TWI658892B

TWI658892B - Laser processing device

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Publication number: TWI658892B
Application number: TW106107612A
Authority: TW
Inventors: 奧平恭之
Original assignee: 住友重機械工業股份有限公司
Priority date: 2016-03-09
Filing date: 2017-03-08
Publication date: 2019-05-11
Also published as: TW201731617A; CN108698165A; KR20180122605A; CN108698165B; WO2017154800A1; JP2017159317A

Abstract

本發明提供一種在複數個加工軸中進行雷射加工之情況下，能夠兼備各加工軸中的加工品質之雷射加工裝置。聲光偏轉器將雷射光束轉向阻尼器路徑及第1、第2加工路徑中之任一個。在第1、第2加工路徑中分別配置有光束偏轉器。控制裝置重複如下步驟：使光束偏轉器動作之步驟、以及控制聲光偏轉器而從原始雷射脈衝向第1加工路徑切出雷射脈衝，之後向第2加工路徑切出雷射脈衝之步驟。在重複該步驟之過程中，從向雷射光源指令開始振盪之時間點到向第1加工路徑切出雷射脈衝之時間點為止的經過時間不變。即使使向第1加工路徑切出之雷射脈衝的脈衝寬度變化，在聲光偏轉器中從向第1加工路徑發送切出訊號到向第2加工路徑發送切出訊號為止的經過時間亦不會變化。

Description

雷射加工裝置

本發明係有關一種在時間軸上從1個雷射脈衝切出至少2個雷射脈衝，並在至少2個軸上進行雷射加工之雷射加工裝置。

在下述專利文獻1中揭示有藉由雷射光束來進行鑽孔加工之雷射加工裝置。該雷射加工裝置包括雷射光源與聲光元件(聲光偏轉器)。聲光元件將從雷射光源所輸出之脈衝雷射光束轉向朝向射束阻尼器之路徑、朝向加工對象物之第1加工路徑及第2加工路徑中之任一個。轉向第1加工路徑或者第2加工路徑之脈衝雷射光束以電流掃描儀進行偏轉之後，入射到加工對象物的目標位置。

在1個雷射脈衝的脈衝寬度內的某一期間，雷射光束轉向第1加工路徑，在其他某一期間，轉向第2加工路徑，剩餘期間轉向阻尼器路徑。藉此，能夠從1個雷射脈衝切出2個雷射脈衝，而在2個軸上進行雷射加工。

(先前技術文獻) (專利文獻)

專利文獻1：日本特開2015-186822號公報

從二氧化碳雷射等所輸出之雷射脈衝的光強度通常從上升時間點開始隨著時間的經過降低。從1個雷射脈衝在時間上切出複數個雷射脈衝之情況下，在時間上相對性靠後切出之雷射脈衝的光強度與時間上相對性靠前切出之雷射脈衝的光強度比較變為較弱。因此，難以使複數個加工軸各別之加工品質均勻。

本發明的目的為，提供一種在複數個加工軸中進行雷射加工之情況下，能夠兼備各加工軸中的加工品質之雷射加工裝置。

依本發明的一觀點，可提供一種雷射加工裝置，其具有：雷射光源，輸出雷射光束；聲光偏轉器，配置於從前述雷射光源所輸出之雷射光束的路徑，且將所入射之雷射光束轉向朝向射束阻尼器之阻尼器路徑、第1加工路徑及第2加工路徑中之任一個；載物台，在轉向前述第1加工路徑之第1雷射脈衝所入射之位置以及轉向前述第2加工路徑之第2雷射脈衝所入射之位置上保持加工對象物；第1光束偏轉器及第2光束偏轉器，分別配置於前述第1加工路徑及前述第2加工路徑，並使向保持在前述載物台之加工對象物的入射位置變化；及控制裝置，控制前述雷射光源、前述聲光偏轉器、第1光束偏轉器及前述第2光束偏轉器，前述控制裝置重複如下步驟：使前述第1光束偏轉器及前述第2光束偏轉器動作，而使前述第1雷射脈衝及前述第2雷射脈衝的入射位置移動到目標位置之步驟；向前述雷射光源指令開始振盪之步驟；控制前述聲光偏轉器而從由前述雷射光源所輸出之原始雷射脈衝向前述第1加工路徑切出前述第1雷射脈衝，之後從相同的原始雷射脈衝向前述第2加工路徑切出前述第2雷射脈衝之步驟；以及向前述雷射光源指令停止振盪之步驟，在重複前述步驟之過程中，從向前述雷射光源指令開始振盪之時間點到從由前述雷射光源所輸出之原始雷射脈衝向前述第1加工路徑切出前述第1雷射脈衝之時間點為止的經過時間不變，使向前述第1加工路徑切出之前述第1雷射脈衝的脈衝寬度變化，且在前述聲光偏轉器中從向前述第1加工路徑發送前述第1雷射脈衝的切出訊號到向前述第2加工路徑發送前述第2雷射脈衝的切出訊號為止的經過時間不會變化。

即使第1雷射脈衝的脈衝寬度會變化，從第1雷射脈衝的切出到第2雷射脈衝的切出為止的經過時間亦不會變動。因此，第1雷射脈衝的切出時間點的原始雷射脈衝的光強度與第2雷射脈衝的切出時間點的原始雷射脈衝的光強度之比幾乎成為恆定。即使第1雷射脈衝的脈衝寬度變化，藉由預先調整朝向第1加工路徑之繞射效率與朝向第2加工路徑之繞射效率，亦能夠使第1雷射脈衝的光強度與第2雷射脈衝的光強度幾乎相等。其結果，能夠使基於第1雷射脈衝之加工與基於第2雷射脈衝之加工的品質均勻。

10‧‧‧雷射光源

11‧‧‧光學系統

13‧‧‧射束阻尼器

20‧‧‧聲光偏轉器(AOD)

21‧‧‧聲光晶體

22‧‧‧換能器

23‧‧‧驅動器

24‧‧‧路徑切換端子

25‧‧‧切出端子

26‧‧‧第1繞射效率調整旋鈕

27‧‧‧第2繞射效率調整旋鈕

30‧‧‧反射鏡

31‧‧‧光束偏轉器

32‧‧‧fθ透鏡

33‧‧‧加工對象物

40‧‧‧反射鏡

41‧‧‧光束偏轉器

42‧‧‧fθ透鏡

43‧‧‧加工對象物

50‧‧‧載物台

55‧‧‧控制裝置

60‧‧‧印刷基板

61‧‧‧區塊

62‧‧‧目標位置

65‧‧‧核心基板

66‧‧‧內層的導體圖案

67‧‧‧絕緣層

67A、67B‧‧‧凹部

67C‧‧‧孔

68‧‧‧表面的導體圖案

68A‧‧‧孔

G1、G2‧‧‧控制訊號

LP0‧‧‧原始雷射脈衝LP0

LP1‧‧‧第1雷射脈衝

LP2‧‧‧第2雷射脈衝

MP1‧‧‧第1加工路徑

MP2‧‧‧第2加工路徑

PD‧‧‧阻尼器路徑

PLB‧‧‧脈衝雷射光束

PW1、PW2‧‧‧脈衝寬度

RPL‧‧‧重複週期的下限值

RPU‧‧‧重複週期的上限值

S0‧‧‧振盪指令訊號

S1‧‧‧路徑選擇訊號

S2‧‧‧切出訊號

第1圖係基於本發明的實施例及參考例之雷射加工裝置的概略圖。

第2圖A係作為加工對象物的一例而表示之印刷基板的概略平面圖，第2圖B係印刷基板的部分剖面圖，第2圖C係表示使脈衝雷射光束入射而進行鑽孔加工時的形成過程中之孔的形狀之剖面圖。

第3圖係光束偏轉器的動作狀態、振盪指令訊號、路徑選擇訊號、以及切出訊號的第1發和第2發的一部分時序圖。

第4圖A係表示基於參考例之雷射加工裝置中進行加工時的第1發雷射脈衝的切出時的振盪指令訊號、路徑選擇訊號、切出訊號的時序圖及雷射脈衝的波形之圖表，第4圖B係第2發和第3發的雷射脈衝的切出時的振盪指令訊號、路徑選擇訊號、切出訊號的時序圖及雷射脈衝的波形之圖表。

