激光加工裝置和激光加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及使用激光束來對印刷基板那樣的被加工物進(jìn)行槽加工等的激光加工 裝置和激光加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 歷來，已知有構(gòu)成為能夠?qū)τ∷⒒逭丈涿}沖輸出的激光束并且使印刷基板在與 激光束的光軸正交的方向上移動(dòng)來進(jìn)行槽加工的激光加工裝置。
[0003] 在這樣的激光加工裝置中沿著加工線移動(dòng)印刷基板的情況下，在加工開始時(shí)產(chǎn)生 加速，在加工結(jié)束時(shí)產(chǎn)生減速。此外，在使直線彎曲的彎曲部、曲率大的曲線部中，移動(dòng)方向 較大地發(fā)生變化，因此，與直線部、曲率小的曲線部相比，存在減速的需要。
[0004] 然而，在這些加減速區(qū)域中，存在如下問題：激光脈沖的間距不為固定，由激光脈 沖產(chǎn)生的熱變得過多，槽的寬度和深度不為均勻，使加工品質(zhì)變差。
[0005] 作為解決這樣的問題的技術(shù)，例如，如專利文獻(xiàn)1、2、3和4所公開的那樣，存在對 被加工物的移動(dòng)速度等進(jìn)行檢測并且根據(jù)所檢測的移動(dòng)速度等來控制激光脈沖的輸出定 時(shí)的技術(shù)。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)1 :日本特許第3854822號公報(bào)； 專利文獻(xiàn)2 :日本特開2003 - 53563號公報(bào)； 專利文獻(xiàn)3 :日本特開2010 - 184289號公報(bào)； 專利文獻(xiàn)4 :日本特開2012 - 130959號公報(bào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 發(fā)明要解決的課題 然而，在這些現(xiàn)有技術(shù)中，均在加減速區(qū)域中使激光振蕩器的頻率發(fā)生變化，因此，存 在在激光振蕩器中引起能量變動(dòng)而使束直徑發(fā)生變化、使槽寬度、槽深度發(fā)生改變等依然 使加工品質(zhì)變差的缺點(diǎn)。
[0008] 另一方面，也考慮為了使能量變動(dòng)變小而連續(xù)地使激光輸出并從其取出激光脈沖 的方法，但是，當(dāng)為該方式時(shí)，存在如下缺點(diǎn)：難以得到高能量的激光脈沖，不能進(jìn)行向被加 工物的需要的加工而必須具備大電容的激光振蕩器。
[0009] 因此，本發(fā)明的目的在于提供即使不具備大電容的激光振蕩器也能夠消除在激光 加工的加減速區(qū)域中激光脈沖的間距和直徑發(fā)生變化的情況來謀求加工品質(zhì)的提高的激 光加工裝置和激光加工方法。
[0010] 用于解決課題的方案 為了解決上述課題，在方案1所記載的激光加工裝置中，其特征在于，包含：激光脈沖 振蕩單元，對固定周期的激光脈沖串進(jìn)行振蕩；光指向單元，能夠?qū)脑摷す饷}沖振蕩單元 輸出的激光脈沖串進(jìn)行光接收并且使該激光脈沖串中的激光脈沖選擇性地指向用于加工 的方向；光學(xué)系統(tǒng)，對來自該光指向單元的激光脈沖進(jìn)行光接收并向被加工物照射；單元， 對載置所述被加工物的工作臺(tái)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；規(guī)定移動(dòng)量檢測單元，周期性地檢測所述工作臺(tái) 的規(guī)定量的移動(dòng)；以及控制單元，在該規(guī)定移動(dòng)量檢測單元檢測到規(guī)定的移動(dòng)量之后，對所 述光指向單元進(jìn)行控制，以使從所述激光脈沖振蕩單元輸出的激光脈沖串中的激光脈沖指 向所述加工方向。
[0011] 此外，在方案2所記載的激光加工裝置中，其特征在于，在方案1所記載的激光加 工裝置中，所述控制單元進(jìn)行控制，以使所述光指向單元避開從所述激光脈沖振蕩單元輸 出的激光脈沖的過渡期部而指向所述加工方向。
[0012] 此外，在方案3所記載的激光加工裝置中，其特征在于，在方案1或2的任一項(xiàng)所 記載的激光加工裝置中，所述規(guī)定移動(dòng)量檢測單元檢測二維方向的移動(dòng)量的合成值。
[0013] 此外，在方案4所記載的激光加工方法中，在將激光束照射到被加工物來加工被 加工物的激光加工方法中，其特征在于，使固定周期的激光脈沖串振蕩，在檢測到載置所述 被加工物的工作臺(tái)移動(dòng)規(guī)定量之后，使所述激光脈沖串中的激光脈沖選擇性地指向用于加 工的方向。
