam incident on the
偏向角拡大器23を出射したレーザビームは、光軸Iaa〜Iddのいずれか1つに沿って進行し、それぞれ反射鏡25a〜d、ガルバノスキャナ26a〜d、及びfθレンズ27a〜dを経て、加工対象物であるプリント基板33または34に入射する。
The laser beam emitted from the
プリント基板33及び34は、XYステージ31上に、チャックプレート32によって固定されている。プリント基板33には、光軸Iaa及びIbbに沿って進行するレーザビームが入射し、プリント基板34には、光軸Icc及びIddに沿って進行するレーザビームが入射する。XYステージ31は、プリント基板33及び34を、基板に平行な面内に移動させることができる。
The printed
ガルバノスキャナ26a及びXYステージ31の動作により、光軸Iaaに沿って進行するレーザビームが、プリント基板33のすべての加工位置に入射可能であるように、ガルバノスキャナ26a、fθレンズ27a、XYステージ31、及びプリント基板33が配置されている。
By the operation of the
同様に、ガルバノスキャナ26c及びXYステージ31の動作により、光軸Iccに沿って進行するレーザビームが、プリント基板34のすべての加工位置に入射可能であるように、ガルバノスキャナ26c、fθレンズ27c、XYステージ31、及びプリント基板34が配置されている。
Similarly, by the operation of the
光路Ibbに沿って進行するレーザビームは、3枚の反射鏡25b、25e、25fで反射された後、ガルバノスキャナ26bで走査され、fθレンズ27bで集光されて、プリント基板33に入射する。軸移動機構28は、制御装置30からの制御信号に基づき、反射鏡25f、ガルバノスキャナ26b及びfθレンズ27bを、たとえばプリント基板33(XYステージの基板載置面)の面内方向に移動させることができる。
The laser beam traveling along the optical path Ibb is reflected by the three reflecting
また、光路Iddに沿って進行するレーザビームは、3枚の反射鏡25d、25g、25hで反射された後、ガルバノスキャナ26dで走査され、fθレンズ27dで集光されて、プリント基板34に入射する。軸移動機構29は、制御装置30からの制御信号に基づき、反射鏡25h、ガルバノスキャナ26d及びfθレンズ27dを、たとえばプリント基板34(XYステージの基板載置面)の面内方向に移動させることができる。
The laser beam traveling along the optical path Idd is reflected by the three reflecting
本図に示したレーザ加工装置は、1パネルにつき加工軸を2軸有する2パネル4軸のレーザ加工装置である。軸移動機構28、29により1パネルにつき1軸をプリント基板33、34の面内方向に移動することが可能であるため、パネルサイズや配線パタンに応じて、加工に最適となるように、2軸間の距離を調整することができる。
The laser processing apparatus shown in this figure is a two-panel four-axis laser processing apparatus having two processing axes per panel. Since one axis per panel can be moved in the in-plane direction of the printed
なお、第1の実施例によるレーザ加工装置においては、音響光学偏向器(AOD)22を出射した後、加工対象物33,34に入射するまでのレーザビームの光路上に、アッテネータ等のビームエネルギ調整装置が配置されていない。この点に関しては、後に図7を参照して説明する。 In the laser processing apparatus according to the first embodiment, the beam energy of an attenuator or the like is on the optical path of the laser beam after being emitted from the acousto-optic deflector (AOD) 22 and entering the processing objects 33 and 34. The adjusting device is not arranged. This will be described later with reference to FIG.
図2は、偏向角拡大器23の一例を示す概略図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of the
偏向角拡大器23は、たとえば光取り出し窓41a〜dを備えた2枚の反射鏡で構成される平行ミラー40を含む。2枚の反射鏡は、鏡面が対向するように配置される。本図を用いて、音響光学偏向器(AOD)22でそれぞれ異なる角度に偏向され偏向角拡大器23に入射するレーザビームLba〜Lbdの光路について説明する。なお、音響光学偏向器(AOD)22によって与えられた偏向角はLbaが最も小さく、Lbb、Lbc、Lbdの順に大きくなるものとする。
The
音響光学偏向器(AOD)22で偏向されたレーザビームLba〜Lbdは、光導入窓42を通して2枚の反射鏡間に導かれ、それらの間で繰り返し反射されて、光取り出し窓41a〜d近傍まで進行する。
The laser beams Lba to Lbd deflected by the acousto-optic deflector (AOD) 22 are guided between the two reflecting mirrors through the
光取り出し窓41a及び41bは、一方の反射鏡に形成され、光取り出し窓41c及び41dは、他方の反射鏡に形成される。
The
レーザビームLba、Lbb、Lbc、Lbdは、それぞれ光取り出し窓41a、41c、41b、41dから出射する。光取り出し窓41a〜dは、光透過領域を制限するマスクを兼ねており、レーザビームLba〜Lbdの広がりに起因する重なり部分がある場合、重なり部分をカットする。なお、光取り出し窓41a〜dの周囲は、カットされた重なり部分が反射されないように、無反射コーティングが施されている。
Laser beams Lba, Lbb, Lbc, and Lbd are emitted from the
レーザビームLba、Lbb、Lbc、Lbdは、たとえば平行ミラー40外部の反射鏡を用いて、それぞれ図1に示した光路Iaa、Icc、Ibb、Iddに導かれる。平行ミラー40外部の反射鏡は、たとえば本図の上側に配置され、レーザビームLbb及びLbdとを図の下側に反射する。
The laser beams Lba, Lbb, Lbc, and Lbd are respectively guided to the optical paths Iaa, Icc, Ibb, and Idd shown in FIG. 1 using a reflecting mirror outside the
音響光学偏向器(AOD)22からたとえば偏向角差1.32°で出射されるレーザビームLbaとLbcとが、偏向角拡大器23から隣り合って出射されるため、偏向角拡大器23から出射する、隣り合うビーム間の角度を、たとえば1.32°とすることができる。なお、図の上側に配置される外部反射鏡の配置角度により、レーザビームLbcと、レーザビームLbb、Lbdとの出射方向間の角度は任意に、たとえばそれぞれ1.32°、2.64°に調整することができる。
Laser beams Lba and Lbc emitted from the acousto-optic deflector (AOD) 22 with a deflection angle difference of 1.32 °, for example, are emitted from the
第1の実施例によるレーザ加工装置は、音響光学偏向器(AOD)を用いた2パネル4軸のレーザ加工装置である。 The laser processing apparatus according to the first embodiment is a two-panel four-axis laser processing apparatus using an acousto-optic deflector (AOD).
図3は、偏向角拡大器23の他の例を示す概略図である。
FIG. 3 is a schematic view showing another example of the
焦点距離の異なる2枚の凸レンズを用いて偏向角拡大器23を構成することもできる。
The
焦点距離f1の第1凸レンズ61は、ビームの入射側に配置され、焦点距離f2の第2凸レンズ62は、ビームの出射側に配置される。2枚の凸レンズ61、62の焦点距離は、f1>f2の関係を満たす。第1及び第2凸レンズ61、62は、光軸合わせが行われている。
The first
音響光学偏向器(AOD)を偏向角差θ1、たとえば0.66°で出射したレーザビームLba及びLbbが第1凸レンズ61、第2凸レンズ62をこの順に透過する。入射時のレーザビームLbaのビーム径、出射時のレーザビームLbaのビーム径を、それぞれD1、D2とし、第2凸レンズ62を出射するときのレーザビームLbaとLbbの出射方向のなす角をθ2とすると、以下の式(1)が成立する。
Laser beams Lba and Lbb emitted from an acousto-optic deflector (AOD) with a deflection angle difference θ 1 , for example, 0.66 °, pass through the first
θ2/θ1=f1/f2=D1/D2 ・・・(1)
f1>f2より、θ2>θ1となる。偏向角拡大器23に入射するレーザビームLba及びLbbは、入射時に進行方向のなす角θ1よりも大きい角度差θ2で出射されることがわかる。
θ 2 / θ 1 = f 1 / f 2 = D 1 / D 2 (1)
From f 1 > f 2 , θ 2 > θ 1 is satisfied. It can be seen that the laser beams Lba and Lbb incident on the
図4(A)〜(E)を参照して、実施例によるレーザ加工方法を説明する。 The laser processing method according to the embodiment will be described with reference to FIGS.
図4(A)は、加工対象物であるプリント基板33、34の一部を示す概略的な断面図である。
FIG. 4A is a schematic cross-sectional view showing a part of the printed
プリント基板33、34は、銅層52上にエポキシ樹脂層(絶縁層)51が形成され、エポキシ樹脂層51上に銅層(金属層)50が形成された構造を有する。実施例によるレーザ加工方法においては、まず、黒化処理を施した銅層50表面上からプリント基板33、34に1ショットのパルスレーザビームを入射させて、銅層50を貫通しエポキシ樹脂層51を底面に露出させる穴を形成する。続いて、銅層50を貫通する穴を通してエポキシ樹脂層51に、1ショットまたは複数ショットのパルスレーザビームを入射させて、エポキシ樹脂層51を貫通し、底面に銅層50を露出させる穴を形成する。
The printed
図4(B)を参照して、エポキシ樹脂層51の穴開け加工について説明する。
With reference to FIG. 4 (B), the drilling process of the
エポキシ樹脂層51の穴開け加工は、図1に示したIaa〜Iddの4つの光路に沿って入射したパルスレーザビームによって銅層52を貫通する穴が形成された後、露出したエポキシ樹脂層51にパルスレーザビームを照射することにより行う。
Drilling of the
エポキシ樹脂層51に入射させるパルスレーザビームは、たとえばレーザ光源から出射した1ショットのパルスレーザビームを時間軸に沿って4分割することによって得る。たとえば図4(B)に示すように、エネルギの安定性の悪い立ち上がり及び立ち下がり時間を除いて、音響光学偏向器(AOD)に高周波電圧を印加して周波数を変化させ、1ショットを4分割し、分割された4つのレーザパルスをそれぞれ光路Iaa〜Iddに導入する。
The pulse laser beam incident on the
レーザ光源から出射された4ショットのパルスレーザビームを用いるのではなく、1ショットのビームを4分割してエポキシ樹脂層51に入射させ穴開け加工を行うため、エポキシ樹脂層51の加工時間を短くすることができる。
Rather than using a four-shot pulse laser beam emitted from a laser light source, the one-shot beam is divided into four parts and incident on the
図4(C)〜(E)を参照して、銅層50の穴開け加工について説明する。
With reference to FIG.4 (C)-(E), the drilling process of the
図4(C)を参照する。 Reference is made to FIG.
エポキシ樹脂層51の加工と同様に、銅層50の加工においても、レーザ光源から出射された1ショットのパルスレーザビームを、音響光学偏向器(AOD)により時間軸に沿って4分割し、光路Iaa〜Iddに振り分ければよいとも考えられる。しかし、銅はエポキシ樹脂と比較して加工性が悪いため、銅層50に穴を開ける際には、エポキシ樹脂層51に穴を開ける際よりも多くのエネルギを必要とする。
Similar to the processing of the
そこで図4(C)に示すように、繰り返し周波数を一定とする条件のもとで、パルス幅を長くし、銅層50の穴開け加工に必要なエネルギを確保する方法が考えられる。
Therefore, as shown in FIG. 4C, a method is conceivable in which the pulse width is increased and the energy necessary for drilling the
図4(D)は、繰り返し周波数を一定とする条件のもとで、デューティとパルスエネルギとの関係を概略的に示したグラフである。 FIG. 4D is a graph schematically showing the relationship between the duty and the pulse energy under the condition that the repetition frequency is constant.
このグラフからわかるように、ある一定のデューティの範囲を超えると、デューティが大きくなるにつれパルスエネルギが小さくなる。したがって、前述のように、銅層50の穴開け加工に必要なエネルギを確保するためにパルス幅を長くしたとしても、十分な加工エネルギを得られない場合が生じる。
As can be seen from this graph, when a certain duty range is exceeded, the pulse energy decreases as the duty increases. Therefore, as described above, even if the pulse width is increased in order to ensure the energy necessary for drilling the
図4(E)を参照する。 Reference is made to FIG.
このため、実施例によるレーザ加工方法においては、1ショットのパルスレーザビームを時間軸に沿って2分割し、銅層50の加工を行う。たとえば1ショットめについては、音響光学偏向器(AOD)を用いて、2分割したレーザパルスを所定の方向に偏向させ、光路Iaa及びIccに沿って、銅層50表面からプリント基板33、34に入射させ、入射位置の銅層50を貫通する穴を開ける。また、2ショットめについては、音響光学偏向器(AOD)を用いて、2分割したレーザパルスを、光路Ibb及びIddに沿って、銅層50表面からプリント基板33、34に入射させ、入射位置の銅層50を貫通する穴を開ける。
For this reason, in the laser processing method according to the embodiment, the one-shot pulse laser beam is divided into two along the time axis, and the
3ショットめは4分割する。音響光学偏向器(AOD)に異なる周波数の高周波電圧を印加することにより、分割されたレーザパルスは、光路Iaa〜Iddを進行する。レーザパルスは、プリント基板33,34の、銅層50に形成された穴を通してエポキシ樹脂層51に入射し、エポキシ樹脂層51を貫通し、銅層52を底面に露出する穴を形成する。
The third shot is divided into four. By applying high-frequency voltages of different frequencies to the acousto-optic deflector (AOD), the divided laser pulses travel in the optical paths Iaa to Idd. The laser pulse enters the
銅層50加工時とエポキシ樹脂層51加工時とで、パルスレーザビームの分割数を異ならせ、適切なエネルギのビームを照射するため、良好な加工品質で加工を行うことができる。
Since the number of divisions of the pulse laser beam is made different between the processing of the
図5は、第2の実施例によるレーザ加工装置を示す概略図である。 FIG. 5 is a schematic view showing a laser processing apparatus according to the second embodiment.
第2の実施例によるレーザ加工装置は、レーザ光源20、音響光学偏向器(AOD)22、シリンドリカルレンズ65、66a〜66d、透光領域(スリット)を有するマスク69、反射鏡25a〜25d、ガルバノスキャナ26a〜26d、fθレンズ27a〜27d、及び、制御装置30、を含んで構成される。
The laser processing apparatus according to the second embodiment includes a
レーザ光源20からパルスレーザビームLbが出射する。パルスレーザビームLbは、音響光学偏向器(AOD)22に入射する。音響光学偏向器(AOD)22は、制御装置30によって印加される高周波電圧RFの周波数にしたがい、入射したレーザビームLbに異なる偏向角を与えて、たとえば時間軸に沿って4分割し、それぞれ図面面内方向において、異なる4方向に出射する。
A pulsed laser beam Lb is emitted from the
音響光学偏向器(AOD)22を出射した4本のレーザビームLba〜Lbdは、たとえば長さ方向が図面垂直方向と平行に配置されたシリンドリカルレンズ65に入射し、図面面内で幅狭となるように集光されて、集光位置に配置されたマスク69の異なるスリットに入射する。マスク69の異なるスリットを透過することで、4本のレーザビームLba〜Lbdは互いに分離される。
The four laser beams Lba to Lbd emitted from the acoustooptic deflector (AOD) 22 enter, for example, a
反射鏡25a〜25dはマスク69の直後に配置され、それぞれレーザビームLba〜Lbdを相互に異なる方向に反射する。シリンドリカルレンズ66a〜66dは、それぞれ反射鏡25a〜25dで反射されたレーザビームLba〜Lbdの光路上に配置される。シリンドリカルレンズ66a〜66dに入射したレーザビームLba〜Lbdは、たとえば断面形状が円形の平行光として出射される。
The reflecting mirrors 25a to 25d are arranged immediately after the
シリンドリカルレンズ66a〜66dを出射したレーザビームLba〜Lbdは、折り返しミラーで反射され、それぞれガルバノスキャナ26a〜26d、fθレンズ27a〜27dを経て、プリント基板33、34に照射される。プリント基板33、34は、チャックプレート32で、XYステージ31上に固定されている。
The laser beams Lba to Lbd emitted from the
第2の実施例によるレーザ加工装置も、第1の実施例によるレーザ加工装置と同様に、音響光学偏向器(AOD)に入射したレーザビームを時間軸に沿って分割し、異なる偏向角で出射させることによって、加工対象物の異なる位置を、ほぼ同時に加工することができる。 Similarly to the laser processing apparatus according to the first embodiment, the laser processing apparatus according to the second embodiment divides the laser beam incident on the acousto-optic deflector (AOD) along the time axis and emits it at different deflection angles. By doing so, different positions of the object to be processed can be processed almost simultaneously.
音響光学偏向器(AOD)によってたとえば異なる4方向にレーザビームを出射した場合であっても、各ビームを分離して加工対象物に照射することができる。 Even when a laser beam is emitted in, for example, four different directions by an acousto-optic deflector (AOD), each beam can be separated and irradiated onto a workpiece.
第2の実施例によるレーザ加工装置においては、音響光学偏向器(AOD)22で偏向されたレーザビームがシリンドリカルレンズ65に入射するように、音響光学偏向器(AOD)22及びシリンドリカルレンズ65を配置したが、シリンドリカルレンズ65を透過したレーザビームが音響光学偏向器(AOD)22に入射するように両者を配置してもよい。
In the laser processing apparatus according to the second embodiment, the acoustooptic deflector (AOD) 22 and the
図5に示した第2の実施例によるレーザ加工装置において、シリンドリカルレンズ65に替えて凸レンズを用いるのは好ましくない。レーザビームが小さなスポットに集光されるため、たとえば凸レンズと加工対象物との中間に反射ミラーやガルバノスキャナを配置した場合、中間に配置されたそれらのミラーに損傷を生じさせる場合がある。
In the laser processing apparatus according to the second embodiment shown in FIG. 5, it is not preferable to use a convex lens instead of the
なお、第1の実施例と同様に、第2の実施例によるレーザ加工装置においても、音響光学偏向器(AOD)22を出射した後、加工対象物33,34に入射するまでのレーザビームの光路上に、アッテネータ等のビームエネルギ調整装置が配置されていない。この点に関しては、後に図7を参照して説明する。
Similar to the first embodiment, in the laser processing apparatus according to the second embodiment, the laser beam emitted from the acousto-optic deflector (AOD) 22 until it enters the
図6は、第3の実施例によるレーザ加工装置を示す概略図である。 FIG. 6 is a schematic view showing a laser processing apparatus according to the third embodiment.
第3の実施例によるレーザ加工装置は、レーザ光源20、凸レンズ67、音響光学偏向器(AOD)22、凹レンズ68、及び、制御装置30を含んで構成される。
The laser processing apparatus according to the third embodiment includes a
レーザ光源20からパルスレーザビームLbが出射する。パルスレーザビームLbは、ある広がり角で広がりながら進行し、凸レンズ67に入射する。凸レンズ67は、パルスレーザビームLbを収束させて出射する。パルスレーザビームLbは、収束しながら進行し、音響光学偏向器(AOD)22に入射する。音響光学偏向器(AOD)22は、制御装置30によって印加される高周波電圧RFの周波数にしたがい、入射したレーザビームLbに異なる偏向角を与えて、たとえば時間軸に沿って4分割し、それぞれ異なる4方向に出射する。隣り合って出射されるレーザビームの出射方向のなす角は一定である。当該角度をθ3とする。
A pulsed laser beam Lb is emitted from the
音響光学偏向器(AOD)22を出射したレーザビームは、凹レンズ68に入射する。凹レンズ68は、隣り合って出射されるレーザビーム(中心光線)の出射方向のなす角度(θ4とする。)を、隣り合って入射するレーザビーム(中心光線)の入射方向のなす角度(θ3)よりも大きくして(θ4>θ3)、レーザビームLba〜Lbdを出射する。レーザビームLba〜Lbdは、たとえばすべて平行ビームである。
The laser beam emitted from the acousto-optic deflector (AOD) 22 enters the
図6における凹レンズ68以降の光学系には、たとえば図1における反射鏡25a〜d、ガルバノスキャナ26a〜d、及びfθレンズ27〜dを含む光学系を採用することができる。
As the optical system after the
第3の実施例によるレーザ加工装置も、第1及び第2の実施例によるレーザ加工装置と同様に、音響光学偏向器(AOD)に入射したレーザビームを、時間軸に沿って分割し、異なる偏向角で出射させることによって、加工対象物の異なる位置を、ほぼ同時に加工することができる。音響光学偏向器(AOD)によってたとえば異なる4方向にレーザビームを出射した場合であっても、各ビームを分離して加工対象物に照射することが可能である。 The laser beam machining apparatus according to the third embodiment is also different from the laser beam machining apparatus according to the first and second embodiments by dividing the laser beam incident on the acousto-optic deflector (AOD) along the time axis. By emitting at a deflection angle, different positions of the workpiece can be processed almost simultaneously. For example, even when laser beams are emitted in four different directions by an acousto-optic deflector (AOD), each beam can be separated and irradiated onto a workpiece.
なお、凸レンズ67は、比較的長い焦点距離、たとえば数十cm以上の焦点距離を備え、音響光学偏向器(AOD)に入射するレーザビームをたとえば平行光に近い状態とすることが望ましい。焦点距離が短い場合には、レーザビームが音響光学偏向器(AOD)を透過する際に、ビームサイズが小さくなり、光密度が大きくなって、音響光学偏向器(AOD)に損傷が生じることがある。また、焦点距離が短いと、収束の度合いの大きいビームが音響光学偏向器(AOD)に入射するため、回折効率が低下する場合もある。
The
更に、凹レンズ68透過後のビームは、必ずしも平行ビームとしなくてもよい。たとえば、緩やかに収束するビームとなるように、光学系を形成することもできる。
Furthermore, the beam after passing through the
また、第3の実施例によるレーザ加工装置においては、ビームを収束させる光学部材とビームを発散させる(分離角度を大きくする)光学部材の組み合わせとして、凸レンズと凹レンズの組み合わせを用いたが、たとえば凸シリンドリカルレンズと凹シリンドリカルレンズの組み合わせや、凹面鏡と凸面鏡の組み合わせを用いることも可能である。凸レンズと凸面鏡、凹面鏡と凹レンズを組み合わせてもよい。 In the laser processing apparatus according to the third embodiment, a combination of a convex lens and a concave lens is used as a combination of an optical member for converging the beam and an optical member for diverging the beam (increasing the separation angle). It is also possible to use a combination of a cylindrical lens and a concave cylindrical lens, or a combination of a concave mirror and a convex mirror. A convex lens and a convex mirror, or a concave mirror and a concave lens may be combined.
凸シリンドリカルレンズと凹シリンドリカルレンズの組み合わせを用いる場合には、たとえば両シリンドリカルレンズの長さ方向が、ともに図6の紙面に垂直な方向と平行になるように、2つのシリンドリカルレンズを配置する。このように配置した場合、凸シリンドリカルレンズに入射したレーザビームは、図6の紙面面内において収束しながら出射され、凹シリンドリカルレンズに入射したレーザビームは、図6の紙面面内において隣り合って出射する中心光線間の角度が、隣り合って入射する中心光線間の角度よりも大きくなるように出射される。 When a combination of a convex cylindrical lens and a concave cylindrical lens is used, for example, two cylindrical lenses are arranged so that the length directions of both cylindrical lenses are parallel to the direction perpendicular to the paper surface of FIG. In this arrangement, the laser beam incident on the convex cylindrical lens is emitted while converging in the plane of the paper of FIG. 6, and the laser beam incident on the concave cylindrical lens is adjacent in the plane of the paper of FIG. The light is emitted so that the angle between the central rays that are emitted is larger than the angle between the central rays that are adjacent to each other.
なお、第1及び第2の実施例と同様に、第3の実施例によるレーザ加工装置においても、音響光学偏向器(AOD)22を出射した後、加工対象物33,34に入射するまでのレーザビームの光路上に、アッテネータ等のビームエネルギ調整装置は配置されていない。
As in the first and second embodiments, in the laser processing apparatus according to the third embodiment, the laser beam is emitted from the acousto-optic deflector (AOD) 22 and then enters the
図7を参照して、音響光学偏向器(AOD)22を制御する制御装置30について詳述する。
With reference to FIG. 7, the
制御装置30は、ドライバ30a及び制御回路30bを含んで構成される。制御回路30bは、ドライバ30aとの関係では、少なくともドライバ30aに、ポート選択信号を与える。ポート選択信号とは、音響光学偏向器(AOD)22に入射するレーザビームLbを、Ia〜Idのいずれの光軸に沿って出射するかについて指示する信号である。
The
ドライバ30aは、与えられたポート選択信号に基づいて、高周波の電気信号RFを音響光学偏向器(AOD)22に印加する。
The
前述のように、電気信号RFの周波数によって、音響光学偏向器(AOD)22が入射レーザビームLbに与える偏向角(音響光学偏向器(AOD)22を出射するレーザビームの光路Ia〜Id)が定められる。また、音響光学偏向器(AOD)22に入射するレーザビームの強度、及び、電気信号RFの振幅により、音響光学偏向器(AOD)22を出射するレーザビームの強度が定められる。電気信号RFの振幅が大きいほど、音響光学偏向器(AOD)22を出射するレーザビームの強度は強くなる。 As described above, the deflection angles (the optical paths Ia to Id of the laser beam emitted from the acoustooptic deflector (AOD) 22) that the acoustooptic deflector (AOD) 22 gives to the incident laser beam Lb depending on the frequency of the electrical signal RF. Determined. The intensity of the laser beam emitted from the acousto-optic deflector (AOD) 22 is determined by the intensity of the laser beam incident on the acousto-optic deflector (AOD) 22 and the amplitude of the electric signal RF. The intensity of the laser beam emitted from the acousto-optic deflector (AOD) 22 increases as the amplitude of the electrical signal RF increases.
音響光学偏向器(AOD)22を出射するレーザビームの強度と、音響光学偏向器(AOD)22に入射するレーザビームの強度の比((音響光学偏向器(AOD)22を出射するレーザビームの強度)/(音響光学偏向器(AOD)22に入射するレーザビームの強度))を偏向効率という。一定強度のレーザビームが音響光学偏向器(AOD)22に入射し、同じ振幅の電気信号RFが音響光学偏向器(AOD)22に印加された場合であっても、レーザビームに与えられる偏向角(電気信号RFの周波数)によって、偏向効率は異なる。電気信号RFの周波数が同一の場合であれば、偏向効率は電気信号RFの振幅に依存する。 Ratio of the intensity of the laser beam emitted from the acousto-optic deflector (AOD) 22 and the intensity of the laser beam incident on the acousto-optic deflector (AOD) 22 ((the laser beam emitted from the acousto-optic deflector (AOD) 22) (Intensity) / (Intensity of laser beam incident on acousto-optic deflector (AOD) 22)) is referred to as deflection efficiency. Even when a laser beam of constant intensity is incident on an acousto-optic deflector (AOD) 22 and an electric signal RF having the same amplitude is applied to the acousto-optic deflector (AOD) 22, a deflection angle applied to the laser beam. The deflection efficiency varies depending on (the frequency of the electric signal RF). If the frequency of the electrical signal RF is the same, the deflection efficiency depends on the amplitude of the electrical signal RF.
各実施例に含まれる制御装置30のドライバ30aは、制御回路30bから与えられたポート選択信号に応じて、各ポート(音響光学偏向器(AOD)22を出射するビームの出射方向、偏向角)ごとにあらかじめ定められ、ドライバ30a内のメモリに記憶された偏向効率にしたがって、電気信号RFを音響光学偏向器(AOD)22に送信する。送信される電気信号RFの周波数は、選択されるポートにより定まる。また、電気信号RFの振幅は、選択されるポートごとに独立に定められ、記憶されている所定の偏向効率により定まる。
The
偏向効率は、たとえば図1に示したレーザ加工装置において、光路Iaa〜Iddを進行したレーザビームが、プリント基板33,34に照射されるにあたって、加工面におけるビーム強度が加工に適当であり、かつ、光路ごとに同一となるように、あらかじめ決定される。
For example, in the laser processing apparatus shown in FIG. 1, the deflection efficiency is such that the beam intensity on the processing surface is appropriate for processing when the laser beam traveling on the optical paths Iaa to Idd is irradiated onto the printed
図1に示す場合であれば、偏向角拡大器23を出射後、プリント基板33,34に入射するまでに介在する光学部材が多い分、レーザビームの減衰量が相対的に大きいため、光路Ibb及びIddに対応するポートに対しては、あらかじめ相対的に大きな偏向効率が設定される。
In the case shown in FIG. 1, the amount of attenuation of the laser beam is relatively large due to the presence of many optical members after exiting the
実施例によるレーザ加工装置は、たとえば各加工位置で同一の、加工に適当なビーム強度となるように偏向効率が定められているため、音響光学偏向器(AOD)22を出射後のレーザビームの光路上に、アッテネータのようなビームエネルギ調整装置を配置する必要がない。このため装置の構成要素を少なくすることができる。 In the laser processing apparatus according to the embodiment, for example, the deflection efficiency is determined so that the beam intensity is the same at each processing position and suitable for processing. Therefore, the laser beam emitted from the acousto-optic deflector (AOD) 22 is emitted. There is no need to arrange a beam energy adjusting device such as an attenuator on the optical path. For this reason, the component of an apparatus can be decreased.
なお、ドライバ30a内のメモリに偏向効率を記憶させるのでなく、偏向効率を決定する物理量として、たとえば振幅そのものを記憶させてもよい。更に、ドライバ30a内でなく、制御回路30b内に偏向効率を決定する物理量を記憶させたメモリを設け、制御回路30bからドライバ30aに、ポート選択信号とともに、選択されたポートにおける偏向効率を与える構成を採用することもできる。
Instead of storing the deflection efficiency in the memory in the
以上、実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者には自明であろう。 As mentioned above, although this invention was demonstrated along the Example, this invention is not limited to these. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.
ビーム振り分け装置は、ビームを振り分ける構造を備える様々な装置に利用することができる。 The beam distribution device can be used for various devices having a structure for distributing beams.
また、多軸レーザ照射装置は、レーザ加工一般、たとえばレーザ穴開け加工に利用することができる。 The multi-axis laser irradiation apparatus can be used for general laser processing, for example, laser drilling.
10 音響光学偏向器(AOD)
20 レーザ光源
21 凸レンズ
22 音響光学偏向器(AOD)
23 偏向角拡大器
24 ビームダンパ
25a〜h 反射鏡
26a〜d ガルバノスキャナ
27a〜d fθレンズ
28、29 軸移動機構
30 制御装置
30a ドライバ
30b 制御回路
31 XYステージ
32 チャックプレート
33、34 プリント基板
40 平行ミラー
41a〜d 光取り出し窓
42 光導入窓
50、52 銅層
51 エポキシ樹脂層
61 第1凸レンズ
62 第2凸レンズ
65 シリンドリカルレンズ
67 凸レンズ
68 凹レンズ
10 Acousto-optic deflector (AOD)
20 Laser light source 21
23
Claims (3)
出射方向を指令されることにより、指令された方向にレーザビームを偏向させるように前記音響光学素子に交流電圧を印加するドライバと、
前記ドライバに、前記音響光学素子からの出射方向を指令する制御装置と
を有し、
前記ドライバは、複数の出射方向の各々に対応付けて、偏向効率を決定する物理量を記憶する記憶領域を含み、前記制御装置から出射方向が指令されると、出射方向が、指令された方向になり、かつ偏向効率が、該記憶領域に記憶されている当該出射方向に対応付けられた偏向効率になるように、周波数及び振幅を決定し、前記音響光学素子に交流電圧を印加するビーム振り分け装置。 An AC voltage is applied to change the traveling direction of the incident laser beam, the deflection angle depends on the frequency of the applied AC voltage, and the deflection efficiency depends on the amplitude of the applied AC voltage. An optical element;
A driver that applies an AC voltage to the acoustooptic device to deflect the laser beam in the commanded direction by commanding the emission direction;
A control device for instructing the direction of emission from the acoustooptic device to the driver;
The driver includes a storage area that stores a physical quantity that determines deflection efficiency in association with each of a plurality of emission directions, and when the emission direction is commanded from the control device, the emission direction is set to the commanded direction. And a beam distribution device that determines the frequency and amplitude so that the deflection efficiency is the deflection efficiency associated with the emission direction stored in the storage area, and applies an AC voltage to the acoustooptic device .
出射方向、及び、偏向効率を決定する物理量を指令されることにより、指令された方向に、指令された偏向効率で、レーザビームを偏向させるように前記音響光学素子に交流電圧を印加するドライバと、
複数の出射方向の各々に対応付けて、偏向効率を決定する物理量を記憶する記憶領域を含み、前記ドライバに、前記音響光学素子からの出射方向を指令する制御装置と
を有し、
前記ドライバは、前記制御装置から出射方向、及び、偏向効率を決定する物理量が指令されると、出射方向が、指令された方向になり、かつ偏向効率が、該記憶領域に記憶されている当該出射方向に対応付けられた偏向効率になるような、周波数及び振幅で、前記音響光学素子に交流電圧を印加するビーム振り分け装置。 An AC voltage is applied to change the traveling direction of the incident laser beam, the deflection angle depends on the frequency of the applied AC voltage, and the deflection efficiency depends on the amplitude of the applied AC voltage. An optical element;
A driver that applies an AC voltage to the acoustooptic device so as to deflect the laser beam in the commanded direction with the commanded deflection efficiency by commanding a physical quantity that determines the emission direction and the deflection efficiency; ,
A storage area that stores a physical quantity that determines deflection efficiency in association with each of a plurality of emission directions, and has a control device that commands the emission direction from the acousto-optic element to the driver;
When a physical quantity for determining the emission direction and the deflection efficiency is commanded from the control device, the driver is set to the commanded direction, and the deflection efficiency is stored in the storage area. A beam distribution device that applies an AC voltage to the acoustooptic device at a frequency and amplitude such that a deflection efficiency associated with an emission direction is obtained.
被照射物を保持するステージと、
前記ビーム振り分け装置の出射側の複数の経路の各々に対応して配置され、対応する経路に沿って伝搬するレーザビームを、前記ステージに保持された被照射物に入射させる照射光学系と
を有し、
前記ビーム振り分け装置は、通過するときのレーザビームの減衰量が相対的に大きな前記照射光学系に対応する経路に沿ってレーザビームを出射させるときには、偏向効率を相対的に大きくする多軸レーザ照射装置。 By changing the deflection angle of the incident laser beam, it is possible to select one path from a plurality of paths, emit the laser beam along the selected path, and set the deflection efficiency for each deflection angle. A beam distribution device;
A stage for holding the irradiated object;
An irradiation optical system that is arranged corresponding to each of a plurality of paths on the emission side of the beam distribution device and that makes a laser beam propagating along the corresponding path incident on an object to be irradiated held on the stage. And
The beam distribution device is configured to irradiate a multi-axis laser beam having a relatively large deflection efficiency when the laser beam is emitted along a path corresponding to the irradiation optical system in which the attenuation amount of the laser beam when passing is relatively large. apparatus.
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