JP2014184483A - Laser apparatus - Google Patents

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弘一 関根
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser apparatus that is improved in accuracy for processing a brittle material to enhance productivity.SOLUTION: The laser apparatus includes: a laser oscillator for emitting a laser beam; a reflecting mirror for reflecting the laser beam; a spindle rotatable about one rotation axis; and a condensing lens for condensing the laser beam reflected by the reflecting mirror at a condensing part, where a reflecting surface of the reflecting mirror and the rotation axis are fixed so as to define an angle other than 90 degree between them. In the laser apparatus, rotating the spindle about the rotation axis can rotate the reflecting mirror about the rotation axis thereby rotating the condensing part.

Description

本発明は、脆性材料の被加工物に対して加工を主目的としたレーザ装置に関するものである。  The present invention relates to a laser apparatus whose main purpose is to process a workpiece made of a brittle material.

現在、ガラスに代表される脆性材料の加工が行われているが、脆性材料は割れやすく切削抵抗に代表される加工時に発生する力により、加工中に材料が割れやすい。現在、加工量を減らして切削抵抗を減らす方法や、非接触加工のできるレーザを用いた加工がおこなわれている。Currently, processing of brittle materials represented by glass is performed, but brittle materials are easily broken, and the material is easily broken during processing by force generated during processing represented by cutting resistance. Currently, methods of reducing the cutting force by reducing the amount of processing and processing using a laser capable of non-contact processing are performed.

特開平8−192286号公報 特許文献1に示されたような機構を用い、レーザ光を螺旋回転させながら加工を行うことにより加工を容易にしているが、脆性材料を加工する場合、加工時間がかかるという問題があることが多い。 JP-A-8-192286 The mechanism as shown in Patent Document 1 is used to facilitate processing by spirally rotating the laser beam. However, when processing a brittle material, there is a problem that processing time is required. Many.

現在、ガラスに代表される脆性材料の加工行われているが、脆性材料は割れやすく、加工中に加工点から加工部分以外に亀裂が発生し、目的の加工形状が実現できない問題点がある。亀裂を発生させる力として、被加工物に加わる外力と被加工物の内部応力が主にあげられる。Currently, brittle materials represented by glass are being processed. However, brittle materials are easily broken, and there is a problem that cracks are generated from the processing points to portions other than the processing portions during processing, and the target processing shape cannot be realized. The force that generates a crack mainly includes an external force applied to the workpiece and an internal stress of the workpiece.

被加工物に加わる外力の代表例として砥石加工法による切削抵抗が挙げられる。切削抵抗を減らすには、加工量を減らす方法があるが、加工時間が増大し、加工費が高くなるという問題点がある。As a representative example of the external force applied to the workpiece, cutting resistance by a grindstone processing method can be given. In order to reduce the cutting resistance, there is a method of reducing the processing amount, but there is a problem that the processing time increases and the processing cost increases.

被加工物に加わる外力がほとんど発生しないレーザを使った加工方法も実施されている。レーザ加工は、光エネルギーを集光レンズで小さい面積に集光する事で、エネルギー密度を高め、その高いエネルギーによって加工する方法である。この方法は被加工物に対し非接触に加工でき、砥石加工よりも切削抵抗が発生しない利点がある。A processing method using a laser that generates almost no external force applied to the workpiece is also being carried out. Laser processing is a method of increasing the energy density by condensing light energy on a small area with a condensing lens and processing with high energy. This method has an advantage that it can be processed in a non-contact manner with respect to the workpiece and does not generate cutting resistance as compared with grinding wheel processing.

代表的なレーザー装置は図1に示すように、レーザー発振器101から出射されるレーザー光102を集光レンズ103に入射させ、集光レンズの焦点104を含むの集光部分(図示省略)に光が集光するような光学系を使用しているのが一般的である。図1に示すレーザー装置を使って、図2に示すシステムで被加工物105をm点からn点までレーザーにて溝加工する例を説明する。図2に示すシステムは、レーザー発振器101と、集光レンズ103と、被加工物移動ステージ(図示省略)とから構成されている。  As shown in FIG. 1, a typical laser device makes laser light 102 emitted from a laser oscillator 101 enter a condensing lens 103, and light enters a condensing portion (not shown) including a focal point 104 of the condensing lens. It is common to use an optical system that collects light. An example in which the workpiece 105 is grooved by laser from the point m to the point n using the system shown in FIG. 2 using the laser apparatus shown in FIG. 1 will be described. The system shown in FIG. 2 includes a laser oscillator 101, a condenser lens 103, and a workpiece moving stage (not shown).

