JPH08150490A - レーザ加工装置 - Google Patents
レーザ加工装置Info
- Publication number
- JPH08150490A JPH08150490A JP6294198A JP29419894A JPH08150490A JP H08150490 A JPH08150490 A JP H08150490A JP 6294198 A JP6294198 A JP 6294198A JP 29419894 A JP29419894 A JP 29419894A JP H08150490 A JPH08150490 A JP H08150490A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- work
- distance
- laser beam
- processing
- Prior art date
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ワークの厚さの変化や反りによる縮小率Ｍの
変化が生じないようにして常に高品質の微細加工を行う
ことのできるレーザ加工装置を提供すること。 【構成】 ワーク１２を搭載するテーブルとして上下動
可能なテーブル１３−１を備えると共に、該テーブルを
駆動する駆動部を備える。レーザ照射部には前記ワーク
までの距離を検出するレーザ変位計１５を設ける。該レ
ーザ変位計からの検出信号に応答して前記駆動部を制御
して加工レンズ１１と前記ワークとの間の距離を一定に
維持する制御装置１６を備えた。
変化が生じないようにして常に高品質の微細加工を行う
ことのできるレーザ加工装置を提供すること。 【構成】 ワーク１２を搭載するテーブルとして上下動
可能なテーブル１３−１を備えると共に、該テーブルを
駆動する駆動部を備える。レーザ照射部には前記ワーク
までの距離を検出するレーザ変位計１５を設ける。該レ
ーザ変位計からの検出信号に応答して前記駆動部を制御
して加工レンズ１１と前記ワークとの間の距離を一定に
維持する制御装置１６を備えた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はレーザ加工装置に関し、
特に被加工物としてのワークの厚さ変化や反り等の影響
を受けずに微細加工を行うことができるようにしたレー
ザ加工装置に関する。
特に被加工物としてのワークの厚さ変化や反り等の影響
を受けずに微細加工を行うことができるようにしたレー
ザ加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザ加工装置の一例として、例えばエ
キシマレーザを用いてパターンを転写加工する場合につ
いて図２を参照して説明する。図２では、図示しないエ
キシマレーザ発振装置からのレーザをマスク２１を通
し、更に加工レンズ２２を通してワーク２３上にマスク
２１のパターンを転写する例を模式的に示している。
キシマレーザを用いてパターンを転写加工する場合につ
いて図２を参照して説明する。図２では、図示しないエ
キシマレーザ発振装置からのレーザをマスク２１を通
し、更に加工レンズ２２を通してワーク２３上にマスク
２１のパターンを転写する例を模式的に示している。
【０００３】このようなエキシマレーザ発振装置を用い
てワークにパターンを転写する際、ワーク２３に厚さの
変化や反りがあると、加工レンズ２２とワーク２３の加
工部との間の距離が変化する。このような距離の変化が
あると、焦点がずれて縮小率Ｍが変化することにより高
品質な微細加工が困難となる。このような問題点は、ど
のようなレーザ発振装置を用いたレーザ加工装置にも共
通しているが、特にエキシマレーザを用いたパターンの
転写加工において加工精度の低下が顕著である。
てワークにパターンを転写する際、ワーク２３に厚さの
変化や反りがあると、加工レンズ２２とワーク２３の加
工部との間の距離が変化する。このような距離の変化が
あると、焦点がずれて縮小率Ｍが変化することにより高
品質な微細加工が困難となる。このような問題点は、ど
のようなレーザ発振装置を用いたレーザ加工装置にも共
通しているが、特にエキシマレーザを用いたパターンの
転写加工において加工精度の低下が顕著である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで、従来のレーザ
加工装置では、ワーク毎に厚さや反りを計測したり、多
数のワークを加工ブロック別に分けて任意に抽出した加
工ブロックについて厚さや反りを計測し、この計測値を
もとに加工レンズの位置を手動あるいは自動にて調整す
ることにより、ワークと加工レンズとの間の距離を一定
に維持していた。厚さや反りを検出する一例としては、
