JP2010194555A - Laser machining apparatus and laser machining method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser machining technology capable of simultaneously carrying out machining to a surface of a workpiece and machining to the side end surface thereof. <P>SOLUTION: A laser machining apparatus 10 includes: a galvanic unit 12 storing galvanic mirror devices 32, 34 for swingably reflecting laser beam LB emitted from a laser oscillator 14 and reciprocally irradiating the laser beam to the outer edge of the surface of the workpiece 22 with a predetermined width; reflective members 42 of the side end surface mounted on the galvanic unit 12; and a galvanic unit moving mechanism 18 allowing the position of the galvanic unit 12 to be relatively moved to the workpiece 22. The reflective members 42 of the side end surface include respective reflective mirrors 48 which reflect the laser beam LB deviated to the outside from the surface of the workpiece 22 by the action of the galvanic mirror devices 32, 34 to the side end surface 25 of the workpiece 22. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明はレーザ加工技術に係り、特に、ワーク表面に対するレーザビームの照射に際し、ワーク表面から外側にはみ出すように照射させたレーザビームを用いて、ワークの側端面に対するレーザ照射を実現するレーザ加工装置及びレーザ加工方法に関する。   The present invention relates to a laser processing technique, and in particular, a laser processing apparatus that realizes laser irradiation to a side end surface of a workpiece by using a laser beam irradiated so as to protrude outward from the workpiece surface when the workpiece surface is irradiated with a laser beam. And a laser processing method.

平板状のワーク表面に対してレーザビームを所定のパターンで照射し、当該ワークに形成された薄膜を除去することが行われている。図5はその一例として、矩形状の絶縁基板の表面に導電性の薄膜26を被着形成したワーク22の表面にレーザビームLBを照射し、外縁部23に被着された薄膜26を除去する加工方法が示されている。   A flat beam surface is irradiated with a laser beam in a predetermined pattern to remove a thin film formed on the workpiece. As an example, FIG. 5 irradiates the surface of a work 22 having a conductive thin film 26 deposited on the surface of a rectangular insulating substrate with a laser beam LB, and removes the thin film 26 deposited on the outer edge 23. The processing method is shown.

具体的には、図5(a)に示すように、レーザ発振器から出射されたレーザビームLBをガルバノミラーを用いて小刻みに往復させ、ワーク22の外縁部23にレーザビームLBの斜めの照射ラインを形成すると同時に、ロボットアームやXYガントリー装置を用いてガルバノミラー自体をXY方向に所定速度で移動させることにより、図5(b)に示すように、ワーク22の外縁部23が額縁状に露出する。   Specifically, as shown in FIG. 5A, the laser beam LB emitted from the laser oscillator is reciprocated in small increments using a galvano mirror, and an oblique irradiation line of the laser beam LB is formed on the outer edge 23 of the work 22. At the same time, the outer edge 23 of the workpiece 22 is exposed in a frame shape as shown in FIG. 5B by moving the galvano mirror itself at a predetermined speed in the XY direction using a robot arm or an XY gantry device. To do.

ところで、絶縁基板の表面に薄膜26を被着形成する過程で、その側端面にまで導電材が付着し、薄膜26が部分的に形成されている場合が多いが、上記の加工方法ではレーザビームLBが上方からワーク22の表面に対して照射されるため、図6に示すように、側端面25に付着した薄膜26はそのまま残されてしまうこととなる。   By the way, in the process of depositing and forming the thin film 26 on the surface of the insulating substrate, the conductive material adheres to the side end face and the thin film 26 is often partially formed. Since LB is irradiated onto the surface of the workpiece 22 from above, the thin film 26 attached to the side end face 25 is left as it is, as shown in FIG.

このため従来は、ワーク22の表面に対する薄膜26の除去作業が完了した後、エッチングによって側端面25に対する薄膜26の除去作業が実施される場合もあったが、作業工程の増加を避けるため、側端面25の薄膜26を除去することなく、そのまま放置されるケースも多かった。
なお、特許文献1に示すように、ワークの側端面にレーザビームを照射してクラックを修復する技術が公知であるため、これを応用して側端面25の薄膜26をレーザ照射によって除去することも当然に可能ではあるが、この場合も表面に対する加工が完了した後、側端面25への加工を別工程として実行する必要があり、作業工程の複雑化は避けられなかった。
特開2007−245235
Therefore, conventionally, after the work of removing the thin film 26 on the surface of the work 22 has been completed, the work of removing the thin film 26 on the side end face 25 may be performed by etching. In many cases, the thin film 26 on the end face 25 was left without being removed.
As shown in Patent Document 1, since a technique for repairing cracks by irradiating a side end surface of a workpiece with a laser beam is known, this is applied to remove the thin film 26 on the side end surface 25 by laser irradiation. Of course, this is also possible, but in this case as well, it is necessary to perform the processing on the side end face 25 as a separate process after the processing on the surface is completed, and the complexity of the work process is inevitable.
JP2007-245235

