JP6365666B2 - Laser processing method and laser processing apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、被加工物に対して穴加工、溝加工、スクライブ、トリミング、切断、マーキングなどの加工をレーザを用いて実施する方法及び装置に関する。被加工物としては、セラミックグリーンシート、ウエハ、有機物フィルム、プリント基板、金属板などの平板状材料やシート材料が含まれる。 The present invention relates to a method and apparatus for performing processing such as drilling, grooving, scribing, trimming, cutting, and marking on a workpiece using a laser. The workpiece includes a flat plate material such as a ceramic green sheet, a wafer, an organic film, a printed board, and a metal plate, and a sheet material.

特許文献1には、レーザ光源から出射されたレーザ光をガルバノスキャナで反射させ、集光レンズで集光して被加工物上に照射するレーザ加工装置が開示されている。XYテーブル上に載置された大型のシートに対してレーザ光により穴加工する場合、一度に加工できるエリアは限られるので、この加工装置ではエリアを分割して穴加工を実施している。分割して穴加工を行う場合は、ガルバノスキャナによるピンクッション歪みや集光レンズによる収差特性と穴の位置精度などとの関係から、許容される範囲を一度の加工エリアとして設定している。 Patent Document 1 discloses a laser processing apparatus in which laser light emitted from a laser light source is reflected by a galvano scanner, condensed by a condensing lens, and irradiated onto a workpiece. When a hole is machined with a laser beam on a large sheet placed on an XY table, the area that can be machined at a time is limited, so this machining apparatus divides the area to carry out the hole machining. In the case of performing hole machining by dividing, an allowable range is set as one machining area from the relationship between pincushion distortion by a galvano scanner, aberration characteristics by a condenser lens, and hole position accuracy.

しかし、エリア毎で加工するため、一旦テーブルを止めた状態で所定のエリアにレーザを照射し、次にテーブルを移動させるというステップを繰り返す必要があり、時間ロスが多く、加工時間が長くなるという問題がある。 However, since processing is performed for each area, it is necessary to repeat the steps of irradiating a predetermined area with laser once the table is stopped, and then moving the table, resulting in many time loss and longer processing time. There's a problem.

一方、特許文献2には、被加工物上に形成する複数の加工穴を順番にレーザ加工する際に、ガルバノエリア内でのレーザ光の照射位置を移動させつつ、XYテーブルをX方向又はY方向の少なくとも一方向で停止させることなく所定の速度で移動させるレーザ加工方法が提案されている。この方法は、特許文献1とは異なり、加工エリア毎にテーブルを停止させる必要がないので、加工時間を短縮できる可能性がある。 On the other hand, in Patent Document 2, when a plurality of processing holes formed on a workpiece are sequentially laser processed, an XY table is moved in the X direction or Y direction while moving the irradiation position of the laser beam in the galvano area. There has been proposed a laser processing method for moving at a predetermined speed without stopping in at least one direction. Unlike this method, it is not necessary to stop the table for each processing area, and this method may reduce the processing time.

しかしながら、特許文献2では、レーザ加工対象となる加工穴及び次にレーザ加工対象となる加工穴の両方がガルバノエリア内に収まるように、XYテーブルとガルバノスキャナとを協調制御する必要がある。つまり、現在の加工穴と次の加工穴とがガルバノエリア内に収まるよう設定する必要があるので、走査方向に対して垂直方向に配置された複数穴を複数列加工する場合、各列の加工最終点は次列の加工開始点がガルバノエリア内に収まるように待ち時間を設けたり、ガルバノ加工エリアを拡大させる必要がある。その結果、無駄な待ち時間が発生したり、収差の大きいレンズ端部で加工することになるため、能力、位置精度、加工品質を低下させる可能性があった。 However, in Patent Document 2, it is necessary to coordinately control the XY table and the galvano scanner so that both the processing hole to be laser processed and the next processing hole to be laser processed fit within the galvano area. In other words, since it is necessary to set so that the current processing hole and the next processing hole fit within the galvano area, when processing a plurality of holes arranged in a direction perpendicular to the scanning direction, the processing of each column For the final point, it is necessary to provide a waiting time so that the processing start point of the next row is within the galvano area or to enlarge the galvano processing area. As a result, a wasteful waiting time is generated or processing is performed at the lens end portion having a large aberration, so that there is a possibility that ability, position accuracy, and processing quality are deteriorated.

特開平8−174256号公報JP-A-8-174256 特開2011−140057号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-140057

本発明の目的は、被加工物を一定速度で連続移動させながら、高精度でかつ永続的にレーザ加工を続けることができるレーザ加工方法及び加工装置を提案するものである。 An object of the present invention is to propose a laser processing method and a processing apparatus capable of continuing laser processing with high accuracy and permanently while continuously moving a workpiece at a constant speed.

本発明は、被加工物の主面と平行なXY平面に沿って前記被加工物をX方向に移動可能な搬送手段と、レーザ光源から出射されたレーザ光を反射させて被加工物上に照射するガルバノスキャナと、を制御するレーザ加工方法である。搬送手段をX方向に一定速度で移動させながら、ガルバノスキャナによりレーザ光の照準をガルバノエリア内で一定の軌跡を描くようにX方向及びY方向に走査させ、走査ライン上の所定位置でレーザ光を被加工物に対して照射するステップを含み、以下の式で示される条件及び範囲で加工する。
Px/V ≧ Σ(Lt+Gt) ・・・(1)
Gx = Px × α ・・・(2)
Px:被加工物のX方向基準加工ピッチ
V:被加工物のX方向移動速度(一定)
Lt:レーザ照射時間
Gt:ガルバノ動作時間(照準の移動時間および整定時間)
Gx:ガルバノエリアのX方向の辺の距離
α:定数(0<α<1)
The present invention provides a conveying means capable of moving the workpiece in the X direction along an XY plane parallel to the main surface of the workpiece, and reflects the laser beam emitted from the laser light source onto the workpiece. This is a laser processing method for controlling a galvano scanner for irradiation. While moving the conveying means in the X direction at a constant speed, the galvano scanner scans the laser beam aiming in the X direction and Y direction so as to draw a constant locus in the galvano area, and the laser beam at a predetermined position on the scanning line. Including the step of irradiating the workpiece with the condition and range shown by the following formula.
Px / V ≧ Σ (Lt + Gt) (1)
Gx = Px × α (2)
Px: X-direction reference machining pitch of the workpiece
V: X direction moving speed of workpiece (constant)
Lt: Laser irradiation time
Gt: Galvano operating time (sighting time and settling time)
Gx: Distance in the X direction of the galvano area α: Constant (0 <α <1)

