JP5060893B2 - レーザ加工装置 - Google Patents
レーザ加工装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5060893B2 JP5060893B2 JP2007252094A JP2007252094A JP5060893B2 JP 5060893 B2 JP5060893 B2 JP 5060893B2 JP 2007252094 A JP2007252094 A JP 2007252094A JP 2007252094 A JP2007252094 A JP 2007252094A JP 5060893 B2 JP5060893 B2 JP 5060893B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mirror
- laser
- concave
- support
- laser beam
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/073—Shaping the laser spot
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
- B23K26/0643—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms comprising mirrors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
- B23K26/0648—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms comprising lenses
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
- B23K26/0823—Devices involving rotation of the workpiece
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/36—Electric or electronic devices
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Description
本発明におけるレーザ加工には、ガラス基板、焼結材料のセラミックス、単結晶シリコン、半導体ウエハ、セラミック基板等の脆性材料に対し軟化点以下の温度でレーザ加熱したときに生じる熱応力を利用してスクライブラインを形成するレーザスクライブ加工、および、脆性材料その他の材料について溶融温度以上で加熱するレーザアブレーション加工が含まれる。
また、本発明は、ビームスポットの形状を調整する上で、長軸の長さや短軸の長さ(ビームの幅ともいう)の選択の自由度を高くすることができるレーザ加工装置を提供することを目的とする。
これによれば、CO2レーザを用いる場合に、各ミラーの反射率を高めることができるので、ガラス基板を加工する場合に加熱効率を高めたレーザ加工ができるようになる。
これにより、取り付け位置を交換することで、ビームスポット形状の選択の自由度をさらに高めることができる。
これにより、取り付け位置を交換することで、ビームスポット形状の選択の自由度をさらに高めることができる。
以下、本発明の実施形態を、ガラス基板用のレーザスクライブ装置を例にして、図面に基づいて説明する。図1は本発明の一実施形態であるレーザ加工装置を利用したレーザスクライブ装置の構成図であり、図2は、図1のレーザスクライブ装置で用いられているレーザ加工装置の構成図である。図3は図1のレーザスクライブ装置LS1における制御系の構成を示すブロック図である。
水平な架台1上に平行に配置された一対のガイドレール3,4に沿って、図1の紙面前後方向(以下Y方向という)に往復移動するスライドテーブル2が設けられている。両ガイドレール3,4の間に、スクリューネジ5が前後方向に沿って配置され、このスクリューネジ5に、スライドテーブル2に固定されたステー6が螺合されており、スクリューネジ5をモータ(図示外)によって正、逆転することにより、スライドテーブル2がガイドレール3,4に沿ってY方向に往復移動するように形成されている。
また、凹面ミラー43がネジ止めによって右固定部44により着脱できるようにして取り付けられる。このうち、第一平面ミラー41は、レーザ13から出射された鉛直下向きのレーザビーム(元ビーム)が直接反射面(平面)に照射される位置に取り付けられ、さらに反射後のレーザビームが水平方向に進行するように、反射面(平面)の光軸角が上向き45度の角度になるように取り付けられる。一方、凹面ミラー43は、第一平面ミラー41で反射されたレーザビームが、凹面ミラー43の反射面(凹面)に照射される位置に取り付けられ、さらに反射後のレーザビームが鉛直下向き方向に進行するように、反射面(凹面)の光軸角が下向き45度の角度になるように取り付けられる。
また、凹面ミラー43は量産可能な材料で形成することができるため、反射面(凹面)の曲率半径が100〜5000の間にある複数の凹面ミラーが用意され、適宜交換して取り付けることができるようにしてある。
また、凸面シリンドリカルミラー45も量産可能な材料で形成することができるため、反射面(凸面)の曲率半径が10〜100の間にある複数の凸面シリンドリカルミラーが用意され、適宜交換して取り付けることができるようにしてある。
Da=f1(L,r1,r2,M,N,O) (1)
Db=f2(L,r1,r2,M,N,O) (2)
として、関数f1、f2として表すことができる。