[0014] 此外，在方案5所記載的激光加工方法中，其特征在于，在方案4所記載的激光加 工方法中，在使所述激光脈沖串的激光脈沖指向所述加工方向的情況下，避開該激光脈沖 的過渡期部來進(jìn)行指向。
[0015] 此外，在方案6所記載的激光加工方法中，其特征在于，在方案4或5的任一項(xiàng)的 激光加工方法中，所述工作臺(tái)的移動(dòng)檢測基于二維方向的移動(dòng)量的合成值。
[0016] 發(fā)明效果 根據(jù)本發(fā)明，得到如下的激光加工裝置和激光加工方法：由于使用對固定周期的激光 脈沖進(jìn)行振蕩的激光脈沖振蕩單元，所以，即使不具備大電容的激光振蕩器也能夠得到為 高能量而且難以引起能量變動(dòng)的激光脈沖，并且，即使在激光加工的加減速區(qū)域中激光脈 沖的間距和直徑也不會(huì)發(fā)生變化并且貫徹加工區(qū)域整體得到一樣的加工品質(zhì)。
【附圖說明】
[0017] 圖1是成為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的激光加工裝置的框圖。
[0018] 圖2是圖1所示的激光加工裝置的各部中的信號等的時(shí)間圖。
[0019] 圖3是圖1中的規(guī)定移動(dòng)量檢測部的結(jié)構(gòu)圖。
[0020] 圖4是圖1中的AOM控制信號輸出電路的結(jié)構(gòu)圖。
[0021] 圖5是用于說明本發(fā)明的效果的圖。
【具體實(shí)施方式】 實(shí)施例
[0022] 對本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行說明。圖1是成為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的激光加工裝 置的框圖，圖2是圖1所示的激光加工裝置的各部中的信號等的時(shí)間圖。
[0023] 在圖1中，1是產(chǎn)生激光脈沖Ll的激光振蕩器，2是對激光振蕩器1輸出固定周期 的激光振蕩指令信號SI的激光振蕩控制部。激光振蕩器1僅在被從激光振蕩控制部2提供 激光振蕩指令信號Sl時(shí)輸出激光脈沖L1，利用兩者構(gòu)成產(chǎn)生固定周期的激光脈沖串的激 光脈沖振蕩單元3。激光振蕩器1具有在激光振蕩指令信號Sl的上升沿時(shí)、下降沿時(shí)的激 光脈沖Ll進(jìn)行曲線狀的變化的特性。4是能夠按照各個(gè)激光脈沖Ll的每一個(gè)選擇性地進(jìn) 行從激光振蕩器1輸出的激光脈沖Ll的分岔方向的控制的聲光調(diào)制器（以下簡略為AOM)， 5是對A0M4輸出AOM控制信號S2以控制其工作的AOM控制部，6是對被加工物照射從A0M4 分岔的激光脈沖L2的光學(xué)系統(tǒng)。
[0024] A0M4在被提供AOM控制信號S2時(shí)使來自激光振蕩器1的激光脈沖Ll向成為加工 方向的光學(xué)系統(tǒng)6分岔(接通狀態(tài))，另一方面，在未被提供AOM控制信號S2時(shí)使來自激光 振蕩器1的激光脈沖Ll以不朝向光學(xué)系統(tǒng)6的方式向未圖不的阻尼器（damper)的方向分 岔(關(guān)斷狀態(tài))。
[0025] 7是如印刷基板的被加工物，8是載置被加工物7的工作臺(tái)，9是在X方向和Y方向 上驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)8的工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)部，10是每當(dāng)工作臺(tái)8向X方向移動(dòng)規(guī)定量時(shí)輸出脈沖的X 軸標(biāo)尺（scale)，11是每當(dāng)工作臺(tái)8向Y方向移動(dòng)規(guī)定量時(shí)輸出脈沖的Y軸標(biāo)尺。12是周 期性地檢測工作臺(tái)8的規(guī)定量的移動(dòng)的規(guī)定移動(dòng)量檢測部，每當(dāng)進(jìn)行規(guī)定量的移動(dòng)時(shí)將規(guī) 定移動(dòng)量檢測信號S3向AOM控制部5輸出。
[0026] 圖3是上述規(guī)定移動(dòng)量檢測部12的結(jié)構(gòu)圖。規(guī)定移動(dòng)量檢測部12包含利用來自 X軸標(biāo)尺10的脈沖感測移動(dòng)方向的X軸移動(dòng)方向檢測電路13、利用來自Y軸標(biāo)尺11的脈 沖感測移動(dòng)方向的Y軸移動(dòng)方向檢測電路14、以及分別對X軸的正、負(fù)、Y軸的正、負(fù)方向脈 沖進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器15~18。