この発明は、従来技術が抱えていた上記の問題を解決するために案出されたものであり、ワークの表面に対する加工と同時に側端面に対する加工をも実行可能なレーザ加工技術を提供することを目的としている。   The present invention has been devised to solve the above-described problems of the prior art, and provides a laser processing technique capable of executing processing on a side end surface simultaneously with processing on the surface of a workpiece. It is aimed.

上記の目的を達成するため、請求項1に記載したレーザ加工装置は、レーザ発振器から出射されたレーザビームを揺動反射させ、ワーク表面の外縁部にレーザビームを所定の幅で往復照射するガルバノミラー装置を収納したガルバノユニットと、このガルバノユニットに取り付けられた側端面反射部材と、上記ガルバノユニットの位置を、ワークに対して相対的に移動させるガルバノユニット移動機構を備えたレーザ加工装置であって、上記側端面反射部材は、上記ガルバノミラー装置の動作によってワーク表面から外側に逸らされたレーザビームを、ワークの側端面に反射する反射ミラーを備えたことを特徴としている。   In order to achieve the above object, a laser processing apparatus according to claim 1 is a galvanometer that oscillates and reflects a laser beam emitted from a laser oscillator, and reciprocally irradiates the laser beam with a predetermined width on an outer edge portion of a work surface. A laser processing apparatus provided with a galvano unit that houses a mirror device, a side end surface reflection member attached to the galvano unit, and a galvano unit moving mechanism that moves the position of the galvano unit relative to the workpiece. The side end surface reflecting member includes a reflecting mirror that reflects the laser beam deflected outward from the workpiece surface by the operation of the galvanometer mirror device to the side end surface of the workpiece.

請求項2に記載したレーザ加工装置は、請求項1のレーザ加工装置を前提とし、さらに、上記ガルバノユニットにワークの各辺に対応した複数の側端面反射部材が取り付けられており、反射ミラーの位置を上下動させる機構を各側端面反射部材が備えており、ワークの一の辺に沿ってレーザビームを照射する際には、他の辺に対応した側端面反射部材の反射ミラーを上昇させて、ワーク表面に接触することを防止する制御手段を備えたことを特徴としている。   The laser processing apparatus according to claim 2 is based on the laser processing apparatus according to claim 1, and further, a plurality of side end surface reflecting members corresponding to each side of the workpiece are attached to the galvano unit. Each side end surface reflecting member is equipped with a mechanism to move the position up and down, and when irradiating a laser beam along one side of the workpiece, the reflecting mirror of the side end surface reflecting member corresponding to the other side is raised. And a control means for preventing contact with the workpiece surface.

請求項3に記載したレーザ加工装置は、請求項1または2のレーザ加工装置を前提とし、さらに、上記ワークの各辺を保持する複数のクランパと、上記ガルバノユニットの移動に同期させて、上記側端面反射部材と抵触する位置にあるクランパを事前に退避させると共に、ガルバノユニットが通過した後に元の位置に復帰させる制御機構を備えたことを特徴としている。   The laser processing apparatus according to claim 3 is based on the laser processing apparatus according to claim 1 or 2, and is further synchronized with the movement of the plurality of clampers that hold each side of the workpiece and the galvano unit. It is characterized in that a control mechanism is provided that retracts the clamper in a position in conflict with the side end surface reflecting member in advance and returns it to the original position after the galvano unit has passed.

請求項4に記載したレーザ加工方法は、レーザ発振器から出射されたレーザビームを、ガルバノミラー装置によって揺動反射させ、ワーク表面の外縁部に所定の幅で往復照射すると共に、ガルバノミラー装置の位置をワークに対して相対的に移動させることにより、ワーク表面の外縁部に沿ってレーザビームを連続照射する加工方法において、レーザビームの往復幅をワーク表面の外縁部の加工幅よりも大きく設定しておき、ワーク表面から外側に逸らされたレーザビームを、上記ガルバノミラー装置と同期して移動する反射ミラーによってワークの側端面に反射させ、以てワーク表面の外縁部に対する加工とワークの側端面に対する加工を同時に実行することを特徴としている。   According to a fourth aspect of the present invention, in the laser processing method, the laser beam emitted from the laser oscillator is oscillated and reflected by the galvanometer mirror device, and reciprocally radiates the outer edge portion of the workpiece surface with a predetermined width, and the position of the galvanometer mirror device. In a machining method that continuously irradiates a laser beam along the outer edge of the workpiece surface by moving the workpiece relative to the workpiece, the reciprocating width of the laser beam is set larger than the machining width of the outer edge of the workpiece surface. The laser beam deflected to the outside from the workpiece surface is reflected to the side end surface of the workpiece by a reflecting mirror that moves in synchronization with the galvanometer mirror device, thereby processing the outer edge of the workpiece surface and the side end surface of the workpiece. It is characterized by simultaneously performing the machining on.

