JP3196467B2 - レーザ加工修復方法および装置 - Google Patents
レーザ加工修復方法および装置Info
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- JP3196467B2 JP3196467B2 JP32903093A JP32903093A JP3196467B2 JP 3196467 B2 JP3196467 B2 JP 3196467B2 JP 32903093 A JP32903093 A JP 32903093A JP 32903093 A JP32903093 A JP 32903093A JP 3196467 B2 JP3196467 B2 JP 3196467B2
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- processing
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、セラミックスや合成樹
脂などの材料により成形された基板に対し孔あけやスク
ライブの加工を行うためのレーザ光を発生するパルスレ
ーザ加工機に関する。
脂などの材料により成形された基板に対し孔あけやスク
ライブの加工を行うためのレーザ光を発生するパルスレ
ーザ加工機に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、セラミックスや合成樹脂など材料
により成形した基板の孔あけやスクライブ加工に、エネ
ルギー密度の高いレーザ光を利用した加工を適用した例
が増えている。
により成形した基板の孔あけやスクライブ加工に、エネ
ルギー密度の高いレーザ光を利用した加工を適用した例
が増えている。
【０００３】このようなレーザ加工に用いる従来のレー
ザ光モニターの構成を図面を参照しながら説明する。
ザ光モニターの構成を図面を参照しながら説明する。
【０００４】図５に従来のレーザ光モニターの構成を示
す。図において、３１は入射するレーザ光を検出する光
検出器、３２はレーザ光を反射させて減衰させる積分球
で、レーザ光を前記光検出器の許容入力以内まで弱め
る。前記積分球３２には中心からはずれた位置に２つの
透孔がある。その片方に光検出器３１を取り付け、他方
の透孔からレーザ光を入射させる。入射したレーザ光は
積分球３２内面で多重回反射させることで、内面に均一
なレーザ光の強度を形成する。前記光検出器３１には検
出部の開口部の面積部分のレーザ光が入射し、出力信号
を出す。従来のレーザ光モニターに使用されている光検
出器は、レーザパワーのフィードバック時定数が長いた
め光検出器３１の時定数を短くしても回路全体が高速化
しないので、時定数は数十ミリ秒と長い。従って、この
ような光検出器では個々のパルスの品質をモニターする
ことは不可能で、平均的なパルスエネルギーをモニター
しているにすぎない。
す。図において、３１は入射するレーザ光を検出する光
検出器、３２はレーザ光を反射させて減衰させる積分球
で、レーザ光を前記光検出器の許容入力以内まで弱め
る。前記積分球３２には中心からはずれた位置に２つの
透孔がある。その片方に光検出器３１を取り付け、他方
の透孔からレーザ光を入射させる。入射したレーザ光は
積分球３２内面で多重回反射させることで、内面に均一
なレーザ光の強度を形成する。前記光検出器３１には検
出部の開口部の面積部分のレーザ光が入射し、出力信号
を出す。従来のレーザ光モニターに使用されている光検
出器は、レーザパワーのフィードバック時定数が長いた
め光検出器３１の時定数を短くしても回路全体が高速化
しないので、時定数は数十ミリ秒と長い。従って、この
ような光検出器では個々のパルスの品質をモニターする
ことは不可能で、平均的なパルスエネルギーをモニター
しているにすぎない。
【０００５】このため、セラミックスや合成樹脂などの
孔あけ、スクライブ加工においては、個々のパルスの品
質が加工品質を支配し、例えばパルスが欠けたり小さく
なると孔が明かなかったり、浅かったりして後工程に多
大な影響を与えるものである。本来、光検出器はパルス
レーザ用に限定すれば、安価な高速の検出器が既に市販
