JPH058071A - レーザ加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加工時の衝撃が分散緩和されて、加工部分の
周辺に影響を及ぼさず、適性な加工が行えるようにす
る。 【構成】 第１加工レーザ光１４を出力する第１加工レ
ーザ発振器１と、第１加工レーザ光をよりも小さな出力
の第２レーザ光１５を出力する第２レーザ発振器２とを
備えている。第１加工レーザ光１４と第２レーザ光１５
とは時間差をおいて加工対象物７に投射されるが、第１
加工レーザ発振器１と第２レーザ発振器２による加工レ
ーザ光１４，１５の出射タイミングは制御装置１２によ
って制御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、異なるレーザ発振器か
ら時間差を異にして出力されるレーザ光を使用するレー
ザ加工装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のレーザ加工装置では、加工用のレ
ーザ発振器より出力されたレーザ光は、ビームエキスパ
ンダにより拡大された後、反射ミラー、対物レンズ等の
光学系を介して加工対象物に照射され、加工対象物の加
工が行われる。加工部位の位置決めは、Ｘ−Ｙステージ
とそれを制御する制御装置とで行われる。また、照射エ
ネルギーは、Ｘ−Ｙステージ上のエネルギーメータで測
定され、所定のエネルギーになるように制御装置により
レーザ励起光出力が調整される。所定の照射エネルギー
が設定された後、前記加工部位の加工が開始される。

【０００３】なお，レーザ光としてパルスレーザ光を用
いるパルスレーザ加工においては、ショートパルスレー
ザ光が主に用いられている。これはレーザ照射による熱
拡散が少なく、照射部周辺に対する熱的な影響が少ない
ためである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術においては、加工レーザ光としてショートパルスレ
ーザ光を用いた場合に、加工対象物の構造によっては加
工不良となることがあった。例えば、上部に厚い透明な
膜（例えば、酸化膜）が乗っている加工対象物にショー
トパルスレーザ光を照射し加工する場合、照射領域の加
工対象材に光が吸収され、気化膨脹し、上部の膜を飛ば
して加工が行われる。ショートパルスレーザ光はピーク
パワー（パルスエネルギー／パルス時間幅）が大きいた
め、加工時の衝撃が大きく、上部の膜に対する加工形状
や周辺に対する影響が懸念される。

【０００５】この発明の目的は、加工時の衝撃が分散緩
和されて、加工部分の周辺に影響を及ぼさず、適性な加
工が行えるようにすることである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明のレーザ加工装
置では、第１加工レーザ光を出力する第１加工レーザ発
振器と、第１加工レーザ光よりも小さな出力の第２レー
ザ光を出力する第２レーザ発振器と、第１加工レーザ光
と前記第２レーザ光とを同軸にて加工対象物に投射する
集束光学系と、第１加工レーザ光と前記第２レーザ光と
を時間差をおいて加工対象物に投射すべく、前記第１加
工レーザ発振器と前記第２レーザ発振器によるレーザ光
の出射タイミングを制御する制御装置とを具備するもの
である。レーザ光は、加工対象物や加工内容によってＣ
Ｗ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）レーザ光やパル
スレーザ光等適宜のものを使用する。

【０００７】

【作用】この発明では、異なるレーザ発振器から互いに
出力の異なる第１加工レーザ光及び第２レーザ光を時間
差を置いて同一の加工対象物に照射する。このため第１
加工レーザ光により加工する直前又はその直後に（直前
が好ましい）、第１加工レーザ光より小さい出力の第２
レーザ光を照射することにより、加工時の衝撃が分散緩
和される。

【０００８】

【実施例】以下この発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１に示すように、本加工装置は、第１加工レー
ザ光１４を出力する第１加工レーザ発振器１と第２レー
ザ光１５を出力する第２レーザ発振器２とを備えてい
る。第２レーザ光１５の出力は、第１加工レーザ光１４
のそれよりも小さい。

【０００９】第１加工レーザ光１４と第２レーザ光１５
とは、ビームスプリッター３で透過及び反射されて同軸
光路を進む。ビームスプリッター３からのレーザ光は、
ビームエキスパンダ４により拡大されてダイクロイック
ミラー５で反射され、対物レンズ６によりＸ−Ｙステー
ジ８上の加工対象物７の同一位置に照射される。照明光
１６は、ハーフミラー９により下方へ反射され、ダイク
ロックミラー５、対物レンズ６を透過して加工レーザ光
と同軸光路を通じて、加工対象物７を照射する。加工対
象物７で反射した照明光は、ハーフミラー９の上方にあ
るＣＣＤカメラ１０に取り込まれる。その結果、加工対
象物７の加工面の様子はＴＶモニター１１で観察でき
る。

【００１０】第１加工レーザ光１４及び第２レーザ光１
５それぞれの加工対象物７への照射レーザ出力比はビー
ムスプリッター３の反射率でほぼ決定される。また第１
加工レーザ光１４及び第２レーザ光１５の出力の調整は
制御装置１２によって、Ｘ−Ｙステージ８上のエネルギ
ーメータ１３の値に基づいて行われる。制御装置１２
は、第１加工レーザ光１４及び第２レーザ光１５の出射
タイミング（照射間隔）と、Ｘ−Ｙステージ８の位置と
を制御している。

【００１１】制御装置１２からの指定の座標位置に、Ｘ
−Ｙステージ８が加工対象物７の加工部位を光軸上に持
ってくると、Ｘ−Ｙステージ８から加工位置決め終了信
号が制御装置１２へ送られる。そうすると、制御装置１
２から第１加工レーザ光１４及び第２レーザ光１５に所
定の照射間隔を有するようにトリガー信号が送られ、各
レーザ発振器１，２からレーザ光が出射される。

【００１２】次に、図１の動作について説明する。図１
の実施例では、第１加工レーザ発振器及び第２レーザ発
振器２から出力される第１加工レーザ光１４及び第２レ
ーザ光１５をビームスプリッター３、対物レンズ６等の
同一の光学系を介して時間差を置いて同一の加工対象物
７上に照射する。すなわち、第２レーザ光１５を第１加
工レーザ光１４より小さい出力で加工対象物７を予備照
射しておいてから、その後第１加工レーザ光を照射して
加工するという２回のレーザ光照射で加工を行うもので
ある。

【００１３】レーザ光に関して、図２に示すように、第
２レーザ発振器２をＣＷレーザ発振器とし、第２レーザ
光であるＣＷレーザ光１５ａで第１回目の照射を行い、
第１加工レーザ発振器１から出力される第１加工レーザ
光であるパルスレーザ光１４で加工を完了させる。な
お、ＣＷレーザ光１５ａの照射時間制御はレーザ出口に
配置されたＡＯＭ（Ａｃｏｕｓｔｏ−Ｏｐｔｉｃ Ｍｏ
ｄｕｌａｔｏｒ）等の高速スイッチング素子（シャッタ
の機能）を制御装置１２により制御して行う。

【００１４】レーザ光の他の例として、図３に示すよう
に、第２レーザ発振器２から出る出力の小さい低エネル
ギーパルスレーザ光１５ｂを用いて加工対象物７上に予
備照射しておいて、第１加工用レーザ発振器１の第１加
工レーザ光であるパルスレーザ光１４により加工するよ
うにしてもよい。

【００１５】

【発明の効果】この発明によれば、レーザ光で加工され
る対象物において、特に、加工時の衝撃が周辺に及ぼす
影響が懸念される加工対象物において、第１加工レーザ
発振器及び第２レーザ発振器を設け、第１加工レーザ光
とこれより出力の小さい第２レーザ光とを時間差を置い
て照射するので、衝撃が分散緩和されて、加工時のレー
ザエネルギーが周辺に影響を及ぼさず、適性な加工を行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す構成図である。

【図２】ＣＷレーザ光である照射レーザ光の時間と出力
の関係を示す図である。

【図３】パルスレーザ光である照射レーザ光の時間と出
力の関係を示す図である。

【符号の説明】

１ 第１加工レーザ発振器 ２ 第２レーザ発振器 ３ ビームスプリッター ４ ビームエキスパンダー ５ ダイクロイックミラー ６ 対物レンズ ７ 加工対象物 １２ 制御装置 １４ 第１加工レーザ光（パルスレーザ光） １５ 第２レーザ光 １５ａ 第２レーザ光（ＣＷレーザ光） １５ｂ 第２レーザ光（パルスレーザ光）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 第１加工レーザ光を出力する第１加工レ
   ーザ発振器と、前記第１加工レーザ光よりも小さな出力
   の第２レーザ光を出力する第２レーザ発振器と、前記第
   １加工レーザ光と前記第２レーザ光とを同軸にて加工対
   象物に投射する集束光学系と、前記第１加工レーザ光と
   前記第２レーザ光とを時間差をおいて加工対象物に投射
   すべく、前記第１加工レーザ発振器と前記第２レーザ発
   振器によるレーザ光の出射タイミングを制御する制御装
   置と、を有することを特徴とするレーザ加工装置。