JP2003266192A - Laser beam machining device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ加工装置に
係り、特に、レーザ発振器より発振されるレーザビーム
を加工対象物に照射して、溶接、穴開け又は切断等の加
工を行うレーザ加工装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser processing apparatus, and more particularly to a laser processing apparatus for irradiating a processing object with a laser beam emitted from a laser oscillator to perform processing such as welding, drilling or cutting. Regarding
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、レーザ光を用いた加工（以下、レ
ーザ加工という）としては、溶接、穴開け又は切断等の
加工技術が機械、電子、半導体装置等の多様な分野の製
造過程で利用されている。2. Description of the Related Art Conventionally, as processing using laser light (hereinafter referred to as laser processing), processing techniques such as welding, drilling or cutting are used in manufacturing processes in various fields such as machines, electronics and semiconductor devices. Has been done.
【０００３】ここで、従来のレーザ加工用光学系を有す
るレーザ加工装置の一例を図を用いて説明する。Here, an example of a laser processing apparatus having a conventional laser processing optical system will be described with reference to the drawings.
【０００４】図１は、従来のレーザ加工装置の一構成例
の図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a conventional laser processing apparatus.
【０００５】図１のレーザ加工装置はレーザ発振器１０
と、ベンディングミラー１１と、加工レンズ１２とを有
するように構成されている。The laser processing apparatus shown in FIG. 1 has a laser oscillator 10
And a bending mirror 11 and a processing lens 12.
【０００６】レーザ発振器１０から発振されたレーザビ
ームはベンディングミラー１１で方向が曲げられ、結像
光学系である加工レンズ１２により結像された後、加工
対象物１３の表面に照射される。レーザビームが加工レ
ンズ１２で結像されることにより、加工対象物１３の特
定部分を溶融又は蒸発させて、溶接、穴開け又は切断等
の加工を実現している。The laser beam oscillated from the laser oscillator 10 is bent by the bending mirror 11 to form an image by the processing lens 12 which is an image forming optical system, and then is irradiated onto the surface of the processing object 13. By forming an image of the laser beam on the processing lens 12, a specific portion of the processing target 13 is melted or evaporated to realize processing such as welding, drilling or cutting.
【０００７】また、一般にレーザ加工では、加工対象物
の材質、どのように加工するかの加工内容等によりレー
ザビームの形状（ビームモード）及びその強さをレーザ
発振器により調整している。また、マスク等を利用して
レーザビームの調整を行う方法も用いられている。In laser processing, generally, the shape (beam mode) of the laser beam and its intensity are adjusted by a laser oscillator according to the material of the object to be processed, the processing content such as how to process. Further, a method of adjusting a laser beam using a mask or the like is also used.
【０００８】ここで、レーザ発振器１０から出射される
ビームモードの種類としては、シングルモード（ガウシ
アン）とマルチモード（トップフラット）と呼ばれる形
状が存在し、夫々の用途に応じて使い分けて使用されて
いる。ここで、従来のレーザビームの代表的な２つのビ
ームモードを図２に示す。Here, as the types of beam modes emitted from the laser oscillator 10, there are shapes called single mode (Gaussian) and multimode (top flat), which are used properly according to their respective applications. There is. Here, two typical beam modes of the conventional laser beam are shown in FIG.
【０００９】ここで、図２の（ａ）はシングルモードの
エネルギー密度分布の波形を、図（ｂ）はマルチモード
のエネルギー密度分布の波形を示し、縦軸はエネルギー
密度を、横軸は中心からの距離を示す。また、図２に示
した波形は、レーザビームの光軸（進行方向）に対して
垂直方向から見たものである。Here, (a) of FIG. 2 shows the waveform of the energy density distribution of the single mode, (b) shows the waveform of the energy density distribution of the multimode, the vertical axis is the energy density, and the horizontal axis is the center. Indicates the distance from. The waveform shown in FIG. 2 is viewed from a direction perpendicular to the optical axis (traveling direction) of the laser beam.
【００１０】図２に示すように、シングルモード（図２
（ａ））は、中央に鋭いピークを有する分布となってお
り、マルチモード（図２（ｂ））は、ピーク幅の広い分
布となっている。As shown in FIG. 2, the single mode (see FIG.
(A)) has a distribution with a sharp peak in the center, and multimode (FIG. 2 (b)) has a distribution with a wide peak width.
【００１１】つまり、シングルモードの場合、集光性の
面でマルチモードより優れており、微細切断などに利用
されることが多い。したがって、Φ１００μｍ以下のバ
イアホール形成やスルーホール形成が容易に行うことが
できる。また、マルチモードの場合、例えば、バイアホ
ールの底面の導体にダメージを発生させることが少な
く、また、バイアホール底面に残渣が残りにくい等の特
徴がある。That is, the single mode is superior to the multi mode in light converging property and is often used for fine cutting. Therefore, it is possible to easily form via holes and through holes having a diameter of 100 μm or less. In the case of the multi-mode, for example, the conductor on the bottom surface of the via hole is less likely to be damaged, and the residue is less likely to remain on the bottom surface of the via hole.
【００１２】[0012]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、シング
ルモードの場合は、レーザビームからマスクやアパーチ
ャ等のフィルターにより強い波形を１つだけ取り出すた
め、全体のエネルギーはマルチモードと比べて弱くなっ
てしまう。また、マルチモードの場合は、ピーク幅があ
るため、小さい径を加工することができず、加工穴径を
大きくしてしまう。However, in the case of the single mode, since only one strong waveform is extracted from the laser beam by a filter such as a mask or aperture, the total energy becomes weaker than that of the multimode. Also, in the case of the multi-mode, since there is a peak width, it is not possible to machine a small diameter, and the machined hole diameter becomes large.
【００１３】上述の問題の解決策として、シングルモー
ドとマルチモードの両方の長所を併せ持つことができる
円錐型のビームモード（以下、円錐モード）が考えられ
る。ここで、円錐型のビームモードの一例を図３に示
す。なお、図３の縦軸、横軸は図２と同様とする。図３
のように、レーザビームの中心部にエネルギー密度のピ
ークを有し、また、周囲部に行くほどエネルギー密度が
徐々に小さくなる所謂円錐型のビームモードを形成する
ことにより、加工対象物に対して径の小さい加工を可能
にし、且つ、加工対象物へのダメージを発生させにく
く、残渣も残りにくくい等、シングルモードとマルチモ
ードの両方の長所を併せ持つことができる。As a solution to the above-mentioned problem, a conical beam mode (hereinafter, conical mode) capable of having the advantages of both single mode and multimode can be considered. Here, an example of the conical beam mode is shown in FIG. The vertical axis and the horizontal axis in FIG. 3 are the same as those in FIG. Figure 3
As described above, by forming a so-called conical beam mode that has a peak of energy density in the center of the laser beam and that the energy density gradually decreases toward the periphery, It is possible to combine the advantages of both single mode and multi-mode, such as enabling processing with a small diameter, making it less likely to damage the object to be processed, and leaving no residue.
【００１４】また、上述した円錐モードをマスクを用い
たマスク結像光学系を用いて形成する場合、レーザ発振
器から出射されるレーザビームがマルチモードであった
場合に、マスクによりエネルギーを減少させてしまうた
め効率的ではない。また、レーザ発振器により円錐モー
ドの出力を可能とした場合は、高価なレーザ発振器を購
入し取り替える必要があり、また、現在の装置が無駄に
なってしまう。When the above-mentioned conical mode is formed by using a mask imaging optical system using a mask, the energy is reduced by the mask when the laser beam emitted from the laser oscillator is multimode. It is not efficient because it ends up. Further, when the laser oscillator is capable of outputting the conical mode, it is necessary to purchase and replace an expensive laser oscillator, and the current device is wasted.
【００１５】本発明は、上述した問題点に鑑みなされた
ものであり、集光光学系により円錐モードのレーザビー
ムを形成することにより、レーザによる加工品質を向上
させたレーザ加工装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and provides a laser processing apparatus in which a conical mode laser beam is formed by a condensing optical system to improve processing quality by laser. With the goal.
【００１６】[0016]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本件発明は、以下の特徴を有する課題を解決するた
めの手段を採用している。In order to solve the above problems, the present invention employs means for solving the problems having the following features.
【００１７】請求項１に記載された発明は、シングルモ
ード又はマルチモードのレーザビームを発振させるレー
ザ発振器と、前記レーザビームのビームモードを変形さ
せるビームシェイパとを有するレーザ加工装置であっ
て、前記ビームシェイパは、前記ビームモードを円錐型
のビームモードに変形させることを特徴とする。The invention described in claim 1 is a laser processing apparatus having a laser oscillator for oscillating a single mode or multimode laser beam, and a beam shaper for deforming the beam mode of the laser beam. Is characterized in that the beam mode is transformed into a conical beam mode.
【００１８】請求項１記載の発明によれば、円錐モード
を用いることで、加工対象物に対して径の小さい加工を
可能にし、且つ、加工対象物へのダメージを発生させに
くく、残渣も残りにくくさせる等のシングルモードとマ
ルチモードの長所を併せ持つことで、加工品質を向上さ
せることができる。また、多種の加工処理に対応するこ
とができる。According to the first aspect of the present invention, by using the conical mode, it is possible to perform processing with a small diameter on the object to be processed, damage to the object to be processed is less likely to occur, and residues remain. The processing quality can be improved by combining the advantages of the single mode and the multi mode such as making it difficult. Further, it is possible to handle various types of processing.
【００１９】請求項２に記載された発明は、前記ビーム
シェイパは、集光光学系であることを特徴とする。The invention described in claim 2 is characterized in that the beam shaper is a condensing optical system.
【００２０】請求項２記載の発明によれば、マスク結像
光学系と比べて、マスク等によるエネルギーの減少を防
ぐことができ、効率的に円錐モードを形成し加工を行う
ことができる。According to the second aspect of the present invention, it is possible to prevent the reduction of energy due to the mask and the like as compared with the mask image forming optical system, and it is possible to efficiently form and process the conical mode.
【００２１】請求項３に記載された発明は、前記ビーム
シェイパは、入射されたレーザビームが拡散又は集光す
るよう前記レーザビームを屈折させる第一のレンズと、
前記第一のレンズから発光されたレーザビームを合成す
る第二のレンズとを有することを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, the beam shaper includes a first lens for refracting the laser beam so that the incident laser beam is diffused or focused.
A second lens for synthesizing a laser beam emitted from the first lens.
【００２２】請求項３記載の発明によれば、従来のレー
ザ発振器から発振される様々なレーザビーム（ビームモ
ード）に対応して、円錐モードを形成することができ
る。According to the third aspect of the present invention, the conical mode can be formed corresponding to various laser beams (beam modes) emitted from the conventional laser oscillator.
【００２３】請求項４に記載された発明は、前記第一の
レンズは、前記ビームシェイパに入射されるレーザビー
ムがシングルモードの場合に、前記レーザビームの中心
部のレーザ光を外部に広げるように屈折させることを特
徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, the first lens is configured to spread the laser light at the center of the laser beam to the outside when the laser beam incident on the beam shaper is a single mode. It is characterized by refracting.
【００２４】請求項４記載の発明によれば、レーザ発振
器から発振されるレーザビームがシングルモードの場合
に、ビーム強度の強い中心部のエネルギーを外部に拡散
させることで、シングルモードから円錐モードに容易に
変形させることができる。According to the invention described in claim 4, when the laser beam oscillated from the laser oscillator is a single mode, the energy of the central portion having a high beam intensity is diffused to the outside, so that the single mode is changed to the conical mode. It can be easily transformed.
【００２５】請求項５に記載された発明は、前記第一の
レンズは、前記ビームシェイパに入射されるレーザビー
ムがマルチモードの場合に、前記レーザビームの周囲部
のレーザ光を中心部に集光するように屈折させることを
特徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, in the first lens, when the laser beam incident on the beam shaper is a multimode, the laser beam in the peripheral portion of the laser beam is focused on the central portion. It is characterized by refracting so that
【００２６】請求項５記載の発明によれば、レーザ発振
器から発振されるレーザビームがマルチモードの場合
に、中心部分のビーム強度が高くなるよう周囲部分のレ
ーザ光を集光させることにより、マルチモードから円錐
モードに容易に変形させることができる。According to the fifth aspect of the invention, when the laser beam oscillated from the laser oscillator is multi-mode, the laser light of the peripheral portion is focused so that the beam intensity of the central portion becomes high, and The mode can be easily changed to the conical mode.
【００２７】請求項６に記載された発明は、前記第二の
レンズは、前記第一のレンズより発光されるレーザビー
ムを円錐型のビームモードに合成することを特徴とす
る。The invention described in claim 6 is characterized in that the second lens combines the laser beam emitted from the first lens into a conical beam mode.
【００２８】請求項６記載の発明によれば、第一のレン
ズから発行されるレーザビームを利用することで、円錐
モードを容易に形成するこができる。According to the sixth aspect of the invention, the conical mode can be easily formed by using the laser beam emitted from the first lens.
【００２９】[0029]
【発明の実施の形態】本発明は、集光光学系を用いてシ
ングルモードとマルチモードの長所を併せ持った円錐モ
ードのレーザビームを形成し、加工対象物に照射して加
工を行う事によりレーザ加工による加工品質を向上させ
ることができるレーザ加工装置を提供することを主眼と
する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention uses a condensing optical system to form a conical mode laser beam having the advantages of both single mode and multimode, and irradiates an object to be processed to perform laser processing. The main object is to provide a laser processing apparatus capable of improving processing quality by processing.
【００３０】ここで、本発明の実施の形態について、図
面に基づいて説明する。Here, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
【００３１】図４は、本発明におけるレーザ加工装置の
一構成例の図である。FIG. 4 is a diagram showing a structural example of the laser processing apparatus according to the present invention.
【００３２】図４のレーザ加工装置は、レーザ発振器１
０と、ベンティングミラー１１と、加工レンズ１２と、
ビームシェイパ３１とを有するように構成されている。The laser processing apparatus shown in FIG.
0, the venting mirror 11, the processing lens 12,
The beam shaper 31 is included.
【００３３】図４において、まず、レーザ発振器１０か
ら、レーザビームが発振されるとビームシェイパ３１に
より、ビームモードを円錐型に変形させる。なお、ビー
ムシェイパ３１に入力されるビームモードはシングルモ
ード、マルチモードのどちらでもよく、ビームシェイパ
３１は各ビームモードに応じて、ビームシェイパ内部の
光学系（レンズ）の変更を行う。In FIG. 4, first, when a laser beam is oscillated from the laser oscillator 10, the beam shaper deforms the beam mode into a conical shape. The beam mode input to the beam shaper 31 may be either a single mode or a multi mode, and the beam shaper 31 changes the optical system (lens) inside the beam shaper according to each beam mode.
【００３４】ビームシェイパ３１により円錐モードに変
形されたレーザビームは、ベンディングミラー１１を経
由して、加工レンズ１２に入射され、加工レンズ１２に
より結像されたレーザビームが加工対象物１３に照射さ
れ加工が行われる。The laser beam deformed into the conical mode by the beam shaper 31 is incident on the processing lens 12 via the bending mirror 11, and the laser beam imaged by the processing lens 12 is applied to the processing target 13 and processed. Is done.
【００３５】上述したように、レーザ発振器１０は従来
の装置を使用したままで、シングルモードとマルチモー
ドの特性を併せ持つ円錐モードのビームモードを形成す
ることができる。As described above, the laser oscillator 10 can form a conical mode beam mode having both single mode and multimode characteristics while using the conventional apparatus.
【００３６】なお、本発明のレーザ加工装置におけるビ
ームシェイパ３１の設置位置は、レーザ発振器１０から
出射されたレーザビームが加工対象物１３に到達するま
での光路上において、どこに設置されてもよい。また、
本発明におけるレーザ加工装置の構成はこの限りではな
く、例えば、レーザ加工装置にマスク部を有していても
よく、また、マスクされたレーザビームをビームシェイ
パ３１に入力してもよい。In the laser processing apparatus of the present invention, the beam shaper 31 may be installed anywhere on the optical path until the laser beam emitted from the laser oscillator 10 reaches the object to be processed 13. Also,
The configuration of the laser processing apparatus according to the present invention is not limited to this. For example, the laser processing apparatus may have a mask portion, and the masked laser beam may be input to the beam shaper 31.
【００３７】次に、ビームモード３１内の集光光学系の
一構成例を図を用いて説明する。Next, a configuration example of the condensing optical system in the beam mode 31 will be described with reference to the drawings.
【００３８】図５は、本発明におけるビームシェイパの
構成例を示す図である。ここで、図５（ａ）は、シング
ルモードから円錐モードに変形させるためのビームシェ
イパ（３１−１）の構成例であり、図５（ｂ）は、マル
チモードから円錐モードに変形させるためのビームシェ
イパ（３１−２）の構成例である。FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of the beam shaper in the present invention. Here, FIG. 5A is a configuration example of the beam shaper (31-1) for transforming from the single mode to the cone mode, and FIG. 5B is a beam shaper for transforming from the multi mode to the cone mode. It is a structural example of (31-2).
【００３９】図５（ａ）のビームシェイパ３１−１は、
拡散レンズ４１（第一のレンズ）と、合成レンズ４２
（第二のレンズ）とを有するよう構成されている。ま
た、図５（ｂ）のビームシェイパ３１−２は、集光レン
ズ４３（第一のレンズ）と、合成レンズ４２（第二のレ
ンズ）とを有するように構成されている。The beam shaper 31-1 shown in FIG.
Diffusing lens 41 (first lens) and synthetic lens 42
(Second lens) and. Further, the beam shaper 31-2 of FIG. 5B is configured to have a condenser lens 43 (first lens) and a compound lens 42 (second lens).
【００４０】図５（ａ）において、シングルモードのレ
ーザビーム４４がビームシェイパ３１−１に入力される
と、拡散レンズ４１は、レーザビームの中心を広げるよ
うにレンズで屈折させ、また、レーザビームの周囲部分
は入射方向のままで、夫々出力させる。つまり、レーザ
ビーム中央部のビーム強度の強い部分を周囲に拡散させ
るように屈折させる。したがって、図５（ａ）に示すよ
うな進行方向の異なるレーザビームが拡散レンズ４１か
ら出力される。出力されたレーザビームは、入力された
シングルモードより周辺部のエネルギーが強いレーザビ
ームとなり合成レンズ４２により合成が行われ、円錐型
のビームモードを形成したレーザビームが出力される。In FIG. 5A, when the single mode laser beam 44 is input to the beam shaper 31-1, the diffusing lens 41 refracts the laser beam so as to widen the center of the laser beam, and the laser beam The surrounding parts are output in the same direction as the incident direction. That is, the central portion of the laser beam having a high beam intensity is refracted so as to be diffused to the surroundings. Therefore, the diffusion lens 41 outputs laser beams having different traveling directions as shown in FIG. The output laser beam becomes a laser beam having a higher peripheral energy than the input single mode, and is combined by the combining lens 42 to output a laser beam having a conical beam mode.
【００４１】一方、図５（ｂ）において、マルチモード
のレーザビーム４５がビームシェイパ３１−２に入力さ
れると、集光レンズ４３は、レーザビームの周囲部を集
光するように屈折させ、また、レーザビームの中心部
は、入射方向のままで、夫々出力させる。つまり、中心
部がフラットなビーム強度を中心部が強くなるようにレ
ーザビーム周囲部を屈折させる。したがって、出力され
たレーザビームは、入力されたマルチモードより中心部
のエネルギーが強いレーザビームとなり、合成レンズ４
２により合成が行われ、円錐モードを形成したレーザビ
ームが出力される。On the other hand, in FIG. 5B, when the multimode laser beam 45 is input to the beam shaper 31-2, the condenser lens 43 refracts the laser beam so as to condense it, and , The central part of the laser beam is output in the incident direction. That is, the peripheral portion of the laser beam is refracted so that the central portion has a flat beam intensity. Therefore, the output laser beam becomes a laser beam having a stronger central energy than the input multimode, and the synthetic lens 4
The combination is performed by 2 and a laser beam in which a conical mode is formed is output.
【００４２】なお、本実施例では、説明を容易にするた
め、ビームシェイパ３１がシングルモード用３１−１、
及びマルチモード用３１−２に分かれたビームシェイパ
について説明したが、本発明におけるビームシェイパは
この限りではなく、例えば、１つのビームシェイパ内に
拡散レンズと集光レンズと合成レンズとを有し、また、
レンズ切換部を有する構成にすることで、入力されるビ
ームモードに応じて拡散レンズ４１と集光レンズ４３と
を切り換えてもよい。また、レーザ発振器とビームシェ
イパを制御する制御部を設け、レーザ発振器により発振
させるレーザビームのレーザモードに対応して、自動的
に拡散レンズと集光レンズが切り換わる機能を有しても
よい。In the present embodiment, for ease of explanation, the beam shaper 31 is a single mode 31-1,
Also, the beam shaper divided into the multimode 31-2 has been described, but the beam shaper in the present invention is not limited to this.
With the configuration including the lens switching unit, the diffusing lens 41 and the condensing lens 43 may be switched according to the input beam mode. Further, a control unit for controlling the laser oscillator and the beam shaper may be provided, and a function of automatically switching between the diffusion lens and the condenser lens may be provided according to the laser mode of the laser beam oscillated by the laser oscillator.
【００４３】また、ビームシェイパ内のレンズの枚数も
この限りではなく、円錐モードのレーザビームを出力す
る構成であればよく、レンズの代わりに鏡やプリズムを
使用してもよい。Further, the number of lenses in the beam shaper is not limited to this, and any configuration may be used as long as it outputs a conical mode laser beam, and a mirror or prism may be used instead of the lens.
【００４４】次に、実際にビームシェイパを用いて円錐
モードに変形されたレーザビームにより、レーザ加工を
行った際の加工形状を図を用いて説明する。Next, a processed shape when laser processing is actually performed by a laser beam which is actually deformed into a conical mode by using a beam shaper will be described with reference to the drawings.
【００４５】図６は、本実施例における円錐モードでの
加工形状を示す一例の図である。FIG. 6 is an example of a machining shape in the conical mode in this embodiment.
【００４６】なお、図６においては、本発明による効果
が容易に理解できるように、図６（ａ）にビームシェイ
パを用いていないシングルモードのレーザビームによる
加工物の加工断面を示し、図６（ｂ）に本発明における
ビームシェイパを用いた円錐モードのレーザビームによ
る加工物の加工断面を示す。In FIG. 6, for easy understanding of the effect of the present invention, FIG. 6A shows a cross section of a workpiece processed by a single mode laser beam without using a beam shaper. FIG. 3B) shows a cross section of a workpiece machined by a conical mode laser beam using the beam shaper of the present invention.
【００４７】また、加工対象物にはアクリルを使用し、
パルスエネルギーを１４．７ｍＪ、マスク使用時のマス
ク径をΦ４．０とする。Acrylic is used as the object to be processed,
The pulse energy is 14.7 mJ, and the mask diameter when using the mask is Φ4.0.
【００４８】図６（ａ）の場合、表面（図上部）から先
端（図下部）までの深さは１９５μｍにまで達してい
る。また、加工穴の側面に段差が見受けられる。一方、
図６（ｂ）の場合、表面から先端までの深さは１１５μ
ｍであるため、ブラインドホール（貫通していない穴）
の先端面の導体にダメージを発生させることなく、且つ
穴径が小さい加工を行うことができる。また、加工穴の
側面の滑らかな加工が可能となる。In the case of FIG. 6A, the depth from the surface (upper part of the drawing) to the tip (lower part of the drawing) reaches 195 μm. In addition, a step can be seen on the side surface of the processed hole. on the other hand,
In the case of FIG. 6B, the depth from the surface to the tip is 115 μm.
Since it is m, it is a blind hole (hole that does not penetrate)
It is possible to perform processing with a small hole diameter without causing damage to the conductor on the tip surface. Further, the side surface of the machined hole can be machined smoothly.
【００４９】上述したように本発明により、円錐モード
のレーザビームを用いることで加工の品質を向上させる
ことができる。また、シングルモード又はマルチモード
等のビームモードから円錐モードへのモード変換をビー
ムシェイパを用いて行うことで、従来高価であるレーザ
発振器を変更することなく、円錐モードを安価に形成さ
せることができる。As described above, according to the present invention, the processing quality can be improved by using the laser beam of the conical mode. Further, by performing the mode conversion from the beam mode such as the single mode or the multi mode to the conical mode by using the beam shaper, the conical mode can be formed at low cost without changing the conventionally expensive laser oscillator.
【００５０】更に、ビームシェイパにシングルモード及
びマルチモード等のビームモードに対応したレンズを有
することにより、レーザ発振器から発振される多種のレ
ーザビームに対応することができる。Further, by providing the beam shaper with a lens corresponding to a beam mode such as a single mode and a multi mode, it is possible to cope with various laser beams oscillated from a laser oscillator.
【００５１】なお、加工対象物としては、プリント基板
や電子部品等、精細で正確な加工が必要なもので利用す
ることができる。The object to be processed may be a printed circuit board, an electronic component or the like that requires fine and accurate processing.
【００５２】[0052]
【発明の効果】本発明によれば、レーザ発振器より発振
されるレーザビームのビームモードを円錐モードに変形
させ、そのレーザビームを加工対象物に照射して加工す
ることにより溶接、穴開け、及び切断等のレーザ加工の
品質を向上させることができるレーザ加工装置を提供す
ることができる。According to the present invention, the beam mode of a laser beam oscillated by a laser oscillator is transformed into a conical mode, and the object to be processed is irradiated with the laser beam to perform welding, drilling, and A laser processing apparatus capable of improving the quality of laser processing such as cutting can be provided.
【図１】従来のレーザ加工装置の一構成例の図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a conventional laser processing apparatus.
【図２】従来のレーザビームのビームモードを示す図で
ある。FIG. 2 is a diagram showing a beam mode of a conventional laser beam.
【図３】本発明における円錐型のビームモードの一例を
示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a conical beam mode in the present invention.
【図４】本発明におけるレーザ加工装置の一構成例の図
である。FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of a laser processing apparatus according to the present invention.
【図５】本発明におけるビームシェイパの構成例を示す
図である。FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of a beam shaper in the present invention.
【図６】本実施例における円錐モードでの加工形状を示
す一例の図である。FIG. 6 is an example of a machining shape in a cone mode according to this embodiment.
１０ レーザ発振器 １１ ベンディングミラー １２ 加工レンズ １３ 加工対象物 ３１ ビームシェイパ ４１ 拡散レンズ ４２ 合成レンズ ４３ 集光レンズ ４４ レーザビーム（シングルモード） ４５ レーザビーム（マルチモード） 10 Laser oscillator 11 Bending mirror 12 Processing lens 13 Object to be processed 31 Beam Shaper 41 Diffuse lens 42 Synthetic lens 43 Condensing lens 44 laser beam (single mode) 45 laser beam (multimode)
Claims (6)
ザビームを発振するレーザ発振器と、前記レーザビーム
のビームモードを変形させるビームシェイパとを有する
レーザ加工装置であって、 前記ビームシェイパは、前記ビームモードを円錐型のビ
ームモードに変形させることを特徴とするレーザ加工装
置。1. A laser processing apparatus comprising: a laser oscillator that oscillates a single-mode or multi-mode laser beam; and a beam shaper that deforms the beam mode of the laser beam, wherein the beam shaper has a conical shape for the beam mode. A laser processing apparatus, characterized in that it is transformed into a beam mode.
ーザ加工装置。2. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the beam shaper is a focusing optical system.
ザビームが拡散又は集光するよう前記レーザビームを屈
折させる第一のレンズと、前記第一のレンズから発光さ
れたレーザビームを合成する第二のレンズとを有するこ
とを特徴とする請求項１又は２に記載のレーザ加工装
置。3. The beam shaper comprises a first lens for refracting the laser beam so that the incident laser beam is diffused or condensed, and a second lens for combining the laser beam emitted from the first lens. It has a lens, The laser processing apparatus of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned.
ルモードの場合に、前記レーザビームの中心部のレーザ
光を外部に広げるように屈折させることを特徴とする請
求項３に記載のレーザ加工装置。4. The first lens refracts a laser beam at a central portion of the laser beam so as to expand to the outside when the laser beam incident on the beam shaper is a single mode. Item 4. A laser processing device according to item 3.
モードの場合に、前記レーザビームの周囲部のレーザ光
を中心部に集光するように屈折させることを特徴とする
請求項３に記載のレーザ加工装置。5. The first lens refracts a laser beam in a peripheral portion of the laser beam so as to focus the laser beam in a central portion when the laser beam incident on the beam shaper is in a multimode. The laser processing apparatus according to claim 3.
のビームモードに合成することを特徴とする請求項３に
記載のレーザ加工装置。6. The laser processing apparatus according to claim 3, wherein the second lens combines the laser beam emitted from the first lens into a conical beam mode.
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