JP4297952B2 - Laser processing equipment - Google Patents

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Description

この発明は、プリント基板などの被加工物に対する穴あけ加工を主目的としたレーザ加工装置に関するものであり、特に、生産性向上を目的とした同時多点照射タイプのレーザ加工装置に関するものである。   The present invention relates to a laser processing apparatus mainly for drilling a workpiece such as a printed circuit board, and more particularly to a simultaneous multi-point irradiation type laser processing apparatus for the purpose of improving productivity.

従来、生産性向上を図るためにレーザ光源からの1つのレーザ光を2つに分光して、2穴同時加工することができるレーザ加工装置が提案されている(たとえば、特許文献1参照)。このレーザ加工装置では、1つのレーザ光を第1の偏光手段にて2つのレーザ光に分光し、再びこれらの2つのレーザ光の光路をほぼ一致させる第2の偏光手段に導く。このとき、第1の偏光手段で分光されたレーザ光のうちの一方のレーザ光(以下、主ビームという)は1組のミラー(ベンドミラー)を経由して第2の偏光手段へと導かれる。また、他方のレーザ光(以下、副ビームという)は一対の第1のガルバノスキャナ群で互いに平行でない2軸方向に走査された後に第2の偏光手段に導かれ、混合される。第2の偏光手段を通過した2つのレーザ光は、一対の第2のガルバノスキャナ群で互いに平行でない2軸方向に走査され、fθレンズに入射し、テーブル上の被加工物へと照射される。ここで、副ビームは、第1のガルバノスキャナ群で走査されることで、1組のミラーを通過してきた主ビームに比べてその角度に若干のずれが存在するので、fθレンズを通過した後の主ビームと副ビームはそれぞれテーブル上の異なる位置に照射されることになる。これによって、1つのfθレンズで2穴同時加工することができ、生産性が向上する。   Conventionally, in order to improve productivity, a laser processing apparatus has been proposed that can split one laser beam from a laser light source into two and simultaneously process two holes (see, for example, Patent Document 1). In this laser processing apparatus, one laser beam is split into two laser beams by the first polarizing unit, and again guided to the second polarizing unit that substantially matches the optical paths of these two laser beams. At this time, one laser beam (hereinafter referred to as a main beam) among the laser beams dispersed by the first polarization unit is guided to the second polarization unit via a pair of mirrors (bend mirrors). . The other laser beam (hereinafter referred to as a sub beam) is scanned in a biaxial direction that is not parallel to each other by the pair of first galvano scanner groups, and then guided to the second polarization means and mixed. The two laser beams that have passed through the second polarizing means are scanned in a biaxial direction that is not parallel to each other by the pair of second galvano scanner groups, enter the fθ lens, and irradiate the workpiece on the table. . Here, since the sub beam is scanned by the first galvano scanner group, there is a slight deviation in the angle compared to the main beam that has passed through one set of mirrors. The main beam and the sub beam are irradiated at different positions on the table. As a result, two holes can be processed simultaneously with one fθ lens, and productivity is improved.

このほかにも、1つのレーザ光を第1の偏光手段にて2つのレーザ光に分光し、それぞれのレーザ光を、一対のガルバノスキャナで2軸方向に走査し、2つのレーザ光を第2の偏光手段へ導いた後、1つのfθレンズで2穴同時加工して生産性を向上したレーザ加工装置も提案されている(たとえば、特許文献2参照)。   In addition to this, one laser beam is split into two laser beams by the first polarization means, and each laser beam is scanned in a biaxial direction by a pair of galvano scanners. There has also been proposed a laser processing apparatus in which two holes are simultaneously processed with one fθ lens after being guided to the polarizing means (see Patent Document 2, for example).

また、特許文献1に見られるようなレーザ加工装置において、目的の位置に穴を加工するための各ガルバノスキャナの角度指令値を生成する技術についても知られている(たとえば、特許文献3参照)。   In addition, a technique for generating an angle command value of each galvano scanner for processing a hole at a target position in a laser processing apparatus as seen in Patent Document 1 is also known (see, for example, Patent Document 3). .

国際公開第03/041904号パンフレットInternational Publication No. 03/041904 Pamphlet 特開2005−230872号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2005-230872 国際公開第03/080283号パンフレットInternational Publication No. 03/080283 Pamphlet

ところで、特許文献1に記載のレーザ加工装置にあっては、分光した一方の副ビーム側は合計2組(すなわち4台)と、主ビーム側の1組(2台)に比べて多くのガルバノスキャナを経由することになる。ガルバノスキャナは、ミラー部を回転させて使用するため、固定ミラーを経由する場合に比べて不安定であるので、そのようなガルバノスキャナを多く経由する副ビームはどうしても加工品質が悪くなりやすいという問題点があった。   By the way, in the laser processing apparatus described in Patent Document 1, there are a total of 2 sets (that is, 4 sets) on one side of the divided sub-beam, and more galvanometers than 1 set (2 sets) on the main beam side. It will go through the scanner. Since the galvano scanner is used by rotating the mirror part, it is unstable compared with the case where it passes through a fixed mirror, so the problem that the processing quality of the secondary beam that passes through such a galvano scanner tends to be deteriorated. There was a point.

さらに、副ビームにおいてはfθレンズの前焦点位置(fθレンズ前のビーム走査理想位置)から離れた位置に設置されている第1のガルバノスキャナ群でビームを走査する。そのため、fθレンズの前焦点位置から第1のガルバノスキャナ群までの距離が遠ければ遠い程、fθレンズの特性上、加工穴真円度や焦点裕度といった加工穴品質が悪くなる傾向があり、その結果、被加工物に対する加工穴品質も悪くなってしまうという問題点があった。   Further, in the sub beam, the beam is scanned by the first galvano scanner group installed at a position away from the front focal position of the fθ lens (the beam scanning ideal position before the fθ lens). Therefore, the longer the distance from the front focal position of the fθ lens to the first galvano scanner group, the worse the processing hole quality, such as the processing hole roundness and the focus tolerance, due to the characteristics of the fθ lens. As a result, there is a problem in that the quality of the processed hole for the workpiece is also deteriorated.

また、特許文献2に記載のレーザ加工装置においては、第1の偏光手段で2つに分光されたレーザ光は、どちらも固定ミラーではなくガルバノスキャナを経由して走査される構成であり、fθレンズとガルバノスキャナの間に第2の偏光手段を設けるスペースが必要となるため、どちらのレーザ光もfθレンズの前焦点位置から離れた位置での走査となる。その結果、どちらのレーザ光も加工穴品質が悪くなってしまうという問題点があった。   In the laser processing apparatus described in Patent Document 2, the laser light split into two by the first polarizing means is configured to be scanned via a galvano scanner instead of a fixed mirror, and fθ Since a space for providing the second polarizing means is required between the lens and the galvano scanner, both laser beams are scanned at a position away from the front focal position of the fθ lens. As a result, both laser beams have a problem that the quality of the processed hole is deteriorated.

さらに、特許文献1に記載のレーザ加工装置のような構成では、光学系が複雑なため、特許文献3に記載のビーム位置を制御するために必要な各ガルバノスキャナの角度指令値などのキャリブレーション作業においては、試し加工に多く点数を必要とし時間がかかってしまうという問題点もあった。   Further, in the configuration like the laser processing apparatus described in Patent Document 1, since the optical system is complicated, calibration such as angle command values of each galvano scanner required for controlling the beam position described in Patent Document 3 is required. In the work, there is also a problem that a lot of points are required for trial processing and it takes time.

この発明は、上記に鑑みてなされたもので、同時多点照射タイプのレーザ加工装置において2つのレーザ光による加工品質の差を少なくし、加工品質の向上を図ることができるレーザ加工装置を得ることを目的とする。また、レーザ光を照射する加工位置を制御するために必要なキャリブレーション作業を容易にすることができるレーザ加工装置を得ることも目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and obtains a laser processing apparatus capable of reducing the difference in processing quality between two laser beams and improving the processing quality in a simultaneous multipoint irradiation type laser processing apparatus. For the purpose. It is another object of the present invention to provide a laser processing apparatus that can facilitate a calibration operation necessary for controlling a processing position to be irradiated with laser light.

上記目的を達成するため、この発明にかかるレーザ加工装置は、テーブル上に配置された被加工物上の2点以上にレーザ光を同時に照射して加工を行うレーザ加工装置において、1つのレーザ光を光路の異なる第1と第2のレーザ光に分光する第1の偏光手段と、前記第1のレーザ光の光路上に配置され、前記テーブル上の第1の方向に前記第1のレーザ光を走査する第1のガルバノスキャナと、前記第2のレーザ光の光路上に配置され、前記テーブル上の前記第1の方向とは異なる第2の方向に前記第2のレーザ光を走査する第2のガルバノスキャナと、前記第1および第2のレーザ光を混合する第2の偏光手段と、混合された前記第1および第2のレーザ光を前記テーブル上で相異なる第3と第4の方向に走査する一対の第3と第4のガルバノスキャナからなるメインガルバノスキャナと、前記メインガルバノスキャナからの前記第1および第2のレーザ光を前記被加工物上の所定の位置にそれぞれ集光させるfθレンズと、を備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a laser processing apparatus according to the present invention is a laser processing apparatus that performs processing by simultaneously irradiating two or more points on a work piece arranged on a table with laser light. Are arranged on the optical path of the first laser light, and the first laser light in the first direction on the table is split into the first and second laser lights having different optical paths. A first galvano scanner that scans the second laser beam and a second laser beam that is disposed on the optical path of the second laser beam and scans the second laser beam in a second direction different from the first direction on the table Two galvano scanners, second polarization means for mixing the first and second laser beams, and third and fourth different first and second laser beams mixed on the table. A pair of third and fourth gears scanning in the direction A main galvanometer scanner formed of Banosukyana, characterized in that it comprises, a fθ lens for respectively condensing the first and second laser beam at a predetermined position on the workpiece from the main galvano scanner.

この発明によれば、第1の偏光手段で分光されたどのレーザ光も3台のガルバノスキャナを経由する構成にしたので、同時多点照射という生産性を維持したまま加工品質を向上することができるという効果を有する。   According to the present invention, since any laser beam dispersed by the first polarizing means is configured to pass through three galvano scanners, the processing quality can be improved while maintaining the productivity of simultaneous multi-point irradiation. It has the effect of being able to.

以下に添付図面を参照して、この発明にかかるレーザ加工装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、これらの実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。   Exemplary embodiments of a laser processing apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. Note that the present invention is not limited to these embodiments.

実施の形態1.
この発明によるレーザ加工装置の説明をする前に、従来のレーザ加工装置の構成の概要について説明する。図14は、同時多点照射タイプのレーザ加工装置の構造の従来例を示す図である。レーザ加工装置は、プリント基板などの被加工物212を載置し、水平面(XY平面)内で移動可能なXYテーブル211と、図示しないレーザ発振器から出射されたレーザ光LをXYテーブル211上の被加工物212に照射するための光学系と、を備える。なお、この図において、被加工物212を載置するXYテーブル211の面を水平面とし、この水平面内で互いに直交する2つの軸をX軸とY軸とし、これらのX軸とY軸の両方に垂直な軸をZ軸としている。
Embodiment 1 FIG.
Before describing the laser processing apparatus according to the present invention, an outline of the configuration of a conventional laser processing apparatus will be described. FIG. 14 is a diagram showing a conventional example of the structure of a simultaneous multipoint irradiation type laser processing apparatus. The laser processing apparatus places a workpiece 212 such as a printed circuit board, and moves an XY table 211 that can move in a horizontal plane (XY plane) and laser light L emitted from a laser oscillator (not shown) on the XY table 211. An optical system for irradiating the workpiece 212. In this figure, the surface of the XY table 211 on which the workpiece 212 is placed is a horizontal plane, and two axes orthogonal to each other in the horizontal plane are an X axis and a Y axis, and both the X axis and the Y axis are used. The axis perpendicular to is the Z axis.

光学系は、図示しないレーザ発振器から出射されたレーザ光Lを2つのレーザ光La,Lbに分光する偏光ビームスプリッタなどからなる第1の偏光手段222と、第1の偏光手段222で分光され、異なる光路を進行してきた2つのレーザ光La,Lbを混合(ミックス)し、ほぼ同一の光路に導く偏光ビームスプリッタなどからなる第2の偏光手段223と、第2の偏光手段223からの混合されたレーザ光La,Lbを被加工物212上に集光させるfθレンズ228と、を備える。なお、第1の偏光手段222と第2の偏光手段223との間で分光された2つのレーザ光La,Lbは、光路長が同一になるように構成されている。また、前記第2の偏光手段223で2つのレーザ光La,Lbを混合する理由は、ひとつのfθレンズ228を用いて2つの穴を同時加工するためである。   The optical system is spectrally divided by a first polarizing unit 222 including a polarizing beam splitter that splits a laser beam L emitted from a laser oscillator (not shown) into two laser beams La and Lb, and a first polarizing unit 222, Two laser beams La and Lb traveling in different optical paths are mixed (mixed) and mixed from the second polarizing means 223 composed of a polarizing beam splitter or the like that guides it to the substantially same optical path. And an fθ lens 228 for condensing the laser beams La and Lb on the workpiece 212. The two laser beams La and Lb split between the first polarizing unit 222 and the second polarizing unit 223 are configured to have the same optical path length. Further, the reason why the two laser beams La and Lb are mixed by the second polarizing means 223 is that two holes are simultaneously processed using one fθ lens 228.

簡単のため、レーザ光L,La,Lbの光路は上記で設定したX軸、Y軸、Z軸のいずれかとほぼ平行になるように、レーザ光L,La,Lbの光路上にミラー221a〜221dとガルバノスキャナ224a,224b,226a,226bが配置されている場合で説明する。この場合、光路上に配置されるミラー221a〜221dは、レーザ光Lの光路を90度の角度で曲げる(反射させる)ために、たとえば図に示されるXYZ座標系のいずれかの軸に対して、45度の角度をなして配置される。また、第1の偏光手段222で反射されたレーザ光Lbの光路上には、レーザ光Lbを2軸方向に走査し第2の偏光手段223へと導くための一対のガルバノスキャナ224a,224bが設けられる。ガルバノスキャナ224aは、ミラー225aの回転軸がX軸方向となるように配置され、ガルバノスキャナ224bは、ミラー225bの回転軸がY軸方向となるように配置される。ガルバノスキャナ224aを走査することで、レーザ光LbをXYテーブル211上のX軸方向に走査することができ、ガルバノスキャナ224bを走査することで、レーザ光LbをXYテーブル211上のY軸方向に走査することができる。   For simplicity, the mirrors 221a to 221a are arranged on the optical paths of the laser beams L, La, and Lb so that the optical paths of the laser beams L, La, and Lb are substantially parallel to any of the X axis, Y axis, and Z axis set above. The case where 221d and the galvano scanners 224a, 224b, 226a, 226b are arranged will be described. In this case, the mirrors 221a to 221d arranged on the optical path bend (reflect) the optical path of the laser light L at an angle of 90 degrees, for example, with respect to any axis of the XYZ coordinate system shown in the figure. , Arranged at an angle of 45 degrees. A pair of galvano scanners 224a and 224b for scanning the laser light Lb in two axial directions and guiding it to the second polarizing means 223 are provided on the optical path of the laser light Lb reflected by the first polarizing means 222. Provided. The galvano scanner 224a is arranged so that the rotation axis of the mirror 225a is in the X-axis direction, and the galvano scanner 224b is arranged so that the rotation axis of the mirror 225b is in the Y-axis direction. By scanning the galvano scanner 224a, the laser beam Lb can be scanned in the X-axis direction on the XY table 211, and by scanning the galvano scanner 224b, the laser beam Lb can be scanned in the Y-axis direction on the XY table 211. Can be scanned.

さらに、第2の偏光手段223とfθレンズ228との間には、第2の偏光手段223からの混合されたレーザ光La,Lbを2軸方向に走査し被加工物212に導くための一対のガルバノスキャナ226a,226bが設けられている。ガルバノスキャナ226aは、ミラー227aの回転軸がZ軸方向となるように配置され、ガルバノスキャナ226bは、ミラー227bの回転軸がX軸方向となるように配置される。ガルバノスキャナ226aを走査することで、レーザ光La,LbをXYテーブル211上のX軸方向に走査することができ、ガルバノスキャナ226bを走査することで、レーザ光La,LbをXYテーブル211上のY軸方向に走査することができる。   Further, between the second polarizing means 223 and the fθ lens 228, a pair for scanning the mixed laser beams La and Lb from the second polarizing means 223 in the biaxial direction and guiding them to the workpiece 212. Galvano scanners 226a and 226b are provided. The galvano scanner 226a is arranged so that the rotation axis of the mirror 227a is in the Z-axis direction, and the galvano scanner 226b is arranged so that the rotation axis of the mirror 227b is in the X-axis direction. By scanning the galvano scanner 226a, the laser beams La and Lb can be scanned in the X-axis direction on the XY table 211, and by scanning the galvano scanner 226b, the laser beams La and Lb are scanned on the XY table 211. Scanning in the Y-axis direction is possible.

ここで、このような構成のレーザ加工装置の動作について説明する。図示しないレーザ発振器から出射されたレーザ光Lは、偏光方向を45度の向きに調整されており、2つのミラー221a,221bで反射されて第1の偏光手段222に入射する。第1の偏光手段222では、偏光方向が入射面と垂直なP波であるレーザ光と、偏光方向が入射面と平行なS波であるレーザ光とに分光される。   Here, the operation of the laser processing apparatus having such a configuration will be described. A laser beam L emitted from a laser oscillator (not shown) is adjusted to have a polarization direction of 45 degrees, is reflected by two mirrors 221a and 221b, and enters the first polarization unit 222. In the first polarizing means 222, the light is split into laser light whose polarization direction is P wave perpendicular to the incident surface and laser light whose polarization direction is S wave parallel to the incident surface.

第1の偏光手段222を透過したレーザ光(以下、主ビームという)Laは、2つのミラー221c,221dを経由して、第2の偏光手段223に導かれる。一方、第1の偏光手段222で反射したレーザ光(以下、副ビームという)Lbは、ガルバノスキャナ224a,224bで2軸方向に走査された後、第2の偏光手段223に導かれる。ここで、主ビームLaは、常に同じ位置で第2の偏光手段223に導かれるが、副ビームLbは、ガルバノスキャナ224a,224bの振り角を制御することで、第2の偏光手段223に入射する位置や角度が調整される。   Laser light (hereinafter referred to as a main beam) La transmitted through the first polarizing means 222 is guided to the second polarizing means 223 via the two mirrors 221c and 221d. On the other hand, laser light (hereinafter referred to as a secondary beam) Lb reflected by the first polarizing means 222 is guided to the second polarizing means 223 after being scanned in the biaxial direction by the galvano scanners 224a and 224b. Here, the main beam La is always guided to the second polarization unit 223 at the same position, but the sub beam Lb is incident on the second polarization unit 223 by controlling the swing angle of the galvano scanners 224a and 224b. The position and angle to be adjusted are adjusted.

その後、主ビームLaは第2の偏光手段223で反射され、副ビームLbは第2の偏光手段223で透過されることで、二つのレーザ光La,Lbは、ほぼ同じ光路をガルバノスキャナ226a,226bへと導かれる。そして、ガルバノスキャナ226a,226bによって2軸方向に走査された後、fθレンズ228に導かれ、それぞれ被加工物212上の所定位置に集光され、加工を実施する。このとき、ガルバノスキャナ224a,224b,226a,226bを走査することによって、被加工物212上の任意の異なる2点に、主ビームLaと副ビームLbとを照射することが可能である。走査領域内の穴の加工がすべて終了した後、XYテーブル211を図中のXY方向に移動させることで、つぎの走査領域の加工を実施することができる。   Thereafter, the main beam La is reflected by the second polarizing means 223, and the sub-beam Lb is transmitted by the second polarizing means 223, so that the two laser beams La and Lb follow the galvano scanner 226a, 226b. Then, after being scanned in the biaxial direction by the galvano scanners 226a and 226b, the galvano scanners 226a and 226b are guided to the fθ lens 228 and focused on predetermined positions on the workpiece 212 to perform processing. At this time, by scanning the galvano scanners 224a, 224b, 226a, and 226b, it is possible to irradiate two different points on the workpiece 212 with the main beam La and the sub beam Lb. After all the holes in the scanning area are processed, the next scanning area can be processed by moving the XY table 211 in the XY direction in the drawing.

ここで、一組目のガルバノスキャナ224a,224bをそれぞれ或る角度にすると、分光されたレーザ光Lbが第2の偏光手段223以降同一の軌跡を描き同じ位置が加工される。今、十分に近い2つの加工したい穴位置イ、ロがあるとすると、まず第2組目のガルバノスキャナ226a,226bでどちらか一方(たとえばイ)の穴位置が加工されるよう2軸方向に走査すれば、主ビームLaはその位置イに穴を加工する。ついで、第1組目のガルバノスキャナ226a,226bでさらに穴位置イから他の穴位置のロの方向へ2軸方向に走査すれば副ビームLbはもう一方の穴位置ロを加工する。   Here, when each of the first set of galvano scanners 224a and 224b is set to a certain angle, the split laser beam Lb draws the same locus after the second polarizing means 223, and the same position is processed. Assuming that there are two sufficiently close hole positions a and b to be processed, first, the second set of galvano scanners 226a and 226b are arranged in two axial directions so that one of the hole positions (for example, a) is processed. If scanning is performed, the main beam La forms a hole at the position a. Next, if the first set of galvano scanners 226a and 226b scan further in the biaxial direction from the hole position A to the other hole position B, the sub beam Lb processes the other hole position B.

このように、図14の構成を有するレーザ加工装置においては、第2組目のガルバノスキャナ226a,226bがメインの走査、第1組目のガルバノスキャナ224a,224bは上記の穴位置イから穴位置ロのように差分の走査、という役割として考えることができ、直感的にその仕組みを理解しやすかった。また、実際にその役割どおり、第1組目のガルバノスキャナ224a,224bが走査する振れ角は、第2組目のガルバノスキャナ226a,226bが走査する振れ角より小さくなっている。   As described above, in the laser processing apparatus having the configuration shown in FIG. 14, the second set of galvano scanners 226a and 226b perform main scanning, and the first set of galvano scanners 224a and 224b move from the above-described hole position a to the hole position. It can be thought of as a role of differential scanning as in (b), and it was easy to understand the mechanism intuitively. In addition, the deflection angle scanned by the first set of galvano scanners 224a and 224b is actually smaller than the deflection angle scanned by the second set of galvano scanners 226a and 226b.

ところがこのようなレーザ加工装置にあっては、分光した一方の副ビームLbは合計2組(すなわち4台)と多くのガルバノスキャナ224a,224b,226a,226bを経由することになる。ガルバノスキャナはミラー部を回転させて使用するため、固定ミラーを経由する場合に比べて不安定であり副ビームLbによる加工はどうしても加工品質(ここでいう加工品質とはスキャンエリア内での穴の真円性・焦点裕度といった加工穴品質と、加工位置精度ばらつきと、の2つのことをいう)が悪くなりやすいという問題点があった。またfθレンズ228の前焦点位置からビーム走査する最も遠いガルバノスキャナ224aまでの距離が長いことも加工品質(特に加工穴品質)が悪くなる原因の一つでもあった。   However, in such a laser processing apparatus, one of the split sub-beams Lb passes through a total of two sets (that is, four) and many galvano scanners 224a, 224b, 226a, 226b. Since the galvano scanner is used by rotating the mirror part, it is unstable compared to the case of passing through the fixed mirror, and the processing by the secondary beam Lb is inevitably processed quality (the processing quality here is the hole in the scan area). There is a problem that the quality of the drilled hole such as roundness and focus tolerance and the variation of the machining position accuracy are likely to deteriorate. In addition, the long distance from the front focal position of the fθ lens 228 to the farthest galvano scanner 224a that performs beam scanning is one of the causes of poor processing quality (particularly processing hole quality).

そこで、この発明では、2本のレーザ光の加工品質が、従来のレーザ加工装置における主ビームの加工品質よりも悪くなってしまうが、副ビームの加工品質よりも良くすることができる構成としたレーザ加工装置を提供する。以下に、この発明にかかるレーザ加工装置について説明する。   Therefore, in the present invention, the processing quality of the two laser beams is worse than the processing quality of the main beam in the conventional laser processing apparatus, but the processing quality of the sub beam can be improved. A laser processing apparatus is provided. Below, the laser processing apparatus concerning this invention is demonstrated.

図1は、この発明にかかるレーザ加工装置の実施の形態1の構成を示す図であり、図2は、図1のレーザ加工装置のfθレンズの前焦点位置付近のガルバノスキャナの配置関係を示す図である。このレーザ加工装置は、プリント基板などの被加工物12を載置し、水平面(XY平面)内で移動可能なXYテーブル11と、レーザ光Lを出射するレーザ発振器20と、レーザ発振器20から出射されたレーザ光LをXYテーブル11上の被加工物12に照射するための光学系と、試し加工時におけるXYテーブル11上の加工位置を撮像するCCD(Charge-Coupled Device)カメラなどの撮像手段29と、レーザ発振器20と光学系を構成する後述するガルバノスキャナ23a,23b,26a,26bのミラー角度と撮像手段29とを制御する制御部30と、を備える。なお、この図において、被加工物12を載置するXYテーブル11の面を水平面とし、この水平面内で互いに直交する2つの軸をX軸とY軸とし、これらのX軸とY軸の両方に垂直な軸をZ軸としている。   FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a first embodiment of a laser processing apparatus according to the present invention, and FIG. 2 shows an arrangement relationship of galvano scanners near a front focal position of an fθ lens of the laser processing apparatus of FIG. FIG. In this laser processing apparatus, a workpiece 12 such as a printed circuit board is placed, an XY table 11 that can move in a horizontal plane (XY plane), a laser oscillator 20 that emits laser light L, and a laser oscillator 20 that emits light. An optical system for irradiating the workpiece 12 on the XY table 11 with the laser beam L, and an imaging means such as a CCD (Charge-Coupled Device) camera for imaging the processing position on the XY table 11 during trial processing 29, and a laser oscillator 20 and a control unit 30 for controlling a mirror angle of galvano scanners 23a, 23b, 26a, and 26b, which will be described later, constituting the optical system and the image pickup means 29. In this figure, the surface of the XY table 11 on which the workpiece 12 is placed is a horizontal plane, two axes orthogonal to each other in the horizontal plane are an X axis and a Y axis, and both the X axis and the Y axis are included. The axis perpendicular to is the Z axis.

光学系は、レーザ発振器20から出射されたレーザ光Lを分光する偏光ビームスプリッタなどからなる第1の偏光手段21と、分光されたレーザ光Lα,Lβを反射させて光路に導く複数のミラー22a〜22fと、それぞれの光路のレーザ光Lα,LβをXYテーブル11上で相異なる方向に走査するガルバノスキャナ23a,23b(以下では、これらのガルバノスキャナ23a,23bを副ガルバノスキャナ23a,23bともいう)と、第1の偏光手段21で分光され、異なる光路を進行してきた2つのレーザ光Lα,Lβを混合し、ほぼ同一の光路に導く偏光ビームスプリッタなどからなる第2の偏光手段25と、第2の偏光手段25からの混合されたレーザ光Lα,LβをXYテーブル11上で相異なる方向に走査するガルバノスキャナ26a,26b(以下では、これらのガルバノスキャナ26a,26bのことをメインガルバノスキャナ26ともいう)と、混合されたレーザ光Lα,Lβを被加工物12上に集光させるfθレンズ28と、を備える。ここで、副ガルバノスキャナ23a,23bは、特許請求の範囲における第1と第2のガルバノスキャナに対応し、メインガルバノスキャナ26a,26bは、同じく第3と第4のガルバノスキャナに対応する。   The optical system includes a first polarization unit 21 including a polarization beam splitter that splits the laser beam L emitted from the laser oscillator 20, and a plurality of mirrors 22a that reflect the split laser beams Lα and Lβ and guide them to the optical path. To 22f and galvano scanners 23a and 23b that scan the laser beams Lα and Lβ of the respective optical paths in different directions on the XY table 11 (hereinafter, these galvano scanners 23a and 23b are also referred to as sub-galvano scanners 23a and 23b). ) And the second polarizing means 25 composed of a polarizing beam splitter or the like that mixes two laser beams Lα and Lβ that have been split by the first polarizing means 21 and traveled in different optical paths, and guides them to substantially the same optical path, A galvanoscan that scans the mixed laser beams Lα and Lβ from the second polarizing means 25 on the XY table 11 in different directions. Na 26a, 26b (hereinafter, these galvano scanners 26a, 26b are also referred to as main galvano scanner 26), fθ lens 28 for condensing the mixed laser beams Lα, Lβ on the workpiece 12, Is provided. Here, the sub galvano scanners 23a and 23b correspond to the first and second galvano scanners in the claims, and the main galvano scanners 26a and 26b similarly correspond to the third and fourth galvano scanners.

なお、簡単のため、光路上に配置されるミラー22a〜22fとガルバノスキャナ23a,23b,26a,26bは、レーザ光L,Lα,Lβの光路をX軸、Y軸およびZ軸のいずれかとほぼ平行になるように、レーザ光L,Lα,Lβを90度の角度で曲げる(反射させる)目的で、たとえば図に示されるXYZ座標系のいずれかの軸に対して、45度の角度をなして配置される場合で説明する。また、第1の偏光手段21で透過した側のレーザ光Lαは第2の偏光手段25では反射し、第1の偏光手段21で反射した側のレーザ光Lβは第2の偏光手段25で透過するように光路が構成される。第1の偏光手段21と第2の偏光手段25との間で分光したそれぞれのレーザ光Lα,Lβの光路長は同一になるように構成されている。   For simplicity, the mirrors 22a to 22f and the galvano scanners 23a, 23b, 26a, and 26b arranged on the optical path have almost the same optical path of the laser light L, Lα, and Lβ as any of the X axis, Y axis, and Z axis. For the purpose of bending (reflecting) the laser beams L, Lα, and Lβ at an angle of 90 degrees so as to be parallel, for example, an angle of 45 degrees is formed with respect to any axis of the XYZ coordinate system shown in the figure. Will be described. The laser light Lα on the side transmitted by the first polarizing means 21 is reflected by the second polarizing means 25, and the laser light Lβ on the side reflected by the first polarizing means 21 is transmitted by the second polarizing means 25. Thus, the optical path is configured. The optical path lengths of the laser beams Lα and Lβ dispersed between the first polarizing unit 21 and the second polarizing unit 25 are configured to be the same.

この実施の形態1では、第1の偏光手段21で分光された2つのレーザ光Lα,Lβの光路上に配置されるミラー22a〜22fの数とガルバノスキャナ23a,23bの数はともに、2つの光路で等しくなるように配置されている。また、2つのレーザ光Lα,Lβで特性の差が出ないよう、ガルバノスキャナの配置方法も工夫されている。すなわち、fθレンズからガルバノスキャナ23a,23bの配置位置までの光路長はともに、2つの光路で等しくなるように設計されている。   In the first embodiment, both the number of mirrors 22a to 22f and the number of galvano scanners 23a and 23b arranged on the optical path of the two laser beams Lα and Lβ dispersed by the first polarizing means 21 are two. It arrange | positions so that it may become equal in an optical path. Also, a galvano scanner arrangement method has been devised so that there is no difference in characteristics between the two laser beams Lα and Lβ. That is, the optical path lengths from the fθ lens to the arrangement positions of the galvano scanners 23a and 23b are both designed to be equal in the two optical paths.

つまり、第1の偏光手段21で透過したレーザ光(以下、αビームという)Lαの第2の偏光手段25までの光路上には、n(nは自然数)枚のミラー(22a〜22c)と1つのガルバノスキャナ23aが設けられている。また、第1の偏光手段21で反射したレーザ光(以下、βビームという)Lβの第2の偏光手段25までの光路上には、n枚のミラー(22d〜22f)と1つのガルバノスキャナ23bが設けられている。ただし、この図1の場合では、n=3枚である。このような構成によって、2つの光路上には同数のミラーとガルバノミラーが配置されるので、2つの光路上を通過するレーザ光の品質は同じものとなる。   That is, n (n is a natural number) mirrors (22a to 22c) on the optical path to the second polarizing means 25 of the laser light (hereinafter referred to as α beam) Lα transmitted through the first polarizing means 21. One galvano scanner 23a is provided. Further, n mirrors (22d to 22f) and one galvano scanner 23b are disposed on the optical path to the second polarizing means 25 of the laser light (hereinafter referred to as β beam) Lβ reflected by the first polarizing means 21. Is provided. However, in the case of FIG. 1, n = 3. With this configuration, the same number of mirrors and galvanometer mirrors are arranged on the two optical paths, so that the quality of the laser light passing through the two optical paths is the same.

また、この実施の形態1では、たとえば図1と図2に示されるように、メインガルバノスキャナ26aは、ミラー27aの回転軸がZ軸方向となるように配置し、メインガルバノスキャナ26bは、ミラー27bの回転軸がX軸方向となるように配置することが考えられる。   In the first embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, for example, the main galvano scanner 26a is arranged so that the rotation axis of the mirror 27a is in the Z-axis direction, and the main galvano scanner 26b is It can be considered that the rotation axis 27b is arranged in the X-axis direction.

レーザを走査する前記ガルバノスキャナ26a、26bのミラー27a、27bは、どれもfθレンズ28の前焦点位置Fにあることが望ましい。しかし実際には複数のミラーを同じ位置に配置することは不可能なので、できるかぎりこの状況に近づけることを考える。すなわち、ガルバノスキャナ26aのミラー27aとガルバノスキャナ26bのミラー27bができるだけfθレンズ28の前焦点位置Fに近い位置で、ガルバノスキャナ26aのミラー27aの中心位置とガルバノスキャナ26bのミラー27bの中心位置とを結ぶ線の中点が、fθレンズ28の前焦点位置Fとなるように、メインガルバノスキャナ26a,26bを配置する。ただしこのとき、メインガルバノスキャナ26a,26bのそれぞれのミラー27a,27bが回転することを考慮して、これらのミラー27a,27b同士が干渉しないように2つのミラー27a,27b(ガルバノスキャナ26a,26b)間の距離2Yを選択しなければならない。   The mirrors 27a and 27b of the galvano scanners 26a and 26b that scan the laser are preferably at the front focal position F of the fθ lens 28. However, in practice, it is impossible to place a plurality of mirrors at the same position, so consider as close to this situation as possible. That is, the mirror 27a of the galvano scanner 26a and the mirror 27b of the galvano scanner 26b are located as close to the front focal position F of the fθ lens 28 as possible, and the center position of the mirror 27a of the galvano scanner 26a and the center position of the mirror 27b of the galvano scanner 26b. The main galvano scanners 26 a and 26 b are arranged so that the midpoint of the line connecting the two points is the front focal position F of the fθ lens 28. However, at this time, considering that the mirrors 27a and 27b of the main galvano scanners 26a and 26b rotate, the two mirrors 27a and 27b (galvano scanners 26a and 26b are arranged so as not to interfere with each other). ) Distance 2Y must be selected.

ところで、図2に示す例では、ガルバノスキャナ26aのミラー27aの回転を固定し、ガルバノスキャナ26bを回転させた場合を考えると、レーザ光Lα,Lβのfθレンズ28への入射位置がY軸方向に沿って変わる。逆に、ガルバノスキャナ26bのミラー27bの回転を固定し、ガルバノスキャナ26aを回転させた場合を考えると、レーザ光Lα,Lβのfθレンズ28への入射位置がX軸方向に沿って変わる。このように、ガルバノスキャナ26a,26bを走査させることによって、fθレンズ28へのレーザ光Lα,Lβの入射位置(入射角度)を変えることができる。   In the example shown in FIG. 2, considering the case where the rotation of the mirror 27a of the galvano scanner 26a is fixed and the galvano scanner 26b is rotated, the incident positions of the laser beams Lα and Lβ on the fθ lens 28 are in the Y-axis direction. Change along. Conversely, when the rotation of the mirror 27b of the galvano scanner 26b is fixed and the galvano scanner 26a is rotated, the incident positions of the laser beams Lα and Lβ on the fθ lens 28 change along the X-axis direction. In this way, the incident positions (incident angles) of the laser beams Lα and Lβ to the fθ lens 28 can be changed by scanning the galvano scanners 26a and 26b.

また、光学系は図1に示されるように、αビームLα用のガルバノスキャナ23aと、βビームLβ用のガルバノスキャナ23bとの走査方向が同一にならないように決定される。この図1の例においては、(理想的なfθレンズを仮定すると)αビームLα用のガルバノスキャナ23aの走査方向は、直後でX方向でありXYテーブル11上ではX方向となるように、ミラー24aの回転軸がZ軸方向となるようにガルバノスキャナ23aが配置される。また、βビームLβ用のガルバノスキャナ23bの走査方向は、直後でZ方向でありXYテーブル11上ではY方向となるように、ミラー24bの回転軸がY軸方向となるように、ガルバノスキャナ23bは配置される。つまり、ガルバノスキャナ23aを走査することで、レーザ光LαをXYテーブル11上のX軸方向に走査することができ、ガルバノスキャナ23bを走査することで、レーザ光LβをXYテーブル11上のY軸方向に走査することができる。   Further, as shown in FIG. 1, the optical system is determined so that the scanning directions of the galvano scanner 23a for the α beam Lα and the galvano scanner 23b for the β beam Lβ are not the same. In the example of FIG. 1 (assuming an ideal fθ lens), the scanning direction of the galvano scanner 23a for the α beam Lα is the X direction immediately thereafter, and the X direction on the XY table 11 is the mirror direction. The galvano scanner 23a is arranged so that the rotational axis of 24a is in the Z-axis direction. Also, the scanning direction of the galvano scanner 23b for the β beam Lβ is the Z direction immediately thereafter and the Y direction on the XY table 11, so that the rotation axis of the mirror 24b is in the Y axis direction. Is placed. That is, the laser beam Lα can be scanned in the X-axis direction on the XY table 11 by scanning the galvano scanner 23a, and the laser beam Lβ can be scanned on the Y-axis on the XY table 11 by scanning the galvano scanner 23b. Can be scanned in the direction.

制御部30は、メインガルバノスキャナ26a,26bと副ガルバノスキャナ23a,23bのミラー角度と加工穴の位置の関係を求めるキャリブレーション作業を行って、加工穴の位置にレーザ光Lα,Lβを照射するためのメインガルバノスキャナ26と副ガルバノスキャナ23a,23bのミラー角度を制御する機能を有する。なお、この制御部30によるキャリブレーション作業と加工制御作業については、実施の形態4で説明する。   The control unit 30 performs a calibration operation for obtaining the relationship between the mirror angle of the main galvano scanners 26a and 26b and the sub galvano scanners 23a and 23b and the position of the machining hole, and irradiates the positions of the machining holes with the laser beams Lα and Lβ. Therefore, the mirror angle of the main galvano scanner 26 and the sub galvano scanners 23a and 23b is controlled. The calibration work and the machining control work by the control unit 30 will be described in the fourth embodiment.

つぎに、このような構成を有するレーザ加工装置の動作について説明する。レーザ発振器20から発振されたレーザ光Lは、第1の偏光手段21で透過側のレーザ光Lαと反射側のレーザ光Lβとに分光される。透過側のレーザ光(すなわち、αビーム)Lαは、いくつかの固定ミラー22a〜22cと、1つのαビーム用のガルバノスキャナ23aを経由して第2の偏光手段25へと導かれる。同様に、反射側のレーザ光(すなわち、βビーム)Lβも別のいくつかの固定ミラー22d〜22fと、1つのβビーム用のガルバノスキャナ23bを経由して第2の偏光手段25へと導かれる。第2の偏光手段25を経由したそれぞれのレーザ光Lα,Lβは、メインガルバノスキャナ26a,26bで走査され、fθレンズ28を通過することで、被加工物12上の2点に照射される。そして、被加工物12が加工される。このとき、副ガルバノスキャナ23a,23bとメインガルバノスキャナ26a,26bは、ともに制御部30によって予め設定された加工情報に基づいてミラー角度が制御される。   Next, the operation of the laser processing apparatus having such a configuration will be described. The laser beam L oscillated from the laser oscillator 20 is split by the first polarizing means 21 into a transmission side laser beam Lα and a reflection side laser beam Lβ. The laser beam (that is, the α beam) Lα on the transmission side is guided to the second polarization means 25 via several fixed mirrors 22a to 22c and one galvano scanner 23a for the α beam. Similarly, the reflection-side laser beam (that is, β beam) Lβ is also guided to the second polarizing means 25 via several other fixed mirrors 22d to 22f and one β beam galvano scanner 23b. It is burned. The laser beams Lα and Lβ that have passed through the second polarizing means 25 are scanned by the main galvano scanners 26 a and 26 b and pass through the fθ lens 28, so that two points on the workpiece 12 are irradiated. Then, the workpiece 12 is processed. At this time, the mirror angles of the auxiliary galvano scanners 23 a and 23 b and the main galvano scanners 26 a and 26 b are both controlled based on the processing information set in advance by the control unit 30.

ここで、この実施の形態1によるレーザ加工装置で加工品質を向上させることができる理由について説明する。第1の偏光手段21と第2の偏光手段25の間で分光された2つのレーザ光Lα,Lβの品質は、同じ数のミラーとガルバノミラーを通過することで等しくなる。これによって、加工点位置精度のばらつきと加工穴品質の2点が改善される。   Here, the reason why the processing quality can be improved by the laser processing apparatus according to the first embodiment will be described. The quality of the two laser beams Lα and Lβ dispersed between the first polarizing means 21 and the second polarizing means 25 is equalized by passing through the same number of mirrors and galvanometer mirrors. As a result, two points of variation in machining point position accuracy and machining hole quality are improved.

加工点位置精度のばらつきは、加工点での位置ばらつきであり、理想位置に対する誤差ばらつきである。この加工点位置精度のばらつきの主な原因は、ガルバノスキャナ走査時の角度ばらつきによるものであり、1つのレーザ光が経由するガルバノスキャナの台数が少なければ少ないほど改善される。この実施の形態1によると、αビームLαとβビームLβは、それぞれ3台のガルバノスキャナを経由しており、従来例の副ビームLbが経由する4台よりも少ないため、加工位置精度のばらつきは改善される。   The variation in machining point position accuracy is a variation in position at the machining point, and is an error variation with respect to the ideal position. The main cause of the variation in the processing point position accuracy is due to the angle variation at the time of galvano scanner scanning. The smaller the number of galvano scanners through which one laser beam passes, the better. According to the first embodiment, the α beam Lα and the β beam Lβ each pass through three galvano scanners and are fewer than the four beams through which the sub beam Lb in the conventional example passes. Is improved.

一方の加工穴品質は、Z軸高さを変化させながらガルバノスキャナを走査領域内で走査して加工したときの加工穴の真円性の程度を表すものである。通常、穴の真円率が所定値以上であると、加工穴品質が良いと判断されることになり、この加工穴品質が良いと判断されるZ軸範囲が大きいほど、焦点裕度が広く、加工穴品質がよいということとなる。ここで、Z軸とは、副ガルバノスキャナ23a,23bと、第2の偏光手段25とメインガルバノスキャナ26a,26bと、fθレンズ28とを含んで構成されるものであり、XYテーブル11の上面に対して垂直な方向(Z軸方向)に平行な方向に移動する機構を有する部品群である。   On the other hand, the quality of the processed hole represents the degree of roundness of the processed hole when the galvano scanner is scanned in the scanning region while changing the Z-axis height. Normally, if the roundness ratio of the hole is equal to or greater than a predetermined value, it will be judged that the hole quality is good. The larger the Z-axis range where this hole quality is judged good, the wider the focus margin. This means that the hole quality is good. Here, the Z-axis includes the auxiliary galvano scanners 23 a and 23 b, the second polarizing means 25, the main galvano scanners 26 a and 26 b, and the fθ lens 28, and the upper surface of the XY table 11. It is a component group having a mechanism that moves in a direction parallel to a direction perpendicular to the direction (Z-axis direction).

一般的に、加工点までの光路に挿入されるミラーの数が多いほど、伝播されるレーザ光の品質(真円性)が悪くなり、加工点でのビーム品質が悪くなる傾向にある。その結果、加工穴品質も悪くなる。これは、ミラーの平面は、厳密には縦横で凹凸が別形状となっている場合が多く、このようなミラーを複数枚伝播したレーザ光はビームの広がり角度や集光点のZ位置が縦横で大きく異なってしまうこととなるためである。特に、ガルバノスキャナのミラーは、特殊な形状をしたミラーであり、比較的平面度が悪いものもあるために、光路上に複数のガルバノスキャナが存在する場合には、加工点でのビーム品質悪化が非常に大きくなってしまう。   Generally, as the number of mirrors inserted into the optical path to the processing point increases, the quality (roundness) of the propagated laser light tends to deteriorate and the beam quality at the processing point tends to deteriorate. As a result, the hole quality is also deteriorated. This is because the mirror plane is strictly vertical and horizontal, and the irregularities are often different, and the laser beam propagating through such a mirror has a beam divergence angle and the Z position of the condensing point vertical and horizontal. This is because it will be greatly different. In particular, the mirrors of galvano scanners are specially shaped mirrors, and some of them have relatively poor flatness. Therefore, when multiple galvano scanners exist on the optical path, beam quality deteriorates at the processing point. Will become very large.

図3−1は、加工穴品質が良い状態を模式的に示す図であり、図3−2は、加工穴品質が悪い状態を模式的に示す図である。図3−1のように、レーザ光Lが伝播するミラーやガルバノミラーの枚数が少ない場合には、レーザ光Lを、図に示した座標軸を基準としたXZ平面とYZ平面で切ったときの形状とが一致するので、焦点高さは等しく、ビームは常に真円であり、焦点位置付近のZ軸のどこで切ってもレーザ光Lは円くなっている。しかし、図3−2のように、レーザ光Lが伝播するミラーやガルバノミラーの枚数が多い場合にはレーザ光Lを、図に示した座標軸を基準としたXZ平面とYZ平面で切ったときの形状は一致しない。すなわち、焦点高さ(Z軸)が異なる。その結果、焦点位置付近のZ軸に垂直な方向でレーザ光Lを切ると、楕円形状となる。図3−2では、レーザ光Lの縦横でビームの広がりや集光位置が異なるために横楕円から縦楕円へと変化する場合が示されている。   FIG. 3A is a diagram schematically illustrating a state where the processing hole quality is good, and FIG. 3-2 is a diagram schematically illustrating a state where the processing hole quality is poor. As shown in FIG. 3A, when the number of mirrors and galvanometer mirrors through which the laser beam L propagates is small, the laser beam L is cut at the XZ plane and the YZ plane with reference to the coordinate axes shown in the figure. Since the shapes coincide with each other, the focal heights are the same, the beam is always a perfect circle, and the laser beam L is round no matter where it is cut on the Z axis near the focal position. However, as shown in FIG. 3-2, when the number of mirrors and galvanometer mirrors through which the laser beam L propagates is large, the laser beam L is cut along the XZ plane and the YZ plane with reference to the coordinate axes shown in the figure. The shapes of do not match. That is, the focal height (Z axis) is different. As a result, when the laser beam L is cut in a direction perpendicular to the Z axis near the focal position, an elliptical shape is obtained. FIG. 3-2 shows a case where the laser beam L changes from a horizontal ellipse to a vertical ellipse because the beam spread and the condensing position are different in the vertical and horizontal directions.

図4は、加工穴品質の評価方法の一例を示す図である。加工穴品質の評価方法は、Z軸高さを変化させて形成したときの加工穴の形状の真円度が所定のパーセンテージ以上となるZ軸範囲を求めることによって評価する。つまり、このZ軸範囲が、加工穴品質が良いとされる範囲となる。また、このZ軸範囲が広いほど、加工を行いやすい。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a method for evaluating the hole quality. The method for evaluating the hole quality is evaluated by obtaining a Z-axis range in which the roundness of the shape of the hole when the Z-axis height is changed is a predetermined percentage or more. That is, this Z-axis range is a range in which the quality of the processed hole is considered good. Also, the wider the Z-axis range, the easier it is to process.

図5−1は、従来の図14のレーザ加工装置における主ビームと副ビームの加工穴品質が良いと判断される範囲の一例を示す図であり、図5−2は、この実施の形態1のレーザ加工装置におけるαビームとβビームの加工穴品質が良いと判断される範囲の一例を示す図である。まず、図5−1に示されるように、主ビームLaでは、レーザ光が伝播するガルバノスキャナ226a,226bの数が2個と少ないが、副ビームLbでは、レーザ光が伝播するガルバノスキャナ224a,224b,226a,226bの数が4個と多い。そのため、2個のガルバノスキャナ226a,226bしか伝播しない主ビームLaの加工穴品質は高いが、4個のガルバノスキャナ224a,224b,226a,226bを伝播する副ビームLbの加工穴品質は極端に低くなっている。これに対して、図5−2に示されるように、レーザ光が伝播するガルバノスキャナの数が3個となるαビームLαとβビームLβは、どちらも図5−1に示される従来のレーザ加工装置の副ビームLbの加工穴品質よりも良い加工穴品質となっている。そして、2つのレーザ光の加工穴品質が良いと判定される範囲はほぼ同等であり、両者が重なる範囲、すなわち2つのレーザ光で加工される加工穴の品質が良好となるZ軸範囲は、図5−1の従来のレーザ加工装置の場合よりも広くなっている。つまり、一方のビーム品質の悪いレーザ光のビーム品質を改善することによって、レーザ加工装置全体の加工穴品質を改善することが可能となる。また、加工穴品質は、図1に示す副ガルバノスキャナ23a,23bのfθレンズ28の前焦点位置Fからの配置距離が短いほど改善される。つまり、図1に示されるように、この実施の形態1の構成によれば、αビームLαとβビームLβが伝播するそれぞれの光路に1つずつ副ガルバノスキャナ23a,23bが配置され、その配置位置を前焦点位置Fに近づけることができるので、加工穴品質を改善することができる。これに加えて、前焦点位置Fからのそれぞれの副ガルバノスキャナ23a,23bの設置距離が等しいので、2つのレーザ光Lα,Lβによる加工穴品質は同等のものとなる。   FIG. 5A is a diagram illustrating an example of a range in which the quality of the processing holes of the main beam and the sub beam in the conventional laser processing apparatus of FIG. 14 is determined to be good, and FIG. It is a figure which shows an example of the range in which it is judged that the processing hole quality of (alpha) beam and (beta) beam is good in the laser processing apparatus. First, as shown in FIG. 5-1, the number of galvano scanners 226a and 226b through which laser light propagates is small at two in the main beam La, but the galvano scanner 224a through which laser light propagates in the sub beam Lb. The number of 224b, 226a, 226b is as large as four. Therefore, the processing hole quality of the main beam La that propagates only the two galvano scanners 226a and 226b is high, but the processing hole quality of the sub beam Lb that propagates the four galvano scanners 224a, 224b, 226a, and 226b is extremely low. It has become. On the other hand, as shown in FIG. 5B, the α beam Lα and the β beam Lβ in which the number of galvano scanners through which the laser light propagates are three are the conventional lasers shown in FIG. The processing hole quality is better than the processing hole quality of the sub beam Lb of the processing apparatus. And the range where it is judged that the processing hole quality of the two laser beams is good is almost the same, the range where both overlap, that is, the Z-axis range where the quality of the processing hole processed by the two laser beams is good, It is wider than the case of the conventional laser processing apparatus of FIG. That is, by improving the beam quality of one laser beam having poor beam quality, it is possible to improve the processing hole quality of the entire laser processing apparatus. Further, the quality of the processed hole is improved as the arrangement distance from the front focal position F of the fθ lens 28 of the sub-galvano scanners 23a and 23b shown in FIG. 1 is shorter. That is, as shown in FIG. 1, according to the configuration of the first embodiment, one auxiliary galvano scanner 23a, 23b is arranged in each optical path through which the α beam Lα and the β beam Lβ propagate, and the arrangement Since the position can be brought close to the front focal position F, the hole quality can be improved. In addition, since the installation distances of the sub-galvano scanners 23a and 23b from the front focal position F are equal, the processing hole quality by the two laser beams Lα and Lβ is equivalent.

この実施の形態1によれば、分光されたいずれのレーザ光Lα,Lβも3台のガルバノスキャナしか経由せず、fθレンズ28の前焦点位置Fからビーム走査する最も遠い副ガルバノスキャナ23a,23bまでの距離も短くなることにより、従来の同時多点照射型レーザ加工装置と同様の生産性を維持したまま従来の副ビームの加工品質が劣化するという問題点を解消することができる。また、2つのレーザ光Lα,Lβの加工品質が同等となるので、加工品質の良い加工を行うことができるZ軸高さの範囲を広げることができ、従来のレーザ加工装置に比べてより広い条件の範囲での加工を行うことができるという効果を有する。   According to the first embodiment, any of the split laser beams Lα and Lβ passes through only three galvano scanners, and the farthest sub-galvano scanners 23 a and 23 b that perform beam scanning from the front focal position F of the fθ lens 28. By shortening the distance, the problem that the processing quality of the conventional sub beam deteriorates while maintaining the same productivity as the conventional simultaneous multi-point irradiation type laser processing apparatus can be solved. In addition, since the processing quality of the two laser beams Lα and Lβ is equal, the range of the Z-axis height at which processing with good processing quality can be performed can be expanded, which is wider than conventional laser processing apparatuses. There is an effect that processing can be performed within a range of conditions.

実施の形態2.
図6は、この発明にかかるレーザ加工装置の実施の形態2の構成を示す図であり、図7−1は、図6のレーザ加工装置の副ガルバノスキャナとメインガルバノスキャナのX軸方向から見たときの配置関係を示す図であり、図7−2は、図6のレーザ加工装置のfθレンズの前焦点位置付近のガルバノスキャナの配置関係を示す図である。このレーザ加工装置は、実施の形態1の図1において、ガルバノスキャナ26aのミラー27aの回転軸を、Z軸に対して角度θだけ倒して配置することを特徴とする。また、これに伴って、副ガルバノスキャナ23a,23bもそれぞれ実施の形態1の場合の位置に対して角度θだけ倒して配置する。これらのガルバノスキャナ23a,23b,26aのミラー24a,24b,27aの回転軸はそれぞれ同じ直交座標系を構成している。さらに、実施の形態1の2つの光路内のミラー22bと副ガルバノスキャナ23aとの間と、ミラー22dと副ガルバノスキャナ23bとの間に、図中に示されるXYZ座標系を、このXYZ座標系に比して角度θだけ傾いた直交座標系に変更するためのミラー22g〜22jが各光路に2つずつ配置される。なお、ミラー22g,22iよりもレーザ発振器20側の光路は、XYテーブル11を基準に設けたXYZ直交座標のX軸、Y軸およびZ軸のいずれかに平行となるように構成される。これは、加工点高さ調整のため、XY平面に対して直角であることが必要となるからである。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the laser processing apparatus according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 7-1 is a view from the X-axis direction of the auxiliary galvano scanner and the main galvano scanner of the laser processing apparatus of FIG. FIG. 7B is a diagram illustrating the positional relationship of the galvano scanner in the vicinity of the front focal position of the fθ lens of the laser processing apparatus of FIG. 6. This laser processing apparatus is characterized in that, in FIG. 1 of the first embodiment, the rotation axis of the mirror 27a of the galvano scanner 26a is disposed so as to be inclined by an angle θ with respect to the Z axis. Accordingly, the auxiliary galvano scanners 23a and 23b are also arranged so as to be inclined by an angle θ with respect to the positions in the first embodiment. The rotation axes of the mirrors 24a, 24b, and 27a of these galvano scanners 23a, 23b, and 26a constitute the same orthogonal coordinate system. Further, the XYZ coordinate system shown in the figure is arranged between the mirror 22b and the sub galvano scanner 23a in the two optical paths of the first embodiment and between the mirror 22d and the sub galvano scanner 23b. Two mirrors 22g to 22j for changing to an orthogonal coordinate system tilted by an angle [theta] as compared to 2 are arranged in each optical path. The optical path closer to the laser oscillator 20 than the mirrors 22g and 22i is configured to be parallel to any of the X, Y, and Z axes of the XYZ orthogonal coordinates provided with the XY table 11 as a reference. This is because it is necessary to be perpendicular to the XY plane in order to adjust the processing point height.

この実施の形態2の場合、ガルバノスキャナ26aをガルバノスキャナ26bの斜め下側で傾斜させた状態で配置したことを特徴としている。具体的には、図7−1〜図7−2に示されるように、ガルバノスキャナ26aは、図2に示される実施の形態1の配置位置に比べて、角度θだけYZ面内でY軸正方向に傾けて配置させている。このように傾けることで、ミラー27a,27bの可動範囲から両者が干渉しない距離を考慮すると、2つのミラー27a,27bの間の距離を、実施の形態1の場合に比して狭めることができる。その結果、fθレンズ28の前焦点位置(fθレンズ28前のビーム走査理想位置)と2つのミラー27a,27bとの間の距離Yも実施の形態1の図2の場合に比して短くすることができ、レーザ光の加工穴品質を高めることができる。また、ガルバノスキャナ26aを角度θだけ傾けることに伴って、ガルバノスキャナ23a,23bは、図2に示される実施の形態1の配置位置に比べて、角度θだけYZ面内でθだけZ軸正方向に傾けて配置させている。   The second embodiment is characterized in that the galvano scanner 26a is arranged in an inclined state on the lower side of the galvano scanner 26b. Specifically, as shown in FIGS. 7-1 to 7-2, the galvano scanner 26a is Y-axis within the YZ plane by an angle θ as compared with the arrangement position of the first embodiment shown in FIG. It is tilted in the positive direction. By tilting in this way, the distance between the two mirrors 27a and 27b can be narrowed compared to the case of the first embodiment, considering the distance at which the mirrors 27a and 27b do not interfere with each other. . As a result, the distance Y between the front focal position of the fθ lens 28 (the ideal beam scanning position before the fθ lens 28) and the two mirrors 27a and 27b is also shortened compared to the case of FIG. It is possible to improve the processing hole quality of the laser beam. In addition, as the galvano scanner 26a is tilted by the angle θ, the galvano scanners 23a and 23b are Z-axis positive in the YZ plane by an angle θ compared to the arrangement position of the first embodiment shown in FIG. It is tilted in the direction.

このようにガルバノスキャナ23a,23b,26aを傾斜させた場合には、各ガルバノスキャナ23a,23b,26a,26bを走査した場合のXYテーブル11上でのレーザ光Lα,Lβの走査方向は、X軸とY軸に平行な方向となる。   When the galvano scanners 23a, 23b, and 26a are inclined as described above, the scanning directions of the laser beams Lα and Lβ on the XY table 11 when the galvano scanners 23a, 23b, 26a, and 26b are scanned are X The direction is parallel to the axis and the Y axis.

この実施の形態2によれば、実施の形態1の効果に加えて、fθレンズ28の前焦点位置Fにメインガルバノスキャナ26a,26bを近づけるように配置しているため、実施の形態1に比して、加工穴品質をさらに向上させることができるという効果を有する。   According to the second embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the main galvano scanners 26a and 26b are arranged close to the front focal position F of the fθ lens 28. As a result, the hole quality can be further improved.

実施の形態3.
実施の形態2では、Z軸の上下調整機構(加工ヘッド部分を動作させることで焦点位置調整をする構造)による動作でビーム位置が変化しないようにするため、光路途中でZ軸と平行な光軸を設ける必要があり、第1分光(第1の偏光手段21)以降のミラー枚数が実施の形態1よりも1つの光路に対して2枚以上多くなってしまうという問題があった。そこで、この実施の形態3では、第1分光以降のミラー枚数を実施の形態1と同じ枚数とする場合について説明する。
Embodiment 3 FIG.
In the second embodiment, in order to prevent the beam position from being changed by the operation by the Z-axis vertical adjustment mechanism (the structure that adjusts the focal position by operating the machining head portion), the light parallel to the Z-axis in the middle of the optical path. There is a problem that it is necessary to provide an axis, and the number of mirrors after the first beam split (first polarizing means 21) is two or more for one optical path than in the first embodiment. Therefore, in the third embodiment, a case will be described in which the number of mirrors after the first spectroscopy is the same as that in the first embodiment.

図8は、この発明にかかるレーザ加工装置の実施の形態3の構成を示す図である。このレーザ加工装置は、実施の形態1の図1で、ガルバノスキャナ26aのみを、ガルバノスキャナ26bの斜め下側で傾斜させた状態で配置したことを特徴としている。このガルバノスキャナ26aの配置位置は、実施の形態2の図7−2で示したものと同じであるので、その説明を省略する。   FIG. 8 is a diagram showing the configuration of the third embodiment of the laser processing apparatus according to the present invention. This laser processing apparatus is characterized in that, in FIG. 1 of the first embodiment, only the galvano scanner 26a is arranged in an inclined state below the galvano scanner 26b. The arrangement position of the galvano scanner 26a is the same as that shown in FIG.

また、この実施の形態3では、ガルバノスキャナ26aのみを角度θだけ傾斜させて配置させており、他の副ガルバノスキャナ23a,23bやミラー22g〜22jは、実施の形態1と同様に、光路がXYテーブル11を基準としたXYZ座標系のX軸、Y軸およびZ軸のいずれかと平行になるように配置されている。これによって、Z軸の上下調整機構による動作でビーム位置が変化しないようにすることが可能になる。   Further, in the third embodiment, only the galvano scanner 26a is disposed so as to be inclined by an angle θ, and the other sub-galvano scanners 23a and 23b and the mirrors 22g to 22j have an optical path as in the first embodiment. The XY table 11 is arranged so as to be parallel to any of the X, Y, and Z axes of the XYZ coordinate system with the XY table 11 as a reference. Accordingly, it is possible to prevent the beam position from being changed by the operation of the Z axis vertical adjustment mechanism.

この実施の形態3の場合は、各ガルバノスキャナ23a,23b,26a,26を走査した場合のXYテーブル11上でのレーザ光Lα,Lβの走査方向は、X軸とY軸に平行な方向ではなく、直角でない所定の角度で交差する2本の軸に平行な方向となる。   In the case of the third embodiment, the scanning directions of the laser beams Lα and Lβ on the XY table 11 when the galvano scanners 23a, 23b, 26a, and 26 are scanned are the directions parallel to the X axis and the Y axis. The direction is parallel to two axes that intersect at a predetermined angle that is not a right angle.

