JP7241615B2 - レーザ加工装置及びレーザ加工方法 - Google Patents
レーザ加工装置及びレーザ加工方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7241615B2 JP7241615B2 JP2019111802A JP2019111802A JP7241615B2 JP 7241615 B2 JP7241615 B2 JP 7241615B2 JP 2019111802 A JP2019111802 A JP 2019111802A JP 2019111802 A JP2019111802 A JP 2019111802A JP 7241615 B2 JP7241615 B2 JP 7241615B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- amplitude
- laser processing
- frequency
- energy
- processing apparatus
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/062—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam
- B23K26/0622—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam by shaping pulses
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/03—Observing, e.g. monitoring, the workpiece
- B23K26/032—Observing, e.g. monitoring, the workpiece using optical means
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Description
AODは偏向角度によって出射エネルギーが変わる性質をもっているので、例えば特許文献1には、偏向角度が変わっても出射エネルギーを一定に保つために、RF信号の周波数に対応した振幅とするための制御情報を登録しておく制御テーブルを予め作成しておき、これに基づき、AODを制御する技術が開示されている。
レーザ発振器からのレーザパルスをAODに与えて偏向させ、その時の出射エネルギーを検出する。この動作を偏向角度を決定するRF信号の周波数毎に繰返し、そのなかでの出射エネルギーのうちの最小レベルを検出しておく。次に、偏向角度を決定するRF信号の周波数毎に、最小レベルの出射エネルギーを出力するようにRF信号の振幅を決めるための制御情報を登録しておくための制御テーブルを作成し、加工動作を制御する全体制御部内のメモリに登録しておく。
プリント基板等のワークに実際に穴あけを行う場合、周波数に応じた振幅を決定するためのデータが前記制御テーブルから読み出され、AODの偏向角度と出力エネルギーが制御される。
この結果、正しくない制御テーブルによってAODが制御されることになり、加工される穴の径が小さかったり、穴が貫通しない等、穴品質が悪くなる問題がある。
実施例1
図2は、本発明の実施例1となるレーザ加工装置のブロック図である。各構成要素や接続線は、主に本実施例を説明するために必要と考えられるものを示してあり、レーザ加工装置として必要な全てを示している訳ではない。
図2において、2は加工すべきプリント基板が載置されるテーブル、3はレーザパルスL1を発振するレーザ発振器、4はレーザ発振器3から出射されたレーザパルスL1を反射と透過に分光するビームスプリッタ、6はビームスプリッタで反射されたレーザパルスL1をAODを用いて2次元方向に偏向させるAOD偏向部、7はAOD偏向部6において加工方向へ偏向されず透過したレーザパルスL3を吸収するダンパ、8はAOD偏向部6において加工方向へ偏向されたレーザパルスL2をガルバノミラーを用いて2次元方向に偏向させるガルバノ偏向部、9はガルバノ偏向部8からのレーザパルスをプリント基板の穴あけ位置に照射する集光レンズである。
なお上記のAOD偏向部6は、入射光をX方向に偏向させるAODと当該AODの出射光をY方向に偏向させるAODの二つから構成され、またガルバノ偏向部8も全く同様の構成である。
例えば、レーザを特定位置20に位置付けして照射した後、さらに周辺位置に位置付けして照射を行うようにすれば、トレパニング加工が実現できる。
AOD制御部13とガルバノ制御部14は、それぞれX系とY系の二つのAOD偏向部6、ガルバノ偏向部8を制御する。制御テーブル12は一つしか図示していないが、X系とY系の二つ設けられている。
図4にAOD駆動信号Dの例を示すが、AOD駆動信号Da、Dbでは、それぞれ周波数がfa、fb、振幅がAa、Abである。周波数fbはfaよりも高く、振幅AbはAaよりも大きい。
AOD駆動信号Dbが印加された時は、AOD駆動信号Daが印加された時よりもAOD偏向部6での偏向角度と出射エネルギーが大きくなる。
制御テーブル12は、後述するが、AODに与えるRF信号の周波数毎に、その時与える振幅を決定するためのデータがメモリに登録されているものである。
図2に示すように、ビームスプリッタ4を透過したレーザパルスの平均パワーに対応した検出信号を出力するサーマルセンサ16と集光レンズ9から出射されたレーザパルスL4の平均パワーに対応した検出信号を出力するサーマルセンサ17が取付けられている。サーマルセンサ16と17は、レーザパルスの平均パワーを熱として検出するためのものであり、これらの検出信号はテーブル作成部18に入力されるようになっている。
また、ここでは、レーザ発振器3から出射されたレーザパルスL1のエネルギーをビームスプリッタ4を介して検出しているが、他の方式によりレーザパルスL1のエネルギーを検出するようにしてもよい。
X系の制御テーブル12を作成する場合、Y系のAODに与えるRF信号の周波数は固定しておき、AOD制御部13によりX系に与えるRF信号の周波数を順次切替えられるようにしておく。一方、Y系の制御テーブル12を作成する場合は、X系のAODに与えるRF信号の周波数は固定しておき、AOD制御部13によりY系に与えるRF信号の周波数を順次切替えられるようにしておく。
X系に与えるRF信号の周波数を順次切替えることにより、レーザ照射位置は図3におけるX方向に移動し、またY系に与えるRF信号の周波数を順次切替えることにより、レーザ照射位置は図3におけるY方向に移動する。
X系の制御テーブル12を作成する場合を説明するが、Y系の制御テーブル12を作成する場合も同じである。
図3におけるX方向の各位置x1、x2、x3・・・に位置付けする場合のX系のAODに与えるそれぞれのRF信号の周波数をf1、f2、f3・・・とする場合、RF信号の周波数をf1、f2、f3・・・と順次切替えていき、それぞれの場合のサーマルセンサ16、17の検出信号がテーブル作成部18に送られる。
そこで、テーブル作成部18はサーマルセンサ16による検出値を100倍することによりレーザパルスL1の平均パワーαを求め、サーマルセンサ17により検出されたレーザパルスL4の平均パワーβとのパワー比率γ(β/α)を算出してワークテーブルW1に登録する(図1におけるステップS1)。ワークテーブルW1の内容を図5に示す。
次に、RF信号の周波数をX方向の位置x1に位置付けする場合の周波数f1に固定しておき、RF信号の振幅を制御し得る範囲で区切ってa1、a2、a3・・・と順次切替えていき、それぞれの場合の平均パワーα、平均パワーβ、両者のパワー比率γ(β/α)をワークテーブルW2に登録する(図1におけるステップS3)。ワークテーブルW2の内容を図6に示す。
図2において、X方向の位置x1に位置付けするためのデータがAOD制御部13に与えられると、AOD制御部13は制御テーブル12からAODに与えるRF信号の周波数f1と振幅amを読出し、AOD偏向部6に与える。
これにより、AOD偏向部6においてはRF信号の周波数f1と振幅amに対応する偏向角度と平均パワーのレーザパルスL2がガルバノ偏向部8に出射される。X方向の他の位置x2 、x3・・・に位置付けする場合も同じである。
実施例1においては、ワークテーブルW1を作成する場合、AODに与えるRF信号の周波数として、X方向の各位置x1、x2、x3・・・に対応する周波数f1、f2、f3・・・の各々とし、それぞれでパワー比率を求めるようにしている。
しかしながら、AODに与えるRF信号の周波数として、周波数の変動範囲を一定間隔で区切った場合の各周波数帯域毎の中心周波数とし、それぞれでパワー比率(以下、中心パワー比率と呼ぶ)を求めるようにしてワークテーブルW1を作成してもよい。
この方法においては、X方向の各位置x1、x2、x3・・・に対応する周波数f1、f2、f3・・・の各々毎のパワー比率は近似的に求めることができる。
X方向の各位置x1、x2、x3・・・に対応する周波数f1、f2、f3・・・の変動範囲での最低パワー比率は、上記のようにして得られたパワー比率のなかから抽出すればよい。
Y方向についても、X方向と同様に周波数の変動範囲を一定間隔で区切った場合の各周波数帯域毎の中心周波数のそれぞれで中心パワー比率を求めるようにすれば、全く同じことがいえる。
実施例1においては、ワークテーブルW2を作成する場合、AODに与えるRF信号の振幅a1、a2、a3・・・として、制御し得る範囲で区切って、それぞれでのパワー比率を求めている。
しかしながら、実施例2でのワークテーブルW1を作成する場合と同様にして、AODに与えるRF信号の振幅として、振幅の変動範囲を一定間隔で区切った場合の各振幅帯域毎の中心振幅とし、それぞれでパワー比率(以下、振幅中心パワー比率と呼ぶ)を求めるようにしてワークテーブルW2を作成してもよい。
RF信号の振幅a1、a2、a3・・・の各々毎のパワー比率は、各周波数帯域において求めた中心パワー比率を元にして、実施例2の場合と同様にして近似的に求めることができる。
この方法においては、振幅a1、a2、a3・・・の各々毎のパワー比率を近似的に求めることができる。例えば、振幅m200でのパワー比率v200は、振幅と正比例関係で変化するものとして近似し、m200、ms1、ms2、V1及びV2のデータを用いて、(m200-ms1)×(v2-v1)/(ms2-ms1)+v1の式で算出できる。
以上の方式によれば、ワークテーブルW1の場合と同様、ワークテーブルW2に登録するエントリ数を少なくできる。
実施例3においては、ワークテーブルW2を作成する場合、AODに与えるRF信号の振幅は、振幅の変動範囲を一定間隔で区切った場合の各振幅帯域毎の中心振幅としているものの、AODに与えるRF信号の周波数としては、位置x1 、x2 、x3・・・に位置付けするための周波数f1、f2、f3・・・の各々としているが、実施例2のように周波数の変動範囲も一定間隔で区切り、各周波数帯域毎の中心周波数を与えるようにしてもよい。
以上までの実施例では、レーザ加工装置に組み込まれた状態でのAOD偏向部6の制御テーブル12を作成する場合である。
これに対して、周波数、振幅及び出射エネルギーの関係に関してAOD偏向部6と同じ特性のAOD偏向部23及び上記実施例のようにして作成した制御テーブル12と同じ内容の制御テーブル24とを図11に示すようにセットにしたAOD偏向ユニット25を、図2におけるレーザ加工装置でのAOD偏向部6及び制御テーブル12の代わりに部品として組込むことにより、別のレーザ加工装置を製作するようにしてもよい。
このようにすれば、別のレーザ加工装置においては、あらためて制御テーブルを作成する必要がなく、サーマルセンサ16、17やテーブル作成部18も不要になる。
7:ダンパ 8:ガルバノ偏向部 9:集光レンズ 10:全体制御部、
11:レーザ発振制御部 12、24:制御テーブル 13:AOD制御部
14:ガルバノ制御部 16、17:サーマルセンサ
18:テーブル作成部 25:AOD偏向ユニット
D:AOM駆動信号 G:ガルバノ制御信号、L1~L3:レーザパルス
S:レーザ発振指令信号
Claims (7)
- 与える駆動信号の周波数と振幅を変えることにより入射されたレーザパルスの偏向方向と出射エネルギーを変えることができる光偏向部と、各周波数に対応する振幅の駆動信号を与えるための制御部とを有し、光偏向部から出射されたレーザパルスを被加工物に導き照射することにより被加工物を加工するようにしたレーザ加工装置において、
前記制御部は、前記光偏向部の前記出射エネルギーが最大となる振幅において当該出射エネルギーの前記入射されたレーザパルスのエネルギーに対する比率のなかで最低となる比率に近くなる振幅を前記各周波数に対応する振幅とすることを特徴とするレーザ加工装置。 - 請求項1に記載のレーザ加工装置において、
前記入射側エネルギーを検出する第1の検出部と前記出射エネルギーを検出する第2の検出部とを備え、前記比率は、前記第1の検出部と前記第2の検出部とからの検出結果から求められていることを特徴とするレーザ加工装置。 - 請求項2に記載のレーザ加工装置において、
前記制御部は、周波数毎に前記出射エネルギーが最大となる振幅において当該出射エネルギーの前記第2の検出部で検出されたエネルギーの前記第1の検出部で検出されたエネルギーに対する比率を求める第1のステップと、前記比率のなかで最低となる比率を求める第2のステップと、周波数毎に前記比率が前記最低比率に近くなる振幅を当該周波数に対応する振幅と定める第3のステップとを行うことにより、前記各周波数に対応する振幅の駆動信号を与えることを特徴とするレーザ加工装置。 - 請求項2あるいは3に記載のレーザ加工装置において、
前記第2の検出部は、前記被加工物に実際に照射されるレーザパルスのエネルギーを検出することを特徴とするレーザ加工装置。 - 請求項1~4のいずれかに記載のレーザ加工装置において、
前記光偏向部から出射されたレーザパルスをさらに偏向する第2の光偏向部が設けられていることを特徴とするレーザ加工装置。 - 請求項1~5のいずれかに記載のレーザ加工装置において、
前記制御部は、周波数毎に対応する振幅を予め登録しておくための制御テーブルを備えていることを特徴とするレーザ加工装置。 - 与える駆動信号の周波数と振幅を変えることにより入射されたレーザパルスの偏向方向と出射エネルギーを変えることができる光偏向部に各周波数に対応する振幅の駆動信号を与え、光偏向部から出射されたレーザパルスを被加工物に導き照射することにより被加工物を加工するようにしたレーザ加工方法において、
前記光偏向部の前記出射エネルギーが最大となる振幅において当該出射エネルギーの前記入射側エネルギーに対する比率のなかで最低となる比率に近くなる振幅を前記各周波数に対応する振幅として与えることを特徴とするレーザ加工方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US16/447,474 US11454836B2 (en) | 2018-06-29 | 2019-06-20 | Laser processing apparatus and laser processing method |
KR1020190076452A KR102645246B1 (ko) | 2018-06-29 | 2019-06-26 | 레이저 가공장치 및 레이저 가공방법 |
TW108122572A TWI791117B (zh) | 2018-06-29 | 2019-06-27 | 雷射加工裝置以及雷射加工方法 |
CN201910575115.6A CN110653500B (zh) | 2018-06-29 | 2019-06-28 | 激光加工装置及激光加工方法 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018123796 | 2018-06-29 | ||
JP2018123796 | 2018-06-29 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020006438A JP2020006438A (ja) | 2020-01-16 |
JP7241615B2 true JP7241615B2 (ja) | 2023-03-17 |
Family
ID=69150055
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019111802A Active JP7241615B2 (ja) | 2018-06-29 | 2019-06-17 | レーザ加工装置及びレーザ加工方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7241615B2 (ja) |
KR (1) | KR102645246B1 (ja) |
TW (1) | TWI791117B (ja) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005161329A (ja) | 2003-11-28 | 2005-06-23 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | レーザ加工装置の出力調整方法及び装置 |
JP2008036667A (ja) | 2006-08-04 | 2008-02-21 | Disco Abrasive Syst Ltd | レーザー光線照射装置およびレーザー加工機 |
JP2008182033A (ja) | 2007-01-24 | 2008-08-07 | Sony Corp | レーザ描画方法及びレーザ描画装置 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3602822A (en) | 1969-05-29 | 1971-08-31 | Rca Corp | Television electronic control circuit for channel selections |
AU2003210401A1 (en) * | 2002-03-01 | 2003-09-16 | Videojet Technologies Inc. | Device and method for generating a print image in a laser-marking system |
TWI523720B (zh) * | 2009-05-28 | 2016-03-01 | 伊雷克托科學工業股份有限公司 | 應用於雷射處理工件中的特徵的聲光偏轉器及相關雷射處理方法 |
CN104903044B (zh) * | 2013-01-11 | 2018-01-12 | 伊雷克托科学工业股份有限公司 | 激光脉冲能量控制系统及方法 |
-
2019
- 2019-06-17 JP JP2019111802A patent/JP7241615B2/ja active Active
- 2019-06-26 KR KR1020190076452A patent/KR102645246B1/ko active IP Right Grant
- 2019-06-27 TW TW108122572A patent/TWI791117B/zh active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005161329A (ja) | 2003-11-28 | 2005-06-23 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | レーザ加工装置の出力調整方法及び装置 |
JP2008036667A (ja) | 2006-08-04 | 2008-02-21 | Disco Abrasive Syst Ltd | レーザー光線照射装置およびレーザー加工機 |
JP2008182033A (ja) | 2007-01-24 | 2008-08-07 | Sony Corp | レーザ描画方法及びレーザ描画装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR102645246B1 (ko) | 2024-03-08 |
TW202000351A (zh) | 2020-01-01 |
JP2020006438A (ja) | 2020-01-16 |
TWI791117B (zh) | 2023-02-01 |
KR20200002642A (ko) | 2020-01-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4459530B2 (ja) | レーザ加工装置 | |
KR100691924B1 (ko) | 재료 가공 장치 및 방법 | |
CN111940910B (zh) | 激光加工装置、激光加工方法以及修正数据生成方法 | |
JP3872462B2 (ja) | レーザ加工装置、及びレーザ加工方法 | |
TWI837284B (zh) | 雷射加工裝置及雷射加工方法 | |
JP2017159317A (ja) | レーザ加工装置 | |
JP6682146B2 (ja) | レーザパルス切出装置及びレーザ加工方法 | |
JP2003136270A (ja) | レーザ加工装置 | |
JP2006281268A (ja) | レーザ加工機 | |
JP2012081488A (ja) | レーザ加工方法、レーザ加工装置、および、それを用いた電子デバイス | |
JP7241615B2 (ja) | レーザ加工装置及びレーザ加工方法 | |
CN110653500B (zh) | 激光加工装置及激光加工方法 | |
JP6826427B2 (ja) | レーザ加工装置およびレーザ加工方法 | |
JP3682295B2 (ja) | レーザ加工装置 | |
JP2005262219A (ja) | レーザ加工装置及びレーザ描画方法 | |
JP3395141B2 (ja) | レーザ加工装置 | |
JP2007054853A (ja) | レーザ加工装置及び加工方法 | |
KR20050073607A (ko) | 레이저 빔으로 기판, 특히 전기 회로 기판에 홀을 천공하는방법 | |
KR20210114873A (ko) | 레이저가공장치의 제어장치, 레이저가공장치, 및 레이저가공방법 | |
JP6644421B2 (ja) | レーザ加工装置 | |
KR101787525B1 (ko) | 레이저 가공장치 및 이를 이용한 레이저 가공방법 | |
JP2020185577A (ja) | レーザ加工装置及びレーザ加工方法 | |
JP7386073B2 (ja) | レーザ加工装置及びレーザ加工方法 | |
JP2002079393A (ja) | レーザ照射装置及びレーザ加工方法 | |
KR101262859B1 (ko) | 레이저를 이용한 대상물 가공 장치 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220223 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20221130 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20221226 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230126 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20230126 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230214 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230307 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7241615 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |