JPS6082288A - レ−ザ加工装置 - Google Patents
レ−ザ加工装置Info
- Publication number
- JPS6082288A JPS6082288A JP58189108A JP18910883A JPS6082288A JP S6082288 A JPS6082288 A JP S6082288A JP 58189108 A JP58189108 A JP 58189108A JP 18910883 A JP18910883 A JP 18910883A JP S6082288 A JPS6082288 A JP S6082288A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- television camera
- camera
- block
- workpiece
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
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。
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、レーザを用いて精密な切断、スクライプ（ミ
シン目状の逆円錐穴を加工すること）などの加工を行う
のに、あらかじめ被加工物に基準点や線が印刷されてい
たり、レーザ加工後に印刷を行うだめ被加工物外周を基
準線として加工する必要があ°る場合など、主にノ・イ
ブリッドＩＣの試作、量産に使用されるアルミナ基板の
精密位置決めを必要とする場合などに使用するレーザ加
工装置に関するものである。
シン目状の逆円錐穴を加工すること）などの加工を行う
のに、あらかじめ被加工物に基準点や線が印刷されてい
たり、レーザ加工後に印刷を行うだめ被加工物外周を基
準線として加工する必要があ°る場合など、主にノ・イ
ブリッドＩＣの試作、量産に使用されるアルミナ基板の
精密位置決めを必要とする場合などに使用するレーザ加
工装置に関するものである。
従来例の構成とその問題点
第１図を用いてレーザ加工の原理を述べる。レーザ発振
器１から発振されたレーザ２は外部全反射ミラー３など
で屈折され、集光レンズ４で集光されて焦点５を得る。
器１から発振されたレーザ２は外部全反射ミラー３など
で屈折され、集光レンズ４で集光されて焦点５を得る。
この時、被加工物６の上面にほぼレーザ焦点を一致させ
るのが最も加工効率が大といわれている。また被加工物
６の燃え上り防止やスパッタ類の集光レンズ４への付着
防止として一般的には補助ガス７をレーザと同軸で被加
工物６に照射する。
るのが最も加工効率が大といわれている。また被加工物
６の燃え上り防止やスパッタ類の集光レンズ４への付着
防止として一般的には補助ガス７をレーザと同軸で被加
工物６に照射する。
本発明の目的とするハイブリッドＩＣなどのアルミナ基
板の加工は、第２図に示すように素材８を切断９して分
割する場合とスクライプ１０して事後に外力を加えて分
割する場合、および前記両者の組合わさった場合がある
。アルミナ基板とは、一般的にアルミナ含有量９５〜９
９％で厚さ０．５〜２．０団の物がレーザ加工可能であ
る。
板の加工は、第２図に示すように素材８を切断９して分
割する場合とスクライプ１０して事後に外力を加えて分
割する場合、および前記両者の組合わさった場合がある
。アルミナ基板とは、一般的にアルミナ含有量９５〜９
９％で厚さ０．５〜２．０団の物がレーザ加工可能であ
る。
第３図は、あらかじめパターンＡ、Ｂ、Ｃの３枚分を印
刷完了した物で印刷済素材１１は素材の１、■面などを
基準面として印刷し、印刷による基準マーク１２が設け
られている。基準マーク１２と１２′は基準マーク相互
には平行度、直角度。
刷完了した物で印刷済素材１１は素材の１、■面などを
基準面として印刷し、印刷による基準マーク１２が設け
られている。基準マーク１２と１２′は基準マーク相互
には平行度、直角度。
寸法が印刷機の精度でそのまま印刷されている。
すなわちパターンＡ、Ｂ 、Ｃをレーザ加工によって分
割しようとすれば、たとえばへの場合、充分に集束され
たレーザ（一般的には０．１〜０．２ｍｍ）を基準マー
ク１２′のａ点へ照射し、その後ｂ→Ｃ−） ｄ −＋
ａの軌跡を抽かさなければならない。この時、ａ、ｂ
、ｃ、ｄ間の平行度面角度２寸法が精度良く加工されな
いと、パターンＡ、Ｂ、Ｃの互換性がなくなる。
割しようとすれば、たとえばへの場合、充分に集束され
たレーザ（一般的には０．１〜０．２ｍｍ）を基準マー
ク１２′のａ点へ照射し、その後ｂ→Ｃ−） ｄ −＋
ａの軌跡を抽かさなければならない。この時、ａ、ｂ
、ｃ、ｄ間の平行度面角度２寸法が精度良く加工されな
いと、パターンＡ、Ｂ、Ｃの互換性がなくなる。
第４図は、素材１３その物を第３図と同様に点１４を基
準にパターンＤ、Ｅ、Ｆを得ようとする場合であるが、
この場合はレーザ加工を先行した後に端面１’、ｎ’を
基準に印刷（ハイブリッドＩＣとしての機能を印刷する
）されるのであらかじめ端面１．■′の位置と点１４の
関係寸法を充分に計算してレーザ加工を行わなければ印
刷とレーザ加工線との間に誤差が生じ実用に供すること
ができない。
準にパターンＤ、Ｅ、Ｆを得ようとする場合であるが、
この場合はレーザ加工を先行した後に端面１’、ｎ’を
基準に印刷（ハイブリッドＩＣとしての機能を印刷する
）されるのであらかじめ端面１．■′の位置と点１４の
関係寸法を充分に計算してレーザ加工を行わなければ印
刷とレーザ加工線との間に誤差が生じ実用に供すること
ができない。
そのため、従来の方法としては、基準マーク１２や点１
４の付近にあらかじめスポット状にレーザを照射した後
（０，２ｍｍφ程度の穴が加工される）被加工物を取り
ｉしてノギスやマイクロメータ、工具顕微鏡などを用い
て実測し被加工物の位置をＮＣ装置のＪＯＧやハンドル
運転で補正していたが、この方法では１回で基準マーク
１２や点１４にレーザスポットができず、何回か同作業
を繰り返して徐々に補正かなされて行った。またこの方
法は被加工物を一度セソト治具から取外ずのでセット位
置の再現が困難という問題もあった。
４の付近にあらかじめスポット状にレーザを照射した後
（０，２ｍｍφ程度の穴が加工される）被加工物を取り
ｉしてノギスやマイクロメータ、工具顕微鏡などを用い
て実測し被加工物の位置をＮＣ装置のＪＯＧやハンドル
運転で補正していたが、この方法では１回で基準マーク
１２や点１４にレーザスポットができず、何回か同作業
を繰り返して徐々に補正かなされて行った。またこの方
法は被加工物を一度セソト治具から取外ずのでセット位
置の再現が困難という問題もあった。
実際にレーザ発振器と組合わせた状態での従来例として
は第５図（ハ）、（Ｂ）に示すように、レーザ発振器１
からのレーザはレーザ外部光学機器１５、ノズル１６を
経て焦点５を形成し、その焦点位置を１７とする。Ｎ
Ｃ装置１８によって制御されるザーボモータ１９により
、ｘＹテーブル２０は被加工物受台２１と被加工物６を
載せたま１ＮＣ指示通り動く。また顕微鏡鏡筒２２には
対物レンズ２３がセントされ焦点合わせ用上下調整機構
２４にて焦点合わせされた像をテレビカメラ２５を経て
ビデオ受像機２６に像２７として表示する。
は第５図（ハ）、（Ｂ）に示すように、レーザ発振器１
からのレーザはレーザ外部光学機器１５、ノズル１６を
経て焦点５を形成し、その焦点位置を１７とする。Ｎ
Ｃ装置１８によって制御されるザーボモータ１９により
、ｘＹテーブル２０は被加工物受台２１と被加工物６を
載せたま１ＮＣ指示通り動く。また顕微鏡鏡筒２２には
対物レンズ２３がセントされ焦点合わせ用上下調整機構
２４にて焦点合わせされた像をテレビカメラ２５を経て
ビデオ受像機２６に像２７として表示する。
この時ビデオ受像機２６上に電子ライン２８を表示して
おくのが望ましいが、ビデオ受像機２６の画面にテープ
などで中心点表示してもよい。テレビカメラ２５の中心
点は２９である。また３゜はテレビカメラ２６を固定す
るためのブロックである。
おくのが望ましいが、ビデオ受像機２６の画面にテープ
などで中心点表示してもよい。テレビカメラ２５の中心
点は２９である。また３゜はテレビカメラ２６を固定す
るためのブロックである。
この従来装置の使用方法は、焦点位置１７部にでレーザ
スポットを照射し距離りだけテレビカメラ２５側へ移動
させてレーザスポットの位置ト基準マーク１２のズレを
ビデオ受像機２６にて確認する。この例では被加工物６
を被加工物受台２１から取シ外すことなくズレの観測が
可能であるヵ（そのズレを簡単に補正する手段がない。
スポットを照射し距離りだけテレビカメラ２５側へ移動
させてレーザスポットの位置ト基準マーク１２のズレを
ビデオ受像機２６にて確認する。この例では被加工物６
を被加工物受台２１から取シ外すことなくズレの観測が
可能であるヵ（そのズレを簡単に補正する手段がない。
あえて行うとすれば、ビデオ受像機２６での電子ライン
２８とのズレを実測して補正せざるを得なかヤ／こが、
これではハイブリッドＩＣなどに要求される外寸精度±
１０μｍ程度の精度も確保できなく実用的でなかった。
２８とのズレを実測して補正せざるを得なかヤ／こが、
これではハイブリッドＩＣなどに要求される外寸精度±
１０μｍ程度の精度も確保できなく実用的でなかった。
発明の目的
本発明は、前記従来の欠点を除去するもので、レーザ焦
点とテレビカメラ中心との位置合せは精密手動ＸＹテー
ブルで補正し、被加工物のレーザ焦点とのズレは精密手
動ｘｙテーブルと精密手動θテーブルによって行い、こ
れによりＮＣ装置へのＮＯデータ挿入を簡略化するとと
もにＸＹθ方向への印刷ズレをあらかじめ正確にビデオ
受像機にて目視観測でき、高精度のレーザ加工を量産状
態で提供できることを目的とするものである。
点とテレビカメラ中心との位置合せは精密手動ＸＹテー
ブルで補正し、被加工物のレーザ焦点とのズレは精密手
動ｘｙテーブルと精密手動θテーブルによって行い、こ
れによりＮＣ装置へのＮＯデータ挿入を簡略化するとと
もにＸＹθ方向への印刷ズレをあらかじめ正確にビデオ
受像機にて目視観測でき、高精度のレーザ加工を量産状
態で提供できることを目的とするものである。
発明の構成
そのだめの構成として本発明は、被加工物の位置決め用
のテレビカメラにテレビカメラ自身の位置調整機構を設
け、この位置調整機構により固定されだレーザ焦点とテ
レビカメラの位置関係を補完できるようにしたものであ
る。
のテレビカメラにテレビカメラ自身の位置調整機構を設
け、この位置調整機構により固定されだレーザ焦点とテ
レビカメラの位置関係を補完できるようにしたものであ
る。
実施例の説明
第６図（ハ）、（Ｂ）に本発明の実施例を示す。第６図
の従来例に付加した機能を説明すると、テレビカメラ２
５の位置をレーザ焦点位置に一軸は同軸に、もう−軸は
整数にするだめの精密手動ＸＹテーブル３１、そのＸＹ
テーブルを外部光学機器１６に固定するだめのブロック
３２、被加工物のズレを補正するだめの精密手動ＸＹテ
ーブル３３および回転方向へのズレを補正するだめの精
密手動θテーブル３４で構成される。観測のだめのテレ
ビカメラは顕微鏡鏡筒２２、対物レンズ２３とともに焦
点ばわせ周上下調整機構２４でテレビカメラ固定ブロッ
ク３０と連結される。この固定ブロック３０は精密手動
ＸＹテーブル３１によって吊り下げられた状態となり、
ＸＹテーブル３１はブロンり３麿で外部光学機器１６に
強固に固定する。これら前記の要素を付加することによ
り被加工物の端面と基準マ〜りの位置ズレはｘＹθ方向
に補正可能となυ、またテレビカメラとレーザ焦点位置
も正確な寸法位置にセント可能となり、高精度のレーザ
加〒を量産状態で提供できる。
の従来例に付加した機能を説明すると、テレビカメラ２
５の位置をレーザ焦点位置に一軸は同軸に、もう−軸は
整数にするだめの精密手動ＸＹテーブル３１、そのＸＹ
テーブルを外部光学機器１６に固定するだめのブロック
３２、被加工物のズレを補正するだめの精密手動ＸＹテ
ーブル３３および回転方向へのズレを補正するだめの精
密手動θテーブル３４で構成される。観測のだめのテレ
ビカメラは顕微鏡鏡筒２２、対物レンズ２３とともに焦
点ばわせ周上下調整機構２４でテレビカメラ固定ブロッ
ク３０と連結される。この固定ブロック３０は精密手動
ＸＹテーブル３１によって吊り下げられた状態となり、
ＸＹテーブル３１はブロンり３麿で外部光学機器１６に
強固に固定する。これら前記の要素を付加することによ
り被加工物の端面と基準マ〜りの位置ズレはｘＹθ方向
に補正可能となυ、またテレビカメラとレーザ焦点位置
も正確な寸法位置にセント可能となり、高精度のレーザ
加〒を量産状態で提供できる。
次に本発明の具体的実施例について説明する。
各要素毎の機能については第６図にて説明したので省略
する。
する。
第７図は、本発明の要部であるが、レーザ焦点１７にお
いて照射されたレーザスポット１７′はＬ寸法移動して
テレビカメラ直下位置２９へ行くが、レーザ焦点１７と
テレビカメラ直下位置２９は実際には機械的加工誤差２
組立誤差などによりＡ、８寸法のように不一致であり、
一般的にＮＣ装置によって制御されるＸＹテーブルは１
μｍ単位で制御されるので前記レーザ焦点１７、テレビ
カメラ直下位置２９を１μｍ単位まで一致させることは
不能であり、この誤差をＮＣ側の動きで制御しようとす
れば、Ｌの寸法、Ｂの寸法をそれぞれμｍ単位で実測し
て補正しなければならず実用的でなかった。しかし、第
６図に示したようにテレビカメラその物の位置をＡ、Ｂ
方向に移動させることによｆｉＢ方向はレーザ焦点１７
、テレビカメラ直下位置２９を同一線上に、Ｌ寸法は整
数（たとえば１馴単位）にセ−を卜することができるの
でＮ’ Ｃプログラムの作成が容易かつ正確で間違いに
くい形にできる。６′は移動後の被加工物を示す。
いて照射されたレーザスポット１７′はＬ寸法移動して
テレビカメラ直下位置２９へ行くが、レーザ焦点１７と
テレビカメラ直下位置２９は実際には機械的加工誤差２
組立誤差などによりＡ、８寸法のように不一致であり、
一般的にＮＣ装置によって制御されるＸＹテーブルは１
μｍ単位で制御されるので前記レーザ焦点１７、テレビ
カメラ直下位置２９を１μｍ単位まで一致させることは
不能であり、この誤差をＮＣ側の動きで制御しようとす
れば、Ｌの寸法、Ｂの寸法をそれぞれμｍ単位で実測し
て補正しなければならず実用的でなかった。しかし、第
６図に示したようにテレビカメラその物の位置をＡ、Ｂ
方向に移動させることによｆｉＢ方向はレーザ焦点１７
、テレビカメラ直下位置２９を同一線上に、Ｌ寸法は整
数（たとえば１馴単位）にセ−を卜することができるの
でＮ’ Ｃプログラムの作成が容易かつ正確で間違いに
くい形にできる。６′は移動後の被加工物を示す。
第８図は移動後のテレビカメラ中心２９を示す。
第９図は、被加工物端面と基準マーク１２ 、１２’に
位置ズレがない状態を示し切シ代ｓ−ｓ’ となるが、
印刷上のズレθが発生していると第１０図のようになる
。
位置ズレがない状態を示し切シ代ｓ−ｓ’ となるが、
印刷上のズレθが発生していると第１０図のようになる
。
これを補正するためには精密手動θテーブル３４によっ
て一〇だけ補正し基準マーク１２ 、１２’をＸＹテー
ブル２０の動きに平行させる必要がある。また３５はθ
テーブルのハンドルを示し、被加工物のＸＹ方向への補
正はテーブル３３で行う。
て一〇だけ補正し基準マーク１２ 、１２’をＸＹテー
ブル２０の動きに平行させる必要がある。また３５はθ
テーブルのハンドルを示し、被加工物のＸＹ方向への補
正はテーブル３３で行う。
発明の効果
以上のような本発明のレーザ加工装置によれば、次のよ
うな効果がある。
うな効果がある。
（１） 被加工物を七ノド治具から取外すことなく。
印刷上のズレを観測、補正できる。
（２） レーザ焦点とテレビカメラの位置を一軸は同軸
に、°−軸は（たとえば１■単位での）整数にできるの
でＮＣプログラムが正確、かつ間違いの少ないものにで
きる。
に、°−軸は（たとえば１■単位での）整数にできるの
でＮＣプログラムが正確、かつ間違いの少ないものにで
きる。
（３） レーザ焦点とテレビカメラの位置を１１ぼｐ単
位で位置決めできる。
位で位置決めできる。
（４）観測された印刷上のズレをレーザ加工前にＸＹθ
方向に補正し、ズレによる歩留りの悪化を防止できる。
方向に補正し、ズレによる歩留りの悪化を防止できる。
（６）観測された印刷上のズレは１４ Ｃプログラムを
その都度変更することなζ、手動にて補正できる。補正
のためのｘＹ０テーブルはモ〜りを取付けて電気的に外
部操作するととも可能である。
その都度変更することなζ、手動にて補正できる。補正
のためのｘＹ０テーブルはモ〜りを取付けて電気的に外
部操作するととも可能である。
第１図はレーザ加工の原理図、第２図は加工例の説明図
、第３図は印刷済み被加工物の上面図、第４図は素材（
印刷なし）被加工物の上１７７１図、第６図（８）、（
Ｂ）は従来のレーザ加工装置の平面図と正面図、第６図
（〜、（Ｂ）は本発明の実施例のレーザ加工装置の平面
図と正面図、第７図、第８図はレーザ焦点とテレビカメ
ラの位置関係の説明図、第９図〜第１１図は被加工物の
印刷ズレを補正するだめの説明図である。 ６・・・・・・被加工物、１７・・・・・レーザ焦点、
２６・・・・・・テレビカメラ、２９・・・・・・テレ
ビカメラの直下位置、３１・・・・・・位置調整機構（
精密手動ｘｙテーブル）。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第５
図 （ハ９ 第、い （Ａ） 第７図 窮ニ ー −ｍ−１／’ ｓ、ＪＡ−、− 第８図 −（ 番］１ 一７１？ ］ 〕 り１ｑ −１６ ９ ？ｑ 斗・
、第３図は印刷済み被加工物の上面図、第４図は素材（
印刷なし）被加工物の上１７７１図、第６図（８）、（
Ｂ）は従来のレーザ加工装置の平面図と正面図、第６図
（〜、（Ｂ）は本発明の実施例のレーザ加工装置の平面
図と正面図、第７図、第８図はレーザ焦点とテレビカメ
ラの位置関係の説明図、第９図〜第１１図は被加工物の
印刷ズレを補正するだめの説明図である。 ６・・・・・・被加工物、１７・・・・・レーザ焦点、
２６・・・・・・テレビカメラ、２９・・・・・・テレ
ビカメラの直下位置、３１・・・・・・位置調整機構（
精密手動ｘｙテーブル）。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第５
図 （ハ９ 第、い （Ａ） 第７図 窮ニ ー −ｍ−１／’ ｓ、ＪＡ−、− 第８図 −（ 番］１ 一７１？ ］ 〕 り１ｑ −１６ ９ ？ｑ 斗・
Claims (1)
- 被加工物の位置決め用のテレビカメラにテレビカメラ自
身の位置調整機構を設け、この位置調整機構により固定
されたレーザ焦点とテレビカメラの位置関係を補完でき
るように構成したレーザ加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58189108A JPS6082288A (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | レ−ザ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58189108A JPS6082288A (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | レ−ザ加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6082288A true JPS6082288A (ja) | 1985-05-10 |
Family
ID=16235499
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58189108A Pending JPS6082288A (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | レ−ザ加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6082288A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62130786A (ja) * | 1985-11-29 | 1987-06-13 | Amada Co Ltd | レ−ザ加工機械 |
| JPS62212089A (ja) * | 1986-03-11 | 1987-09-18 | Amada Co Ltd | 板材加工機械における板材加工方法 |
| JPS6454363A (en) * | 1987-08-26 | 1989-03-01 | Nippon Denshi Zairyo Kk | Manufacture of probe card |
| JPH035092A (ja) * | 1989-06-02 | 1991-01-10 | Amada Co Ltd | レーザ加工装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57139484A (en) * | 1981-02-24 | 1982-08-28 | Nec Corp | Weld line follow-up device |
-
1983
- 1983-10-07 JP JP58189108A patent/JPS6082288A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57139484A (en) * | 1981-02-24 | 1982-08-28 | Nec Corp | Weld line follow-up device |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPS62212089A (ja) * | 1986-03-11 | 1987-09-18 | Amada Co Ltd | 板材加工機械における板材加工方法 |
| JPS6454363A (en) * | 1987-08-26 | 1989-03-01 | Nippon Denshi Zairyo Kk | Manufacture of probe card |
| JPH035092A (ja) * | 1989-06-02 | 1991-01-10 | Amada Co Ltd | レーザ加工装置 |
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