JP5909351B2 - パルスレーザ加工装置およびパルスレーザ加工方法 - Google Patents
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Description
本実施の形態のパルスレーザ加工装置は、クロック信号を発生する基準クロック発振回路と、クロック信号に同期したパルスレーザビームを出射するレーザ発振器と、クロック信号に同期してパルスレーザビームを1次元方向のみに走査するレーザビームスキャナと、被加工物を載置可能で1次元方向に直交する方向に移動するステージと、レーザ発振器とレーザビームスキャナとの間の光路に設けられ、クロック信号に同期してパルスレーザビームの通過と遮断を切り替えるパルスピッカーと、パルスレーザビームの光パルス数に基づき、パルスピッカーを制御するパルスピッカー制御部と、パルスピッカーとレーザビームスキャナとの間の光路に設けられ、パルスレーザビームの形状を可変とする成形アパーチャと、を備える。
SL:同期角検出位置からワークまでの距離
WL:ワーク長
W1:ワーク端から加工原点まで距離
W2:加工範囲
W3:加工終端からワーク端までの距離
とする。
加工原点=同期角検出位置+SL+W1
となり、ワークはステージ上に固定位置で設置されるため、SLも固定距離となる。更に、同期角検出位置を基準とするワーク上の加工原点(以下、加工原点(SYNC)とも表記)は、
加工原点(SYNC)=SL+W1
となる。この加工原点(SYNC)は、上述のような補正を行うことで管理され、走査ごとに常に安定した位置から加工が開始される。なお、図3に示すように、実加工は加工範囲(W2)に収まる範囲で行われる。
V=D×10−6×F×103/n
となる。
加工パルス数=(L1/(D/n))−1
非加工長レジスタ設定は、
非加工パルス数=(L2/(D/n))+1
とすることができる。
加工原点(SYNC)光パルス数=(SL+W1)/(D/n)
待機長レジスタ設定は、
待機長光パルス数=LW/(D/n)
とすることができる。
本実施の形態のパルスレーザ加工装置は、成形アパーチャが第1アパーチャとこの第1アパーチャに対して独立に駆動する第2アパーチャで構成され、第1アパーチャと第2アパーチャの重なり程度によりパルスレーザビームの形状を可変とする点以外は、第1の実施の形態と同様である。したがって、第1の実施の形態と重複する内容については記述を省略する。
本実施の形態のパルスレーザ加工装置は、クロック信号を発生する基準クロック発振回路と、クロック信号に同期した第1のパルスレーザビームを出射する第1のレーザ発振器と、クロック信号に同期した第2のパルスレーザビームを出射する第2のレーザ発振器と、クロック信号に同期して第1のパルスレーザビームの通過と遮断を切り替える第1のパルスピッカーと、クロック信号に同期して第2のパルスレーザビームの通過と遮断を切り替える第2のパルスピッカーと、第1のパルスレーザビームの光パルス数に基づき、第1のパルスピッカーを制御する第1のパルスピッカー制御部と、第2のパルスレーザビームの光パルス数に基づき、第2のパルスピッカーを制御する第2のパルスピッカー制御部と、第1のパルスピッカーとレーザビームスキャナとの間の光路、または、第2のパルスピッカーとレーザビームスキャナとの間の光路の少なくともいずれか一方に設けられ、第1または第2のパルスレーザビームの形状を可変とする成形アパーチャと、クロック信号に同期して第1および第2のパルスレーザビームを1次元方向のみに走査するレーザビームスキャナと、被加工物を載置可能で1次元方向に直交する方向に移動するステージと、を備える。
12 レーザ発振器
12a 第1のレーザ発振器
12b 第2のレーザ発振器
14 パルスピッカー
14a 第1のパルスピッカー
14b 第2のパルスピッカー
17 成形アパーチャ
17a 第1の成形アパーチャ
17b 第2の成形アパーチャ
18 レーザビームスキャナ
20 XYステージ部
22 パルスピッカー制御部
22a 第1のパルスピッカー制御部
22b 第2のパルスピッカー制御部
27a 第1のアパーチャ
27b 第2のアパーチャ
Claims (5)
- クロック信号を発生する基準クロック発振回路と、
前記クロック信号に同期したパルスレーザビームを出射するレーザ発振器と、
前記クロック信号に同期して前記パルスレーザビームを1次元方向のみに走査するレーザビームスキャナと、
被加工物を載置可能で前記1次元方向に直交する方向に移動するステージと、
前記レーザ発振器と前記レーザビームスキャナとの間の光路に設けられ、前記クロック信号に同期して前記パルスレーザビームの通過と遮断を切り替えるパルスピッカーと、
前記パルスレーザビームの光パルス数に基づき、前記パルスピッカーを制御するパルスピッカー制御部と、
前記パルスピッカーと前記レーザビームスキャナとの間の光路に設けられ、前記パルスレーザビームの形状を可変とする成形アパーチャと、
前記成形アパーチャの前記光路への挿入と抜去を制御する成形アパーチャ制御部と、
前記被加工物の表面に形成する3次元形状を深さ方向に複数の2次元レイヤに分解し、前記2次元レイヤ毎の2次元データに変換し、前記2次元データから、前記パルスピッカーを制御するパルスピッカー動作データ、及び、前記成形アパーチャを制御するアパーチャ動作データを生成する加工制御部と、
を備えることを特徴とするパルスレーザ加工装置。 - 前記成形アパーチャが第1アパーチャと前記第1アパーチャに対して独立に駆動する第2アパーチャで構成され、前記第1アパーチャと前記第2アパーチャの重なり程度により前記パルスレーザビームの形状を可変とすることを特徴とする請求項1記載のパルスレーザ加工装置。
- クロック信号を発生する基準クロック発振回路と、
前記クロック信号に同期した第1のパルスレーザビームを出射する第1のレーザ発振器と、
前記クロック信号に同期した第2のパルスレーザビームを出射する第2のレーザ発振器と、
前記クロック信号に同期して前記第1のパルスレーザビームの通過と遮断を切り替える第1のパルスピッカーと、
前記クロック信号に同期して前記第2のパルスレーザビームの通過と遮断を切り替える第2のパルスピッカーと、
前記第1のパルスレーザビームの光パルス数に基づき、前記第1のパルスピッカーを制御する第1のパルスピッカー制御部と、
前記第2のパルスレーザビームの光パルス数に基づき、前記第2のパルスピッカーを制御する第2のパルスピッカー制御部と、
前記第1のパルスピッカーと前記レーザビームスキャナとの間の光路、または、前記第2のパルスピッカーと前記レーザビームスキャナとの間の光路の少なくともいずれか一方に設けられ、前記第1または前記第2のパルスレーザビームの形状を可変とする成形アパーチャと、
前記クロック信号に同期して前記第1および第2のパルスレーザビームを1次元方向のみに走査するレーザビームスキャナと、
被加工物を載置可能で前記1次元方向に直交する方向に移動するステージと、
前記成形アパーチャの前記光路への挿入と抜去を制御する成形アパーチャ制御部と、
前記被加工物の表面に形成する3次元形状を深さ方向に複数の2次元レイヤに分解し、前記2次元レイヤ毎の2次元データに変換し、前記2次元データから、前記第1のパルスピッカーを制御する第1のパルスピッカー動作データ、前記第2のパルスピッカーを制御する第2のパルスピッカー動作データ、及び、前記成形アパーチャを制御するアパーチャ動作データを生成する加工制御部と、
を備えることを特徴とするパルスレーザ加工装置。 - 前記成形アパーチャが第1アパーチャと前記第1アパーチャに対して独立に駆動する第2アパーチャで構成され、前記第1アパーチャと前記第2アパーチャの重なり程度により前記パルスレーザビームの形状を可変とすることを特徴とする請求項3記載のパルスレーザ加工装置。
- ステージに被加工物を載置し、
クロック信号を発生し、
前記クロック信号に同期したパルスレーザビームを出射し、
前記パルスレーザビームの光パルス数に基づき、パルスピッカーを用いて、前記クロック信号に同期して前記パルスレーザビームの照射と非照射を切り替え、
前記被加工物に照射される前記パルスレーザビームの形状を、成形アパーチャを用いて前記被加工物の加工中に変化させ、
前記被加工物表面に、前記パルスレーザビームを前記クロック信号に同期してレーザビームスキャナにより1次元方向に走査し、
前記パルスレーザビームを前記1次元方向に走査した後に、前記1次元方向に直交する方向に前記ステージを移動して、更に前記クロック信号に同期して前記パルスレーザビームを前記1次元方向に走査するパルスレーザ加工方法であって、
前記被加工物の表面に形成する3次元形状を深さ方向に第1及び第2の2次元レイヤに分解し、前記第1及び第2の2次元レイヤ毎の第1及び第2の2次元データに変換し、前記第1及び第2の2次元データから、前記パルスピッカーを制御する第1及び第2のパルスピッカー動作データ、及び、前記成形アパーチャを制御する第1及び第2のアパーチャ動作データを生成し、
前記第1のパルスピッカー動作データに基づき、前記パルスピッカーを制御して前記パルスレーザビームの照射と非照射を切り替え、前記第1のアパーチャ動作データを用いて前記成形アパーチャを制御して前記パルスレーザビームの形状を前記被加工物の加工中に変化させて、前記第1の2次元レイヤの加工を行い、
前記第2のパルスピッカー動作データに基づき、前記パルスピッカーを制御して前記パルスレーザビームの照射と非照射を切り替え、前記第2のアパーチャ動作データを用いて前記成形アパーチャを制御して前記パルスレーザビームの形状を前記被加工物の加工中に変化させて、前記第2の2次元レイヤの加工を行うことを特徴とするパルスレーザ加工方法。
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