(1)式の左辺は、被加工物のX方向の基準加工ピッチを被加工物が移動する時間を表し、右辺は、レーザ照射時間(レーザ発振器の作動時間)とガルバノ動作時間(ガルバノスキャナの照準の移動時間および整定時間)との総和である。つまり、1列目のレーザ加工開始から2列目のレーザ加工開始までの時間を表す。(1)式は、被加工物のX方向加工ピッチを被加工物が移動する時間がレーザ照射時間とガルバノ動作時間との和より長いので、永続的にレーザ加工を続けることができる条件を示している。(2)式は、α<1であるため、ガルバノエリアのX方向の辺の距離が被加工物のX方向の基準加工ピッチより小さいことを意味している。つまり、ガルバノエリアを一定にする条件を示す。仮にα>1になると、ガルバノ照準が被加工物の移動方向(X方向)にずれてゆき、ガルバノエリアをオーバーすることになる。オーバーすると、一旦後合わせ動作が生じ、時間ロスが発生する。α<1とすることで、同じガルバノエリアのまま、永続的にレーザ加工を行うことができる。 The left side of equation (1) represents the time for the workpiece to move at the reference machining pitch in the X direction of the workpiece, and the right side represents the laser irradiation time (laser oscillator operating time) and the galvano operating time (galvano scanner's operating time). Total travel time and settling time). That is, it represents the time from the start of laser processing in the first row to the start of laser processing in the second row. Equation (1) indicates a condition under which laser processing can be continued permanently because the time during which the workpiece moves in the X-direction processing pitch of the workpiece is longer than the sum of the laser irradiation time and the galvano operation time. ing. Since the formula (2) satisfies α <1, it means that the distance between the sides in the X direction of the galvano area is smaller than the reference processing pitch in the X direction of the workpiece. That is, the condition for making the galvano area constant is shown. If α> 1, the galvano aim is shifted in the movement direction (X direction) of the workpiece, and exceeds the galvano area. If over, a post-alignment operation occurs once and a time loss occurs. By setting α <1, laser processing can be performed permanently with the same galvano area.

(1)式に代えて、次のように表現することもできる。
Px/V = Ta + Tb ・・・(4)
ここで、TaはY方向の加工時間の合計、TbはX方向の戻りの加工時間である。
Instead of the expression (1), it can also be expressed as follows.
Px / V = Ta + Tb (4)
Here, Ta is the total machining time in the Y direction, and Tb is the machining time for returning in the X direction.

一般に、ガルバノスキャナは軽量のミラーを動かしてレーザ光を走査するため、高速かつ高精度な走査が可能であるが、動作範囲は小さい。一方、被加工物は移動範囲を大きくとれるが、高速移動/瞬時停止が難しい。このような特性を考慮して、(1)式、(2)式を満足するような条件でガルバノスキャナとレーザ発振器と被加工物の移動とを同期制御することにより、X方向に連続する被加工物の加工エリアを連続的に(ノンストップで)レーザ加工することができ、加工能率を向上させることができる。被加工物は一定速度で連続移動させるだけであるから、制御が簡単になると共に、被加工物が停止している時間をなくすことができ、トータル加工時間を短縮できる。ガルバノエリアは比較的収差が小さい集光レンズの中央部に設定できるので、高精度な加工を行うことができる。 In general, since a galvano scanner scans a laser beam by moving a lightweight mirror, high-speed and high-accuracy scanning is possible, but the operation range is small. On the other hand, the workpiece can take a large range of movement, but it is difficult to move at high speed / stop instantaneously. Taking these characteristics into consideration, the galvano scanner, the laser oscillator, and the movement of the workpiece are controlled synchronously under the conditions that satisfy the expressions (1) and (2), so that the continuous object in the X direction can be obtained. The processing area of the workpiece can be laser processed continuously (non-stop), and the processing efficiency can be improved. Since the workpiece is simply moved continuously at a constant speed, control is simplified, the time during which the workpiece is stopped can be eliminated, and the total machining time can be shortened. Since the galvano area can be set at the central portion of the condenser lens with relatively small aberration, high-precision processing can be performed.

本明細書において、「一定の軌跡を描くように」走査するとは、所謂「一筆書き状に」走査することを意味する。つまり、照準がある座標点から出発し、別の点を経由して最初の座標点に戻るという軌跡をたどる。その軌跡は、例えば直線の往復移動であってもよいし、3角形状や8の字状であってもよく、ガルバノエリア内で元の座標点に戻るような走査軌跡であれば任意である。ガルバノエリアとは、ガルバノスキャナが走査しうるXY領域内で、かつガルバノスキャナによるピンクッション歪みや集光レンズによる収差特性と加工位置精度との関係から許容される範囲のことであり、その中に前記軌跡が含まれる。ガルバノスキャナは、間欠的な動作、即ち通常はポイント・ツー・ポイント制御される。この制御では、現在の加工点から次の加工点まで照準を速やかに移動させ、次の加工点で停止している間にレーザ発振器からレーザ光が照射される。なお、ガルバノスキャナを間欠動作させる方法に代えて、連続動作させてもよい。本発明における搬送手段とは、被加工物の主面と平行なXY平面に沿って被加工物をX方向に移動可能な手段であればよく、例えばXYテーブルや、X方向にのみ移動するテーブル、X方向に移動するベルトコンベアなど、任意である。さらに、被加工物が連続したロール状シートである場合には、搬送手段として搬送ロールを使用してもよい。 In this specification, “scanning so as to draw a constant locus” means scanning in a so-called “single stroke”. In other words, the trajectory starts from a coordinate point with an aim and returns to the first coordinate point via another point. The trajectory may be, for example, a linear reciprocating movement, a triangular shape or an 8-shaped shape, and is arbitrary as long as it is a scanning trajectory that returns to the original coordinate point in the galvano area. . The galvano area is an allowable range in the XY region that can be scanned by the galvano scanner, and from the relationship between pin cushion distortion by the galvano scanner and aberration characteristics by the condenser lens and processing position accuracy. The trajectory is included. The galvano scanner is intermittently operated, that is, usually point-to-point controlled. In this control, the aim is quickly moved from the current processing point to the next processing point, and laser light is emitted from the laser oscillator while stopping at the next processing point. Note that the galvano scanner may be continuously operated instead of the intermittent operation method. The conveying means in the present invention may be any means that can move the workpiece in the X direction along the XY plane parallel to the main surface of the workpiece. For example, an XY table or a table that moves only in the X direction. The belt conveyor moving in the X direction is arbitrary. Further, when the workpiece is a continuous roll sheet, a transport roll may be used as the transport means.

ガルバノスキャナによる照準の走査経路を8の字状とするのが望ましい。つまり、搬送手段をXプラス方向に一定速度で移動させながら、以下の第1〜第8ステップを繰り返す。すなわち、レーザ光をXY平面上の第1点に照射する第1ステップ、ガルバノスキャナによりレーザ光の照準を第1点から全体としてXプラス方向及びYプラス方向に走査する第2ステップ、第1点に対してXプラス方向及びYプラス方向に変位した第2点にレーザ光を照射する第3ステップ、ガルバノスキャナによりレーザ光の照準を第2点からXマイナス方向に走査する第4ステップ、第2点に対してXマイナス方向に変位した第3点にレーザ光を照射する第5ステップ、ガルバノスキャナによりレーザ光の照準を第3点から全体としてXプラス方向及びYマイナス方向に走査する第6ステップ、第3点に対してXプラス方向及びYマイナス方向に変位した第4点にレーザ光を照射する第7ステップ、ガルバノスキャナによりレーザ光の照準を第4点からXマイナス方向に走査し、第1点にレーザ光の照準を戻す第8ステップである。なお、第2ステップの中で、「全体としてXプラス方向及びYプラス方向に走査する」とは、局部的に「Xプラス方向及びYプラス方向」でない部分があっても、第2ステップを総合すると、「Xプラス方向及びYプラス方向」に走査したことになるという意味である。第6ステップにおける「全体として」も同様の意味である。このように照準を8の字状に走査すれば、1サイクルでY方向に2列の加工を行うことができる。後合わせのような無駄な走査を必要としないため、多数の穴や溝を効率よく加工できる。 It is desirable that the scanning path of the sighting by the galvano scanner is a figure eight. That is, the following first to eighth steps are repeated while moving the conveying means in the X plus direction at a constant speed. That is, the first step of irradiating the first point on the XY plane with the laser beam, the second step of scanning the laser beam aiming from the first point in the X plus direction and the Y plus direction as a whole by the galvano scanner, the first point The third step of irradiating the second point displaced in the X plus direction and the Y plus direction with respect to the laser beam, the fourth step of scanning the laser beam aiming from the second point in the X minus direction by the galvano scanner, the second step A fifth step of irradiating a laser beam to a third point displaced in the X minus direction with respect to the point, a sixth step of scanning the laser beam aiming as a whole from the third point in the X plus direction and the Y minus direction by a galvano scanner , A seventh step of irradiating the fourth point displaced in the X plus direction and the Y minus direction with respect to the third point with a laser beam; Scanning the quasi from the fourth point in the X minus direction, a eighth step of returning the aiming of the laser beam to the first point. In the second step, “scan in the X plus direction and Y plus direction as a whole” means that the second step is comprehensive even if there is a portion that is not locally “X plus direction and Y plus direction”. Then, it means that scanning is performed in “X plus direction and Y plus direction”. “As a whole” in the sixth step has the same meaning. In this way, if the aim is scanned in the shape of a figure 8, two rows of processing can be performed in the Y direction in one cycle. Since unnecessary scanning such as post-alignment is not required, a large number of holes and grooves can be processed efficiently.

