KR20170031781A - Laser machining method and device - Google Patents

Laser machining method and device Download PDF

Info

Publication number
KR20170031781A
KR20170031781A KR1020177005932A KR20177005932A KR20170031781A KR 20170031781 A KR20170031781 A KR 20170031781A KR 1020177005932 A KR1020177005932 A KR 1020177005932A KR 20177005932 A KR20177005932 A KR 20177005932A KR 20170031781 A KR20170031781 A KR 20170031781A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
laser beam
optical system
laser
diameter
workpiece
Prior art date
Application number
KR1020177005932A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101771885B1 (en
Inventor
히데노리 후카호리
겐지 이토
Original Assignee
미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 filed Critical 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority to PCT/JP2014/079435 priority Critical patent/WO2016071986A1/en
Publication of KR20170031781A publication Critical patent/KR20170031781A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101771885B1 publication Critical patent/KR101771885B1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/04Automatically aligning, aiming or focusing the laser beam, e.g. using the back-scattered light
    • B23K26/046Automatically focusing the laser beam
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/062Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36Removing material
    • B23K26/38Removing material by boring or cutting
    • B23K26/382Removing material by boring or cutting by boring

Abstract

레이저 발진기로부터 출사되는 레이저 빔을 마스크(5)에 조사하는 입사 광학계(3)를 레이저 빔의 진행 방향 또는 레이저 빔의 진행 방향과 역방향으로 이동시켜서, 마스크(5)의 개구부를 통과 후의 레이저 빔의 에너지를 조정하는 제1 공정과, 입사 광학계(3)의 이동에 기초하여, 개구부를 통과 후의 레이저 빔을 피가공물에 조사하는 전사 광학계(7)를 레이저 빔의 진행 방향 또는 레이저 빔의 진행 방향과 역방향으로 이동시켜서, 레이저 빔의 피가공물의 피가공 표면에서의 지름을 조정하는 제2 공정을 포함함으로써, 레이저 발진기(2)의 출력이 저하되어도, 피가공물에 원하는 레이저 가공을 실시하는 것을 가능하게 한다. An incident optical system 3 for irradiating a mask 5 with a laser beam emitted from a laser oscillator is moved in a direction opposite to the advancing direction of the laser beam or the advancing direction of the laser beam, And a transfer optical system (7) for irradiating the workpiece with a laser beam after passing through the opening portion, based on the movement of the incident optical system (3), with a progressing direction of the laser beam or a traveling direction of the laser beam And the second step of adjusting the diameter of the workpiece on the workpiece surface by moving the workpiece in the opposite direction so that the desired laser processing can be performed on the workpiece even if the output of the laser oscillator 2 is lowered do.

Description

레이저 가공 방법 및 장치{LASER MACHINING METHOD AND DEVICE}[0001] LASER MACHINING METHOD AND DEVICE [0002]

본 발명은 레이저 빔을 조사함으로써 피가공물에 가공을 실시하는 레이저 가공 방법 및 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a laser machining method and apparatus for machining a workpiece by irradiating a laser beam.

레이저 가공 장치에서는 레이저 발진기의 경시(經時) 열화 또는 개체차(個體差)에 의해, 레이저 발진기의 출력이 저하되어 가는 일이 있다. 레이저 발진기의 출력이 저하되면, 피가공물에 필요한 가공을 실시할 수 없게 될 가능성이 있다. 구체적으로는, 피가공물에 원하는 지름의 구멍을 낼 수 없게 될 가능성이 있다. In the laser processing apparatus, the output of the laser oscillator may decrease due to deterioration of the laser oscillator over time or an individual difference. If the output of the laser oscillator is lowered, there is a possibility that the machining necessary for the workpiece can not be performed. Specifically, there is a possibility that a hole of a desired diameter can not be formed on the workpiece.

관련하는 기술로서, 하기의 특허문헌 1에는, 애퍼처(aperture)와 레이저 발진기의 사이에 가동 렌즈를 설치하고, 가동 렌즈의 위치를 변화시켜 애퍼처 상에서의 레이저 빔 지름을 변화시키고, 애퍼처 통과 후의 레이저 파워를 조정함으로써, 가공의 재현성을 높이는 기술이 개시되어 있다. As a related art, Patent Document 1 below discloses a technique in which a movable lens is provided between an aperture and a laser oscillator, a position of a movable lens is changed to change a laser beam diameter on an aperture, And adjusting the laser power after the irradiation of the laser beam to improve the reproducibility of the processing.

또한, 하기의 특허문헌 2에는, 워크(work)의 높이에 따라 수렴 렌즈를 이동시켜서, 레이저 빔의 초점을 워크 표면에 맞춤으로써, 원하는 가공 폭을 얻는 기술이 개시되어 있다. Patent Document 2 below discloses a technique of moving a converging lens according to the height of a work to align the focal point of the laser beam with the work surface to obtain a desired machining width.

일본국 특개 2000-176661호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-176661 일본국 특개 2009-208093호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-208093

그렇지만, 특허문헌 1 기재의 기술에서는, 애퍼처 상에서의 레이저 빔의 지름을 작게 하면, 애퍼처 통과 후의 레이저 빔의 프로파일(profile)의 광축부와 가장자리부의 차이가 커진다. 그리고, 피가공물에 도달하는 레이저 빔의 가장자리부에서의 강도가 부족하여, 원하는 지름의 구멍을 낼 수 없게 될 가능성이 있다. However, in the technique described in Patent Document 1, if the diameter of the laser beam on the aperture is made small, the difference between the optical axis portion and the edge portion of the profile of the laser beam after passing the aperture becomes large. Further, there is a possibility that the strength at the edge portion of the laser beam reaching the workpiece is insufficient, and holes of a desired diameter can not be formed.

또한, 특허문헌 2 기재의 기술은, 애퍼처를 구비하고 있지 않아, 애퍼처로 레이저 빔의 에너지를 조정하는 것은 개시되어 있지 않다. 즉, 레이저 발진기의 경시 열화 또는 개체차에 의해 레이저 발진기로부터 출사되는 레이저 빔의 에너지가 저하되어 가는 것은 고려되고 있지 않다. 또한, 특허문헌 2 기재의 기술은, 워크의 높이에 따라 수렴 렌즈를 이동시켜서, 레이저 빔의 초점을 워크 표면에 맞추는 것이다. In addition, the technique described in Patent Document 2 has no aperture, and does not disclose adjusting the energy of the laser beam with the aperture. That is, it is not considered that the energy of the laser beam emitted from the laser oscillator is lowered due to the deterioration with time of the laser oscillator or the individual difference. The technique described in Patent Document 2 is to move the converging lens according to the height of the work so that the focal point of the laser beam is matched to the work surface.

본 발명은, 상기를 감안하여 이루어진 것으로서, 레이저 발진기의 출력이 저하되어도, 피가공물에 원하는 레이저 가공을 실시할 수 있는 레이저 가공 방법 및 장치를 얻는 것을 목적으로 한다. The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a laser processing method and apparatus capable of performing desired laser processing on a workpiece even when the output of the laser oscillator is reduced.

상술한 과제를 해결하여 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 레이저 발진기로부터 출사되는 레이저 빔을 마스크에 조사하는 입사 광학계를 레이저 빔의 진행 방향 또는 레이저 빔의 진행 방향과 역방향으로 이동시켜서, 상기 마스크의 개구부를 통과 후의 레이저 빔의 에너지를 조정하는 제1 공정과, 상기 입사 광학계의 이동에 기초하여, 상기 개구부를 통과 후의 레이저 빔을 피가공물에 조사하는 전사 광학계를 레이저 빔의 진행 방향 또는 레이저 빔의 진행 방향과 역방향으로 이동시켜서, 레이저 빔의 피가공물의 피가공 표면에서의 지름을 조정하는 제2 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다. In order to solve the above-described problems and to achieve the object, according to the present invention, an incident optical system for irradiating a mask with a laser beam emitted from a laser oscillator is moved in a direction opposite to a traveling direction of the laser beam or a traveling direction of the laser beam, A first step of adjusting the energy of the laser beam after passing through the opening and a second step of adjusting the energy of the laser beam in the direction of advance of the laser beam or the direction of movement of the laser beam based on the movement of the incident optical system, And a second step of moving the laser beam in a direction opposite to the advancing direction to adjust the diameter of the workpiece on the surface to be processed.

본 발명에 따른 레이저 가공 방법 및 장치는, 레이저 발진기의 출력이 저하되어도, 피가공물에 원하는 레이저 가공을 실시할 수 있다고 하는 효과가 있다. The laser processing method and apparatus according to the present invention have an effect that desired laser processing can be performed on a workpiece even if the output of the laser oscillator is lowered.

도 1은 실시 형태 1의 레이저 가공 장치의 구성을 나타내는 도이다.
도 2는 실시 형태 1의 개구부를 통과 후의 레이저 빔의 프로파일을 나타내는 도이다.
도 3은 실시 형태 1의 피가공물의 피가공 표면에서의 레이저 빔의 프로파일을 나타내는 도이다.
도 4는 실시 형태 1의 피가공물의 피가공 표면에서의 레이저 빔의 프로파일을 나타내는 도이다.
도 5는 실시 형태 1의 레이저 가공 방법을 나타내는 순서도이다.
도 6은 실시 형태 1의 입사 광학계의 위치와, 전사 광학계의 위치와, 가공 구멍 지름의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 7은 실시 형태 1의 기억부에 기억되는 테이블을 나타내는 도이다.
도 8은 실시 형태 1의 레이저 가공 방법을 나타내는 순서도이다.
도 9는 실시 형태 1의 레이저 가공 장치의 레이저 빔의 에너지를 조정할 때의 모습을 나타내는 도이다.
도 10은 실시 형태 2의 레이저 가공 장치의 구성을 나타내는 도이다.
도 11은 실시 형태 3의 레이저 가공 장치의 구성을 나타내는 도이다.
도 12는 실시 형태 3의 입사 광학계의 위치와, 전사 광학계의 위치와, 가공 구멍 지름의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 13은 실시 형태 3의 기억부에 기억되는 테이블을 나타내는 도이다.
도 14는 비교 예의 레이저 가공 장치의 구성을 나타내는 도이다.
도 15는 비교 예의 마스크 상에서의 레이저 빔의 프로파일을 나타내는 도이다.
도 16은 비교 예의 개구부를 통과 후의 레이저 빔의 프로파일을 나타내는 도이다.
도 17은 비교 예의 마스크 상에서의 레이저 빔의 프로파일을 나타내는 도이다.
도 18은 비교 예의 개구부를 통과 후의 레이저 빔의 프로파일을 나타내는 도이다.
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a laser machining apparatus according to a first embodiment. FIG.
Fig. 2 is a diagram showing the profile of the laser beam after passing through the opening of Embodiment 1. Fig.
3 is a view showing a profile of a laser beam on a surface to be processed of the workpiece of Embodiment 1. Fig.
4 is a diagram showing the profile of the laser beam on the surface to be processed of the workpiece according to the first embodiment.
5 is a flowchart showing a laser machining method according to the first embodiment.
6 is a graph showing the relationship between the position of the incident optical system of Embodiment 1, the position of the transfer optical system, and the diameter of the processing hole.
7 is a diagram showing a table stored in the storage unit according to the first embodiment;
8 is a flowchart showing a laser machining method according to the first embodiment.
9 is a diagram showing a state in which the energy of the laser beam of the laser machining apparatus of Embodiment 1 is adjusted.
10 is a diagram showing a configuration of a laser machining apparatus according to the second embodiment.
11 is a diagram showing a configuration of a laser machining apparatus according to Embodiment 3;
12 is a graph showing the relationship between the position of the incident optical system of Embodiment 3, the position of the transfer optical system, and the diameter of the processing hole.
13 is a diagram showing a table stored in the storage unit according to the third embodiment;
14 is a diagram showing a configuration of a laser machining apparatus of a comparative example.
15 is a diagram showing the profile of the laser beam on the mask of the comparative example.
16 is a view showing the profile of the laser beam after passing through the opening of the comparative example.
17 is a diagram showing the profile of the laser beam on the mask of the comparative example.
18 is a view showing the profile of the laser beam after passing through the opening of the comparative example.

이하에, 본 발명의 실시 형태에 따른 레이저 가공 방법 및 장치를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 또한, 본 실시 형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, a laser processing method and apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments.

실시 형태 1 Embodiment 1

도 1은 실시 형태 1의 레이저 가공 장치의 구성을 나타내는 도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 레이저 가공 장치(1)는, 레이저 빔(15a)을 출사하는 레이저 발진기(2)와, 레이저 빔(15a)이 입사되는 입사 광학계(3)와, 입사 광학계(3)를 레이저 빔(15a)의 진행 방향(16) 또는 레이저 빔(15a)의 진행 방향(16)의 역방향(17)으로 이동시키는 제1 구동부(4)를 구비한다. BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a laser machining apparatus according to a first embodiment. FIG. 1, the laser machining apparatus 1 includes a laser oscillator 2 for emitting a laser beam 15a, an incidence optical system 3 to which a laser beam 15a is incident, an incidence optical system 3, And a first driving part 4 for moving the laser beam 15a in the traveling direction 16 of the laser beam 15a or in the reverse direction 17 of the traveling direction 16 of the laser beam 15a.

또한, 레이저 가공 장치(1)는, 입사 광학계(3)를 통과한 레이저 빔(15b)의 일부를 통과시키는 개구부(aperture)(5a)를 가지는 마스크(5)와, 개구부(5a)를 통과한 레이저 빔(15c)을 전송하는 전송 광학계(6)와, 전송 광학계(6)에 의해서 전송된 레이저 빔(15c)이 입사되어 개구부(5a)의 상(像)을 피가공물(14)의 피가공 표면 상에 전사하는 전사 광학계(7)와, 전사 광학계(7)를 레이저 빔(15c)의 진행 방향(18) 또는 레이저 빔(15c)의 진행 방향(18)의 역방향(19)으로 이동시키는 제2 구동부(8)를 구비한다. The laser processing apparatus 1 further includes a mask 5 having an aperture 5a through which a part of the laser beam 15b passed through the incidence optical system 3 passes, A transfer optical system 6 for transferring the laser beam 15c and a laser beam 15c transmitted by the transfer optical system 6 are incident on the aperture 5a so that the image of the aperture 5a is processed And a transfer optical system 7 for transferring the transfer optical system 7 to the surface in the direction of advance of the laser beam 15c 2 drive unit 8 as shown in FIG.

또한, 레이저 가공 장치(1)는, 피가공물(14)이 재치되는 테이블(9)과, 테이블(9)을 레이저 빔(15c)의 진행 방향(18)과 교차하는 방향으로 이동시키는 제3 구동부(10)와, 테이블(9) 상에 설치되어 레이저 빔(15c)을 계측하는 센서(11)와, 테이블(12a)을 기억하는 기억부(12)와, 레이저 발진기(2), 제1 구동부(4), 제2 구동부(8) 및 제3 구동부(10)를 제어하는 제어부(13)를 구비한다. The laser machining apparatus 1 further includes a table 9 on which the workpiece 14 is placed and a third drive section 16 for moving the table 9 in the direction intersecting the advancing direction 18 of the laser beam 15c. A sensor 11 installed on the table 9 for measuring the laser beam 15c, a storage section 12 for storing the table 12a, a laser oscillator 2, And a control unit 13 for controlling the first driving unit 4, the second driving unit 8, and the third driving unit 10.

도 1에서는, 입사 광학계(3)는 1매의 렌즈이지만, 복수의 렌즈이어도 된다. 입사 광학계(3)는 레이저 빔(15a)의 진행 방향(16) 또는 레이저 빔(15a)의 진행 방향(16)의 역방향(17)으로 이동 가능하다. 제어부(13)는 입사 광학계(3)를 이동시킴으로써, 마스크(5)에 입사하는 레이저 빔(15b)의 빔 지름을 조절할 수 있다. 이에 따라, 제어부(13)는 레이저 빔(15b) 전체에 대한 레이저 빔(15c)의 비율을 변경할 수 있어서, 레이저 빔(15c)의 에너지를 조절할 수 있다. 1, the incident optical system 3 is a single lens, but may be a plurality of lenses. The incident optical system 3 is movable in the traveling direction 16 of the laser beam 15a or in the reverse direction 17 of the traveling direction 16 of the laser beam 15a. The control unit 13 can adjust the beam diameter of the laser beam 15b incident on the mask 5 by moving the incident optical system 3. [ Accordingly, the control unit 13 can change the ratio of the laser beam 15c to the entire laser beam 15b, and thus can adjust the energy of the laser beam 15c.

입사 광학계(3)는, 초기시에 있어서, 레이저 빔(15c)의 에너지가 피가공물(14)의 가공에 적절한 에너지가 되는 위치로 위치 결정된다. 또한, 이후에 있어서, 이때의 입사 광학계(3)의 위치를 입사 광학계(3)의 기준 위치라고 부르기로 한다. The incident optical system 3 is positioned at a position where the energy of the laser beam 15c becomes appropriate energy for processing the work 14 in the initial state. Hereinafter, the position of the incidence optical system 3 at this time will be referred to as a reference position of the incidence optical system 3.

전송 광학계(6)는 1매 또는 복수 매의 미러로 구성된다. 전송 광학계(6)는 스캔 미러(scan mirror)를 포함해도 된다. 스캔 미러는 갈바노 미러(galvano mirror)가 예시될 수 있다. 전사 광학계(7)는 fθ렌즈이어도 된다. The transmission optical system 6 is composed of one mirror or a plurality of mirrors. The transmission optical system 6 may include a scan mirror. The scan mirror may be a galvano mirror. The transfer optical system 7 may be an f? Lens.

전사 광학계(7)는, 초기시에 있어서, 개구부(5a)의 상을 피가공물(14)의 피가공 표면 상에 결상(結像)하는 위치로 위치 결정된다. 또한, 이후에 있어서, 이때의 전사 광학계(7)의 위치를 전사 광학계(7)의 기준 위치라고 부르기로 한다. The transfer optical system 7 is positioned at a position where the image of the opening 5a is formed on the surface to be processed of the work 14 in an initial state. Hereinafter, the position of the transferring optical system 7 at this time will be referred to as a reference position of the transferring optical system 7.

다음으로, 레이저 가공 장치(1)의 동작의 개요에 대해 설명한다. 레이저 발진기(2)로부터 출사된 레이저 빔(15a)은, 먼저 입사 광학계(3)에 입사한다. 레이저 빔(15a)이 입사 광학계(3)에 의해서 빔 지름이 변경된 레이저 빔(15b)은, 마스크(5)에 입사한다. 도 1에서는, 레이저 빔(15b)은 수렴 점(20)에서 한 번 수렴한 후 발산하여 마스크(5)에 입사하고 있지만, 수렴한 채로 마스크(5)에 입사해도 되고, 콜리메이트(collimate) 광으로 되고 나서 마스크(5)에 입사해도 된다. Next, an overview of the operation of the laser machining apparatus 1 will be described. The laser beam 15a emitted from the laser oscillator 2 enters the incidence optical system 3 first. The laser beam 15b whose laser beam 15a is changed in beam diameter by the incidence optical system 3 is incident on the mask 5. [ 1, the laser beam 15b converges once at the convergence point 20 and diverges to be incident on the mask 5. However, the laser beam 15b may be incident on the mask 5 while being converged, And then may be incident on the mask 5.

제어부(13)는 레이저 빔(15b)의 마스크(5) 상에서의 빔 지름이 개구부(5a)의 개구 지름보다도 크게 되도록, 입사 광학계(3)의 위치를 제어한다. 이에 따라, 레이저 빔(15b)의 일부는, 개구부(5a)를 통과하여, 레이저 빔(15c)이 된다. 이때, 제어부(13)는 레이저 발진기(2)의 개체차 또는 경시 열화에 의해서 레이저 빔(15a)의 에너지가 저하되어도, 개구부(5a)를 통과 후의 레이저 빔(15c)의 에너지가 일정하게 되도록, 입사 광학계(3)의 위치를 조정한다. The control unit 13 controls the position of the incident optical system 3 such that the beam diameter of the laser beam 15b on the mask 5 is larger than the aperture diameter of the aperture 5a. Thus, a part of the laser beam 15b passes through the opening 5a and becomes a laser beam 15c. At this time, even if the energy of the laser beam 15a is lowered due to individual variation of the laser oscillator 2 or degradation with time, the control unit 13 controls the laser beam 15c so that the energy of the laser beam 15c after passing through the opening 5a becomes constant, The position of the incident optical system 3 is adjusted.

구체적으로는, 제어부(13)는 레이저 발진기(2)로부터 출사되는 레이저 빔(15a)의 에너지가 저하되면, 입사 광학계(3)를 레이저 빔(15a)의 진행 방향(16)으로 이동시켜서, 레이저 빔(15b)의 마스크(5) 상에서의 빔 지름을 작아지게 한다. 이에 따라, 제어부(13)는 레이저 빔(15b) 전체에 대한 레이저 빔(15c)의 비율을 높일 수 있어서, 레이저 빔(15c)의 에너지를 유지할 수 있다. More specifically, when the energy of the laser beam 15a emitted from the laser oscillator 2 is lowered, the control unit 13 moves the incident optical system 3 in the advancing direction 16 of the laser beam 15a, And the beam diameter of the beam 15b on the mask 5 is reduced. Accordingly, the control section 13 can increase the ratio of the laser beam 15c to the entire laser beam 15b, and can maintain the energy of the laser beam 15c.

개구부(5a)를 통과 후의 레이저 빔(15c)은 전송 광학계(6)에 의해 전사 광학계(7)에 입사된다. 전사 광학계(7)는 개구부(5a)의 상을 피가공물(14)의 피가공 표면 상에 전사한다. 이에 따라, 개구부(5a)의 개구 지름에 따른 가공 구멍이 피가공물(14)에 형성된다. 또한, 가공 구멍은, 바닥이 있는(有底) 구멍이어도 되고, 관통공이어도 된다. The laser beam 15c having passed through the opening 5a is incident on the transferring optical system 7 by the transferring optical system 6. The transfer optical system 7 transfers the image of the opening 5a onto the surface to be processed of the work 14. Thus, a machining hole corresponding to the opening diameter of the opening 5a is formed in the work 14. The machining hole may be a bottomed hole or a through hole.

여기서, 비교 예에 대해 설명한다. 도 14는 비교 예의 레이저 가공 장치의 구성을 나타내는 도이다. 도 14에 나타내는 바와 같이, 레이저 가공 장치(81)는 레이저 빔(90a)을 출사하는 레이저 발진기(82)와, 레이저 빔(90a)이 입사되는 입사 광학계(83)와, 입사 광학계(83)를 레이저 빔(90a)의 진행 방향(100) 또는 레이저 빔(90a)의 진행 방향(100)의 역방향(101)으로 이동시키는 구동부(84)를 구비한다. Here, a comparative example will be described. 14 is a diagram showing a configuration of a laser machining apparatus of a comparative example. 14, the laser machining apparatus 81 includes a laser oscillator 82 for emitting a laser beam 90a, an incident optical system 83 to which the laser beam 90a is incident, and an incident optical system 83 And a driving unit 84 for moving the laser beam 90a in the traveling direction 100 or the reverse direction 101 of the traveling direction 100 of the laser beam 90a.

또한, 레이저 가공 장치(81)는 입사 광학계(83)를 통과한 레이저 빔(90b)의 일부를 통과시키는 개구부(85a)를 가지는 마스크(85)와, 개구부(85a)를 통과한 레이저 빔(90c)을 전송하는 전송 광학계(86)와, 전송 광학계(86)에 의해서 전송된 레이저 빔(90c)이 입사되어 개구부(85a)의 상을 피가공물(89)의 피가공 표면 상에 전사하는 전사 광학계(87)와, 레이저 발진기(82) 및 구동부(84)를 제어하는 제어부(88)를 구비한다. The laser processing device 81 further includes a mask 85 having an opening 85a for passing a part of the laser beam 90b passed through the incidence optical system 83 and a laser beam 90c passing through the opening 85a A transfer optical system 86 for transferring the image of the opening 85a onto the surface of the work 89 to which the laser beam 90c transmitted by the transfer optical system 86 is incident, A laser oscillator 82, and a control unit 88 for controlling the driving unit 84. [

레이저 발진기(82)로부터 출사된 레이저 빔(90a)은 먼저 입사 광학계(83)에 입사한다. 레이저 빔(90a)이 입사 광학계(83)에 의해서 빔 지름이 변경된 레이저 빔(90b)은, 마스크(85)에 입사한다. 도 14에서는, 레이저 빔(90b)은 수렴 점(91)에서 한 번 수렴 한 후 발산하여 마스크(85)에 입사하고 있다. The laser beam 90a emitted from the laser oscillator 82 is incident on the incidence optical system 83 first. The laser beam 90b whose laser beam 90a is changed in beam diameter by the incident optical system 83 is incident on the mask 85. [ In Fig. 14, the laser beam 90b converges once at the convergence point 91, diverges and enters the mask 85. Fig.

개구부(85a)를 통과 후의 레이저 빔(90c)은, 전송 광학계(86)에 의해서 전사 광학계(87)에 입사된다. 전사 광학계(87)는 개구부(85a)의 상을 피가공물(89)의 피가공 표면 상에 전사한다. 이에 따라, 개구부(85a)의 개구 지름에 따른 가공 구멍이 피가공물(89)에 형성된다. The laser beam 90c after passing through the opening 85a is incident on the transferring optical system 87 by the transferring optical system 86. [ The transfer optical system 87 transfers the image of the opening 85a onto the surface of the workpiece 89 to be processed. Thus, a machining hole corresponding to the opening diameter of the opening 85a is formed in the work piece 89. [

도 15는 비교 예의 마스크 상에서의 레이저 빔의 프로파일을 나타내는 도이다. 도 16은 비교 예의 개구부를 통과 후의 레이저 빔의 프로파일을 나타내는 도이다. 또한, 레이저 빔의 프로파일은, 빔 형상 또는 모드 형상으로 불리는 일이 있다. 15 is a diagram showing the profile of the laser beam on the mask of the comparative example. 16 is a view showing the profile of the laser beam after passing through the opening of the comparative example. Further, the profile of the laser beam may be referred to as a beam shape or a mode shape.

도 15에 나타내는 바와 같이, 마스크(85) 상에서의 레이저 빔(90b)의 프로파일(92)은 가우스(Gauss) 형상이다. 그리고, 레이저 빔(90b)의 일부는 지름(93)을 가지는 개구부(85a)를 통과한다. 도 16에 나타내는 바와 같이, 개구부(85a)를 통과 후의 레이저 빔(90c)의 프로파일(94)은, 지름(93)을 가진다. 이때, 레이저 빔(90c) 전체의 빔 강도가 가공 임계치(99)를 상회하고 있고, 피가공물(89)에 원하는 지름의 가공 구멍을 형성할 수 있다. As shown in Fig. 15, the profile 92 of the laser beam 90b on the mask 85 is Gaussian. A part of the laser beam 90b passes through an opening 85a having a diameter 93. [ The profile 94 of the laser beam 90c after passing through the opening 85a has a diameter 93 as shown in Fig. At this time, the beam intensity of the entire laser beam 90c exceeds the machining threshold value 99, and a machining hole of a desired diameter can be formed on the work piece 89. [

다음으로, 레이저 발진기(82)의 개체차 또는 경시 열화에 의해서 레이저 빔(90a)의 에너지가 저하된 경우에 대해서 설명한다. Next, a case where the energy of the laser beam 90a is lowered due to individual variation or degradation with time of the laser oscillator 82 will be described.

이 경우 다시 도 14를 참조하면, 제어부(88)는, 입사 광학계(83)를 레이저 빔(90a)의 진행 방향(100)으로 이동시켜서, 레이저 빔(90b)의 마스크(85) 상에서의 빔 지름을 작아지게 한다. 이에 따라, 제어부(88)는 레이저 빔(90b) 전체에 대한 레이저 빔(90c)의 비율을 높일 수 있어서, 레이저 빔(90c)의 에너지를 유지할 수 있다. 14, the control unit 88 moves the incident optical system 83 in the advancing direction 100 of the laser beam 90a to adjust the beam diameter of the laser beam 90b on the mask 85 . Thus, the control unit 88 can increase the ratio of the laser beam 90c to the entire laser beam 90b, and thus can maintain the energy of the laser beam 90c.

도 17은 비교 예의 마스크 상에서의 레이저 빔의 프로파일을 나타내는 도이다. 도 18은 비교 예의 개구부를 통과 후의 레이저 빔의 프로파일을 나타내는 도이다. 17 is a diagram showing the profile of the laser beam on the mask of the comparative example. 18 is a view showing the profile of the laser beam after passing through the opening of the comparative example.

도 17에 나타내는 바와 같이, 마스크(85) 상에서의 레이저 빔(90b)의 프로파일(95)은 가우스 형상이다. 다만, 도 15에 나타낸 레이저 발진기(82)의 출력 저하 전의 프로파일(92)과 비교하여 레이저 빔(90b)의 지름이 작게 되어 있으므로, 마스크(85) 상에서의 레이저 빔(90b)의 프로파일(95)은 뾰족한 형상으로 되어 있다. 그리고, 레이저 빔(90b)의 주연(周緣)부의 빔 강도가 낮은 부분까지, 개구부(85a)를 통과한다. As shown in Fig. 17, the profile 95 of the laser beam 90b on the mask 85 has a gauss shape. 15 shows the profile 95 of the laser beam 90b on the mask 85 because the diameter of the laser beam 90b is smaller than the profile 92 before the output of the laser oscillator 82 shown in Fig. And has a pointed shape. The laser beam 90b passes through the opening 85a to the portion where the beam intensity at the periphery of the laser beam 90b is low.

그리고, 레이저 빔(90b)의 일부는, 지름(93)을 가지는 개구부(85a)를 통과한다. 도 18에 나타내는 바와 같이, 개구부(85a)를 통과 후의 레이저 빔(90c)의 프로파일(96)은 지름(93)을 가진다. 여기서, 레이저 빔(90c)의 광축을 포함하는 부분의 빔 강도는 가공 임계치(99)를 상회하고 있다. 그러나, 레이저 빔(90c)의 주연부(97 및 98)의 빔 강도는 가공 임계치(99)를 하회하고 있다. 이 때문에, 레이저 가공 장치(81)는 피가공물(89)에 원하는 지름의 가공 구멍을 형성할 수 없다. 구체적으로는, 레이저 가공 장치(81)는 피가공물(89)에 원하는 지름보다도 작은 지름의 가공 구멍 밖에 형성할 수 없다. A part of the laser beam 90b passes through an opening 85a having a diameter 93. [ The profile 96 of the laser beam 90c after passing through the opening 85a has a diameter 93 as shown in Fig. Here, the beam intensity of the portion including the optical axis of the laser beam 90c exceeds the machining threshold 99. [ However, the beam intensities of the peripheral portions 97 and 98 of the laser beam 90c are below the processing threshold 99. [ For this reason, the laser machining apparatus 81 can not form machining holes of a desired diameter in the work piece 89. Specifically, the laser machining apparatus 81 can not be formed on the work piece 89 except for a machining hole having a diameter smaller than a desired diameter.

다음으로, 실시 형태 1에 따른 레이저 가공 방법의 원리에 대해 설명한다. 도 1에 나타내는 레이저 가공 장치(1)의 광학계는, 개구부(5a)의 상을 피가공물(14) 상에 전사하는 광학계로 되어 있으므로, 개구부(5a)의 개구 지름에 의해 가공 구멍의 지름이 결정된다. Next, the principle of the laser processing method according to the first embodiment will be described. The optical system of the laser processing apparatus 1 shown in Figure 1 is an optical system for transferring the image of the opening 5a onto the work 14 so that the diameter of the processing hole is determined by the opening diameter of the opening 5a do.

그러나, 레이저 발진기(82)의 출력이 저하되어, 제어부(13)가 마스크(5)에 입사하는 레이저 빔(15b)의 빔 지름이 작아지도록 제어했을 때는, 개구부(5a)를 통과 후의 레이저 빔(15c)의 프로파일은, 뾰족한 형상으로 된다. However, when the output of the laser oscillator 82 is lowered and the control unit 13 controls the beam diameter of the laser beam 15b incident on the mask 5 to be smaller, the laser beam after passing through the opening 5a 15c have a pointed shape.

도 2는 실시 형태 1의 개구부를 통과 후의 레이저 빔의 프로파일을 나타내는 도이다. 도 2에 나타내는 개구부(5a)를 통과 후의 레이저 빔(15c)의 프로파일(30)에서는, 주연부의 빔 강도가 낮은 부분까지 포함되어 있다. Fig. 2 is a diagram showing the profile of the laser beam after passing through the opening of Embodiment 1. Fig. The profile 30 of the laser beam 15c after passing through the opening portion 5a shown in Fig. 2 includes a portion having a low beam intensity at the periphery.

도 3은 실시 형태 1의 피가공물의 피가공 표면에서의 레이저 빔의 프로파일을 나타내는 도이다. 도 3에 나타내는 피가공물(14)의 피가공 표면에서의 레이저 빔(15d)의 프로파일(31)에서는, 피가공물(14)의 표면에서의 레이저 빔(15d)의 광축을 포함하는 부분(32)의 빔 강도는, 가공 임계치(37)를 상회하고 있다. 그러나, 레이저 빔(15d)의 주연부(33 및 34)의 빔 강도는, 가공 임계치(37)를 하회하고 있다. 이 때문에, 레이저 가공 장치(1)는 피가공물(14)에 원하는 지름의 가공 구멍을 형성할 수 없다. 구체적으로는, 레이저 가공 장치(1)는 피가공물(14)에 원하는 지름보다도 작은 지름의 가공 구멍 밖에 형성할 수 없다. 3 is a view showing a profile of a laser beam on a surface to be processed of the workpiece of Embodiment 1. Fig. The profile 31 of the laser beam 15d on the surface to be processed of the workpiece 14 shown in Fig. 3 has the portion 32 including the optical axis of the laser beam 15d on the surface of the workpiece 14, The beam intensity of the beam exceeds the processing threshold value 37. [ However, the beam intensities of the peripheral portions 33 and 34 of the laser beam 15d are lower than the processing threshold 37. [ Therefore, the laser processing apparatus 1 can not form a machining hole of a desired diameter in the work 14. Specifically, the laser machining apparatus 1 can not be formed on the workpiece 14 except for a machining hole having a diameter smaller than a desired diameter.

여기서, 제어부(13)는, 전사 광학계(7)를, 개구부(5a)의 상(像)을 피가공물(14) 상에 결상시키는 기준 위치로부터 레이저 빔(15d)의 진행 방향(18)으로 이동시킨다. 즉, 제어부(13)는 개구부(5a)의 상을 피가공물(14)의 피가공 표면보다도 레이저 빔(15d)의 진행 방향(18)으로 시프트 시킨다. 이에 따라, 제어부(13)는 피가공물(14)의 피가공 표면 상에서의 개구부(5a)의 상을 흐려지게 한다. 또한, 피가공물(14)의 피가공 표면 상에서의 개구부(5a)의 상을 흐려지게 한다는 것은, 피가공물(14)의 피가공 표면 상에서의 개구부(5a)의 상의 윤곽 및 농담의 경계를 도드라지지 않고, 흐릿하게 하는 것을 말한다. 이에 따라, 제어부(13)는 피가공물(14)의 피가공 표면 상에서의 레이저 빔(15d)의 가공 임계치를 상회하는 부분의 빔 지름을 확대한다. 이에 따라, 레이저 가공 장치(1)는 가공 구멍의 지름을 원하는 가공 구멍 지름으로 증대시켜서, 원하는 지름의 가공 구멍을 형성할 수 있다. Here, the control unit 13 moves the transferring optical system 7 from the reference position for forming the image of the opening 5a on the workpiece 14 in the advancing direction 18 of the laser beam 15d . That is, the control unit 13 shifts the image of the opening 5a in the advancing direction 18 of the laser beam 15d rather than the surface to be processed of the workpiece 14. Accordingly, the control unit 13 causes the image of the opening 5a on the surface to be processed of the work 14 to be blurred. The reason that the image of the opening portion 5a on the surface to be processed of the workpiece 14 is blurred is that the boundary of the image of the opening portion 5a on the surface to be processed of the workpiece 14 and the boundary of the shade It means to blur. Thus, the control section 13 enlarges the beam diameter of the portion of the workpiece 14 above the processing threshold of the laser beam 15d on the work surface. Accordingly, the laser machining apparatus 1 can form a machining hole of a desired diameter by increasing the diameter of the machining hole to a desired machining hole diameter.

도 4는 실시 형태 1의 피가공물의 피가공 표면에서의 레이저 빔의 프로파일을 나타내는 도이다. 제어부(13)는, 전사 광학계(7)를, 개구부(5a)의 상을 피가공물(14) 상에 결상시키는 기준 위치로부터 레이저 빔(15d)의 진행 방향(18)으로 시프트 시킨다. 즉, 제어부(13)는, 개구부(5a)의 상을 피가공물(14)의 피가공 표면보다도 레이저 빔(15d)의 진행 방향(18)으로 시프트 시킨다. 이것에 의해, 제어부(13)는 피가공물(14)의 피가공 표면 상에서의 개구부(5a)의 상을 흐려지게 한다. 이에 따라, 제어부(13)는 피가공물(14)의 피가공 표면 상에서의 레이저 빔(15d)의 가공 임계치를 상회하는 부분의 빔 지름을 확대한다. 4 is a diagram showing the profile of the laser beam on the surface to be processed of the workpiece according to the first embodiment. The control unit 13 shifts the transfer optical system 7 from the reference position where the image of the opening 5a is formed on the workpiece 14 in the advancing direction 18 of the laser beam 15d. That is, the control unit 13 shifts the image of the opening 5a in the advancing direction 18 of the laser beam 15d relative to the surface to be processed of the workpiece 14. Thereby, the control section 13 causes the image of the opening portion 5a on the surface to be processed of the work 14 to be blurred. Thus, the control section 13 enlarges the beam diameter of the portion of the workpiece 14 above the processing threshold of the laser beam 15d on the work surface.

도 4에 나타내는 피가공물(14)의 피가공 표면에서의 레이저 빔(15d)의 프로파일(35)에서는 레이저 빔(15d)의 가공 임계치를 상회하는 부분의 빔 지름이 확대되어 있으므로, 필요한 치수의 지름(36)의 가공 구멍을 형성할 수 있다. 또한, 프로파일(35)이 물결치는 형상으로 되어 있는 것은, 전사 광학계(7)를 결상 위치로부터 시프트 시킨 것에 의한 회절의 영향이다. In the profile 35 of the laser beam 15d on the surface to be processed of the workpiece 14 shown in Fig. 4, since the beam diameter of the portion above the machining threshold of the laser beam 15d is enlarged, The machining hole of the base 36 can be formed. The reason why the profile 35 has a wavy shape is the influence of the diffraction by shifting the transfer optical system 7 from the imaging position.

다음으로, 실시 형태 1에 따른 레이저 가공 방법의 절차에 대해서 설명한다. 도 5는 실시 형태 1의 레이저 가공 방법을 나타내는 순서도이다. 도 5에 나타내는 순서도는 입사 광학계(3)의 위치와, 전사 광학계(7)의 위치와, 가공 구멍 지름의 관계를 취득하는 방법을 나타내는 순서도이다. 도 5에 나타내는 순서도는 레이저 가공 장치(1)의 설치시에 실행해도 되고, 레이저 발진기(2)의 교환시에 실행해도 된다. 또한, 도 5에 나타내는 순서도를 실행하는 프로그램은, 기억부(12)에 기억해 두어도 된다. Next, the procedure of the laser processing method according to the first embodiment will be described. 5 is a flowchart showing a laser machining method according to the first embodiment. 5 is a flowchart showing a method for acquiring the relationship between the position of the incidence optical system 3, the position of the transfer optical system 7, and the diameter of the processing hole. The flowchart shown in Fig. 5 may be executed at the time of installing the laser machining apparatus 1, or at the time of replacing the laser oscillator 2. Fig. The program for executing the flowchart shown in Fig. 5 may be stored in the storage unit 12. Fig.

우선, 제어부(13)는, 스텝 S100에 있어서, 레이저 발진기(2)를 구동하여 피시험물을 가공한다. 그리고, 제어부(13)는, 스텝 S102에 있어서, 전사 광학계(7)의 위치와 가공 구멍 지름의 관계를 취득한다. First, in step S100, the control unit 13 drives the laser oscillator 2 to process the test object. Then, in step S102, the control unit 13 obtains the relationship between the position of the transfer optical system 7 and the diameter of the processing hole.

다음으로, 제어부(13)는, 스텝 S104에 있어서, 전사 광학계(7)가 계측 말단에 도달했는지 여부를 판정한다. 제어부(13)는 스텝 S104에서 전사 광학계(7)가 계측 말단에 도달하지 않았다고 판정하면(No), 스텝 S106에 있어서, 전사 광학계(7)를 1 기준량 이동시켜서, 처리를 스텝 S100으로 진행한다. 또한, 1 기준량은 마이크로미터의 오더(order)가 예시될 수 있다.Next, in step S104, the control unit 13 determines whether or not the transfer optical system 7 has reached the measurement end. If the control unit 13 determines in step S104 that the transferring optical system 7 has not reached the measuring end (No), the control unit 13 moves the transferring optical system 7 by one reference amount in step S106, and proceeds to step S100. In addition, one reference amount can be an order of a micrometer.

한편, 제어부(13)는, 스텝 S104에서 전사 광학계(7)가 계측 말단에 도달했다고 판정하면(Yes), 스텝 S108에 있어서, 입사 광학계(3)가 계측 말단에 도달했는지 여부를 판정한다. 제어부(13)는, 스텝 S108에서 입사 광학계(3)가 계측 말단에 도달하지 않았다고 판정하면(No), 스텝 S110에 있어서, 입사 광학계(3)를 1 기준량 이동시킨다. 또한, 1 기준량은 밀리미터의 오더가 예시될 수 있다. On the other hand, if the control unit 13 determines in step S104 that the transfer optical system 7 has reached the measurement end (Yes), the control unit 13 determines whether or not the incident optical system 3 has reached the measurement end in step S108. If the control unit 13 determines in step S108 that the incident optical system 3 has not reached the measurement end (No), the control unit 13 moves the incident optical system 3 by one reference amount in step S110. In addition, one reference amount can be an order of millimeters.

다음으로, 제어부(13)는, 스텝 S112에 있어서, 전사 광학계(7)를 기준 위치로 되돌려, 처리를 스텝 S100으로 진행한다. Next, in step S112, the control unit 13 returns the transfer optical system 7 to the reference position, and the process proceeds to step S100.

한편, 제어부(13)는 스텝 S108에서 입사 광학계(3)가 계측 말단에 도달했다고 판정하면(Yes), 처리를 종료한다. On the other hand, when the control unit 13 determines in step S108 that the incident optical system 3 has reached the measurement end (Yes), the control unit 13 ends the processing.

또한, 레이저 가공 장치(1)를 도 5에 나타내는 순서도에 따라 실제로 동작시킴으로써, 입사 광학계(3)의 위치와, 전사 광학계(7)의 위치와, 가공 구멍 지름의 관계를 취득하는 것이 바람직하다. 그렇지만, 도 5에 나타내는 순서도를 시뮬레이션 실행하는 것에 의해서 입사 광학계(3)의 위치와, 전사 광학계(7)의 위치와, 가공 구멍 지름의 관계를 취득해도 된다. It is preferable to obtain the relationship between the position of the incident optical system 3, the position of the transfer optical system 7, and the diameter of the machining hole by actually operating the laser machining apparatus 1 in accordance with the flowchart shown in Fig. However, the relationship between the position of the incidence optical system 3, the position of the transferring optical system 7, and the diameter of the machining hole may be obtained by performing simulation of the flowchart shown in Fig.

도 6은 실시 형태 1의 입사 광학계의 위치와, 전사 광학계의 위치와, 가공 구멍 지름의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 6에 나타내는 그래프는, 도 5에 나타내는 순서도를 시뮬레이션 실행하는 것에 의해서 취득한 것이다. 6 is a graph showing the relationship between the position of the incident optical system of Embodiment 1, the position of the transfer optical system, and the diameter of the processing hole. The graph shown in Fig. 6 is obtained by executing the flowchart shown in Fig. 5 by simulation.

도 6에 나타내는 그래프에 있어서, 가로축은 전사 광학계(7)의 위치를 나타내고, 세로축은 피가공물(14)의 피가공 표면 상에서의 레이저 빔(15d)의 가공 임계치를 상회하는 부분의 지름을 나타낸다. 또한, 전사 광학계(7)를 레이저 빔(15d)의 진행 방향(18) 측으로 이동시키는 경우를 「-」로 나타내고, 전사 광학계(7)를 레이저 빔(15d)의 진행 방향(18)의 역방향(19) 측으로 이동시키는 경우를 「+」로 나타내고 있다. In the graph shown in Fig. 6, the horizontal axis represents the position of the transfer optical system 7, and the vertical axis represents the diameter of a portion above the processing threshold of the laser beam 15d on the surface of the workpiece 14 to be processed. The case where the transfer optical system 7 is moved to the advancing direction 18 side of the laser beam 15d is denoted by " - ", and the transferring optical system 7 is reversed from the advancing direction 18 of the laser beam 15d 19) side is indicated by " + ".

도 6에서는, 입사 광학계(3)의 위치가 기준 위치인 경우, 입사 광학계(3)의 위치가 기준 위치로부터 -1㎜의 위치인 경우, 입사 광학계(3)의 위치가 기준 위치로부터 -2㎜의 위치인 경우, 입사 광학계(3)의 위치가 기준 위치로부터 -3㎜의 위치인 경우, 및 입사 광학계(3)의 위치가 기준 위치로부터 -4㎜의 위치인 경우를 나타내고 있다. 또한, 입사 광학계(3)를 레이저 빔(15b)의 진행 방향(16) 측으로 이동시키는 경우를 「-」로 나타내고 있다. 6, when the position of the incidence optical system 3 is the reference position, when the position of the incidence optical system 3 is at a position of -1 mm from the reference position, the position of the incidence optical system 3 is -2 mm The case where the position of the incident optical system 3 is at a position of -3 mm from the reference position and the case where the position of the incident optical system 3 is at a position of -4 mm from the reference position. The case where the incident optical system 3 is moved toward the advancing direction 16 side of the laser beam 15b is indicated by "-".

선 40은 입사 광학계(3)의 위치가 기준 위치인 경우의 샘플 점의 근사 직선이다. 선 41은 입사 광학계(3)의 위치가 기준 위치로부터 -1㎜인 경우의 샘플 점의 근사 직선이다. 선 42는 입사 광학계(3)의 위치가 기준 위치로부터 -2㎜인 경우의 샘플 점의 근사 직선이다. 선 43은 입사 광학계(3)의 위치가 기준 위치로부터 -3㎜인 경우의 샘플 점의 근사 직선이다. 선 44는 입사 광학계(3)의 위치가 기준 위치로부터 -4㎜인 경우의 샘플 점의 근사 직선이다. A line 40 is an approximate straight line of the sample point when the position of the incident optical system 3 is the reference position. A line 41 is an approximate straight line of the sample point when the position of the incidence optical system 3 is -1 mm from the reference position. Line 42 is an approximate straight line of the sample point when the position of the incidence optical system 3 is -2 mm from the reference position. Line 43 is an approximate straight line of the sample point when the position of the incidence optical system 3 is -3 mm from the reference position. Line 44 is an approximate straight line of the sample point when the position of the incident optical system 3 is -4 mm from the reference position.

여기서, 원하는 가공 구멍 지름이 50㎛라고 한다. 이 경우, 선 40, 선 41, 선 42, 선 43 및 선 44와, 피가공물(14)의 피가공 표면 상에서의 레이저 빔(15d)의 가공 임계치를 상회하는 부분의 지름=50㎛와의 교점 45, 교점 46, 교점 47, 교점 48 및 교점 49를 구한다. 그리고, 교점 45, 교점 46, 교점 47, 교점 48 및 교점 49의 가로축의 값이, 입사 광학계(3)의 위치가 기준 위치인 경우, 입사 광학계(3)의 위치가 기준 위치로부터 -1㎜의 위치인 경우, 입사 광학계(3)의 위치가 기준 위치로부터 -2㎜의 위치인 경우, 입사 광학계(3)의 위치가 기준 위치로부터 -3㎜의 위치인 경우 및 입사 광학계(3)의 위치가 기준 위치로부터 -4㎜의 위치인 경우에 배치해야 할 전사 광학계(7)의 위치가 된다. Here, the desired machining hole diameter is 50 占 퐉. In this case, a line 45, a line 41, a line 42, a line 43, and a line 44 intersect with a cross point 45 of a diameter of a portion above the processing threshold of the laser beam 15d on the surface to be processed of the work 14 , Intersection point 46, intersection point 47, intersection point 48, and intersection point 49 are obtained. When the value of the horizontal axis of the intersection point 45, the intersection point 46, the intersection point 47, the intersection point 48 and the intersection point 49 and the position of the incident optical system 3 is the reference position, the position of the incident optical system 3 is -1 mm The position of the incidence optical system 3 is -2 mm from the reference position and the position of the incidence optical system 3 is -3 mm from the reference position and the position of the incidence optical system 3 is And becomes the position of the transfer optical system 7 to be disposed in the case of a position of -4 mm from the reference position.

구체적으로는, 입사 광학계(3)의 위치가 기준 위치인 경우, 전사 광학계(7)의 위치는 기준 위치로부터 -140㎛가 된다. 또한, 입사 광학계(3)의 위치가 기준 위치로부터 -1㎜의 위치인 경우, 전사 광학계(7)의 위치는 기준 위치로부터 -120㎛가 된다. 또한, 입사 광학계(3)의 위치가 기준 위치로부터 -2㎜의 위치인 경우, 전사 광학계(7)의 위치는 기준 위치로부터 -95㎛가 된다. 또한, 입사 광학계(3)의 위치가 기준 위치로부터 -3㎜의 위치인 경우, 전사 광학계(7)의 위치는 기준 위치로부터 -70㎛가 된다. 또한, 입사 광학계(3)의 위치가 기준 위치로부터 -4㎜의 위치인 경우, 전사 광학계(7)의 위치는 기준 위치로부터 -25㎛가 된다. More specifically, when the position of the incidence optical system 3 is the reference position, the position of the transfer optical system 7 becomes -140 탆 from the reference position. When the position of the incidence optical system 3 is a position of -1 mm from the reference position, the position of the transfer optical system 7 becomes -120 탆 from the reference position. When the position of the incidence optical system 3 is at a position of -2 mm from the reference position, the position of the transfer optical system 7 becomes -95 탆 from the reference position. When the position of the incidence optical system 3 is at a position of -3 mm from the reference position, the position of the transfer optical system 7 becomes -70 탆 from the reference position. When the position of the incidence optical system 3 is at a position of -4 mm from the reference position, the position of the transfer optical system 7 becomes -25 탆 from the reference position.

도 7은 실시 형태 1의 기억부에 기억되는 테이블을 나타내는 도이다. 도 7에 나타내는 테이블(12a)은, 도 6의 그래프에 기초하여, 입사 광학계(3)의 위치와, 레이저 빔(15d)의 피가공물(14)의 피가공 표면에서의 지름이 원하는 지름으로 될 때의 전사 광학계(7)의 위치의 관계를 기술한 것이다. 7 is a diagram showing a table stored in the storage unit according to the first embodiment; The table 12a shown in Fig. 7 is a table 12a in which the position of the incidence optical system 3 and the diameter of the laser beam 15d on the surface to be processed of the workpiece 14 become the desired diameter And the position of the transferring optical system 7 at the time of exposure.

도 8은 실시 형태 1의 레이저 가공 방법을 나타내는 순서도이다. 도 8에 나타내는 순서도는, 레이저 가공시에, 레이저 가공 장치(1)를 조정하는 방법을 나타내는 순서도이다. 도 8에 나타내는 순서도의 처리는, 레이저 가공할 때마다 실행되어도 되고, 매일 가동 전에 실행되어도 되며, 레이저 발진기(2)의 출력 저하를 가늠해 실행되어도 된다. 또한, 도 8에 나타내는 순서도의 처리를 실행하는 프로그램은, 기억부(12)에 기억되어 있어도 된다. 8 is a flowchart showing a laser machining method according to the first embodiment. The flowchart shown in Fig. 8 is a flowchart showing a method of adjusting the laser machining apparatus 1 during laser machining. The processing in the flowchart shown in Fig. 8 may be executed every time the laser processing is performed, may be executed before every day of operation, or may be executed in view of a drop in the output of the laser oscillator 2. The program for executing the processing of the flowchart shown in Fig. 8 may be stored in the storage unit 12. Fig.

우선, 제어부(13)는, 스텝 S120에 있어서, 입사 광학계(3)를 레이저 빔(15a)의 진행 방향(16) 또는 레이저 빔(15a)의 진행 방향(16)의 역방향(17)으로 이동시켜서, 개구부(5a)를 통과 후의 레이저 빔(15c)의 에너지를 조정한다. The control unit 13 moves the incident optical system 3 to the traveling direction 16 of the laser beam 15a or the reverse direction 17 of the traveling direction 16 of the laser beam 15a in step S120 , And the energy of the laser beam 15c after passing through the opening 5a is adjusted.

도 9는, 실시 형태 1의 레이저 가공 장치의 레이저 빔의 에너지를 조정할 때의 모습을 나타내는 도이다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 제어부(13)는 제3 구동부(10)를 구동시켜 테이블(9)을 이동시키고, 센서(11)를 레이저 빔(15d)의 광축 상에 위치시킨다. 그리고, 제어부(13)는 센서(11)에서 계측되는 레이저 빔(15d)의 에너지를 모니터하면서, 입사 광학계(3)를 이동시킴으로써, 센서(11)에 입사하는 레이저 빔(15d)의 에너지를 원하는 값으로 조정한다. 9 is a view showing a state in which the energy of the laser beam of the laser machining apparatus of Embodiment 1 is adjusted. 9, the control section 13 drives the third driving section 10 to move the table 9 and position the sensor 11 on the optical axis of the laser beam 15d. The controller 13 monitors the energy of the laser beam 15d measured by the sensor 11 and moves the incident optical system 3 so that the energy of the laser beam 15d incident on the sensor 11 is desired Value.

다시 도 8을 참조하면, 제어부(13)는, 스텝 S122에 있어서, 입사 광학계(3)의 이동에 기초하여, 전사 광학계(7)를 레이저 빔(15d)의 진행 방향(18) 또는 레이저 빔(15d)의 진행 방향(18)의 역방향(19)으로 이동시켜서, 피가공물(14)의 피가공 표면 상에서의 레이저 빔(15d)의 가공 임계치를 상회하는 부분의 빔 지름을 조정한다. 이때, 제어부(13)는, 도 7에 나타내는 테이블(12a)을 참조함으로써, 입사 광학계(3)의 위치에 따른 전사 광학계(7)의 위치를 결정할 수 있다. 8, the control unit 13 sets the transferring optical system 7 in the advancing direction 18 of the laser beam 15d or in the direction of the laser beam 15a (step S122), based on the movement of the incident optical system 3 15d in the reverse direction 19 of the proceeding direction 18 to adjust the beam diameter of the portion of the workpiece 14 that exceeds the machining threshold of the laser beam 15d on the surface to be machined. At this time, the control unit 13 can determine the position of the transfer optical system 7 in accordance with the position of the incident optical system 3, by referring to the table 12a shown in Fig.

또한, 상기에서는, 기억부(12)에 테이블(12a)을 기억시켜 입사 광학계(3)의 위치에 따른 전사 광학계(7)의 위치를 결정하는 것으로 했지만, 기억부(12)에 테이블(12a)을 기억시키지 않는 형태도 가능하다. 구체적으로는, 작업자가 레이저 가공 장치(1)를 조작하면서, 피가공물(14)의 피가공 표면 상에서의 레이저 빔(15d)의 가공 임계치를 상회하는 부분의 지름이 원하는 지름이 되도록, 전사 광학계(7)의 위치를 조정하는 것도 가능하다. 또한, 작업자가 레이저 가공 장치(1)를 조작하면서, 피가공물(14)에 실제로 형성된 가공 구멍 지름이 원하는 지름이 되도록, 전사 광학계(7)의 위치를 조정하는 것도 가능하다. In the above description, the table 12a is stored in the storage unit 12 and the position of the transfer optical system 7 is determined according to the position of the incident optical system 3. However, the table 12a may be provided in the storage unit 12, May not be stored. Concretely, when the operator operates the laser machining apparatus 1, the diameter of the portion above the machining threshold of the laser beam 15d on the surface to be machined of the workpiece 14 is set to a desired diameter, 7 can be adjusted. It is also possible to adjust the position of the transfer optical system 7 so that the diameter of the hole actually formed in the work 14 becomes a desired diameter while the operator operates the laser processing apparatus 1. [

이상 설명한 바와 같이, 실시 형태 1에 의하면, 레이저 발진기(2)의 출력이 저하되어도, 피가공물(14)에 필요한 치수의 지름의 가공 구멍을 형성할 수 있다. 따라서, 실시 형태 1에 의하면, 레이저 발진기(2)의 사용 가능 기간을 연장시킬 수 있어서, 레이저 발진기(2)의 교환 빈도를 줄일 수 있다. 따라서, 실시 형태 1에 의하면, 레이저 가공의 코스트를 저감할 수 있다. As described above, according to the first embodiment, even if the output of the laser oscillator 2 is lowered, it is possible to form a machining hole having a required diameter in the work piece 14. Therefore, according to the first embodiment, the usable period of the laser oscillator 2 can be extended, and the frequency of replacement of the laser oscillator 2 can be reduced. Therefore, according to the first embodiment, the cost of laser machining can be reduced.

실시 형태 2 Embodiment 2

도 10은, 실시 형태 2의 레이저 가공 장치의 구성을 나타내는 도이다. 실시 형태 2에 따른 레이저 가공 장치(1A)는, 실시 형태 1에 따른 레이저 가공 장치(1)의 레이저 발진기(2) 대신에, 레이저 출력을 나타내는 신호를 출력할 수 있는 레이저 발진기(2A)를 구비하고 있다. 10 is a diagram showing a configuration of a laser machining apparatus according to the second embodiment. The laser machining apparatus 1A according to the second embodiment includes a laser oscillator 2A capable of outputting a signal indicating a laser output in place of the laser oscillator 2 of the laser machining apparatus 1 according to the first embodiment .

제어부(13)는, 레이저 발진기(2A)로부터 수신하는 레이저 출력을 나타내는 신호에 의해서, 레이저 발진기(2A)의 출력을 취득할 수 있다. 레이저 발진기(2A)의 레이저 출력을 취득할 수 있으면, 레이저 빔(15c)의 에너지가 원하는 에너지로 될 때의 입사 광학계(3)의 위치를 결정할 수 있다. 여기서, 레이저 출력을 나타내는 신호와, 레이저 빔(15c)의 에너지가 원하는 에너지로 될 때의 입사 광학계(3)의 위치의 관계를 미리 취득하고, 레이저 출력을 나타내는 신호와, 레이저 빔(15c)의 에너지가 원하는 에너지로 될 때의 입사 광학계(3)의 위치의 관계를 기술한 테이블(12b)을 기억부(12)에 기억시켜 놓는다. The control unit 13 can acquire the output of the laser oscillator 2A by a signal indicating the laser output received from the laser oscillator 2A. If the laser output of the laser oscillator 2A can be obtained, the position of the incident optical system 3 when the energy of the laser beam 15c becomes the desired energy can be determined. Here, the relationship between the signal indicating the laser output and the position of the incident optical system 3 when the energy of the laser beam 15c becomes the desired energy is obtained in advance, and a signal indicating the laser output and a signal indicating the laser output The table 12b describing the relationship of the position of the incidence optical system 3 when the energy becomes the desired energy is stored in the storage unit 12. [

제어부(13)는 레이저 발진기(2A)로부터 수신하는 레이저 출력을 나타내는 신호에 기초하여, 테이블(12b)을 참조해서, 입사 광학계(3)의 위치를 결정하고, 입사 광학계(3)를 이동시킨다. 또한, 제어부(13)는 입사 광학계(3)의 이동에 기초하여, 테이블(12a)을 참조해서, 전사 광학계(7)의 위치를 결정하고, 전사 광학계(7)를 이동시킨다. The control unit 13 determines the position of the incident optical system 3 and moves the incident optical system 3 based on the signal indicating the laser output received from the laser oscillator 2A with reference to the table 12b. The control unit 13 determines the position of the transferring optical system 7 and moves the transferring optical system 7 based on the movement of the incident optical system 3 with reference to the table 12a.

이상 설명한 바와 같이, 실시 형태 2에 의하면, 레이저 빔(15d)의 에너지를 센서(11)에서 계측하는 수고를 생략할 수 있다. 따라서, 실시 형태 2에 의하면, 레이저 가공의 효율을 향상시킬 수 있다. As described above, according to the second embodiment, the labor of measuring the energy of the laser beam 15d by the sensor 11 can be omitted. Therefore, according to the second embodiment, the efficiency of laser machining can be improved.

또한, 상기한 실시 형태 1 및 실시 형태 2에서는, 입사 광학계(3)의 위치와 전사 광학계(7)의 위치의 관계를 미리 기억부(12)에 기억시켜 놓는 구성을 나타냈다. 그러나, 레이저 가공할 때마다 전사 광학계(7)의 위치를 조정해도 된다. 즉, 레이저 가공 전의 절차 공정으로서 전사 광학계(7)의 위치를 바꾸어 레이저 가공을 실시해서, 원하는 가공 구멍 지름으로 되는 전사 광학계(7)의 위치를 결정한다. In the first and second embodiments, the relationship between the position of the incidence optical system 3 and the position of the transfer optical system 7 is stored in the storage unit 12 in advance. However, the position of the transfer optical system 7 may be adjusted every time the laser processing is performed. That is, as the procedure before the laser processing, the position of the transfer optical system 7 is changed and laser processing is performed to determine the position of the transfer optical system 7 having the desired processing hole diameter.

레이저 빔(15a)의 발산각(發散角) 또는 프로파일이 변화한 경우, 입사 광학계(3)의 위치와, 마스크(5) 상에서의 빔 지름의 관계도 바뀐다. 즉, 입사 광학계(3)의 위치와, 개구부(5a)를 통과 후의 레이저 빔(15c)의 프로파일의 관계도 바뀐다. 이에 따라, 실시 형태 1 및 실시 형태 2에서 미리 기억부(12)에 기억시켜 놓은 테이블(12a 및 12b)의 관계도 바뀌어, 가공 구멍 지름을 원하는 지름으로 유지할 수 없게 될 가능성이 있다. 그러나 레이저 가공할 때마다 전사 광학계(7)의 위치를 조정하는 것으로 하면, 레이저 빔(15a)의 발산각 또는 프로파일이 변동했을 경우에도, 가공 구멍 지름을 원하는 지름으로 유지할 수 있다. When the divergence angle or profile of the laser beam 15a changes, the relationship between the position of the incident optical system 3 and the beam diameter on the mask 5 also changes. That is, the relationship between the position of the incident optical system 3 and the profile of the laser beam 15c after passing through the opening 5a is also changed. Thus, the relationship between the tables 12a and 12b stored in the storage unit 12 in advance in the first and second embodiments is also changed, and the diameter of the machining hole may not be maintained at a desired diameter. However, if the position of the transfer optical system 7 is adjusted every time the laser processing is performed, the diameter of the processing hole can be maintained at a desired diameter even when the divergence angle or profile of the laser beam 15a fluctuates.

실시 형태 3 Embodiment 3

도 11은 실시 형태 3의 레이저 가공 장치의 구성을 나타내는 도이다. 11 is a diagram showing a configuration of a laser machining apparatus according to Embodiment 3;

실시 형태 1에 따른 레이저 가공 장치(1)에서는, 레이저 빔(15b)이 수렴 점(20)에서 수렴한 후, 발산하여 마스크(5)에 입사하고 있다. In the laser machining apparatus 1 according to the first embodiment, after the laser beam 15b converges at the convergence point 20, it diverges and enters the mask 5.

한편, 실시 형태 3에 따른 레이저 가공 장치(1B)에서는, 레이저 빔(15b)이, 수렴하기 전에 마스크(5)에 입사하고 있다. 그리고, 개구부(5a)를 통과 후의 레이저 빔(15c)이 수렴 점(20)에서 수렴하고 있다. On the other hand, in the laser machining apparatus 1B according to the third embodiment, the laser beam 15b is incident on the mask 5 before converging. Then, the laser beam 15c passing through the opening 5a converges at the convergence point 20.

실시 형태 3에서는, 제어부(13)는 레이저 발진기(2)로부터 출사되는 레이저 빔(15a)의 에너지가 저하되면, 입사 광학계(3)를 레이저 빔(15a)의 진행 방향(16)의 역방향(17)으로 이동시켜서, 레이저 빔(15b)의 마스크(5) 상에서의 빔 지름을 작아지게 한다. 이에 따라, 제어부(13)는 레이저 빔(15b) 전체에 대한 레이저 빔(15c)의 비율을 높일 수 있어서, 레이저 빔(15c)의 에너지를 유지할 수 있다. In the third embodiment, when the energy of the laser beam 15a emitted from the laser oscillator 2 is lowered, the control unit 13 causes the incident optical system 3 to move in the reverse direction 17 of the laser beam 15a in the traveling direction 16 So that the beam diameter of the laser beam 15b on the mask 5 is reduced. Accordingly, the control section 13 can increase the ratio of the laser beam 15c to the entire laser beam 15b, and can maintain the energy of the laser beam 15c.

도 12는 실시 형태 3의 입사 광학계의 위치와, 전사 광학계의 위치와, 가공 구멍 지름의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 12에 나타내는 그래프는, 도 5에 나타내는 순서도를 시뮬레이션 실행하는 것에 의해서 취득한 것이다. 12 is a graph showing the relationship between the position of the incident optical system of Embodiment 3, the position of the transfer optical system, and the diameter of the processing hole. The graph shown in Fig. 12 is obtained by executing the flowchart shown in Fig. 5 by simulation.

도 12에 나타내는 그래프에 있어서, 가로축은 전사 광학계(7)의 위치를 나타내고, 세로축은 피가공물(14)의 피가공 표면 상에서의 레이저 빔(15d)의 가공 임계치를 상회하는 부분의 지름을 나타낸다. 또한, 전사 광학계(7)를 레이저 빔(15d)의 진행 방향(18) 측으로 이동시키는 경우를 「-」로 나타내고, 전사 광학계(7)를 레이저 빔(15d)의 진행 방향(18)의 역방향(19) 측으로 이동시키는 경우를 「+」로 나타내고 있다. 12, the horizontal axis represents the position of the transfer optical system 7, and the vertical axis represents the diameter of the portion of the work 14 over the processing threshold of the laser beam 15d on the work surface. The case where the transfer optical system 7 is moved to the advancing direction 18 side of the laser beam 15d is denoted by " - ", and the transferring optical system 7 is reversed from the advancing direction 18 of the laser beam 15d 19) side is indicated by " + ".

도 12에서는, 입사 광학계(3)의 위치가 기준 위치인 경우, 입사 광학계(3)의 위치가 기준 위치로부터 +1㎜의 위치인 경우, 입사 광학계(3)의 위치가 기준 위치로부터 +2㎜의 위치인 경우 및 입사 광학계(3)의 위치가 기준 위치로부터 +3㎜의 위치인 경우를 나타내고 있다. 또한, 입사 광학계(3)를 레이저 빔(15b)의 진행 방향(16)의 역방향(17) 측으로 이동시키는 경우를 「+」로 나타내고 있다. 12, when the position of the incidence optical system 3 is the reference position, when the position of the incidence optical system 3 is + 1 mm from the reference position, the position of the incidence optical system 3 is shifted from the reference position by + 2 mm And the case where the position of the incident optical system 3 is at a position of + 3 mm from the reference position. The case in which the incident optical system 3 is moved to the side 17 opposite to the traveling direction 16 of the laser beam 15b is indicated by " + ".

선 60은 입사 광학계(3)의 위치가 기준 위치인 경우의 샘플 점의 근사 직선이다. 선 61은 입사 광학계(3)의 위치가 기준 위치로부터 +1㎜인 경우의 샘플 점의 근사 직선이다. 선 62는 입사 광학계(3)의 위치가 기준 위치로부터 +2㎜인 경우의 샘플 점의 근사 직선이다. 선 63은 입사 광학계(3)의 위치가 기준 위치로부터 +3㎜인 경우의 샘플 점의 근사 직선이다. Line 60 is an approximate straight line of the sample point when the position of the incident optical system 3 is the reference position. A line 61 is an approximate straight line of the sample point when the position of the incident optical system 3 is +1 mm from the reference position. Line 62 is an approximate straight line of the sample point when the position of the incidence optical system 3 is + 2 mm from the reference position. A line 63 is an approximate straight line of the sample point when the position of the incident optical system 3 is + 3 mm from the reference position.

여기서, 원하는 가공 구멍 지름이 50㎛라고 한다. 이 경우, 선 60, 선 61, 선 62 및 선 63과, 피가공물(14)의 피가공 표면 상에서의 레이저 빔(15d)의 가공 임계치를 상회하는 부분의 지름=50㎛와의 교점 64, 교점 65, 교점 66 및 교점 67을 구한다. 그리고, 교점 64, 교점 65, 교점 66 및 교점 67의 가로축의 값이, 입사 광학계(3)의 위치가 기준 위치인 경우, 입사 광학계(3)의 위치가 기준 위치로부터 +1㎜의 위치인 경우, 입사 광학계(3)의 위치가 기준 위치로부터 +2㎜의 위치인 경우 및 입사 광학계(3)의 위치가 기준 위치로부터 +3㎜의 위치인 경우에 배치해야 할 전사 광학계(7)의 위치가 된다. Here, the desired machining hole diameter is 50 占 퐉. In this case, the intersection 64 between the line 60, the line 61, the line 62 and the line 63 and the diameter of the portion above the processing threshold of the laser beam 15d on the surface to be processed of the work 14 is 50 m, , The intersection point 66 and the intersection point 67 are obtained. When the value of the horizontal axis of the intersection 64, the intersection 65, the intersection 66 and the intersection 67 is the position of the incident optical system 3 at the reference position and the position of the incident optical system 3 is the position of +1 mm from the reference position, The position of the transfer optical system 7 to be arranged when the position of the incidence optical system 3 is + 2 mm from the reference position and when the position of the incident optical system 3 is + 3 mm from the reference position.

구체적으로는, 입사 광학계(3)의 위치가 기준 위치인 경우, 전사 광학계(7)의 위치는 기준 위치로부터 +260㎛가 된다. 또한, 입사 광학계(3)의 위치가 기준 위치로부터 +1㎜인 위치의 경우, 전사 광학계(7)의 위치는 기준 위치로부터 +200㎛가 된다. 또한, 입사 광학계(3)의 위치가 기준 위치로부터 +2㎜의 위치인 경우, 전사 광학계(7)의 위치는 기준 위치로부터 +75㎛가 된다. 또한, 입사 광학계(3)의 위치가 기준 위치로부터 +3㎜의 위치인 경우, 전사 광학계(7)의 위치는 기준 위치로부터 +10㎛가 된다. Specifically, when the position of the incidence optical system 3 is the reference position, the position of the transfer optical system 7 becomes +260 μm from the reference position. When the position of the incidence optical system 3 is at a position of +1 mm from the reference position, the position of the transfer optical system 7 becomes +200 μm from the reference position. When the position of the incidence optical system 3 is + 2 mm from the reference position, the position of the transfer optical system 7 becomes + 75 μm from the reference position. When the position of the incidence optical system 3 is + 3 mm from the reference position, the position of the transfer optical system 7 is + 10 μm from the reference position.

도 13은, 실시 형태 3의 기억부에 기억되는 테이블을 나타내는 도이다. 도 13에 나타내는 테이블(12c)은, 도 12의 그래프에 기초하여, 입사 광학계(3)의 위치와, 레이저 빔(15d)의 피가공물(14)의 피가공 표면에서의 지름이 원하는 지름으로 될 때의 전사 광학계(7)의 위치를 기술한 것이다. 13 is a diagram showing a table stored in the storage unit according to the third embodiment; The table 12c shown in Fig. 13 is a table 12c based on the graph of Fig. 12 in which the position of the incidence optical system 3 and the diameter of the laser beam 15d on the surface to be processed of the workpiece 14 become a desired diameter The position of the transferring optical system 7 at the time of the transfer.

제어부(13)는 입사 광학계(3)를 레이저 빔(15a)의 진행 방향(16)의 역방향(17)으로 이동시켜서, 개구부(5a)를 통과 후의 레이저 빔(15c)의 에너지를 조정한다. The control unit 13 moves the incident optical system 3 in the direction 17 opposite to the traveling direction 16 of the laser beam 15a to adjust the energy of the laser beam 15c after passing through the opening 5a.

그리고, 제어부(13)는, 입사 광학계(3)의 이동에 기초하여, 전사 광학계(7)를 레이저 빔(15d)의 진행 방향(18)의 역방향(19)으로 이동시킨다. 즉, 제어부(13)는, 개구부(5a)의 상을 피가공물(14)의 피가공 표면보다도 레이저 빔(15d)의 진행 방향(18)과 역방향(19) 측으로 시프트 시킨다. 이에 따라, 제어부(13)는 피가공물(14)의 피가공 표면 상에서의 개구부(5a)의 상을 흐려지게 한다. 이것에 의해, 제어부(13)는 피가공물(14)의 피가공 표면 상에서의 레이저 빔(15d)의 가공 임계치를 상회하는 부분의 빔 지름을 확대한다. 이에 따라, 레이저 가공 장치(1)는 가공 구멍의 지름을 증대시켜, 원하는 지름의 가공 구멍을 형성할 수 있다. The control unit 13 moves the transfer optical system 7 to the direction 19 opposite to the traveling direction 18 of the laser beam 15d based on the movement of the incident optical system 3. [ That is, the control unit 13 shifts the image of the opening 5a toward the direction 19 opposite to the traveling direction 18 of the laser beam 15d as compared with the surface to be processed of the work 14. Accordingly, the control unit 13 causes the image of the opening 5a on the surface to be processed of the work 14 to be blurred. Thus, the control section 13 enlarges the beam diameter of the portion of the work 14 above the processing threshold of the laser beam 15d on the surface to be machined. Thus, the laser machining apparatus 1 can increase the diameter of the machining hole and form a machining hole with a desired diameter.

이상 설명한 바와 같이, 실시 형태 3에 의하면, 레이저 발진기(2)의 출력이 저하되어도, 피가공물(14)에 원하는 지름의 가공 구멍을 형성할 수 있다. 따라서, 실시 형태 3에 의하면, 레이저 발진기(2)의 사용 가능 기간을 연장시킬 수 있어서, 레이저 발진기(2)의 교환 빈도를 줄일 수 있다. 따라서, 실시 형태 3에 의하면, 레이저 가공의 코스트를 저감할 수 있다. As described above, according to the third embodiment, even if the output of the laser oscillator 2 is reduced, a machining hole with a desired diameter can be formed on the work 14. Therefore, according to the third embodiment, the usable period of the laser oscillator 2 can be extended, and the frequency of replacement of the laser oscillator 2 can be reduced. Therefore, according to the third embodiment, the cost of laser machining can be reduced.

이상의 실시 형태에 나타낸 구성은, 본 발명 내용의 일례를 나타내는 것으로, 다른 공지된 기술과 조합시키는 것도 가능하며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 구성의 일부를 생략, 변경하는 것도 가능하다. The configuration shown in the above embodiments represents one example of the present invention and can be combined with other known techniques and a part of the configuration can be omitted or changed without departing from the gist of the present invention.

1, 1A, 1B 레이저 가공 장치, 2, 2A 레이저 발진기,
3 입사 광학계, 4 제1 구동부,
5 마스크, 6 전송 광학계,
7 전사 광학계, 8 제2 구동부,
9 테이블, 10 제3 구동부,
11 센서, 12 기억부,
13 제어부.
1, 1A, 1B laser processing device, 2, 2A laser oscillator,
3 incidence optical system, 4 first driving unit,
5 mask, 6 transmission optical system,
7 transfer optical system, 8 second drive unit,
9 table, 10 third driving section,
11 sensors, 12 storage units,
13 Controls.

Claims (10)

레이저 발진기로부터 출사되는 레이저 빔을 마스크에 조사하는 입사 광학계를 레이저 빔의 진행 방향 또는 레이저 빔의 진행 방향과 역방향으로 이동시켜서, 상기 마스크의 개구부를 통과 후의 레이저 빔의 에너지를 조정하는 제1 공정과,
상기 입사 광학계의 이동에 기초하여, 상기 개구부를 통과 후의 레이저 빔을 피가공물에 조사하는 전사 광학계를 레이저 빔의 진행 방향 또는 레이저 빔의 진행 방향과 역방향으로 이동시켜서, 레이저 빔의 피가공물의 피가공 표면에서의 지름을 조정하는 제2 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
A first step of moving an incident optical system for irradiating a mask with a laser beam emitted from a laser oscillator in a direction opposite to a traveling direction of the laser beam or a traveling direction of the laser beam to adjust the energy of the laser beam after passing through the opening of the mask; ,
A transfer optical system for irradiating a workpiece with a laser beam after passing through the opening is moved in a direction opposite to a traveling direction of the laser beam or a traveling direction of the laser beam based on the movement of the incident optical system, And a second step of adjusting the diameter on the surface.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 공정은 상기 전사 광학계에 의해 결상되는 상기 개구부의 상(像)을, 피가공물의 피가공 표면보다도 레이저 빔의 진행 방향 또는 레이저 빔의 진행 방향과 역방향으로 시프트 시키는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the second step shifts the image of the opening formed by the transferring optical system to the direction of advance of the laser beam or the direction of advance of the laser beam than the surface to be processed of the member to be processed, Way.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 공정은 피가공물의 피가공 표면 상에서의 레이저 빔의 가공 임계치를 상회하는 부분의 빔 지름을, 원하는 가공 구멍 지름으로 증대시키는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the second step increases the beam diameter of a portion of the workpiece above the processing threshold of the laser beam on the surface to be processed to a desired machining hole diameter.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 공정은 상기 입사 광학계의 위치와, 레이저 빔의 피가공물의 피가공 표면에서의 지름이 원하는 지름으로 될 때의 상기 전사 광학계의 위치의 관계를 기술한 테이블을 참조함으로써, 상기 전사 광학계의 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
The method according to claim 1,
The second step refers to a table describing the relationship between the position of the incident optical system and the position of the transfer optical system when the diameter of the laser beam on the surface to be processed of the workpiece becomes the desired diameter, Position of the laser beam is determined.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 공정은 상기 레이저 발진기로부터 수신하는 레이저 출력을 나타내는 신호와, 상기 개구부를 통과 후의 레이저 빔의 에너지가 원하는 에너지로 될 때의 입사 광학계의 위치의 관계를 기술한 테이블을 참조함으로써, 상기 입사 광학계의 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
The method according to claim 1,
The first step refers to a table describing a relationship between a signal indicating a laser output received from the laser oscillator and a position of an incident optical system when the energy of the laser beam after passing through the opening becomes a desired energy, Wherein the position of the optical system is determined.
레이저 발진기로부터 출사되는 레이저 빔을 마스크에 조사하는 입사 광학계와,
상기 마스크의 개구부를 통과 후의 레이저 빔을 피가공물에 조사하는 전사 광학계와,
상기 입사 광학계를 레이저 빔의 진행 방향 또는 레이저 빔의 진행 방향과 역방향으로 이동시켜서, 상기 개구부를 통과 후의 레이저 빔의 에너지를 조정하고, 상기 입사 광학계의 이동에 기초하여, 상기 전사 광학계를 레이저 빔의 진행 방향 또는 레이저 빔의 진행 방향과 역방향으로 이동시켜서, 레이저 빔의 피가공물의 피가공 표면에서의 지름을 조정하는 제어를 행하는 제어부
를 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.
An incident optical system for irradiating a mask with a laser beam emitted from a laser oscillator,
A transfer optical system for irradiating the workpiece with a laser beam after passing through the opening of the mask,
And a control unit for controlling the energy of the laser beam after passing through the opening by moving the incident optical system in a direction opposite to a traveling direction of the laser beam or a traveling direction of the laser beam, A control unit for performing control to adjust the diameter of the laser beam on the work surface of the workpiece by moving the workpiece in the direction of travel or the direction opposite to the traveling direction of the laser beam,
And a laser processing unit for processing the laser beam.
청구항 6에 있어서,
상기 제어부는 상기 전사 광학계에 의해 결상되는 상기 개구부의 상을, 피가공물의 피가공 표면보다도 레이저 빔의 진행 방향 또는 레이저 빔의 진행 방향과 역방향으로 시프트 시키는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.
The method of claim 6,
Wherein the control unit shifts the image of the opening formed by the transferring optical system to a direction opposite to the traveling direction of the laser beam or the traveling direction of the laser beam than the surface to be processed of the member to be processed.
청구항 6에 있어서,
상기 제어부는 피가공물의 피가공 표면 상에서의 레이저 빔의 가공 임계치를 상회하는 부분의 빔 지름을, 원하는 가공 구멍 지름으로 증대시키는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.
The method of claim 6,
Wherein the control section increases the beam diameter of a portion of the workpiece above the processing threshold of the laser beam on the surface of the workpiece to a desired machining hole diameter.
청구항 6에 있어서,
상기 입사 광학계의 위치와, 레이저 빔의 피가공물의 피가공 표면에서의 지름이 원하는 지름으로 될 때의 상기 전사 광학계의 위치의 관계를 기술한 테이블을 기억하는 기억부를 더 구비하고,
상기 제어부는, 상기 테이블을 참조함으로써, 상기 전사 광학계의 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.
The method of claim 6,
Further comprising a storage unit that stores a table describing a relationship between a position of the incident optical system and a position of the transferring optical system when a diameter of a laser beam on the surface to be processed is a desired diameter,
Wherein the control unit determines the position of the transfer optical system by referring to the table.
청구항 6에 있어서,
상기 레이저 발진기로부터 수신하는 레이저 출력을 나타내는 신호와, 상기 개구부를 통과 후의 레이저 빔의 에너지가 원하는 에너지로 될 때의 입사 광학계의 위치의 관계를 기술한 테이블을 기억하는 기억부를 더 구비하고,
상기 제어부는, 상기 테이블을 참조함으로써, 상기 입사 광학계의 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.
The method of claim 6,
Further comprising a storage unit that stores a table describing a relationship between a signal indicating a laser output received from the laser oscillator and a position of an incident optical system when energy of a laser beam after passing through the opening becomes a desired energy,
Wherein the control unit determines the position of the incident optical system by referring to the table.
KR1020177005932A 2014-11-06 2014-11-06 Laser machining method and device KR101771885B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2014/079435 WO2016071986A1 (en) 2014-11-06 2014-11-06 Laser machining method and device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170031781A true KR20170031781A (en) 2017-03-21
KR101771885B1 KR101771885B1 (en) 2017-08-25

Family

ID=55908738

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177005932A KR101771885B1 (en) 2014-11-06 2014-11-06 Laser machining method and device

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP5916962B1 (en)
KR (1) KR101771885B1 (en)
CN (1) CN107073654A (en)
TW (1) TWI586468B (en)
WO (1) WO2016071986A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110480257B (en) * 2019-07-12 2020-05-19 江苏长龄液压股份有限公司 Manufacturing process of oil cylinder

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000176661A (en) 1998-12-21 2000-06-27 Mitsubishi Electric Corp Laser beam machining method and its device
JP2009208093A (en) 2008-02-29 2009-09-17 Sunx Ltd Laser marking apparatus

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3292058B2 (en) * 1996-10-01 2002-06-17 三菱電機株式会社 Method and apparatus for processing wiring substrate using laser light
US6313435B1 (en) * 1998-11-20 2001-11-06 3M Innovative Properties Company Mask orbiting for laser ablated feature formation
JP2003285179A (en) * 2002-03-26 2003-10-07 Sumitomo Heavy Ind Ltd Laser beam machining method and machining device
JP2004209508A (en) * 2002-12-27 2004-07-29 Sumitomo Heavy Ind Ltd Laser beam machining method and laser beam machining device
KR20060014359A (en) * 2003-03-24 2006-02-15 가부시키가이샤 니콘 Optical element, optical system, laser device, exposure device, mask testing device, and high polymer crystal processing device
JP2006082125A (en) * 2004-09-17 2006-03-30 Mitsubishi Electric Corp Image transfer type laser beam machining apparatus and its machining method
WO2006129369A1 (en) * 2005-06-03 2006-12-07 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Laser machining method and laser machining device
US20120187097A1 (en) * 2011-01-25 2012-07-26 Wu Jang-Yie Laser engraver capable of automatic defocusing
CN204430558U (en) * 2013-04-22 2015-07-01 三菱电机株式会社 Laser processing device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000176661A (en) 1998-12-21 2000-06-27 Mitsubishi Electric Corp Laser beam machining method and its device
JP2009208093A (en) 2008-02-29 2009-09-17 Sunx Ltd Laser marking apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2016071986A1 (en) 2017-04-27
KR101771885B1 (en) 2017-08-25
WO2016071986A1 (en) 2016-05-12
TW201620659A (en) 2016-06-16
CN107073654A (en) 2017-08-18
JP5916962B1 (en) 2016-05-11
TWI586468B (en) 2017-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110394981B (en) Device for the generative production of three-dimensional structures
KR101298019B1 (en) Laser processing apparatus
US10276388B2 (en) Laser machining device and laser machining method
KR101420565B1 (en) Laser processing apparatus and laser processing method
US9346122B1 (en) Multi-wavelength laser processing systems and associated methods of use and manufacture
JP6239421B2 (en) Laser processing equipment
KR101771885B1 (en) Laser machining method and device
JP2007222902A (en) Laser machining apparatus and laser machining method
KR20160073785A (en) Laser processing system and laser processing method using the laser processing system
KR101678985B1 (en) Laser processing apparatus and laser processing method using the laser processing apparatus
KR101866825B1 (en) Method for surface scanning with controling of laser beam energy profile
EP3098910B1 (en) Laser processing machine and focusing angle setting method of laser processing machine
JP6695610B2 (en) Laser processing apparatus and laser processing method
JP6324151B2 (en) Laser processing apparatus and laser processing method
JP2005106866A (en) Focusing device for laser marking device
KR20160127461A (en) Laser apparatus and method of manufacturing the same
KR101511645B1 (en) Method for calibrating irradiation position of laser beam
KR20200019386A (en) Laser processing apparatus
JP2008114257A (en) Laser machining apparatus and laser machining method
KR102313467B1 (en) Laser processing apparatus
JP5465120B2 (en) Optical axis adjustment method and laser processing apparatus
JP2012024787A (en) Laser machining apparatus
JP6780544B2 (en) Laser welding equipment
JP6644428B2 (en) Laser processing apparatus and laser processing method
KR101531817B1 (en) Apparatus for compensating error of lens array

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant