專利名稱：激光加工方法及激光加工裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用激光束進(jìn)行工件加工的方法，及使用該方法的裝置。
背景技術(shù)：
以往，在使用激光束輻射切割或焊接工件，或者例如從工件表面只去除一 個(gè)特定層的時(shí)候，有時(shí)會(huì)將強(qiáng)度和波長(zhǎng)不同的激光束以多個(gè)級(jí)輻射，以進(jìn)行如 預(yù)熱處理和主加工，或者去除第一層和去除第二層。
例如專利文獻(xiàn)1揭示了一種提高這種情況下加工效率的技術(shù)，該技術(shù)使用 一排激光振蕩器，其數(shù)量與要加工的層數(shù)一樣多，每個(gè)激光振蕩器只發(fā)射對(duì)于 某一特定層有效的激光束。
專利文獻(xiàn)1:日本專利申請(qǐng)公開(kāi)No.HOS-10970。
此外，專利文獻(xiàn)2揭示的技術(shù)中布置了多個(gè)激光振蕩器，用于發(fā)射波長(zhǎng)不 同的激光束，使得這些激光束沿同一軸線發(fā)射，并使用開(kāi)/關(guān)控制不同的激光束， 以使得波長(zhǎng)不同的激光束輻射在工件上。
專利文獻(xiàn)2:日本專利申請(qǐng)公開(kāi)No.2002-270994。

發(fā)明內(nèi)容
在電子電路板的圖案形成中，激光加工是通過(guò)例如在X-Y方向移動(dòng)板或者 激光束的輻射而進(jìn)行的。
在這樣的電子電路板的圖案形成中，當(dāng)強(qiáng)度和波長(zhǎng)不同的激光束以多個(gè)級(jí) 輻射時(shí)，專利文獻(xiàn)1和專利文獻(xiàn)2揭示的技術(shù)會(huì)產(chǎn)生下面的問(wèn)題。
首先，在專利文獻(xiàn)l的技術(shù)中，激光振蕩器的數(shù)量與要加工的層數(shù)相同， 于是板或者激光束的輻射必須在X方向和Y方向移動(dòng)額外的距離，帶來(lái)導(dǎo)致 加工效率低下和生產(chǎn)率低下的問(wèn)題。
而且，在專利文獻(xiàn)1的情況下，由于數(shù)量與要加工的層數(shù)相同的激光振蕩器發(fā)射的激光束的相對(duì)輻射位置是預(yù)先決定的，帶來(lái)的問(wèn)題是板或者激光束輻 射向反方向移動(dòng)時(shí)無(wú)法進(jìn)行加工。
在專利文獻(xiàn)2的情況下，由于波長(zhǎng)不同的激光束沿同一軸線輻射，無(wú)法連
續(xù)對(duì)多個(gè)層加工。所以，這與專利文獻(xiàn)1的技術(shù)一樣會(huì)帶來(lái)加工效率低下和生 產(chǎn)率低下的問(wèn)題。
本發(fā)明要解決的問(wèn)題是在電子電路板的圖案形成中運(yùn)用已有技術(shù)時(shí)，使 用強(qiáng)度和波長(zhǎng)不同的激光束以多個(gè)級(jí)輻射而導(dǎo)致的加工效率低下和生產(chǎn)率低 下。
本發(fā)明的激光加工方法是關(guān)于即使強(qiáng)度和波長(zhǎng)不同的激光束以多個(gè)級(jí)輻 射也能有效地對(duì)電子電路板的圖案形成進(jìn)行加工的方法。該方法的特征在于， 波長(zhǎng)或強(qiáng)度至少一個(gè)互不相同的多個(gè)激光束，以不同強(qiáng)度和波長(zhǎng)的順序輻射工 件。根據(jù)本方法，用激光束輻射工件時(shí)，激光束和工件彼此相對(duì)移動(dòng)，激光束 的輻射位置根據(jù)相對(duì)移動(dòng)的方向而改變，所以多個(gè)激光束能以上述的順序輻射 工件。
而且，本發(fā)明的激光加工裝置是執(zhí)行本發(fā)明的激光加工方法的裝置。該裝 置包括
發(fā)射激光束的多個(gè)激光振蕩器，該激光束的波長(zhǎng)或強(qiáng)度至少一個(gè)互不相
同，
使激光束或者工件相對(duì)移動(dòng)的工作臺(tái)，
將從多個(gè)激光振蕩器發(fā)射的激光束引導(dǎo)至工件上預(yù)定位置的光學(xué)系統(tǒng)。 形成光學(xué)系統(tǒng)得使其可以被調(diào)整設(shè)備調(diào)整得將以波長(zhǎng)和強(qiáng)度不同的順序
的激光輻射至工件上的預(yù)定位置，由此可以通過(guò)激光束進(jìn)行工件加工，並與激 光束和工件的相對(duì)移動(dòng)方向無(wú)關(guān)。
本發(fā)明中，使激光束和工件相對(duì)移動(dòng)時(shí)，尤其是使激光束移動(dòng)時(shí)，可以調(diào) 整發(fā)射激光束的激光振蕩器和光學(xué)設(shè)備，或者也可以使激光固定而調(diào)整光學(xué)設(shè)備。