この実施の形態3によれば、第2の偏光手段25以降のメインガルバノスキャナ26a,26bの走査座標系はXYテーブル11を基準とした直交座標系であるが、副偏光ガルバノスキャナ23a,23bの走査座標系は直交ではなくなって或る角度θを持つこととなるが、第1分光(第1の偏光手段21)以降のミラー枚数が実施の形態1と同じで少ない構成で済むため、実施の形態2に比して、加工穴品質の劣化を抑えることができるという効果を有する。   According to the third embodiment, the scanning coordinate system of the main galvano scanners 26a and 26b after the second polarizing means 25 is an orthogonal coordinate system based on the XY table 11, but the sub-polarization galvano scanners 23a and 23b Although the scanning coordinate system is not orthogonal and has a certain angle θ, the number of mirrors after the first beam split (first polarizing means 21) is the same as in the first embodiment, and the configuration can be reduced. Compared to mode 2, it has the effect that the deterioration of the hole quality can be suppressed.

実施の形態4.
実施の形態1〜3では、レーザ加工装置におけるガルバノスキャナとミラーの配置についての説明を行った。上述したように、たとえば、実施の形態1の光学系では、図1に示すように、αビームLα用のガルバノスキャナ23aと、βビームLβ用のガルバノスキャナ23bとの走査方向が直交すると、直観的にわかりやすく、走査面積を最大にすることができる。たとえば、実施の形態1(図1)では、理想的なfθレンズ28を想定すると、αビームLα用のガルバノスキャナ23aの走査方向は、直後でX軸方向であるので、XYテーブル11上ではX軸方向であり、βビームLβ用のガルバノスキャナ23bの走査方向は、直後でZ方向であるので、XYテーブル11上ではY軸方向である。しかし、実際には理想的なfθレンズ28の製作が困難なことや、レンズ取り付け精度の限界などにより、1台のガルバノスキャナによる走査方向がXYテーブル11上で直線にはならない。また、ガルバノスキャナの走査方法(制御方法)によって加工穴位置を制御することができるので、実施の形態2,3で示したように、αビームLα用のガルバノスキャナ23aとβビームLβ用のガルバノスキャナ23bの走査方向が直交しないような構成とすることも可能である。したがって、いずれの場合にしても、目標の穴座標に穴加工を施せるように各ガルバノスキャナ23a,23b,26a,26bの角度を決めなければならない。そこで、この実施の形態4では、目標の穴座標に穴加工を施すためのガルバノスキャナの制御方法について説明する。
Embodiment 4 FIG.
In the first to third embodiments, the arrangement of the galvano scanner and the mirror in the laser processing apparatus has been described. As described above, for example, in the optical system of the first embodiment, as shown in FIG. 1, when the scanning directions of the galvano scanner 23a for the α beam Lα and the galvano scanner 23b for the β beam Lβ are orthogonal to each other, This is easy to understand and can maximize the scanning area. For example, in the first embodiment (FIG. 1), assuming an ideal fθ lens 28, the scanning direction of the galvano scanner 23a for the α beam Lα is immediately in the X-axis direction. Since the scanning direction of the galvano scanner 23b for the β beam Lβ is the Z direction immediately after that, it is the Y axis direction on the XY table 11. However, in practice, the scanning direction by one galvano scanner does not become a straight line on the XY table 11 due to the difficulty of manufacturing the ideal fθ lens 28 and the limit of the lens mounting accuracy. Further, since the position of the machining hole can be controlled by the scanning method (control method) of the galvano scanner, as shown in the second and third embodiments, the galvano scanner 23a for the α beam Lα and the galvano for the β beam Lβ. It is also possible to adopt a configuration in which the scanning direction of the scanner 23b is not orthogonal. Therefore, in any case, the angles of the galvano scanners 23a, 23b, 26a, and 26b must be determined so that the target hole coordinates can be drilled. Therefore, in the fourth embodiment, a control method of the galvano scanner for performing hole machining on the target hole coordinates will be described.

このようなレーザ加工装置の制御を行うのは、図1、図6、図8に示されるように制御部30である。この制御部30は、ガルバノスキャナ23a,23b,26a,26bのミラー角度とXYテーブル11上に形成される加工穴位置との関係を求めるキャリブレーション機能31と、キャリブレーション機能31によって求められた目標とする位置に穴加工を行うためのガルバノスキャナ23a,23b,26a,26bのミラー角度を求めるモデルを格納するモデル格納機能32と、被加工物12に対して行う加工穴をあける位置などの加工情報を格納する加工情報格納機能33と、加工情報格納機能33に格納される加工情報をモデル格納機能32のモデルを用いてガルバノスキャナ23a,23b,26a,26bやレーザ発振器20の制御を行う加工制御機能34と、を備える。   The laser processing apparatus is controlled by the control unit 30 as shown in FIGS. 1, 6, and 8. The control unit 30 includes a calibration function 31 that obtains the relationship between the mirror angle of the galvano scanners 23 a, 23 b, 26 a, and 26 b and the position of the machining hole formed on the XY table 11, and the target obtained by the calibration function 31. A model storage function 32 for storing a model for obtaining a mirror angle of the galvano scanners 23a, 23b, 26a, and 26b for performing a hole machining at a position to be processed, and a machining position such as a position for making a machining hole for the workpiece 12 Processing information storage function 33 for storing information and processing information stored in processing information storage function 33 for controlling galvano scanners 23a, 23b, 26a, 26b and laser oscillator 20 using a model of model storage function 32 And a control function 34.

以下では、最初にレーザ加工装置における制御方法の概要を説明し、そのつぎに制御を行うためのキャリブレーション方法について説明する。   Below, the outline | summary of the control method in a laser processing apparatus is demonstrated first, and the calibration method for performing control next is demonstrated.

レーザ加工装置には、加工したいXYテーブル11上の穴座標(目標穴座標)に対して、その加工を実現するためにあるべきガルバノスキャナ23a,23b,26a,26bの角度(角度指令値)を求める機能が要求される。   In the laser processing apparatus, for the hole coordinates (target hole coordinates) on the XY table 11 to be processed, the angles (angle command values) of the galvano scanners 23a, 23b, 26a, and 26b that are to be processed are realized. The required function is required.

図9は、図14に示される従来の同時多点照射型のレーザ加工装置における各ガルバノスキャナのミラー角度と加工される穴の座標との関係を示すブロック線図である。この図9に示されるように、従来の同時多点照射型レーザ加工装置では、主ビームLaの加工穴の座標(ax,ay)を求め、副ビームLbの加工穴の座標(bx,by)は、この主ビームLaの加工穴の座標(ax,ay)との差分によって求める方法が採用されている。つまり、主ビームLaの加工穴の座標(ax,ay)を、第2組目のガルバノスキャナ226a,226bのミラー角度によって定める。一方の副ビームLbの加工穴の座標(bx,by)は、第2組目のガルバノスキャナ226a,226bのミラー角度に加えて、第1組目のガルバノスキャナ224a,224bのミラー角度によって定める。しかし、これらの主ビームLaと副ビームLbとをまとめてみると、4つのガルバノスキャナ224a,224b,226a,226bのミラー角度を決めると、2つの加工穴の座標(4つの座標成分)が決まる、4入力4出力の関係にある。これにより、これらの関係は写像の関係として捉えることができる(詳しくは、特許文献2参照)。 FIG. 9 is a block diagram showing the relationship between the mirror angle of each galvano scanner and the coordinates of the hole to be processed in the conventional simultaneous multipoint irradiation type laser processing apparatus shown in FIG. As shown in FIG. 9, in the conventional simultaneous multipoint irradiation type laser processing apparatus, the coordinates (a x , a y ) of the processing hole of the main beam La are obtained, and the coordinates (b x of the processing hole of the sub beam Lb are obtained. , B y ) is obtained by a difference from the coordinates (a x , a y ) of the machining hole of the main beam La. That is, main beam La of the machined hole coordinates (a x, a y), and the second pair in the optical scanner 226a, determined by the mirror angle 226b. The coordinates (b x , b y ) of the machining hole of one of the sub beams Lb depend on the mirror angle of the first galvano scanner 224a, 224b in addition to the mirror angle of the second galvano scanner 226a, 226b. Determine. However, when these main beam La and sub beam Lb are put together, if the mirror angles of the four galvano scanners 224a, 224b, 226a, and 226b are determined, the coordinates (four coordinate components) of the two processing holes are determined. There is a relationship of 4 inputs and 4 outputs. Thereby, these relationships can be understood as mapping relationships (for details, refer to Patent Document 2).

ところで、この発明によるレーザ加工装置では、上述したように、第1の偏光手段21で分光された2つのレーザ光は、どちらも同じ数のガルバノスキャナを伝播することによって、ビーム品質による優劣がないので、主ビームと副ビームという分類はなく同等である。つまり、この発明によるレーザ加工装置用には、上述した従来の図9に示されるような写像の関係を利用して2つの加工穴の座標を決めるための4つのガルバノスキャナのミラー角度を求める方法を適用することができないので、新たに加工穴座標を定めるための制御方法が必要となる。   By the way, in the laser processing apparatus according to the present invention, as described above, the two laser beams dispersed by the first polarizing means 21 are both propagated through the same number of galvano scanners, so that there is no dominance due to the beam quality. Therefore, there is no classification of main beam and sub beam and they are equivalent. That is, for the laser processing apparatus according to the present invention, a method for obtaining the mirror angles of the four galvano scanners for determining the coordinates of the two processing holes using the mapping relationship as shown in FIG. Therefore, a control method for newly determining the processing hole coordinates is required.

図10は、この発明によるレーザ加工装置における各ガルバノスキャナのミラー角度と加工される穴の座標との関係を示すブロック線図である。この図10に示されるように、この発明によるレーザ加工装置では、αビームLαでは、メインガルバノスキャナ26a,26bのミラー角度に加えてαビームLαの光路上に配置されると副ガルバノスキャナ23aのミラー角度によって、加工穴の位置座標(αx,αy)が決まる。また、βビームLβでも、メインガルバノスキャナ26a,26bのミラー角度に加えてβビームLβの光路上に配置される副ガルバノスキャナ23bのミラー角度によって、加工穴の位置座標(βx,βy)が決まる。そして、これらをまとめてみると、4台のガルバノスキャナ23a,23b,26a,26bのミラー角度が決まると、4つの加工穴座標αx,αy,βx,βy(2つの穴でそれぞれX座標とY座標があるため4変数)が決まるという写像の関係にあることがわかる。 FIG. 10 is a block diagram showing the relationship between the mirror angle of each galvano scanner and the coordinates of the hole to be processed in the laser processing apparatus according to the present invention. As shown in FIG. 10, in the laser processing apparatus according to the present invention, when the α beam Lα is arranged on the optical path of the α beam Lα in addition to the mirror angle of the main galvano scanners 26a and 26b, the sub galvano scanner 23a The position coordinates (α x , α y ) of the processing hole are determined by the mirror angle. Also in the β beam Lβ, the position coordinates (β x , β y ) of the processing hole are determined by the mirror angle of the sub galvano scanner 23b arranged on the optical path of the β beam Lβ in addition to the mirror angle of the main galvano scanners 26a, 26b. Is decided. In summary, when the mirror angles of the four galvano scanners 23a, 23b, 26a, and 26b are determined, four processing hole coordinates α x , α y , β x , and β y (two holes respectively It can be seen that since there are X and Y coordinates, there is a mapping relationship that four variables) are determined.

これより、この実施の形態4では、2つの加工穴の座標(4つの加工穴座標の成分)を求めるために、図10のブロック線図で表した写像の逆写像モデルを使用することを特徴とする。また、図10より、2つの加工穴の目標位置座標αx,αy,βx,βyの4入力に対し、その穴座標αx,αy,βx,βyでの加工を実現すべく4台のガルバノスキャナ23a,23b,26a,26bのミラー角度の推定値ga e,gb e,gc e,gd eの4変数を出力する4入力4出力であることを特徴とする。そして、この実施の形態4で使用される逆写像モデルは、4入力4出力の多項式を含む多項式モデルを用いて、4台のガルバノスキャナ23a,23b,26a,26bのミラー角度から4つの加工穴座標αx,αy,βx,βyを求める機能を実現する。ここで、多項式とは、定数と変数の四則演算のみで計算される数式のことをいい、その種類は何通りも考えられる。 Thus, in the fourth embodiment, the inverse mapping model of the mapping represented by the block diagram of FIG. 10 is used in order to obtain the coordinates of the two processing holes (components of the four processing hole coordinates). And Further, from FIG. 10, for the four inputs of the target position coordinates α x , α y , β x , β y of two machining holes, machining with the hole coordinates α x , α y , β x , β y is realized. Preferably, the four galvano scanners 23a, 23b, 26a, and 26b have four inputs and four outputs that output four variables of estimated angles g a e , g b e , g c e , and g d e. And The inverse mapping model used in the fourth embodiment uses a polynomial model including a 4-input 4-output polynomial, and uses four galvano scanners 23a, 23b, 26a, and 26b from the mirror angles of four machining holes. A function for obtaining the coordinates α x , α y , β x , β y is realized. Here, the polynomial means a mathematical expression that is calculated only by four arithmetic operations of constants and variables, and there are various kinds of types.

この実施の形態4で使用される逆写像モデルを、行列式を用いた数式で示すと次式(1)のようになる。ここで、Beは、4台のガルバノスキャナ23a,23b,26a,26bのミラー角度の推定値を示す行列であり、Aは、n次(nは自然数)の多項式モデルで表した目標穴座標を示す行列であり、Xは行列Aの係数行列(または、未知パラメータ行列)である。 The inverse mapping model used in the fourth embodiment is expressed by the following equation (1) using a mathematical expression using a determinant. Here, B e is four galvanometer scanner 23a, 23b, 26a, is a matrix representing the estimated value of the mirror angle 26b, A is n order (n is a natural number) the target hole coordinates expressed by a polynomial model X is a coefficient matrix of the matrix A (or an unknown parameter matrix).

e=AX ・・・(1) Be = AX (1)

たとえば、1次の多項式モデルの場合には、項数が5個となる次式(2)のような形となり、2次の多項式モデルの場合には、項数が15個となる次式(3)のような形となり、3次の多項式モデルの場合には、項数が35個となる次式(4)のような形となる。なお、ここに示した多項式以外でも、たとえば式(4)の一部を使うなどの多項式モデルが考えられることを補足しておく。   For example, in the case of a first-order polynomial model, the following equation (2) having five terms is obtained, and in the case of a second-order polynomial model, the following equation (15) having 15 terms. In the case of a third-order polynomial model, the shape is as in the following equation (4) in which the number of terms is 35. It should be noted that a polynomial model other than the polynomial shown here can be considered, for example, using a part of equation (4).

Figure 0004297952
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上記の式で係数行列Xの成分k1-1,k1-2,・・・は多項式の係数であり、光学系の特性に合わせて後ほど説明するキャリブレーション方法により決定される。これらの(2)式〜(4)式に示されるように、行列Xは、多項式の係数のみからなる行列である。たとえば、1次の多項式モデルの場合には、係数行列Xは5×4の行列であり、2次の多項式モデルの場合には、係数行列Xは15×4の行列であり、3次の多項式モデルの場合には、係数行列は35×4の行列である。 In the above equation, the components k 1-1 , k 1-2 ,... Of the coefficient matrix X are polynomial coefficients, and are determined by a calibration method described later according to the characteristics of the optical system. As shown in these equations (2) to (4), the matrix X is a matrix composed of only polynomial coefficients. For example, in the case of a first-order polynomial model, the coefficient matrix X is a 5 × 4 matrix, and in the case of a second-order polynomial model, the coefficient matrix X is a 15 × 4 matrix, and a third-order polynomial In the case of the model, the coefficient matrix is a 35 × 4 matrix.

多項式の次数を高くして項数を増やしていけば、より精度の高い加工穴の位置制御が行えるが、その多項式モデルの係数行列を求めるためにより多くのデータが必要になってくる。任意の次数の多項式を用いることができるが、実験の結果、プリント基板などの穴あけ用のレーザ加工装置の場合には、次数が3次以下のすべての項からなる多項式モデル(項数=35)を用いると、要求仕様を満たす精度の逆写像モデルを作ることができることがわかった。   If the order of the polynomial is increased and the number of terms is increased, the position of the machined hole can be controlled with higher accuracy. However, more data is required to obtain the coefficient matrix of the polynomial model. Any order polynomial can be used, but in the case of a laser processing apparatus for drilling a printed circuit board or the like as a result of experiments, a polynomial model consisting of all terms of order 3 or less (number of terms = 35) It was found that an inverse mapping model with the accuracy that satisfies the required specifications can be created using.

上記の多項式モデルの係数(未知パラメータ)を求めるために、キャリブレーション処理が必要となる。このキャリブレーション処理は、制御部30のキャリブレーション機能31によって実現される。キャリブレーション処理では、各ガルバノスキャナ23a,23b,26a,26bのミラー角度をいくつかの値に振って試し加工を行い、実際に加工された穴座標をCCDカメラなどの撮像手段29で測定する。各ガルバノスキャナ23a,23b,26a,26bの角度データga,gb,gc,gdと、そのときに加工された穴座標データαx,αy,βx,βyから、最小二乗法や重み付最小二乗法などの手法を用いて上記多項式モデルの係数(未知パラメータ)を決定する。キャリブレーション機能31で上記のようにして算出された各ガルバノスキャナのミラー角度から加工される2つの穴座標の写像の逆写像モデル(多項式モデル)は、モデル格納機能32に格納される。 In order to obtain the coefficient (unknown parameter) of the above polynomial model, calibration processing is required. This calibration process is realized by the calibration function 31 of the control unit 30. In the calibration process, trial processing is performed by changing the mirror angle of each galvano scanner 23a, 23b, 26a, 26b to several values, and the actually processed hole coordinates are measured by the imaging means 29 such as a CCD camera. From the angle data g a , g b , g c , g d of each galvano scanner 23a, 23b, 26a, 26b and the hole coordinate data α x , α y , β x , β y processed at that time, a minimum of two The coefficient (unknown parameter) of the polynomial model is determined using a method such as multiplication or weighted least squares. The inverse mapping model (polynomial model) of the mapping of the two hole coordinates processed from the mirror angle of each galvano scanner calculated by the calibration function 31 as described above is stored in the model storage function 32.

このキャリブレーション処理においてもこの発明によるレーザ加工装置は、従来の同時多点照射タイプのレーザ加工装置に比べて作業時間を短縮できるといった顕著な効果を発揮する。このことを以下の簡単な例で比較することにより示す。   Also in this calibration process, the laser processing apparatus according to the present invention exhibits a remarkable effect that the working time can be shortened as compared with the conventional simultaneous multi-point irradiation type laser processing apparatus. This is shown by comparison in the following simple example.

この発明と従来のキャリブレーション処理において、第1組目のガルバノスキャナ23a,23b(または224a,224b)はミラー角度をそれぞれ4通り、第2組目のガルバノスキャナ26a,26b(または226a,226b)はミラー角度をそれぞれ3通りに振って試し加工を行う場合で比較する。図11は、従来の同時多点照射型のレーザ加工装置を用いた場合の加工穴位置を示す図であり、図12は、この発明によるレーザ加工装置を用いた場合の加工穴位置を示す。なお、簡単のため、ここではfθレンズ28,228が理想的であると仮定して、XYテーブル11,211上で直線上に走査したものとする。これらの図で、横軸は、XYテーブル11,211上のX軸を示しており、縦軸は、XYテーブル11,211上のY軸を示している。また、「○」印は主ビームLaまたはαビームLαによって形成された加工穴の位置を示しており、「×」印は副ビームLbまたはβビームLβによって形成された加工穴の位置を示している。   In the present invention and the conventional calibration process, the first set of galvano scanners 23a, 23b (or 224a, 224b) has four mirror angles, respectively, and the second set of galvano scanners 26a, 26b (or 226a, 226b). Compare the case where trial machining is performed with each of three mirror angles. FIG. 11 is a diagram showing a processing hole position when a conventional simultaneous multi-point irradiation type laser processing apparatus is used, and FIG. 12 shows a processing hole position when the laser processing apparatus according to the present invention is used. For simplicity, it is assumed that the fθ lenses 28 and 228 are ideally scanned here on the XY tables 11 and 211 on a straight line. In these drawings, the horizontal axis indicates the X axis on the XY tables 11, 211, and the vertical axis indicates the Y axis on the XY tables 11, 211. In addition, “◯” indicates the position of the processing hole formed by the main beam La or α beam Lα, and “X” indicates the position of the processing hole formed by the sub beam Lb or β beam Lβ. Yes.

図13は、キャリブレーションに必要な加工穴数を示す図である。従来のレーザ加工装置(図14)で試し加工を行う場合、ガルバノスキャナのミラー角度の組み合わせは、3×3×4×4=144通りあるが、レーザ光La,Lbが2本なので、確認するのは288通りある。しかし、光学系の特性により、同じ位置に加工される重複分が存在する。たとえば、図9のブロック線図からわかるように、従来技術による同時多点照射型のレーザ加工装置では、主ビームLaの光学系は、ガルバノスキャナ224a,224bのミラー位置に依らないので、確認するのは3×3=9通りでよい。つまり、位置が同じになるケースは重複して加工する必要がないので、確認が必要な穴数は288通りより少なくなり、153通りとなる。   FIG. 13 is a diagram showing the number of processed holes necessary for calibration. When trial processing is performed with a conventional laser processing apparatus (FIG. 14), there are 3 × 3 × 4 × 4 = 144 combinations of mirror angles of the galvano scanner, but since there are two laser beams La and Lb, it is confirmed. There are 288 ways. However, due to the characteristics of the optical system, there is an overlapping portion processed at the same position. For example, as can be seen from the block diagram of FIG. 9, in the simultaneous multi-point irradiation type laser processing apparatus according to the prior art, the optical system of the main beam La does not depend on the mirror positions of the galvano scanners 224a and 224b. There may be 3 × 3 = 9. That is, since it is not necessary to process the case where the positions are the same, the number of holes that need to be confirmed is smaller than 288 patterns, and is 153 patterns.

一方、この発明によるレーザ加工装置で試し加工を行う場合、ガルバノスキャナのミラー角度の組み合わせは、3×3×4=36通りあり、レーザ光Lα,Lβが2本なので、確認するのは72通りとなる。   On the other hand, when trial processing is performed with the laser processing apparatus according to the present invention, there are 3 × 3 × 4 = 36 combinations of mirror angles of the galvano scanner, and two laser beams Lα and Lβ, so that 72 are confirmed. It becomes.

この簡単な例においてでさえ、この発明によるレーザ加工装置の場合では従来技術に比べて、キャリブレーション時の試し加工を行う穴数を81個分減らすことができる。実際のキャリブレーション処理では、もっと細かくガルバノスキャナのミラーの角度を振る必要があるので、従来技術との穴数の差が顕著となる。キャリブレーション処理では、この試し加工した穴の座標を撮像手段29で測定するが、穴数が多ければ多いほどこの測定作業に長い時間が費やされる。   Even in this simple example, in the case of the laser processing apparatus according to the present invention, the number of holes for trial processing at the time of calibration can be reduced by 81 as compared with the prior art. In actual calibration processing, the angle of the mirror of the galvano scanner needs to be more finely tuned, so the difference in the number of holes from the prior art becomes significant. In the calibration process, the coordinates of the trial-processed hole are measured by the image pickup means 29. The larger the number of holes, the longer the measurement work takes.

以上説明したようなキャリブレーション処理によって係数行列が求められ、多項式モデルの係数が決定される。そして、実際の加工においては、制御部30の加工制御機能34は、被加工物12上の穴を開けたい位置としてXYテーブル11上の座標(αx,αy)、(βx,βy)を加工情報格納機能33から取得し、モデル格納機能32に格納された多項式モデルに、取得した穴を開けたい位置座標を入力して、演算した結果得られるガルバノスキャナのミラー角度ga,gb,gc,gdとなるようにガルバノスキャナ23a,23b,26a,26bのミラー角度を制御する。以上によって、目標とする被加工物12上の位置に穴を開けることができる。 The coefficient matrix is obtained by the calibration process as described above, and the coefficients of the polynomial model are determined. In actual machining, the machining control function 34 of the control unit 30 sets the coordinates (α x , α y ), (β x , β y ) on the XY table 11 as positions where holes on the workpiece 12 are to be drilled. ) Is obtained from the machining information storage function 33, the position coordinates where the desired holes are to be drilled are input to the polynomial model stored in the model storage function 32, and the mirror angles g a and g of the galvano scanner obtained as a result of calculation are obtained. The mirror angles of the galvano scanners 23a, 23b, 26a, and 26b are controlled so as to be b , g c , and g d . As described above, it is possible to make a hole at a target position on the workpiece 12.

なお、上記の説明では、実施の形態1のレーザ加工装置の場合を例に挙げたが、実施の形態2,3の場合にも同様にして多項式モデルを用いてガルバノスキャナ23a,23b,26a,26bのミラー位置を制御することによって、加工穴の位置を制御することができる。   In the above description, the case of the laser processing apparatus of the first embodiment has been described as an example. However, in the case of the second and third embodiments, the galvano scanners 23a, 23b, 26a, By controlling the mirror position of 26b, the position of the machining hole can be controlled.

この実施の形態4によれば、第1の偏光手段21で分光される2つの光路上に同じ数のガルバノスキャナを配置するようにしたので、キャリブレーション処理に必要な加工穴数を減らすことができ、キャリブレーション処理時間を大幅に短縮できるといった顕著な効果を有する。また、このような光学系を有するレーザ加工装置に対しては、4台のガルバノスキャナのミラー角度から加工される2つの穴座標への写像の逆写像モデルで、加工穴の位置を制御することができるという効果を有する。   According to the fourth embodiment, since the same number of galvano scanners are arranged on the two optical paths split by the first polarizing means 21, the number of processing holes required for the calibration process can be reduced. It has a remarkable effect that the calibration processing time can be greatly shortened. For a laser processing apparatus having such an optical system, the position of the processing hole is controlled by an inverse mapping model of mapping to two hole coordinates processed from the mirror angle of four galvano scanners. Has the effect of being able to.

なお、上述した実施の形態1〜4では、2つに分光されたレーザ光のそれぞれの光路上には、3つのガルバノスキャナが配置された例を示したが、それぞれの光路で同じ数であれば、任意の数のガルバノスキャナを配置してもよい。また、本アイディアを応用し、2つに分光したレーザ光をさらに2つ分光する方法や、レーザ発振器を複数台用意して同時加工穴数を増やしてもよい。   In the first to fourth embodiments described above, an example is shown in which three galvano scanners are arranged on each optical path of laser light split into two, but the same number may be used for each optical path. For example, an arbitrary number of galvano scanners may be arranged. In addition, by applying this idea, a method of splitting two laser beams split into two, or a plurality of laser oscillators may be prepared to increase the number of simultaneously processed holes.

以上のように、この発明にかかるレーザ加工装置は、同時に複数の穴加工を精度よく行う場合に有用である。   As described above, the laser processing apparatus according to the present invention is useful when simultaneously performing a plurality of holes with high accuracy.

この発明によるレーザ加工装置の実施の形態1の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of Embodiment 1 of the laser processing apparatus by this invention. 図1のレーザ加工装置のfθレンズの前焦点位置付近のガルバノスキャナの配置関係を示す図である。It is a figure which shows the arrangement | positioning relationship of the galvano scanner near the front focal position of the f (theta) lens of the laser processing apparatus of FIG. 加工穴品質が良い状態を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically a state with process hole quality good. 加工穴品質が悪い状態を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the state where process hole quality is bad. 加工穴品質の評価方法の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the evaluation method of processed hole quality. 従来のレーザ加工装置における主ビームと副ビームの加工穴品質が良いと判断される範囲の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the range judged that the processing hole quality of the main beam and sub beam in the conventional laser processing apparatus is good. この実施の形態1のレーザ加工装置におけるαビームとβビームの加工穴品質が良いと判断される範囲の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the range judged that the processing hole quality of (alpha) beam and (beta) beam is good in the laser processing apparatus of this Embodiment 1. FIG. この発明によるレーザ加工装置の実施の形態2の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of Embodiment 2 of the laser processing apparatus by this invention. 図6のレーザ加工装置の副ガルバノスキャナとメインガルバノスキャナのX軸方向から見たときの配置関係を示す図である。It is a figure which shows the arrangement | positioning relationship when it sees from the X-axis direction of the sub galvano scanner of the laser processing apparatus of FIG. 6, and a main galvano scanner. 図6のレーザ加工装置のfθレンズの前焦点位置付近のガルバノスキャナの配置関係を示す図である。It is a figure which shows the arrangement | positioning relationship of the galvano scanner near the front focal position of the f (theta) lens of the laser processing apparatus of FIG. この発明によるレーザ加工装置の実施の形態3の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of Embodiment 3 of the laser processing apparatus by this invention. 従来の同時多点照射型のレーザ加工装置における各ガルバノスキャナのミラー角度と加工される穴の座標との関係を示すブロック線図である。It is a block diagram which shows the relationship between the mirror angle of each galvano scanner and the coordinate of the hole processed in the conventional simultaneous multipoint irradiation type laser processing apparatus. この発明によるレーザ加工装置における各ガルバノスキャナのミラー角度と加工される穴の座標との関係を示すブロック線図である。It is a block diagram which shows the relationship between the mirror angle of each galvano scanner and the coordinate of the hole processed in the laser processing apparatus by this invention. 従来の同時多点照射型のレーザ加工装置を用いた場合の加工穴位置を示す図である。It is a figure which shows the processing hole position at the time of using the conventional simultaneous multipoint irradiation type laser processing apparatus. この発明によるレーザ加工装置を用いた場合の加工穴位置を示す図である。It is a figure which shows the processing hole position at the time of using the laser processing apparatus by this invention. キャリブレーションに必要な加工穴数を示す図である。It is a figure which shows the number of process holes required for calibration. 同時多点照射タイプのレーザ加工装置の構造の従来例を示す図である。It is a figure which shows the prior art example of the structure of the simultaneous multipoint irradiation type laser processing apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

11 XYテーブル
12 被加工物
20 レーザ発振器
21 第1の偏光手段
22a〜22j,24a,24b,27a,27b ミラー
23a,23b,26,26a,26b ガルバノスキャナ
25 第2の偏光手段
28 fθレンズ
29 撮像手段
30 制御部
31 キャリブレーション機能
32 モデル格納機能
33 加工情報格納機能
34 加工制御機能
11 XY Table 12 Workpiece 20 Laser Oscillator 21 First Polarizing Means 22a-22j, 24a, 24b, 27a, 27b Mirrors 23a, 23b, 26, 26a, 26b Galvano Scanner 25 Second Polarizing Means 28 fθ Lens 29 Imaging Means 30 Control unit 31 Calibration function 32 Model storage function 33 Processing information storage function 34 Processing control function

Claims (10)

テーブル上に配置された被加工物上の2点以上にレーザ光を同時に照射して加工を行うレーザ加工装置において、
1つのレーザ光を光路の異なる第1と第2のレーザ光に分光する第1の偏光手段と、
前記第1のレーザ光の光路上に配置され、前記テーブル上の第1の方向に前記第1のレーザ光を走査する第1のガルバノスキャナと、
前記第2のレーザ光の光路上に配置され、前記テーブル上の前記第1の方向とは異なる第2の方向に前記第2のレーザ光を走査する第2のガルバノスキャナと、
前記第1および第2のレーザ光を混合する第2の偏光手段と、
混合された前記第1および第2のレーザ光を前記テーブル上の相異なる第3と第4の方向に走査する一対の第3と第4のガルバノスキャナからなるメインガルバノスキャナと、
前記メインガルバノスキャナからの前記第1および第2のレーザ光を前記被加工物上の所定の位置にそれぞれ集光させるfθレンズと、
を備えることを特徴とするレーザ加工装置。
In a laser processing apparatus that performs processing by simultaneously irradiating two or more points on a workpiece arranged on a table with laser light,
First polarization means for splitting one laser beam into first and second laser beams having different optical paths;
A first galvano scanner disposed on the optical path of the first laser light and scanning the first laser light in a first direction on the table;
A second galvano scanner disposed on the optical path of the second laser light and scanning the second laser light in a second direction different from the first direction on the table;
Second polarizing means for mixing the first and second laser beams;
A main galvano scanner comprising a pair of third and fourth galvano scanners that scan the mixed first and second laser beams in different third and fourth directions on the table;
An fθ lens that focuses the first and second laser beams from the main galvano scanner at predetermined positions on the workpiece;
A laser processing apparatus comprising:
前記第1および第2のガルバノスキャナは、前記第1および第2のレーザ光が伝播するそれぞれの光路上の、前記fθレンズの前焦点位置からの光路長が等しい位置にそれぞれ配置されることを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工装置。   The first and second galvano scanners are arranged at positions where the optical path lengths from the front focal position of the fθ lens are equal on the respective optical paths through which the first and second laser beams propagate. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the apparatus is a laser processing apparatus. 前記第1および第2の方向の両方に直交する方向を第5の方向とした場合に、
前記第1〜第4のガルバノスキャナは、前記第1〜第4のガルバノスキャナのミラーの回転軸の方向が、前記第1、第2、第5の方向のいずれかと同じ方向となるように配置される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。
When the direction orthogonal to both the first and second directions is the fifth direction,
The first to fourth galvano scanners are arranged such that the direction of the rotation axis of the mirror of the first to fourth galvano scanners is the same as any one of the first, second, and fifth directions. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the laser processing apparatus is provided.
記第1および第2の方向の両方に直交する方向を第5の方向とした場合に、
前記第1、第2および第4のガルバノスキャナは、前記第1、第2、第4のガルバノスキャナのミラーの回転軸の方向が、前記第1、第2、第5の方向のいずれかと同じ方向となるように配置され、
前記第3のガルバノスキャナは、前記第4のガルバノスキャナよりも前記第2の偏光手段側に配置され、前記第3のガルバノスキャナのミラーの回転軸の方向が前記第1、第2、第5の方向のいずれかの方向に対して所定の角度傾くように配置される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。
When the direction orthogonal to both the first and second directions is the fifth direction,
In the first, second, and fourth galvano scanners, the direction of the rotation axis of the mirror of the first, second, and fourth galvano scanners is the same as one of the first, second, and fifth directions. Arranged in a direction,
The third galvano scanner is disposed closer to the second polarizing means than the fourth galvano scanner, and the direction of the rotation axis of the mirror of the third galvano scanner is the first, second, fifth. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the laser processing apparatus is disposed so as to be inclined at a predetermined angle with respect to any one of the directions.
前記第1および第2の偏光手段の間の2つの光路に配置されるガルバノスキャナの数と、前記第1および第2のレーザ光を所定の方向に導くミラーの数とが同じであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載のレーザ加工装置。   The number of galvano scanners arranged in the two optical paths between the first and second polarizing means is the same as the number of mirrors that guide the first and second laser beams in a predetermined direction. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the apparatus is a laser processing apparatus. 前記第1〜第4のガルバノスキャナのミラー角度と、そのミラー角度のときに前記テーブル上に照射される前記第1および第2のレーザ光により加工される穴の座標と、の関係を示す演算モデルに基づいて、前記被加工物上の目的の加工位置に対応して前記第1〜第4のガルバノスキャナのミラー角度を演算し、前記第1〜第4のガルバノスキャナのミラー角度を制御する制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載のレーザ加工装置。   Calculation showing the relationship between the mirror angle of the first to fourth galvano scanners and the coordinates of the holes processed by the first and second laser beams irradiated on the table at the mirror angle. Based on the model, the mirror angles of the first to fourth galvano scanners are calculated corresponding to the target processing positions on the workpiece, and the mirror angles of the first to fourth galvano scanners are controlled. The laser processing apparatus according to claim 1, further comprising a control unit. 前記演算モデルは、前記第1〜第4のガルバノスキャナのミラー角度から前記第1および第2のレーザ光の前記テーブル上の照射座標への写像の逆写像モデルであることを特徴とする請求項6に記載のレーザ加工装置。   The calculation model is an inverse mapping model of mapping from a mirror angle of the first to fourth galvano scanners to irradiation coordinates on the table of the first and second laser beams. 6. The laser processing apparatus according to 6. 前記逆写像モデルは、前記照射座標を構成する4つの成分を入力とし、前記第1〜第4のガルバノスキャナのミラー角度を出力とする4入力4出力の多項式を含む多項式モデルで表されることを特徴とする請求項7に記載のレーザ加工装置。   The inverse mapping model is represented by a polynomial model including a four-input four-output polynomial having four components constituting the irradiation coordinates as inputs and outputting the mirror angles of the first to fourth galvano scanners. The laser processing apparatus according to claim 7. 前記多項式モデルは、前記照射座標の4つの成分の3次以下の項を含む多項式によって表されることを特徴とする請求項8に記載のレーザ加工装置。   The laser processing apparatus according to claim 8, wherein the polynomial model is represented by a polynomial including a third-order term of four components of the irradiation coordinates. 前記制御手段は、前記第1〜第4のガルバノスキャナのそれぞれのミラー角度を任意に振ったときの前記第1および第2のレーザ光の前記テーブル上の照射座標の4つの成分を測定し、前記第1〜第4のガルバノスキャナのミラー角度と前記照射座標の4つの成分との間の関係を示す演算モデルを算出する機能をさらに有することを特徴とする請求項6〜9のいずれか1つに記載のレーザ加工装置。   The control means measures four components of irradiation coordinates on the table of the first and second laser beams when the mirror angles of the first to fourth galvano scanners are arbitrarily swung, 10. The apparatus according to claim 6, further comprising a function of calculating a calculation model indicating a relationship between a mirror angle of the first to fourth galvano scanners and four components of the irradiation coordinates. The laser processing apparatus as described in one.
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