JP5286485B2 - レーザ加工装置及びレーザ加工方法 - Google Patents
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Description
レーザ光を発光する複数のレーザ発光素子と、
前記複数のレーザ発光素子から発光した複数のレーザ光を受光面において入射し、該入射したレーザ光を所定の屈折特性によって集光したレーザスポットを被加工物に照射する第1のレンズと、
前記複数のレーザ発光素子が発光した個々のレーザ光を任意の方向に偏向して第1のレンズの受光面に出射する複数の第2のレンズから成るレーザ光偏向手段と、
前記複数のレーザ発光素子から発光を個々に制御する制御部とを備え、
前記レーザ光偏向手段が、前記第1のレンズから出射した複数のレーザスポットの合焦点位置を、被加工物の所定座標における深さが異なる複数位置になるようにレーザ光の出射角度を偏向させ、
前記制御部が、前記レーザスポットの合焦点位置が被加工物の表面から深くなる順にレーザ発光素子を発光させることを第1の特徴とする。
前記レーザ光偏向手段により、前記第1のレンズから出射した複数のレーザスポットの合焦点位置を、被加工物の所定座標における深さが異なる複数位置になるようにレーザ光の出射角度を偏向させる工程と、
前記制御部により、前記レーザスポットの合焦点位置が被加工物の表面から深くなる順にレーザ発光素子を発光させる工程とを行うことを第5の特徴とする。
本発明の第1の実施形態によるレーザ加工方法を実現するレーザ加工装置は、例えば図1に示す如く、後述するレンズ面に対して所定波長のレーザ光を発光する複数の半導体レーザ素子11a〜11cと、これら各半導体レーザ素子10a〜10cから照射されたレーザ光を任意方向の平行光に偏光して出力する複数のレンズ12a〜12cと、該複数のレンズ12a〜12cから出射した複数のレーザ光を入射し、各々のレーザ光入射位置に応じた焦点合わせを行ったレーザビームを形成し、被加工物20に照射するレンズ14と、前記複数の半導体レーザ素子10a〜10cを個別に駆動するための複数の駆動部13a〜13cと、該複数の駆動部13a〜13cを制御する制御部15とから構成される。
前記実施形態においては、制御部15が、タイミングt1からt3のタイミングで順に被加工物20の深さ方向に掘り進めるようにレーザスポット照射を繰り返すことによって被加工物20に所定深さの穴を開口する例を説明したが、本発明は、これに限られるものではなく、同一焦点深さのレーザスポットを複数連続して照射し、この連続レーザスポット照射を順に深さが深くなるように掘り進める様に構成しても良い。
前記実施形態においては、レンズ面に対して直線的に配置した複数の半導体レーザ発光素子からレーザ光を順に焦点深度の異なるレーザスポットとして照射する例を説明したが、本発明は、これに限られるものではなく、例えば、レンズ面に対して半導体レーザ発光素子を直角方向に交差する様に配置することや、円環状や螺旋状に配置することも含み、半導体レーザ発光素子を直角方向交差配置の実施形態を図4を参照して説明する。
また前記実施形態においては、半導体レーザ発光素子にレンズ12a〜12cを設ける例を説明したが、例えば図5に示す如く、半導体レーザ発光素子11a〜11cからのレーザ光を入射し、所定の方向に案内する導波路50を設け、該導波路50からレンズ14に照射し、被加工物20にレーザスポットS01とレーザスポットS02とレーザスポットS03とを順に照射するように構成しても良い。
Claims (8)
- 厚みのある被加工物の深さ方向に焦点深度をもって集光されるレーザスポットを照射し、該レーザスポット照射により被加工物の所定座標の深さ方向に穴開け加工を行うレーザ加工装置において、レーザ光を発光する複数のレーザ発光素子と、前記複数のレーザ発光素子から発光した複数のレーザ光を受光面において入射し、該入射したレーザ光を所定の屈折特性によって集光したレーザスポットを被加工物に照射する第1のレンズと、前記複数のレーザ発光素子が発光した個々のレーザ光を任意の方向に偏向して第1のレンズの受光面に出射する複数の第2のレンズから成るレーザ光偏向手段と、前記複数のレーザ発光素子から発光を個々に制御する制御部とを備え、前記レーザ光偏向手段が、前記第1のレンズから出射した複数のレーザスポットの合焦点位置を、被加工物の所定座標における深さが異なる複数位置になるようにレーザ光の出射角度を偏向させ、前記制御部が、前記レーザスポットの合焦点位置が被加工物の表面から深くなる順にレーザ発光素子を発光させるレーザ加工装置。
