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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- JP
- Japan
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- laser beam
- workpiece
- lens
- laser
- optical fiber
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- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
- Laser Beam Processing (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 |