8の字状の走査経路をたどる加工条件としては、以下の式で示される条件及び範囲を満足するのが望ましい。
Px/V ≧ Gy/Py ×(Lt+Gyt)+Gxt+Lt ・・・(3)
Gx:ガルバノエリアのX方向の辺の距離
Gy:ガルバノエリアのY方向距離
Py:被加工物のY方向の基準加工ピッチ
Lt:レーザ照射時間
Gyt:Y方向ガルバノ動作時間
Gxt:X方向ガルバノ動作時間
As processing conditions for tracing the figure 8 scanning path, it is desirable to satisfy the conditions and ranges represented by the following equations.
Px / V ≧ Gy / Py × (Lt + Gyt) + Gxt + Lt (3)
Gx: Distance of the side in the X direction of the galvano area
Gy: Y direction distance of galvano area
Py: Y-direction reference machining pitch of the workpiece
Lt: Laser irradiation time
Gyt: Y direction galvano operation time
Gxt: X direction galvo operating time

(3)式の左辺は、被加工物のX方向の基準加工ピッチを被加工物が移動する時間を表し、右辺の第1項は、ガルバノエリアのY方向距離の間での加工回数と、レーザ照射時間とY方向ガルバノ動作時間との和との積であり、レーザ光をY方向に走査する一列の加工時間を表す。第2項はX方向ガルバノ動作時間であり、第3項はレーザ照射時間である。この条件式を満足することにより、8の字状の走査経路をたどる場合に、永続的に加工を行うことができる。 The left side of the equation (3) represents the time for the workpiece to move the reference machining pitch in the X direction of the workpiece, and the first term on the right side is the number of machinings between the Y direction distances of the galvano area, It is the product of the laser irradiation time and the sum of the Y-direction galvano operation time and represents a row of processing time for scanning the laser light in the Y-direction. The second term is the X direction galvano operation time, and the third term is the laser irradiation time. By satisfying this conditional expression, it is possible to perform permanent processing when following an 8-shaped scanning path.

前述の8の字状経路は、第1ステップ〜第8ステップまでの間に合計4回のレーザ照射を行う例であるが、第2ステップの走査の途中、つまり第1点から第2点に移る間にレーザ光を照射する第9ステップを設け、第6ステップの走査の途中、つまり第3点から第4点に移る間にレーザ光を照射する第10ステップを設けてもよい。第9ステップ及び第10ステップにおけるレーザ光の照射回数は1回に限らず、任意である。このようにして、Y方向へ移動する際に多数個の穴を加工することができる。 The above-mentioned 8-shaped path is an example in which laser irradiation is performed four times in total from the first step to the eighth step, but during the scanning of the second step, that is, from the first point to the second point. A ninth step of irradiating the laser beam during the shift may be provided, and a tenth step of irradiating the laser beam during the scan of the sixth step, that is, while moving from the third point to the fourth point may be provided. The number of times of laser light irradiation in the ninth step and the tenth step is not limited to one and is arbitrary. In this way, a large number of holes can be machined when moving in the Y direction.

以上のように、本発明によれば、被加工物をX方向に一定速度で移動させながら、ガルバノスキャナによりレーザ光の照準をガルバノエリア内で一定の軌跡を描くようにX及びY方向に走査し、所定位置でレーザ光を被加工物に対して照射する。そして、被加工物のX方向加工ピッチを被加工物が移動する時間をレーザ照射時間とガルバノ動作時間との和より長くし、ガルバノエリアのX方向の辺の距離を被加工物のX方向の基準加工ピッチより小さくしたので、ガルバノエリアを一定に保持したまま被加工物を止めることなく永続的にレーザ加工を続けることができる。その結果、精度と量産性とを両立したレーザ加工を実現できる。 As described above, according to the present invention, while moving the workpiece at a constant speed in the X direction, the galvano scanner scans the laser beam aiming in the X and Y directions so as to draw a constant locus in the galvano area. The workpiece is irradiated with laser light at a predetermined position. Then, the time during which the workpiece moves in the X-direction machining pitch of the workpiece is made longer than the sum of the laser irradiation time and the galvano operation time, and the distance between the sides in the X direction of the galvano area is set in the X direction of the workpiece. Since it is smaller than the reference processing pitch, laser processing can be continued continuously without stopping the workpiece while keeping the galvano area constant. As a result, it is possible to realize laser processing that achieves both accuracy and mass productivity.

本発明に係るレーザ加工装置の一例の全体図である。1 is an overall view of an example of a laser processing apparatus according to the present invention. 制御装置のブロック図である。It is a block diagram of a control apparatus. 本発明におけるガルバノエリアと被加工物の穴位置と照準の走査順序の一例を示すAn example of the galvano area in the present invention, the hole position of the workpiece, and the scanning order of the aim is shown. レーザ加工の第1実施例を示す図である。It is a figure which shows 1st Example of a laser processing. 第2実施例における照準の走査例(a)と、被加工物Wに加工された穴の位置(b)とを示す。The sighting scanning example (a) in the second embodiment and the position (b) of the hole machined in the workpiece W are shown. 第3実施例における照準の走査例(a)と、被加工物Wに加工された穴の位置(b)とを示す。The sighting scanning example (a) in the third embodiment and the position (b) of the hole processed in the workpiece W are shown. 第4実施例における照準の走査例(a)と、被加工物Wに加工された穴の位置(b)とを示す。The sighting scanning example (a) in the fourth embodiment and the position (b) of the hole machined in the workpiece W are shown. 第5実施例の照準の走査例(a)、被加工物Wに加工された穴の位置(b)を示す。The sighting scanning example (a) of the fifth embodiment and the position (b) of the hole machined in the workpiece W are shown. 第6実施例の照準の走査例(a)、被加工物Wに加工された穴の位置(b)を示す。The sighting scanning example (a) of the sixth embodiment and the position (b) of the hole machined in the workpiece W are shown. レーザ加工の第7実施例を示す図である。It is a figure which shows 7th Example of a laser processing.

