JP6849382B2

JP6849382B2 - レーザ加工方法及びレーザ加工装置

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Publication number: JP6849382B2
Application number: JP2016203594A
Authority: JP
Inventors: 石田　宏; 宏石田; 若林　知敬; 知敬若林; 博史世良; 杉山　善崇; 善崇杉山; 賢治白須; 多久島　裕一; 裕一多久島; 治幸遠藤
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2016-10-17
Filing date: 2016-10-17
Publication date: 2021-03-24
Anticipated expiration: 2036-10-17
Also published as: JP2018065147A

Description

本発明は、レーザ加工方法及びレーザ加工装置に関する。

従来、被加工物の被加工面にレーザ光を照射して被加工面を加工するレーザ加工方法がある（例えば、特許文献１）。レーザ加工方法は、例えば、レーザ光により被加工面を溶融させ表面張力の作用により被加工面を平坦化する。

特開２００８−１１９７３５号公報

しかしながら、従来例に係るレーザ加工方法は、被加工面を平坦化する場合に、熱影響により被加工物が変形する等の加工痕が生じるおそれがある。

そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、被加工物が受ける熱影響を抑制した上で被加工面を平坦化することができるレーザ加工方法及びレーザ加工装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るレーザ加工方法は、凹凸を有する第一被加工面に第一レーザ光を照射して前記第一被加工面の凸部を切削し、前記第一被加工面の凸部よりも低い凸部を有する第二被加工面を形成する切削工程と、前記切削工程の後、前記第二被加工面に前記第一レーザ光とは異なる第二レーザ光を照射して前記第二被加工面の凸部を溶融し前記第二被加工面を平坦化した加工平坦面を形成する溶融工程と、を有し、前記第一レーザ光は、前記第一被加工面に照射された部分の径であるスポット径が前記第二レーザ光のスポット径よりも小さいことを特徴とする。

また、上記レーザ加工方法において、前記第一レーザ光は、一定の繰り返し周波数で発振される第一パルスレーザ光を含み、前記第二レーザ光は、一定の繰り返し周波数で発振される第二パルスレーザ光、又は、一定の出力を連続して発振する連続波レーザ光からなり、前記第一パルスレーザ光は、前記第二レーザ光よりもレーザ強度のピーク値が高いことが好ましい。

また、上記レーザ加工方法において、前記切削工程は、前記第一レーザ光により前記第一被加工面の凸部を非熱的に切削するアブレーション加工を実施する工程であることが好ましい。
また、上記レーザ加工方法において、前記第二レーザ光のスポット径は、前記第二被加工面の隣接する凸部の間隔よりも大きいことが好ましい。

また、本発明に係るレーザ加工装置は、凹凸を有する第一被加工面に、第一レーザ光と、前記第一レーザ光とは異なる第二レーザ光とを照射するレーザ光照射部と、前記レーザ光照射部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記レーザ光照射部を制御し、前記第一レーザ光により第一被加工面の凸部を切削し前記第一被加工面の凸部よりも低い凸部を有する第二被加工面を形成し、前記第二レーザ光により前記第二被加工面の凸部を溶融し前記第二被加工面を平坦化した加工平坦面を形成し、前記第一レーザ光は、前記第一被加工面に照射された部分の径であるスポット径が前記第二レーザ光のスポット径よりも小さいことを特徴とする。

本発明に係るレーザ加工方法及びレーザ加工装置は、第一レーザ光により第一被加工面の凸部を切削し第一被加工面の凸部よりも低い凸部を有する第二被加工面を形成し、第二レーザ光により第二被加工面の凸部を溶融し第二被加工面を平坦化した加工平坦面を形成することにより、被加工物が受ける熱影響を抑制した上で被加工面を平坦化することができる。

図１は、実施形態に係るレーザ加工装置の構成例を示すブロック図である。図２は、実施形態に係るアブレーション工程を示す模式図である。図３は、実施形態に係るアブレーション工程のレーザ強度分布を示す図である。図４は、実施形態に係る溶融工程を示す模式図である。図５は、実施形態に係る溶融工程のレーザ強度分布を示す図である。図６は、実施形態に係る加工平坦面の形成例を示す模式図である。図７は、実施形態に係るレーザ加工方法を示すフローチャートである。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

〔実施形態〕
実施形態に係るレーザ加工方法及びレーザ加工装置について説明する。レーザ加工方法は、被加工物Ｗの被加工面Ｗａにパルスレーザ光ＬＢを照射して被加工面Ｗａを加工する方法である。レーザ加工方法は、切削工程としてのアブレーション工程と、溶融工程とを有する。アブレーション工程は、凹凸を有する被加工面Ｗａにパルスレーザ光ＬＢを照射して凸部Ｐ１を切削する工程である。溶融工程は、アブレーション工程後、被加工面Ｗａに残った凸部Ｐ２にパルスレーザ光ＬＢを照射し当該凸部Ｐ２を溶融して被加工面Ｗａを平坦（平滑）化する工程である。ここで、被加工物Ｗは、例えば、金属素材等から形成される。以下、レーザ加工方法及びレーザ加工装置について詳細に説明する。

なお、以下の説明では、第一方向（Ｘ方向）と第二方向（Ｙ方向）と第三方向（Ｚ方向）とは、それぞれ直交する方向である。第一方向と第二方向とは、後述する被加工物Ｗを載置する載置面８１ｂ上で直交する方向である。第三方向は、載置面８１ｂに直交する方向である。なお、第一方向と前記第二方向とは、典型的には、被加工物Ｗの厚み方向に直交する面を仮想平面とした場合、当該仮想平面上で直交する方向となり、第三方向は、仮想平面に直交する方向となる。

レーザ加工装置１は、レーザ加工方法を実施するための装置であり、パルスレーザ光ＬＢを被加工物Ｗに照射して当該被加工物Ｗを加工する。レーザ加工装置１は、例えば、パルスレーザ光ＬＢの焦点を固定し当該パルスレーザ光ＬＢを被加工物Ｗの被加工面Ｗａに集光して加工する。レーザ加工装置１は、図１に示すように、レーザ光照射部１０と、シャッター２０と、アッテネータ３０と、ビームエキスパンダ４０と、ビーム伝送光学系５０と、落射光学系６０と、対物レンズ７０と、駆動部８０と、ランプ照明９０と、カメラ１００と、制御部１１０とを備える。

レーザ光照射部１０は、パルス状の出力（パルスレーザ光）を一定の繰り返し周波数で発振するレーザ光発振器である。例えば、レーザ光照射部１０は、パルス幅可変光源をシード光源に用いた主発振器出力増幅器（ＭＯＰＡ；ＭａｓｔｅｒＯｓｃｉｌｌａｔｏｒＰｏｗｅｒＡｍｐｌｉｆｉｅｒ）である。レーザ光照射部１０は、ＭＯＰＡを用いた場合、パルスレーザ光ＬＢの出力特性の一例は次の通りである。すなわち、パルスレーザ光ＬＢの動作波長は、１０３０ｎｍ±１ｎｍ程度であり、繰り返し周波数は、１ｋＨｚ〜１ＭＨｚ程度であり、パルス幅は、５０ｐｓ〜１μｓ程度であり、出力パワーは、１０Ｗ程度以上であり、偏波は、直線であり、ビーム品質であるスクエア（Ｍ^２）は、１．４未満であり、真円度は、８０％超過である。レーザ光照射部１０は、パルスレーザ光ＬＢをシャッター２０に出力（出射）する。なお、パルス幅とは、パルスレーザ光ＬＢのピークパワーの半分の地点におけるパルス立ち上がりと立ち下がりの時間間隔である。

シャッター２０は、パルスレーザ光ＬＢの透過と遮断とを切り替えるものである。シャッター２０は、レーザ光照射部１０とアッテネータ３０との間に設置され、レーザ光照射部１０から出力されたパルスレーザ光ＬＢを透過又は遮断する。シャッター２０は、透過したパルスレーザ光ＬＢをアッテネータ３０に出力する。

アッテネータ３０は、パルスレーザ光ＬＢの強度を調整する減衰器である。アッテネータ３０は、シャッター２０とビームエキスパンダ４０との間に設置され、シャッター２０から出力されたパルスレーザ光ＬＢの強度を調整してビームエキスパンダ４０に出力する。

ビームエキスパンダ４０は、パルスレーザ光ＬＢのビーム径を広げるものである。ビームエキスパンダ４０は、アッテネータ３０とビーム伝送光学系５０との間に設置され、アッテネータ３０から出力されたパルスレーザ光ＬＢのビーム径を広げてビーム伝送光学系５０に出力する。

ビーム伝送光学系５０は、パルスレーザ光ＬＢを導光する導光ミラー等から構成される光学系である。ビーム伝送光学系５０は、ビームエキスパンダ４０と落射光学系６０との間に設置され、ビームエキスパンダ４０から出力されたパルスレーザ光ＬＢを導光して落射光学系６０に出力する。

落射光学系６０は、パルスレーザ光ＬＢが進行する方向を変更する方向変更ミラー等から構成される光学系である。落射光学系６０は、ビーム伝送光学系５０と対物レンズ７０との間に設置され、ビーム伝送光学系５０から出力されたパルスレーザ光ＬＢの進行方向を変更して対物レンズ７０に出力する。

対物レンズ７０は、パルスレーザ光ＬＢを集光して被加工物Ｗの被加工面Ｗａにパルスレーザ光ＬＢを照射するものである。対物レンズ７０は、落射光学系６０と駆動部８０との間に設置され、落射光学系６０から出力されたパルスレーザ光ＬＢを集光し、駆動部８０に載置された被加工物Ｗの被加工面Ｗａにパルスレーザ光ＬＢを照射する。

駆動部８０は、被加工物Ｗを保持すると共に対物レンズ７０に対して被加工物Ｗを相対移動させるものである。駆動部８０は、ＸＹ軸駆動部８１と、Ｚ軸駆動部８２とを備える。ＸＹ軸駆動部８１は、平板状の載置台８１ａと、図示しない固定部と、ボールネジ等から構成される図示しないＸＹ軸駆動機構とを備える。ＸＹ軸駆動部８１は、固定部により被加工物Ｗを載置台８１ａの載置面８１ｂに固定し、ＸＹ軸駆動機構により対物レンズ７０に対して被加工物ＷをＸ方向又はＹ方向に相対移動させる。Ｚ軸駆動部８２は、ボールネジ等から構成される図示しないＺ軸駆動機構を備え、Ｚ軸駆動機構により対物レンズ７０に対して被加工物ＷをＺ方向に相対移動させる。

ランプ照明９０は、被加工物Ｗを照明により照らすものである。ランプ照明９０は、例えば、駆動部８０の載置面８１ｂに対向して設置され、載置面８１ｂに載置された被加工物Ｗに照明を照らす。

カメラ１００は、被加工物Ｗを撮像するものである。カメラ１００は、駆動部８０の載置面８１ｂに対向して設置され、載置面８１ｂに載置された被加工物Ｗの被加工面Ｗａの凹凸を撮像する。カメラ１００は、撮像した画像を制御部１１０に出力する。

制御部１１０は、レーザ加工装置１を制御するものである。制御部１１０は、ＣＰＵ、記憶部を構成するＲＯＭ、ＲＡＭ及びインターフェースを含む周知のマイクロコンピュータを主体とする電子回路を含んで構成される。制御部１１０は、レーザ光照射部１０及びシャッター２０等の光学系を制御し、パルスレーザ光ＬＢの出力を調整する。

次に、図２〜図５を参照してレーザ加工装置１によるアブレーション加工について説明する。ここで、アブレーション加工とは、パルスレーザ光ＬＢが照射された部分が瞬時に蒸発、飛散することで行われる除去加工である。アブレーション加工は、加工部が瞬時に蒸発、飛散し除去されるため、加工部周辺への熱影響が少なく熱損傷の少ない非熱加工である。レーザ加工装置１は、アブレーション加工では、パルス幅がピコ秒オーダーの短パルス幅である第一パルスレーザ光ＬＢ１（第一レーザ光）を用いる。ここで、第一パルスレーザ光ＬＢ１は、後述する溶融加工で用いる第二パルスレーザ光ＬＢ２（第二レーザ光）よりもレーザ強度のピーク値が高く、かつ、第二パルスレーザ光ＬＢ２よりもパルス幅が短い（図３、図５参照）。例えば、第一パルスレーザ光ＬＢ１のレーザ強度のピーク値は、第一被加工面Ｗ１ａの凸部Ｐ１の最大の高さに相当する加工深さを得ることが可能な光エネルギー密度である。第一被加工面Ｗ１ａの凸部Ｐ１は、第一被加工面Ｗ１ａの最も深い部分（凹部Ｑの底）を基準位置とした場合、Ｚ方向に沿って突出している部分である（図２参照）。第一パルスレーザ光ＬＢ１は、第一被加工面Ｗ１ａに照射された部分の径であるスポット径ｒ１が第二パルスレーザ光ＬＢ２のスポット径ｒ２よりも小さい（図２、図４参照）。なお、アブレーション加工は、被加工物Ｗの酸化（酸化被膜の生成）の抑制とデブリ除去のため不活性ガス（例えば、アルゴン（Ａｒ）、窒素ガス（Ｎ２））噴流下で第一パルスレーザ光ＬＢ１の照射が行われる。これにより、アブレーション加工は、被加工物Ｗの酸化によって所望の物性が得られなくなることや、第一パルスレーザ光ＬＢ１の吸収率が大きく変動することを回避することができる。

レーザ加工装置１は、第一被加工面Ｗ１ａに第一パルスレーザ光ＬＢ１を照射して第一被加工面Ｗ１ａの凸部Ｐ１を切削し、第一被加工面Ｗ１ａの凸部Ｐ１よりも低い凸部Ｐ２を有する第二被加工面Ｗ２ａを形成する（図４参照）。つまり、レーザ加工装置１は、第一被加工面Ｗ１ａに第一パルスレーザ光ＬＢ１を照射し第一被加工面Ｗ１ａの凸部Ｐ１を瞬時に蒸発、飛散することで第一被加工面Ｗ１ａの凸部Ｐ１を切削して第二被加工面Ｗ２ａを形成する。レーザ加工装置１は、アブレーション加工により第一被加工面Ｗ１ａの表面粗さ（凹凸）Ｒａを例えば０．２μｍ〜０．５μｍまで低減させた第二被加工面Ｗ２ａを形成する。ここで、表面粗さＲａは、公知の数式により求められた値であり、一例として算術平均粗さであるがこれ以外でもよい。

次に、レーザ加工装置１による溶融加工について説明する。レーザ加工装置１は、アブレーション加工で用いる第一パルスレーザ光ＬＢ１よりもレーザ強度のピーク値が低く、かつ、第一パルスレーザ光ＬＢ１よりもパルス幅が長い第二パルスレーザ光ＬＢ２を用いる。例えば、第二パルスレーザ光ＬＢ２のレーザ強度のピーク値は、加工深さ方向（Ｚ方向）への加工影響が第一パルスレーザ光ＬＢ１より小さく第二被加工面Ｗ２ａの凸部Ｐ２を溶融することが可能な光エネルギー密度である。また、第二パルスレーザ光ＬＢ２のパルス幅は、ピコ秒〜ナノ秒オーダーのパルス幅である。第二パルスレーザ光ＬＢ２のスポット径ｒ２は、第一パルスレーザ光ＬＢ１のスポット径ｒ１よりも大きい。また、第二パルスレーザ光ＬＢ２のスポット径ｒ２は、第二被加工面Ｗ２ａの隣接する凸部Ｐ２の間隔よりも大きいことが好ましい。これは、加工時間を低減できるほか、第二被加工面Ｗ２ａの隣接する凸部Ｐ２と当該凸部Ｐ２の間の凹部とに第二パルスレーザ光ＬＢ２の加工スポットが及ぶことにより表面張力を得やすくうねりを除去できるため、長周期の凹凸成分に対して効率的に平滑化ができる。レーザ加工装置１は、第二被加工面Ｗ２ａに第二パルスレーザ光ＬＢ２を照射して第二被加工面Ｗ２ａの凸部Ｐ２を溶融し第二被加工面Ｗ２ａを平坦化した加工平坦面Ｗ３を形成する（図６参照）。つまり、レーザ加工装置１は、第二被加工面Ｗ２ａに第二パルスレーザ光ＬＢ２を照射し、第二被加工面（極表面）Ｗ２ａの凸部Ｐ２を溶融して液状化し表面張力により第二被加工面Ｗ２ａを平坦化した加工平坦面Ｗ３を形成する。レーザ加工装置１は、溶融加工により第二被加工面Ｗ２ａの表面粗さ（凹凸）Ｒａを０．１μｍ以下まで低減させて平坦化する。なお、溶融加工は、被加工物Ｗの酸化（酸化被膜の生成）の抑制とデブリ除去のため不活性ガス（例えば、アルゴン（Ａｒ）、窒素ガス（Ｎ２））噴流下で第二パルスレーザ光ＬＢ２の照射が行われる。これにより、溶融加工は、被加工物Ｗの酸化によって所望の物性が得られなくなることや、第二パルスレーザ光ＬＢ２の吸収率が大きく変動することを回避することができる。

次に、図７を参照してレーザ加工装置１の動作例について説明する。レーザ加工装置１は、作業者により予め加工条件が設定される（ステップＳ１）。ここで、加工条件は、例えば、パルスレーザ光ＬＢのエネルギー密度、走査時のスポット径ｒ１、ｒ２の重なり、繰り返し照射数、加工時間等である。これらの加工条件は、被加工物Ｗの材質や被加工面Ｗａの凹凸の粗さ等に基づいて、予め実験で求めておく。

レーザ加工装置１は、加工条件が設定された後、アブレーション工程を実施する（ステップＳ２）。レーザ加工装置１は、駆動部８０の載置台８１ａに載置された被加工物Ｗを駆動部８０に固定し被加工物Ｗを加工開始位置に移動する。そして、レーザ加工装置１は、カメラ１００により被加工物Ｗの第一被加工面Ｗ１ａの凹凸を撮像し、撮像した画像に基づいてＸＹ軸駆動部８１によりＸ方向又はＹ方向に被加工物Ｗを移動させ、第一被加工面Ｗ１ａの凸部Ｐ１に対して第一パルスレーザ光ＬＢ１を照射して走査しながら当該凸部Ｐ１を切削する。また、レーザ加工装置１は、カメラ１００により被加工物Ｗの第一被加工面Ｗ１ａの凹凸を撮像し、撮像した画像に基づいてＺ軸駆動部８２によりＺ方向に被加工物Ｗを移動させ、第一被加工面Ｗ１ａの切削量に応じて被加工物Ｗを所望の高さに設定する。レーザ加工装置１は、非熱加工であるアブレーション加工を行うことにより、被加工物Ｗの加工部周辺への熱影響を抑制することができる。

次に、レーザ加工装置１は、第一被加工面Ｗ１ａの全域に渡ってアブレーション加工が終了したか否かを判定する（ステップＳ３）。レーザ加工装置１は、第一被加工面Ｗ１ａの全域に渡ってアブレーション加工が終了したと判定すると（ステップＳ３；Ｙｅｓ）、溶融工程を実施する（ステップＳ４）。例えば、レーザ加工装置１は、カメラ１００により被加工物Ｗの第二被加工面Ｗ２ａの凹凸を撮像し、撮像した画像に基づいてＸＹ軸駆動部８１によりＸ方向又はＹ方向に被加工物Ｗを移動させ、第二被加工面Ｗ２ａの凸部Ｐ２に対して第二パルスレーザ光ＬＢ２を照射して当該凸部Ｐ２を溶融する。また、レーザ加工装置１は、カメラ１００により被加工物Ｗの第二被加工面Ｗ２ａの凹凸を撮像し、撮像した画像に基づいてＺ軸駆動部８２によりＺ方向に被加工物Ｗを移動させ、第二被加工面Ｗ２ａの溶融量に応じて被加工物Ｗを所望の高さに設定する。次に、レーザ加工装置１は、第二被加工面Ｗ２ａの全域に渡って溶融加工が終了したか否かを判定する（ステップＳ５）。レーザ加工装置１は、第二被加工面Ｗ２ａの全域に渡って溶融加工が終了したと判定すると（ステップＳ５；Ｙｅｓ）、加工処理を終了する。

なお、上述のステップＳ３で、レーザ加工装置１は、第一被加工面Ｗ１ａの全域に渡ってアブレーション加工が終了していないと判定すると（ステップＳ３；Ｎｏ）、ステップＳ２に戻ってアブレーション加工を継続する。また、上述のステップＳ５で、レーザ加工装置１は、第二被加工面Ｗ２ａの全域に渡って溶融加工が終了していないと判定すると（ステップＳ５；Ｎｏ）、ステップＳ４に戻って溶融加工を継続する。

以上のように、実施形態に係るレーザ加工方法は、凹凸を有する第一被加工面Ｗ１ａに第一パルスレーザ光ＬＢ１を照射して第一被加工面Ｗ１ａの凸部Ｐ１を切削し、第一被加工面Ｗ１ａの凸部Ｐ１よりも低い凸部Ｐ２を有する第二被加工面Ｗ２ａを形成する切削工程と、切削工程の後、第二被加工面Ｗ２ａに第一パルスレーザ光ＬＢ１とは異なる第二パルスレーザ光ＬＢ２を照射して第二被加工面Ｗ２ａの凸部Ｐ２を極表面のみ溶融し第二被加工面Ｗ２ａを平坦化した加工平坦面Ｗ３を形成する溶融工程とを有する。また、レーザ加工装置１は、非熱加工を行うアブレーション工程と第二被加工面２ａの極表面のみを溶融する溶融工程とを実施する装置である。レーザ加工方法及びレーザ加工装置１は、非熱加工であるアブレーション工程で第一被加工面Ｗ１ａの凸部Ｐ１を切削し第一被加工面Ｗ１ａよりも表面が滑らかな第二被加工面Ｗ２ａを形成する。これにより、レーザ加工方法及びレーザ加工装置１は、従来のように溶融加工のみで平坦化する場合と比較して、アブレーション工程で表面を滑らかにするので被加工物Ｗに対する熱影響を抑制することができる。従って、レーザ加工方法及びレーザ加工装置１は、熱影響により被加工物Ｗが変形、うねり、変質、変色等による加工痕が生じることを抑制できる。また、レーザ加工方法及びレーザ加工装置１は、従来のように手研磨を実施することなく自動で表面粗さ（凹凸）Ｒａを０．１μｍ以下まで低減することができる。これにより、レーザ加工方法及びレーザ加工装置１は、被加工面Ｗａを平坦化して鏡面加工を実施することができる。また、レーザ加工方法及びレーザ加工装置１は、隣接する凸部Ｐ１の間隔が広い被加工物Ｗにおいても、低周波なうねりの成分を抑制した平坦化加工を実施することができる。

また、レーザ加工方法において、第一パルスレーザ光ＬＢ１は、第二パルスレーザ光ＬＢ２よりもレーザ強度のピーク値が高く、かつ、パルス幅が短い。アブレーション加工により、レーザ加工方法は、第一被加工面Ｗ１ａの凸部Ｐ１を被加工物Ｗの深さ方向に対する熱影響を抑えて切削加工することができる。

また、レーザ加工方法において、第一パルスレーザ光ＬＢ１は、第一被加工面Ｗ１ａに照射された部分の径であるスポット径ｒ１が第二パルスレーザ光ＬＢ２のスポット径ｒ２よりも小さい。これにより、レーザ加工方法は、アブレーション工程において第一被加工面Ｗ１ａの凹凸を所望の表面粗さ（Ｒａ＝０．２μｍ〜０．５μｍ）まで低減させることができる。また、レーザ加工方法は、溶融工程において第二パルスレーザ光ＬＢ２のスポット径ｒ２が第一パルスレーザ光ＬＢ１のスポット径ｒ１よりも大きく第二被加工面Ｗ２ａの隣接する凸部Ｐ２の間隔よりも大きいので、加工時間を低減できるほか、第二被加工面Ｗ２ａの隣接する凸部Ｐ２と当該凸部Ｐ２の間の凹部とに第二パルスレーザ光ＬＢ２の加工スポットが及ぶことにより表面張力を得やすくうねりを除去できるため、長周期の凹凸成分に対して効率的に平滑化することができる。また、レーザ加工方法は、溶融工程において表面張力を得やすくうねりを除去することができる。

また、レーザ加工方法において、切削工程は、第一パルスレーザ光ＬＢ１により第一被加工面Ｗ１ａの凸部Ｐ１を切削するアブレーション加工を実施する工程であり、溶融加工は、第二パルスレーザ光ＬＢ２により第二被加工面Ｗ２ａの極表面のみを溶融する。これにより、レーザ加工方法は、被加工物Ｗに対する熱影響を抑制することができる。

〔変形例〕
第二パルスレーザ光ＬＢ２は、一定の出力を連続して発振する連続波レーザ光でもよい。

また、第一パルスレーザ光ＬＢ１及び第二パルスレーザ光ＬＢ２は、ライン状に照射するビームを形成してもよい。これにより、第一パルスレーザ光ＬＢ１及び第二パルスレーザ光ＬＢ２は、点状のビームと比較して広範囲に照射することができるので加工時間（タクトタイム）を削減することができる。

１レーザ加工装置
１０レーザ光照射部
１１０制御部
ＬＢパルスレーザ光（第一レーザ光、第二レーザ光）
ＬＢ１第一パルスレーザ光（第一レーザ光）
ＬＢ２第二パルスレーザ光（第二レーザ光）
Ｐ１、Ｐ２凸部
Ｑ凹部
ｒ１、ｒ２スポット径
Ｗ被加工物
Ｗａ被加工面
Ｗ１ａ第一被加工面
Ｗ２ａ第二被加工面
Ｗ３加工平坦面

Claims

凹凸を有する第一被加工面に第一レーザ光を照射して前記第一被加工面の凸部を切削し、前記第一被加工面の凸部よりも低い凸部を有する第二被加工面を形成する切削工程と、
前記切削工程の後、前記第二被加工面に前記第一レーザ光とは異なる第二レーザ光を照射して前記第二被加工面の凸部を溶融し前記第二被加工面を平坦化した加工平坦面を形成する溶融工程と、を有し、
前記第一レーザ光は、前記第一被加工面に照射された部分の径であるスポット径が前記第二レーザ光のスポット径よりも小さいことを特徴とするレーザ加工方法。
前記第一レーザ光は、
一定の繰り返し周波数で発振される第一パルスレーザ光を含み、
前記第二レーザ光は、
一定の繰り返し周波数で発振される第二パルスレーザ光、又は、一定の出力を連続して発振する連続波レーザ光からなり、
前記第一パルスレーザ光は、
前記第二レーザ光よりもレーザ強度のピーク値が高い請求項１に記載のレーザ加工方法。
前記切削工程は、
前記第一レーザ光により前記第一被加工面の凸部を切削するアブレーション加工を実施する工程である請求項１又は２に記載のレーザ加工方法。
前記第二レーザ光のスポット径は、前記第二被加工面の隣接する凸部の間隔よりも大きい請求項１〜３のいずれか１項に記載のレーザ加工方法。
凹凸を有する第一被加工面に、第一レーザ光と、前記第一レーザ光とは異なる第二レーザ光とを照射するレーザ光照射部と、
前記レーザ光照射部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記レーザ光照射部を制御し、前記第一レーザ光により第一被加工面の凸部を切削し前記第一被加工面の凸部よりも低い凸部を有する第二被加工面を形成し、
前記第二レーザ光により前記第二被加工面の凸部を溶融し前記第二被加工面を平坦化した加工平坦面を形成し、
前記第一レーザ光は、前記第一被加工面に照射された部分の径であるスポット径が前記第二レーザ光のスポット径よりも小さいことを特徴とするレーザ加工装置。