[0027] 規(guī)定移動(dòng)量檢測部12還包含基于計(jì)數(shù)器15~18的計(jì)數(shù)值根據(jù)以下的式子求取X 軸和Y軸的合成計(jì)數(shù)量Z的合成計(jì)數(shù)量運(yùn)算電路19、以及在該合成計(jì)數(shù)量Z達(dá)到規(guī)定值例 如在本實(shí)施例中設(shè)為5之后輸出規(guī)定移動(dòng)量檢測信號S3的特定值檢測電路20。在此，Xup 為計(jì)數(shù)器15的值，Xdn為計(jì)數(shù)器16的值，Yup為計(jì)數(shù)器17的值，Ydn為計(jì)數(shù)器18的值。
[0028] (數(shù)式 1)
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種激光加工裝置，其特征在于，包含：激光脈沖振蕩單元，對固定周期的激光脈沖 串進(jìn)行振蕩；光指向單元，能夠?qū)脑摷す饷}沖振蕩單元輸出的激光脈沖串進(jìn)行光接收并 且使該激光脈沖串中的激光脈沖選擇性地指向用于加工的方向；光學(xué)系統(tǒng)，對來自該光指 向單元的激光脈沖進(jìn)行光接收并向被加工物照射；單元，對載置所述被加工物的工作臺(tái)進(jìn) 行驅(qū)動(dòng)；規(guī)定移動(dòng)量檢測單元，周期性地檢測所述工作臺(tái)的規(guī)定量的移動(dòng)；以及控制單元， 在該規(guī)定移動(dòng)量檢測單元檢測到規(guī)定的移動(dòng)量之后，對所述光指向單元進(jìn)行控制，以使從 所述激光脈沖振蕩單元輸出的激光脈沖串中的激光脈沖指向所述加工方向。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光加工裝置，其特征在于，所述控制單元進(jìn)行控制，以使所 述光指向單元避開從所述激光脈沖振蕩單元輸出的激光脈沖的過渡期部而向所述加工方 向分岔。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的任一項(xiàng)所述的激光加工裝置，其特征在于，所述規(guī)定移動(dòng)量檢 測單元檢測二維方向的移動(dòng)量的合成值。
4. 一種激光加工方法，將激光束照射到被加工物來加工被加工物，其特征在于，使固定 周期的激光脈沖串振蕩，在檢測到載置所述被加工物的工作臺(tái)移動(dòng)規(guī)定量之后，使所述激 光脈沖串中的激光脈沖選擇性地指向用于加工的方向。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的激光加工方法，其特征在于，在使所述激光脈沖串的激光脈 沖指向所述加工方向的情況下，避開該激光脈沖的過渡期部來進(jìn)行指向。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5的任一項(xiàng)所述的激光加工方法，其特征在于，所述工作臺(tái)的移動(dòng) 檢測基于二維方向的移動(dòng)量的合成值。
【專利摘要】本發(fā)明消除在激光加工的加減速區(qū)域中激光脈沖的間距和直徑發(fā)生變化的情況來謀求加工品質(zhì)的提高。本發(fā)明的激光加工裝置的特征在于，包含：激光脈沖振蕩單元，對固定周期的激光脈沖串進(jìn)行振蕩；光指向單元，能夠?qū)脑摷す饷}沖振蕩單元輸出的激光脈沖串進(jìn)行光接收并且使該激光脈沖串中的激光脈沖選擇性地指向用于加工的方向；光學(xué)系統(tǒng)，對來自該光指向單元的激光脈沖進(jìn)行光接收并向被加工物照射；單元，對載置所述被加工物的工作臺(tái)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；規(guī)定移動(dòng)量檢測單元，周期性地檢測所述工作臺(tái)的規(guī)定量的移動(dòng)；以及控制單元，在該規(guī)定移動(dòng)量檢測單元檢測到規(guī)定的移動(dòng)量之后，對所述光指向單元進(jìn)行控制，以使從所述激光脈沖振蕩單元輸出的激光脈沖串中的激光脈沖指向所述加工方向。
【IPC分類】H05K3-00, B23K26-067, B23K26-06, B23K26-00
【公開號】CN104797373
【申請?zhí)枴緾N201380061517
【發(fā)明人】山上健太郎, 武川裕亮, 西部達(dá)矢, 立石秀典
【申請人】維亞機(jī)械株式會(huì)社
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2013年8月27日
【公告號】WO2014080672A1