JP3490414B2 - レーザ加工方法及び装置 - Google Patents
レーザ加工方法及び装置Info
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Description
び装置に係り、特に、プリント基板を加工するレーザ穴
明け機に用いるのに好適な、1台のレーザ発振器から出
力されるレーザ光を、複数の加工ヘッドに供給するよう
にしたレーザ加工方法及び装置の改良に関する。
能化に伴って小型化した、直径0.1mm以下のスルー
ホールやビアホールを精度よく形成するために、パルス
発振型のレーザビームを用いて、小径の穴を形成するレ
ーザ穴明け機が実用化されている。
作業能率を高めるため、複数の加工ヘッドで同時にプリ
ント配線基板に穴を明けることが行われており、その
際、レーザ発振器を共通化して、装置の小型化及びコス
トダウンを図るようにされている。
出力されるレーザ光を、ハーフミラー、偏光ミラー、ビ
ームスプリッタなどのスプリッタ光学部品でエネルギ分
割して、複数の加工ヘッドに供給することが行われてい
る。
分割するため、図1に示す如く、分割前のレーザ光のピ
ーク出力P0が分割後には減少し(2分割の場合はP1、
P2に半減)、生産性が低下してしまうだけでなく、分
割した時のエネルギ比も正確に制御することができない
という問題点を有していた。
000−263271には、図2に示す如く、1台のレ
ーザ発振器10から出力されるレーザ光12を加工ヘッ
ド30A、30Bの数(図では2台)と同数設けたビー
ム分配整形装置16A、16Bにより時分割し、該時分
割したパルス状のレーザ光20A、20Bを、それぞれ
加工ヘッド30A、30Bに供給して、被加工物8の加
工に使用することが提案されている。
ビーム分配整形装置16A、16Bを通過した0次光、
22は、0次光18Bを吸収するためのビームダンプ、
32A、32Bは、前記ビーム分配整形装置16A、1
6Bにより時分割された1次光18A、18Bを、それ
ぞれ水平の第1方向に走査するための第1ガルバノミラ
ー、34A、34Bは、該第1ガルバノミラー32A、
32Bにより水平の第1方向に走査されたビームを前記
第1方向と直交する水平の第2方向に走査するための第
2ガルバノミラー、36A、36Bは前記第1及び第2
ガルバノミラー32A、32B、34A、34Bにより
水平方向に走査されたレーザビームを集光し、加工ビー
ム38A、38Bとして被加工物8に当てるためのfθ
レンズである。
000−263271で提案された方法では、ビームを
時分割するための手段16A、16Bが、分割されたビ
ーム毎に1台必要であるだけでなく、ビーム分配整形装
置16A、16Bで時分割された後のレーザ光が、それ
ぞれ独立した経路をたどるため、図2では図示を省略さ
れているが、レーザビームを拡大するためのビームエキ
スパンダ、加工点の形状を規定するためのマスク、前記
ガルバノミラーに入射する前にビームを平行光線化させ
るためのコリメータレンズ又はフィールドレンズなどの
光学部品もビーム毎に設ける必要があり、大型化するだ
けでなく、コストも高くなる。又、ビーム分配整形装置
16A、16Bで時分割されなかった0次光18Bの量
が多く、エネルギの無駄が多い等の問題点を有してい
た。
くなされたもので、少ない光学部品で生産性を向上する
ことを課題とする
発振器から出力されるレーザ光を、複数の加工ヘッドに
供給するようにしたレーザ加工方法において、前記レー
ザ光を時分割し、該時分割されたレーザ光の偏光方向を
互いに異なるものとした後、同じ光軸上に戻し、加工ヘ
ッド近傍で偏光方向毎に分離して加工に使用するように
して、前記課題を解決したものである。
力されるレーザ光を、複数の加工ヘッドに供給するよう
にしたレーザ加工装置において、前記レーザ光を時分割
するための時分割手段と、該時分割手段により時分割さ
れたレーザ光の偏光方向を互いに異なるものとするため
の偏光手段と、該偏光手段の出側で、時分割されたレー
ザ光の光軸を再び一致させるための合成手段と、該合成
手段により合成された、偏光方向が互いに異なるレーザ
光を、加工ヘッド近傍で偏光方向毎に分離して、加工に
使用するための分光手段とを備えることにより、同じく
前記課題を解決したものである。
施形態を詳細に説明する。
振器10から出力される直線偏光(例えばP偏光)のレ
ーザ光12を時分割するための音響変調素子(AOM)
40と、該AOM40により時分割された,0次光42
と同じ偏光方向を持つ1次光44の偏光方向を90°回
転して、0次光42とは異なるS偏光に変えるための1
/2波長(λ)偏光板46と、該1/2波長偏光板46
によりS偏光に変えられた1次光を折り返し、再び0次
光42と同じ光軸上に戻して合成するための、反射ミラ
ー48及び分光器(ポラライザ)50と、該ポラライザ
50により合成されたP偏光とS偏光の両方を含む合成
ビーム50を拡大するためのビームエキスパンダ54
と、該ビームエキスパンダ54により拡大されたビーム
をマスクして整形し、加工点の形状を規定するためのマ
スク56と、該マスク56を通過した整形ビーム58を
平行光線化するためのコリメートレンズ60と、該コリ
メートレンズ60を通過した平行ビーム62から、例え
ばP偏光成分を取り出して第1加工ヘッド30Aに供給
するための分光器(ポラライザ)64と、該分光器64
を通過したS偏光成分を反射して第2加工ヘッド30B
に供給するための反射ミラー66とを備えたものであ
る。
流をオンオフすることにより、回折格子の屈折角が変わ
る原理を利用して、レーザ光のパルスの切り出しを行
う。
ライザ64及び反射ミラー66により導かれる加工ビー
ムの反射角度を調整して、前記第1ガルバノミラー32
A、32Bの方向に反射するための反射ミラー、39
A、39Bは、非加工時に加工ビーム38A、38Bを
吸収するための、各加工ヘッド30A、30Bに設けら
れたビームダンプ、70は、前記レーザ発振器10にト
リガを与えると共に、所定のタイミングで前記AOM4
0を切り換える制御を行うコントローラである。
同様であるので、説明を省略する。
4に示す。前記コントローラ70より、図4(A)に示
すようなトリガ信号をレーザ発振器10に与えると共
に、(B)に示すような0次光と1次光の切り換え信号
を前記AOM40に与える。
イミングT1では、AOM40を0次光42が通過する
ようにされ、ポラライザ50、ビームエキスパンダ5
4、マスク56、コリメータ60、ポラライザ64を経
て第1加工ヘッド30Aに供給されるP偏光成分により
加工動作が行われる。この時、第2加工ヘッド30B側
に漏れるビームは、第1、第2ガルバノミラー32A、
32Bの作用により、該第2加工ヘッド30Bに設けら
れたビームダンプ39Bに到達するようにされて、吸収
される。
T2では、AOM40を逆に1次光44が通過するよう
にされ、1/2波長偏光板46、反射ミラー48、ポラ
ライザ50、ビームエキスパンダ54、マスク56、コ
リメータレンズ60、ポラライザ64を経て、反射ミラ
ー66で反射されたS偏光成分が第2加工ヘッド30B
に供給され、該第2加工ヘッド30Bにより加工動作が
行われる。この時、第1加工ヘッド30A側に漏れるビ
ームは、第1、第2ガルバノミラー32A、34Aの作
用により、該第1加工ヘッド30Aに設けられたビーム
ダンプ39Aに到達するようにされて、吸収される。
切り換え、且つ、1/2波長偏光板46で偏光方向を変
えることによって、従来は加工ヘッド毎に必要であった
ビーム時分割素子の数を減らすと共に、加工ヘッド毎に
独立させる必要があったビームエキスパンダ54、マス
ク56、コリメートレンズ60、フィールドレンズ等の
光学部品を共用化でき、加工ヘッド毎に独立して光学系
を設ける場合に比べて、設置スペースの節約及びコスト
ダウンを図ることができる。
としてAOMが用いられていたが、時分割手段はこれに
限定されない。適用対称も、穴明け機に限定されない。
あったビーム時分割素子の数を減らすと共に、各加工ヘ
ッド用に分割されたビーム用の光学部品の一部を共用す
ることが可能となり、省スペースを図ると共に、コスト
ダウンを図ることができる。
出力を比較して示す線図
ザ加工方法を説明するための斜視図
す、一部斜視図を含む光路図
Claims (2)
- 【請求項1】1台のレーザ発振器から出力されるレーザ
光を、複数の加工ヘッドに供給するようにしたレーザ加
工方法において、 前記レーザ光を時分割し、 該時分割されたレーザ光の偏光方向を互いに異なるもの
とした後、同じ光軸上に戻し、 加工ヘッド近傍で偏光方向毎に分離して加工に使用する
ことを特徴とするレーザ加工方法。 - 【請求項2】1台のレーザ発振器から出力されるレーザ
光を、複数の加工ヘッドに供給するようにしたレーザ加
工装置において、 前記レーザ光を時分割するための時分割手段と、 該時分割手段により時分割されたレーザ光の偏光方向を
互いに異なるものとするための偏光手段と、 該偏光手段の出側で、時分離されたレーザ光の光軸を再
び一致させるための合成手段と、 該合成手段により合成された、偏光方向が互いに異なる
レーザ光を、加工ヘッド近傍で偏光方向毎に分離して、
加工に使用するための分光手段と、 を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
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- 2001-08-16 JP JP2001246845A patent/JP3490414B2/ja not_active Expired - Fee Related
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