まず、被加工物105を被加工物移動ステージ(図示省略)に固定する。次に、被加工物105のm点にレーザ光が入射する位置まで被加工物移動ステージ(図示省略)を動作させる。次に、レーザー発振器101からレーザー光102を出射すると同時に、被加工物105のn点にレーザー光が入射する位置まで被加工物移動ステージ(図示省略)を所定の速度で直線動作させ、レーザー加工を行う。n点までレーザー加工されたらレーザー発振器101でレーザー光102の出力を停止する。  First, the workpiece 105 is fixed to a workpiece moving stage (not shown). Next, the workpiece moving stage (not shown) is moved to a position where the laser beam is incident on the point m of the workpiece 105. Next, at the same time as the laser beam 102 is emitted from the laser oscillator 101, a workpiece moving stage (not shown) is linearly moved at a predetermined speed to a position where the laser beam is incident on the n point of the workpiece 105, thereby performing laser processing. I do. When laser processing is performed up to n points, the laser oscillator 101 stops the output of the laser beam 102.

図3は、n点までレーザー光102による溝加工が進行した状態を示す図である。上記のm点からn点までレーザ加工された加工部分106の断面図を図4に示す。図4に示す加工部分106の底面107の形状は集光部分の大きさに関連し、一般的には底面107の面積が小さい形状になる。この被加工物105に力が加わった場合、面積が小さい加工部分106の底面107に力が集中し、力の大きさが、ある大きさを超えると、この底面107から亀裂が発生する可能性が大きくなる。レーザー加工中に被加工物105に亀裂108が発生したイメージを図5に示す。特に、内部応力が大きい材料を加工した場合、材料の一部がレーザー加工によって除去され、内部応力のバランスが崩れ加工部分106の底面107に力が発生し、加工中に加工部分の底面107から割れてしまう可能性が大きくなる。  FIG. 3 is a diagram showing a state in which the groove processing by the laser beam 102 has progressed to the point n. FIG. 4 shows a cross-sectional view of the processed portion 106 laser-processed from the m point to the n point. The shape of the bottom surface 107 of the processed portion 106 shown in FIG. 4 is related to the size of the light collecting portion, and generally has a shape with a small area of the bottom surface 107. When a force is applied to the workpiece 105, the force concentrates on the bottom surface 107 of the processing portion 106 having a small area, and if the magnitude of the force exceeds a certain level, the bottom surface 107 may crack. Becomes larger. FIG. 5 shows an image in which a crack 108 is generated in the workpiece 105 during laser processing. In particular, when a material having a large internal stress is processed, a part of the material is removed by laser processing, the balance of internal stress is lost, and a force is generated on the bottom surface 107 of the processed portion 106. The possibility of breaking will increase.

本発明のレーザー装置の代表的な構成は、レーザー光を出射するレーザー発振器と、前記レーザー光を反射する反射ミラーと、一つの回転中心軸で回転できるスピンドルと、前記反射ミラーで反射されたレーザー光を集光部分に集光する集光レンズからなるレーザー装置において、前記反射ミラーの反射面と前記回転中心軸とのなす角度が90度以外の角度で固定されていることを特徴とするレーザー装置である。
さらに、前記スピンドルを前記回転中心軸で回転することにより、前記反射ミラーを前記回転中心軸で回転させることにより、前記集光部分を回転させる事を特徴とするレーザー装置である。
A typical configuration of the laser apparatus according to the present invention includes a laser oscillator that emits laser light, a reflection mirror that reflects the laser light, a spindle that can rotate around a single rotation center axis, and a laser that is reflected by the reflection mirror. A laser device comprising a condensing lens for condensing light on a condensing portion, wherein an angle formed by a reflection surface of the reflection mirror and the rotation center axis is fixed at an angle other than 90 degrees Device.
Further, in the laser device, the condensing part is rotated by rotating the spindle about the rotation center axis and rotating the reflection mirror about the rotation center axis.

本発明によれば、脆性材料の加工速度を上げることができ、生産性を向上する事が可能である。According to the present invention, the processing speed of a brittle material can be increased, and productivity can be improved.

代表的なレーザ加工を示す図である。It is a figure which shows typical laser processing. 被加工物をレーザ加工で溝加工する例を示す図である。It is a figure which shows the example which carries out the groove process of the to-be-processed object by laser processing. レーザ光による溝加工が進行した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which groove processing by the laser beam advanced. レーザ加工された加工部分の断面図である。It is sectional drawing of the process part laser-processed. レーザ加工中に被加工物に亀裂が発生したイメージを図である。It is a figure which shows the image which the crack generate | occur | produced in the to-be-processed object during laser processing. 本発明との比較例を示す図である。It is a figure which shows the comparative example with this invention. 本発明の実施例1を示す図である。It is a figure which shows Example 1 of this invention. 本発明の実施例2を示す図である。It is a figure which shows Example 2 of this invention. 被加工物表面の集光部分の中心点の軌跡を示す図である。It is a figure which shows the locus | trajectory of the center point of the condensing part of the workpiece surface. レーザ加工後の加工物の外観を示す図である。It is a figure which shows the external appearance of the workpiece after a laser processing. 図10で示す被加工物の加工部分の断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section of the process part of the workpiece shown in FIG.

まず、本発明との比較例を図6に示す。  First, a comparative example with the present invention is shown in FIG.

図6に示すように、レーザー発振器101から出射したレーザー光102は、反射ミラー201の反射面(D)に入射し反射する。反射ミラー201で反射したレーザー光201は、集光レンズ103に入射し、焦点面(E)に集光する。反射ミラー201はスピンドル202に固定されており、スピンドル202が回転中心軸(b−b’)で回転することにより反射ミラー201も回転中心軸(b−b’)で回転できる。スピンドル202と反射ミラー201は、スピンドル202の回転中心軸(b−b’)と反射ミラー201の反射面(D)とのなす角度がα度になるように固定されている。比較例の場合、前記αは90度である。  As shown in FIG. 6, the laser beam 102 emitted from the laser oscillator 101 is incident on the reflecting surface (D) of the reflecting mirror 201 and reflected. The laser beam 201 reflected by the reflection mirror 201 enters the condenser lens 103 and is condensed on the focal plane (E). The reflection mirror 201 is fixed to the spindle 202, and the reflection mirror 201 can also rotate about the rotation center axis (b-b ') when the spindle 202 rotates about the rotation center axis (b-b'). The spindle 202 and the reflection mirror 201 are fixed so that the angle formed by the rotation center axis (b-b ') of the spindle 202 and the reflection surface (D) of the reflection mirror 201 is α degrees. In the case of the comparative example, α is 90 degrees.

さらに、レーザー発振器101から出射されるレーザー光201の中心軸(a−a’)とスピンドル202の回転中心軸(b−b’)とのなす角度θが45度になるように設置されている。反射ミラー201で反射したレーザー光102は、集光レンズ103に入射し、焦点面(E)に集光する。Further, the angle θ formed by the center axis (aa ′) of the laser beam 201 emitted from the laser oscillator 101 and the rotation center axis (bb ′) of the spindle 202 is set to 45 degrees. . The laser beam 102 reflected by the reflection mirror 201 enters the condenser lens 103 and is condensed on the focal plane (E).

図6に示すレーザー装置において、スピンドル202を回転中心軸(b−b’)で回転させるとスピンドル202に固定されている反射ミラー201の反射面(D)も回転中心軸(b−b’)で回転する。しかし、反射面(D)を回転させても、前記αが90度であるため、反射面(D)に入射し反射されるレーザー光102の入射角と反射角が変化しない。よって、集光レンズ103で集光される集光部分s0の位置は変化しない。  In the laser apparatus shown in FIG. 6, when the spindle 202 is rotated around the rotation center axis (bb ′), the reflection surface (D) of the reflection mirror 201 fixed to the spindle 202 is also rotated at the rotation center axis (bb ′). Rotate with. However, even if the reflecting surface (D) is rotated, since the α is 90 degrees, the incident angle and the reflecting angle of the laser beam 102 incident and reflected on the reflecting surface (D) do not change. Therefore, the position of the condensing part s0 condensed by the condensing lens 103 does not change.