- 前記制御部が、前記被加工物の所定座標の表面近傍の深さ位置に合焦点したレーザスポットの1回の照射を行う第1工程と、該第1工程の合焦点深さに比べてレーザスポットの焦点深度だけ深い位置に合焦点したレーザスポットの1回の照射を行う第2工程と、該第2工程の合焦点深さに比べてレーザスポットの焦点深度だけ深い位置に合焦点したレーザスポットの1回の照射を行う第3工程と、前記第1工程から第3工程とを少なくとも1回繰り返す第4工程とを実行する請求項1に記載のレーザ加工装置。
- 前記制御部が、前記被加工物の所定座標の表面近傍の深さ位置に合焦点したレーザスポットの複数回の照射を行う第1工程と、該第1工程の合焦点深さに比べてレーザスポットの焦点深度だけ深い位置に合焦点したレーザスポットの複数回の照射を行う第2工程と、該第2工程の合焦点深さに比べてレーザスポットの焦点深度だけ深い位置に合焦点したレーザスポットの複数回の照射を行う第3工程と、前記第1工程から第3工程とを少なくとも1回繰り返す第4工程とを実行する請求項1に記載のレーザ加工装置。
- 前記複数の半導体レーザ発光素子の波長を、各半導体レーザ発光素子の焦点が合わされる被加工物に対して吸収率が高い波長に設定した請求項1から3何れかに記載のレーザ加工装置。
- レーザ光を発光する複数のレーザ発光素子と、該複数のレーザ発光素子から発光した複数のレーザ光を受光面において入射し、該入射したレーザ光を所定の屈折特性によって集光したレーザスポットを被加工物に照射する第1のレンズと、前記複数のレーザ発光素子が発光した個々のレーザ光を任意の方向に偏向して第1のレンズの受光面に出射する複数の第2のレンズから成るレーザ光偏向手段と、前記複数のレーザ発光素子から発光を個々に制御する制御部とを備え、厚みのある被加工物の深さ方向に焦点深度をもって集光されるレーザスポットを照射し、該レーザスポット照射により被加工物の所定座標の深さ方向に穴開け加工を行うレーザ加工装置のレーザ加工方法であって、前記レーザ光偏向手段により、前記第1のレンズから出射した複数のレーザスポットの合焦点位置を、被加工物の所定座標における深さが異なる複数位置になるようにレーザ光の出射角度を偏向させる工程と、前記制御部により、前記レーザスポットの合焦点位置が被加工物の表面から深くなる順にレーザ発光素子を発光させる工程とを行うレーザ加工方法。
- 前記制御部により、前記被加工物の所定座標の表面近傍の深さ位置に合焦点したレーザスポットの1回の照射を行う第1工程と、該第1工程の合焦点深さに比べてレーザスポットの焦点深度だけ深い位置に合焦点したレーザスポットの1回の照射を行う第2工程と、該第2工程の合焦点深さに比べてレーザスポットの焦点深度だけ深い位置に合焦点したレーザスポットの1回の照射を行う第3工程と、前記第1工程から第3工程とを少なくとも1回繰り返す第4工程とを実行する請求項5に記載のレーザ加工方向。
- 前記制御部により、前記被加工物の所定座標の表面近傍の深さ位置に合焦点したレーザスポットの複数回の照射を行う第1工程と、該第1工程の合焦点深さに比べてレーザスポットの焦点深度だけ深い位置に合焦点したレーザスポットの複数回の照射を行う第2工程と、該第2工程の合焦点深さに比べてレーザスポットの焦点深度だけ深い位置に合焦点したレーザスポットの複数回の照射を行う第3工程と、前記第1工程から第3工程とを少なくとも1回繰り返す第4構成とを実行する請求項5に記載のレーザ加工方法。
- 前記複数の半導体レーザ発光素子の波長を、各半導体レーザ発光素子の焦点が合わされる被加工物に対して吸収率が高い波長に設定した請求項5から7何れかに記載のレーザ加工方法。
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