本發(fā)明可以不限制激光束和工件的相對(duì)移動(dòng)方向，沒(méi)有多余的移動(dòng)，甚至 即使在電子電路板的圖案形成時(shí)強(qiáng)度和波長(zhǎng)不同的激光束以多個(gè)級(jí)輻射，也能 高效地進(jìn)行激光加工。


圖1是表示本發(fā)明的激光加工裝置的基本結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子。
圖2是圖1的本發(fā)明的激光加工裝置，表示其移動(dòng)方向與圖l相反的情況。
圖3是說(shuō)明本發(fā)明的激光加工裝置的另一例子的概略圖。
標(biāo)號(hào)說(shuō)明
1工件
la第一金屬層
lb第二金屬層
2a第一激光振蕩器
2b第二激光振蕩器
3a第一激光束
3b第二激光束
4a第一光學(xué)系統(tǒng)
4ab第一反射鏡
4b第二光學(xué)系統(tǒng)
4bb第二反射鏡
5工作臺(tái)
6調(diào)整機(jī)構(gòu)
7探測(cè)器
8控制設(shè)備
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明使用下面的結(jié)構(gòu)達(dá)到在電子電路板的圖案形成中當(dāng)強(qiáng)度和波長(zhǎng)不 同的激光束以多個(gè)級(jí)輻射時(shí)能高效加工的目的。
本發(fā)明中，隨著多個(gè)激光束和工件彼此相對(duì)移動(dòng)，激光束的輻射位置也根 據(jù)它們的相對(duì)移動(dòng)而改變，所以激光束按照上述的波長(zhǎng)和強(qiáng)度不同的順序輻射工件。
使用圖1至圖3詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的較佳實(shí)施方式。圖1是表示本發(fā)明的激光加工裝置的基本結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子。圖2是圖1的 本發(fā)明的激光加工裝置，但示出其移動(dòng)方向與圖l相反的情況。圖3是說(shuō)明本 發(fā)明的激光加工裝置的另一例子的概略圖。
圖l表示本發(fā)明的激光加工裝置的一個(gè)例子，用于去除在工件l，例如電 路板的表面上形成的第一和第二金屬層la和lb。
圖1中，2a和2b例如是第一和第二 YAG(釔鋁石榴石)激光振蕩器(下面簡(jiǎn) 稱為激光振蕩器)。第一激光振蕩器2a輻射的激光束3a具有適合去除第一金屬 層la的波長(zhǎng)和強(qiáng)度。第二激光振蕩器2b輻射的激光束3b具有適合去除第二 金屬層lb的波長(zhǎng)和強(qiáng)度。
從第一和第二激光振蕩器2a和2b輻射的第一和第二激光束3a和3b分別 通過(guò)第一和第二光學(xué)系統(tǒng)4a和4b輻射至工件1的表面，以去除第一和第二金 屬層la和lb。其中，工件1被安裝在工作臺(tái)5上并例如如圖示地向左移動(dòng)。
圖1表示第一光學(xué)系統(tǒng)4a由第一波束形成光學(xué)系統(tǒng)4aa、第一反射鏡4ab、 聚光透鏡4c形成，第二光學(xué)系統(tǒng)4b由第二波束形成光學(xué)系統(tǒng)4ba、第二反射 鏡4bb、聚光透鏡4c形成。然而，本系統(tǒng)并非限定于使用如圖l所示的同一聚 光透鏡4c。
本發(fā)明中，工件1被工作臺(tái)5進(jìn)一步移動(dòng)至圖中右側(cè)，但這樣移動(dòng)時(shí)，如 果第一和第二光學(xué)系統(tǒng)4a和4b保持，如圖1所示，則與專利文獻(xiàn)l一樣，無(wú) 法適當(dāng)?shù)厝コぜ?的第一和第二金屬層la和lb。
因此，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)是，例如使用調(diào)整機(jī)構(gòu)6改變第一光學(xué)系統(tǒng)4a的第 一反射鏡4ab的角度位置，使得不但可以將第一激光束3a輻射至圖1中第二 激光束3b的左側(cè)，還可將其輻射至右側(cè)。
與該結(jié)構(gòu)相應(yīng)，即使工件l與圖l所示相反地向右移動(dòng)，也可以在通過(guò)向 第一金屬層la輻射第一激光束3a去除第一金屬層la后，用第二激光束3b輻 射第二金屬層lb，如圖2所示。
使用具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的激光加工裝置去除工件1的表面上形成的第 一和第二金屬層la和lb的過(guò)程如下。
首先，如圖1所示，當(dāng)工件l向圖中左邊移動(dòng)時(shí)，設(shè)置第一反射鏡4ab的 位置，使得第一激光束3a輻射圖中左側(cè)，第二激光束3b輻射在圖中第一激光束3a的右側(cè)。
在該狀態(tài)下，控制設(shè)備8驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)5，將工件l移動(dòng)至圖中右側(cè)，從第 一激光振蕩器2a和第二激光振蕩器2b發(fā)射第一和第二激光束3a和3b，去除 第一和第二金屬層la和lb。
當(dāng)探測(cè)器7探測(cè)到工件1到達(dá)返回點(diǎn)時(shí)，控制設(shè)備8根據(jù)探測(cè)器7的信號(hào)， 向第一和第二激光振蕩器2a和2b發(fā)出暫停輻射第一和第二激光束3a和3b的 指令。
接著，控制設(shè)備8向調(diào)整機(jī)構(gòu)6發(fā)出指令，調(diào)整第一反射鏡4ab，使得第 一和第二激光束3a和3b的輻射位置與圖1反轉(zhuǎn)。反轉(zhuǎn)后，控制設(shè)備8向第一 和第二激光振蕩器2a和2b發(fā)出重啟動(dòng)第一和第二激光束3a和3b的發(fā)射的指 令，控制設(shè)備8還向工作臺(tái)5發(fā)出指令，將工件1移動(dòng)至圖2中右側(cè)。
本發(fā)明并非限定于上述例子，只要在所述權(quán)利要求的技術(shù)構(gòu)思內(nèi)，可以作 適當(dāng)改變。
例如，在圖l和圖2所示的例子中，調(diào)整的是第一反射鏡4ab，但也可以 調(diào)整第二反射鏡4bb。
如圖3所示，通過(guò)將光學(xué)元件4d附加在如圖1和圖2所示的本發(fā)明的激 光加工裝置的第一和第二光學(xué)系統(tǒng)4a和4b，來(lái)分離激光束3a和3b，加工區(qū) 域可以擴(kuò)大。
而且，在圖l和圖2所示的例子中，當(dāng)從工件l去除薄膜時(shí)，去除的是第 一金屬膜la，然后是第二金屬膜lb，但第一金屬膜la也可以在去除第二金屬 膜lb后去除。
上述例子描述了在工件1的上表面?zhèn)容椛浼す馐コ∧さ那闆r，但本發(fā) 明當(dāng)然也可以適用于通過(guò)輻射激光束去除下表面?zhèn)鹊谋∧ぁ?br> 工業(yè)上的實(shí)用性
本發(fā)明不僅適用于去除薄膜，只要加工需要對(duì)工件輻射激光束，就可適用 于例如顯微加工等任意類(lèi)型的激光加工。
權(quán)利要求
1. 一種激光加工方法，其中，多個(gè)激光束的至少波長(zhǎng)或強(qiáng)度互不相同，以波長(zhǎng)和強(qiáng)度不同的順序輻射工件來(lái)加工工件，其特征在于，彼此相對(duì)地移動(dòng)激光束和工件，在用激光束輻射工件時(shí)，根據(jù)它們的相對(duì)移動(dòng)方向改變激光束輻射位置，使得多個(gè)激光束按順序輻射工件。
2. 如權(quán)利要求l所述的裝置，包括發(fā)射激光束的多個(gè)激光振蕩器，該激光束的至少波長(zhǎng)或強(qiáng)度互不相同， 使激光束或者工件相對(duì)彼此移動(dòng)的工作臺(tái)，將從多個(gè)激光振蕩器發(fā)射的激光束引導(dǎo)至工件上預(yù)定位置的光學(xué)系統(tǒng)； 形成光學(xué)系統(tǒng)得使其可以被調(diào)整設(shè)備調(diào)整得將以波長(zhǎng)和強(qiáng)度不同的順序的激光輻射至工件上的預(yù)定位置，由此可以通過(guò)激光束進(jìn)行工件加工，并與激光束和工件的相對(duì)移動(dòng)方向無(wú)關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明提供即使強(qiáng)度和波長(zhǎng)不同的激光束以多個(gè)級(jí)輻射也能在電子電路板的圖案形成時(shí)高效加工的方法和裝置。激光加工裝置具有第一和第二激光振蕩器(2a、2b)，發(fā)射波長(zhǎng)或者強(qiáng)度至少一個(gè)互不相同的激光束(3a、3b)；工作臺(tái)(5)，移動(dòng)要加工的工件(1)；光學(xué)系統(tǒng)(4a、4b)，引導(dǎo)激光束(3a、3b)至工件(1)上的預(yù)定位置。光學(xué)系統(tǒng)(4a、4b)，可以由調(diào)整設(shè)備(6)根據(jù)激光束(3a、3b)和工件(1)的相對(duì)移動(dòng)方向而移動(dòng)，允許激光束(3a、3b)輻射至工件(1)的預(yù)定位置，使得工件(1)可以被激光束(3a、3b)加工。這樣，可以不限制激光束和工件的相對(duì)移動(dòng)方向且沒(méi)有非必要的移動(dòng)地高效進(jìn)行激光加工。
文檔編號(hào)B23K26/08GK101432094SQ20078001505
公開(kāi)日2009年5月13日 申請(qǐng)日期2007年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月27日
發(fā)明者中山茂昭, 國(guó)鹽和良, 福田直晃 申請(qǐng)人:日立造船株式會(huì)社