JP6966164B2 - レーザ加工装置 - Google Patents
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Description
本発明は、例えばプリント基板のような被加工物にレーザを使用して穴あけ加工を行うためのレーザ加工装置に関するものである。
この種のレーザ加工装置においては、例えば特許文献１に開示されているように、レーザ発振器から発振されたレーザパルスが加工方向あるいは非加工方向に振り分けるための音響光学変調器（以下ＡＯＭと略す）等の種々の光学要素を経由してワークとなるプリント基板に照射されるようになっている。
最近のレーザ加工装置においては、高出力のレーザパルスが使用されるようになってきて、光学要素内部での熱吸収以外にも、空気中の粉塵やオイルミストが光学要素表面に付着して光学要素表面でのレーザ吸収率を増加させ、吸収されたレーザが熱に変わり光学要素の温度をさらに上昇させ、熱レンズ作用を増大させて加工品質を低下させる要因となっている。
最近のレーザ加工装置においては、高出力のレーザパルスが使用されるようになってきて、光学要素内部での熱吸収以外にも、空気中の粉塵やオイルミストが光学要素表面に付着して光学要素表面でのレーザ吸収率を増加させ、吸収されたレーザが熱に変わり光学要素の温度をさらに上昇させ、熱レンズ作用を増大させて加工品質を低下させる要因となっている。
そこで本発明は、ＡＯＭ等の光学要素を備えるレーザ加工装置において、空気中の粉塵等の付着による光学要素表面の温度上昇を抑え、加工品質を低下させないようにすることを目的とするものである。
本願において開示される発明のうち、代表的なレーザ加工装置は、少なくともレーザパルスを発振するレーザ発振器と当該レーザ発振器から出力されたレーザパルスを加工方向と非加工方向の二通りに分岐させるＡＯＭとを収容するレーザ発生要素収容体と、少なくとも前記レーザ発生要素収容体から出力されたレーザパルスを被加工物での加工位置の方向に偏向するガルバノスキャナと当該ガルバノスキャナから出力されたレーザパルスを前記被加工物に照射する集光レンズとを収容する照射要素収容体であって前記レーザ発生収容体の下方に設けられたものと、前記レーザ発生要素収容体に設けられたレーザパルス出力窓から前記照射要素収容体に設けられたレーザパルス入力窓にレーザパルスを通過させるための筒であって前記レーザ発生要素収容体と前記照射要素収容体の間に取付けられているものと、レーザパルスを透過し前記照射要素収容体側から前記レーザ発生要素収容体側への前記筒を介しての粉塵等の侵入を止める粉塵遮蔽部材であって前記レーザ発生要素収容体の内側にのみ設けられたものと、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、ＡＯＭ等の光学要素を備えるレーザ加工装置において、空気中の粉塵等の付着による光学要素表面の温度上昇を抑え、加工品質を低下させないようにすることができる。
本発明の一実施例について説明する。
図２は本発明の一実施例となるレーザ加工装置のブロック図であり、各構成要素や接続線は主に本実施例を説明するために必要と考えられるものを示し、レーザ加工装置として必要な全てを示している訳ではない。
図２において、１は図示しないテーブル上に載置された加工すべきプリント基板、２はレーザパルスＬ１を発振するレーザ発振器、３はレーザ発振器２から出力されたレーザパルスＬ１を加工方向と非加工方向の二通りに分岐させるＡＯＭ、４はＡＯＭ３において加工方向へ分岐されたレーザパルスＬ２を加工データに従ったプリント基板１の穴あけ位置の方向に偏向するガルバノスキャナ、５はガルバノスキャナ４からのレーザパルスＬ２をプリント基板１の穴あけ位置に照射するための集光（ｆθ）レンズ５である。６はＡＯＭ３において非加工方向へ分岐されたレーザパルスＬ３を吸収するダンパである。
図２は本発明の一実施例となるレーザ加工装置のブロック図であり、各構成要素や接続線は主に本実施例を説明するために必要と考えられるものを示し、レーザ加工装置として必要な全てを示している訳ではない。
図２において、１は図示しないテーブル上に載置された加工すべきプリント基板、２はレーザパルスＬ１を発振するレーザ発振器、３はレーザ発振器２から出力されたレーザパルスＬ１を加工方向と非加工方向の二通りに分岐させるＡＯＭ、４はＡＯＭ３において加工方向へ分岐されたレーザパルスＬ２を加工データに従ったプリント基板１の穴あけ位置の方向に偏向するガルバノスキャナ、５はガルバノスキャナ４からのレーザパルスＬ２をプリント基板１の穴あけ位置に照射するための集光（ｆθ）レンズ５である。６はＡＯＭ３において非加工方向へ分岐されたレーザパルスＬ３を吸収するダンパである。
７は装置全体の動作を制御するための全体制御部であり、その内部には、レーザ発振器２でのレーザパルスＬ１の発振を指令するためのレーザ発振指令信号Ｓを出力するレーザ発振制御部８、ＡＯＭ３の動作を制御するためのＡＯＭ駆動信号Ｄを出力するＡＯＭ制御部９、ガルバノスキャナ４の駆動動作を制御するためのガルバノ制御信号Ｇを出力するガルバノ制御部１０が設けられている。
