JP2017159317A - Laser beam machining device - Google Patents

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Yasuyuki Okudaira
恭之 奥平
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser beam machining device capable of uniforming the machining quality in each machining shaft when laser beam-machining using plural machining shafts.SOLUTION: An acoustooptical deflector directs a laser beam to either one of a damper route and the first and second machining routes. Beam deflectors are disposed on those machining routes, respectively. A controller repeats a procedure making the beam deflector operate, and the procedure cutting out the laser pulse from a primitive laser pulse to the first machining route by controlling the acoustooptical deflector and then cutting out the laser pulse to the second machining route. During repetition of the procedures, the lapse time from the time point at which oscillation start is commanded to a laser source to the time point at which the laser pulse is cut out to the first machining route remains unchanged. Even if the pulse width of the laser pulse cut out to the first machining route is changed, the lapse time from delivery to the acoustooptical deflector about the cutout signal to the first machining route to the delivery of the cutout signal to the second machining route is made to be unchanged.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、１つのレーザパルスから時間軸上で少なくとも２つのレーザパルスを切り出して、少なくとも２軸でレーザ加工を行うレーザ加工装置に関する。   The present invention relates to a laser processing apparatus that cuts out at least two laser pulses on a time axis from one laser pulse and performs laser processing on at least two axes.

下記の特許文献１に、レーザビームによって穴あけ加工を行なうレーザ加工装置が開示されている。このレーザ加工装置は、レーザ光源と音響光学素子（音響光学偏向器）とを含む。音響光学素子は、レーザ光源から出力されたパルスレーザビームを、ビームダンパに向かう経路、加工対象物に向かう第１の加工経路及び第２の加工経路のいずれかに振り向ける。第１の加工経路または第２の加工経路に振り向けられたパルスレーザビームは、ガルバノスキャナで偏向された後、加工対象物の目標位置に入射する。   Patent Document 1 below discloses a laser processing apparatus that performs drilling with a laser beam. This laser processing apparatus includes a laser light source and an acoustooptic element (acoustooptic deflector). The acoustooptic device directs the pulse laser beam output from the laser light source to one of a path toward the beam damper, a first processing path toward the processing target, and a second processing path. The pulsed laser beam directed to the first processing path or the second processing path is deflected by the galvano scanner and then enters the target position of the processing object.

１つのレーザパルスのパルス幅内のある期間は、レーザビームが第１の加工経路に振り向けられ、他のある期間は第２の加工経路に振り向けられ、残りの期間はダンパ経路に振り向けられる。これにより、１つのレーザパルスから２つのレーザパルスを切り出して、２軸でレーザ加工を行なうことができる。   During a certain period within the pulse width of one laser pulse, the laser beam is directed to the first machining path, another certain period is directed to the second machining path, and the remaining period is directed to the damper path. Thereby, two laser pulses can be cut out from one laser pulse, and laser processing can be performed in two axes.

特開２０１５−１８６８２２号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-186822

炭酸ガスレーザ等から出力されるレーザパルスの光強度は、通常、立ち上がり時点から時間の経過とともに低下する。１つのレーザパルスから、時間的に複数のレーザパルスを切り出す場合、時間的に相対的に後に切り出されたレーザパルスの光強度が、相対的に前に切り出されたレーザパルスの光強度よりも弱くなる。このため、複数の加工軸のそれぞれにおける加工品質を均一にすることが困難である。   The light intensity of a laser pulse output from a carbon dioxide laser or the like usually decreases with the passage of time from the rising point. When a plurality of laser pulses are cut out from one laser pulse in time, the light intensity of a laser pulse cut out relatively later in time is lower than the light intensity of a laser pulse cut out relatively earlier. Become. For this reason, it is difficult to make the processing quality uniform in each of the plurality of processing axes.

本発明の目的は、複数の加工軸でレーザ加工を行う場合に、それぞれの加工軸での加工品質を揃えることが可能なレーザ加工装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a laser processing apparatus capable of aligning the processing quality on each processing axis when performing laser processing on a plurality of processing axes.

本発明の一観点によると、
レーザビームを出力するレーザ光源と、
前記レーザ光源から出力されたレーザビームの経路に配置され、入射したレーザビームを、ビームダンパに向かうダンパ経路、第１の加工経路、及び第２の加工経路のいずれかに振り向ける音響光学偏向器と、
前記第１の加工経路に振り向けられた第１のレーザパルスが入射する位置、及び前記第２の加工経路に振り向けられた第２のレーザパルスが入射する位置に加工対象物を保持するステージと、
前記第１の加工経路及び前記第２の加工経路にそれぞれ配置され、前記ステージに保持された加工対象物への入射位置を変化させる第１のビーム偏向器及び第２のビーム偏向器と、
前記レーザ光源、前記音響光学偏向器、第１のビーム偏向器、及び前記第２のビーム偏向器を制御する制御装置と
を有し、
前記制御装置は、
前記第１のビーム偏向器及び前記第２のビーム偏向器を動作させて、前記第１のレーザパルス及び前記第２のレーザパルスの入射位置を目標位置に移動させる手順、
前記レーザ光源に、発振の開始を指令する手順、
前記音響光学偏向器を制御して、前記レーザ光源から出力された原初レーザパルスから前記第１の加工経路に前記第１のレーザパルスを切り出し、その後、同一の原初レーザパルスから前記第２の加工経路に前記第２のレーザパルスを切り出す手順、
及び、前記レーザ光源に、発振の停止を指令する手順を繰り返し、
前記手順の繰り返し中において、
前記レーザ光源に発振開始を指令した時点から、前記レーザ光源から出力された原初レーザパルスから前記第１の加工経路に前記第１のレーザパルスを切り出す時点までの経過時間が不変であり、
前記第１の加工経路に切り出される前記第１のレーザパルスのパルス幅を変化させ、かつ前記音響光学偏向器に前記第１の加工経路への前記第１のレーザパルスの切出信号を送出してから、前記第２の加工経路への前記第２のレーザパルスの切出信号を送出するまでの経過時間は変化させないレーザ加工装置が提供される。 According to one aspect of the invention,
A laser light source for outputting a laser beam;
An acousto-optic deflector disposed in a path of a laser beam output from the laser light source and directing the incident laser beam to any one of a damper path toward the beam damper, a first processing path, and a second processing path; ,
A stage for holding a workpiece at a position where the first laser pulse directed to the first machining path is incident and a position where the second laser pulse directed to the second machining path is incident;
A first beam deflector and a second beam deflector which are arranged in the first processing path and the second processing path, respectively, and which change the incident position on the processing object held on the stage;
A control device for controlling the laser light source, the acousto-optic deflector, the first beam deflector, and the second beam deflector;
The controller is
A step of operating the first beam deflector and the second beam deflector to move the incident positions of the first laser pulse and the second laser pulse to a target position;
A procedure for instructing the laser light source to start oscillation,
The acousto-optic deflector is controlled to cut out the first laser pulse from the original laser pulse output from the laser light source to the first processing path, and then the second processing from the same original laser pulse. Cutting out the second laser pulse in the path;
And repeating the procedure for instructing the laser light source to stop oscillation,
During the repetition of the procedure,
The elapsed time from when the laser light source is instructed to start oscillation to the time when the first laser pulse is cut out from the original laser pulse output from the laser light source to the first processing path is unchanged,
The pulse width of the first laser pulse cut out to the first processing path is changed, and the cutting signal of the first laser pulse to the first processing path is sent to the acousto-optic deflector. After that, a laser processing apparatus that does not change the elapsed time from when the second laser pulse cutting signal is sent to the second processing path is provided.

第１のレーザパルスのパルス幅が変化しても、第１のレーザパルスの切り出しから第２のレーザパルスの切り出しまでの経過時間が変動しない。このため、第１のレーザパルスの切り出し時点の原初レーザパルスの光強度と、第２のレーザパルスの切り出し時点の原初レーザパルスの光強度との比がほぼ一定になる。第１のレーザパルスのパルス幅が変化しても、第１の加工経路への回折効率と第２の加工経路への回折効率とを調整しておくことにより、第１のレーザパルスの光強度と第２のレーザパルスの光強度とを、ほぼ等しくすることができる。その結果、第１のレーザパルスによる加工と、第２のレーザパルスによる加工との品質を均一にすることができる。   Even if the pulse width of the first laser pulse changes, the elapsed time from the cutting out of the first laser pulse to the cutting out of the second laser pulse does not vary. For this reason, the ratio between the light intensity of the original laser pulse at the time of cutting out the first laser pulse and the light intensity of the original laser pulse at the time of cutting out the second laser pulse is substantially constant. Even if the pulse width of the first laser pulse changes, the light intensity of the first laser pulse is adjusted by adjusting the diffraction efficiency to the first processing path and the diffraction efficiency to the second processing path. And the light intensity of the second laser pulse can be made substantially equal. As a result, the quality of the processing by the first laser pulse and the processing by the second laser pulse can be made uniform.

図１は、本発明の実施例、及び参考例によるレーザ加工装置の概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention and a reference example. 図２Ａは、加工対象物の一例として示されるプリント基板の概略平面図であり、図２Ｂはプリント基板の部分断面図であり、図２Ｃは、パルスレーザビームを入射させて穴開け加工を行うときの形成過程における穴の形状を示す断面図である。FIG. 2A is a schematic plan view of a printed circuit board shown as an example of a workpiece, FIG. 2B is a partial cross-sectional view of the printed circuit board, and FIG. It is sectional drawing which shows the shape of the hole in the formation process of. 図３は、ビーム偏向器の動作状態、発振指令信号、経路選択信号、及び切出信号の、１ショット目及び２ショット目の一部分のタイミングチャートである。FIG. 3 is a timing chart of a part of the first shot and the second shot of the operation state of the beam deflector, the oscillation command signal, the path selection signal, and the cutting signal. 図４Ａは、参考例によるレーザ加工装置で加工する際の１ショット目のレーザパルスの切り出し時の発振指令信号、経路選択信号、切出信号のタイミングチャート、及びレーザパルスの波形を示すグラフであり、図４Ｂは、２ショット目及び３ショット目のレーザパルスの切り出し時の発振指令信号、経路選択信号、切出信号のタイミングチャート、及びレーザパルスの波形を示すグラフである。FIG. 4A is a graph showing an oscillation command signal, a path selection signal, a cutting signal timing chart, and a laser pulse waveform at the time of cutting out the first-shot laser pulse when processing with the laser processing apparatus according to the reference example. FIG. 4B is a graph showing an oscillation command signal, a path selection signal, a cutting signal timing chart, and a laser pulse waveform when the second and third shot laser pulses are cut out. 図５Ａは、実施例によるレーザ加工装置で加工する際の１ショット目のレーザパルスの切り出し時の発振指令信号、経路選択信号、切出信号のタイミングチャート、及びレーザパルスの波形を示すグラフであり、図５Ｂは、２ショット目及び３ショット目のレーザパルスの切り出し時の発振指令信号、経路選択信号、切出信号のタイミングチャート、及びレーザパルスの波形を示すグラフである。FIG. 5A is a graph showing an oscillation command signal, a path selection signal, a cutting signal timing chart, and a laser pulse waveform at the time of cutting out the first-shot laser pulse when processing is performed by the laser processing apparatus according to the embodiment. FIG. 5B is a graph showing an oscillation command signal, a path selection signal, a cutting signal timing chart, and a laser pulse waveform when the second and third shot laser pulses are cut out. 図６Ａ〜図６Ｃは、他の実施例によるレーザ加工装置における発振指令信号、ビーム偏向器の動作状態、経路選択信号、及び切出信号のタイミングチャートである。6A to 6C are timing charts of an oscillation command signal, an operation state of a beam deflector, a path selection signal, and a cutting signal in a laser processing apparatus according to another embodiment. 図７は、さらに他の実施例によるレーザ加工装置における発振指令信号、ビーム偏向器の動作状態、経路選択信号、及び切出信号のタイミングチャートである。FIG. 7 is a timing chart of an oscillation command signal, an operation state of a beam deflector, a path selection signal, and a cutting signal in a laser processing apparatus according to still another embodiment.

図１に、本発明の実施例、及び参考例によるレーザ加工装置の概略図を示す。レーザ光源１０が、制御装置５５から発振指令信号Ｓ０を受けてレーザ発振し、パルスレーザビームＰＬＢを出力する。レーザ光源１０には、例えば炭酸ガスレーザが用いられる。例えば、発振指令信号Ｓ０の立ち上がりにより、発振開始が指令され、発振指令信号Ｓ０の立下りにより、発振停止が指令される。   FIG. 1 shows a schematic diagram of a laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention and a reference example. The laser light source 10 receives the oscillation command signal S0 from the control device 55, oscillates, and outputs a pulsed laser beam PLB. For example, a carbon dioxide laser is used for the laser light source 10. For example, oscillation start is commanded by the rising edge of the oscillation command signal S0, and oscillation stop is commanded by the falling edge of the oscillation command signal S0.

レーザ光源１０から出力され、光学系１１を経由したパルスレーザビームＰＬＢの経路に、音響光学偏向器（ＡＯＤ）２０が配置されている。光学系１１は、例えばビームエキスパンダ、アパーチャ等を含む。ＡＯＤ２０は、入射したレーザビームを、ビームダンパ１３に向かうダンパ経路ＰＤ、第１の加工経路ＭＰ１、及び第２の加工経路ＭＰ２のいずれかに振り向ける。ＡＯＤ２０は、音響光学結晶２１、トランスデューサ２２、及びドライバ２３を含む。トランスデューサ２２は、ドライバ２３によって駆動されることにより、音響光学結晶２１内に弾性波を生じさせる。   An acousto-optic deflector (AOD) 20 is disposed in the path of the pulse laser beam PLB output from the laser light source 10 and passing through the optical system 11. The optical system 11 includes, for example, a beam expander and an aperture. The AOD 20 directs the incident laser beam to any one of the damper path PD, the first machining path MP1, and the second machining path MP2 toward the beam damper 13. The AOD 20 includes an acousto-optic crystal 21, a transducer 22, and a driver 23. The transducer 22 is driven by the driver 23 to generate an elastic wave in the acousto-optic crystal 21.

ドライバ２３に、経路切替端子２４、切出端子２５、第１の回折効率調整ノブ２６、及び第２の回折効率調整ノブ２７が設けられている。経路切替端子２４に、制御装置５５から経路選択信号Ｓ１が入力される。経路選択信号Ｓ１によって、第１の加工経路ＭＰ１及び第２の加工経路ＭＰ２のうち一方の経路が選択される。切出端子２５に、制御装置５５から切出信号Ｓ２が入力される。切出信号Ｓ２が入力されていない期間、ＡＯＤ２０は、入射したレーザビームをダンパ経路ＰＤに振り向ける。切出信号Ｓ２が入力されている期間、ＡＯＤ２０は、第１の加工経路ＭＰ１及び第２の加工経路ＭＰ２のうち経路選択信号Ｓ１によって選択されている方の経路にレーザビームを振り向ける。   The driver 23 is provided with a path switching terminal 24, a cutout terminal 25, a first diffraction efficiency adjustment knob 26, and a second diffraction efficiency adjustment knob 27. A route selection signal S <b> 1 is input from the control device 55 to the route switching terminal 24. One of the first machining path MP1 and the second machining path MP2 is selected by the path selection signal S1. The cut signal S <b> 2 is input from the control device 55 to the cut terminal 25. During the period when the cutout signal S2 is not input, the AOD 20 directs the incident laser beam to the damper path PD. During the period when the cutting signal S2 is input, the AOD 20 directs the laser beam to the path selected by the path selection signal S1 out of the first machining path MP1 and the second machining path MP2.

第１の回折効率調整ノブ２６により、入力されたレーザビームを第１の加工経路ＭＰ１に振り向けるときの回折効率を調整することができる。第２の回折効率調整ノブ２７により、入力されたレーザビームを第２の加工経路ＭＰ２に振り向けるときの回折効率を調整することができる。このように、ＡＯＤ２０は、第１の加工経路ＭＰ１への回折効率と、第２の加工経路ＭＰ２への回折効率とを、独立に調整する機能を有する。回折効率を調整することにより、第１の加工経路ＭＰ１及び第２の加工経路ＭＰ２に振り向けられるレーザビームの光強度を調整することができる。第１の回折効率調整ノブ２６及び第２の回折効率調整ノブ２７で回折効率を調整する方法に替えて、制御装置５５から回折効率の指令値をドライバ２３に入力する構成としてもよい。   The first diffraction efficiency adjustment knob 26 can adjust the diffraction efficiency when the input laser beam is directed to the first machining path MP1. The second diffraction efficiency adjustment knob 27 can adjust the diffraction efficiency when the input laser beam is directed to the second machining path MP2. As described above, the AOD 20 has a function of independently adjusting the diffraction efficiency to the first machining path MP1 and the diffraction efficiency to the second machining path MP2. By adjusting the diffraction efficiency, the light intensity of the laser beam directed to the first machining path MP1 and the second machining path MP2 can be adjusted. Instead of the method of adjusting the diffraction efficiency with the first diffraction efficiency adjustment knob 26 and the second diffraction efficiency adjustment knob 27, a command value of the diffraction efficiency may be input to the driver 23 from the control device 55.

第１の加工経路ＭＰ１に出力されたレーザビームは、ミラー３０で反射されてビーム偏向器３１に入射する。ビーム偏向器３１は、レーザビームの進行方向を二次元方向に変化させる。ビーム偏向器３１には、例えば一対のガルバノスキャナを用いることができる。ビーム偏向器３１で偏向されたレーザビームが、ｆθレンズ３２で収束された後、加工対象物３３に入射する。同様に、第２の加工経路ＭＰ２に出力されたレーザビームは、ミラー４０、ビーム偏向器４１、ｆθレンズ４２を経由して加工対象物４３に入射する。加工対象物３３、４３は、ステージ５０に保持されている。   The laser beam output to the first machining path MP1 is reflected by the mirror 30 and enters the beam deflector 31. The beam deflector 31 changes the traveling direction of the laser beam in a two-dimensional direction. As the beam deflector 31, for example, a pair of galvano scanners can be used. The laser beam deflected by the beam deflector 31 is converged by the fθ lens 32 and then enters the workpiece 33. Similarly, the laser beam output to the second processing path MP2 enters the processing object 43 via the mirror 40, the beam deflector 41, and the fθ lens 42. The workpieces 33 and 43 are held on the stage 50.

ビーム偏向器３１、４１は、それぞれ制御装置５５から制御信号Ｇ１、Ｇ２を受けて、レーザビームが指令された目標位置に入射するように動作する。レーザビームの入射位置が指令された目標位置に整定されると、整定完了を制御装置５５に通知する。   The beam deflectors 31 and 41 receive control signals G1 and G2 from the control device 55, respectively, and operate so that the laser beam enters the commanded target position. When the incident position of the laser beam is set to the commanded target position, the controller 55 is notified of the completion of setting.

図２Ａに加工対象物３３、４３の一例としてプリント基板６０の概略平面図を示す。プリント基板６０の表面が、複数のブロック６１に区分されている。各ブロック６１は、ビーム偏向器３１、４１（図１）の動作によってビーム入射位置を移動させることができる大きさに設定されている。   FIG. 2A shows a schematic plan view of a printed circuit board 60 as an example of the processing objects 33 and 43. The surface of the printed circuit board 60 is divided into a plurality of blocks 61. Each block 61 is set to such a size that the beam incident position can be moved by the operation of the beam deflectors 31 and 41 (FIG. 1).

プリント基板６０の表面に、形成すべき穴の複数の目標位置６２が定義されている。複数の目標位置６２の座標、及び加工順が、制御装置５５（図１）に予め記憶されている。１つのブロック６１内の全ての目標位置６２に穴が形成された後、制御装置５５がステージ５０を移動させることにより、未加工のブロック６１を、ビーム偏向器３１、４１（図１）の走査可能領域に配置する。その後、同様の手順で未加工のブロック６１の加工を行う。   A plurality of target positions 62 of holes to be formed are defined on the surface of the printed circuit board 60. The coordinates of the plurality of target positions 62 and the processing order are stored in advance in the control device 55 (FIG. 1). After holes are formed at all target positions 62 in one block 61, the control device 55 moves the stage 50, so that the unprocessed block 61 is scanned by the beam deflectors 31, 41 (FIG. 1). Place in the possible area. Thereafter, the unprocessed block 61 is processed in the same procedure.

図２Ｂに、プリント基板６０の部分断面図を示す。コア基板６５の表面に内層の導体パターン６６が配置されている。コア基板６５及び導体パターン６６の上に絶縁層６７が配置され、その表面に導体パターン６８が配置されている。コア基板６５及び絶縁層６７には、例えばエポキシ等の樹脂が用いられる。導体パターン６６、６８には、例えば銅が用いられる。   FIG. 2B shows a partial cross-sectional view of the printed circuit board 60. An inner layer conductor pattern 66 is disposed on the surface of the core substrate 65. An insulating layer 67 is disposed on the core substrate 65 and the conductor pattern 66, and a conductor pattern 68 is disposed on the surface thereof. For the core substrate 65 and the insulating layer 67, for example, a resin such as epoxy is used. For example, copper is used for the conductor patterns 66 and 68.

図２Ｃに、パルスレーザビームを入射させて穴開け加工を行うときの形成過程における穴の形状を示す。図２Ｃでは、３ショットのレーザパルスで１つの穴開け加工が完了する例を示している。１ショット目のレーザパルスにより、表面の導体パターン６８に穴６８Ａが形成される。このとき、穴６８Ａの底面の絶縁層６７の表層部も除去されることにより、凹部６７Ａが形成される。   FIG. 2C shows the shape of the hole in the formation process when performing the drilling process by making the pulse laser beam incident. FIG. 2C shows an example in which one drilling process is completed with three shot laser pulses. A hole 68A is formed in the conductor pattern 68 on the surface by the first shot laser pulse. At this time, the surface layer portion of the insulating layer 67 on the bottom surface of the hole 68A is also removed, thereby forming a recess 67A.

２ショット目のレーザパルスにより、絶縁層６７に形成されている凹部６７Ａが深くなることにより、凹部６７Ｂが形成される。３ショット目のレーザパルスにより、凹部６７Ｂがさらに深くなり、内層の導体パターン６６まで達する穴６７Ｃが形成される。レーザパルスの好適なパルス幅は、加工対象物の材料によって異なる。例えば、２ショット目及び３ショット目のレーザパルスのパルス幅は、１ショット目のレーザパルスのパルス幅より短い。   The concave portion 67A formed in the insulating layer 67 is deepened by the second shot laser pulse, whereby the concave portion 67B is formed. Due to the third shot laser pulse, the recess 67B becomes deeper and a hole 67C reaching the inner conductor pattern 66 is formed. The suitable pulse width of the laser pulse varies depending on the material of the workpiece. For example, the pulse widths of the second and third shot laser pulses are shorter than the pulse width of the first shot laser pulse.

次に、１つのブロック６１（図２Ａ）内の加工を行う手順について説明する。１つの目標位置６２に１ショット目のレーザパルスを入射させた後、レーザビームの入射位置を次の目標位置６２まで移動させて、新たな目標位置６２に１ショット目のレーザパルスを入射させる。１つのブロック６１内の全ての目標位置６２への１ショット目のレーザパルスの入射が完了すると、全ての目標位置６２に対して順番に、２ショット目のレーザパルスを入射させる。その後、全ての目標位置６２に対して順番に、３ショット目のレーザパルスを入射させる。   Next, a procedure for performing processing in one block 61 (FIG. 2A) will be described. After the first shot laser pulse is incident on one target position 62, the incident position of the laser beam is moved to the next target position 62, and the first shot laser pulse is incident on the new target position 62. When the first shot laser pulse is incident on all target positions 62 in one block 61, the second shot laser pulse is sequentially incident on all target positions 62. Thereafter, the third shot laser pulse is incident on all target positions 62 in order.

なお、１つの目標位置６２に対して、レーザビームの入射位置を移動させることなく、２ショット目のレーザパルスと３ショット目のレーザパルスとを、微小な時間間隔を開けて続けて入射してもよい。   It should be noted that the second shot laser pulse and the third shot laser pulse are continuously incident on a single target position 62 with a minute time interval without moving the incident position of the laser beam. Also good.

図３に、ビーム偏向器３１、４１（図１）の動作状態、発振指令信号Ｓ０、経路選択信号Ｓ１、及び切出信号Ｓ２の、１ショット目及び２ショット目の一部分のタイミングチャートを示す。ビーム偏向器３１、４１が動作している期間を、上下に分かれた２本の線で表し、整定されている期間を１本の線で表す。   FIG. 3 shows a timing chart of a part of the first and second shots of the operation state of the beam deflectors 31 and 41 (FIG. 1), the oscillation command signal S0, the path selection signal S1, and the cutting signal S2. The period during which the beam deflectors 31 and 41 are operating is represented by two lines divided up and down, and the settling period is represented by one line.

１つの目標位置６２（図２Ａ）への１ショットのレーザパルスの入射が完了すると、制御装置５５が、ビーム偏向器３１、４１を動作させて、レーザビームの入射位置を、次に加工すべき目標位置６２に移動させる。２つのビーム偏向器３１、４１の両方の動作が完了すると、言い換えると第１の加工経路ＭＰ１及び第２の加工経路ＭＰ２の両方のレーザビームの入射位置が整定されると（時刻ｔ１）、制御装置５５がレーザ光源１０に対して、発振指令信号Ｓ０の送出を開始する（時刻ｔ２）。これにより、レーザ光源１０から出力されるパルスレーザビームＰＬＢのレーザパルスの出力が開始される。発振指令信号Ｓ０の立ち上がりが、レーザ光源１０に対する発振開始の指令に対応する。この時点で、経路選択信号Ｓ１によって第１の加工経路ＭＰ１が選択されている。   When one shot of the laser pulse is incident on one target position 62 (FIG. 2A), the controller 55 operates the beam deflectors 31 and 41 to process the incident position of the laser beam next. Move to the target position 62. When the operations of both of the two beam deflectors 31 and 41 are completed, in other words, when the incident positions of the laser beams in both the first machining path MP1 and the second machining path MP2 are settled (time t1), the control is performed. The device 55 starts sending the oscillation command signal S0 to the laser light source 10 (time t2). Thereby, the output of the laser pulse of the pulse laser beam PLB output from the laser light source 10 is started. The rising edge of the oscillation command signal S0 corresponds to an oscillation start command for the laser light source 10. At this time, the first machining path MP1 is selected by the path selection signal S1.

第１の加工経路ＭＰ１が選択されている状態で、制御装置５５が、予め決められたパルス幅ＰＷ１の切出信号Ｓ２を送出する（時刻ｔ３）。これにより、第１の加工経路ＭＰ１に、１つのレーザパルスが切り出される。その後、制御装置５５が、第２の加工経路ＭＰ２を選択する経路選択信号Ｓ１を送出する（時刻ｔ４）。第２の加工経路ＭＰ２が選択されている状態で、制御装置５５が、予め決められたパルス幅ＰＷ１の切出信号Ｓ２を送出する（時刻ｔ５）。これにより、第２の加工経路ＭＰ２に、１つのレーザパルスが切り出される。   In a state where the first machining path MP1 is selected, the control device 55 sends out a cutting signal S2 having a predetermined pulse width PW1 (time t3). Thereby, one laser pulse is cut out in the first machining path MP1. Thereafter, the control device 55 sends a route selection signal S1 for selecting the second machining route MP2 (time t4). In a state where the second machining path MP2 is selected, the control device 55 sends out a cutting signal S2 having a predetermined pulse width PW1 (time t5). Thereby, one laser pulse is cut out in the second machining path MP2.

その後、制御装置５５は、発振指令信号Ｓ０の送出を停止し、経路選択信号Ｓ１で選択される経路を第１の加工経路ＭＰ１に戻す（時刻ｔ７）。発振指令信号Ｓ０の立ち下がりが、レーザ光源１０に対する発振停止の指令に対応する。さらに、ビーム偏向器３１、４１に、制御信号Ｇ１、Ｇ２を送出して、レーザビームの入射位置を次の目標位置６２（図２Ａ）まで移動させる。２ショット目及び３ショット目のレーザパルスを入射するときも、１ショット目の場合と基本的に同様の手順が繰り返される。図３では、２ショット目のレーザパルスを切り出す切出信号Ｓ２のパルス幅が、１ショット目のレーザパルスを切り出すときの切出信号Ｓ２のパルス幅より短い例を示している。   Thereafter, the control device 55 stops sending the oscillation command signal S0 and returns the route selected by the route selection signal S1 to the first machining route MP1 (time t7). The falling edge of the oscillation command signal S0 corresponds to an oscillation stop command for the laser light source 10. Further, control signals G1 and G2 are sent to the beam deflectors 31 and 41 to move the laser beam incident position to the next target position 62 (FIG. 2A). When the second and third shot laser pulses are incident, basically the same procedure is repeated as in the first shot. FIG. 3 shows an example in which the pulse width of the cut signal S2 for cutting out the laser pulse for the second shot is shorter than the pulse width of the cut signal S2 for cutting out the laser pulse for the first shot.

実施例によるレーザ加工装置について説明する前に、図４Ａ及び図４Ｂを参照して、参考例によるレーザ加工装置について説明する。   Before describing the laser processing apparatus according to the embodiment, the laser processing apparatus according to the reference example will be described with reference to FIGS. 4A and 4B.

図４Ａに、１ショット目のレーザパルスの切り出し時の発振指令信号Ｓ０、経路選択信号Ｓ１、切出信号Ｓ２のタイミングチャート、及びレーザパルスの波形を示す。発振指令信号Ｓ０が立ち上がると（時刻ｔ２）、レーザ光源１０（図１）から原初レーザパルスＬＰ０が出力される。レーザ光源１０は、原初レーザパルスＬＰ０の光強度が時間の経過とともに低下する特性を有する。発振指令信号Ｓ０が立ち下がると（時刻ｔ６）、原初レーザパルスＬＰ０も立ち下がる。   FIG. 4A shows a timing chart of the oscillation command signal S0, the path selection signal S1, and the extraction signal S2 when the first-shot laser pulse is cut out, and the laser pulse waveform. When the oscillation command signal S0 rises (time t2), the original laser pulse LP0 is output from the laser light source 10 (FIG. 1). The laser light source 10 has a characteristic that the light intensity of the original laser pulse LP0 decreases with time. When the oscillation command signal S0 falls (time t6), the original laser pulse LP0 also falls.

経路選択信号Ｓ１で第１の加工経路ＭＰ１が選択されている状態で、切出信号Ｓ２のパルスが送出されると（時刻ｔ３）、原初レーザパルスＬＰ０から、第１の加工経路ＭＰ１に第１のレーザパルスＬＰ１が切り出される。経路選択信号Ｓ１で第２の加工経路ＭＰ２が選択されている状態で、切出信号Ｓ２のパルスが送出されると（時刻ｔ５）、原初レーザパルスＬＰ０から、第２の加工経路ＭＰ２に第２のレーザパルスＬＰ２が切り出される。第１のレーザパルスＬＰ１のパルス幅と、第２のレーザパルスＬＰ２のパルス幅とは同一である。   When the pulse of the cutting signal S2 is sent out (time t3) in a state where the first machining path MP1 is selected by the path selection signal S1, the first machining path MP1 is transferred from the original laser pulse LP0 to the first machining path MP1. The laser pulse LP1 is cut out. When the pulse of the cutting signal S2 is sent out (time t5) in a state where the second machining path MP2 is selected by the path selection signal S1, the second laser beam LP0 is transferred to the second machining path MP2 from the original laser pulse LP0. The laser pulse LP2 is cut out. The pulse width of the first laser pulse LP1 and the pulse width of the second laser pulse LP2 are the same.

原初レーザパルスＬＰ０に対する第１のレーザパルスＬＰ１の光強度の比は、第１の回折効率調整ノブ２６の設定により決定される。同様に、原初レーザパルスＬＰ０に対する第２のレーザパルスＬＰ２の光強度の比は、第２の回折効率調整ノブ２７の設定により決定される。経路選択信号Ｓ１で第１の加工経路ＭＰ１が選択されているときの原初レーザパルスＬＰ０の光強度は、経路選択信号Ｓ１で第２の加工経路ＭＰ２が選択されているときの原初レーザパルスＬＰ０の光強度より強い。この強度の差が解消されるように、第１の加工経路ＭＰ１への回折効率が、第２の加工経路ＭＰ２への回折効率より低くなるように、第１の回折効率調整ノブ２６及び第２の回折効率調整ノブ２７により回折効率が設定されている。   The ratio of the light intensity of the first laser pulse LP1 to the original laser pulse LP0 is determined by the setting of the first diffraction efficiency adjustment knob 26. Similarly, the ratio of the light intensity of the second laser pulse LP2 to the original laser pulse LP0 is determined by the setting of the second diffraction efficiency adjustment knob 27. The light intensity of the original laser pulse LP0 when the first machining path MP1 is selected by the path selection signal S1 is the light intensity of the original laser pulse LP0 when the second machining path MP2 is selected by the path selection signal S1. Stronger than light intensity. In order to eliminate this difference in intensity, the first diffraction efficiency adjustment knob 26 and the second diffraction efficiency are adjusted so that the diffraction efficiency into the first machining path MP1 is lower than the diffraction efficiency into the second machining path MP2. The diffraction efficiency is adjusted by the diffraction efficiency adjustment knob 27.

このため、原初レーザパルスＬＰ０から第１のレーザパルスＬＰ１が切り出されるときの光強度の減衰量が、原初レーザパルスＬＰ０から第２のレーザパルスＬＰ２が切り出されるときの光の減衰量より大きい。その結果、第１のレーザパルスＬＰ１のパルスエネルギと、第２のレーザパルスＬＰ２のパルスエネルギとが、ほぼ等しくなる。言い換えると、第１のレーザパルスＬＰ１のパルスエネルギと、第２のレーザパルスＬＰ２のパルスエネルギとが、ほぼ等しくなるように、第１の加工経路ＭＰ１への回折効率と第２の加工経路ＭＰ２への回折効率とが調整されている。   For this reason, the attenuation amount of the light intensity when the first laser pulse LP1 is extracted from the original laser pulse LP0 is larger than the attenuation amount of the light when the second laser pulse LP2 is extracted from the original laser pulse LP0. As a result, the pulse energy of the first laser pulse LP1 and the pulse energy of the second laser pulse LP2 are substantially equal. In other words, the diffraction efficiency to the first machining path MP1 and the second machining path MP2 are set so that the pulse energy of the first laser pulse LP1 and the pulse energy of the second laser pulse LP2 are substantially equal. The diffraction efficiency is adjusted.

図４Ｂに、２ショット目のレーザパルスの切り出し時の発振指令信号Ｓ０、経路選択信号Ｓ１、切出信号Ｓ２のタイミングチャート、及びレーザパルスの波形を示す。なお、３ショット目のレーザパルスの切り出しのタイミングは、２ショット目のレーザパルスの切り出しのタイミングと同一である。切出信号Ｓ２のパルス幅ＰＷ２が、１ショット目のレーザパルスを切り出すときの切出信号Ｓ２のパルス幅ＰＷ１より短い。これに対応して、原初レーザパルスＬＰ０のパルス幅も、１ショット目の原初レーザパルスＬＰ０のパルス幅より短い。   FIG. 4B shows a timing chart of the oscillation command signal S0, the path selection signal S1, and the extraction signal S2 when the second shot laser pulse is cut out, and the laser pulse waveform. Note that the timing for cutting out the laser pulse for the third shot is the same as the timing for cutting out the laser pulse for the second shot. The pulse width PW2 of the cutout signal S2 is shorter than the pulse width PW1 of the cutout signal S2 when cutting out the first shot laser pulse. Correspondingly, the pulse width of the original laser pulse LP0 is also shorter than the pulse width of the original laser pulse LP0 of the first shot.

原初レーザパルスＬＰ０のパルス幅が短くても、その立ち上がりから立ち下がりまでの波形は、１ショット目の原初レーザパルスＬＰ０の該当部分の波形とほぼ同一である。第１のレーザパルスＬＰ１が切り出された時点（時刻ｔ３）から、第２のレーザパルスＬＰ２が切り出される時点（時刻ｔ５）までの経過時間は、２ショット目の方が、１ショット目のときより短い。このため、第１のレーザパルスＬＰ１が切り出されてから、第２のレーザパルスＬＰ２が切り出されるまでの原初レーザパルスＬＰ０の光強度の低下量は、２ショット目の方が、１ショット目のときより少ない。   Even if the pulse width of the original laser pulse LP0 is short, the waveform from the rising edge to the falling edge is almost the same as the waveform of the corresponding portion of the original laser pulse LP0 of the first shot. The elapsed time from the time when the first laser pulse LP1 is cut out (time t3) to the time when the second laser pulse LP2 is cut out (time t5) is longer in the second shot than in the first shot. short. For this reason, the amount of decrease in the light intensity of the original laser pulse LP0 from when the first laser pulse LP1 is cut out until the second laser pulse LP2 is cut out is when the second shot is the first shot. Fewer.

ところが、第１の加工経路ＭＰ１への回折効率と、第２の加工経路ＭＰ２への回折効率とは、２ショット目のときと、１ショット目のときとで同一である。その結果、２ショット目の第１のレーザパルスＬＰ１のパルスエネルギが、第２のレーザパルスＬＰ２のパルスエネルギより小さくなってしまう。   However, the diffraction efficiency to the first machining path MP1 and the diffraction efficiency to the second machining path MP2 are the same for the second shot and the first shot. As a result, the pulse energy of the first laser pulse LP1 of the second shot becomes smaller than the pulse energy of the second laser pulse LP2.

図４Ａ及び図４Ｂに示した参考例では、１ショット目、２ショット目、及び３ショット目のすべてにおいて、第１の加工経路ＭＰ１に出力される第１のレーザパルスＬＰ１のパルスエネルギと、第２の加工経路ＭＰ２に出力される第２のレーザパルスＬＰ２のパルスエネルギとをほぼ同一にすることは困難である。   In the reference example shown in FIGS. 4A and 4B, the pulse energy of the first laser pulse LP1 output to the first machining path MP1 and the first shot in all of the first shot, the second shot, and the third shot, It is difficult to make the pulse energy of the second laser pulse LP2 output to the second machining path MP2 substantially the same.

次に、図５Ａ及び図５Ｂを参照して、実施例によるレーザ加工装置について説明する。以下、図４Ａ及び図４Ｂに示した参考例との相違点について説明し、共通の構成については説明を省略する。   Next, with reference to FIG. 5A and FIG. 5B, the laser processing apparatus by an Example is demonstrated. Hereinafter, differences from the reference example illustrated in FIGS. 4A and 4B will be described, and description of common configurations will be omitted.

図５Ａに、１ショット目のレーザパルスの切り出し時の発振指令信号Ｓ０、経路選択信号Ｓ１、切出信号Ｓ２のタイミングチャート、及びレーザパルスの波形を示す。このタイミングチャートは、図４Ａに示した参考例のタイミングチャートと同一である。   FIG. 5A shows a timing chart of the oscillation command signal S0, the path selection signal S1, and the extraction signal S2 when the first-shot laser pulse is cut out, and the laser pulse waveform. This timing chart is the same as the timing chart of the reference example shown in FIG. 4A.

図５Ｂに、２ショット目のレーザパルスの切り出し時の発振指令信号Ｓ０、経路選択信号Ｓ１、切出信号Ｓ２のタイミングチャート、及びレーザパルスの波形を示す。なお、３ショット目のレーザパルスの切り出しタイミングは、２ショット目のレーザパルスの切り出しタイミングと同一である。制御装置５５がレーザ光源１０を制御して原初レーザパルスＬＰ０の出力を開始させた時点（時刻ｔ２）から、第１の加工経路ＭＰ１に第１のレーザパルスＬＰ１を出力させる時点（時刻ｔ３）までの経過時間は、参考例の場合と同様に、１ショット目から３ショット目まで不変である。   FIG. 5B shows a timing chart of the oscillation command signal S0, the path selection signal S1, and the extraction signal S2 when cutting the laser pulse of the second shot, and the laser pulse waveform. It should be noted that the timing for cutting out the laser pulse for the third shot is the same as the timing for cutting out the laser pulse for the second shot. From the time when the control device 55 controls the laser light source 10 to start outputting the original laser pulse LP0 (time t2) to the time when the first laser pulse LP1 is output to the first machining path MP1 (time t3). The elapsed time is unchanged from the first shot to the third shot, as in the case of the reference example.

１ショット目の加工が終了した後、２ショット目の加工を行う際に、第１の加工経路ＭＰ１に出力される第１のレーザパルスＬＰ１のパルス幅ＰＷ２を、１ショット目のときのパルス幅ＰＷ１から変化させる。具体的には、パルス幅ＰＷ２をパルス幅ＰＷ１より短くする。パルス幅を短くした場合であっても、第１のレーザパルスのＬＰ１の切り出しを指令した時点（時刻ｔ３）から、第２の加工経路ＭＰ２への第２のレーザパルスＬＰ２の切り出しを指令する時点（時刻ｔ５）までの経過時間は、１ショット目のときと、２ショット目のときとで変化させない。   After processing the first shot, when processing the second shot, the pulse width PW2 of the first laser pulse LP1 output to the first processing path MP1 is set to the pulse width at the first shot. Change from PW1. Specifically, the pulse width PW2 is made shorter than the pulse width PW1. Even when the pulse width is shortened, the time point at which cutting out of the second laser pulse LP2 to the second machining path MP2 is instructed from the time point (time t3) at which cutting out of LP1 of the first laser pulse is instructed. The elapsed time until (time t5) is not changed between the first shot and the second shot.

第１の加工経路ＭＰ１への回折効率と、第２の加工経路ＭＰ２への回折効率とは、参考例の場合と同様に、１ショット目の第１のレーザパルスＬＰ１（図５Ａ）のパルスエネルギと第２のレーザパルスＬＰ２（図５Ａ）のパルスエネルギとがほぼ等しくなるように設定されている。実施例においては、原初レーザパルスＬＰ０のパルス幅の中で、第２の加工経路ＭＰ２に第２のレーザパルスＬＰ２が切り出される箇所は、１ショット目のときと、２ショット目のときとで同一である。このため、２ショット目において、第１のレーザパルスＬＰ１のパルスエネルギと第２のレーザパルスＬＰ２のパルスエネルギとの差を、参考例と比べて小さくすることができる。   The diffraction efficiency to the first machining path MP1 and the diffraction efficiency to the second machining path MP2 are the same as in the reference example, the pulse energy of the first laser pulse LP1 (FIG. 5A) of the first shot. And the pulse energy of the second laser pulse LP2 (FIG. 5A) are set to be substantially equal. In the embodiment, the portion where the second laser pulse LP2 is cut out in the second machining path MP2 in the pulse width of the original laser pulse LP0 is the same for the first shot and the second shot. It is. For this reason, in the second shot, the difference between the pulse energy of the first laser pulse LP1 and the pulse energy of the second laser pulse LP2 can be reduced as compared with the reference example.

第１の加工経路ＭＰ１に切り出される第１のレーザパルスＬＰ１のパルスエネルギと、第２の加工経路ＭＰ２に切り出される第２のレーザパルスＬＰ２のパルスエネルギとの差が小さくなるため、第１の加工経路ＭＰ１と第２の加工経路ＭＰ２との加工品質を揃えることができる。第１のレーザパルスＬＰ１のパルスエネルギと、第２のレーザパルスＬＰ２のパルスエネルギとの差を小さくする効果を高めるために、原初レーザパルスＬＰ０のパルス幅を一定にすることが好ましい。言い換えると、レーザ光源１０への発振開始の指令の送出から、発振停止の指令の送出までの経過時間を不変にすることが好ましい。   Since the difference between the pulse energy of the first laser pulse LP1 cut out in the first machining path MP1 and the pulse energy of the second laser pulse LP2 cut out in the second machining path MP2 becomes small, the first machining is performed. The machining quality of the path MP1 and the second machining path MP2 can be made uniform. In order to increase the effect of reducing the difference between the pulse energy of the first laser pulse LP1 and the pulse energy of the second laser pulse LP2, it is preferable to make the pulse width of the original laser pulse LP0 constant. In other words, it is preferable that the elapsed time from the transmission of the oscillation start command to the laser light source 10 to the transmission of the oscillation stop command is unchanged.

上記実施例では、１つの加工点に３ショットのレーザパルスを入射させたが、入射させるレーザパルスのショット数は、３ショットに限らない。１つの加工点に入射させるレーザパルスは、２ショットでもよいし、４ショット以上でもよい。４ショット以上のレーザパルスで加工を行う場合、３ショット目以降のレーザパルスの切り出しタイミングは、２ショット目のレーザパルスの切り出しタイミングと同一にすればよい。   In the above embodiment, three shots of laser pulses are incident on one processing point. However, the number of incident laser pulses is not limited to three. The laser pulse incident on one processing point may be 2 shots or 4 shots or more. When processing with four or more shots of laser pulses, the cut-out timing of the third and subsequent shots may be the same as the cut-out timing of the second shot.

次に、図６Ａ〜図６Ｃを参照して、他の実施例によるレーザ加工装置について説明する。以下、図１〜図３、図５Ａ及び図５Ｂに示した実施例との相違点について説明し、共通の構成については説明を省略する。図１〜図３、図５Ａ及び図５Ｂに示した実施例では、ビーム偏向器３１、４１（図１）が整定した時点（図３の時刻ｔ１）の直後に、制御装置５５が発振指令信号Ｓ０の送出を開始した（時刻ｔ２）。以下に説明する実施例では、制御装置５５が発振指令信号Ｓ０の送出を開始する時刻が、ある範囲内に制限される。   Next, a laser processing apparatus according to another embodiment will be described with reference to FIGS. 6A to 6C. Hereinafter, differences from the embodiments shown in FIGS. 1 to 3, 5A and 5B will be described, and description of common configurations will be omitted. In the embodiment shown in FIGS. 1 to 3, 5A, and 5B, the control device 55 generates an oscillation command signal immediately after the beam deflectors 31, 41 (FIG. 1) settle (time t1 in FIG. 3). Transmission of S0 is started (time t2). In the embodiment described below, the time at which the control device 55 starts sending the oscillation command signal S0 is limited within a certain range.

図６Ａに、本実施例によるレーザ加工装置における発振指令信号Ｓ０、ビーム偏向器３１、４１の動作状態、経路選択信号Ｓ１、及び切出信号Ｓ２のタイミングチャートを示す。図６Ａでは、２つのビーム偏向器３１、４１の動作状態を重ねて示している。   FIG. 6A shows a timing chart of the oscillation command signal S0, the operation state of the beam deflectors 31, 41, the path selection signal S1, and the cutting signal S2 in the laser processing apparatus according to the present embodiment. In FIG. 6A, the operation states of the two beam deflectors 31 and 41 are shown in an overlapping manner.

本実施例では、レーザ光源１０（図１）から出力されるレーザパルスの繰り返し周期の下限値ＲＰＬと上限値ＲＰＵとが、制御装置５５に記憶されている。レーザパルスの繰り返し周期が、その下限値ＲＰＬと上限値ＲＰＵとの範囲内に収まるように、制御装置５５が発振指令信号Ｓ０を送出する。   In the present embodiment, the lower limit value RPL and the upper limit value RPU of the repetition period of the laser pulse output from the laser light source 10 (FIG. 1) are stored in the control device 55. The control device 55 sends the oscillation command signal S0 so that the repetition period of the laser pulse falls within the range between the lower limit value RPL and the upper limit value RPU.

図６Ａに示すように、ビーム偏向器３１、４１の動作完了時点（時刻ｔ１１）で、レーザ光源１０（図１）に対して発振開始の指令を送出した時点（時刻ｔ１０）からの経過時間が下限値ＲＰＬと上限値ＲＰＵとの範囲内である場合、ビーム偏向器３１、４１の動作完了時点（時刻ｔ１１）の直後に、制御装置５５が発振指令信号Ｓ０の送出を開始する（時刻ｔ１２）。経路選択信号Ｓ１及び切出信号Ｓ２のタイミングチャートは、図５Ａ及び図５Ｂに示した実施例と共通である。   As shown in FIG. 6A, at the time when the operations of the beam deflectors 31 and 41 are completed (time t11), the elapsed time from the time (time t10) when a command to start oscillation is sent to the laser light source 10 (FIG. 1). If it is within the range between the lower limit value RPL and the upper limit value RPU, the control device 55 starts sending the oscillation command signal S0 (time t12) immediately after the operation of the beam deflectors 31, 41 is completed (time t11). . The timing chart of the route selection signal S1 and the cutout signal S2 is common to the embodiment shown in FIGS. 5A and 5B.

図６Ｂに示すように、ビーム偏向器３１、４１の動作完了時点（時刻ｔ１３）で、発振指令信号Ｓ０の立ち上がり時点（時刻ｔ１０）からの経過時間が下限値ＲＰＬより短い場合、制御装置５５は、下限値ＲＰＬに相当する時間が経過するまで、レーザ光源１０への発振指令信号Ｓ０の送出を待機する。前周期の発振指令信号Ｓ０の立ち上がり時点（時刻ｔ１０）から、下限値ＲＰＬに相当する時間が経過した時点（時刻ｔ１４）に、制御装置５５が発振指令信号Ｓ０の送出を開始する。   As shown in FIG. 6B, when the operation time of the beam deflectors 31 and 41 is completed (time t13) and the elapsed time from the rising time (time t10) of the oscillation command signal S0 is shorter than the lower limit value RPL, the control device 55 Until the time corresponding to the lower limit value RPL has elapsed, the transmission of the oscillation command signal S0 to the laser light source 10 is awaited. The control device 55 starts sending the oscillation command signal S0 when the time corresponding to the lower limit value RPL has elapsed (time t14) from the rising time (time t10) of the oscillation command signal S0 of the previous cycle.

図６Ｃに示すように、前周期の発振指令信号Ｓ０の立ち上がり時点（時刻ｔ１０）からの経過時間が上限値ＲＰＵに達した時点（時刻ｔ１５）で、ビーム偏向器３１、４１の動作が完了していない場合、制御装置５５は、その時点でレーザ光源１０に発振指令信号Ｓ０の送出を開始する。ただし、制御装置５５は、切出信号Ｓ２のパルスは送出しない。このため、レーザ光源１０から出力された原初レーザパルスは、そのパルス幅内の全時間帯においてダンパ経路ＰＤ（図１）に振り向けられる。   As shown in FIG. 6C, the operations of the beam deflectors 31 and 41 are completed when the elapsed time from the rising point (time t10) of the oscillation command signal S0 in the previous cycle reaches the upper limit value RPU (time t15). If not, the control device 55 starts sending the oscillation command signal S0 to the laser light source 10 at that time. However, the control device 55 does not send out the pulse of the cutout signal S2. Therefore, the original laser pulse output from the laser light source 10 is directed to the damper path PD (FIG. 1) in all time zones within the pulse width.

ビーム偏向器３１、４１が整定すると（時刻ｔ１６）、前周期の発振指令信号Ｓ０の立ち上がり時点（時刻ｔ１５）からの経過時間が下限値ＲＰＬと上限値ＲＰＵとの範囲内に収まるように、次の発振指令信号Ｓ０の送出のタイミングを決定する。例えば、前周期の発振指令信号Ｓ０の立ち上がり時点（時刻ｔ１５）から下限値ＲＰＬに相当する時間が経過した時点（時刻ｔ１７）で、ビーム偏向器３１、４１が整定している場合には、時刻ｔ１７において制御装置５５が発振指令信号Ｓ０の送出を開始する。   When the beam deflectors 31 and 41 are settled (time t16), the following is performed so that the elapsed time from the rising point (time t15) of the oscillation command signal S0 in the previous cycle is within the range between the lower limit value RPL and the upper limit value RPU. The transmission timing of the oscillation command signal S0 is determined. For example, when the beam deflectors 31 and 41 are set at the time (time t17) when the time corresponding to the lower limit value RPL has elapsed from the rising time (time t15) of the oscillation command signal S0 in the previous cycle, the time At t17, the control device 55 starts sending the oscillation command signal S0.

次に、図６Ａ〜図６Ｃに示した実施例の優れた効果について説明する。レーザ光源１０から出力されるパルスレーザビームのパルス幅が不変であっても、パルスの繰り返し周波数（繰り返し周期）が変化すると、光強度が変動してパルスエネルギも変化してしまう。図６Ａ〜図６Ｃに示した実施例では、パルスの繰り返し周期の変化が下限値ＲＰＬと上限値ＲＰＵとの範囲内に収まる。このため、原初レーザパルスＬＰ０（図５Ａ、図５Ｂ）のパルスエネルギの変動を抑制することができる。その結果、第１の加工経路ＭＰ１及び第２の加工経路ＭＰ２に振り向けられた第１のレーザパルスＬＰ１及び第２のレーザパルスＬＰ２のパルスエネルギの変動を抑制することができる。   Next, the excellent effect of the embodiment shown in FIGS. 6A to 6C will be described. Even if the pulse width of the pulse laser beam output from the laser light source 10 is unchanged, if the pulse repetition frequency (repetition period) changes, the light intensity changes and the pulse energy also changes. In the embodiment shown in FIGS. 6A to 6C, the change in the pulse repetition period is within the range between the lower limit value RPL and the upper limit value RPU. For this reason, fluctuations in the pulse energy of the original laser pulse LP0 (FIGS. 5A and 5B) can be suppressed. As a result, fluctuations in the pulse energy of the first laser pulse LP1 and the second laser pulse LP2 directed to the first machining path MP1 and the second machining path MP2 can be suppressed.

次に、図７を参照して、さらに他の実施例によるレーザ加工装置について説明する。以下、図６Ａ〜図６Ｃに示した実施例との相違点について説明し、共通の構成については説明を省略する。   Next, a laser processing apparatus according to still another embodiment will be described with reference to FIG. Hereinafter, differences from the embodiment shown in FIGS. 6A to 6C will be described, and description of common configurations will be omitted.

図７に示した実施例では、図６Ａ〜図６Ｃに示した実施例のパルスの繰り返し周期の下限値ＲＰＬと上限値ＲＰＵとが同一の値に設定される。このため、レーザ光源１０は、ビーム偏向器３１、４１の動作とは無関係に、一定の繰り返し周波数で原初レーザパルスＬＰ０（図５Ａ、図５Ｂ）を出力する。   In the embodiment shown in FIG. 7, the lower limit value RPL and the upper limit value RPU of the pulse repetition period of the embodiment shown in FIGS. 6A to 6C are set to the same value. Therefore, the laser light source 10 outputs the original laser pulse LP0 (FIGS. 5A and 5B) at a constant repetition frequency regardless of the operation of the beam deflectors 31 and 41.

原初レーザパルスＬＰ０が立ち上がった時点でビーム偏向器３１、４１が整定している場合には（時刻ｔ２１）、当該原初レーザパルスＬＰ０から、第１の加工経路ＭＰ１及び第２の加工経路ＭＰ２に、それぞれ第１のレーザパルスＬＰ１及び第２のレーザパルスＬＰ２を切り出す切出信号Ｓ２のパルスを送出する（時刻ｔ２２、ｔ２３）。原初レーザパルスＬＰ０が立ち上がった時点でビーム偏向器３１、４１が整定していない場合には（時刻ｔ２４）、当該原初レーザパルスＬＰ０から第１の加工経路ＭＰ１及び第２の加工経路ＭＰ２にレーザパルスを切り出す切出信号Ｓ２のパルスは送出されない。このため、当該原初レーザパルスＬＰ０は、ダンパ経路ＰＤ（図１）に振り向けられる。   When the beam deflectors 31 and 41 are set at the time when the original laser pulse LP0 rises (time t21), from the original laser pulse LP0 to the first processing path MP1 and the second processing path MP2. The cut-out signal S2 for cutting out the first laser pulse LP1 and the second laser pulse LP2 is sent out (time t22, t23). When the beam deflectors 31 and 41 are not settled at the time when the original laser pulse LP0 rises (time t24), the laser pulse is transferred from the original laser pulse LP0 to the first machining path MP1 and the second machining path MP2. The pulse of the cut-out signal S2 for cutting out is not sent out. For this reason, the original laser pulse LP0 is directed to the damper path PD (FIG. 1).

図７に示した実施例では、レーザ光源１０から出力されるパルスレーザビームのパルスの繰り返し周波数が一定であるため、原初レーザパルスＬＰ０のパルスエネルギの安定性をより高めることができる。その結果、第１の加工経路ＭＰ１及び第２の加工経路ＭＰ２に振り向けられる第１のレーザパルスＬＰ１及び第２のレーザパルスＬＰ２のパルスエネルギも安定する。   In the embodiment shown in FIG. 7, since the repetition frequency of the pulse of the pulse laser beam output from the laser light source 10 is constant, the stability of the pulse energy of the original laser pulse LP0 can be further improved. As a result, the pulse energy of the first laser pulse LP1 and the second laser pulse LP2 directed to the first machining path MP1 and the second machining path MP2 is also stabilized.

以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。   Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited thereto. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.

１０ レーザ光源
１１ 光学系
１３ ビームダンパ
２０ 音響光学偏向器（ＡＯＤ）
２１ 音響光学結晶
２２ トランスデューサ
２３ ドライバ
２４ 経路切替端子
２５ 切出端子
２６ 第１の回折効率調整ノブ
２７ 第２の回折効率調整ノブ
３０ ミラー
３１ ビーム偏向器
３２ ｆθレンズ
３３ 加工対象物
４０ ミラー
４１ ビーム偏向器
４２ ｆθレンズ
４３ 加工対象物
５０ ステージ
５５ 制御装置
６０ プリント基板
６１ ブロック
６２ 目標位置
６５ コア基板
６６ 内層の導体パターン
６７ 絶縁層
６７Ａ、６７Ｂ 凹部
６７Ｃ 穴
６８ 表面の導体パターン
６８Ａ 穴
Ｇ１、Ｇ２ 制御信号
ＬＰ０ 原初レーザパルスＬＰ０
ＬＰ１ 第１のレーザパルス
ＬＰ２ 第２のレーザパルス
ＭＰ１ 第１の加工経路
ＭＰ２ 第２の加工経路
ＰＤ ダンパ経路
ＰＬＢ パルスレーザビーム
ＰＷ１、ＰＷ２ パルス幅
ＲＰＬ 繰り返し周期の下限値
ＲＰＵ 繰り返し周期の上限値
Ｓ０ 発振指令信号
Ｓ１ 経路選択信号
Ｓ２ 切出信号 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Laser light source 11 Optical system 13 Beam damper 20 Acousto-optic deflector (AOD)
21 acousto-optic crystal 22 transducer 23 driver 24 path switching terminal 25 cut-out terminal 26 first diffraction efficiency adjustment knob 27 second diffraction efficiency adjustment knob 30 mirror 31 beam deflector 32 fθ lens 33 object to be processed 40 mirror 41 beam deflection Device 42 fθ lens 43 workpiece 50 stage 55 controller 60 printed board 61 block 62 target position 65 core board 66 inner layer conductor pattern 67 insulating layer 67A, 67B recess 67C hole 68 surface conductor pattern 68A hole G1, G2 control signal LP0 Original laser pulse LP0
LP1 1st laser pulse LP2 2nd laser pulse MP1 1st machining path MP2 2nd machining path PD Damper path PLB Pulse laser beam PW1, PW2 Pulse width RPL Lower limit of repetition period RPU Upper limit of repetition period S0 Oscillation Command signal S1 Path selection signal S2 Cutout signal

Claims (5)

レーザビームを出力するレーザ光源と、
前記レーザ光源から出力されたレーザビームの経路に配置され、入射したレーザビームを、ビームダンパに向かうダンパ経路、第１の加工経路、及び第２の加工経路のいずれかに振り向ける音響光学偏向器と、
前記第１の加工経路に振り向けられた第１のレーザパルスが入射する位置、及び前記第２の加工経路に振り向けられた第２のレーザパルスが入射する位置に加工対象物を保持するステージと、
前記第１の加工経路及び前記第２の加工経路にそれぞれ配置され、前記ステージに保持された加工対象物への入射位置を変化させる第１のビーム偏向器及び第２のビーム偏向器と、
前記レーザ光源、前記音響光学偏向器、第１のビーム偏向器、及び前記第２のビーム偏向器を制御する制御装置と
を有し、
前記制御装置は、
前記第１のビーム偏向器及び前記第２のビーム偏向器を動作させて、前記第１のレーザパルス及び前記第２のレーザパルスの入射位置を目標位置に移動させる手順、
前記レーザ光源に、発振の開始を指令する手順、
前記音響光学偏向器を制御して、前記レーザ光源から出力された原初レーザパルスから前記第１の加工経路に前記第１のレーザパルスを切り出し、その後、同一の原初レーザパルスから前記第２の加工経路に前記第２のレーザパルスを切り出す手順、
及び、前記レーザ光源に、発振の停止を指令する手順を繰り返し、
前記手順の繰り返し中において、
前記レーザ光源に発振開始を指令した時点から、前記レーザ光源から出力された原初レーザパルスから前記第１の加工経路に前記第１のレーザパルスを切り出す時点までの経過時間が不変であり、
前記第１の加工経路に切り出される前記第１のレーザパルスのパルス幅を変化させ、かつ前記音響光学偏向器に前記第１の加工経路への前記第１のレーザパルスの切出信号を送出してから、前記第２の加工経路への前記第２のレーザパルスの切出信号を送出するまでの経過時間は変化させないレーザ加工装置。 A laser light source for outputting a laser beam;
An acousto-optic deflector disposed in a path of a laser beam output from the laser light source and directing the incident laser beam to any one of a damper path toward the beam damper, a first processing path, and a second processing path; ,
A stage for holding a workpiece at a position where the first laser pulse directed to the first machining path is incident and a position where the second laser pulse directed to the second machining path is incident;
A first beam deflector and a second beam deflector which are arranged in the first processing path and the second processing path, respectively, and which change the incident position on the processing object held on the stage;
A control device for controlling the laser light source, the acousto-optic deflector, the first beam deflector, and the second beam deflector;
The controller is
A step of operating the first beam deflector and the second beam deflector to move the incident positions of the first laser pulse and the second laser pulse to a target position;
A procedure for instructing the laser light source to start oscillation,
The acousto-optic deflector is controlled to cut out the first laser pulse from the original laser pulse output from the laser light source to the first processing path, and then the second processing from the same original laser pulse. Cutting out the second laser pulse in the path;
And repeating the procedure for instructing the laser light source to stop oscillation,
During the repetition of the procedure,
The elapsed time from when the laser light source is instructed to start oscillation to the time when the first laser pulse is cut out from the original laser pulse output from the laser light source to the first processing path is unchanged,
The pulse width of the first laser pulse cut out to the first processing path is changed, and the cutting signal of the first laser pulse to the first processing path is sent to the acousto-optic deflector. The laser processing apparatus does not change the elapsed time from when the second laser pulse cutting signal is sent to the second processing path. 前記レーザ光源は、出力する１つの原初レーザパルス内で時間の経過とともに光強度が低下する特性を持ち、
前記音響光学偏向器は、前記第１の加工経路への回折効率と、前記第２の加工経路への回折効率を独立に調整する機能を有しており、前記第１の加工経路への回折効率が前記第２の加工経路への回折効率より低くなるように調整されている請求項１に記載のレーザ加工装置。 The laser light source has a characteristic that the light intensity decreases with time in one original laser pulse to be output,
The acoustooptic deflector has a function of independently adjusting the diffraction efficiency to the first processing path and the diffraction efficiency to the second processing path, and the diffraction to the first processing path. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein an efficiency is adjusted so as to be lower than a diffraction efficiency to the second processing path. 前記制御装置は、前記手順の繰り返し中において、前記レーザ光源への発振開始の指令の送出から、発振停止の指令の送出までの経過時間が不変である請求項１または２に記載のレーザ加工装置。   3. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the controller is configured such that an elapsed time from sending an oscillation start command to the laser light source to sending an oscillation stop command is unchanged during the repetition of the procedure. . 前記制御装置は、
前記レーザ光源のパルスの繰り返し周期の下限値と上限値とを記憶しており、
前記第１のビーム偏向器及び前記第２のビーム偏向器の動作完了時点で、前記レーザ光源への発振開始の指令の送出時点からの経過時間が前記下限値より短いとき、前記下限値に相当する時間が経過するまで、前記レーザ光源への発振開始の指令の送出を待機し、
前記第１のビーム偏向器及び前記第２のビーム偏向器の動作完了までに、前記レーザ光源への発振開始の指令の送出からの経過時間が前記上限値に達したとき、前記レーザ光源に発振開始の指令を送出するとともに、出力された原初レーザパルスを前記ダンパ経路に振り向けるように前記音響光学偏向器を制御する請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。 The controller is
Storing a lower limit value and an upper limit value of the repetition period of the pulse of the laser light source;
When the operation time of the first beam deflector and the second beam deflector is completed, and the elapsed time from the time of sending the oscillation start command to the laser light source is shorter than the lower limit value, it corresponds to the lower limit value Until the time for the elapse of time has passed, waiting for the oscillation start command to be sent to the laser light source,
When the elapsed time from the transmission of the oscillation start command to the laser light source reaches the upper limit before the operations of the first beam deflector and the second beam deflector are completed, the laser light source oscillates. 4. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein a start command is sent and the acousto-optic deflector is controlled so as to direct the output original laser pulse to the damper path. 5. 繰り返し周期の前記下限値と前記上限値とが同一である請求項４に記載のレーザ加工装置。   The laser processing apparatus according to claim 4, wherein the lower limit value and the upper limit value of the repetition period are the same.
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