JP6804224B2 - レーザ加工装置およびレーザ加工方法 - Google Patents
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Description
14 移動ユニット
16 ステージユニット
22 レーザ加工ユニット
24 制御部
30 Y軸移動機構
34 X軸移動機構
38 Z軸移動機構
60 レーザ加工ヘッド
62 ファイバレーザ光源(第一レーザ光源)
64 短パルスレーザ光源(第二レーザ光源)
72 切換機構
72A ミラー
72B スライド移動機構部
76 照射角度変更機構
76A ミラー
76B スライド移動機構部
78 集光光学系
82 切換機構
82Aa ミラー
82B 回転移動機構部
86 照射角度変更機構
86Aa ミラー(第一ミラー)
86B 回転移動機構部
86C 固定ミラー(第二ミラー)
100 加工対象物
102 金属層
104 保護層
110 貫通孔
110A 大径部
110B 小径部
120 補助貫通孔
L1 ファイバレーザ(第一レーザ)
L2 短パルスレーザ(第二レーザ)
Claims (11)
- 加工対象物を支持するステージを含むステージユニットと、
前記加工対象物にレーザを照射するレーザ加工ユニットであって、第一レーザを出力する第一レーザ光源と、前記第一レーザとはパルス幅が異なる第二レーザを出力する第二レーザ光源と、前記加工対象物を加工するレーザを照射するレーザ加工ヘッドと、前記加工対象物とレーザ光源の間に設けられ、該加工対象物に対し少なくとも前記第一レーザ及び前記第二レーザを集光させる集光光学系と、前記集光光学系とレーザ光源の間に設けられ、該集光光学系に対して前記第一レーザ及び前記第二レーザの少なくともいずれか一方を入射させる位置に移動可能に設けられた切換機構と、前記集光光学系と前記切換機構の間に設けられ、該集光光学系を介して前記加工対象物に照射される前記第一レーザ及び前記第二レーザの少なくともいずれか一方の照射角度を変更する照射角度変更機構と、前記切換機構と前記照射角度変更機構との間に設けられて前記第一レーザ及び前記第二レーザの少なくともいずれか一方を前記照射角度変更機構に向けて走査するレーザ走査部と、を有するレーザ加工ユニットと、
前記レーザ加工ヘッドを制御する制御部と、を含み、
前記制御部は、前記加工対象物の加工条件に応じて前記レーザ加工ヘッドを制御して、貫通孔を加工する、レーザ加工装置。 - 前記切換機構は、前記レーザを反射させるミラーと、当該ミラーをスライド移動させるスライド移動機構部と、を含み、前記スライド移動機構部による前記ミラーのスライド移動によって、前記第一レーザまたは前記第二レーザの一方を前記ミラーにより反射させて前記集光光学系に対して入射させる状態と、前記第一レーザまたは前記第二レーザの他方を前記ミラーを介さずに前記集光光学系に対して入射させる状態とに切り換える請求項1に記載のレーザ加工装置。
- 前記切換機構は、前記レーザを反射させるミラーと、当該ミラーを回転移動させる回転移動機構部と、を含み、前記回転移動機構部による前記ミラーの回転移動によって、前記第一レーザまたは前記第二レーザの一方を前記ミラーにより反射させて前記集光光学系に対して入射させる状態と、前記第一レーザまたは前記第二レーザの他方を前記ミラーを介さずに前記集光光学系に対して入射させる状態とに切り換える請求項1に記載のレーザ加工装置。
- 前記照射角度変更機構は、前記レーザを反射させるミラーと、当該ミラーを前記レーザの軸方向に沿ってスライド移動させるスライド移動機構部と、を含み、前記スライド移動機構部による前記ミラーのスライド移動によって、前記第一レーザと前記第二レーザとの前記集光光学系に対する入射位置を変更する請求項1から3のいずれか1つに記載のレーザ加工装置。
- 前記照射角度変更機構は、前記レーザを反射させる第一ミラーと、当該第一ミラーを回転移動させる回転移動機構部と、前記第一ミラーに対して前記レーザの軸方向で位置が異なり固定されて前記レーザを反射させる第二ミラーと、を含み、前記回転移動機構部による前記第一ミラーの回転移動によって、前記第一レーザまたは前記第二レーザの一方を前記第一ミラーにより反射させて前記集光光学系に対して入射させる状態と、前記第一レーザまたは前記第二レーザの他方を前記第一ミラーを介さずに前記第二ミラーにより反射させて前記集光光学系に対して入射させる状態とに変更する請求項1から3のいずれか1つに記載のレーザ加工装置。
- 前記第一レーザ光源は、第一レーザとしてパルス幅がサブミリ秒以上のレーザを出力し、
前記第二レーザ光源は、第二レーザとしてパルス幅が100マイクロ秒以下の短パルスレーザを出力する請求項1から5のいずれか1つに記載のレーザ加工装置。 - 前記レーザ加工ヘッドは、前記短パルスレーザを前記集光光学系に入射させる距離が、前記パルス幅がサブミリ秒以上のレーザを前記集光光学系に入射させる距離よりも短くなるように構成される請求項6に記載のレーザ加工装置。
- 前記制御部は、金属層の表面に保護層が形成された積層構造の前記加工対象物の加工条件に応じ、前記加工対象物に対して表面側が大径に開口する大径部と奥側が小径の小径部とが連通する貫通孔を加工するにあたり、前記加工対象物における前記貫通孔の加工範囲内に前記小径部よりも小径の補助貫通孔を切削するように前記第一レーザ光源または前記第二レーザ光源を制御すると共に、前記レーザ加工ヘッドを制御し、前記補助貫通孔を切削後、前記補助貫通孔を拡げる態様で前記大径部を切削するように前記第一レーザ光源または前記第二レーザ光源を制御すると共に、前記レーザ加工ヘッドを制御し、前記大径部を切削後、前記補助貫通孔を拡げる態様で前記小径部を切削するように前記第一レーザ光源または前記第二レーザ光源を制御すると共に、前記レーザ加工ヘッドを制御する、請求項1から7のいずれか1つに記載のレーザ加工装置。
- 金属層の表面に保護層が形成された積層構造の加工対象物に対してレーザにて表面側が大径に開口する大径部と奥側が小径の小径部とが連通する貫通孔を加工するレーザ加工方法であって、
前記加工対象物における前記貫通孔の加工範囲内に前記小径部よりも小径の補助貫通孔を切削する工程と、
前記補助貫通孔を拡げる態様で前記大径部を切削する工程と、
前記大径部の切削後に前記補助貫通孔を拡げる態様で前記小径部を切削する工程と、
を含むレーザ加工方法。 - 前記補助貫通孔を切削する工程は、パルス幅がサブミリ秒以上のレーザを照射して加工し、
前記貫通孔を切削する工程は、パルス幅が100マイクロ秒以下の短パルスレーザを照射して前記大径部を加工し、その後パルス幅がサブミリ秒以上のレーザを照射して前記小径部を加工する請求項9に記載のレーザ加工方法。 - 前記補助貫通孔を切削する工程は、パルス幅が100マイクロ秒以下の短パルスレーザを照射した後、パルス幅がサブミリ秒以上のレーザを照射して加工し、
前記貫通孔を切削する工程は、パルス幅が100マイクロ秒以下の短パルスレーザを照射して前記大径部を加工し、その後パルス幅がサブミリ秒以上のレーザを照射して前記小径部を加工する請求項9に記載のレーザ加工方法。
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