集光部分s0の位置は、前記θの値によって決まり、θが45度の場合、集光部分s0は、図6に示すように、集光レンズ103の光軸と集光面(E)の交点となり、前記θが45度以外の角度の場合の集光部分s0の位置は、集光レンズ103の光軸と集光面(E)の交点以外の部分となる。  The position of the condensing portion s0 is determined by the value of θ, and when θ is 45 degrees, the condensing portion s0 is located between the optical axis of the condensing lens 103 and the condensing surface (E) as shown in FIG. When the angle θ is an angle other than 45 degrees, the position of the condensing portion s0 is a portion other than the intersection of the optical axis of the condensing lens 103 and the condensing surface (E).

本発明の実施例は、以下に示される。但し、本願の請求内容はこの実施例に制限されないことは言うまでもない。  Examples of the present invention are shown below. However, it goes without saying that the claimed contents of the present application are not limited to this embodiment.

図7は、本発明の第1のレーザー装置1000を示す。図7を用いて本発明の実施例1を説明する。  FIG. 7 shows a first laser device 1000 of the present invention. A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図7に示すように、レーザー発振器101から出射したレーザー光102は、反射ミラー201の反射面(D)に入射し反射する。As shown in FIG. 7, the laser beam 102 emitted from the laser oscillator 101 is incident on the reflection surface (D) of the reflection mirror 201 and reflected.

反射ミラー201で反射したレーザー光102は、集光レンズ103に入射し、焦点面(E)に集光する。反射ミラー103はスピンドル202に固定されており、スピンドル202が回転中心軸(b−b’)で回転することにより反射ミラー201も回転中心軸(b−b’)で回転できる。  The laser beam 102 reflected by the reflection mirror 201 enters the condenser lens 103 and is condensed on the focal plane (E). The reflection mirror 103 is fixed to the spindle 202, and when the spindle 202 rotates about the rotation center axis (b-b '), the reflection mirror 201 can also rotate about the rotation center axis (b-b').

スピンドル202と反射ミラー201は、スピンドル202の回転中心軸(b−b’)と反射ミラー201の反射面(D)とのなす角度がα度になるように固定されている。本発明の場合、前記αは90度以外の角度である。前記αが90度以外の角度であることを明示するために、α=90+εと示すこともある。ただし本発明におけるεは0以外の値をとる。The spindle 202 and the reflection mirror 201 are fixed so that the angle formed by the rotation center axis (b-b ') of the spindle 202 and the reflection surface (D) of the reflection mirror 201 is α degrees. In the present invention, α is an angle other than 90 degrees. In order to clearly show that α is an angle other than 90 °, α = 90 + ε may be indicated. However, ε in the present invention takes a value other than zero.

さらに、レーザー発振器101から出射されるレーザー光102の中心軸(a−a’)が、スピンドル202の回転中心軸(b−b’)と反射面(D)との交点と一致するように配置されている。さらに、レーザー発振器101から出射されるレーザー光201の中心軸(a−a’)とスピンドル202の回転中心軸(b−b’)とのなす角度θが45度になるように設置されている。Furthermore, the center axis (aa ′) of the laser beam 102 emitted from the laser oscillator 101 is arranged so as to coincide with the intersection of the rotation center axis (bb ′) of the spindle 202 and the reflecting surface (D). Has been. Further, the angle θ formed by the center axis (aa ′) of the laser beam 201 emitted from the laser oscillator 101 and the rotation center axis (bb ′) of the spindle 202 is set to 45 degrees. .

反射ミラー201で反射したレーザー光102は、集光レンズ103に入射し、焦点面(E)に集光する。  The laser beam 102 reflected by the reflection mirror 201 enters the condenser lens 103 and is condensed on the focal plane (E).

図7に示すレーザー装置101において、スピンドル202を回転中心軸(b−b’)で回転させるとスピンドル202に固定されている反射ミラー201の反射面(D)も回転中心軸(b−b’)で回転する。
反射面(D)を回転させると、前記αが90度以外の角度であるため、反射面(D)に入射し反射されるレーザー光102の入射角と反射角が、反射面(D)の回転角度によって変化する。よって、集光レンズ103に入射するレーザ光102の入射角が変化し、集光面(E)集光される集光部分s0の位置は変化する。スピンドル202を回転させると、集光部分s0が、下記の(式1)で示される半径Δで回転する。fは、集光レンズ103の焦点距離である。
Δ=f× tan(2ε)・・・・・・・・・・・(式1)
In the laser apparatus 101 shown in FIG. 7, when the spindle 202 is rotated about the rotation center axis (bb ′), the reflection surface (D) of the reflection mirror 201 fixed to the spindle 202 is also rotated to the rotation center axis (bb ′). ) To rotate.
When the reflecting surface (D) is rotated, the angle α is other than 90 degrees. Therefore, the incident angle and the reflecting angle of the laser beam 102 incident and reflected on the reflecting surface (D) are the same as those of the reflecting surface (D). Varies depending on the rotation angle. Therefore, the incident angle of the laser beam 102 incident on the condensing lens 103 changes, and the position of the condensing part s0 that is condensed on the condensing surface (E) changes. When the spindle 202 is rotated, the light condensing portion s0 rotates with a radius Δ represented by the following (Equation 1). f is the focal length of the condenser lens 103.
Δ = f × tan (2ε) (1)

集光部分s0の回転中心C0は、前記θの値によって決まり、前記θが45度の場合、集光部分の回転中心は、図7に示すように、集光レンズ103の光軸と集光面(E)の交点C0の位置となり、前記θが45度以外の角度の場合の集光部分s0の中心C0は、集光レンズ103の光軸と集光面(E)の交点以外の位置となる。The rotation center C0 of the condensing portion s0 is determined by the value of θ. When θ is 45 degrees, the rotation center of the condensing portion is the optical axis of the condensing lens 103 and the condensing light as shown in FIG. The center C0 of the condensing portion s0 when the angle θ is other than 45 degrees is the position of the intersection point C0 of the surface (E), and the position other than the intersection point of the optical axis of the condensing lens 103 and the condensing surface (E). It becomes.

上記の実施例1では、レーザー発振器101から出射されるレーザー光102の中心軸(a−a’)がスピンドル202の回転中心軸(b−b’)と反射面(D)との交点と一致するように配置されているが、レーザー光102の中心軸(a−a’)がスピンドル202の回転中心軸(b−b’)と反射面(D)との交点と一致していなくとも、集光部分s0は回転する。  In the first embodiment, the central axis (aa ′) of the laser beam 102 emitted from the laser oscillator 101 coincides with the intersection of the rotation central axis (bb ′) of the spindle 202 and the reflecting surface (D). However, even if the center axis (aa ′) of the laser beam 102 does not coincide with the intersection of the rotation center axis (bb ′) of the spindle 202 and the reflecting surface (D), The condensing part s0 rotates.

また、上記の実施例1では、レーザー発振器101から出射されるレーザー光201の中心軸(a−a’)とスピンドル202の回転中心軸(b−b’)とのなす角度θが45度になるように設置されているが、前記θが45度以外の角度であっても、集光部分s0は回転する。In the first embodiment, the angle θ formed by the central axis (aa ′) of the laser beam 201 emitted from the laser oscillator 101 and the rotational central axis (bb ′) of the spindle 202 is 45 degrees. However, even if the angle θ is other than 45 degrees, the condensing portion s0 rotates.

図7に示す第1のレーザー装置1000を使って、被加工物1501を加工するシステムをレーザー加工システム1001と呼び、図8に示す。図8を用いて本発明の実施例2を説明する。  A system for processing the workpiece 1501 using the first laser apparatus 1000 shown in FIG. 7 is called a laser processing system 1001, and is shown in FIG. A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図8に示すレーザー加工システム1001において、レーザー発振器101の設定は、レーザー光102の波長λを1064nmとし、出射されるレーザー光102の径dを3mmとし、レーザー光102の繰返周波数Rを400kHzとする。  In the laser processing system 1001 shown in FIG. 8, the laser oscillator 101 is set such that the wavelength λ of the laser beam 102 is 1064 nm, the diameter d of the emitted laser beam 102 is 3 mm, and the repetition frequency R of the laser beam 102 is 400 kHz. And

さらに、前記αを90.5度となるように、反射ミラー201とスピンドル202が固定されている。また、前記θが45度となるように、レーザー発振器101と反射ミラー201を設置する。  Further, the reflection mirror 201 and the spindle 202 are fixed so that α is 90.5 degrees. Further, the laser oscillator 101 and the reflection mirror 201 are installed so that the angle θ is 45 degrees.