図1は本発明に係るレーザ加工装置の一例の全体図を示す。本実施例のレーザ加工装置1は、被加工物の一例であるセラミックグリーンシートWにビアホールなどを加工するための装置である。レーザ加工装置1は、レーザ光源であるレーザ発振器10、レーザ光Lの照準(又は光軸)をXY方向に走査するガルバノスキャナ20、及び集光レンズ30を備える。ガルバノスキャナ20は、具体的には照準をX方向に走査させるミラー21及びアクチュエータ22と、照準をY方向に走査させるミラー23及びアクチュエータ24とを備える。さらに、集光レンズ30の下方には、XY平面にそって移動可能なXYテーブル40が設けられ、このテーブル上に被加工物Wが載置されている。XYテーブル40は、このテーブル40をX方向に駆動するモータ41と、テーブル40をY方向に駆動するモータ42とを具備している。制御装置50は、レーザ発振器10、ガルバノスキャナ20のアクチュエータ22、24、及びモータ41、42と配線により接続されており、レーザ発振器10、ガルバノスキャナ20及びXYテーブル40を後述する方法で同期制御することができる。 FIG. 1 shows an overall view of an example of a laser processing apparatus according to the present invention. The laser processing apparatus 1 of the present embodiment is an apparatus for processing a via hole or the like in a ceramic green sheet W that is an example of a workpiece. The laser processing apparatus 1 includes a laser oscillator 10 that is a laser light source, a galvano scanner 20 that scans the aim (or optical axis) of the laser light L in the XY directions, and a condenser lens 30. Specifically, the galvano scanner 20 includes a mirror 21 and an actuator 22 that scan the aim in the X direction, and a mirror 23 and an actuator 24 that scan the aim in the Y direction. Further, an XY table 40 that is movable along the XY plane is provided below the condenser lens 30, and the workpiece W is placed on the table. The XY table 40 includes a motor 41 that drives the table 40 in the X direction and a motor 42 that drives the table 40 in the Y direction. The control device 50 is connected to the laser oscillator 10, the actuators 22 and 24 of the galvano scanner 20, and the motors 41 and 42 by wiring, and synchronously controls the laser oscillator 10, the galvano scanner 20 and the XY table 40 by a method described later. be able to.

図1に破線で示すように、被加工物WのX方向に帯状に延びるエリアS1を、テーブル40をX方向に連続移動させながらノンストップでレーザ加工することができる。エリアS1の加工を終了した後、テーブル40をY方向に1ピッチ分だけ移動させ、再度テーブル40をX方向に一定速度で移動させながら、隣のエリアS2をノンストップでレーザ加工することができる。したがって、被加工物Wの全領域を効率よく穴加工することができる。 As shown by a broken line in FIG. 1, the area S <b> 1 extending in a strip shape in the X direction of the workpiece W can be non-stop laser processed while the table 40 is continuously moved in the X direction. After finishing the processing of the area S1, the adjacent area S2 can be laser processed non-stop while moving the table 40 by one pitch in the Y direction and moving the table 40 again in the X direction at a constant speed. . Therefore, the entire area of the workpiece W can be efficiently drilled.

図2は、制御装置50のブロック図を示す。制御装置50にはガルバノスキャナ20及びモータ41、42から位置情報が送られる。制御装置50は、入力された位置情報に基づいて、レーザ発振器10、ガルバノスキャナ20及びテーブル40を同期制御する。具体的には、テーブル40のY方向移動が完了すると、モータ42から位置決め完了信号が制御装置50へ送られ、ガルバノスキャナ20により照準を初期位置へ移動させる。テーブル40をX方向に一定速度で移動させながら、ガルバノスキャナ20によりガルバノエリア内で照準を所定の順序で走査し、所定位置でレーザ発振器10からレーザ光を照射して被加工物Wに穴を加工する。 FIG. 2 shows a block diagram of the control device 50. Position information is sent to the control device 50 from the galvano scanner 20 and the motors 41 and 42. The control device 50 synchronously controls the laser oscillator 10, the galvano scanner 20, and the table 40 based on the input position information. Specifically, when the movement of the table 40 in the Y direction is completed, a positioning completion signal is sent from the motor 42 to the control device 50, and the aim is moved to the initial position by the galvano scanner 20. While moving the table 40 at a constant speed in the X direction, the galvano scanner 20 scans the sight in the galvano area in a predetermined order, and irradiates the laser beam from the laser oscillator 10 at a predetermined position to form a hole in the workpiece W. Process.

図3は、ガルバノエリアGA、被加工物Wの穴位置、及び照準の走査順序の一例を示す。ここでは、ガルバノエリアGA内で照準を8の字を描くように一筆書き状に走査し、走査ライン上のa、b、c、d、e(bと同じ)、f、g(aと同じ)の各点でレーザを照射する。被加工物WはX方向に一定速度Vで移動するが、ガルバノエリアGAは一定位置に保持される。点a→b→c→d→e→f→gを1サイクルとして繰り返すことで、ノンストップの穴開け加工が可能となる。被加工物Wには、Y方向に一列に並んだ複数(ここでは3個)の穴HがX方向に所定ピッチで形成される。ここで、穴のX方向の加工ピッチをPx、被加工物WのX方向移動速度をV、レーザ照射時間(1ショット)をLt、ガルバノ動作時間をGt、ガルバノエリアのX方向の辺の距離をGx、とすると、
Px/V ≧ Σ(Lt+Gt) ・・・(1)
Gx = Px × α (0<α<1) ・・・(2)
の関係に設定されている。なお、レーザ照射時間Ltには、レーザ照射のために必要な立ち上がり時間および立ち下り時間も含む。
FIG. 3 shows an example of the galvano area GA, the hole position of the workpiece W, and the scanning sequence of the aim. Here, the sight is scanned in a single stroke so as to draw a figure of 8 in the galvano area GA, and a, b, c, d, e (same as b), f, g (same as a) on the scanning line ) Laser is irradiated at each point. The workpiece W moves at a constant speed V in the X direction, but the galvano area GA is held at a fixed position. By repeating the points a → b → c → d → e → f → g as one cycle, non-stop drilling can be performed. A plurality (three in this case) of holes H arranged in a line in the Y direction are formed in the workpiece W at a predetermined pitch in the X direction. Here, the processing pitch in the X direction of the hole is Px, the moving speed of the workpiece W in the X direction is V, the laser irradiation time (one shot) is Lt, the galvano operation time is Gt, and the distance in the X direction side of the galvano area Let Gx be
Px / V ≧ Σ (Lt + Gt) (1)
Gx = Px × α (0 <α <1) (2)
The relationship is set. The laser irradiation time Lt includes a rise time and a fall time necessary for laser irradiation.

(1)式の左辺は被加工物のX方向の基準加工ピッチ分だけ被加工物Wが移動する時間を表し、右辺は点a〜点d間における照射時間Ltとガルバノスキャナの動作時間Gtとの合計、つまり1列目のレーザ加工開始から2列目のレーザ加工開始までの時間を表す。(2)式は、α<1であるから、Gx<Pxを示している。つまり、ガルバノエリアのX方向の辺の距離Gxは穴のX方向加工ピッチPxより小さい。 The left side of equation (1) represents the time for the workpiece W to move by the reference machining pitch in the X direction of the workpiece, and the right side represents the irradiation time Lt between the points a to d and the operation time Gt of the galvano scanner. That is, the time from the start of laser processing in the first row to the start of laser processing in the second row. Since (2) is α <1, Gx <Px is indicated. That is, the distance Gx between the sides in the X direction of the galvano area is smaller than the X-direction machining pitch Px of the holes.

次に、本発明におけるレーザ加工の一例を図4を参照しながら説明する。図4の(A)は、第1点aにレーザ光の照準を位置決めし、この点aにレーザ光を照射(ショット)した瞬間を示す。黒丸はレーザ光の現在の照射位置(現時点で加工された最新の穴)を示し、白丸は加工済みの穴を示す。 Next, an example of laser processing in the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4A shows the moment when the aim of the laser beam is positioned at the first point a and the point a is irradiated (shot) with the laser beam. A black circle indicates the current irradiation position of the laser beam (the latest hole processed at the present time), and a white circle indicates a processed hole.

図4の(B)は、レーザ光の照準を点aからXプラス方向及びYプラス方向に対して鋭角方向へ走査し、第2点bにレーザ光を照射した瞬間を示す。照準の移動方向とXプラス方向とのなす角度をθ(<90°)とすると、照準の移動方向とYプラス方向とのなす角は90°−θとなる。点aから点bへの照準の走査時間(ガルバノ動作時間)とレーザ照射時間との和に相当する時間だけ、被加工物WもX方向に移動しているため、穴a1と第2点bとはX方向の同一位置に並んでいる。 FIG. 4B shows the moment when the laser beam is scanned from the point a in an acute angle direction with respect to the X plus direction and the Y plus direction, and the second point b is irradiated with the laser beam. If the angle formed by the movement direction of the aim and the X plus direction is θ (<90 °), the angle formed by the movement direction of the aim and the Y plus direction is 90 ° −θ. Since the workpiece W also moves in the X direction for a time corresponding to the sum of the scanning time (galvano operation time) for aiming from the point a to the point b and the laser irradiation time, the hole a1 and the second point b Are aligned at the same position in the X direction.

図4の(C)は、レーザ光の照準を点bからXプラス方向及びYプラス方向に対して鋭角方向へ走査し、第3点cにレーザ光を照射した瞬間を示す。上記と同様に、点bから点cへの照準の走査時間(ガルバノ動作時間)とレーザ照射時間との和に相当する時間だけ、被加工物WもX方向に移動するため、穴a1、b1と第3点の穴c1とはX方向の同一位置に並んでいる。換言すると、穴a1、b1、c1はY方向に一列に並んでいる。なお、次に加工すべき穴d(破線の丸で示す)はガルバノエリアGAの外側にある。 FIG. 4C shows the moment when the laser beam is scanned from the point b in an acute angle direction with respect to the X plus direction and the Y plus direction, and the third point c is irradiated with the laser beam. Similarly to the above, since the workpiece W also moves in the X direction for a time corresponding to the sum of the scanning time (galvano operation time) for aiming from the point b to the point c and the laser irradiation time, the holes a1, b1 And the third point hole c1 are arranged at the same position in the X direction. In other words, the holes a1, b1, and c1 are arranged in a line in the Y direction. A hole d to be processed next (indicated by a broken circle) is outside the galvano area GA.

図4の(D)は、レーザ光の照準を点cからXマイナス方向に走査し、第4点dにレーザ光を照射した瞬間を示す。点cから点dへの照準の走査時間(ガルバノ動作時間)とレーザ照射時間との和に相当する時間だけ、被加工物WがX方向に移動するため、穴c1と第4点の穴d1のX方向ピッチPxの方がガルバノエリアのX方向の辺の距離Gxよりも大きくなる。 FIG. 4D shows the moment when the laser beam is scanned from the point c in the X minus direction and the fourth point d is irradiated with the laser beam. Since the workpiece W moves in the X direction for a time corresponding to the sum of the scanning time (galvano operation time) for aiming from the point c to the point d and the laser irradiation time, the hole c1 and the hole d1 at the fourth point The X direction pitch Px is larger than the distance Gx of the X direction side of the galvano area.

図4の(E)は、レーザ光の照準を点dからXプラス方向及びYマイナス方向に対して鋭角方向へ走査し、第5点eにレーザ光を照射した瞬間を示す。点dから点eへの照準の走査時間(ガルバノ動作時間)とレーザ照射時間との和に相当する時間だけ、被加工物WがX方向に移動するため、穴d1と第5点の穴e1とはX方向の同一位置に並んでいる。 FIG. 4E shows the moment when the laser beam is scanned from the point d in an acute angle direction with respect to the X plus direction and the Y minus direction, and the fifth point e is irradiated with the laser beam. Since the workpiece W moves in the X direction for a time corresponding to the sum of the scanning time (galvano operation time) for aiming from the point d to the point e and the laser irradiation time, the hole d1 and the fifth point hole e1 Are aligned at the same position in the X direction.

図4の(F)は、レーザ光の照準を点eからXプラス方向及びYマイナス方向に対して鋭角方向へ走査し、第6点fにレーザ光を照射した瞬間を示す。点eから点fへの照準の走査時間(ガルバノ動作時間)とレーザ照射時間との和に相当する時間だけ、被加工物WがX方向に移動するため、穴d1,e1と第6点の穴f1とはX方向の同一位置に並んでいる。この状態で、次に加工すべき穴g(破線の丸で示す)はガルバノエリアGAの外側にある。 FIG. 4F shows the moment when the laser beam is scanned from the point e in an acute angle direction with respect to the X plus direction and the Y minus direction, and the sixth point f is irradiated with the laser beam. Since the workpiece W moves in the X direction for a time corresponding to the sum of the scanning time (galvano operation time) for aiming from the point e to the point f and the laser irradiation time, the holes d1, e1 and the sixth point The holes f1 are arranged at the same position in the X direction. In this state, the hole g to be processed next (indicated by a broken-line circle) is outside the galvano area GA.

図4の(G)は、レーザ光の照準を点fからXマイナス方向に走査し、第1点g(aと同じ)にレーザ光の照準を戻した瞬間を示す。点fから点gへの照準の走査時間(ガルバノ動作時間)とレーザ照射時間との和に相当する時間だけ、被加工物WがX方向に移動するため、照準を第1点aと同じ位置gに戻すことで、穴f1と穴g1とのピッチPxはガルバノエリアのX方向の辺の距離Gxより大きくなる。その後は、上述と同じく(A)〜(G)のステップを繰り返す。 FIG. 4G shows the moment when the laser beam aim is scanned from the point f in the X minus direction, and the laser beam aim is returned to the first point g (same as a). Since the workpiece W moves in the X direction for a time corresponding to the sum of the scanning time (galvano operation time) for aiming from the point f to the point g and the laser irradiation time, the aim is set at the same position as the first point a. By returning to g, the pitch Px between the hole f1 and the hole g1 becomes larger than the distance Gx of the side in the X direction of the galvano area. Thereafter, the steps (A) to (G) are repeated as described above.

被加工物Wを搬送する方法としては、テーブル40の他に、複数の搬送ロールを用いることにより被加工物WをX方向に搬送することができる。被加工物Wが連続したロール状シートである場合、上述のように照準を8の字を描くように一筆書き状に走査することで、シートを止めることなく、シートの長さ方向に永続的に加工することができる。しかも、1サイクルの走査で2列の穴を加工することができるので、量産性が高い。後合わせのような走査を必要としないため、無駄な時間を削減できる。被加工物Wは一定速度で移動するだけであり、ガルバノスキャナ20を所定の周期で走査すればよいので、制御が簡単である。ガルバノエリアGAは、比較的収差の影響が小さい集光レンズ30の中央部に設定できるため、高精度な加工ができる。 As a method of conveying the workpiece W, the workpiece W can be conveyed in the X direction by using a plurality of conveyance rolls in addition to the table 40. When the workpiece W is a continuous roll-shaped sheet, the sighting is scanned in a single stroke so as to draw an 8-character shape as described above, so that the sheet is permanently stopped in the length direction without stopping the sheet. Can be processed. Moreover, since two rows of holes can be processed by one cycle of scanning, mass productivity is high. Since scanning such as post-alignment is not required, useless time can be reduced. Since the workpiece W only moves at a constant speed and the galvano scanner 20 only needs to be scanned at a predetermined cycle, the control is simple. Since the galvano area GA can be set at the center of the condenser lens 30 where the influence of aberration is relatively small, high-precision processing can be performed.

図3、図4では、1つの被加工物Wに対してY方向に3個の穴を加工する例を示したが、穴の個数は任意に設定できる。また、被加工物WのY方向に一定ピッチで穴を加工する例を示したが、Y方向のピッチが一定でない穴加工も可能である。また、多数のピンホールを有するマスクやビームスプリッタなどを用いて、多数の穴を一群として同時加工することもできる。その場合、一群の穴を集合体図形とみなし、集合体図形のそれぞれの間隔が基準加工ピッチとなる。 3 and 4 show an example in which three holes are machined in the Y direction on one workpiece W, but the number of holes can be arbitrarily set. Moreover, although the example which processes a hole by the fixed pitch in the Y direction of the to-be-processed object W was shown, the hole processing by which the pitch of the Y direction is not constant is also possible. Further, a large number of holes can be simultaneously processed as a group by using a mask or a beam splitter having a large number of pin holes. In that case, a group of holes is regarded as an aggregate figure, and the interval between the aggregate figures becomes the reference processing pitch.

−第2実施例−
図5の(a)は照準の第2実施例の走査例を示し、(b)は被加工物Wに加工された穴の位置を示す。図5では、(a)に破線で示すように全体として8の字を描くように走査し、左上から右下への走査ラインと、左下から右上への走査ラインとで、それぞれ6個の穴を加工している。そのため、図3と同様に穴はY方向に一列に並び、かつY方向ピッチが一定である。四角マークは1列目、菱形マークは2列目のショット(又は穴位置)を示す。このように走査ライン上でショット回数を増やすことにより、1列当りの穴の個数を増加させることができる。
-Second Example-
5A shows a scanning example of the second embodiment of the aiming, and FIG. 5B shows the position of the hole processed in the workpiece W. FIG. In FIG. 5, scanning is performed so as to draw a figure of 8 as a whole as indicated by a broken line in (a), and there are 6 holes each in the scanning line from the upper left to the lower right and the scanning line from the lower left to the upper right. Is processed. Therefore, as in FIG. 3, the holes are aligned in the Y direction and the pitch in the Y direction is constant. A square mark indicates a shot (or hole position) in the first row and a diamond mark indicates a second row. Thus, by increasing the number of shots on the scanning line, the number of holes per row can be increased.

−第3実施例−
図6の(a)は照準の第3実施例の走査例を示し、(b)は被加工物Wに加工された穴の位置を示す。図6では、(a)に破線で示すように全体として8の字を描くように走査するが、走査ラインは図5のように斜め方向に一直線状ではなく、折れ線状である。左上から右下への走査ラインと、左下から右上への走査ラインとが対称形である。そのため、穴はY方向に一列に並んでいるが、Y方向ピッチが一定ではない。Y方向に並んだ加工穴の数は一列当り7個である。四角マークは1列目、菱形マークは2列目のショット(又は穴位置)を示す。
-Third Example-
6A shows a scanning example of the third embodiment of the aim, and FIG. 6B shows the position of the hole processed in the workpiece W. FIG. In FIG. 6, scanning is performed so as to draw a figure of 8 as a whole as indicated by a broken line in FIG. 6A, but the scanning line is not a straight line in a diagonal direction as shown in FIG. The scanning line from the upper left to the lower right and the scanning line from the lower left to the upper right are symmetrical. Therefore, the holes are arranged in a line in the Y direction, but the Y direction pitch is not constant. The number of processed holes arranged in the Y direction is 7 per row. A square mark indicates a shot (or hole position) in the first row and a diamond mark indicates a second row.

−第4実施例−
図7の(a)は照準の第4実施例の走査例を示し、(b)は被加工物Wに加工された穴の位置を示す。図7では、(a)に破線で示すように全体として8の字を描くように走査するが、走査ラインは図6に比べてさらに折れ線状に屈曲しており、しかも左上から右下への走査ラインと、左下から右上への走査ラインとが左右非対称である。第1〜第3実施例のガルバノエリアGAは長方形状であるが、この実施例のガルバノエリアGAは平行四辺形である。そのため、穴はY方向に一列に並んでおらず、ジグザグ状又は千鳥状配列となっている。Y方向に並んだ加工穴の数は一列当り6個である。四角マークは1列目、菱形マークは2列目のショット(又は穴位置)を示す。
-Fourth embodiment-
FIG. 7A shows a scanning example of the fourth embodiment of the aim, and FIG. 7B shows the position of the hole processed in the workpiece W. FIG. In FIG. 7, scanning is performed so as to draw a figure of 8 as a whole as indicated by a broken line in FIG. 7A, but the scanning line is further bent in a polygonal line as compared with FIG. 6, and from the upper left to the lower right. The scan line and the scan line from the lower left to the upper right are asymmetrical. Although the galvano area GA of the first to third embodiments is rectangular, the galvano area GA of this embodiment is a parallelogram. For this reason, the holes are not arranged in a line in the Y direction, but have a zigzag or staggered arrangement. The number of processed holes arranged in the Y direction is six per row. A square mark indicates a shot (or hole position) in the first row and a diamond mark indicates a second row.

−第5実施例−
図8の(a)は照準の第5実施例の走査例を示し、(b)は被加工物Wに加工された穴の位置を示す。図8では、(a)に破線で示すように全体として8の字を描くように走査するが、左上から右下への走査ラインと、左下から右上への走査ラインとが左右非対称である。走査ラインは図7の実施例に似ているが、それに比べてさらに折れ線の屈曲角度が大きい。そのため、穴のY方向ピッチは一定であるが、Y方向に一列に並んでいない。具体的には、ジグザグ状又は千鳥状配列となっている。Y方向に並んだ加工穴の数は一列当り6個である。四角マークは1列目、菱形マークは2列目のショット(又は穴位置)を示す。系列1は点a〜b〜c〜d〜e〜fへと移動し、その間に四角マークの点でレーザ照射を行う。点f〜gへとXマイナス方向に戻り動作した後、系列2は点g〜h〜i〜j〜k〜lへと移動し、その間に菱形マークの点でレーザ照射を行う。他の実施例と異なり、この実施例では、点ab間、cd間、ef間、hi間、jk間の走査がXマイナス方向である。
-Fifth embodiment-
8A shows a scanning example of the fifth embodiment of the aim, and FIG. 8B shows the position of the hole processed in the workpiece W. FIG. In FIG. 8, scanning is performed so as to draw a figure 8 as a whole as shown by a broken line in FIG. 8A, but the scanning line from the upper left to the lower right and the scanning line from the lower left to the upper right are asymmetrical. The scanning line is similar to the embodiment of FIG. 7, but the bending angle of the broken line is larger than that. For this reason, the pitch in the Y direction of the holes is constant, but they are not arranged in a line in the Y direction. Specifically, it is a zigzag or staggered arrangement. The number of processed holes arranged in the Y direction is six per row. A square mark indicates a shot (or hole position) in the first row and a diamond mark indicates a second row. The series 1 moves to points ab to c to d to e to f, and laser irradiation is performed at the points of the square marks in the meantime. After returning to the point f to g in the X minus direction, the series 2 moves to the points g to h to i to j to k to l, during which laser irradiation is performed at the point of the diamond mark. Unlike the other embodiments, in this embodiment, scanning between points ab, cd, ef, hi, and jk is in the X minus direction.

−第6実施例−
図9の(a)は照準の第6実施例の走査例を示し、(b)は被加工物Wに加工された穴の位置を示す。図9の場合も全体として8の字を描くように走査するが、各点の近傍で複数回のショットを行う。そのため、1箇所にY方向に近接して並ぶ複数個の小さな穴を形成することができる。
-Sixth Example-
FIG. 9A shows a scanning example of the sixth embodiment of the aim, and FIG. 9B shows the position of the hole processed in the workpiece W. FIG. In the case of FIG. 9 as well, scanning is performed so as to draw a figure of 8 as a whole, but a plurality of shots are performed in the vicinity of each point. Therefore, a plurality of small holes arranged close to each other in the Y direction can be formed at one place.

−第7実施例−
図10は、ガルバノエリアGA、被加工物Wの穴位置、及び照準の走査順序の変形例を示す。ここでは、ガルバノエリアGA内で照準を斜め方向に往復移動するように走査し、走査ライン上のa、b、c、d、eの各点でレーザを照射した後、再びa点に戻す。点eから点aに戻す途中には照射を行わない。点a→b→c→d→e→aを1サイクルとして繰り返すことで、Y方向に一列に並ぶ穴を加工でき、かつノンストップの穴開け加工が可能となる。被加工物Wには、Y方向に一列に並んだ複数(ここでは5個)の穴HがX方向に所定ピッチPxで形成される。この場合も、ガルバノエリアGAのX方向の辺の距離GxはピッチPxより小さいので、時間(Px−Gx)/Vの間に点e→点aへ照準を戻せば、永続的に加工を継続することができる。
-Seventh Example-
FIG. 10 shows a modification of the galvano area GA, the hole position of the workpiece W, and the aiming scanning order. Here, the sight is scanned so as to reciprocate in the oblique direction in the galvano area GA, the laser is irradiated at points a, b, c, d, and e on the scanning line, and then returned to the point a. Irradiation is not performed during the return from point e to point a. By repeating the points a.fwdarw.c.fwdarw.c.fwdarw.d.fwdarw.e.fwdarw.a as one cycle, holes arranged in a line in the Y direction can be machined, and non-stop drilling can be performed. In the workpiece W, a plurality of (here, five) holes H arranged in a line in the Y direction are formed at a predetermined pitch Px in the X direction. Also in this case, the distance Gx of the galvano area GA in the X direction is smaller than the pitch Px, so if the aim is returned from point e to point a during time (Px−Gx) / V, the machining is continued continuously. can do.

図10では、点a→b→c→d→eの走査経路を一直線状とした例を示したが、図6、図7、図8のように折れ線状としてもよい。この場合に加工される穴は、図6のようにY方向ピッチが不均一になるか、又は図7のようにジグザグ状となる。なお、点eから点aへの戻り動作は、最短時間で戻れるように直線状とするのがよい。 Although FIG. 10 shows an example in which the scanning path of points a → b → c → d → e is linear, it may be a polygonal line as shown in FIGS. The holes to be processed in this case have a non-uniform Y-direction pitch as shown in FIG. 6 or a zigzag shape as shown in FIG. It should be noted that the return operation from the point e to the point a is preferably linear so that it can return in the shortest time.

上述の実施例は本発明の数例を示したに過ぎず、加工すべき穴の位置に応じて、照準の移動軌跡は任意に選択可能である。すなわち、8の字状、Z字状、斜め往復状に限らない。また、上記実施例では、シートに穴加工を行う例について説明したが、溝加工、スクライブ、トリミング、切断、マーキングなどの他の加工を行うこともできる。被加工物としては、セラミックグリーンシート以外に、セラミックウエハ、半導体ウエハ、樹脂フィルム、プリント基板、金属板など、レーザ加工できるものであれば任意である。 The above-described embodiments are merely a few examples of the present invention, and the movement trajectory of the aim can be arbitrarily selected according to the position of the hole to be processed. That is, it is not limited to an 8-shaped, Z-shaped, or diagonally reciprocating shape. Moreover, although the example which performs a hole process on a sheet | seat was demonstrated in the said Example, other processes, such as a groove process, a scribe, a trimming, a cutting | disconnection, and a marking, can also be performed. As a workpiece, any ceramic wafer, semiconductor wafer, resin film, printed board, metal plate, or the like that can be laser-processed can be used.

W 被加工物
1 レーザ加工装置
10 レーザ発振器
20 ガルバノスキャナ
30 集光レンズ
40 XYテーブル(搬送手段)
50 制御装置
W Workpiece 1 Laser processing apparatus 10 Laser oscillator 20 Galvano scanner 30 Condensing lens 40 XY table (conveying means)
50 Control device

Claims (4)

被加工物の主面と平行なXY平面に沿って前記被加工物をX方向に移動可能な搬送手段と、レーザ光源から出射されたレーザ光を反射させて前記被加工物上に照射するガルバノスキャナと、を制御するレーザ加工方法において、
前記搬送手段をX方向に一定速度で移動させながら、前記ガルバノスキャナによりレーザ光の照準をガルバノエリア内で8の字状の軌跡を描くようにX方向及びY方向に走査させ、走査ライン上の所定位置でレーザ光を被加工物に対して照射する次の第1〜第8ステップを含み、
前記レーザ光をXY平面上の第1点に照射する第1ステップ、
前記ガルバノスキャナにより前記レーザ光の照準を前記第1点から全体としてXプラス方向及びYプラス方向に走査する第2ステップ、
前記第1点に対してXプラス方向及びYプラス方向に変位した第2点に前記レーザ光を照射する第3ステップ、
前記ガルバノスキャナにより前記レーザ光の照準を前記第2点からXマイナス方向に走査する第4ステップ、
前記第2点に対してXマイナス方向に変位した第3点に前記レーザ光を照射する第5ステップ、
前記ガルバノスキャナにより前記レーザ光の照準を前記第3点から全体としてXプラス方向及びYマイナス方向に走査する第6ステップ、
前記第3点に対してXプラス方向及びYマイナス方向に変位した第4点に前記レーザ光を照射する第7ステップ、
前記ガルバノスキャナにより前記レーザ光の照準を前記第4点からXマイナス方向に走査し、前記第1点に前記レーザ光の照準を戻す第8ステップ、
以下の式で示される条件及び範囲で加工することを特徴とするレーザ加工方法。
Px/V ≧ Σ(Lt+Gt) ・・・(1)
Gx = Px × α ・・・(2)
Px:被加工物のX方向の基準加工ピッチ
V:被加工物のX方向移動速度
Lt:レーザ照射時間
Gt:ガルバノ動作時間(照準の移動時間および整定時間)
Gx:ガルバノエリアのX方向の辺の距離
α:定数(0<α<1)
Conveying means capable of moving the workpiece in the X direction along an XY plane parallel to the main surface of the workpiece, and a galvano for reflecting the laser beam emitted from the laser light source and irradiating the workpiece on the workpiece In a laser processing method for controlling a scanner,
While moving the conveying means at a constant speed in the X direction, the galvano scanner scans the laser beam in the X and Y directions so as to draw an 8-shaped locus in the galvano area. Including the following first to eighth steps of irradiating the workpiece with laser light at a predetermined position;
A first step of irradiating a first point on the XY plane with the laser beam;
A second step of scanning the aim of the laser beam by the galvano scanner in the X plus direction and the Y plus direction as a whole from the first point;
A third step of irradiating the laser beam to a second point displaced in the X plus direction and the Y plus direction with respect to the first point;
A fourth step of scanning the aim of the laser beam in the X minus direction from the second point by the galvano scanner;
A fifth step of irradiating the third point displaced in the X-minus direction with respect to the second point with the laser beam;
A sixth step of scanning the aim of the laser beam by the galvano scanner in the X plus direction and the Y minus direction as a whole from the third point;
A seventh step of irradiating the laser beam to a fourth point displaced in the X plus direction and the Y minus direction with respect to the third point;
An eighth step of scanning the aim of the laser beam from the fourth point in the X minus direction by the galvano scanner and returning the aim of the laser beam to the first point;
A laser processing method characterized by processing under the conditions and ranges shown by the following formulas.
Px / V ≧ Σ (Lt + Gt) (1)
Gx = Px × α (2)
Px: Reference machining pitch in the X direction of the workpiece
V: X-direction moving speed of workpiece
Lt: Laser irradiation time
Gt: Galvano operating time (sighting time and settling time)
Gx: Distance between sides in the X direction of the galvano area α: Constant (0 <α <1)
以下の式で示される条件及び範囲で加工することを特徴とする、請求項1に記載のレーザ加工方法。
Px/V≧Gy/Py×(Lt+Gyt)+Gxt+Lt ・・・(3)
Gy:ガルバノエリアのY方向距離
Py:被加工物のY方向の基準加工ピッチ
Lt:レーザ照射時間
Gyt:Y方向ガルバノ動作時間
Gxt:X方向ガルバノ動作時間
The laser processing method according to claim 1, wherein the processing is performed under conditions and ranges represented by the following equations.
Px / V ≧ Gy / Py × (Lt + Gyt) + Gxt + Lt (3)
Gy: Y direction distance of galvano area
Py: Y-direction reference machining pitch of the workpiece
Lt: Laser irradiation time
Gyt: Y direction galvano operation time
Gxt: X direction galvo operating time
前記第2ステップの走査の途中で、前記第1点から第2点に移る間に前記レーザ光を照射する第9ステップを有し、
前記第6ステップの走査の途中で、前記第3点から第4点に移る間に前記レーザ光を照射する第10ステップを有することを特徴とする、請求項1又は2に記載のレーザ加工方法。
A ninth step of irradiating the laser beam during the transition from the first point to the second point during the scanning of the second step;
During the scanning of the sixth step, and having a tenth step of irradiating the laser beam while moving the fourth point from the third point, the laser processing method according to claim 1 or 2 .
被加工物を前記被加工物の主面と平行なXY面内をX方向に一定速度で移動させる搬送手段と、
レーザ光源から出射されたレーザ光を反射させて前記被加工物上に照射するガルバノスキャナであって、前記ガルバノスキャナによりレーザ光の照準をガルバノエリア内で8の字状の軌跡を描くようにX方向及びY方向に走査させるガルバノスキャナと、
レーザ光の照準が走査ライン上の所定位置に到達した時点でレーザ光を発生するレーザ発振器と、
前記搬送手段とガルバノスキャナとレーザ発振器とを、以下の数式で示される条件及び範囲となるように同期制御する制御手段と、を備
Px/V ≧ Σ(Lt+Gt) ・・・(1)
Gx = Px × α ・・・(2)
Px:被加工物のX方向の基準加工ピッチ
V:被加工物のX方向移動速度
Lt:レーザ照射時間
Gt:ガルバノ動作時間(照準の移動時間および整定時間)
Gx:ガルバノエリアのX方向の辺の距離
α:定数(0<α<1)
前記制御手段は、
前記レーザ光をXY平面上の第1点に照射する第1ステップ、
前記ガルバノスキャナにより前記レーザ光の照準を前記第1点から全体としてXプラス方向及びYプラス方向に走査する第2ステップ、
前記第1点に対してXプラス方向及びYプラス方向に変位した第2点に前記レーザ光を照射する第3ステップ、
前記ガルバノスキャナにより前記レーザ光の照準を前記第2点からXマイナス方向に走査する第4ステップ、
前記第2点に対してXマイナス方向に変位した第3点に前記レーザ光を照射する第5ステップ、
前記ガルバノスキャナにより前記レーザ光の照準を前記第3点から全体としてXプラス方向及びYマイナス方向に走査する第6ステップ、
前記第3点に対してXプラス方向及びYマイナス方向に変位した第4点に前記レーザ光を照射する第7ステップ、
前記ガルバノスキャナにより前記レーザ光の照準を前記第4点からXマイナス方向に走査し、前記第1点に前記レーザ光の照準を戻す第8ステップ、
を含むように制御する、
レーザ加工装置。
Conveying means for moving the workpiece in the X direction at a constant speed in an XY plane parallel to the main surface of the workpiece;
A galvano scanner that reflects laser light emitted from a laser light source and irradiates the workpiece with an X -shaped locus so that the galvano scanner draws an 8-shaped locus in the galvano area. A galvano scanner that scans in the direction and the Y direction;
A laser oscillator that generates laser light when the aim of the laser light reaches a predetermined position on the scanning line;
E Bei a control means for synchronously controlling so as to conditions and scope of the laser oscillator said carrier means and galvanometer scanners, given by the following equation,
Px / V ≧ Σ (Lt + Gt) (1)
Gx = Px × α (2)
Px: Reference machining pitch in the X direction of the workpiece
V: X-direction moving speed of workpiece
Lt: Laser irradiation time
Gt: Galvano operating time (sighting time and settling time)
Gx: Distance in the X direction of the galvano area α: Constant (0 <α <1)
The control means includes
A first step of irradiating a first point on the XY plane with the laser beam;
A second step of scanning the aim of the laser beam by the galvano scanner in the X plus direction and the Y plus direction as a whole from the first point;
A third step of irradiating the laser beam to a second point displaced in the X plus direction and the Y plus direction with respect to the first point;
A fourth step of scanning the aim of the laser beam in the X minus direction from the second point by the galvano scanner;
A fifth step of irradiating the third point displaced in the X-minus direction with respect to the second point with the laser beam;
A sixth step of scanning the aim of the laser beam by the galvano scanner in the X plus direction and the Y minus direction as a whole from the third point;
A seventh step of irradiating the laser beam to a fourth point displaced in the X plus direction and the Y minus direction with respect to the third point;
An eighth step of scanning the aim of the laser beam from the fourth point in the X minus direction by the galvano scanner and returning the aim of the laser beam to the first point;
Control to include,
Laser processing equipment.
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