第5圖A係表示基於實施例之雷射加工裝置中進行加工時的第1發雷射脈衝的切出時的振盪指令訊號、路徑選擇訊號、切出訊號的時序圖及雷射脈衝的波形之圖表，第5圖B係第2發和第3發的雷射脈衝的切出時的振盪指令訊號、路徑選擇訊號、切出訊號的時序圖及雷射脈衝的波形之圖表。

第6圖A~第6圖C係基於另一實施例之雷射加工裝置中之振盪指令訊號、光束偏轉器的動作狀態、路徑選擇訊號及切出訊號的時序圖。

第7圖係基於又一實施例之雷射加工裝置中之振盪指令訊號、光束偏轉器的動作狀態、路徑選擇訊號及切出訊號的時序圖。

在第1圖中，示出基於本發明的實施例及參考例之雷射加工裝置的概略圖。雷射光源10從控制裝置55接收振盪指令訊號S0而進行雷射振盪，並輸出脈衝雷射光束PLB。在雷射光源10中，例如可使用二氧化碳雷射。例如，藉由振盪指令訊號S0的上升，指令開始振盪，且藉由振盪指令訊號S0的下降，指令停止振盪。

從雷射光源10輸出，並在經由光學系統11之脈衝雷射光束PLB的路徑上配置有聲光偏轉器(AOD)20。光學系統11例如包括光束擴展器及孔徑等。AOD20將所入射之雷射光束轉向朝向射束阻尼器13之阻尼器路徑PD、第1加工路徑MP1及第2加工路徑MP2中之任一個。AOD20包括聲光晶體21、換能器(transducer)22及驅動器23。換能器22藉由驅動器23被驅動，由此在聲光晶體21內產生彈性波。

在驅動器23中，設有路徑切換端子24、切出端子25、第1繞射效率調整旋鈕26及第2繞射效率調整旋鈕27。從控制裝置55向路徑切換端子24輸入有路徑選擇訊號S1。藉由路徑選擇訊號S1，第1加工路徑MP1及第2加工路徑MP2中之一方的路徑被選擇。從控制裝置55向切出端子25輸入有切出訊號S2。在未輸入有切出訊號S2之期間，AOD20將所入射之雷射光束轉向阻尼器路徑PD。在輸入有切出訊號S2之期間，AOD20在第1加工路徑MP1及第2加工路徑MP2之中將雷射光束轉向藉由路徑選擇訊號S1而被選擇之其中一方的路徑。

藉由第1繞射效率調整旋鈕26，能夠調整將所輸入之雷射光束轉向第1加工路徑MP1時的繞射效率。藉由第2繞射效率調整旋鈕27，能夠調整將所輸入之雷射光束轉向第2加工路徑MP2時的繞射效率。如此，AOD20具有獨立地調整朝向第1加工路徑MP1的繞射效率與朝向第2加工路徑MP2的繞射效率之功能。藉由調整繞射效率，能夠調整轉向第1加工路徑MP1及第2加工路徑MP2之雷射光束的光強度。可以設為從控制裝置55將繞射效率的指令值輸入到驅動器23之構成來代替以第1繞射效率調整旋鈕26及第2繞射效率調整旋鈕27調整繞射效率之方法。

輸出至第1加工路徑MP1之雷射光束被反射鏡30反射而入射到光束偏轉器31。光束偏轉器31使雷射光束的進行方向朝二維方向變化。在光束偏轉器31中，例如能夠使用一對電流掃描儀。在以光束偏轉器31偏轉之雷射光束被fθ透鏡32收斂之後，入射到加工對象物33。同樣地，輸出至第2加工路徑MP2之雷射光束經由反射鏡40、光束偏轉器41、fθ透鏡42而入射到加工對象物43。加工對象物33、43保持在載物台50上。

光束偏轉器31、41分別從控制裝置55接收控制訊號G1、G2，以入射到指令有雷射光束之目標位置之方式進行動作。若穩定在指令有雷射光束的入射位置之目標位置處，則向控制裝置55通知穩定結束。

在第2圖A中，作為加工對象物33、43的一例，示出印刷基板60的概略平面圖。印刷基板60的表面被劃分為複數個區塊61。各區塊61設定為能夠藉由光束偏轉器31、41(第1圖)的動作而使光束入射位置移動之大小。

在印刷基板60的表面上，定義有應形成之孔的複數個目標位置62。複數個目標位置62的座標及加工順序預先記憶於控制裝置55(第1圖)。在1個區塊61內的所有目標位置62中形成孔之後，控制裝置55藉由使載物台50移動，將未加工的區塊61配置於光束偏轉器31、41(第1圖)的能夠掃描之區域。之後，以相同的步驟進行未加工的區塊61的加工。

在第2圖B中，示出印刷基板60的部分剖面圖。在核心基板65的表面上配置有內層的導體圖案66。在核心基板65及導體圖案66上配置有絕緣層67，並在其表面配置有導體圖案68。在核心基板65及絕緣層67中，例如可使用環氧等樹脂。在導體圖案66、68中，例如可使用銅。

在第2圖C中，示出使脈衝雷射光束入射而進行鑽孔加工之時的形成過程中之孔的形狀。第2圖C中，示出在第3發雷射脈衝中結束1個鑽孔加工之例子。藉由第1發雷射脈衝，在表面的導體圖案68中形成有孔68A。此時，藉由孔68A的底面的絕緣層67的表層部亦被除去，能夠形成凹部67A。

藉由第2發雷射脈衝，形成於絕緣層67之凹部67A變深，由此可形成凹部67B。藉由第3發雷射脈衝，凹部67B進一步地變深，由此形成有達到至內層的導體圖案66為止之孔67C。雷射脈衝的較佳脈衝寬度因加工對象物的材料而有所不同。例如，第2發及第3發的雷射脈衝的脈衝寬度比第1發雷射脈衝的脈衝寬度短。

接著，對進行1個區塊61(第2圖A)內的加工之步驟進行說明。使第1發雷射脈衝入射到1個目標位置62之後，將雷射光束的入射位置移動到下一個目標位置62，並使第1發雷射脈衝入射到新的目標位置62。若向1個區塊61內的所有目標位置62的第1發雷射脈衝的入射結束，則會按順序對所有目標位置62入射第2發雷射脈衝。之後，會按順序對所有目標位置62入射第3發雷射脈衝。

另外，相對於1個目標位置62，無需使雷射光束的入射位置移動，可以隔開微小的時間間隔持續地入射第2發雷射脈衝與第3發雷射脈衝。

在第3圖中，示出光束偏轉器31、41(第1圖)的動作狀態、振盪指令訊號S0、路徑選擇訊號S1及切出訊號S2的第1發和第2發的一部分時序圖。以上下分開之2根線表示光束偏轉器31、41進行動作之期間，且以1根線表示穩定之期間。

若向1個目標位置62(第2圖A)的第1發雷射脈衝的入射結束，則控制裝置55使光束偏轉器31、41進行動作，且將雷射光束的入射位置移動到下一個應加工之目標位置62。若2個光束偏轉器31、41這兩者的動作結束，換言之，第1加工路徑MP1及第2加工路徑MP2這兩者的雷射光束的入射位置穩定(時刻t1)，則控制裝置55相對於雷射光源10開始發送振盪指令訊號S0(時刻t2)。藉此，開始輸出從雷射光源10所輸出之脈衝雷射光束PLB的雷射脈衝。振盪指令訊號S0的上升與相對於雷射光源10之開始振盪的指令相對應。在該時間點，第1加工路徑MP1藉由路徑選擇訊號S1而被選擇。

在第1加工路徑MP1被選擇之狀態下，控制裝置55發送預先確定之脈衝寬度PW1的切出訊號S2(時刻t3)。藉此，向第1加工路徑MP1切出1個雷射脈衝。之後，控制裝置55發送選擇第2加工路徑MP2之路徑選擇訊號S1(時刻t4)。在第2加工路徑MP2被選擇之狀態下，控制裝置55發送預先確定之脈衝寬度PW1的切出訊號S2(時刻t5)。藉此，向第2加工路徑MP2切出1個雷射脈衝。

之後，控制裝置55停止發送振盪指令訊號S0，並將以路徑選擇訊號S1選擇之路徑返回到第1加工路徑MP1(時刻t7)。振盪指令訊號S0的下降與相對於雷射光源10之停止振盪的指令相對應。而且，向光束偏轉器31、41發送控制訊號G1、G2，並使雷射光束的入射位置移動到下一個目標位置62(第2圖A)。使第2發及第3發的雷射脈衝入射時，亦與第1發的情況基本上相同之步驟被重複。第3圖中，示出切出第2發雷射脈衝之切出訊號S2的脈衝寬度比切出第1發雷射脈衝之時的切出訊號S2的脈衝寬度短之例子。

對基於實施例之雷射加工裝置進行說明之前，參閱第4圖A及第4圖B，對基於參考例之雷射加工裝置進行說明。

在第4圖A中，示出第1發雷射脈衝切出時的振盪指令訊號S0、路徑選擇訊號S1、切出訊號S2的時序圖及雷射脈衝的波形。若振盪指令訊號S0上升(時刻t2)，則會從雷射光源10(第1圖)輸出原始雷射脈衝LP0。雷射光源10具有原始雷射脈衝LP0的光強度隨著時間的經過降低之特性。若振盪指令訊號S0下降(時刻t6)，則原始雷射脈衝LP0亦會下降。

在以路徑選擇訊號S1選擇第1加工路徑MP1之狀態下，若發送切出訊號S2的脈衝(時刻t3)，則會從原始雷射脈衝LP0向第1加工路徑MP1切出第1雷射脈衝LP1。在以路徑選擇訊號S1選擇第2加工路徑MP2之狀態下，若發送切出訊號S2的脈衝(時刻t5)，則會從原始雷射脈衝LP0向第2加工路徑MP2切出第2雷射脈衝LP2。第1雷射脈衝LP1的脈衝寬度與第2雷射脈衝LP2的脈衝寬度相同。

相對於原始雷射脈衝LP0之第1雷射脈衝LP1的光強度之比藉由第1繞射效率調整旋鈕26的設定而被確定。同樣地，相對於原始雷射脈衝LP0之第2雷射脈衝LP2的光強度之比藉由第2繞射效率調整旋鈕27的設定被確定。以路徑選擇訊號S1選擇第1加工路徑MP1時的原始雷射脈衝LP0的光強度比以路徑選擇訊號S1選擇第2加工路徑MP2之時的原始雷射脈衝LP0的光強度強。為了消除該強度之差，以朝向第1加工路徑MP1之繞射效率變得比朝向第2加工路徑MP2之繞射效率低之方式，繞射效率藉由第1繞射效率調整旋鈕26及第2繞射效率調整旋鈕27被設定。

因此，從原始雷射脈衝LP0切出第1雷射脈衝LP1之時的光強度的衰減量比從原始雷射脈衝LP0切出第2雷射脈衝LP2之時的光的衰減量大。其結果，第1雷射脈衝LP1的脈衝能量與第2雷射脈衝LP2的脈衝能量變得幾乎相等。換言之，以第1雷射脈衝LP1的脈衝能量與第2雷射脈衝LP2的脈衝能量變得幾乎相等之方式，調整朝向第1加工路徑MP1之繞射效率與朝向第2加工路徑MP2之繞射效率。

在第4圖B中，示出第2發雷射脈衝的切出時的振盪指令訊號S0、路徑選擇訊號S1、切出訊號S2的時序圖及雷射脈衝的波形。另外，第3發雷射脈衝的切出定時與第2發雷射脈衝的切出定時相同。切出訊號S2的脈衝寬度PW2比切出第1發雷射脈衝時的切出訊號S2的脈衝寬度PW1短。與此對應，原始雷射脈衝LP0的脈衝寬度亦比第1發原始雷射脈衝LP0的脈衝寬度短。

即使原始雷射脈衝LP0的脈衝寬度短，其上升到下降為止的波形亦與第1發原始雷射脈衝LP0的符合部分的波形幾乎相同。關於從切出第1雷射脈衝LP1之時間點(時刻t3)到切出第2雷射脈衝LP2之時間點(時刻t5)為止的經過時間，第2發比第1發的短。因此，關於從切出第1雷射脈衝LP1到切出第2雷射脈衝LP2為止的原始雷射脈衝LP0的光強度的降低量，第2發比第1發的少。

但是，朝向第1加工路徑MP1之繞射效率與朝向第2 加工路徑MP2之繞射效率在第2發時和第1發時相同。其結果，會導致第2發第1雷射脈衝LP1的脈衝能量變得比第2雷射脈衝LP2的脈衝能量更小。

第4圖A及第4圖B所示之參考例中，在所有第1發、第2發及第3發中，難以使輸出到第1加工路徑MP1之第1雷射脈衝LP1的脈衝能量與輸出到第2加工路徑MP2之第2雷射脈衝LP2的脈衝能量幾乎相同。

接著，參閱第5圖A及第5圖B，對基於實施例之雷射加工裝置進行說明。以下，對與第4圖A及第4圖B所示之參考例的差異點進行說明，並省略說明通用構成。

在第5圖A中，示出第1發雷射脈衝切出時的振盪指令訊號S0、路徑選擇訊號S1、切出訊號S2的時序圖及雷射脈衝的波形。該時序圖與第4圖A所示之參考例時序圖相同。

在第5圖B中，示出第2發雷射脈衝切出時的振盪指令訊號S0、路徑選擇訊號S1、切出訊號S2的時序圖及雷射脈衝的波形。另外，第3發雷射脈衝的切出定時與第2發雷射脈衝的切出定時相同。從控制裝置55控制雷射光源10而使原始雷射脈衝LP0的輸出開始之時間點(時刻t2)到向第1加工路徑MP1輸出第1雷射脈衝LP1之時間點(時刻t3)為止的經過時間與參考例的情況相同，從第1發到第3發為止不變。

第1發的加工結束之後，進行第2發的加工之時，從第1發時的脈衝寬度PW1使輸出至第1加工路徑MP1之第1雷射脈衝LP1的脈衝寬度PW2變化。具體而言，使脈衝寬度PW2比脈衝寬度PW1更短。即使係縮短脈衝寬度之情況下，從指令第1雷射脈衝的LP1的切出之時間點(時刻t3)到向第2加工路徑MP2指令第2雷射脈衝LP2的切出之時間點(時刻t5)為止的經過時間在第1發時和第2發時不會變化。

朝向第1加工路徑MP1之繞射效率和朝向第2加工路徑MP2之繞射效率與參考例的情況同樣地，設定成第1發的第1雷射脈衝LP1(第5圖A)的脈衝能量與第2雷射脈衝LP2(第5圖A)的脈衝能量變得幾乎相等。在實施例中，在原始雷射脈衝LP0的脈衝寬度內，向第2加工路徑MP2切出第2雷射脈衝LP2之部位在第1發時和第2發時相同。因此，在第2發時，與參考例相比，能夠使第1雷射脈衝LP1的脈衝能量與第2雷射脈衝LP2的脈衝能量之差縮小。

向第1加工路徑MP1切出之第1雷射脈衝LP1的脈衝能量與向第2加工路徑MP2切出之第2雷射脈衝LP2的脈衝能量之差變小，因此能夠兼備第1加工路徑MP1與第2加工路徑MP2的加工品質。為了提高使第1雷射脈衝LP1的脈衝能量與第2雷射脈衝LP2的脈衝能量之差縮小之效果，使原始雷射脈衝LP0的脈衝寬度設為恆定為較佳。換言之，使從向雷射光源10發送振盪開始的指令到發送振盪停止的指令為止的經過時間不變為較佳。

上述實施例中，使3發雷射脈衝入射到1個加工點，但使入射之雷射脈衝的發射數不限於3發。入射到1個加工點之雷射脈衝可以係2發，亦可以係4發以上。在以4發以上的雷射脈衝進行加工之情況下，使第3發之後的雷射脈衝的切出定時與第2發雷射脈衝的切出定時相同即可。

接著，參閱第6圖A~第6圖C，對基於另一實施例之雷射加工裝置進行說明。以下，對與第1圖~第3圖、第5圖A及第5圖B所示之實施例的差異點進行說明，並省略說明通用構成。第1圖~第3圖、第5圖A及第5圖B所示之實施例中，在光束偏轉器31、41(第1圖)穩定之時間點(第3圖的時刻t1)之後，緊跟著控制裝置55開始發送振盪指令訊號S0(時刻t2)。以下說明之實施例中，控制裝置55開始發送振盪指令訊號S0之時刻被限制在某一範圍內。

在第6圖A中，示出基於本實施例之雷射加工裝置中之振盪指令訊號S0、光束偏轉器31、41的動作狀態、路徑選擇訊號S1及切出訊號S2的時序圖。第6圖A中，重疊示出2個光束偏轉器31、41的動作狀態。

本實施例中，從雷射光源10(第1圖)所輸出之雷射脈衝的重複週期的下限值RPL與上限值RPU記憶於控制裝置55。以雷射脈衝的重複週期落在其下限值RPL與上限值RPU的範圍內之方式，控制裝置55發送振盪指令訊號S0。

如第6圖A所示，在光束偏轉器31、41的動作結束之時間點(時刻t11)，從對雷射光源10(第1圖)發送振盪開始的指令之時間點(時刻t10)開始的經過時間在下限值RPL與上限值RPU的範圍內之情況下，在光束偏轉器31、41的動作結束之時間點(時刻t11)之後，緊跟著控制裝置55開始發送振盪指令訊號S0(時刻t12)。路徑選擇訊號S1及切出訊號S2的時序圖與第5圖A及第5圖B所示之實施例通用。

如第6圖B所示，在光束偏轉器31、41的動作結束之時間點(時刻t13)，從振盪指令訊號S0的上升時間點(時刻t10)開始的經過時間比下限值RPL短之情況下，控制裝置55待機向雷射光源10發送振盪指令訊號S0，直到經過相當於下限值RPL之時間為止。控制裝置55從前週期的振盪指令訊號S0的上升時間點(時刻t10)經過了相當於下限值RPL之時間之時間點(時刻t14)開始發送振盪指令訊號S0。

如第6圖C所示，在從前週期的振盪指令訊號S0的上升時間點(時刻t10)開始的經過時間達到上限值RPU之時間點(時刻t15)，在光束偏轉器31、41的動作還沒有結束之情況下，控制裝置55在該時間點開始向雷射光源10發送振盪指令訊號S0。其中，控制裝置55沒有發送切出訊號S2的脈衝。因此，從雷射光源10所輸出之原始雷射脈衝在其脈衝寬度內的所有時間段中轉向阻尼器路徑PD(第1圖)。

若光束偏轉器31、41穩定(時刻t16)，則以從前週期的振盪指令訊號S0的上升時間點(時刻t15)開始的經過時間落在下限值RPL與上限值RPU的範圍內之方式，確定下一個發送振盪指令訊號S0之定時。例如，在從前週期的振盪指令訊號S0的上升時間點(時刻t15)經過了相當於下限值RPL之時間之時間點(時刻t17)，在光束偏轉器31、41穩定之情況下，在時刻t17，控制裝置55開始發送振盪指令訊號S0。

接著，對第6圖A~第6圖C所示之實施例優異之效果進行說明。即使從雷射光源10所輸出之脈衝雷射光束的脈衝寬度不變，若脈衝的重複頻率(重複週期)變化，則光強度亦會變動，且脈衝能量亦變化。第6圖A~第6圖C所示之實施例中，脈衝的重複週期的變化落在下限值RPL與上限值RPU的範圍內。因此，能夠抑制原始雷射脈衝LP0(第5圖A、第5圖B)的脈衝能量的變動。其結果，能夠抑制轉向第1加工路徑MP1及第2加工路徑MP2之第1雷射脈衝LP1及第2雷射脈衝LP2的脈衝能量的變動。

接著，參閱第7圖，對基於又一實施例之雷射加工裝置進行說明。以下，對與第6圖A~第6圖C所示之實施例的差異點進行說明，並省略說明通用構成。

第7圖所示之實施例中，第6圖A~第6圖C所示之實施例的脈衝的重複週期的下限值RPL與上限值RPU被設定為相同的值。因此，雷射光源10與光束偏轉器31、41的動作無關係地，以恆定的重複頻率輸出原始雷射脈衝LP0(第5圖A、第5圖B)。

光束偏轉器31、41在原始雷射脈衝LP0上升之時間點穩定之情況下(時刻t21)，發送切出訊號S2的脈衝，前述切出訊號S2的脈衝中，從該原始雷射脈衝LP0分別向第1加工路徑MP1及第2加工路徑MP2切出第1雷射脈衝LP1及第2雷射脈衝LP2(時刻t22、t23)。光束偏轉器31、41在原始雷射脈衝LP0上升之時間點還沒有穩定之情況下(時刻t24)，還沒有發送切出訊號S2的脈衝，前述切出訊號S2的脈衝中，從該原始雷射脈衝LP0向第1加工路徑MP1及第2加工路徑MP2切出雷射脈衝。因此，該原始雷射脈衝LP0轉向阻尼器路徑PD(第1圖)。

第7圖所示之實施例中，從雷射光源10所輸出之脈衝雷射光束的脈衝的重複頻率恆定，因此能夠進一步提高原始雷射脈衝LP0的脈衝能量的穩定性。其結果，轉向第1加工路徑MP1及第2加工路徑MP2之第1雷射脈衝LP1及第2雷射脈衝LP2的脈衝能量亦穩定。

根據以上實施例對本發明進行了說明，但本發明係並不限定於該些者。例如，能夠進行各種變更、改良以及組合等，這對本領域技術人員來說係顯而易見的。

Claims

一種雷射加工裝置，其具有：雷射光源，輸出雷射光束；聲光偏轉器，配置於從前述雷射光源所輸出之雷射光束的路徑，且將所入射之雷射光束轉向朝向射束阻尼器之阻尼器路徑、第1加工路徑及第2加工路徑中之任一個；載物台，在轉向前述第1加工路徑之第1雷射脈衝所入射之位置以及轉向前述第2加工路徑之第2雷射脈衝所入射之位置上保持加工對象物；第1光束偏轉器及第2光束偏轉器，分別配置於前述第1加工路徑及前述第2加工路徑，並使向保持在前述載物台之加工對象物的入射位置變化；及控制裝置，控制前述雷射光源、前述聲光偏轉器、第1光束偏轉器及前述第2光束偏轉器，前述控制裝置重複：使前述第1光束偏轉器及前述第2光束偏轉器動作，而使前述第1雷射脈衝及前述第2雷射脈衝的入射位置移動到目標位置之步驟；向前述雷射光源指令開始振盪之步驟；控制前述聲光偏轉器而從由前述雷射光源所輸出之原始雷射脈衝向前述第1加工路徑切出前述第1雷射脈衝，之後從相同的原始雷射脈衝向前述第2加工路徑切出前述第2雷射脈衝之步驟；以及向前述雷射光源指令停止振盪之步驟，在重複前述步驟之過程中，從向前述雷射光源指令開始振盪之時間點到從由前述雷射光源所輸出之原始雷射脈衝向前述第1加工路徑切出前述第1雷射脈衝之時間點為止的經過時間不變，使向前述第1加工路徑切出之前述第1雷射脈衝的脈衝寬度變化，且在前述聲光偏轉器中從向前述第1加工路徑發送前述第1雷射脈衝的切出訊號到向前述第2加工路徑發送前述第2雷射脈衝的切出訊號為止的經過時間不會變化。
如申請專利範圍第1項所述之雷射加工裝置，其中前述雷射光源具有在所輸出之1個原始雷射脈衝內光強度隨著時間的經過降低之特性，前述聲光偏轉器具有獨立地調整朝向前述第1加工路徑之繞射效率與朝向前述第2加工路徑之繞射效率之功能，並以朝向前述第1加工路徑之繞射效率變得比朝向前述第2加工路徑之繞射效率低之方式來調整。
如申請專利範圍第1或2項所述之雷射加工裝置，其中前述控制裝置在重複前述步驟之過程中，從向前述雷射光源發送開始振盪的指令到發送停止振盪的指令為止的經過時間不變。
如申請專利範圍第1或第2項所述之雷射加工裝置，其中前述控制裝置記憶前述雷射光源的脈衝的重複週期的下限值與上限值，在前述第1光束偏轉器及前述第2光束偏轉器結束動作之時間點，從向前述雷射光源發送開始振盪的指令之時間點開始的經過時間比前述下限值短時，使向前述雷射光源發送開始振盪的指令待機，直到經過相當於前述下限值之時間為止，在前述第1光束偏轉器及前述第2光束偏轉器結束動作之前，從向前述雷射光源發送開始振盪的指令開始經過時間達到前述上限值時，向前述雷射光源發送開始振盪的指令，並且以將所輸出之原始雷射脈衝轉向前述阻尼器路徑之方式來控制前述聲光偏轉器。
如申請專利範圍第4項所述之雷射加工裝置，其中重複週期的前述下限值與前述上限值相同。