されている。しかし、この光検出器の出力信号を利用し
ても、レーザ発振器に内蔵されたレーザ出力のフィード
バック回路の応答性が遅いためレーザパルスのフィード
バックは事実上不可能である。
孔あけ、スクライブ加工においては、個々のパルスの品
質が加工品質を支配し、例えばパルスが欠けたり小さく
なると孔が明かなかったり、浅かったりして後工程に多
大な影響を与えるものである。本来、光検出器はパルス
レーザ用に限定すれば、安価な高速の検出器が既に市販
されている。しかし、この光検出器の出力信号を利用し
ても、レーザ発振器に内蔵されたレーザ出力のフィード
バック回路の応答性が遅いためレーザパルスのフィード
バックは事実上不可能である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなレ
ーザパルスモニターでは、セラミックスや合成樹脂など
の個々の孔あけ、スクライブ加工の良否判定が不可能で
あり、同時に修復作業はひとつひとつの孔状態の把握に
始まり修復完了まで多大な時間を要する。
ーザパルスモニターでは、セラミックスや合成樹脂など
の個々の孔あけ、スクライブ加工の良否判定が不可能で
あり、同時に修復作業はひとつひとつの孔状態の把握に
始まり修復完了まで多大な時間を要する。
【０００７】本発明は、このような課題を解決するもの
で、個々のレーザパルスを正確に診断する方法および装
置を提供するだけでなく、前記方法により検出された不
良の加工跡の修復作業を行う方法および装置を提供する
ことを目的とするものである。
で、個々のレーザパルスを正確に診断する方法および装
置を提供するだけでなく、前記方法により検出された不
良の加工跡の修復作業を行う方法および装置を提供する
ことを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、レーザ共振器の外部に光検出器、パルス発
生器、ＡＤコンバータ、ピークホールド回路、コンパレ
ータ、メモリ回路およびマイクロプロセッサを具備し、
入射したレーザ光の強度に比例した光検出器の出力信号
を前記パルス発生器で発生したレーザ発振と同期したト
リガーパルスを前記ＡＤコンバータに入力し、前記トリ
ガーパルスが入力された後所定の時間だけ前記ＡＤコン
バータをアクティブ状態にして前記光検出器の出力信号
のサンプリングを行い、前記サンプリングされた信号を
前記ピークホールド回路に入力して各レーザパルスごと
の前記光検出器の出力信号の最大値を求め、前記ピーク
ホールド回路で得られた最大値をコンパレータに入力し
て別途設定された値と比較してレーザ加工の良否判定を
行う構成とし、前記コンパレータで得られた前記最大値
が設定値に未達の場合、不良加工としてこの加工位置情
報をメモリー回路に記録して、ワーク全体の加工終了後
メモリー回路にあらかじめ登録された加工修復条件と条
件未達時に記録された不良加工の加工位置情報を読みだ
し、前記不良加工の加工位置を再度修復加工条件でレー
ザ加工する構成としたものである。
に本発明は、レーザ共振器の外部に光検出器、パルス発
生器、ＡＤコンバータ、ピークホールド回路、コンパレ
ータ、メモリ回路およびマイクロプロセッサを具備し、
入射したレーザ光の強度に比例した光検出器の出力信号
を前記パルス発生器で発生したレーザ発振と同期したト
リガーパルスを前記ＡＤコンバータに入力し、前記トリ
ガーパルスが入力された後所定の時間だけ前記ＡＤコン
バータをアクティブ状態にして前記光検出器の出力信号
のサンプリングを行い、前記サンプリングされた信号を
前記ピークホールド回路に入力して各レーザパルスごと
の前記光検出器の出力信号の最大値を求め、前記ピーク
ホールド回路で得られた最大値をコンパレータに入力し
て別途設定された値と比較してレーザ加工の良否判定を
行う構成とし、前記コンパレータで得られた前記最大値
が設定値に未達の場合、不良加工としてこの加工位置情
報をメモリー回路に記録して、ワーク全体の加工終了後
メモリー回路にあらかじめ登録された加工修復条件と条
件未達時に記録された不良加工の加工位置情報を読みだ
し、前記不良加工の加工位置を再度修復加工条件でレー
ザ加工する構成としたものである。
【０００９】
【作用】上記の構成により、光検出器には高速な検出器
を使用し、光検出器の出力信号を出力フィードバックに
利用せず、前記光検出器の出力信号をレーザ発振と同期
したトリガーパルスが入力された後所定の時間だけサン
プリングして、前記サンプリングされた信号をピークホ
ールドしてレーザパルスごとのピーク出力時の出力信号
の最大値を求め、前記最大値を設定値と比較を行い、レ
ーザパルスのピーク出力からレーザ加工の良否判定のみ
を行う構成におけるコンパレータで得られた最大値が設
定値に未達の場合、不良加工として加工位置情報を記録
して、ワーク全体またはエリアの加工終了後あらかじめ
登録された加工修復条件と記録された不良加工の加工位
置情報を読みだし、前記不良加工の加工位置を再度レー
ザ加工することで、レーザ加工時間を最短にしかつ加工
不良をなくすことが可能である。
を使用し、光検出器の出力信号を出力フィードバックに
利用せず、前記光検出器の出力信号をレーザ発振と同期
したトリガーパルスが入力された後所定の時間だけサン
プリングして、前記サンプリングされた信号をピークホ
ールドしてレーザパルスごとのピーク出力時の出力信号
の最大値を求め、前記最大値を設定値と比較を行い、レ
ーザパルスのピーク出力からレーザ加工の良否判定のみ
を行う構成におけるコンパレータで得られた最大値が設
定値に未達の場合、不良加工として加工位置情報を記録
して、ワーク全体またはエリアの加工終了後あらかじめ
登録された加工修復条件と記録された不良加工の加工位
置情報を読みだし、前記不良加工の加工位置を再度レー
ザ加工することで、レーザ加工時間を最短にしかつ加工
不良をなくすことが可能である。
【００１０】
【実施例】以下に本発明の一実施例を図面を参照しなが
ら説明する。
ら説明する。
【００１１】図１に本発明に使用したレーザパルス診断
装置の構成を示す。１は光検出器、２はプリアンプ、３
はＡＤコンバータ、４はパルス発生器、５はピークホー
ルド回路、６はコンパレータ、７はマイクロプロセッサ
（ＭＰＵ）である。
装置の構成を示す。１は光検出器、２はプリアンプ、３
はＡＤコンバータ、４はパルス発生器、５はピークホー
ルド回路、６はコンパレータ、７はマイクロプロセッサ
（ＭＰＵ）である。
【００１２】つぎに、上記構成のレーザパルス診断装置
の動作および方法について説明する。光検出器１は入射
するレーザ光の強度に比例して高速に応答する検出器を
使用して、前記光検出器の出力信号はプリアンプ２に入
力され、ＡＤコンバート可能なレベルまで増幅される。
増幅された前記光検出器１の出力信号と前記パルス発生
器４により発生したレーザ発振指令と同期したトリガー
パルスを前記ＡＤコンバータ３に入力し、前記トリガー
パルスが入力された後所定の時間だけ前記ＡＤコンバー
タ３をアクティブ状態にして前記光検出器１の出力信号
のサンプリングを行い、前記サンプリングされた信号を
前記ピークホールド回路５に入力して各レーザパルスご
との前記光検出器１の出力信号の最大値を求め、前記ピ
ークホールド回路５で得られた最大値をコンパレータ６
に入力して別途設定された値と比較して各レーザパルス
の合否判定をＭＰＵ７で行うものである。
の動作および方法について説明する。光検出器１は入射
するレーザ光の強度に比例して高速に応答する検出器を
使用して、前記光検出器の出力信号はプリアンプ２に入
力され、ＡＤコンバート可能なレベルまで増幅される。
増幅された前記光検出器１の出力信号と前記パルス発生
器４により発生したレーザ発振指令と同期したトリガー
パルスを前記ＡＤコンバータ３に入力し、前記トリガー
パルスが入力された後所定の時間だけ前記ＡＤコンバー
タ３をアクティブ状態にして前記光検出器１の出力信号
のサンプリングを行い、前記サンプリングされた信号を
前記ピークホールド回路５に入力して各レーザパルスご
との前記光検出器１の出力信号の最大値を求め、前記ピ
ークホールド回路５で得られた最大値をコンパレータ６
に入力して別途設定された値と比較して各レーザパルス
の合否判定をＭＰＵ７で行うものである。
【００１３】図２にはレーザピーク出力と合成樹脂を例
として孔明け加工時の孔の上側と下側の直径の比を孔品
質として示した。本図からも明らかなように、レーザの
パルスピークは孔品質に密接に関係しており、パルスピ
ークを観察することは孔品質を観察していることとほぼ
等価である。また、セラミックスや合成樹脂などのスク
ライブ加工の品質も同様にパルスピーク値に大きく依存
することが知られている。
として孔明け加工時の孔の上側と下側の直径の比を孔品
質として示した。本図からも明らかなように、レーザの
パルスピークは孔品質に密接に関係しており、パルスピ
ークを観察することは孔品質を観察していることとほぼ
等価である。また、セラミックスや合成樹脂などのスク
ライブ加工の品質も同様にパルスピーク値に大きく依存
することが知られている。
【００１４】図３には本発明に使用したレーザパルス診
断装置のタイミングチャートを示した。レーザ発振指令
が入力されるとトリガーパルスが発生し、ＡＤコンバー
タが所定の時間アクティブ状態になる。一方、レーザ光
はレーザ発振指令よりやや遅れて発生し、同時にＡＤコ
ンバータ３でほぼ同じ形が出力される。ピークホールド
回路５はＡＤコンバータ３がアクティブ時の最大出力値
を記憶し、コンパレータ６に出力する。そして、コンパ
レータ６はピークホールド回路５が出力した値とあらか
じめ設定されたしきい値を比較して、判定結果を出力
し、判定トリガーと同時に判定される。ＡＤコンバータ
３が所定の時間をこえ、スリープ状態になると、ピーク
ホールド回路５はリセットされ、ゼロレベルになる。
断装置のタイミングチャートを示した。レーザ発振指令
が入力されるとトリガーパルスが発生し、ＡＤコンバー
タが所定の時間アクティブ状態になる。一方、レーザ光
はレーザ発振指令よりやや遅れて発生し、同時にＡＤコ
ンバータ３でほぼ同じ形が出力される。ピークホールド
回路５はＡＤコンバータ３がアクティブ時の最大出力値
を記憶し、コンパレータ６に出力する。そして、コンパ
レータ６はピークホールド回路５が出力した値とあらか
じめ設定されたしきい値を比較して、判定結果を出力
し、判定トリガーと同時に判定される。ＡＤコンバータ
３が所定の時間をこえ、スリープ状態になると、ピーク
ホールド回路５はリセットされ、ゼロレベルになる。
【００１５】また、図４には本発明のレーザ加工修復装
置の構成を示した。符号の１から符号の７までは本発明
のレーザパルス診断装置と同じであり、８は加工位置デ
ータ用メモリ、９は加工条件テーブルであり、加工条件
および修復加工条件が記録されている。また、１０は不
良加工の孔加工位置を記憶するメモリである。
置の構成を示した。符号の１から符号の７までは本発明
のレーザパルス診断装置と同じであり、８は加工位置デ
ータ用メモリ、９は加工条件テーブルであり、加工条件
および修復加工条件が記録されている。また、１０は不
良加工の孔加工位置を記憶するメモリである。
【００１６】つぎに、上記構成のレーザ加工修復装置の
動作および方法について説明する。レーザパルス診断装
置と同様に光検出器１は入射するレーザ光の強度に比例
して高速に応答する検出器を使用して、前記光検出器１
の出力信号はプリアンプ２に入力され、ＡＤコンバート
可能なレベルまで増幅される。増幅された前記光検出器
１の出力信号と前記パルス発生器４により発生したレー
ザ発振指令と同期したトリガーパルスを前記ＡＤコンバ
ータ３に入力し、前記トリガーパルスが入力された後所
定の時間だけ前記ＡＤコンバータ３をアクティブ状態に
して前記光検出器１の出力信号のサンプリングを行い、
前記サンプリングされた信号をピークホールド回路５に
入力して各レーザパルスごとの前記光検出器１の出力信
号の最大値を求め、前記ピークホールド回路５で得られ
た最大値をコンパレータ６に入力して別途設定された値
と比較して各レーザパルスの合否判定をＭＰＵ７で行
う。前記合否判定の結果、不良判定になると、ＭＰＵ７
は加工位置データ用メモリ８から不良孔の位置データを
読みだし、修復加工に用いる不良加工の孔加工位置デー
タを記憶するメモリ１０に書き込む。レーザ加工は、本
来加工条件テーブル９より呼び出されたデータに基づい
てＭＰＵ７が指令して加工制御装置をコントロールして
行われるが、ワーク内またはエリアの加工が終了後不良
加工の孔加工位置データを記憶するメモリ１０にデータ
が存在すれば、修正加工用加工条件を加工条件テーブル
９から読みだし、不良孔の修復加工を実施する。
動作および方法について説明する。レーザパルス診断装
置と同様に光検出器１は入射するレーザ光の強度に比例
して高速に応答する検出器を使用して、前記光検出器１
の出力信号はプリアンプ２に入力され、ＡＤコンバート
可能なレベルまで増幅される。増幅された前記光検出器
１の出力信号と前記パルス発生器４により発生したレー
ザ発振指令と同期したトリガーパルスを前記ＡＤコンバ
ータ３に入力し、前記トリガーパルスが入力された後所
定の時間だけ前記ＡＤコンバータ３をアクティブ状態に
して前記光検出器１の出力信号のサンプリングを行い、
前記サンプリングされた信号をピークホールド回路５に
入力して各レーザパルスごとの前記光検出器１の出力信
号の最大値を求め、前記ピークホールド回路５で得られ
た最大値をコンパレータ６に入力して別途設定された値
と比較して各レーザパルスの合否判定をＭＰＵ７で行
う。前記合否判定の結果、不良判定になると、ＭＰＵ７
は加工位置データ用メモリ８から不良孔の位置データを
読みだし、修復加工に用いる不良加工の孔加工位置デー
タを記憶するメモリ１０に書き込む。レーザ加工は、本
来加工条件テーブル９より呼び出されたデータに基づい
てＭＰＵ７が指令して加工制御装置をコントロールして
行われるが、ワーク内またはエリアの加工が終了後不良
加工の孔加工位置データを記憶するメモリ１０にデータ
が存在すれば、修正加工用加工条件を加工条件テーブル
９から読みだし、不良孔の修復加工を実施する。
【００１７】
【発明の効果】以上のように本発明のレーザ加工修復方
法および装置は、パルスピークをサンプルホールドする
ことで電子部品実装用プリント基板への孔あけやスクラ
イブの加工品質のモニターが可能になり、同時にその結
果一部または全部の不良加工の修復加工を行うことが可
能となりレーザ加工の信頼性を著しく向上させることが
可能となる優れた効果を奏するものである。
法および装置は、パルスピークをサンプルホールドする
ことで電子部品実装用プリント基板への孔あけやスクラ
イブの加工品質のモニターが可能になり、同時にその結
果一部または全部の不良加工の修復加工を行うことが可
能となりレーザ加工の信頼性を著しく向上させることが
可能となる優れた効果を奏するものである。
【図１】本発明に使用したレーザパルス診断装置の一実
施例を示すブロック回路図
施例を示すブロック回路図
【図２】加工品質（上／下孔径比）とレーザピーク出力
の関係特性図
の関係特性図
【図３】ブロック回路の動作タイミング図
【図４】本発明のレーザ加工修復装置の一実施例を示す
ブロック回路図
ブロック回路図
【図５】従来のレーザ光モニターの概略構成図
１ 光検出器 ２ プリアンプ ３ ＡＤコンバータ ４ パルス発生器 ５ ピークホールド回路 ６ コンパレータ ７ マイクロプロセッサ（ＭＰＵ） ８ レーザ加工位置データ用メモリ ９ 加工条件テーブル １０ 修復加工用加工位置データメモリ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−59193（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−154676（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 3/00 - 3/30 B23K 26/00
Claims (2)
- 【請求項１】 レーザ共振器の外部に設けられた光検出
器の出力信号をレーザ発振と同期したトリガーパルスが
入力された後所定の時間だけサンプリングを行い、前記
サンプリングされた信号をピークホールドしてレーザパ
ルスごとの最大値を求め、前記最大値を設定値と比較を
行い、検出された前記最大値が設定値に未達の場合、不
良加工の加工位置情報を記録して、ワーク全体またはエ
リアの加工終了後あらかじめ登録された加工修復条件と
記録された不良加工の加工位置情報を読みだし、前記不
良加工の加工位置を再度レーザ加工するレーザ加工修復
方法。 - 【請求項２】 レーザ共振器の外部に光検出器、パルス
発生器、ＡＤコンバータ、ピークホールド回路、コンパ
レータ、メモリ回路およびマイクロプロセッサを具備
し、入射したレーザ光の強度に比例した光検出器の出力
信号を前記パルス発生器で発生したレーザ発振と同期し
たトリガーパルスを前記ＡＤコンバータに入力し、前記
トリガーパルスが入力された後所定の時間だけ前記ＡＤ
コンバータをアクティブ状態にして前記光検出器の出力
信号のサンプリングを行い、前記サンプリングされた信
号を前記ピークホールド回路に入力して各レーザパルス
ごとの前記光検出器の出力信号の最大値を求め、前記ピ
ークホールド回路で得られた最大値をコンパレータに入
力して別途設定された値と比較して、コンパレータで得
られた前記最大値が設定値に未達の場合、不良加工の加
工位置情報をメモリー回路に記録して、ワーク全体また
はエリアの加工終了後メモリー回路にあらかじめ登録さ
れた加工修復条件と条件未達時に記録された不良加工の
加工位置情報を読みだし、不良加工の加工位置を再度修
復加工条件でレーザ加工する構成としたレーザ加工修復
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32903093A JP3196467B2 (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | レーザ加工修復方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32903093A JP3196467B2 (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | レーザ加工修復方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07183592A JPH07183592A (ja) | 1995-07-21 |
| JP3196467B2 true JP3196467B2 (ja) | 2001-08-06 |
Family
ID=18216821
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32903093A Expired - Lifetime JP3196467B2 (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | レーザ加工修復方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3196467B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101937829B1 (ko) * | 2017-08-01 | 2019-01-14 | 박태완 | 열수축 포장전 제품 그룹 정렬장치 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102154176B1 (ko) * | 2018-08-24 | 2020-09-09 | 주식회사 에스디에이 | 극초단파 레이저를 이용한 멤스 프로브 팁의 제조방법 및 이에 의해 제조된 멤스 프로브 팁 |
| KR102255427B1 (ko) * | 2019-04-30 | 2021-05-24 | (주)비슬로 | 셀프 리셋을 이용한 초고주파 펄스 검출기 |
-
1993
- 1993-12-24 JP JP32903093A patent/JP3196467B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101937829B1 (ko) * | 2017-08-01 | 2019-01-14 | 박태완 | 열수축 포장전 제품 그룹 정렬장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07183592A (ja) | 1995-07-21 |
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