ハイトセンサーを組み合わせたＹＡＧレーザ加工装置が
知られている。このハイトセンサはレーザ照射部の先端
に設けられるが、うず電流検出方式によるものであり、
金属以外のワーク加工には適用できない。これに対し、
エキシマレーザ加工装置は、金属以外の樹脂等を対象と
する場合が多い。
加工装置では、ワーク毎に厚さや反りを計測したり、多
数のワークを加工ブロック別に分けて任意に抽出した加
工ブロックについて厚さや反りを計測し、この計測値を
もとに加工レンズの位置を手動あるいは自動にて調整す
ることにより、ワークと加工レンズとの間の距離を一定
に維持していた。厚さや反りを検出する一例としては、
ハイトセンサーを組み合わせたＹＡＧレーザ加工装置が
知られている。このハイトセンサはレーザ照射部の先端
に設けられるが、うず電流検出方式によるものであり、
金属以外のワーク加工には適用できない。これに対し、
エキシマレーザ加工装置は、金属以外の樹脂等を対象と
する場合が多い。
【０００５】また、加工レンズの位置を調整した場合に
は、後述する理由によりワークの位置も合わせて調整す
る必要があり、調整のための制御動作が難しくなる。
は、後述する理由によりワークの位置も合わせて調整す
る必要があり、調整のための制御動作が難しくなる。
【０００６】そこで、本発明の課題は、ワークの厚さの
変化や反りによる縮小率Ｍの変化が生じないようにして
常に高品質の微細加工を行うことのできるレーザ加工装
置を提供することにある。
変化や反りによる縮小率Ｍの変化が生じないようにして
常に高品質の微細加工を行うことのできるレーザ加工装
置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、レーザ発振装
置からのレーザをレーザ照射部に設けられた加工レンズ
を通してワークに照射することにより加工を行うレーザ
加工装置において、前記ワークを搭載するテーブルとし
て上下動可能なテーブルを備えると共に、該テーブルを
駆動する駆動部を備え、前記レーザ照射部には前記ワー
クまでの距離を検出する距離センサを設け、該距離セン
サからの検出信号に応答して前記駆動部を制御して前記
加工レンズと前記ワークとの間の距離を一定に維持する
制御装置を備えたことを特徴とする。
置からのレーザをレーザ照射部に設けられた加工レンズ
を通してワークに照射することにより加工を行うレーザ
加工装置において、前記ワークを搭載するテーブルとし
て上下動可能なテーブルを備えると共に、該テーブルを
駆動する駆動部を備え、前記レーザ照射部には前記ワー
クまでの距離を検出する距離センサを設け、該距離セン
サからの検出信号に応答して前記駆動部を制御して前記
加工レンズと前記ワークとの間の距離を一定に維持する
制御装置を備えたことを特徴とする。
【０００８】
【実施例】図２に加えて、図１をも参照して本発明の一
実施例によるレーザ加工装置について説明する。図１に
おいて、図示しないレーザ発振装置からのレーザ光はミ
ラー１０で反射され、加工レンズ１１を通してワーク１
２に照射される。なお、この例でも、図２に示したよう
なマスクによるパターン転写を想定しているが、マスク
は図示を省略している。ワーク１２は、テーブル１３に
載置されている。テーブル１３は、上下（Ｚ軸方向）動
可能な上下移動テーブル１３−１とＸ軸方向及びＹ軸方
向に移動可能なＸ−Ｙ移動テーブル１３−２とからな
る。上下移動テーブル１３−１、Ｘ−Ｙ移動テーブル１
３−２はそれぞれ、独立した駆動部で駆動されるが、こ
こでは上下移動テーブル１３−１のためのアクチュエー
タ１４のみを図示している。
実施例によるレーザ加工装置について説明する。図１に
おいて、図示しないレーザ発振装置からのレーザ光はミ
ラー１０で反射され、加工レンズ１１を通してワーク１
２に照射される。なお、この例でも、図２に示したよう
なマスクによるパターン転写を想定しているが、マスク
は図示を省略している。ワーク１２は、テーブル１３に
載置されている。テーブル１３は、上下（Ｚ軸方向）動
可能な上下移動テーブル１３−１とＸ軸方向及びＹ軸方
向に移動可能なＸ−Ｙ移動テーブル１３−２とからな
る。上下移動テーブル１３−１、Ｘ−Ｙ移動テーブル１
３−２はそれぞれ、独立した駆動部で駆動されるが、こ
こでは上下移動テーブル１３−１のためのアクチュエー
タ１４のみを図示している。
【０００９】加工レンズ１１は図示しないレーザ照射部
に内蔵されているが、このレーザ照射部にはレーザ変位
計１５が設けられている。レーザ変位計１５は、レーザ
照射部が移動する場合には加工レンズ１１と一体に移動
する。レーザ変位計１５は、ワーク１２までの距離を検
出するものであり、この検出信号は制御装置１６に送ら
れてワーク１２の厚さ変化や反りによる距離の変化量が
