JPH0489188A - レーザ加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は音響光学素子によりパルス化された連続発振固
体レーザを用いたレーザ加工方法に関するものであり、
特に加工時に損傷を受は易いがためにレーザの出力を精
密に制御する必要が有る加工事例、例えば金属蒸着フィ
ルムの加工等に適している。

従来の技術 従来、音響光学素子によりパルス化された連続発振固体
レーザを加工に用いる場合、第６図に示すように加工速
度に比例してパルスの周波数を変化させることにより、
被加工部に照射されるパルス間隔を等しくすることが行
われていた。この場合、レーザ電流値は第７図に示すよ
うに一定値に保たれていた。

発明が解決しようとする課題 しかし、レーザ電流値一定の条件下では、１パルス当た
りのエネルギーは、パルスの周波数の変化に伴って第８
図に示すような変化をするため、加工速度の変化に対し
ても第９図のような変化を示し、このため、１パルス当
たりのエネルギーは一定に保たれない。

１パルス当たりのエネルギーに関する場合と同様に、レ
ーザのパルスの尖頭値もレーザ電流値−定の条件下では
、パルスの周波数に応じて第１０図のような変化を示す
ため、レーザ電流値一定の下で加工速度に比例してパル
スの周波数を変化させるなら、尖頭値は、加工速度との
間に第１１図のような関係を示し、一定に保たれない。

加工速度がほぼ一定であるような場合、あるいは、被加
工物がレーザによる損傷を受けにくく、加工のしきい値
をはるかに越えるレーザ出力により加工を行なっても何
ら問題が無い場合は、従来のレーザ電流値一定の加工で
も対処できた。

しかし、被加工物に対するレーザの加工のしきい値と損
傷のしきい値が接近していて、かつ加工速度が変化する
ような場合には、レーザ電流値−定の条件下では、１パ
ルス当たりのエネルギー及びパルスの尖頭値が共に変化
するため、加工速度が変化すると、レーザの出力が被加
工物に対する損傷のしきい値を越えたり、逆に加工のし
きい値を下まわったりするという問題がある。

本発明は、このような問題点を解消して、加工速度が変
化しても１パルス当たりのエネルギーが一定であるレー
ザ加工方法を提供することを第１の目的とし、加工速度
が変化してもパルスの尖頭値が一定であるレーザ加工方
法を提供することを第２の目的とする。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するため、第１の本発明は、加工速度が
変化しても１パルス当たりのエネルギーが一定となるよ
うにパルスの周波数及びレーザ電流値を制御するように
する。

また、第２の本発明は、加工速度が変化してもパルスの
尖頭値が一定となるようにパルスの周波数及びレーザ電
流値を制御するようにする。

作　　　用 第１の本発明は、上記構成を有するために加工速度が変
化しても所定の加工条件を維持することができ、１パル
ス当たりのエネルギーにより加工のしきい値及び損傷の
しきい値が規定されるような場合にも充分に対応できる
。

また、第２の本発明は、上記構成を有するために、加工
速度が変化しても所定の加工条件を維持することができ
、パルスの尖頭値により加工のしきい値及び損傷のしき
い値が規定されるような場合にも充分に対応できる。

実　　施　　例 以下に、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する
。

第１及び第２の本発明の実施例とも、第５図に示すよう
な制御を行う。すなわち、加工度速度を検知して、得ら
れた速度信号ひを速度→パルス周波数変換器に入力する
。この場合、レーザのパルス周波数ｆは加工速度ひとの
間で第６図に示す比例関係にあるものとして予めＲＯＭ
にプログラミングされているため、上記速度→パルス周
波数変換器からはこの比例関係に基く周波数信号ｆが出
力されて周波数→電圧変換器に入力される。周波数→電
圧変換器は、この入力を受けて、ＡＯＱスイッチドライ
バーに対し周波数制御電圧Ｖｆを出力するとともに、直
流電源に対し電流値制御電圧Ｖｉを出力する。そして、
レーザ発振器は、直流電源が供給するレーザ電流値■に
より、ＡＯＱスイッチドライバーが指示するパルス周波
数ｆを持っレーザを発振するのである。

このような制御において、第１及び第２の本発明の実施
例では、周波数→電圧変換器において予めＲＯＭにプロ
グラミングされているパルス周波数とレーザ電流値の相
関関係に基き電流値制御電圧Ｖｉを出力する。この場合
の相関関係は、ご術のごとく、第８図または第１０図を
用いて求めることが出来る。

第１図は第１の本発明のレーザ加工方法において、音響
光学素子によりパルス化した連続発振固体レーザを用い
、有機フィルム上に蒸着した金属薄膜を比較的低速で加
工する場合の加工速度とレーザ電流値の関係を示す。こ
の場合、レーザのパルスの周波数は前記第６図に示すよ
うに加工速度と比例関係に有るものとしている前述の第
８図ハ、レーザ電流値をパラメータとして、パ／ｌ／　
ス（７）周波数と１パルス当りのエネルギーの相関を実
験的に求めた結果であるが、この結果に基づき、１パル
ス当たりのエネルギーが常に一定となるようにパルス周
波数とレーザ電流値の相関を求めて、これを第６図の比
例関係に当てはめると、この第１図が求められる。この
特性は、各々の固体レーザに固有のものであるがために
、従来は個々のレーザの特性に基づくレーザ電流値制御
を行うところまでは、電流値制御の精度が追求されるこ
とが無かった。

しかしながら、金属蒸着フィルムの加工等の高精度なレ
ーザ出力制御が必要な場合においては、このようなレー
ザ電流値制御は不可欠な制御になる。

第２図は、第１図に示す電流値制御を行うことによって
、加工速度が変化しても１パルス当りのエネルギーが変
化しないことを示している。

次に、第２の本発明の実施例について説明する。

第３図は、前記固体レーザを用いて有機フィルム上に蒸
着した金属薄膜を比較的高速で加工する場合の加工速度
とレーザ電流値の関係を示す。この第３図は、第１図の
場合と同様に、レーザ電流値をパラメータとして、パル
スの周波数とパルスの尖頭値の相関を求めた結果である
前記第１０図及び第６図より求められるのである。第４
図は、第３図のようにレーザ電流値を制御した結果、加
工速度が変化してもパルスの尖頭値が一定に保たれるこ
とを示している。

第５図に示した制御例では、第８図に基き、１パルス当
たりのエネルギーが常に一定となるようにパルス周波数
とレーザ電流値の相関を求め（第１の本発明の実施例）
、また第１０図に基き、パルスの尖頭値が常に一定とな
るようにパルス周波数とレーザ電流値の相関を求めて（
第２の本発明の実施例）、これらの相関関係を周波数→
電圧変換器のＲＯＭにプログラミングしたが、これに変
えて第１図または第３図の相関関係に基き、加工速度検
知信号ひから直ちに直流電源制御信号Ｖｉを求めるよう
にしても良い。

発明の効果 第１の本発明は上記構成を有するので、加工速度が変化
しても１パルス当りのエネルギーを一定に保つことが可
能であり、その結果加工条件範囲の狭い被加工物にも良
好な加工が可能となる。また、第２の本発明に関しても
上記構成により加工速度が変化してもパルスの尖頭値を
一定に保つことができ、パルスの尖頭値で加工条件が規
定される被加工物に対して良好な加工が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の本発明におけるレーザ電流値制御の方式
を示す図、第２図はレーザ電流値制御を行なった場合の
加工速度と１パルス当りのエネルギーの関係を示す図、
第３図は第２の本発明におけるレーザ電流値制御の方式
を示す図、第４図は第３図の電流値制御を行なった場合
の加工速度とパルスの尖頭値の関係を示す図、第５図は
第１及び第２の本発明のレーザ電流値制御の流れを示す
図、第６図は加工速度とパルス周波数の比例関係を示す
図、第７図は従来の加工速度に対してレーザ電流値が一
定の制御を示す図、第８図はレーザ電流値をパラメータ
ーとしたときのパルスの周波数と１パルス当りのエネル
ギーの相関を示す図、第９図はレーザ電流値をパラメー
ターとして加工速度と１パルス当りのエネルギーの相関
を示す図、第１０図はレーザ電流値をパラメーターとし
てパルス周波数とパルスの尖頭値の相関を示す図、第１
１図はレーザ電流値をパラメーターとして加工速度とパ
ルスの尖頭値の相関を示す図である。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名第 図 ｆさ 図 〃Ｂ ｔＬ人 第 図 第 図 第 図 加 ＬＬ屋 第 図 第 図 加 工迷Ａ 第 図 パルス朋ジ皮籾　（囮２） 第 図 第１ 図 ７＼″ルス里喝〕匁（ｌｌｚ　） 第１ 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）音響光学素子によりパルス化された連続発振固体
   レーザを用いた加工において、加工速度に応じてパルス
   の周波数及びレーザ電流値を制御して１パルス当たりの
   エネルギーを一定にすることを特徴とするレーザ加工方
   法。
2. （２）音響光学素子によりパルス化された連続発振固体
   レーザを用いた加工において、加工速度に応じてパルス
   の周波数及びレーザ電流値を制御して各パルスの尖頭値
   を一定にすることを特徴とするレーザ加工方法。