JPH058072A - レーザ加工方法 - Google Patents
レーザ加工方法Info
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- JPH058072A JPH058072A JP3163229A JP16322991A JPH058072A JP H058072 A JPH058072 A JP H058072A JP 3163229 A JP3163229 A JP 3163229A JP 16322991 A JP16322991 A JP 16322991A JP H058072 A JPH058072 A JP H058072A
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- laser
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- 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
- B23K26/067—Dividing the beam into multiple beams, e.g. multifocusing
- B23K26/0673—Dividing the beam into multiple beams, e.g. multifocusing into independently operating sub-beams, e.g. beam multiplexing to provide laser beams for several stations
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
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- B23K26/066—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms by using masks
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- 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
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- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
- B23K26/083—Devices involving movement of the workpiece in at least one axial direction
- B23K26/0853—Devices involving movement of the workpiece in at least in two axial directions, e.g. in a plane
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/02—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the intensity of light
- G02B26/04—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the intensity of light by periodically varying the intensity of light, e.g. using choppers
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- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】レーザ発振器１から発生したパルスレーザＡを
ビーム分配器２で複数に分配する。透過したビームＢは
加工ヘッド３Ａを駆動してＸＹステージ５上の試料４を
加工する。一方、反射したビームＣは加工ヘッド３Ｂを
駆動して試料４の異なる個所を同時に加工する。かかる
ビーム分配器２は入射されるビームを透過と反射もしく
は異なる角度に反射することにより、多点同時加工を実
現する。これら発振器１，分配器２，ステージ５は制御
系６により同期制御される。 【効果】レーザ発振器１のサイズ，パワーをそのままに
して加工処理速度を早めることができる。
ビーム分配器２で複数に分配する。透過したビームＢは
加工ヘッド３Ａを駆動してＸＹステージ５上の試料４を
加工する。一方、反射したビームＣは加工ヘッド３Ｂを
駆動して試料４の異なる個所を同時に加工する。かかる
ビーム分配器２は入射されるビームを透過と反射もしく
は異なる角度に反射することにより、多点同時加工を実
現する。これら発振器１，分配器２，ステージ５は制御
系６により同期制御される。 【効果】レーザ発振器１のサイズ，パワーをそのままに
して加工処理速度を早めることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はレーザ加工方法に関し、
特にパルスレーザを用いて多点同時加工を行うレーザ加
工方法に関する。
特にパルスレーザを用いて多点同時加工を行うレーザ加
工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】かかる従来のレーザ加工方法について、
以下図８乃至図１３を参照して説明する。
以下図８乃至図１３を参照して説明する。
【０００３】図８は従来の一例を説明するためのレーザ
加工装置のブロック構成図である。図８に示すように、
通常のレーザ加工装置はレーザ発振器１と、ミラー７
と、加工ヘッド３およびＸＹステージ５とから構成され
ている。このレーザ発振器１は加工目的に応じＣＷ動作
かパルス動作のものが適当に選択される。また、ＸＹス
テージ５は試料４を載置し、加工位置を移動させる。
加工装置のブロック構成図である。図８に示すように、
通常のレーザ加工装置はレーザ発振器１と、ミラー７
と、加工ヘッド３およびＸＹステージ５とから構成され
ている。このレーザ発振器１は加工目的に応じＣＷ動作
かパルス動作のものが適当に選択される。また、ＸＹス
テージ５は試料４を載置し、加工位置を移動させる。
【０００４】図９（ａ），（ｂ）はそれぞれ図８に示す
加工ヘッドの具体的な構成図である。図９（ａ）に示す
ように、加工ヘッド３はビームエキスパンダ１６と集光
レンズ１７等から成る。普通は固定して使用されるが、
試料４を動かせない時は加工ヘッド３を移動走査して使
用する場合もある。前述したように、この試料４は普通
ＸＹステージ５上に載置され、試料を移動走査できるよ
うになっている。また、図９（ｂ）に示すように、集光
レンズ１９の前にアパーチャ１８を置き、これによる像
を結像させて加工する場合もある。これはいわゆる結像
光学系と呼ばれる光学系である。アパーチャ１８とレン
ズ１９の距離およびレンズ１９と試料４の距離をそれぞ
れＳ１，Ｓ２とし、レンズ１９の焦点距離をｆとする
と、（１／Ｓ１）＋（１／Ｓ２）＝１／ｆなる関係が成
立するように各部材を配置するものである。この光学系
によれば、加工形状を任意に制御できるという利点があ
る。
加工ヘッドの具体的な構成図である。図９（ａ）に示す
ように、加工ヘッド３はビームエキスパンダ１６と集光
レンズ１７等から成る。普通は固定して使用されるが、
試料４を動かせない時は加工ヘッド３を移動走査して使
用する場合もある。前述したように、この試料４は普通
ＸＹステージ５上に載置され、試料を移動走査できるよ
うになっている。また、図９（ｂ）に示すように、集光
レンズ１９の前にアパーチャ１８を置き、これによる像
を結像させて加工する場合もある。これはいわゆる結像
光学系と呼ばれる光学系である。アパーチャ１８とレン
ズ１９の距離およびレンズ１９と試料４の距離をそれぞ
れＳ１，Ｓ２とし、レンズ１９の焦点距離をｆとする
と、（１／Ｓ１）＋（１／Ｓ２）＝１／ｆなる関係が成
立するように各部材を配置するものである。この光学系
によれば、加工形状を任意に制御できるという利点があ
る。
【０００５】図１０（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ図９
（ａ）に示す加工ヘッドを用いたときの種々の加工側を
表わす模式図である。図１０（ａ）に示すように、この
加工例はスクライビングと呼ばれ、レーザビームにより
試料４を直線状に加工する。また、図１０（ｂ）に示す
ように、この加工例は試料４に穴加工を施したものであ
る。これらの例ではレーザビームをそのまま集光した円