算出される。言い換えれば、制御装置１６は、加工レン
ズ１１をワーク１２との間の距離、すなわち縮小率Ｍを
一定にするために必要な上下移動テーブル１３−１の駆
動量を算出し、これをドライバ１７を介してアクチュエ
ータ１４を制御する。
に内蔵されているが、このレーザ照射部にはレーザ変位
計１５が設けられている。レーザ変位計１５は、レーザ
照射部が移動する場合には加工レンズ１１と一体に移動
する。レーザ変位計１５は、ワーク１２までの距離を検
出するものであり、この検出信号は制御装置１６に送ら
れてワーク１２の厚さ変化や反りによる距離の変化量が
算出される。言い換えれば、制御装置１６は、加工レン
ズ１１をワーク１２との間の距離、すなわち縮小率Ｍを
一定にするために必要な上下移動テーブル１３−１の駆
動量を算出し、これをドライバ１７を介してアクチュエ
ータ１４を制御する。
【００１０】図２において、マスクイメージング法によ
るレーザ加工を行う場合、以下に示される縮小率Ｍと焦
点距離ｆに関する式が成立しなければ高品質な微細加工
を行うことはできない。
るレーザ加工を行う場合、以下に示される縮小率Ｍと焦
点距離ｆに関する式が成立しなければ高品質な微細加工
を行うことはできない。
【００１１】 縮小率Ｍ＝ａ／ｂ （式１） 焦点距離１／ｆ＝（１／ａ）＋（１／ｂ） （式２） 但し、ａはマスク２１と加工レンズ２２との間の距離、
ｂは加工レンズ２２とワーク２３との間の距離である。
ｂは加工レンズ２２とワーク２３との間の距離である。
【００１２】ここで焦点距離ｆとマスク２１の位置は固
定であるので、ワーク２３の厚さ変化や反りにより距離
ｂが変化した場合、縮小率Ｍを一定にするためには、ワ
ーク２３の載っているテーブルを上下させて距離ｂを一
定にしなければならない。仮りに、加工レンズ２２を変
位させて縮小率Ｍを一定にした場合には、上記式（２）
が成立しなくなってしまう。
定であるので、ワーク２３の厚さ変化や反りにより距離
ｂが変化した場合、縮小率Ｍを一定にするためには、ワ
ーク２３の載っているテーブルを上下させて距離ｂを一
定にしなければならない。仮りに、加工レンズ２２を変
位させて縮小率Ｍを一定にした場合には、上記式（２）
が成立しなくなってしまう。
【００１３】以上のような観点から、本発明は加工レン
ズ１１を変位させるのではなく、上下移動テーブル１３
−１によりワーク１２を上下方向に変位させるようにし
ている。すなわち、ワーク１２の厚さ変化や反りにより
加工レンズ１１とワーク１２との間の距離が変化しても
この変化量は制御装置１６で算出され、制御装置１６は
この変化量を補正するように上下移動テーブル１３−１
を移動させる。このような制御により縮小率Ｍは常に一
定に維持され、ワーク１２に対して均一な微細加工を行
うことができる。これにより、ワーク１２に対して数μ
ｍ以下の微細加工を行う場合でもワーク１２に反り等が
あっても均一な微細加工が可能となる。
ズ１１を変位させるのではなく、上下移動テーブル１３
−１によりワーク１２を上下方向に変位させるようにし
ている。すなわち、ワーク１２の厚さ変化や反りにより
加工レンズ１１とワーク１２との間の距離が変化しても
この変化量は制御装置１６で算出され、制御装置１６は
この変化量を補正するように上下移動テーブル１３−１
を移動させる。このような制御により縮小率Ｍは常に一
定に維持され、ワーク１２に対して均一な微細加工を行
うことができる。これにより、ワーク１２に対して数μ
ｍ以下の微細加工を行う場合でもワーク１２に反り等が
あっても均一な微細加工が可能となる。
【００１４】本発明は特に、エキシマレーザによるレー
ザ加工装置に適しているが、その他のレーザ加工装置全
般に適用され得ることは言うまでもない。また、レーザ
変位計１５は、金属のみを対象とする場合にはうず電流
方式の変位計で代用されても良いし、その他の接触式変
位計等を用いることもできる。
ザ加工装置に適しているが、その他のレーザ加工装置全
般に適用され得ることは言うまでもない。また、レーザ
変位計１５は、金属のみを対象とする場合にはうず電流
方式の変位計で代用されても良いし、その他の接触式変
位計等を用いることもできる。
【００１５】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ばワークに厚さ変化や反り等があっても作業員による調
整作業を必要とせずに、全自動で均一な微細加工を行う
ことができ、生産性の大幅な向上を図ることができる。
ばワークに厚さ変化や反り等があっても作業員による調
整作業を必要とせずに、全自動で均一な微細加工を行う
ことができ、生産性の大幅な向上を図ることができる。
【図１】本発明の一実施例によるレーザ加工装置の要部
の概略構成を示す図である。
の概略構成を示す図である。
【図２】マスクイメージング法によるパターン転写を説
明するための概略図である。
明するための概略図である。
１０ ミラー １１，２２ 加工レンズ １２，２３ ワーク １３ テーブル １３−１ 上下移動テーブル １３−２ Ｘ−Ｙ移動テーブル １４ アクチュエータ １５ レーザ変位計 １７ ドライバ ２１ マスク
Claims (2)
- 【請求項１】 レーザ発振装置からのレーザをレーザ照
射部に設けられた加工レンズを通してワークに照射する
ことにより加工を行うレーザ加工装置において、前記ワ
ークを搭載するテーブルとして上下動可能なテーブルを
備えると共に、該テーブルを駆動する駆動部を備え、前
記レーザ照射部には前記ワークまでの距離を検出する距
離センサを設け、該距離センサからの検出信号に応答し
て前記駆動部を制御して前記加工レンズと前記ワークと
の間の距離を一定に維持する制御装置を備えたことを特
徴とするレーザ加工装置。 - 【請求項２】 請求項１記載のレーザ加工装置におい
て、前記レーザ発振装置としてエキシマレーザ発振装置
を用い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 |
|---|---|---|---|
| JP6294198A JPH08150490A (ja) | 1994-11-29 | 1994-11-29 | レーザ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6294198A JPH08150490A (ja) | 1994-11-29 | 1994-11-29 | レーザ加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08150490A true JPH08150490A (ja) | 1996-06-11 |
Family
ID=17804592
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6294198A Pending JPH08150490A (ja) | 1994-11-29 | 1994-11-29 | レーザ加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08150490A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005285896A (ja) * | 2004-03-29 | 2005-10-13 | Japan Steel Works Ltd:The | 照射距離自動調整方法及びその装置 |
| JP2007203335A (ja) * | 2006-02-02 | 2007-08-16 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | レーザ加工装置及び加工方法 |
| JP2009010161A (ja) * | 2007-06-28 | 2009-01-15 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | レーザ加工装置、及び、レーザ加工方法 |
| JP2017202646A (ja) * | 2016-05-12 | 2017-11-16 | ローランドディー．ジー．株式会社 | 二次元加工装置および二次元加工方法 |
-
1994
- 1994-11-29 JP JP6294198A patent/JPH08150490A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005285896A (ja) * | 2004-03-29 | 2005-10-13 | Japan Steel Works Ltd:The | 照射距離自動調整方法及びその装置 |
| JP2007203335A (ja) * | 2006-02-02 | 2007-08-16 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | レーザ加工装置及び加工方法 |
| JP2009010161A (ja) * | 2007-06-28 | 2009-01-15 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | レーザ加工装置、及び、レーザ加工方法 |
| JP2017202646A (ja) * | 2016-05-12 | 2017-11-16 | ローランドディー．ジー．株式会社 | 二次元加工装置および二次元加工方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19990324 |