この発明に係るレーザ加工装置及びレーザ加工方法によれば、ガルバノミラー装置を用いてワーク表面の外縁部に対してレーザビームを往復照射するに際し、レーザビームの往復幅を加工を必要とする外縁部の本来の横幅よりも大きく設定しておくことで、レーザビームを敢えてワーク表面から外部にはみ出させ、これを反射ミラーによってワークの側端面に向けて反射させることにより、ワーク表面の外縁部に対する加工と、ワークの側端面に対する加工を同一工程において実行可能となる。   According to the laser processing apparatus and the laser processing method according to the present invention, when the laser beam is reciprocally irradiated to the outer edge portion of the workpiece surface using the galvanomirror device, the outer edge portion that requires processing of the reciprocal width of the laser beam. By setting the width to be larger than the original width of the workpiece, the laser beam is deliberately protruded from the workpiece surface and reflected toward the side edge of the workpiece by the reflecting mirror, thereby processing the outer edge of the workpiece surface. Then, it becomes possible to perform processing on the side end face of the workpiece in the same process.

図1は、この発明に係るレーザ加工装置10の基本構成を示す模式図であり、ガルバノユニット12と、レーザ発振器14と、制御部16と、ガルバノユニット移動機構18とを備えている。
ガルバノユニット12の下方に設けられたテーブル20上には、ワーク22が載置されている。このワーク22は、絶縁基板24の表面、及び側端面の少なくとも一部に導電性の薄膜26が被着されたものよりなる。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a basic configuration of a laser processing apparatus 10 according to the present invention, which includes a galvano unit 12, a laser oscillator 14, a control unit 16, and a galvano unit moving mechanism 18.
A workpiece 22 is placed on a table 20 provided below the galvano unit 12. The work 22 is formed by attaching a conductive thin film 26 to at least a part of the surface of the insulating substrate 24 and the side end face.

ガルバノユニット12は、直方体形状のケーシング30と、ケーシング30の内部に配置された第1のガルバノミラー装置32及び第2のガルバノミラー装置34とを備えている。
ケーシング30の下面には開口部36が形成され、この開口部36にはfθレンズ38が嵌合されている。
The galvano unit 12 includes a rectangular parallelepiped casing 30, and a first galvanometer mirror device 32 and a second galvanometer mirror device 34 disposed inside the casing 30.
An opening 36 is formed on the lower surface of the casing 30, and an fθ lens 38 is fitted in the opening 36.

ケーシング30の一側面には、レーザ導光用の開口部40が設けられている。レーザ発振器14から出射されたレーザビームLBは、図示しない伝送光学系を経由してこの開口部40からケーシング30内に導かれ、第1のガルバノミラー装置32及び第2のガルバノミラー装置34の各反射ミラー32a, 34aによって所定の角度に偏向された後、fθレンズ38に入射して集光され、ワーク22に対して照射される。   On one side of the casing 30, an opening 40 for laser light guide is provided. The laser beam LB emitted from the laser oscillator 14 is guided into the casing 30 from the opening 40 via a transmission optical system (not shown), and each of the first galvanometer mirror device 32 and the second galvanometer mirror device 34. After being deflected to a predetermined angle by the reflection mirrors 32 a and 34 a, the light enters the fθ lens 38 and is condensed and irradiated onto the work 22.

第1のガルバノミラー装置32及び第2のガルバノミラー装置34は、それぞれサーボモータ32b, 34bの駆動によって反射ミラー32a, 34aの角度を一定範囲内で回動可能となされており、それぞれの角度を変位させることにより、レーザビームLBの照射位置をXY方向に移動させることができる。   The first galvanometer mirror device 32 and the second galvanometer mirror device 34 can rotate the angles of the reflection mirrors 32a and 34a within a certain range by driving the servo motors 32b and 34b, respectively. By displacing, the irradiation position of the laser beam LB can be moved in the XY directions.

ケーシング30の外側面には、側端面反射部材42が設けられている。この側端面反射部材42は、固定ロッド44と、伸縮ロッド46と、反射ミラー48を備えている。
伸縮ロッド46は、その上部が固定ロッド44内に収納されており、固定ロッド44内に設けられたソレノイド(図示省略)の駆動軸に接続されている。この結果、ソレノイドの駆動に応じて、伸縮ロッド46の固定ロッド44からの突出量が変化し、側端面反射部材42の全長が可変となされている。
A side end surface reflecting member 42 is provided on the outer surface of the casing 30. The side end surface reflecting member 42 includes a fixed rod 44, an extendable rod 46, and a reflecting mirror 48.
The upper part of the telescopic rod 46 is housed in the fixed rod 44 and is connected to a drive shaft of a solenoid (not shown) provided in the fixed rod 44. As a result, the amount of protrusion of the telescopic rod 46 from the fixed rod 44 changes according to the driving of the solenoid, and the total length of the side end surface reflecting member 42 is variable.

反射ミラー48は、伸縮ロッド46の下端部に取り付けられた回転軸50に接続されており、この回転軸50の回転により、一定の範囲内で角度を調節可能となされている。
固定ロッド44の上部は、ケーシング30の外側面に接合されている。
The reflection mirror 48 is connected to a rotary shaft 50 attached to the lower end of the telescopic rod 46, and the rotation of the rotary shaft 50 can adjust the angle within a certain range.
The upper part of the fixed rod 44 is joined to the outer surface of the casing 30.

図1においては、図示の便宜上3個の側端面反射部材42のみが描かれているが、図2に示すように、実際にはケーシング30の4つの外側面にそれぞれ側端面反射部材42が設けられている。   In FIG. 1, only three side end surface reflecting members 42 are drawn for convenience of illustration, but actually, as shown in FIG. 2, the side end surface reflecting members 42 are provided on the four outer surfaces of the casing 30. It has been.

ガルバノユニット移動機構18は、ガルバノユニット12自体をワーク22に対してXY方向に相対移動させる機能を備えた装置類を意味し、具体的にはガルバノユニット12に取り付けられた多関節型ロボットアームや、ガルバノユニット12を搭載したXYガントリー装置等が該当する。
あるいは、ガルバノユニット12側をX方向に往復移動させる1軸の往復移動装置と、テーブル20側をY方向に往復移動させる1軸の往復移動装置との組合せにより、ガルバノユニット移動機構18を構成してもよい。
The galvano unit moving mechanism 18 means devices having a function of moving the galvano unit 12 itself relative to the workpiece 22 in the XY direction. Specifically, an articulated robot arm attached to the galvano unit 12 or An XY gantry device equipped with a galvano unit 12 is applicable.
Alternatively, the galvano unit moving mechanism 18 is configured by a combination of a uniaxial reciprocating device that reciprocates the galvano unit 12 side in the X direction and a uniaxial reciprocating device that reciprocates the table 20 side in the Y direction. May be.

制御部16はNC装置(Numerical Control unit)よりなり、予め用意された制御プログラムに従って制御用信号を生成し、レーザ発振器14やガルバノユニット12、ガルバノユニット移動機構18に出力する機能を備えている。
以下に、制御部16による制御内容を例示する。
(1)レーザ発振器14のON/OFF、出力レベル、発振形態(PW/パルス)
(2)ガルバノユニット移動機構18によるガルバノユニット12の移動/方向転換/停止
(3)第1のガルバノミラー装置32及び第2のガルバノミラー装置34のサーボモータ32b, 34bの駆動(反射ミラー32a, 34aの揺動)
(4)各側端面反射部材42におけるソレノイドの駆動(伸縮ロッド46の突出量の加減)
The control unit 16 includes an NC device (Numerical Control Unit), and has a function of generating a control signal according to a control program prepared in advance and outputting the control signal to the laser oscillator 14, the galvano unit 12, and the galvano unit moving mechanism 18.
Below, the control content by the control part 16 is illustrated.
(1) Laser oscillator 14 ON / OFF, output level, oscillation mode (PW / pulse)
(2) Moving / turning / stopping the galvo unit 12 by the galvo unit moving mechanism 18
(3) Drive of the servo motors 32b and 34b of the first galvanometer mirror device 32 and the second galvanometer mirror device 34 (oscillation of the reflection mirrors 32a and 34a)
(4) Solenoid drive on each side end reflection member 42 (adjustment of the amount of protrusion of the telescopic rod 46)

以下、このレーザ加工装置12を用いた加工方法について説明する。
まず、図2に示すように、ワーク22の表面上方にガルバノユニット12を配置させる。図においては、ワーク22の右辺下端にガルバノユニット12が配置されている。
Hereinafter, a processing method using the laser processing apparatus 12 will be described.
First, as shown in FIG. 2, the galvano unit 12 is disposed above the surface of the workpiece 22. In the figure, the galvano unit 12 is arranged at the lower right end of the workpiece 22.