既述のように、6つのパラメータのうち、ビーム径Lと平面・凸面ミラー間水平距離Oとは固定値であり定数として与えておくことができる。凹面ミラー43の曲率半径r1、凸面シリンドリカルミラー45の曲率半径r2についても、交換しない限り定数として扱うことができる。したがって、ビームスポットBSの長軸長さDaおよびビーム幅をDbは、凹面・凸面ミラー間垂直距離M、テーブル・凸面ミラー間垂直距離Nを変数として次式で表すことができる。
Da=f1(M,N) (3)
Db=f2(M,N) (4)
ビームスポット調整部52bは、制御部50から第一スライドバー35、第二スライドバー36の高さ位置の設定信号が送られると、設定信号にもとづいて、第一スライドバー35、第二スライドバー36が所望の高さ位置になるように調整されるようにしてある。
自動設定するときは、入力部56から設定しようとする長軸長さDa、ビーム幅Dbを入力して、設定動作を行わせる。すると、ビームスポット調整部52bが、関数式(1),(2)および関連する各パラメータを用いて設定した長軸長さDa、ビーム幅Dbを実現するための第一スライドバー35および第二スライドバー36の高さ位置を算出する。そして、算出された高さ位置になるように昇降機構37,38が駆動され、その結果、凹面ミラー43や凸面シリンドリカルミラー45が必要な高さ位置に移動されることになる。
また、入力された長軸長さDa、ビーム幅Dbの値では適切なビームスポットが形成できない場合には「設定できません(NG)」との確認メッセージを表示するようにして、入力のやり直しを促してもよい。
図9は本発明の他の一実施形態であるレーザ加工装置15aの構成図である。図1,図2のレーザ加工装置15と同じ構成部分については、同符号を付すことにより、説明の一部を省略する。本実施形態では、ビームスポット調整機構14aは、第二スライドバー36の位置とともに、凹面ミラー60の曲率半径を調整するようにしてある。
図11は本発明の他の一実施形態であるレーザ加工装置15bの構成図である。図1,図2,図9のレーザ加工装置15,15aと同じ構成部分については、同符号を付すことにより、説明の一部を省略する。本実施形態では、ビームスポット調整機構14bは、凹面ミラー60の曲率半径とともに凸面シリンドリカルミラー70の曲率半径を調整するようにしてある。
図13は本発明の他の一実施形態であるレーザ加工装置15cの構成図である。図1,図2で説明したレーザ加工装置15と同じ構成部分については、同符号を付すことにより、説明の一部を省略する。本実施形態では、凸面シリンドリカルミラー45(図2)に代えて、凹面シリンドリカルミラー49を取り付けている。
13 レーザ
14,14a,14b ビームスポット調整機構
15,15a,15b レーザ加工装置
16 取付フレーム
31 ロッド(左ロッド)
32 ロッド(右ロッド)
33 上フレーム
34 下フレーム
35 第一スライドバー
35a 第一固定バー
36 第二スライドバー
36a 第二固定バー
37,38 昇降機構
41 第一平面ミラー
42,48 左固定部
43 凹面ミラー
44,46 右固定部
45 凸面シリンドリカルミラー
47 第二平面ミラー
50 制御部
52 レーザ駆動部
52a 光源駆動部
52b ビームスポット調整部
60 凹面ミラー
70 凸面シリンドリカルミラー
r1 凹面ミラー曲率半径
r2 凸面シリンドリカルミラー曲率半径
L レーザビーム径(元ビーム径)
M 凹面・凸面ミラー間垂直距離
N テーブル・凸面ミラー間垂直距離
O 平面・凸面ミラー間水平距離
Claims (5)
- レーザと、前記レーザから出射されるレーザビームを被加工物の加工面に導くとともに、レーザビームにより加工面に形成されるビームスポットの形状を調整する光学素子群とを備えたレーザ加工装置であって、
前記光学素子群は少なくとも凹面ミラーと凸面又は凹面のシリンドリカルミラーとを含むミラー群の組み合わせからなり、
前記レーザに近い側の光路上に前記凹面ミラーが配置され、前記加工面に近い側の光路上に前記シリンドリカルミラーが配置され、
前記凹面ミラーと前記シリンドリカルミラーとは、当該凹面ミラーの曲率半径が当該シリンドリカルミラーの曲面の曲率半径より大きくなるように設定されて、長軸方向と短軸方向とを有する形状のビームスポットが加工面に形成され、
前記ビームスポットの長軸方向および短軸方向の長さを調整するビームスポット調整機構が設けられ、
前記ビームスポット調整機構は、前記凹面ミラーを固定するとともに、当該凹面ミラーによる反射前のレーザビーム、または、反射後のレーザビームのいずれかのレーザビームの光路を調整する第一平面ミラーが固定された第一支持体と、
前記シリンドリカルミラーを固定するとともに、シリンドリカルミラーによる反射前のレーザビーム、または、反射後のレーザビームのいずれかのレーザビームの光路を調整する第二平面ミラーとが固定された第二支持体と、
鉛直方向に向けられたロッドを支軸にして、前記第一支持体を昇降させる第一支持体昇降機構と、
前記ロッドを支軸にして、前記第一支持体の下側において前記第二支持体を昇降させる第二支持体昇降機構とを備えたことを特徴とするレーザ加工装置。 - 前記第一支持体に固定された凹面ミラーまたは第一平面ミラーのうち前記レーザに近い側の光路上に配置されるミラーに入射するレーザビームの進行方向と、
前記凹面ミラーまたは前記第一平面ミラーのうち加工面に近い側の光路上に配置されるミラーから出射するレーザビームの進行方向と、
前記第二支持体に固定されたシリンドリカルミラーまたは第二平面ミラーのうち前記レーザに近い側の光路上に配置されるミラーに入射するレーザビームの進行方向と、
前記シリンドリカルミラーまたは前記第二平面ミラーのうち加工面に近い側の光路上に配置されるミラーから出射するレーザビームの進行方向とが、いずれも鉛直方向である請求項1に記載のレーザ加工装置。 - CO2レーザが用いられ、各ミラーのレーザビームが反射される面が金、シリコン、モリブデンのいずれかでコーティングされた請求項1または請求項2に記載のレーザ加工装置。