全体制御部７はここで説明するもの以外の制御機能を有し、図示されていないブロックにも接続されている。全体制御部７は、例えばプログラム制御の処理装置を中心にして構成され、その中の各構成要素や接続線は、論理的なものも含むものとする。また各構成要素の一部は全体制御部７と別個に設けられていてもよい。
全体制御部７はここで説明するもの以外の制御機能を有し、図示されていないブロックにも接続されている。全体制御部７は、例えばプログラム制御の処理装置を中心にして構成され、その中の各構成要素や接続線は、論理的なものも含むものとする。また各構成要素の一部は全体制御部７と別個に設けられていてもよい。
図１は図２に示したレーザ加工装置の実装構造を示す図であり、主に本実施例を説明するために必要と考えられるものを示してあり、レーザ加工装置として必要な全てを示している訳ではない。
図１において、図２と同じ番号のものは同じものを示している。１１は主に加工用のレーザパルスを生成するための要素を収容したレーザ発生要素収容体である。この内部にはレーザ発振器２やＡＯＭ３が収容されていて、ＡＯＭ３において加工方向へ分岐されたレーザパルスＬ２はレーザパルス出力窓１２から出射されるようになっている。１３はプリント基板１の穴あけ位置に照射するための要素を収容した照射要素収容体である。この内部にはガルバノスキャナ４や集光（ｆθ）レンズ５が収容されていて、レーザパルス出力窓１２から出射されたレーザパルスＬ２をレーザパルス入力窓１４から取り込むようになっている。
なお、ダンパ６は加工用のレーザパルスを生成するための要素ではないが、ここではレーザ発生要素収容体１１に収容されている。
図１において、図２と同じ番号のものは同じものを示している。１１は主に加工用のレーザパルスを生成するための要素を収容したレーザ発生要素収容体である。この内部にはレーザ発振器２やＡＯＭ３が収容されていて、ＡＯＭ３において加工方向へ分岐されたレーザパルスＬ２はレーザパルス出力窓１２から出射されるようになっている。１３はプリント基板１の穴あけ位置に照射するための要素を収容した照射要素収容体である。この内部にはガルバノスキャナ４や集光（ｆθ）レンズ５が収容されていて、レーザパルス出力窓１２から出射されたレーザパルスＬ２をレーザパルス入力窓１４から取り込むようになっている。
なお、ダンパ６は加工用のレーザパルスを生成するための要素ではないが、ここではレーザ発生要素収容体１１に収容されている。
レーザパルス出力窓１２とレーザパルス入力窓１４との間には、レーザパルス出力窓１２からレーザ発生要素収容体１１へ、あるいはレーザパルス入力窓１４から照射要素収容体１３への空気中の粉塵等の進入を防ぐための筒１５が取付けられている。レーザ発生要素収容体１１は装置本体内に固定されているが、照射要素収容体１３はプリント基板１に照射するレーザパルスＬ２の焦点を合わせるようにするためにＺ方向に可動となっているので、筒１５は伸縮自在の蛇腹状の構造体になっている。
照射要素収容体１３は、保守の関係で必要な都度開口部分を作るので、わずかながら隙間が存在する構造体となっている。このため、空気中の粉塵等が隙間から照射要素収容体１３に侵入してくる。
１６は、レーザパルスＬ２を透過させる一方で、照射要素収容体１３から筒１５を介して侵入してくる空気中の粉塵等の侵入を止めるための粉塵遮蔽板である。この粉塵遮蔽板１６は、レーザパルス出力窓１２のレーザ発生要素収容体１１の内側に取付けてある。この粉塵遮蔽板１６の材料としては、例えばセレン化亜鉛を用いる。
１６は、レーザパルスＬ２を透過させる一方で、照射要素収容体１３から筒１５を介して侵入してくる空気中の粉塵等の侵入を止めるための粉塵遮蔽板である。この粉塵遮蔽板１６は、レーザパルス出力窓１２のレーザ発生要素収容体１１の内側に取付けてある。この粉塵遮蔽板１６の材料としては、例えばセレン化亜鉛を用いる。
以上の実施例によれば、レーザ発振器２やＡＯＭ３が収容されているレーザ発生要素収容体１１への空気中の粉塵等の侵入を防ぐようになっているので、加工用のレーザパルスの生成系に存在する光学要素表面の空気中の粉塵等の付着による温度上昇を抑え、熱レンズ作用による加工品質の低下をさせないようにすることができる。
特に、エネルギーが大きいレーザ発振器２からのレーザパルスＬ１の入射面をもつＡＯＭ３での熱レンズ作用による影響は大きいが、ここの表面への粉塵等の付着を防ぐことができるので、高出力のレーザパルスを使用するレーザ加工装置においては、その効果が大きい。
特に、エネルギーが大きいレーザ発振器２からのレーザパルスＬ１の入射面をもつＡＯＭ３での熱レンズ作用による影響は大きいが、ここの表面への粉塵等の付着を防ぐことができるので、高出力のレーザパルスを使用するレーザ加工装置においては、その効果が大きい。
また、粉塵遮蔽板１６をレーザパルス出力窓１２のレーザ発生要素収容体１１の内側に設けて、粉塵遮蔽板１６を照射要素収容体１３から離しているので、照射要素収容体１３に侵入した加工スパッタが粉塵遮蔽板１６に付着しにくくなる。
以上、本発明を一実施例を主体に説明したが、実施例は本発明を理解しやすくするための例であり、実施例における構成要素などを種々置換したり、別の要素を付加することにより、各種の変形が可能であり、本発明は実施例に限定されるものではない。
例えば、上記実施例では粉塵遮蔽板１６をレーザパルス出力窓１２側に取付けているが、レーザパルス入力窓１４側、あるいは筒１５の途中に取付けてもよい。
また、上記実施例ではダンパ６をレーザ発生要素収容体１１の内部に収容しているが、レーザ発生要素収容体１１の外側に実装してあってもよい。
また、粉塵遮蔽板１６の材料はセレン化亜鉛としたが、他の材料であってもよい。
また、上記実施例ではダンパ６をレーザ発生要素収容体１１の内部に収容しているが、レーザ発生要素収容体１１の外側に実装してあってもよい。
また、粉塵遮蔽板１６の材料はセレン化亜鉛としたが、他の材料であってもよい。
１：プリント基板、２：レーザ発振器、３：ＡＯＭ、４：ガルバノスキャナ、
５：集光レンズ、６：ダンパ、１１：レーザ発生要素収容体、
１２：レーザパルス出力窓、１３：照射要素収容体、１４：レーザパルス入力窓、
１５：筒、１６：粉塵遮蔽板、Ｌ１〜Ｌ３：レーザパルス
５：集光レンズ、６：ダンパ、１１：レーザ発生要素収容体、
１２：レーザパルス出力窓、１３：照射要素収容体、１４：レーザパルス入力窓、
１５：筒、１６：粉塵遮蔽板、Ｌ１〜Ｌ３：レーザパルス
Claims (1)
- 少なくともレーザパルスを発振するレーザ発振器と当該レーザ発振器から出力されたレー
ザパルスを加工方向と非加工方向の二通りに分岐させるＡＯＭとを収容するレーザ発生要
素収容体と、
少なくとも前記レーザ発生要素収容体から出力されたレーザパルスを被加工物での加工位置の方向に偏向するガルバノスキャナと当該ガルバノスキャナから出力されたレーザパルスを前記被加工物に照射する集光レンズとを収容する照射要素収容体であって前記レーザ発生収容体の下方に設けられたものと、
前記レーザ発生要素収容体に設けられたレーザパルス出力窓から前記照射要素収容体に設けられたレーザパルス入力窓にレーザパルスを通過させるための筒であって前記レーザ発生要素収容体と前記照射要素収容体の間に取付けられているものと、
レーザパルスを透過し前記照射要素収容体側から前記レーザ発生要素収容体側への前記筒を介しての粉塵等の侵入を止める粉塵遮蔽部材であって前記レーザ発生要素収容体の内側にのみ設けられたものと、を備えることを特徴とするレーザ加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017133710A JP6966164B2 (ja) | 2017-07-07 | 2017-07-07 | レーザ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017133710A JP6966164B2 (ja) | 2017-07-07 | 2017-07-07 | レーザ加工装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2019013965A JP2019013965A (ja) | 2019-01-31 |
| JP6966164B2 true JP6966164B2 (ja) | 2021-11-10 |
Family
ID=65356269
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017133710A Active JP6966164B2 (ja) | 2017-07-07 | 2017-07-07 | レーザ加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6966164B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4614443B2 (ja) * | 2005-08-31 | 2011-01-19 | パナソニック電工Ｓｕｎｘ株式会社 | レーザ加工装置 |
| JP5707079B2 (ja) * | 2010-09-30 | 2015-04-22 | パナソニック デバイスＳｕｎｘ株式会社 | レーザ加工装置 |
| JP6671632B2 (ja) * | 2015-07-03 | 2020-03-25 | 株式会社リコー | レーザ光照射装置及びリライタブルレーザシステム |
-
2017
- 2017-07-07 JP JP2017133710A patent/JP6966164B2/ja active Active
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| JP2019013965A (ja) | 2019-01-31 |
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