ここでレーザ発振器14からレーザビームLBが出射され、開口部40からガルバノユニット12の内部に導かれると、第1のガルバノミラー装置32及び第2のガルバノミラー装置34の反射ミラー32a, 34aが所定の角度範囲で連続的に揺動し、レーザビームLBを往復させる。同時に、ガルバノユニット移動機構18の動作により、ガルバノユニット12がワーク22の右辺に沿って紙面上方向に移動する結果、ワーク22の右辺に対して斜めジグザグ状にレーザビームLBが照射され、薄膜26が除去されていく。   Here, when the laser beam LB is emitted from the laser oscillator 14 and guided into the galvano unit 12 from the opening 40, the reflection mirrors 32a and 34a of the first galvanometer mirror device 32 and the second galvanometer mirror device 34 are predetermined. The laser beam LB is reciprocated by continuously oscillating in the angle range of. At the same time, the operation of the galvano unit moving mechanism 18 causes the galvano unit 12 to move upward along the right side of the workpiece 22, and as a result, the right side of the workpiece 22 is irradiated with the laser beam LB obliquely in a zigzag manner. Will be removed.

この際、図1に示すように、ガルバノユニット12の第1の外側面Aに取り付けられた側端面反射部材42の伸縮ロッド46は、他の外側面に取り付けられた側端面反射部材42の伸縮ロッド46に比較してその突出量が増大しており、反射ミラー48がワーク22の右辺の側端面25近傍まで伸ばされている。
また、ガルバノミラー装置32, 34によって左右に振られるレーザビームLBの往復幅も、ワーク22の表面の外縁部23のみを加工する場合に比べて拡張されており、レーザビームLBの一部がワーク22の右辺から外側にはみ出すように照射される。
そして、このはみ出たレーザビームLBは反射ミラー48によって反射され、ワーク22の側端面25に入射する。この結果、ワーク22の表面に対する薄膜26の除去処理と同一工程において、側端面25に対する薄膜26の除去処理が実現される。
At this time, as shown in FIG. 1, the telescopic rod 46 of the side end surface reflecting member 42 attached to the first outer surface A of the galvano unit 12 is expanded and contracted by the side end surface reflecting member 42 attached to the other outer surface. The protrusion amount is increased as compared with the rod 46, and the reflection mirror 48 is extended to the vicinity of the side end face 25 on the right side of the workpiece 22.
In addition, the reciprocating width of the laser beam LB that is swung to the left and right by the galvanometer mirror devices 32 and 34 is also expanded compared to the case where only the outer edge 23 of the surface of the workpiece 22 is machined. Irradiates so as to protrude outward from the right side of 22.
The protruding laser beam LB is reflected by the reflection mirror 48 and is incident on the side end face 25 of the workpiece 22. As a result, the removal process of the thin film 26 on the side end face 25 is realized in the same process as the removal process of the thin film 26 on the surface of the work 22.

このワーク22の側端面25に対する薄膜26の除去処理を有効に実現するためには、側端面反射部材42の伸縮ロッド46の突出量と、反射ミラー48の角度の設定が重要ポイントとなる。このため、事前に試行錯誤を繰り返し、最適な突出量及び角度を求めておく。   In order to effectively realize the process of removing the thin film 26 from the side end face 25 of the workpiece 22, the setting of the protrusion amount of the telescopic rod 46 of the side end face reflecting member 42 and the angle of the reflecting mirror 48 are important points. For this reason, trial and error are repeated in advance to obtain the optimum protrusion amount and angle.

ガルバノユニット12がワーク22の右辺上端に達した時点で、ガルバノユニット移動機構18の動作によって移動方向が左に変更される。この結果、ガルバノユニット12はワーク22の上辺に沿って左方向に移動し、薄膜26の除去処理を継続する。
この場合、ガルバノミラー装置32, 34によるレーザビームLBの往復移動の方向も左に90度変更される。そして、ガルバノユニット12の第2の外側面Bに取り付けられた側端面反射部材42の伸縮ロッド46が伸長され、外側にはみ出るように照射されたレーザビームLBをワーク22の側端面25に向けて反射する。この際、他の側端面反射部材42の反射ミラー48がワーク22の表面に接触することを回避するため、これらの伸縮ロッド46は固定ロッド44内に深く収納され、全長が短縮化される。
When the galvano unit 12 reaches the upper right end of the workpiece 22, the movement direction is changed to the left by the operation of the galvano unit moving mechanism 18. As a result, the galvano unit 12 moves to the left along the upper side of the workpiece 22, and the thin film 26 removal process is continued.
In this case, the reciprocating direction of the laser beam LB by the galvanometer mirror devices 32 and 34 is also changed 90 degrees to the left. The telescopic rod 46 of the side end surface reflecting member 42 attached to the second outer surface B of the galvano unit 12 is extended so that the laser beam LB irradiated so as to protrude outward is directed toward the side end surface 25 of the workpiece 22. reflect. At this time, in order to avoid that the reflecting mirror 48 of the other side end surface reflecting member 42 comes into contact with the surface of the workpiece 22, these telescopic rods 46 are housed deeply in the fixed rod 44, and the overall length is shortened.

つぎに、ガルバノユニット12がワーク22の上辺左端に達した時点で、ガルバノユニット移動機構18の動作によって移動方向が下に変更される。この結果、ガルバノユニット12はワーク22の左辺に沿って下方向に移動し、薄膜26の除去処理を継続する。
この際、ガルバノミラー装置32, 34によるレーザビームLBの往復移動の方向も左に90度変更される。そして、ガルバノユニット12の第3の外側面Cに取り付けられた側端面反射部材42の伸縮ロッド46が伸長され、外側にはみ出るように照射されたレーザビームLBをワーク22の側端面25に向けて反射する。この場合も、他の側端面反射部材42の反射ミラー48がワーク22の表面に接触することを回避するため、これらの伸縮ロッド46は固定ロッド44内に深く収納され、全長が短縮化される。
Next, when the galvano unit 12 reaches the upper left end of the workpiece 22, the movement direction is changed downward by the operation of the galvano unit moving mechanism 18. As a result, the galvano unit 12 moves downward along the left side of the workpiece 22, and the thin film 26 removal process is continued.
At this time, the direction of reciprocal movement of the laser beam LB by the galvanometer mirror devices 32 and 34 is also changed 90 degrees to the left. Then, the telescopic rod 46 of the side end surface reflecting member 42 attached to the third outer surface C of the galvano unit 12 is extended, and the laser beam LB irradiated so as to protrude outward is directed toward the side end surface 25 of the workpiece 22. reflect. Also in this case, in order to avoid the reflection mirror 48 of the other side end surface reflection member 42 from coming into contact with the surface of the workpiece 22, these telescopic rods 46 are housed deeply in the fixed rod 44, and the overall length is shortened. .

つぎに、ガルバノユニット12がワーク22の左辺下端に達した時点で、ガルバノユニット移動機構18の動作によって移動方向が右に変更される。この結果、ガルバノユニット12はワーク22の下辺に沿って右方向に移動し、薄膜26の除去処理を継続する。
この際、ガルバノミラー装置32, 34によるレーザビームLBの往復移動の方向も左に90度変更される。そして、ガルバノユニット12の第4の外側面Dに取り付けられた側端面反射部材42の伸縮ロッド46が伸長され、外側にはみ出るように照射されたレーザビームLBをワーク22の側端面25に向けて反射する。この場合も、他の側端面反射部材42の反射ミラー48がワーク22の表面に接触することを回避するため、これらの伸縮ロッド46は固定ロッド44内に深く収納され、全長が短縮化される。
Next, when the galvano unit 12 reaches the lower left end of the workpiece 22, the movement direction is changed to the right by the operation of the galvano unit moving mechanism 18. As a result, the galvano unit 12 moves to the right along the lower side of the workpiece 22, and the thin film 26 removal process is continued.
At this time, the direction of reciprocal movement of the laser beam LB by the galvanometer mirror devices 32 and 34 is also changed 90 degrees to the left. The telescopic rod 46 of the side end surface reflecting member 42 attached to the fourth outer surface D of the galvano unit 12 is extended so that the laser beam LB irradiated so as to protrude outward is directed toward the side end surface 25 of the workpiece 22. reflect. Also in this case, in order to avoid the reflection mirror 48 of the other side end surface reflection member 42 from coming into contact with the surface of the workpiece 22, these telescopic rods 46 are housed deeply in the fixed rod 44, and the overall length is shortened. .

