JP5262728B2 - レーザ加工方法 - Google Patents
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Description
Seiji Katayama 他3名、"Laser-Assisted Metal and Plastic (LAMP) Joining"、Proceedings of the 4th International Congress on Laser Advanced Materials Processing
図1は、本発明に係るレーザ加工方法の第1実施形態を説明するための図である。図1に示されたレーザ加工装置1は、レーザ光源10、回折光学素子(DOE:Diffractive Optical Elements)11、ビームスプリッタ12、第1レンズ13、第1ミラー14、第2ミラー15及び第2レンズ16を備える。この図1に示されたレーザ加工装置1は、レーザ光源10からのレーザ光を2本に分岐し、これら分岐された2本のレーザ光を金属部材51の表面近傍に集光させるよう、金属部材51及び樹脂部材52からなる加工対象物に照射する。なお、金属部材51は、第1表面51aと、該第1表面51aと対向する第2表面51bを有し、同様に、樹脂部材52も第1表面52aと、該第1表面に対向する第2表面52bを有する。したがって、金属部材51上に樹脂部材52を載せることにより、加工対象物が構成されたとき、金属部材51の第1表面51aと樹脂部材52の第2表面52bとが当接することになる。また、金属部材51の第1表面51aと樹脂部材52の第2表面52b間の当接面として、金属部材51と樹脂部材52の界面が規定される。
図4は、この発明に係るレーザ加工方法の第2実施形態を説明するための図である。この図4に示されたレーザ加工装置2は、レーザ光源10、DOE11、第1アキシコンレンズ17、第2アキシコンレンズ18及びレンズ19を備える。この図4に示されたレーザ加工装置2は、複数のレーザ光を個別に集光して、金属部材51及び樹脂部材52からなる加工対象物を照射する。なお、この第2実施形態においても、金属部材51は、第1表面51aと、該第1表面51aと対向する第2表面51bを有し、樹脂部材52も第1表面52aと、該第1表面に対向する第2表面52bを有する。したがって、金属部材51上に樹脂部材52を載せることにより、加工対象物が構成されたとき、金属部材51の第1表面51aと樹脂部材52の第2表面52bとが当接することになる。また、金属部材51の第1表面51aと樹脂部材52の第2表面52b間の当接面により、金属部材51と樹脂部材52の界面が規定される。
図6は、この発明に係るレーザ加工方法の第3実施形態を説明するための図である。この図6に示されたレーザ加工装置3は、第1レーザ光源20、第1DOE21、第1レンズ22、第2レーザ光源30、第2DOE32及び第2レンズ33を備える。また、図6に示されたレーザ加工装置3は、複数のレーザ光を個別に集光して、金属部材51と樹脂部材52で構成された加工対象物に照射する。この第3実施形態においても、金属部材51は、第1表面51aと、該第1表面51aと対向する第2表面51bを有し、樹脂部材52も第1表面52aと、該第1表面に対向する第2表面52bを有する。したがって、金属部材51上に樹脂部材52を載せることにより、加工対象物が構成されたとき、金属部材51の第1表面51aと樹脂部材52の第2表面52bとが当接することになる。また、金属部材51の第1表面51aと樹脂部材52の第2表面52b間の当接面により、金属部材51と樹脂部材52の界面が規定される。
図8は、この発明に係るレーザ加工方法の第4実施形態を[説明するための図である。図8に示されたレーザ加工装置4は、レーザ光源10、回折光学素子11、ビームスプリッタ12、第1レンズ13、第1ミラー14、第2ミラー15及び第2レンズ16を備える。この図8に示されたレーザ加工装置4は、複数のレーザ光を個別に集光して、金属部材51及び樹脂部材52からなる加工対象物に照射する。この構造は、図1に示されたレーザ加工装置1の構造と同じである。ただし、当該レーザ加工装置4は、金属部材51の裏面(第2表面51b)に当接されたヒーター40を備える。ヒーター40としては、セラミックヒーターが用いられる。
Claims (9)
- 互いに対向している第1及び第2表面を有する金属部材と、前記金属部材に接合させるべき樹脂部材であって、互いに対向している第1及び第2表面を有する樹脂材料とを用意し、
前記金属部材の第1表面に前記樹脂材料の第2表面が当接するよう、前記金属材料上に前記樹脂部材を載せ、
2本のレーザ光は、各集光点が前記金属部材の第1表面近傍に設定されるとともに、前記樹脂部材の第1表面上における各パワー密度が前記樹脂部材の第1表面を溶かさない程度以下に設定され、互いに異なる方向から前記金属部材の第1表面上における所定領域に向かって照射され、前記金属部材と前記樹脂部材とが接合されるレーザ加工方法であって、
前記2本のレーザ光の集光点は、前記金属部材の第1表面と前記樹脂材料の第2表面とが当接された状態で、前記金属部材と前記樹脂部材との界面からの距離が前記樹脂部材の厚みの1/2以下となる領域内にそれぞれ位置するよう設定されていることを特徴とするレーザ加工方法。 - 互いに対向している第1及び第2表面を有する金属部材と、前記金属部材に接合させるべき樹脂部材であって、互いに対向している第1及び第2表面を有する樹脂材料とを用意し、
前記金属部材の第1表面に前記樹脂材料の第2表面が当接するよう、前記金属材料上に前記樹脂部材を載せ、
2本のレーザ光は、各集光点が前記金属部材の第1表面近傍に設定されるとともに、前記樹脂部材の第1表面上における各パワー密度が前記樹脂部材の第1表面を溶かさない程度以下に設定され、互いに異なる方向から前記金属部材の第1表面上における所定領域に向かって照射され、前記金属部材と前記樹脂部材とが接合されるレーザ加工方法であって、
前記2本のレーザ光の集光点は、前記金属部材の第1表面と前記樹脂材料の第2表面とが当接された状態で、前記金属部材と前記樹脂部材との界面からの距離が200μm以下となる領域内にそれぞれ位置するよう設定されていることを特徴とするレーザ加工方法。 - 互いに対向している第1及び第2表面を有する金属部材と、前記金属部材に接合させるべき樹脂部材であって、互いに対向している第1及び第2表面を有する樹脂材料とを用意し、
前記金属部材の第1表面に前記樹脂材料の第2表面が当接するよう、前記金属材料上に前記樹脂部材を載せ、
2本のレーザ光は、各集光点が前記金属部材の第1表面近傍に設定されるとともに、前記樹脂部材の第1表面上における各パワー密度が前記樹脂部材の第1表面を溶かさない程度以下に設定され、互いに異なる方向から前記金属部材の第1表面上における所定領域に向かって照射され、前記金属部材と前記樹脂部材とが接合されるレーザ加工方法であって、
前記2本のレーザ光の集光点は、前記金属部材の内部にそれぞれ位置するよう設定されていることを特徴とするレーザ加工方法。 - 互いに対向している第1及び第2表面を有する金属部材と、前記金属部材に接合させるべき樹脂部材であって、互いに対向している第1及び第2表面を有する樹脂材料とを用意し、
前記金属部材の第1表面に前記樹脂材料の第2表面が当接するよう、前記金属材料上に前記樹脂部材を載せ、
2本のレーザ光は、各集光点が前記金属部材の第1表面近傍に設定されるとともに、前記樹脂部材の第1表面上における各パワー密度が前記樹脂部材の第1表面を溶かさない程度以下に設定され、互いに異なる方向から前記金属部材の第1表面上における所定領域に向かって照射され、前記金属部材と前記樹脂部材とが接合されるレーザ加工方法であって、
前記2本のレーザ光は、互いに異なる波長を有することを特徴とするレーザ加工方法。 - 互いに対向している第1及び第2表面を有する金属部材と、前記金属部材に接合させるべき樹脂部材であって、互いに対向している第1及び第2表面を有する樹脂材料とを用意し、
前記金属部材の第1表面に前記樹脂材料の第2表面が当接するよう、前記金属材料上に前記樹脂部材を載せ、
2本のレーザ光は、各集光点が前記金属部材の第1表面近傍に設定されるとともに、前記樹脂部材の第1表面上における各パワー密度が前記樹脂部材の第1表面を溶かさない程度以下に設定され、互いに異なる方向から前記金属部材の第1表面上における所定領域に向かって照射され、前記金属部材と前記樹脂部材とが接合されるレーザ加工方法であって、
前記金属部材及び前記樹脂材料間の当接面として規定される、前記金属部材と前記樹脂部材との界面近傍は、前記金属部材側から加熱されていることを特徴とするレーザ加工方法。 - 前記2本のレーザ光の照射方向は、それぞれのビームスポットが前記金属部材の第1表面において重なるよう設定されていることを特徴とする請求項1〜5の何れか一項に記載のレーザ加工方法。
- 前記2本のレーザ光の照射方向は、前記樹脂部材を通過した後に前記金属部材の第1表面にそれぞれ到達するよう設定されていることを特徴とする請求項1〜5の何れか一項に記載のレーザ加工方法。
- 前記2本のレーザ光は、一つのレーザ光源から出力されたレーザ光を分岐することにより生成されていることを特徴とする請求項1〜5の何れか一項に記載のレーザ加工方法。
- 前記2本のレーザ光の強度分布は、回折光学素子によりそれぞれ均一化されていることを特徴とする請求項1〜5の何れか一項に記載のレーザ加工方法。
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