さらに、集光レンズ103を反射ミラー201から出射されるレーザー光201が入射する位置に設置する。集光レンズの焦点距離fは20mmの物を使用する。  Further, the condenser lens 103 is installed at a position where the laser beam 201 emitted from the reflection mirror 201 is incident. A condenser lens having a focal length f of 20 mm is used.

第1のレーザー装置1000の集光レンズ103から出射されるレーザー光102が被加工物1501の表面に入射するように、被加工物1501を被加工物移動ステージ(図示省略)に固定する。  The workpiece 1501 is fixed to a workpiece moving stage (not shown) so that the laser beam 102 emitted from the condenser lens 103 of the first laser apparatus 1000 is incident on the surface of the workpiece 1501.

次に、被加工物1501のm点にレーザー光102が入射する位置まで被加工物移動ステージ(図示省略)を動作させる。  Next, the workpiece moving stage (not shown) is moved to a position where the laser beam 102 enters the m point of the workpiece 1501.

次に、スピンドル202の回転数Pを16000rpmに設定し、スピンドル202を回転させる。スピンドル202に回転運動を与える動力は、電気モーターやエアモーターが望ましい。  Next, the rotation speed P of the spindle 202 is set to 16000 rpm, and the spindle 202 is rotated. An electric motor or an air motor is desirable as the power that gives the spindle 202 rotational movement.

次に、レーザー発振器101からレーザー光102を出射すると同時に、被加工物1501のn点にレーザー光102が入射する位置まで被加工物移動ステージ(図示省略)を所定の速度Vで直線動作させる。前記速度Vは5mm/秒に設定する。n点までレーザー加工されたらレーザー発振器101でレーザー光102の出射を停止する。  Next, at the same time as the laser beam 102 is emitted from the laser oscillator 101, the workpiece moving stage (not shown) is linearly operated at a predetermined speed V to the position where the laser beam 102 is incident on the n point of the workpiece 1501. The speed V is set to 5 mm / second. When laser processing is performed up to n points, the laser oscillator 101 stops the emission of the laser beam 102.

前記の被加工物1501の加工条件を加工条件1として、表1に示す。
Table 1 shows the processing conditions of the workpiece 1501 as processing conditions 1.

図9に、被加工物1501に入射するレーザー光102の集光部分s0の中心点の軌跡311をしめす。上記実施例2において集光部分s0の中心点の軌跡311は螺旋状になる。  FIG. 9 shows a locus 311 of the central point of the condensing portion s0 of the laser beam 102 incident on the workpiece 1501. In the second embodiment, the locus 311 of the central point of the condensing part s0 is spiral.

被加工物1501に連続的な溝を形成するには、被加工物1501に入射される集光部分s0が、他の集光部分と重なっている必要がある。In order to form a continuous groove in the workpiece 1501, the condensing portion s0 incident on the workpiece 1501 needs to overlap another condensing portion.

集光レンズ103の焦点距離をfとし、集光レンズに入射する光径をdとし、レーザー光の波長をλとし、レーザー光がガウシアンビームとすると、集光部分s0の径ΦSPは、下記の(式2)で与えられる。
ΦSP=1.83×λ×f÷d・・・・・・・(式2)
When the focal length of the condensing lens 103 is f, the light diameter incident on the condensing lens is d, the wavelength of the laser light is λ, and the laser light is a Gaussian beam, the diameter ΦSP of the condensing portion s0 is It is given by (Equation 2).
ΦSP = 1.83 × λ × f ÷ d (Formula 2)

前記加工条件1、上記(式1)と(式2)によって、集光部分s0が重なる条件であることが示され、被加工物1501に連続した溝が形成される。The processing condition 1 and the above (formula 1) and (formula 2) indicate that the condensing portion s0 overlaps, and a continuous groove is formed on the workpiece 1501.

図10に、レーザー加工システム1001で加工された被加工物1501の外観を示す。レーザー加工部分1502は、集光部分が重なった連続した溝となっている。FIG. 10 shows an appearance of a workpiece 1501 processed by the laser processing system 1001. The laser processed portion 1502 is a continuous groove with overlapping light converging portions.

図11に図10で示す被加工物1501の加工部分1502の断面B−B断面図を示す。被加工物1501に加工部分1502が形成されており、加工部分の断面はおよそ台形の形状となっている。  FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the line BB of the processed portion 1502 of the workpiece 1501 shown in FIG. A processed portion 1502 is formed on the workpiece 1501, and the cross section of the processed portion has a trapezoidal shape.

加工部分1502の底面の面積が、図4に示す集光部分を固定したレーザー加工部分106の底面107の面積よりも大きく、被加工物1501に加わる外力および内部応力集中が低減されることにより、被加工物1501に亀裂が発生しにくくなり、加工スピードを向上できる。  The area of the bottom surface of the processing portion 1502 is larger than the area of the bottom surface 107 of the laser processing portion 106 to which the condensing portion shown in FIG. 4 is fixed, and the concentration of external force and internal stress applied to the workpiece 1501 is reduced. Cracks are less likely to occur in the workpiece 1501, and the processing speed can be improved.

被加工物1501の例では、強化ガラス、シリコン、サファイヤ、炭化ケイ素、窒化ガリウム、Low−k材等の材料があげられる。  Examples of the workpiece 1501 include materials such as tempered glass, silicon, sapphire, silicon carbide, gallium nitride, and a low-k material.

また、スピンドル202を回転させる動力の例として、DCモータ、ACモータ等の電気モーターや、エアーモータ、油圧モータ等の圧力モータがあげられる。  Examples of power for rotating the spindle 202 include an electric motor such as a DC motor and an AC motor, and a pressure motor such as an air motor and a hydraulic motor.

101 レーザ発振器
102 レーザ光
103 集光レンズ
104 集光点
105 被加工物
106 加工部分
107 加工部分の底面
108 亀裂
201 反射ミラー
202 スピンドル
1000 第1のレーザー装置
1001 第1のレーザー加工システム
1501 被加工物
1502 加工部分
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Laser oscillator 102 Laser beam 103 Condensing lens 104 Condensing point 105 Work piece 106 Work part 107 Process part bottom face 108 Crack 201 Reflection mirror 202 Spindle 1000 1st laser apparatus 1001 1st laser processing system 1501 Work piece 1502 Machining part

Claims (5)

レーザー光を出射するレーザ発振器と、前記レーザー光を反射する反射ミラーと、一つの回転中心軸で回転できるスピンドルと、前記反射ミラーで反射されたレーザー光を集光部分に集光する集光レンズからなるレーザ装置において、前記反射ミラーの反射面と前記回転中心軸のなす角度が90度以外の角度で固定されていることを特徴とするレーザー装置A laser oscillator that emits laser light, a reflection mirror that reflects the laser light, a spindle that can rotate around one rotation center axis, and a condensing lens that condenses the laser light reflected by the reflection mirror on a condensing portion The angle between the reflection surface of the reflection mirror and the rotation center axis is fixed at an angle other than 90 degrees. 前記スピンドルを前記回転中心軸を中心に回転することにより前記反射ミラーを前記回転中心を中心に回転させ、前記集光部分を回転させる事を特徴とする請求項1に記載のレーザー装置  2. The laser device according to claim 1, wherein the condensing portion is rotated by rotating the reflection mirror about the rotation center by rotating the spindle about the rotation center axis. 前記レーザー発振器から出射されたレーザー光が、前記回転中心軸と前記反射ミラーの反射面との交点に入射することを特徴とする請求項2に記載とレーザー装置  3. The laser device according to claim 2, wherein the laser beam emitted from the laser oscillator is incident on an intersection between the rotation center axis and a reflection surface of the reflection mirror. 前記レーザー発振器から出射されたレーザー光が、前記回転中心軸と前記反射ミラーの反射面との交点以外の部分に入射することを特徴とする請求項2に記載とレーザー装置  3. The laser device according to claim 2, wherein the laser beam emitted from the laser oscillator is incident on a portion other than the intersection of the rotation center axis and the reflection surface of the reflection mirror. 前記スピンドルを、圧力モータで回転させる事を特徴とする請求項2から4に記載のレーザー装置5. The laser device according to claim 2, wherein the spindle is rotated by a pressure motor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112469525A (en) * 2019-03-15 2021-03-09 国立大学法人名古屋工业大学 Tool holding device

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