形ビームで加工している。更に、図１０（ｃ）に示すよ
うに、この加工例はビームの途中に矩形開口のあいたマ
スク２０を用い、これを通して試料４の加工形状を矩形
状にしたもである。
（ａ）に示す加工ヘッドを用いたときの種々の加工側を
表わす模式図である。図１０（ａ）に示すように、この
加工例はスクライビングと呼ばれ、レーザビームにより
試料４を直線状に加工する。また、図１０（ｂ）に示す
ように、この加工例は試料４に穴加工を施したものであ
る。これらの例ではレーザビームをそのまま集光した円
形ビームで加工している。更に、図１０（ｃ）に示すよ
うに、この加工例はビームの途中に矩形開口のあいたマ
スク２０を用い、これを通して試料４の加工形状を矩形
状にしたもである。
【０００６】上述した方法により種々のレーザ加工が可
能となるが、これらの場合の処理速度はＸＹステージの
移動速度で決まってしまう。例えば、３００ｍｍ平方の
試料を０．１ｍｍピッチでスクライブする場合を考え
る。
能となるが、これらの場合の処理速度はＸＹステージの
移動速度で決まってしまう。例えば、３００ｍｍ平方の
試料を０．１ｍｍピッチでスクライブする場合を考え
る。
【０００７】図１１は従来の具体的な加工例を説明する
ための加工試料の斜視図である。図１１に示すように、
上述した３００ｍｍ平方の試料４を０．１ｍｍピッチで
スクライブするときのステージ速度が１００ｍｍ／Ｓの
時、全体をスクライブするには約５０分必要となる。そ
こで、処理速度を上げるために、ステージ速度を上げる
ことが考えられるが、これにも限界がある。そこでかか
る処理速度を上げるためにレーザビームを分割する方法
が考えられる。
ための加工試料の斜視図である。図１１に示すように、
上述した３００ｍｍ平方の試料４を０．１ｍｍピッチで
スクライブするときのステージ速度が１００ｍｍ／Ｓの
時、全体をスクライブするには約５０分必要となる。そ
こで、処理速度を上げるために、ステージ速度を上げる
ことが考えられるが、これにも限界がある。そこでかか
る処理速度を上げるためにレーザビームを分割する方法
が考えられる。
【０００８】図１２は従来の他の例を説明するためのレ
ーザ加工装置のブロック構成図である。図１２に示すよ
うに、かかるレーザ加工装置はレーザ発振器１を１台の
ままにし、ハーフミラー２１，ミラー７と２台の加工ヘ
ッド３Ａ，３Ｂとを用いてレーザビームを２本に分け、
同時加工するものである。このレーザビームを２本に分
けるには、通常ハーフミラー２１が用いられるが、これ
は入射ビームの５０％を反射し、５０％を透過させる特
性をもったミラーである。しかるに、このような構成の
加工装置を用いて前述した３００ｍｍ平方のスクライブ
加工を行うと、加工ヘッド３Ａ，３Ｂを１５０ｍｍ離し
ておけば、処理時間は先の半分の２５分程度で済むこと
になる。しかし、この加工方法を適用できるのは、レー
ザ加工に必要なレーザパワーに比べ、レーザ発振器１の
有する出力パワーが２倍以上大き場合に限られる。
ーザ加工装置のブロック構成図である。図１２に示すよ
うに、かかるレーザ加工装置はレーザ発振器１を１台の
ままにし、ハーフミラー２１，ミラー７と２台の加工ヘ
ッド３Ａ，３Ｂとを用いてレーザビームを２本に分け、
同時加工するものである。このレーザビームを２本に分
けるには、通常ハーフミラー２１が用いられるが、これ
は入射ビームの５０％を反射し、５０％を透過させる特
性をもったミラーである。しかるに、このような構成の
加工装置を用いて前述した３００ｍｍ平方のスクライブ
加工を行うと、加工ヘッド３Ａ，３Ｂを１５０ｍｍ離し
ておけば、処理時間は先の半分の２５分程度で済むこと
になる。しかし、この加工方法を適用できるのは、レー
ザ加工に必要なレーザパワーに比べ、レーザ発振器１の
有する出力パワーが２倍以上大き場合に限られる。
【０００９】図１３は従来のまた別の例を説明するため
のレーザ加工装置のブロック構成図である。図１３に示
すような、かかる加工装置は前述した図１２に基ずく処
理速度よりもより一層処理速度を上げるために、２台の
レーザ発振器１Ａ，１Ｂと２つの加工ヘッド３Ａ，３Ｂ
および２つのミラー７Ａ，７Ｂを用いて同時加工するも
のである。この加工方法は装置コストが上がってしま
う。
のレーザ加工装置のブロック構成図である。図１３に示
すような、かかる加工装置は前述した図１２に基ずく処
理速度よりもより一層処理速度を上げるために、２台の
レーザ発振器１Ａ，１Ｂと２つの加工ヘッド３Ａ，３Ｂ
および２つのミラー７Ａ，７Ｂを用いて同時加工するも
のである。この加工方法は装置コストが上がってしま
う。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のレーザ
加工方法は、処理速度を上げるのに出力パワーの大きな
レーザ発振器を必要とし、しかも同等の性能のレーザ発
振器を２台必要とするため、装置サイズが大きくなるだ
けでなく、装置コストも上がるという欠点がある。
加工方法は、処理速度を上げるのに出力パワーの大きな
レーザ発振器を必要とし、しかも同等の性能のレーザ発
振器を２台必要とするため、装置サイズが大きくなるだ
けでなく、装置コストも上がるという欠点がある。
【００１１】本発明の目的は、かかるコストを比較的低
コストに抑えたまま、加工の処理速度を上げることので
きるレーザ加工方法を提供することにある。
コストに抑えたまま、加工の処理速度を上げることので
きるレーザ加工方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明のレーザ加工方法
は、パルスレーザを発生するレーザ発振器と、前記パル
スレーザを複数の光路に分配するビーム分配器と、試料
を載置して移動走査するＸＹステージと、分配された前
記レーザビームを所望の形状に集光して前記試料に照射
する複数台の加工ヘッドとを備え、前記レーザ発振器よ
り発生した前記パルスレーザを前記複数台の加工ヘッド
に順番に分配するように前記ビーム分配器を制御し、多
点同時加工を行うように構成される。
は、パルスレーザを発生するレーザ発振器と、前記パル
スレーザを複数の光路に分配するビーム分配器と、試料
を載置して移動走査するＸＹステージと、分配された前
記レーザビームを所望の形状に集光して前記試料に照射
する複数台の加工ヘッドとを備え、前記レーザ発振器よ
り発生した前記パルスレーザを前記複数台の加工ヘッド
に順番に分配するように前記ビーム分配器を制御し、多
点同時加工を行うように構成される。
【００１３】
【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。
【００１４】図１は本発明の一実施例を説明するための
レーザ加工装置のブロック構成図である。図１に示すよ
うに、本実施例はＱスイッチパルスＡを発生するレーザ
発振器１と、発振器１で発生したパルスＡを透過あるい
は反射させる本実施例の主要部を成すビーム分配器２
と、ミラー７と、ビームエキスパンダや集光レンズ等か
ら成り且つビームＢ，Ｃで駆動される加工ヘッド３Ａ，
３Ｂと、レーザ加工する試料４を載置して移動走査する
ことのできるＸＹステージ５と、これらのレーザ発振器
１，ビーム分配器７，ＸＹステージ５等を制御する制御
系６とを備えた加工装置により、同時多点加工するもの
である。特に、ビーム分配器２はビームＡを複数の光路
に分配し、これを受けた加工ヘッド３Ａ，３Ｂが順番に
且つ交互に駆動される。
レーザ加工装置のブロック構成図である。図１に示すよ
うに、本実施例はＱスイッチパルスＡを発生するレーザ
発振器１と、発振器１で発生したパルスＡを透過あるい
は反射させる本実施例の主要部を成すビーム分配器２
と、ミラー７と、ビームエキスパンダや集光レンズ等か
ら成り且つビームＢ，Ｃで駆動される加工ヘッド３Ａ，
３Ｂと、レーザ加工する試料４を載置して移動走査する
ことのできるＸＹステージ５と、これらのレーザ発振器
１，ビーム分配器７，ＸＹステージ５等を制御する制御
系６とを備えた加工装置により、同時多点加工するもの
である。特に、ビーム分配器２はビームＡを複数の光路
に分配し、これを受けた加工ヘッド３Ａ，３Ｂが順番に
且つ交互に駆動される。
【００１５】図２および図３はそれぞれ図１に示すビー
ム分配器の正面図および平面図である。図２に示すよう
に、このビーム分配器２は円板８上に等間隔にミラー９
を配置し、中央に取りつけられたシャフト１０とこのシ
ャフト１０を駆動するモータ１１とで構成される。この
ビーム分配器２は制御系６からの制御によるモータ１１
の回転に応じて円板８が回転するようになっている。ま
た、図３に示すように、円板８は等間隔に固定されたミ
ラー９の間には開口部１２が形成されている。すなわ
ち、円板８を回転させることにより、レーザビームＡを
反射させてビームＣとする一方、透過させてミラー７に
供給しビームＢとする。このビームＡの反射と透過を交
互に切換えている。要するに、図１の構成では、入射レ
ーザビームＡに対してビーム分配器２を４５度の角度に
設置することにより、透過光はミラー７を介したビーム
Ｂとして加工ヘッド３Ａに入射し、また反射光はビーム
Ｃとして加工ヘッド３Ｂに入射する。
ム分配器の正面図および平面図である。図２に示すよう
に、このビーム分配器２は円板８上に等間隔にミラー９
を配置し、中央に取りつけられたシャフト１０とこのシ
ャフト１０を駆動するモータ１１とで構成される。この
ビーム分配器２は制御系６からの制御によるモータ１１
の回転に応じて円板８が回転するようになっている。ま
た、図３に示すように、円板８は等間隔に固定されたミ
ラー９の間には開口部１２が形成されている。すなわ
ち、円板８を回転させることにより、レーザビームＡを
反射させてビームＣとする一方、透過させてミラー７に
供給しビームＢとする。このビームＡの反射と透過を交
互に切換えている。要するに、図１の構成では、入射レ
ーザビームＡに対してビーム分配器２を４５度の角度に
設置することにより、透過光はミラー７を介したビーム
Ｂとして加工ヘッド３Ａに入射し、また反射光はビーム
Ｃとして加工ヘッド３Ｂに入射する。
【００１６】図４は図１における具体的な加工例を説明
するための加工試料の斜視図である。図４に示すよう
に、各々の加工ヘッド３Ａ，３ＢはレーザビームＢ，Ｃ
を各々試料４上に集光し、２点を同時に加工することが
できる。そして、加工ヘッド３Ａ，３Ｂ間の距離ｌを試
料４の長さＬの半分にしておけば、ＸＹステージ５の移
動量は従来方法の移動量の半分、すなわちＬ／２で済
み、処理時間も半分で済むことになる。但し、このこと
を実現するためには、円板８の回転数とレーザパルス周
波数との間に一定の関係を保たせなけらばならない。そ
れはレーザ発振器１より発生されるレーザパルスＡのパ
ルス周波数をν１（周期Ｔ１），円板８の回転数をＮ，
ミラー９の個数をｎとすると、ν１＝２ｎＮの関係にな
るように、ビーム分配器２を制御しなければならない。
例えば、ν１＝１０ｋＨｚ，ｎ＝１０の場合、Ｎ＝５０
０Ｈｚとなり、モータ１１としては、普通のＡＣモータ
やＤＣモータあるいはステッピングモータ等を使用する
ことができる。次に、レーザパルスの分配の様子につい
て説明する。
するための加工試料の斜視図である。図４に示すよう
に、各々の加工ヘッド３Ａ，３ＢはレーザビームＢ，Ｃ
を各々試料４上に集光し、２点を同時に加工することが
できる。そして、加工ヘッド３Ａ，３Ｂ間の距離ｌを試
料４の長さＬの半分にしておけば、ＸＹステージ５の移
動量は従来方法の移動量の半分、すなわちＬ／２で済
み、処理時間も半分で済むことになる。但し、このこと
を実現するためには、円板８の回転数とレーザパルス周
波数との間に一定の関係を保たせなけらばならない。そ
れはレーザ発振器１より発生されるレーザパルスＡのパ
ルス周波数をν１（周期Ｔ１），円板８の回転数をＮ，
ミラー９の個数をｎとすると、ν１＝２ｎＮの関係にな
るように、ビーム分配器２を制御しなければならない。
例えば、ν１＝１０ｋＨｚ，ｎ＝１０の場合、Ｎ＝５０
０Ｈｚとなり、モータ１１としては、普通のＡＣモータ
やＤＣモータあるいはステッピングモータ等を使用する
ことができる。次に、レーザパルスの分配の様子につい
て説明する。
【００１７】図５は図１におけるレーザパルス分配のタ
イミング図である。図５に示すように、入射レーザビー
ムＡのパルス周期Ｔ１（＝１／ν１）に対して、ビーム
Ｂ及びＣの周期Ｔ２，Ｔ３はＴ２＝Ｔ３＝２Ｔ１となり
且つビームＢ，Ｃには交互にレーザパルスが分配される
ことになる。ここで、考慮しなければならないのは、試
料加工面で必要なレーザパルス周波数である。すなわ
ち、本実施例における加工面のレーザパルス周波数ν２
は、元のレーザ発振器１のパルス周波数ν１の半分、つ
まりν２＝（１／２）・ν１となることである。例え
ば、加工面で１０ｋＨｚのレーザパルスが必要な場合、
レーザ発振器１のパルス周波数は２０ｋＨｚが必要にな
る。しかるに、通常のＹＡＧレーザ加工器の場合、大半
はν２が数ｋＨｚ〜２０ｋＨｚ程度であり、ν１は５０
ｋＨｚ程度まで可能であるから問題無い。
イミング図である。図５に示すように、入射レーザビー
ムＡのパルス周期Ｔ１（＝１／ν１）に対して、ビーム
Ｂ及びＣの周期Ｔ２，Ｔ３はＴ２＝Ｔ３＝２Ｔ１となり
且つビームＢ，Ｃには交互にレーザパルスが分配される
ことになる。ここで、考慮しなければならないのは、試
料加工面で必要なレーザパルス周波数である。すなわ
ち、本実施例における加工面のレーザパルス周波数ν２
は、元のレーザ発振器１のパルス周波数ν１の半分、つ
まりν２＝（１／２）・ν１となることである。例え
ば、加工面で１０ｋＨｚのレーザパルスが必要な場合、
レーザ発振器１のパルス周波数は２０ｋＨｚが必要にな
る。しかるに、通常のＹＡＧレーザ加工器の場合、大半
はν２が数ｋＨｚ〜２０ｋＨｚ程度であり、ν１は５０
ｋＨｚ程度まで可能であるから問題無い。
【００１８】以上要するに、本実施例によれば、処理速
度を上げるために、レーザ発振器１の性能を上げたり、
あるいは２台にしたりする必要がなく、ビーム分配器２
を追加するだけで済むので、装置も大型化せず、比較的
低価格で実現できる。
度を上げるために、レーザ発振器１の性能を上げたり、
あるいは２台にしたりする必要がなく、ビーム分配器２
を追加するだけで済むので、装置も大型化せず、比較的
低価格で実現できる。
【００１９】図６は本発明の他の実施例を説明するため
のレーザ加工装置のブロック構成図である。図６に示す
ように、本実施例は、前述した一実施例と比較し、レー
ザ発振器１と加工ッド３Ａ，３ＢとＸＹステージ５およ
び制御系６とはほぼ同一である。本実施例はビーム分配
器２の代りのビーム分配手段としてモータ（図示省略）
駆動される回転多面鏡１３を用いたことにある。この回
転多面鏡１３は多面体の各側面をミラー面にしたもので
あり、中心に回転軸を有する。また、本実施例は加工ヘ
ッド３Ａ側のミラー７を用いない代りに加工ヘッド３Ｂ
側にミラー１４を用いている。
のレーザ加工装置のブロック構成図である。図６に示す
ように、本実施例は、前述した一実施例と比較し、レー
ザ発振器１と加工ッド３Ａ，３ＢとＸＹステージ５およ
び制御系６とはほぼ同一である。本実施例はビーム分配
器２の代りのビーム分配手段としてモータ（図示省略）
駆動される回転多面鏡１３を用いたことにある。この回
転多面鏡１３は多面体の各側面をミラー面にしたもので
あり、中心に回転軸を有する。また、本実施例は加工ヘ
ッド３Ａ側のミラー７を用いない代りに加工ヘッド３Ｂ
側にミラー１４を用いている。
【００２０】図７（ａ），（ｂ）はそれぞれ図６に示す
回転多面鏡の異なる回転角度での拡大図である。まず図
７（ａ）に示すように、回転多面鏡１３の回転によるビ
ーム分配の様子は、ミラー面１５Ａが図の位置、すなわ
ちビームＡの入射角が４５度の時はビームＢとして垂直
下方向に反射される。次に、図７（ｂ）に示すように、
回転多面鏡１３の回転によりミラー面１５Ａが移動する
と、すなわちビームＡの入射角が２２．５度の位置にく
ると、ビームＣとして斜め右下方向に反射される。以下
同様に、ミラー面１５Ｂが上述した位置と同じ位置にく
ると、同じ動作を行う。このように、回転多面鏡１３の
側面全部がビーム分配に寄与している。従って、本実施
例も前述した一実施例と同様に、レーザ発振器１のパル
ス周波数をν１，回転多面鏡１３の回転数をＮ，多面体
の面数をｎとすると、ν１＝２ｎＮの関係が成立するよ
うに、回転数Ｎを制御する必要がある。また、分配され
たレーザパルスのタイミングも前述した一実施例と同じ
である。すなわち、図５に示すように、レーザパルスＡ
が交互にビームＢとＣに分配されることになる。それ
故、加工面でのレーザパルスの周波数はレーザ発振器１
のパルス周波数の１／２になる。本実施例では、図７に
示すように、レーザ光の反射される点がミラー面の角度
位置によって変化するので、加工ヘッド３Ａ，３Ｂへビ
ームを導く際の導入ミラー１４の位置に留意しなければ
ならないが、処理速度の向上に関しては、前述した一実
施例とまったく同様である。
回転多面鏡の異なる回転角度での拡大図である。まず図
７（ａ）に示すように、回転多面鏡１３の回転によるビ
ーム分配の様子は、ミラー面１５Ａが図の位置、すなわ
ちビームＡの入射角が４５度の時はビームＢとして垂直
下方向に反射される。次に、図７（ｂ）に示すように、
回転多面鏡１３の回転によりミラー面１５Ａが移動する
と、すなわちビームＡの入射角が２２．５度の位置にく
ると、ビームＣとして斜め右下方向に反射される。以下
同様に、ミラー面１５Ｂが上述した位置と同じ位置にく
ると、同じ動作を行う。このように、回転多面鏡１３の
側面全部がビーム分配に寄与している。従って、本実施
例も前述した一実施例と同様に、レーザ発振器１のパル
ス周波数をν１，回転多面鏡１３の回転数をＮ，多面体
の面数をｎとすると、ν１＝２ｎＮの関係が成立するよ
うに、回転数Ｎを制御する必要がある。また、分配され
たレーザパルスのタイミングも前述した一実施例と同じ
である。すなわち、図５に示すように、レーザパルスＡ
が交互にビームＢとＣに分配されることになる。それ
故、加工面でのレーザパルスの周波数はレーザ発振器１
のパルス周波数の１／２になる。本実施例では、図７に
示すように、レーザ光の反射される点がミラー面の角度
位置によって変化するので、加工ヘッド３Ａ，３Ｂへビ
ームを導く際の導入ミラー１４の位置に留意しなければ
ならないが、処理速度の向上に関しては、前述した一実
施例とまったく同様である。
【００２１】尚、上述の実施例においては、ひとつの面
で２回ビームを反射させるようにしたが、複数回反射さ
せるようにしたり、あるいは複数台の加工ヘッドに導く
ようにすれば、複数点の同時加工が実現できることは言
うまでもない。
で２回ビームを反射させるようにしたが、複数回反射さ
せるようにしたり、あるいは複数台の加工ヘッドに導く
ようにすれば、複数点の同時加工が実現できることは言
うまでもない。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のレーザ加
工方法はレーザ発振器より発生したレーザパルスをビー
ム分配器により順番に複数本のビームに分配し、各々の
ビームに対応して複数台の加工ヘッドを使用し多点同時
加工を行うようにすることにより、レーザ発振器をその
ままで比較的コストを上げずに加工処理速度を速めるこ
とができるという効果がある。
工方法はレーザ発振器より発生したレーザパルスをビー
ム分配器により順番に複数本のビームに分配し、各々の
ビームに対応して複数台の加工ヘッドを使用し多点同時
加工を行うようにすることにより、レーザ発振器をその
ままで比較的コストを上げずに加工処理速度を速めるこ
とができるという効果がある。
【図１】本発明の一実施例を説明するためのレーザ加工
装置のブロック構成図である。
装置のブロック構成図である。
【図２】図１に示すビーム分配器の正面図である。
【図３】図１に示すビーム分配値の平面図である。
【図４】図１における具体的な加工例を説明するための
加工試料の斜視図である。
加工試料の斜視図である。
【図５】図１におけるレーザパルス分配のタイミング図
である。
である。
【図６】本発明の他の実施例を説明するためのレーザ加
工装置のブロック構成図である。
工装置のブロック構成図である。
【図７】図６に示す回転多面鏡の拡大図である。
【図８】従来の一例を説明するためのレーザ加工装置の
ブロック構成図である。
ブロック構成図である。
【図９】図８に示す加工ヘッドの具体的な構成図であ
る。
る。
【図１０】図９（ａ）に示す加工ヘッドを用いたときの
種々の加工例を表わす模式図である。
種々の加工例を表わす模式図である。
【図１１】従来の具体的な加工例を説明するための加工
試料の斜視図である。
試料の斜視図である。
【図１２】従来の他の例を説明するためのレーザ加工装
置のブロック構成図である。
置のブロック構成図である。
【図１３】従来のまた別の例を説明するためのレーザ加
工装置のブロック構成図である。
工装置のブロック構成図である。
１ レーザ発振器
２ ビーム分配器
３Ａ，３Ｂ 加工ヘッド
４ 試料
５ ＸＹステージ
６ 制御系
７，９，１４ ミラー
８ 円板
１０ シャフト
１１ モータ
１２ 開口部
１３ 回転多面鏡
１５Ａ，１５Ｂ ミラー面
Claims (3)
- 【請求項１】 パルスレーザを発生するレーザ発振器
と、前記パルスレーザを複数の光路に分配するビーム分
配器と、試料を載置して移動走査するＸＹステージと、
分配された前記レーザビームを所望の形状に集光して前
記試料に照射する複数台の加工ヘッドとを備え、前記レ
ーザ発振器より発生した前記パルスレーザを前記複数台
の加工ヘッドに順番に分配するように前記ビーム分配器
を制御し、多点同時加工を行うことを特徴とするレーザ
加工方法。 - 【請求項２】 前記ビーム分配器はレーザビーム透過部
と反射部が交互に円周上に配置された円板から成り、こ
の円板を前記レーザパルスに同期して回転させることに
より、前記レーザビームを交互に２方向に分配し、２台
の加工ヘッドを用いて２点同時加工を行うことを特徴と
する請求項１記載のレーザ加工方法。 - 【請求項３】 前記ビーム分配器は回転多面鏡から成
り、これを前記レーザパルスに同期して回転させること
により、前記レーザビームを順番に複数方向に分配し、
複数台の加工ヘッドにより多点同時加工することを特徴
とする請求項１記載のレーザ加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3163229A JPH058072A (ja) | 1991-07-04 | 1991-07-04 | レーザ加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3163229A JPH058072A (ja) | 1991-07-04 | 1991-07-04 | レーザ加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH058072A true JPH058072A (ja) | 1993-01-19 |
Family
ID=15769784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3163229A Pending JPH058072A (ja) | 1991-07-04 | 1991-07-04 | レーザ加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH058072A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10323785A (ja) * | 1997-03-21 | 1998-12-08 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | レーザ加工装置 |
| WO2000041839A1 (en) * | 1999-01-14 | 2000-07-20 | Hitachi Via Mechanics, Ltd. | Laser beam machining and laser beam machine |
| WO2006092827A1 (ja) | 2005-02-28 | 2006-09-08 | Technical Co., Ltd. | 被処理物体多方向電磁波照射系及びこれを用いた加工装置 |
| JP2007330995A (ja) * | 2006-06-15 | 2007-12-27 | Ricoh Co Ltd | レーザ加工装置とレーザ加工方法とそれにより加工された液滴吐出ヘッド及び画像形成装置 |
| US7807944B2 (en) | 2002-08-09 | 2010-10-05 | Tdk Corporation | Laser processing device, processing method, and method of producing circuit substrate using the method |
| CN103381522A (zh) * | 2012-05-02 | 2013-11-06 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 激光网点加工的光学系统 |
| CN107971631A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-05-01 | 常州英诺激光科技有限公司 | 一种短波长高效稳定的高反金属的激光焊接系统 |
-
1991
- 1991-07-04 JP JP3163229A patent/JPH058072A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US7807944B2 (en) | 2002-08-09 | 2010-10-05 | Tdk Corporation | Laser processing device, processing method, and method of producing circuit substrate using the method |
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