以上のように、ガルバノユニット移動機構18の動作により、ガルバノユニット12がワーク22の4辺に沿って移動し、レーザビームLBの照射を継続することにより、図3に示すように、ワーク22表面の外縁部23を覆っていた薄膜26が額縁状に除去されると同時に、各側端面25に付着していた薄膜26も綺麗に除去することができる。   As described above, the operation of the galvano unit moving mechanism 18 causes the galvano unit 12 to move along the four sides of the workpiece 22 and to continue the irradiation of the laser beam LB. The thin film 26 covering the outer edge portion 23 is removed in a frame shape, and at the same time, the thin film 26 adhering to each side end face 25 can be removed cleanly.

なお、上記の実施形態においては、レーザ加工装置10を絶縁基板24に被着形成された薄膜26の除去に利用する例を挙げたが、この発明はこれに限定されるものではなく、他の加工目的に応用可能であることは言うまでもない。
また上記においては、ガルバノユニット12に計4つの側端面反射部材42を設ける例を示したが、ガルバノユニット12は少なくとも1つの側端面反射部材42を備えていれば、この発明を実現することができる。
In the above embodiment, the laser processing apparatus 10 is used for removing the thin film 26 formed on the insulating substrate 24. However, the present invention is not limited to this, Needless to say, it can be applied to processing purposes.
In the above, an example in which a total of four side end surface reflecting members 42 are provided in the galvano unit 12 has been shown. However, if the galvano unit 12 includes at least one side end surface reflecting member 42, the present invention can be realized. it can.

図4は、ワーク22を固定するために、ワーク22の各辺を伸縮可能な複数のクランパ52によって押圧・挟持する方式を採用した例を示している。
各クランパ52の基端部は、収納部54の開口部内に挿入され、図示しないソレノイドの駆動軸に接続されている。そして、上記の制御部16からの制御信号を受けてソレノイドが駆動することにより、クランパ52の伸縮動作が個別に制御される。
具体的には、ガルバノユニット12の移動に対応して、加工の邪魔になるクランパ52が順に収納部54内に逃がされ、ガルバノユニット12が十分に遠ざかった時点で元の位置に復帰するように、タイミング制御される。
この結果、側端面反射部材42の反射ミラー48がクランパ52に抵触することを、未然に防止可能となる。
FIG. 4 shows an example in which a system in which each side of the work 22 is pressed and sandwiched by a plurality of clampers 52 that can expand and contract to fix the work 22 is shown.
The base end portion of each clamper 52 is inserted into the opening of the storage portion 54 and connected to a drive shaft of a solenoid (not shown). When the solenoid is driven in response to the control signal from the control unit 16, the expansion / contraction operation of the clamper 52 is individually controlled.
Specifically, in response to the movement of the galvano unit 12, the clamper 52 that obstructs the processing is sequentially released into the storage portion 54, and returns to its original position when the galvano unit 12 is sufficiently far away. The timing is controlled.
As a result, it is possible to prevent the reflecting mirror 48 of the side end surface reflecting member 42 from coming into contact with the clamper 52 in advance.

この発明に係るレーザ加工装置の基本構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the basic composition of the laser processing apparatus which concerns on this invention. ワークに対する加工手順を示す平面図である。It is a top view which shows the process sequence with respect to a workpiece | work. ワークに対する加工結果を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the processing result with respect to a workpiece | work. ワークの各辺を複数のクランパによって固定する例を示す平面図である。It is a top view which shows the example which fixes each edge | side of a workpiece | work with a some clamper. ワークの表面外縁部に対する従来の加工方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the conventional processing method with respect to the surface outer edge part of a workpiece | work. ワークに対する従来の加工結果を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the conventional process result with respect to a workpiece | work.

10 レーザ加工装置
12 ガルバノユニット
14 レーザ発振器
16 制御部
18 ガルバノユニット移動機構
20 テーブル
22 ワーク
23 外縁部
24 絶縁基板
25 ワークの側端面
26 薄膜
30 ケーシング
32 第1のガルバノミラー装置
32a 反射ミラー
32b サーボモータ
34 第2のガルバノミラー装置
34a 反射ミラー
34b サーボモータ
36 開口部
38 fθレンズ
40 レーザ導光用の開口部
42 側端面反射部材
44 固定ロッド
46 伸縮ロッド
48 反射ミラー
50 回転軸
52 クランパ
54 収納部
LB レーザビーム
10 Laser processing equipment
12 Galvano unit
14 Laser oscillator
16 Control unit
18 Galvano unit moving mechanism
20 tables
22 Workpiece
23 Outer edge
24 Insulating substrate
25 Side edge of workpiece
26 Thin film
30 casing
32 First galvanometer mirror device
32a reflection mirror
32b servo motor
34 Second galvanometer mirror device
34a Reflective mirror
34b Servo motor
36 opening
38 fθ lens
40 Opening for laser light guide
42 Side end face reflection member
44 Fixed rod
46 Telescopic rod
48 Reflective mirror
50 axis of rotation
52 Clamper
54 compartment
LB laser beam

Claims (4)

レーザ発振器から出射されたレーザビームを揺動反射させ、ワーク表面の外縁部にレーザビームを所定の幅で往復照射するガルバノミラー装置を収納したガルバノユニットと、
このガルバノユニットに取り付けられた側端面反射部材と、
上記ガルバノユニットの位置を、ワークに対して相対的に移動させるガルバノユニット移動機構を備えたレーザ加工装置であって、
上記側端面反射部材は、上記ガルバノミラー装置の動作によってワーク表面から外側に逸らされたレーザビームを、ワークの側端面に反射する反射ミラーを備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
A galvano unit that houses a galvano mirror device that oscillates and reflects the laser beam emitted from the laser oscillator and irradiates the laser beam back and forth with a predetermined width on the outer edge of the work surface;
A side end surface reflecting member attached to the galvano unit;
A laser processing apparatus provided with a galvano unit moving mechanism for moving the position of the galvano unit relative to the workpiece,
The laser processing apparatus, wherein the side end surface reflecting member includes a reflecting mirror that reflects the laser beam deflected outward from the workpiece surface by the operation of the galvanometer mirror device to the side end surface of the workpiece.
上記ガルバノユニットには、ワークの各辺に対応した複数の側端面反射部材が取り付けられており、
各側端面反射部材は、反射ミラーの位置を上下動させる機構を備えており、
ワークの一の辺に沿ってレーザビームを照射している際には、他の辺に対応した側端面反射部材の反射ミラーを上昇させ、ワーク表面に接触することを防止する制御手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工装置。
The galvano unit is provided with a plurality of side end surface reflecting members corresponding to the sides of the workpiece,
Each side end surface reflecting member includes a mechanism for moving the position of the reflecting mirror up and down,
When irradiating a laser beam along one side of the workpiece, a control means for raising the reflection mirror of the side end surface reflecting member corresponding to the other side to prevent contact with the workpiece surface is provided. The laser processing apparatus according to claim 1.
上記ワークの各辺を保持する複数のクランパと、
上記ガルバノユニットの移動に同期させて、上記側端面反射部材と抵触する位置にあるクランパを事前に退避させると共に、ガルバノユニットが通過した後に元の位置に復帰させる制御機構を備えたことを特徴とする請求項1または2に記載のレーザ加工装置。
A plurality of clampers holding each side of the workpiece;
Synchronously with the movement of the galvano unit, a control mechanism for retracting the clamper in a position in contact with the side end reflection member in advance and returning the clamper to the original position after passing through the galvano unit is provided. The laser processing apparatus according to claim 1 or 2.
レーザ発振器から出射されたレーザビームを、ガルバノミラー装置によって揺動反射させ、ワーク表面の外縁部に所定の幅で往復照射すると共に、ガルバノミラー装置の位置をワークに対して相対的に移動させることにより、ワーク表面の外縁部に沿ってレーザビームを連続照射する加工方法において、
レーザビームの往復幅をワーク表面の外縁部の加工幅よりも大きく設定しておき、ワーク表面から外側に逸らされたレーザビームを、上記ガルバノミラー装置と同期して移動する反射ミラーによってワークの側端面に反射させ、以てワーク表面の外縁部に対する加工とワークの側端面に対する加工を同時に実行することを特徴とするレーザ加工方法。
The laser beam emitted from the laser oscillator is oscillated and reflected by the galvanometer mirror device, and the outer edge of the workpiece surface is reciprocated with a predetermined width, and the position of the galvanometer mirror device is moved relative to the workpiece. In the processing method of continuously irradiating a laser beam along the outer edge of the workpiece surface,
The reciprocal width of the laser beam is set larger than the machining width of the outer edge of the workpiece surface, and the laser beam deflected outward from the workpiece surface is moved to the workpiece side by a reflecting mirror that moves in synchronization with the galvanometer mirror device. A laser processing method characterized by reflecting on an end surface and simultaneously performing processing on an outer edge portion of the workpiece surface and processing on a side end surface of the workpiece.
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JP2022183230A (en) * 2017-10-25 2022-12-08 株式会社ニコン Processing device and movable body manufacturing method

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