- 前記第一支持体において、第一平面ミラーと凹面ミラーとの間で取り付け位置が互換性を有する請求項1〜請求項3のいずれかに記載のレーザ加工装置。
- 前記第二支持体において、第二平面ミラーとシリンドリカルミラーとの間で取り付け位置が互換性を有する請求項1〜請求項4のいずれかに記載のレーザ加工装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007252094A JP5060893B2 (ja) | 2007-09-27 | 2007-09-27 | レーザ加工装置 |
TW097125518A TWI394629B (zh) | 2007-09-27 | 2008-07-07 | Laser processing device |
KR1020080077828A KR101193855B1 (ko) | 2007-09-27 | 2008-08-08 | 레이저 가공장치 |
CNA2008101491895A CN101397185A (zh) | 2007-09-27 | 2008-09-19 | 激光加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007252094A JP5060893B2 (ja) | 2007-09-27 | 2007-09-27 | レーザ加工装置 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009082927A JP2009082927A (ja) | 2009-04-23 |
JP2009082927A5 JP2009082927A5 (ja) | 2010-10-14 |
JP5060893B2 true JP5060893B2 (ja) | 2012-10-31 |
Family
ID=40516055
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007252094A Expired - Fee Related JP5060893B2 (ja) | 2007-09-27 | 2007-09-27 | レーザ加工装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5060893B2 (ja) |
KR (1) | KR101193855B1 (ja) |
CN (1) | CN101397185A (ja) |
TW (1) | TWI394629B (ja) |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5281544B2 (ja) * | 2009-10-30 | 2013-09-04 | 三星ダイヤモンド工業株式会社 | ブレイク装置 |
CN102738313B (zh) * | 2011-04-01 | 2015-03-18 | 山东华光光电子有限公司 | 一种提高led芯片出光的芯片切割方法 |
CN102699528A (zh) * | 2012-06-28 | 2012-10-03 | 镒生电线塑料(昆山)有限公司 | 镭射加工装置的改良结构 |
CN103060795B (zh) * | 2012-11-22 | 2015-01-07 | 北京工业大学 | 一种熔覆层宽度实时可变的激光加工工作头 |
CN104071974B (zh) * | 2014-06-20 | 2016-04-13 | 武汉先河激光技术有限公司 | 一种用于玻璃切割的激光设备及切割方法 |
CN106466764A (zh) * | 2015-08-12 | 2017-03-01 | 苏州领创激光科技有限公司 | 具有实时调整工艺参数功能的激光切割头 |
CN106466763A (zh) * | 2015-08-12 | 2017-03-01 | 苏州领创激光科技有限公司 | 具有多参数设定功能的激光切割机 |
KR102042659B1 (ko) * | 2017-03-21 | 2019-11-08 | (주)컨셉션 | 다중 레이저의 중첩을 이용한 레이저 고출력 변환장치 |
CN108692680B (zh) * | 2018-08-13 | 2023-12-26 | 北京行易道科技有限公司 | 激光标定工装 |
CN109581667A (zh) * | 2019-01-10 | 2019-04-05 | 延锋伟世通电子科技(上海)有限公司 | 一种用于车载抬头显示器的光学投影装置 |
RU209801U1 (ru) * | 2021-11-29 | 2022-03-23 | Валерий Иванович Ревенко | Устройство лазерной резки образца из хрупкого неметаллического материала |
CN114952013B (zh) * | 2022-04-28 | 2024-06-18 | 维达力科技股份有限公司 | 3d玻璃盖板及其制备方法、电子产品 |
CN116551217B (zh) * | 2023-07-10 | 2023-09-12 | 大量科技(涟水)有限公司 | 一种数控机床激光切割机 |
JP7435936B1 (ja) | 2023-07-18 | 2024-02-21 | 三菱電機株式会社 | ガルバノスキャナ及びレーザ加工機 |
CN118023697B (zh) * | 2024-04-12 | 2024-06-11 | 武汉市双桥科技有限公司 | 一种面向立体纸雕的激光雕刻方法及系统 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01113192A (ja) * | 1987-10-23 | 1989-05-01 | Hitachi Ltd | レーザ加工機用集光装置 |
JPH0428493A (ja) * | 1990-05-22 | 1992-01-31 | Nissan Motor Co Ltd | レーザ光学系 |
JPH04210883A (ja) * | 1990-12-18 | 1992-07-31 | Toshiba Corp | レーザ照射装置 |
JP2720811B2 (ja) * | 1995-03-15 | 1998-03-04 | 住友電気工業株式会社 | レーザ集光方法及び装置 |
JPH11285886A (ja) * | 1998-03-31 | 1999-10-19 | Shin Meiwa Ind Co Ltd | レーザ加工装置 |
JP2000084689A (ja) | 1998-07-16 | 2000-03-28 | Amada Eng Center Co Ltd | レーザ加工装置 |
JP2002028798A (ja) * | 2000-07-11 | 2002-01-29 | Nippon Steel Chem Co Ltd | レーザ加工装置及びレーザ加工方法 |
-
2007
- 2007-09-27 JP JP2007252094A patent/JP5060893B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2008
- 2008-07-07 TW TW097125518A patent/TWI394629B/zh not_active IP Right Cessation
- 2008-08-08 KR KR1020080077828A patent/KR101193855B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2008-09-19 CN CNA2008101491895A patent/CN101397185A/zh active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2009082927A (ja) | 2009-04-23 |
TW200914188A (en) | 2009-04-01 |
KR101193855B1 (ko) | 2012-10-25 |
CN101397185A (zh) | 2009-04-01 |
TWI394629B (zh) | 2013-05-01 |
KR20090032955A (ko) | 2009-04-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5060893B2 (ja) | レーザ加工装置 | |
JP2009082927A5 (ja) | ||
JP5221560B2 (ja) | レーザ加工装置 | |
KR101211427B1 (ko) | 취성재료기판의 절단장치 및 절단방법 | |
JP4731082B2 (ja) | 脆い材料から作られた平らな加工物を切断するための方法及び装置 | |
JP5670647B2 (ja) | 加工対象物切断方法 | |
CN101903128B (zh) | 脆性材料基板的倒角加工方法及倒角加工装置 | |
JP5050099B2 (ja) | 脆性材料基板の加工方法 | |
US20090159580A1 (en) | Brittle nonmetallic workpiece and method and device for making same | |
JP5320395B2 (ja) | 面取り加工装置 | |
JP2008503355A (ja) | 基板材料の切断、分断または分割装置、システムおよび方法 | |
JPWO2007119740A1 (ja) | スクライブ方法、スクライブ装置、及びこの方法または装置を用いて割断した割断基板 | |
TW200920534A (en) | Method for cutting a fragile material substrate | |
JP5667347B2 (ja) | レーザ光によるガラス基板加工装置 | |
KR100583889B1 (ko) | 취성재료기판의 스크라이브 장치 | |
KR100976035B1 (ko) | 레이저 절단장치 | |
JP2020105055A (ja) | ガラスの曲げ加工方法および加工装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20090904 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100827 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100827 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120309 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120321 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120518 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120710 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120806 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150810 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |