JPH05253687A - レーザ加工装置 - Google Patents
レーザ加工装置Info
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- JPH05253687A JPH05253687A JP4052063A JP5206392A JPH05253687A JP H05253687 A JPH05253687 A JP H05253687A JP 4052063 A JP4052063 A JP 4052063A JP 5206392 A JP5206392 A JP 5206392A JP H05253687 A JPH05253687 A JP H05253687A
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- Japan
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- laser beam
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- lens
- laser
- optical fiber
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- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 レーザ光源から出射されたレーザビームを伝
送する光ファイバの出射口と、被加工物を搭載して光フ
ァイバから出射するレーザビームに対せて直角な平面内
で位置決め動作を行うＸＹステージとの間に組合わせレ
ンズまたは多面体ミラーを設け、組合わせレンズを同心
円状に配置されて同一の焦点距離と同一の光軸とを有し
光軸から離れるに従って前記被加工物に近い位置に配置
された複数のレンズによって構成するか、または同心円
状に配置されて同一の主点と同一の光軸とを有し光軸か
ら離れるに従って焦点距離が長くなる複数のレンズによ
って構成し、多面体ミラーを凹面に多数の平面鏡を密着
して並べた凹面状の多面体ミラーとする。 【効果】 所定の照射面積内で均一なビーム強度のレー
ザビームを被加工物に対して照射することができ、従っ
て加工品質を向上させ、製品の歩留りを改善できる。
送する光ファイバの出射口と、被加工物を搭載して光フ
ァイバから出射するレーザビームに対せて直角な平面内
で位置決め動作を行うＸＹステージとの間に組合わせレ
ンズまたは多面体ミラーを設け、組合わせレンズを同心
円状に配置されて同一の焦点距離と同一の光軸とを有し
光軸から離れるに従って前記被加工物に近い位置に配置
された複数のレンズによって構成するか、または同心円
状に配置されて同一の主点と同一の光軸とを有し光軸か
ら離れるに従って焦点距離が長くなる複数のレンズによ
って構成し、多面体ミラーを凹面に多数の平面鏡を密着
して並べた凹面状の多面体ミラーとする。 【効果】 所定の照射面積内で均一なビーム強度のレー
ザビームを被加工物に対して照射することができ、従っ
て加工品質を向上させ、製品の歩留りを改善できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はレーザ加工装置に関し、
特にＹＡＧレーザを用いてはんだ付け装置に使用するレ
ーザ加工装置に関する。
特にＹＡＧレーザを用いてはんだ付け装置に使用するレ
ーザ加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図８は従来のレーザ加工装置の一例を示
す斜視図である。
す斜視図である。
【０００３】はんだ付け装置に使用する従来のレーザ加
工装置は、図８に示すように、レーザ光源３１と、レー
ザ光源３１から出射されたレーザビームを伝送する光フ
ァイバ３２と、光ファイバ３２によって伝送されてきた
レーザビームを被加工物３４に対して集光する集光光学
系３３と、集光光学系３３を把持してレーザビームを被
加工物３４の指定された位置に移動させるロボット３６
とを備えている。
工装置は、図８に示すように、レーザ光源３１と、レー
ザ光源３１から出射されたレーザビームを伝送する光フ
ァイバ３２と、光ファイバ３２によって伝送されてきた
レーザビームを被加工物３４に対して集光する集光光学
系３３と、集光光学系３３を把持してレーザビームを被
加工物３４の指定された位置に移動させるロボット３６
とを備えている。
【０００４】はんだのリフローにレーザを利用する場
合、レーザ光源としては、通常ＹＡＧレーザを用いる。
ＹＡＧレーザビームは、コア径が数百μｍの光ファイバ
３２によって伝送し、集光光学系３３によって集光し、
ロボット３６によって移動させて被加工物３４の指定さ
れたはんだ付け箇所に照射する。ＩＣのリード等をはん
だ付けするときは、ロボット３６によって集光光学系３
３を直線的に移動させ、ＩＣの一つの辺のリードを連続
的にはんだ付けすることによって作業能率を向上させて
いる。
合、レーザ光源としては、通常ＹＡＧレーザを用いる。
ＹＡＧレーザビームは、コア径が数百μｍの光ファイバ
３２によって伝送し、集光光学系３３によって集光し、
ロボット３６によって移動させて被加工物３４の指定さ
れたはんだ付け箇所に照射する。ＩＣのリード等をはん
だ付けするときは、ロボット３６によって集光光学系３
３を直線的に移動させ、ＩＣの一つの辺のリードを連続
的にはんだ付けすることによって作業能率を向上させて
いる。
【０００５】図８に示したレーザ加工装置は、光ファイ
バ３２によって伝送されてきたレーザビームを集光する
集光光学系３３の光学的倍率は０．５〜２倍程度であ
り、光ファイバ３２のコア径が数百μｍであるため、集
光光学系３３で集光されたレーザビームのビームウェス
ト径は、高々１ｍｍ程度である。一方、はんだ付けに最
適なビーム径は、はんだ付けを行う部品の種類によって
異なり、通常は１〜３ｍｍ程度である。従って、従来の
レーザ加工装置では、集光光学系３３をデフォーカスさ
せることによってビーム径を広げることにより、各種の
部品に対してそれぞれ最適なビーム径としている。
バ３２によって伝送されてきたレーザビームを集光する
集光光学系３３の光学的倍率は０．５〜２倍程度であ
り、光ファイバ３２のコア径が数百μｍであるため、集
光光学系３３で集光されたレーザビームのビームウェス
ト径は、高々１ｍｍ程度である。一方、はんだ付けに最
適なビーム径は、はんだ付けを行う部品の種類によって
異なり、通常は１〜３ｍｍ程度である。従って、従来の
レーザ加工装置では、集光光学系３３をデフォーカスさ
せることによってビーム径を広げることにより、各種の
部品に対してそれぞれ最適なビーム径としている。
【０００６】図９は図８の例における集光光学系のデフ
ォーカス量とビーム径との関係を示す正面図、図１０は
図９に示した断面Ａ−Ａおよび断面Ｂ−Ｂにおけるレー
ザビームの強度分布を示す特性図である。
ォーカス量とビーム径との関係を示す正面図、図１０は
図９に示した断面Ａ−Ａおよび断面Ｂ−Ｂにおけるレー
ザビームの強度分布を示す特性図である。
【０００７】図９および図１０に示すように、集光光学
系３３は、ジャストフォーカスのときにビーム径ｄが最
小になり（図１０（ａ））、その位置からのデフォーカ
ス量が大きくなるに従ってビーム径ｄは大きくなる（図
１０（ａ））。これに伴ってビーム強度のピーク値が小
さくなる。ただ、デフォーカスさせることによってビー
ム径が変っても、レーザビームの強度分布は、常にガウ
ス分布に近い分布となる。
系３３は、ジャストフォーカスのときにビーム径ｄが最
小になり（図１０（ａ））、その位置からのデフォーカ
ス量が大きくなるに従ってビーム径ｄは大きくなる（図
１０（ａ））。これに伴ってビーム強度のピーク値が小
さくなる。ただ、デフォーカスさせることによってビー
ム径が変っても、レーザビームの強度分布は、常にガウ
ス分布に近い分布となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のレーザ加工装置は、ビーム径ｄを大きくする必要があ
るときは、集光光学系をデフォーカスさせなければなら
ないが、デフォーカスさせても、レーザビームの強度分
布は常にガウス分布に近い分布となるため、レーザビー
ムの中心部と周辺部とでは、ビームの強度が大きく違
い、はんだ付けする部分の前面に亘って均一な強度のレ
ーザビームを照射することができず、はんだ付けの品質
が劣るという欠点を有している。
のレーザ加工装置は、ビーム径ｄを大きくする必要があ
るときは、集光光学系をデフォーカスさせなければなら
ないが、デフォーカスさせても、レーザビームの強度分
布は常にガウス分布に近い分布となるため、レーザビー
ムの中心部と周辺部とでは、ビームの強度が大きく違
い、はんだ付けする部分の前面に亘って均一な強度のレ
ーザビームを照射することができず、はんだ付けの品質
が劣るという欠点を有している。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の第一のレーザ加
工装置は、レーザ光源と、前記レーザ光源から出射され
たレーザビームを伝送する光ファイバと、前記光ファイ
バによって伝送されコリメートレンズを通過した前記レ
ーザビームを被加工物に対して集光する組合わせレンズ
と、前記被加工物を搭載して前記被加工物の指定された
箇所を集光された前記レーザビームの位置に移動させる
ＸＹステージとを備え、前記組合わせレンズが、同心円
状に配置されて同一の焦点距離と同一の光軸とを有し、
前記光軸から離れるに従って前記被加工物に近い位置に
配置された複数のレンズによって構成されているもので
ある。
工装置は、レーザ光源と、前記レーザ光源から出射され
たレーザビームを伝送する光ファイバと、前記光ファイ
バによって伝送されコリメートレンズを通過した前記レ
ーザビームを被加工物に対して集光する組合わせレンズ
と、前記被加工物を搭載して前記被加工物の指定された
箇所を集光された前記レーザビームの位置に移動させる
ＸＹステージとを備え、前記組合わせレンズが、同心円
状に配置されて同一の焦点距離と同一の光軸とを有し、
前記光軸から離れるに従って前記被加工物に近い位置に
配置された複数のレンズによって構成されているもので
ある。
【００１０】本発明の第二のレーザ加工装置は、レーザ
光源と、前記レーザ光源から出射されたレーザビームを
伝送する光ファイバと、前記光ファイバによって伝送さ
れコリメートレンズを通過した前記レーザビームを被加
工物に対して集光する組合わせレンズと、前記被加工物
を搭載して前記被加工物の指定された箇所を集光された
前記レーザビームの位置に移動させるＸＹステージとを
備え、前記組合わせレンズが、同心円状に配置されて同
一の主点と同一の光軸とを有し、光軸から離れるに従っ
て長い焦点距離を有する複数のレンズによって構成され
ているものである。
光源と、前記レーザ光源から出射されたレーザビームを
伝送する光ファイバと、前記光ファイバによって伝送さ
れコリメートレンズを通過した前記レーザビームを被加
工物に対して集光する組合わせレンズと、前記被加工物
を搭載して前記被加工物の指定された箇所を集光された
前記レーザビームの位置に移動させるＸＹステージとを
備え、前記組合わせレンズが、同心円状に配置されて同
一の主点と同一の光軸とを有し、光軸から離れるに従っ
て長い焦点距離を有する複数のレンズによって構成され
ているものである。
【００１１】本発明の第三のレーザ加工装置は、レーザ
光源と、前記レーザ光源から出射されたレーザビームを
伝送する光ファイバと、前記光ファイバによって伝送さ
れてきた前記レーザビームを被加工物に対して集光する
凹面状の多面体ミラーと、前記被加工物を搭載して前記
被加工物の指定された箇所を集光された前記レーザビー
ムに位置に移動させるＸＹステージとを備えている。
光源と、前記レーザ光源から出射されたレーザビームを
伝送する光ファイバと、前記光ファイバによって伝送さ
れてきた前記レーザビームを被加工物に対して集光する
凹面状の多面体ミラーと、前記被加工物を搭載して前記
被加工物の指定された箇所を集光された前記レーザビー
ムに位置に移動させるＸＹステージとを備えている。
【００１２】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００１３】図１は本発明の第一の実施例を示す斜視
図、図２は図１の実施例の組合わせレンズを示す断面図
である。
図、図２は図１の実施例の組合わせレンズを示す断面図
である。
【００１４】図１のレーザ加工装置は、レーザ光源とし
てのＹＡＧレーザ１と、ＹＡＧレーザ１から出射された
レーザビームを伝送する光ファイバ２と、光ファイバ２
によって伝送されてきたレーザビームをコリメートする
コリメートレンズ３と、コリメートレンズ３によってコ
リメートされたレーザビームを被加工物４に対して集光
する組合わせレンズ５と、被加工物４を搭載して被加工
物４の指定された箇所を組合わせレンズ５によって集光
されたレーザビームの位置に移動させるＸＹステージ６
とを備えている。
てのＹＡＧレーザ１と、ＹＡＧレーザ１から出射された
レーザビームを伝送する光ファイバ２と、光ファイバ２
によって伝送されてきたレーザビームをコリメートする
コリメートレンズ３と、コリメートレンズ３によってコ
リメートされたレーザビームを被加工物４に対して集光
する組合わせレンズ５と、被加工物４を搭載して被加工
物４の指定された箇所を組合わせレンズ５によって集光
されたレーザビームの位置に移動させるＸＹステージ６
とを備えている。
【００１５】組合わせレンズ５は、図２に示すように、
一つのレンズをドーナツ状に切断して３個の同一の焦点
距離ｆの個別レンズ５ａおよび５ｂおよび５ｃに分離
し、それらを同一の光軸とを有するように同心円状に配
置し、光軸からの距離が遠い５ｃおよび５ｂおよび５ａ
の順に被加工物４に近い位置に配置したものである。
一つのレンズをドーナツ状に切断して３個の同一の焦点
距離ｆの個別レンズ５ａおよび５ｂおよび５ｃに分離
し、それらを同一の光軸とを有するように同心円状に配
置し、光軸からの距離が遠い５ｃおよび５ｂおよび５ａ
の順に被加工物４に近い位置に配置したものである。
【００１６】各個別レンズ５ａおよび５ｂおよび５ｃの
半径をそれぞれｒa およびｒb およびｒc とし、被加工
物４までの距離（作動距離）をそれぞれｄa およびｄb
およびｄc としたとき、被加工物４上で半径Ｓのスポッ
トを得るため、 ｄa ＝（１＋Ｓ／ｒa ）・ｆ ｄb ＝（１＋Ｓ／ｒb ）・ｆ ｄc ＝（１＋Ｓ／ｒc ）・ｆ となるように個別レンズ５ａおよび５ｂおよび５ｃを配
置する。これにより、何れの個別レンズ集光されたレー
ザビームも、半径Ｓの内側にスポットを形成する。
半径をそれぞれｒa およびｒb およびｒc とし、被加工
物４までの距離（作動距離）をそれぞれｄa およびｄb
およびｄc としたとき、被加工物４上で半径Ｓのスポッ
トを得るため、 ｄa ＝（１＋Ｓ／ｒa ）・ｆ ｄb ＝（１＋Ｓ／ｒb ）・ｆ ｄc ＝（１＋Ｓ／ｒc ）・ｆ となるように個別レンズ５ａおよび５ｂおよび５ｃを配
置する。これにより、何れの個別レンズ集光されたレー
ザビームも、半径Ｓの内側にスポットを形成する。
【００１７】図３は図２の組合わせレンズによって集光
されたレーザビームの強度分布を示す特性図である。
されたレーザビームの強度分布を示す特性図である。
【００１８】上述のように構成した組合わせレンズ５に
よて集光されたレーザビームの強度分布は、図３におい
て、個別レンズ５ａによって集光されたレーザビームの
強度分布をＩa 、個別レンズ５ｂによって集光されたレ
ーザビームの強度分布をＩb、個別レンズ５ｃによって
集光されたレーザビームの強度分布をＩc とすると、図
３（ａ）に示すように、強度分布Ｉa はビームスポット
の中央部に強度のピークがあり、強度分布Ｉb はその外
周部に強度のピークがあり、強度分布Ｉc は、最外周部
に強度のピークがある。従ってそれらを合成したレーザ
ビームの強度分布Ｉt は、図３（ｂ）に示すように、半
径Ｓ内でほぼ均一となる。
よて集光されたレーザビームの強度分布は、図３におい
て、個別レンズ５ａによって集光されたレーザビームの
強度分布をＩa 、個別レンズ５ｂによって集光されたレ
ーザビームの強度分布をＩb、個別レンズ５ｃによって
集光されたレーザビームの強度分布をＩc とすると、図
３（ａ）に示すように、強度分布Ｉa はビームスポット
の中央部に強度のピークがあり、強度分布Ｉb はその外
周部に強度のピークがあり、強度分布Ｉc は、最外周部
に強度のピークがある。従ってそれらを合成したレーザ
ビームの強度分布Ｉt は、図３（ｂ）に示すように、半
径Ｓ内でほぼ均一となる。
【００１９】例えば、焦点距離４０ｍｍの個別レンズを
３個組合わせて半径２ｍｍのビームスポットを得るに
は、半径１０ｍｍの個別レンズを作動距離４８ｍｍの位
置に配置し、半径１５ｍｍの個別レンズを作動距離４
５．３ｍｍの位置に配置し、半径２０ｍｍの個別レンズ
を作動距離４４ｍｍの位置に配置することによって組合
わせレンズを構成すればよい。個別レンズの数を多くす
れば、一層レーザビームの強度分布の均一化が図れる。
３個組合わせて半径２ｍｍのビームスポットを得るに
は、半径１０ｍｍの個別レンズを作動距離４８ｍｍの位
置に配置し、半径１５ｍｍの個別レンズを作動距離４
５．３ｍｍの位置に配置し、半径２０ｍｍの個別レンズ
を作動距離４４ｍｍの位置に配置することによって組合
わせレンズを構成すればよい。個別レンズの数を多くす
れば、一層レーザビームの強度分布の均一化が図れる。
【００２０】図４は本発明の第二の実施例を示す斜視
図、図５は図４の実施例の組合わせレンズを示す断面図
である。
図、図５は図４の実施例の組合わせレンズを示す断面図
である。
【００２１】図４の実施例は、組合わせレンズ１５を除
いた他の構成およびそれらの作用は図１の実施例と同じ
である。
いた他の構成およびそれらの作用は図１の実施例と同じ
である。
【００２２】組合わせレンズ１５は、図５に示すよう
に、中央の焦点距離ｆa の円形の個別レンズ１５ａの外
側に、焦点距離ｆb のドーナツ状の個別レンズ１５ｂを
貼合わせ、さらにその外側に焦点距離ｆc のドーナツ状
の個別レンズ１５ｃを貼合わせて底面を揃えた（主点を
同一とした）ものであり、焦点距離は、中央の個別レン
ズ１５ａの焦点距離ｆa が最も短く、外側の個別レンズ
ほど焦点距離が長くなっている。
に、中央の焦点距離ｆa の円形の個別レンズ１５ａの外
側に、焦点距離ｆb のドーナツ状の個別レンズ１５ｂを
貼合わせ、さらにその外側に焦点距離ｆc のドーナツ状
の個別レンズ１５ｃを貼合わせて底面を揃えた（主点を
同一とした）ものであり、焦点距離は、中央の個別レン
ズ１５ａの焦点距離ｆa が最も短く、外側の個別レンズ
ほど焦点距離が長くなっている。
【００２３】図５において、各個別レンズ１５ａおよび
１５ｂおよび１５ｃの半径をそれぞれＲa およびＲb お
よびＲc とし、焦点距離をそれぞれｆa およびｆb およ
びｆc とし、被加工物４までの距離（作動距離）をｄと
すると、加工物４上で半径Ｓのスポットを得るため、 ｄ＝（１＋Ｓ／Ｒa ）・ｆa となるように配置する。更に、外側の個別レンズ１５ｂ
および１５ｃの焦点距離ｆb およびｆc を、それぞれ ｆb ＝ｄ／（１＋Ｓ／Ｒb ） ｆc ＝ｄ／（１＋Ｓ／Ｒc ） とすることにより、個別レンズ１５ｂおよび１５ｃによ
って、レーザビームを半径Ｓのスポットの外周部に集光
させることができ、そのときのレーザビームの強度分布
は、図３に示したものと同じである。
１５ｂおよび１５ｃの半径をそれぞれＲa およびＲb お
よびＲc とし、焦点距離をそれぞれｆa およびｆb およ
びｆc とし、被加工物４までの距離（作動距離）をｄと
すると、加工物４上で半径Ｓのスポットを得るため、 ｄ＝（１＋Ｓ／Ｒa ）・ｆa となるように配置する。更に、外側の個別レンズ１５ｂ
および１５ｃの焦点距離ｆb およびｆc を、それぞれ ｆb ＝ｄ／（１＋Ｓ／Ｒb ） ｆc ＝ｄ／（１＋Ｓ／Ｒc ） とすることにより、個別レンズ１５ｂおよび１５ｃによ
って、レーザビームを半径Ｓのスポットの外周部に集光
させることができ、そのときのレーザビームの強度分布
は、図３に示したものと同じである。
【００２４】例えば、作動距離６０ｍｍで半径５ｍｍの
ビームスポットを得るには、半径１０ｍｍで焦点距離４
０ｍｍの個別レンズと、半径１５ｍｍで焦点距離４５ｍ
ｍの個別レンズと、半径２０ｍｍで焦点距離４８ｍｍの
個別レンズとを組合わせて組合わせレンズを構成すれば
よい。個別レンズの数を多くすれば、一層レーザビーム
の強度分布の均一化が図れる。
ビームスポットを得るには、半径１０ｍｍで焦点距離４
０ｍｍの個別レンズと、半径１５ｍｍで焦点距離４５ｍ
ｍの個別レンズと、半径２０ｍｍで焦点距離４８ｍｍの
個別レンズとを組合わせて組合わせレンズを構成すれば
よい。個別レンズの数を多くすれば、一層レーザビーム
の強度分布の均一化が図れる。
【００２５】図６は本発明の第三の実施例を示す正面
図、図７は図６の光ファイバから出射されるレーザビー
ムの強度分布を示す特性図である。
図、図７は図６の光ファイバから出射されるレーザビー
ムの強度分布を示す特性図である。
【００２６】図６の実施例は、図１の実施例において、
コリメートレンズ３および組合わせレンズ５の代りに凹
面状の多面体ミラー２５を使用したものであり、他の部
分の構成およびそれらの作用は図１の実施例と同じであ
る。
コリメートレンズ３および組合わせレンズ５の代りに凹
面状の多面体ミラー２５を使用したものであり、他の部
分の構成およびそれらの作用は図１の実施例と同じであ
る。
【００２７】光ファイバ２から出射されるレーザビーム
は、図７に示すような特性を有しており、光ファイバ２
のＮＡによって決まる広がり角θを持っている。すなわ
ち、光ファイバ２の光軸方向（広がり角θ＝０）のレー
ザビームの強度が最大であり、光ファイバ２の光軸から
の角度が大きくなるに従って強度が弱くなる。
は、図７に示すような特性を有しており、光ファイバ２
のＮＡによって決まる広がり角θを持っている。すなわ
ち、光ファイバ２の光軸方向（広がり角θ＝０）のレー
ザビームの強度が最大であり、光ファイバ２の光軸から
の角度が大きくなるに従って強度が弱くなる。
【００２８】このような強度分布を有して発散するレー
ザビームを多面体ミラー２５で反射させると、レーザビ
ームは、多面体ミラー２５を構成する各平面毎に分割さ
れ、その分割された各レーザビームが一個所に集光す
る。光ファイバ２から出射されるレーザビームは図７に
示すような強度分布を有しているが、多面体ミラー２５
の各平面内の狭い領域においてはほぼ均一な強度である
とみなすことができる。従って、多面体ミラー２５でレ
ーザビームが一個所に集光すると、それぞれの強度は異
なるが、それぞれが均一に分布した複数のビームが一個
所に集まることになり、結果的に全体が均一な強度分布
のビームスポットが得られる。このときのビームスポッ
トの直径は、多面体ミラー２５の１個の平面の大きさ、
および、光ファイバ２の出射口から多面体ミラー２５
までの距離と光ファイバ２の出射口から被加工物４まで
の距離との比によって決まる。
ザビームを多面体ミラー２５で反射させると、レーザビ
ームは、多面体ミラー２５を構成する各平面毎に分割さ
れ、その分割された各レーザビームが一個所に集光す
る。光ファイバ２から出射されるレーザビームは図７に
示すような強度分布を有しているが、多面体ミラー２５
の各平面内の狭い領域においてはほぼ均一な強度である
とみなすことができる。従って、多面体ミラー２５でレ
ーザビームが一個所に集光すると、それぞれの強度は異
なるが、それぞれが均一に分布した複数のビームが一個
所に集まることになり、結果的に全体が均一な強度分布
のビームスポットが得られる。このときのビームスポッ
トの直径は、多面体ミラー２５の１個の平面の大きさ、
および、光ファイバ２の出射口から多面体ミラー２５
までの距離と光ファイバ２の出射口から被加工物４まで
の距離との比によって決まる。
【００２９】図６の実施例において、ビーム径をｄ0 、
多面体ミラー２５の一つの平面の大きさをｄm 、光ファ
イバ２の出射口から多面体ミラー２５までの距離をａ、
多面体ミラー２５から被加工物４までの距離をｂとする
と、 ｄ0 ＝（ａ＋ｂ）／ａ×ｄm となる（ただし、ビーム径ｄ0 は光ファイバ２のコア径
よりも充分に大きいものとする）。
多面体ミラー２５の一つの平面の大きさをｄm 、光ファ
イバ２の出射口から多面体ミラー２５までの距離をａ、
多面体ミラー２５から被加工物４までの距離をｂとする
と、 ｄ0 ＝（ａ＋ｂ）／ａ×ｄm となる（ただし、ビーム径ｄ0 は光ファイバ２のコア径
よりも充分に大きいものとする）。
【００３０】上述の実施例に示した多面体ミラーは、ガ
ラスまたは金属性の凹面の基板に、小さな面積の多数の
平面ミラーを互いに密着させて貼着することによって製
作できる。また、凸面のガラスの基板を多面体にカッテ
ィングし、金やアルミニウム等の高反射率の金属を蒸着
し、蒸着面の裏面を多面体ミラーとして使用することも
できる。
ラスまたは金属性の凹面の基板に、小さな面積の多数の
平面ミラーを互いに密着させて貼着することによって製
作できる。また、凸面のガラスの基板を多面体にカッテ
ィングし、金やアルミニウム等の高反射率の金属を蒸着
し、蒸着面の裏面を多面体ミラーとして使用することも
できる。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のレーザ加
工装置は、レーザ光源から出射されたレーザビームを伝
送する光ファイバの出射口と、被加工物を搭載して光フ
ァイバから出射するレーザビームに対せて直角な平面内
で位置決め動作を行うＸＹステージとの間に組合わせレ
ンズまたは多面体ミラーを設け、組合わせレンズを同心
円状に配置されて同一の焦点距離と同一の光軸とを有し
光軸から離れるに従って前記被加工物に近い位置に配置
された複数のレンズによって構成するか、または同心円
状に配置されて同一の主点と同一の光軸とを有し光軸か
ら離れるに従って焦点距離が長くなる複数のレンズによ
って構成し、多面体ミラーを凹面に多数の平面鏡を密着
して並べた凹面状の多面体ミラーとすることにより、所
定の照射面積内で均一なビーム強度のレーザビームを被
加工物に対して照射することができるという効果があ
り、従って加工品質を向上させ、製品の歩留りを改善で
きるという効果がある。
工装置は、レーザ光源から出射されたレーザビームを伝
送する光ファイバの出射口と、被加工物を搭載して光フ
ァイバから出射するレーザビームに対せて直角な平面内
で位置決め動作を行うＸＹステージとの間に組合わせレ
ンズまたは多面体ミラーを設け、組合わせレンズを同心
円状に配置されて同一の焦点距離と同一の光軸とを有し
光軸から離れるに従って前記被加工物に近い位置に配置
された複数のレンズによって構成するか、または同心円
状に配置されて同一の主点と同一の光軸とを有し光軸か
ら離れるに従って焦点距離が長くなる複数のレンズによ
って構成し、多面体ミラーを凹面に多数の平面鏡を密着
して並べた凹面状の多面体ミラーとすることにより、所
定の照射面積内で均一なビーム強度のレーザビームを被
加工物に対して照射することができるという効果があ
り、従って加工品質を向上させ、製品の歩留りを改善で
きるという効果がある。
【図１】本発明の第一の実施例を示す斜視図である。
【図２】図１の実施例の組合わせレンズを示す断面図で
ある。
ある。
【図３】図２の組合わせレンズによって集光されたレー
ザビームの強度分布を示す特性図である。
ザビームの強度分布を示す特性図である。
【図４】本発明の第二の実施例を示す斜視図である。
【図５】図４の実施例の組合わせレンズを示す断面図で
ある。
ある。
【図６】本発明の第三の実施例を示す正面図である。
【図７】図６の光ファイバから出射されるレーザビーム
の強度分布を示す特性図である。
の強度分布を示す特性図である。
【図８】従来のレーザ加工装置の一例を示す斜視図であ
る。
る。
【図９】図８の例における集光光学系のデファーカス量
とビーム径との関係を示す正面図である。
とビーム径との関係を示す正面図である。
【図１０】図９に示した断面Ａ−Ａおよび断面Ｂ−Ｂに
おけるレーザビームの強度分布をを示す特性図である。
おけるレーザビームの強度分布をを示す特性図である。
１ ＹＡＧレーザ ２ 光ファイバ ３ コリメートレンズ ４ 被加工物 ５・１５ 組合わせレンズ ５ａ・５ｂ・５ｃ・１５ａ・１５ｂ・１５ｃ 個別レ
ンズ ６ ＸＹステージ ２５ 多面体ミラー ３１ レーザ光源 ３２ 光ファイバ ３３ 集光光学系 ３４ 被加工物 ３６ ロボット
ンズ ６ ＸＹステージ ２５ 多面体ミラー ３１ レーザ光源 ３２ 光ファイバ ３３ 集光光学系 ３４ 被加工物 ３６ ロボット
Claims (3)
- 【請求項１】 レーザ光源と、前記レーザ光源から出射
されたレーザビームを伝送する光ファイバと、前記光フ
ァイバによって伝送されコリメートレンズを通過した前
記レーザビームを被加工物に対して集光する組合わせレ
ンズと、前記被加工物を搭載して前記被加工物の指定さ
れた箇所を集光された前記レーザビームの位置に移動さ
せるＸＹステージとを備え、前記組合わせレンズが、同
心円状に配置されて同一の焦点距離と同一の光軸とを有
し、前記光軸から離れるに従って前記被加工物に近い位
置に配置された複数のレンズによって構成されているこ
とを特徴とするレーザ加工装置。 - 【請求項２】 レーザ光源と、前記レーザ光源から出射
されたレーザビームを伝送する光ファイバと、前記光フ
ァイバによって伝送されコリメートレンズを通過した前
記レーザビームを被加工物に対して集光する組合わせレ
ンズと、前記被加工物を搭載して前記被加工物の指定さ
れた箇所を集光された前記レーザビームの位置に移動さ
せるＸＹステージとを備え、前記組合わせレンズが、同
心円状に配置されて同一の主点と同一の光軸とを有し、
光軸から離れるに従って長い焦点距離を有する複数のレ
ンズによって構成されていることを特徴とするレーザ加
工装置。 - 【請求項３】 レーザ光源と、前記レーザ光源から出射
されたレーザビームを伝送する光ファイバと、前記光フ
ァイバによって伝送されてきた前記レーザビームを被加
工物に対して集光する凹面状の多面体ミラーと、前記被
加工物を搭載して前記被加工物の指定された箇所を集光
された前記レーザビームに位置に移動させるＸＹステー
ジとを備えることを特徴とするレーザ加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4052063A JPH05253687A (ja) | 1992-03-11 | 1992-03-11 | レーザ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4052063A JPH05253687A (ja) | 1992-03-11 | 1992-03-11 | レーザ加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05253687A true JPH05253687A (ja) | 1993-10-05 |
Family
ID=12904359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4052063A Withdrawn JPH05253687A (ja) | 1992-03-11 | 1992-03-11 | レーザ加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05253687A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001242413A (ja) * | 2000-02-29 | 2001-09-07 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 光学系およびレーザー照射装置 |
| JP2004122135A (ja) * | 2002-09-30 | 2004-04-22 | Ricoh Microelectronics Co Ltd | 光加工装置 |
| JP2005347610A (ja) * | 2004-06-04 | 2005-12-15 | Ricoh Microelectronics Co Ltd | 電子部品実装方法 |
-
1992
- 1992-03-11 JP JP4052063A patent/JPH05253687A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001242413A (ja) * | 2000-02-29 | 2001-09-07 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 光学系およびレーザー照射装置 |
| JP4651772B2 (ja) * | 2000-02-29 | 2011-03-16 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | レーザー照射装置 |
| JP2004122135A (ja) * | 2002-09-30 | 2004-04-22 | Ricoh Microelectronics Co Ltd | 光加工装置 |
| JP4490032B2 (ja) * | 2002-09-30 | 2010-06-23 | リコーマイクロエレクトロニクス株式会社 | 光加工装置 |
| JP2005347610A (ja) * | 2004-06-04 | 2005-12-15 | Ricoh Microelectronics Co Ltd | 電子部品実装方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990518 |