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CN206335247U - 光加工装置 - Google Patents

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CN206335247U
CN206335247U CN201620968411.4U CN201620968411U CN206335247U CN 206335247 U CN206335247 U CN 206335247U CN 201620968411 U CN201620968411 U CN 201620968411U CN 206335247 U CN206335247 U CN 206335247U
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CN
China
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light
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optical
laser
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CN201620968411.4U
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English (en)
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中村凉真
中岛智宏
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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Abstract

本实用新型涉及光加工装置,其目的在于方便利用以光扫描装置来使得加工对象物的光扫描位置发生移动的光加工装置对较大的加工对象物实施加工处理。本实用新型的光加工装置具有光源(11)、设于光源(11)发射的光的行进方向且用于扫描该光源发射的光的光扫描装置(21)、以及设于受到所述光扫描部扫描的光的行进方向上且用于将受到光扫描部(21)扫描的光会聚到加工对象物(35)上的聚光部(22),其特征在于,该聚光部(11)搭载于相对于加工对象物(35)移动的移动部(25),而所述光源未搭载于该移动部(25)。

Description

光加工装置
技术领域
本发明涉及光加工装置。
背景技术
以往的光加工装置用光扫描装置扫描光源发射的激光(加工光),将扫描激光会聚到加工对象物上实施加工。
例如,专利文献1公开一种激光加工装置,该激光加工装置用Galvano反射镜(光扫描装置)进行二维扫描,照射加工对象物,对加工对象物上的ITO薄膜实施图案加工,或者对金属薄板形成的加工对象物本身进行切削加工。在该激光加工装置中,将卷成辊形状态保管在加工对象物供给部中的加工对象物从该加工供给部中取出,移动到激光加工装置的加工区域(加工对象物的激光扫描范围),对该被加工对象物的被加工部分实施加工处理。加工处理之后,进一步取出加工对象物,使得下一个被加工部分移动到激光加工装置的加工区域,对该下一个被加工部分实施加工处理。
根据专利文献1的描述,与以往的光加工装置相比,用光扫描装置使得加工对象物的光照射位置移动,能够高速移动,有利于提高生产效率。在此,以往的光加工装置是指,在照射到加工对象物的激光光轴固定的状态下,分别在垂直于该光轴(Z轴)的X轴方向和Y轴方向上移动载置台,使得加工对象物上的光照射位置发生移动,用以实施加工处理的装置。
但是,利用光扫描装置使得加工对象物的光照射位置移动的光加工装置难以扩大该加工光的扫描范围。为此难以对较大的加工对象物实施加工处理。
发明内容
为了解决上述问题,本发明的光加工装置具有:光源;光扫描部,设于所述光源发射的光的行进方向,用于扫描该光源发射的光;以及,聚光部,设于受到所述光扫描部扫描的光的行进方向上,用于将受到所述光扫描部扫描的光会聚到加工对象物上,其特征在于,所述聚光部搭载于相对于所述加工对象物移动的移动部,而所述光源未搭载于所述移动部。
本发明的效果在于,方便利用以光扫描装置来使得加工对象物的光扫描位置发生移动的光加工装置对较大的加工对象物实施加工处理。
附图说明
图1是实施方式1的激光图案加工装置的主要部分的结构示意图。
图2是图1所示激光图案加工装置中一例激光发振器的结构示意图。
图3是图1所示激光图案加工装置中一光扫描装置变形例的结构示意图。
图4是图1所示激光图案加工装置中一例加工对象输送部的结构示意图。
图5是图1所示激光图案加工装置中另一例加工对象输送部的结构示意图。
图6是图1所示激光图案加工装置中载体位于主扫描方向上不同位置时的激光光路示意图。
图7是在扫描振镜未搭载于载体的变行例中载体位于主扫描方向上不同位置时的激光光路示意图。
图8是图1所示激光图案加工装置的一例图案加工处理流程图。
图9是将加工对象物的被加工区域分割成12块依次实施加工处理时的加工顺序示意图。
图10是各块被加工部分之间连续布线图案的一例示意图。
图11是实施方式2的激光图案加工装置的图案加工处理的一例流程图。
图12是激光图案加工装置的其他构成例示意图。
具体实施方式
实施方式1
以下描述一例将本发明涉及的光加工装置应用到激光图案加工装置的实施方式。
本发明涉及的激光图案加工装置的加工对象物是在基体上形成ITO薄膜,通过激光(加工光)照射该加工对象物上的ITO薄膜,去除一部分ITO薄膜,对ITO薄膜实施图案加工。但是,本发明涉及的光加工装置不受本实施方式1涉及的激光图案加工装置的限制,同样可以适用于加工其他图案的加工装置、切削加工等其他加工处理装置、以及用激光以外的光作为加工光进行加工的装置等等。5
图1是本实施方式1的激光图案加工装置的主要部分的结构示意图。
本实施方式1的激光图案加工装置具备激光输出部1、激光扫描部2、加工对象输送部3、以及控制部4。
激光输出部1具有作为光源的激光起振器11和光扩束器12。光扩束器12用来扩大从激光起振器11输出、作为加工光的激光L的光束直径。
激光扫描部2具有作为会聚部的fθ透镜22,该fθ透镜22用来将通过扫描振镜(galvano meteric scanner)21、22扫描的激光L会聚到加工对象物35表面(被加工面)或者基体与ITO薄膜之间的界面等加工对象物内部(与加工对象物表面相距规定深度的部位),其中的扫描振镜21、22是用来通过步进电机21b驱动转动反射激光L的X轴向扫描用和Y轴向扫描用的两个Galvano反射镜21a,用以使得激光L在X轴向和Y轴向进行扫描的光扫描装置。
加工对象输送部3具有使得加工对象物35在副扫描方向(Y轴向)上移动的一对输送辊对32,用该输送辊对32夹持加工对象物35沿着副扫描方向输送。
激光输出部1的激光发振器11受到激光驱动部10的控制。具体为,激光驱动部10控制与激光扫描部2的扫描振镜21的扫描动作联动的激光发振器11的发光。可以使用对基体的热作用引起的损耗较少的100ns以下的脉冲发振发生的脉冲光纤激光器作为激光发振器11,也可以使用其它光源。
图2是本实施方式1的激光发振器11的一例结构模块图。
本实施方式1的激光发振器11是被称为MOPA(Master Oscillator PowerAmplifier)的脉冲光纤激光器。该激光发振器11用脉冲发生器73使得光源LD74脉冲发振,生成光源光。激光发振器11包含用光纤增幅器进行多阶段增幅的脉冲引擎部70、引导从脉冲引擎部70输出的激光L的输出光纤71、以及用准直光学系统83作为平行光束形成部而使得激光L大致成为平行光束射出的输出头部72。本实施方式1中,只有输出头部72被设置在激光输出部1中。
脉冲引擎部70包含具有光纤78、励起LD76、耦合器77的前置增幅部、以及具有光纤82、励起LD80、耦合器81的主增幅部。光纤为光纤芯掺稀土元素的双包层结构,通过来自励起LD76的励起光的吸收,在光纤的输出端和入射端设置的反射镜之间来回反射,直到激光发振。图2中标记75表遮挡逆向光的隔离部,标记79表示用来去除ASE光的带通滤波器。
本实施方式1用近红外的1064nm作为光源LD74的波长。除此之外,也可以根据加工对象物的材料,选择第二高谐波的532nm、第三高谐波的355nm等各种合适的波长。此外,激光发振器11还可以使用固体激光器,如用励起光照射以钒酸钇结晶形成激光媒体,产生激光振发的YVO4等。
激光扫描部2的扫描振镜21中,用来转动X轴向扫描用和Y轴向扫描用的各Galvano反射镜21a的各台步进电机21b受扫描振镜控制部20的控制。扫描振镜控制部20根据构成加工图案的布线要素数据(线始点坐标和线终点坐标),来控制各台步进电机21b,改变相对于Galvano反射镜21a反射面的倾斜角度(反射面相对于入射反射面的激光的光轴的倾斜角度),使该倾斜角度在平行于X轴向的方向或者平行于Y轴向的方向上变化。这样便使得各Galvano反射镜21a从扫描开始倾斜角度到扫描结束倾斜角度的转动,能够与线要素的始点和终点的X-Y坐标相对应。
本实施方式1中的X轴向扫描和Y轴向扫描均采用扫描振镜作为光扫描装置,但是本发明并不受此限制,允许使用众所周知的光扫描装置。还可以对X轴向扫描用的光扫描装置和Y轴向扫描用的光扫描装置采用不同的光扫描装置。例如如图3所示,以扫描振镜21作为Y轴向扫描用的扫描装置,而对X轴向的扫描则以用电机91驱动多面镜91a转动的多面镜扫描器91作为扫描装置。此时如图3所示,基于经过多面镜91a反射的激光L经由透镜92入射光学传感器93受光的受光时间,来实行X轴向的光扫描控制。
载体25可以在主扫描方向(X轴向)移动,该载体25上搭载激光扫描部2。载体25被安装在同步带27上,该同步带27被挂设在驱动滑轮27a和从动滑轮27b之间。驱动与驱动滑轮27a相连接的同步电机26,带动同步带27,使得同步带27上的载体25沿着在主扫描方向延伸的线性导件29(参见图4),在主扫描方向(X轴向)上移动。根据线性编码器28输出的输出信号(地址信号),能够检测载体25在主扫描方向上的位置。步进电机26受主扫描控制部24控制。
本实施方式1采用利用同步带的移动装置作为搭载激光扫描部2的载体25的移动装置,但是本发明不受此限制,还可以用直线定位平台等可作直线移动的装置来取而代之,或者使用可作二维移动的移动装置。
加工对象物输送部3具备以驱动辊32a和从动辊32b构成的输送辊对32。其中驱动辊32a通过同步带31a受到步进电机31驱动。步进电机31在副扫描控制部30的控制下,用输送辊对32夹持加工对象物35,使该加工对象物35向副扫描方向(Y轴向)上的输送目标位置移动。这样,加工对象物35上的被加工部分便被依次送入激光扫描部2照射的激光L的扫描范围。
具体如下。加工对象输送部3具备监控相机33和34,用来拍摄加工对象物35的主扫描方向上两端附近表面上形成的定位标记37。副扫描控制部30通过步进电机31逐步以微小量在加工件输送方向B(副扫描方向)上渐进输送加工对象物35,同时,依次取得监控相机33和34输出的图像数据。而后,通过图案匹配处理等检测定位标记37,计算距离输送目标位置的加工对象移动量,根据该计算结果控制步进电机31,使得加工对象物35的副扫描方向位置移动到输送目标位置。
图4是加工对象输送部3的一例结构模块图,图5是图4的俯视图。
本实施方式1的加工对象物35被卷绕在绕线轴51上,从该处拉出的加工对象部分沿着入口导板52受到输送辊对32的夹持部夹持,在输送辊对32的驱动下,从绕线轴51卷出后被设置到加工台53上。加工台53上形成无数细孔,用泵58抽出形成在加工台53背面的空洞部57的空气,将加工对象物35吸附在加工台53表面,用以确保加工对象物35在加工区域36上的平面性。经过加工的加工对象物被在主扫描方向移动的切割器54裁切为规定大小,而后被排放到托盘55中。
本实施方式1采用从卷到片的方式,将卷绕在绕线轴51上的加工对象物35从绕线轴51卷出,而后将经过加工的加工对象物裁断为片排出。除此之外,也可以采用如图5所示的从辊到辊的方式,将经过加工的加工对象物卷绕成卷状。
在图5所示的例子中,经过加工的加工对象物经过一对清洁辊64清除附着于该加工对象物表面的加工尘后,被卷绕到绕线轴67上。使用黏贴辊65粘吸并回收吸附在清洁辊64上的加工尘。在图5所示的例子中,为了保护加工后的加工对象物表面避免受到擦伤等,用复合薄膜贴在经过加工的加工对象物35的上下表面,而后用绕线轴67卷绕。复合薄膜从复合薄膜辊66卷出后与经过加工的加工对象物一起卷绕到绕线轴67上。
控制部4具备控制PC40,用来统一管理控制整个本激光图案加工装置。控制PC40与激光驱动器部10、扫描振镜控制部20、主扫描控制部24、副扫描控制部30等相连接,管理各部的状态,控制加工时序。
激光输出部1的光扩束器12以多片透镜构成,激光光路上,与激光扫描部2的fθ透镜22最接近的透镜39的位置可以在激光的光轴轴向上移动。通过透镜39的位置产生移动,能够对搭载激光扫描部2的载体进行如以下将要描述的微调,使得载体停止在主扫描方向的各个停止目标位置上时的会聚距离一致。换言之,光扩束器12具有进行微调的调焦功能,使得入射扫描振镜21的激光光束L成为平行光束。
此外还具备执行器,用来根据主扫描方向上的各个停止目标位置,对透镜39的位置进行单独移动调整。通过使得各个停止目标位置的会聚距离成为可变距离,即便载体相对于被加工面的移动方向的平行度发生微小偏离,也能够以良好的精度调整到fθ透镜22的成像位置。
在本实施方式1中,激光L相对于加工对象物35的扫描范围即加工区域36在X轴向和Y轴向上各自的最大长度L可以用以下式(1)求出。在此,设fθ透镜22的焦距为f,各Galvano反射镜21a的最大倾斜角度为θ(例如为±20°),
L=f×θ (1)
如式(1)所示,加工区域36的宽度受到扫描振镜21的扫描范围(Galvano反射镜21a的最大倾斜角度)的限制。在此,扫描振镜21的扫描范围越宽,加工对象物35上便越难获得良好的会聚。因而,难以维持加工区域36内的加工均匀性。由此可知,扩大扫描振镜21的扫描范围,即扩大Galvano反射镜21a的最大倾斜角度θ具有一定的局限性。因此,通过增加扫描振镜21的扫描范围(Galvano反射镜21a的最大倾斜角度)来加宽加工区域36的宽度具有局限性。
另一方面,由式(1)可知,增加fθ透镜22的焦距f长度,可以加大加工区域36的宽度。但是,焦距f越大,就需要将加工对象物35设置得离开fθ透镜22更远,会引起本激光图案加工装置大型化的问题。
而如果设步进电机21b的脉冲数为P,则X轴向和Y轴向各自的加工分辨率σ可以用下式(2)求出。
σ=f×(2π/P) (2)
在此,如式(2)所示,fθ透镜22的焦距f越大,加工分辨率σ越小。由此可知,借助于高加工分辨率σ实现高精细加工与实现宽度更大的加工区域两者互为妥协关系。为此,在考虑借助于加工分辨率时,通过加大焦距f来增加加工区域36的宽度也有局限性。
此外,还可以考虑设置移动机构,该机构不仅能够使得加工对象物35在副扫描方向(Y轴向)移动,还可以在主扫描方向(X轴向)上移动。利用该移动机构,能够相对于加工区域36,依次在主扫描方向上更换送入加工对象物35的被加工部分,同时对各被加工部分实施加工处理,因此,能够对主扫描方向的长度超过加工区域36的加工对象物实施加工处理。
但是,设置移动机构,不仅能在副扫描方向(Y轴向)而且能在主扫描方向(X轴向)移动加工对象物,将会导致本激光图案加工装置大型化。尤其是在本实施方式1中的加工对象物35是副扫描方向长度超过加工区域36的大型加工对象物,如果要进一步在主扫描方向(X轴向)移动这种大型加工对象物,则需要大型移动机构。而且这样的大型移动机构具有相当大的重量,因而惯性大,难以高速移动,因此还存在降低生产效率的问题。
对此,本实施方式1采用在主扫描方向(X轴向)上移动激光L的扫描范围,而不是移动加工对象物35的构成。具体如下。载体25搭载激光扫描部2,使得激光扫描部2能够在主扫描方向上移动。这样,不需要在主扫描方向上移动加工对象物35,而是用受到扫描振镜21扫描的激光L来扫描加工对象物表面的范围,即加工区域36,相对于加工对象物35在主扫描方向上相对移动。据此,能够依次使得加工对象物35的被加工部分移动到加工区域36,实施加工处理,主扫描方向(X轴向)的加工区域36宽度即便狭窄,也能够对宽度超过该加工区域35宽度的大型加工对象物35,实施加工处理。
本实施方式1不需要加大加工区域,便能够对超过加工区域36的大型加工对象物35实施加工处理,其结果,有利于保持高加工分辨率σ,实现大型加工对象物35的高度精密加工。而且,在本实施方式1中,作为主扫描方向移动手段的载体25上搭载的搭载物实际上只有激光扫描部2,即只有扫描振镜21和fθ透镜22。该搭载物的重量与加工对象物35相比十分轻,因而有利于载体25在主扫描方向的高速移动,提高生产效率。
此外,作为载体25上搭载的搭载物,至少只要搭载作为聚光部的fθ透镜22便可。因此最轻型的构成为载体25上只搭载fθ透镜22。另一方面,如果是与加工对象物35相比重量较轻的元件,这些元件也可以与fθ透镜22一起搭载于载体25。例如如本实施方式,载体25上可以搭载扫描振镜21等光扫描装置,还可以搭载一部分激光输出部1的或整个激光输出部1。
本实施方式1中,入射在主扫描方向上移动的载体25的激光L的光路,即从激光输出部1输出的激光L的光路,平行于X轴向。为此,如图7所示,无论载体移动到主扫描方向(X轴向)上的任何位置,从激光输出部1输出的激光L都入射到载体25上的相同位置。据此,即便载体25在主扫描方向(X轴向)上移动,入射载体25后的激光L的光路仍然相同,在对主扫描方向上互不相同的加工区域36-1和36-2实施加工处理时,能够实施相同的加工处理。
但是在本实施方式1中,载体25移动后,入射载体25之前的激光L的光路长度发生变化。为此,入射载体25的激光L如果是非平行收束光,则随着载体25在主扫描方向上的位置不同,照射加工对象物35的激光L的焦点将发生变化,加工对象物35上的激光L的光束径大小变动等,从而对加工精度产生影响。
对此在本实施方式1中,激光发振器11输出的激光L大致为平行光束,经由两个反射镜14和15反射后从光扩束器12射出,再通过反射镜16的反射从激光输出部1输出的激光L也大致是平行光束。因此,入射载体25的激光L如果大致平行收束,则即便载体25移动后在主扫描方向上的位置发生变化,照射到加工对象物35上的激光L的焦点也不会发生实质性变化,从而不会发生加工对象物35上的激光L的光束径变动等影响。为此,对于主扫描方向上互相不同的加工区域36-1和36-2上实施加工处理时,可以用相同的加工精度来实施加工处理,而不需要进行焦点调整等作业,有利于提高生产效率。
但是,如果载体2上除激光扫描部2以外,还搭载整个激光输出部1,即载体25上搭载激光发振器11等光源本身,则即便载体25移动,照射到加工对象物35上的激光L的焦点也不会发生变动,然而,载体25上的搭载物重量增大,为此需要考虑载体25难以高速移动的问题。光源的重量一般大于其它元件的重量,通常载体25上不搭载光源,用以有效降低载体25的惯性,实现载体25的高速移动,提高生产效率。
另一方面,为了减小载体25上搭载物的重量,如图7所示,也可以考虑载体25上不搭载扫描振镜21等光扫描装置。在图7所示的构成中,激光输出部1’输出的激光L通过固定设置的激光扫描部2’中的扫描振镜21,在与X轴向平行的方向和Y轴向平行的方向上扫描。如此扫描的激光L通过准直镜61等使得光束变为平行光束的元件,受到光束平行化处理,成为平行于X轴向的平行光束后,从激光扫描部2’射出。从激光扫描部2’输出后成为大致平行光束的扫描后激光L相对于载体25沿X轴向入射,受到载体25上的反射镜16’的反射后,在作为聚光部件的fθ透镜22的引导下,会聚到加工对象物35上。
即便是图7所示的构成,由于入射载体25的激光L大致平行收束,因而不管载体25发生移动而在主扫描方向上的位置发生变动,照射到加工对象物35上的激光L的焦点也不会发生实质性变化,从而不会发生加工对象物35上的激光L的光束径变动等影响。为此,在主扫描方向上互相不同的加工区域36-1和36-2上实施加工处理时,不需要进行焦点调整等作业,可以用相同的加工精度来实施加工处理,有利于提高生产效率。
图8是本实施方式1的激光图案加工装置实行图案加工处理的一例流程图。
首先,按照控制PC40的控制指令,副扫描控制部30控制步进电机31,使得加工对象物35沿着副扫描方向,向加工对象输送方向B移动(S1)。而后,在加工对象物35表面上形成的定位标记37移动到监视相继33和34的摄像区域后,从监视相机33和34的图像数据中检测定位标记37(S2)。控制PC40计算定位标记37的检测结果到输送目标位置之间的加工对象物移动量,根据该计算结果,来使得副扫描控制部30控制步进电机31。据此,在副扫描方向上移动的加工对象物35停止在输送目标位置上。
此后,控制PC40使得泵58动作,对形成在加工台53背后的空洞部57吸气,使得加工对象物35吸附在加工台53的表面,保持加工对象物35的位置不发生移动(S3)。而后,控制PC40将加工对象物35上用于确定被加工部分的被加工部分编号N设定为0(S4),通过主扫描控制部24控制步进电机26,实行载体位置初始化处理,使得在待机位置待机的载体25沿着主扫描方向向载体输送方向A(离开激光输出部1的方向)移动,停止在规定的基地位置(S5)。
在初始化处理中,控制PC40根据线性编码器28输出的地址信号,取得停止在基地位置的载体25的主扫描方向位置。具体来说,根据线性编码器28输出的地址信号,检测控制PC40管理的基地位置与实际停止的载体25的位置之间的差值,将该差值作为补偿值,用于此后对载体25的主扫描方向位置控制。
而后,控制PC40将加工对象物35的被加工部分编号N设定为1(S6)。而后,控制PC40通过主扫描控制部24控制步进电机26,使得位于基地位置的载体25向载体输送方向A移动,停止在第一加工位置上,该第一加工位置用来对最初实施加工处理的加工对象物35上的第一被加工部分N=1实施加工处理(S7)。
在此,本实施方式1为了实现位置精度5μm以下的高加工分辨率,设定用扫描振镜21扫描的加工对象物上的激光扫描范围,即加工区域36的大小,为150mm×150mm。为此,被加工区域,例如为450mm(主扫描方向)×600mm(副扫描方向)大小的加工对象物35在加工处理时,在主扫描方向将该被加工区域分割成3块,并在副扫描方向分割成4块。而后,依次对该12块(被加工部分N=1)进行加工处理,实施整个被加工区域的加工处理。
简而言之,反复执行S6至S9的动作,即,使得载体25依次从基地位置移动后停止在第一加工位置、第二加工位置、第三加工位置,在各个加工位置上对加工对象物35上对应的被加工部分实施加工处理,在结束第三加工位置的加工处理后返回基地位置。在副扫描方向上,载体25移动到第三加工位置经过加工处理之后(S9的是),到下一个第一加工位置的加工处理开始之前,控制PC40通过副扫描控制部30控制步进电机31,使得加工对象物35向工作对象输送方向B移动150mm(S11),而后保持加工对象物35(S12)。而后使得载体25依次移动到第一加工位置、第二加工位置、第三加工位置实施加工处理(S5至S9)。上述动作反复实行四次(S10的是),整个大小为450mm×600mm的被加工区域的加工处理完毕。整个加工处理结束后,用切割器54裁断加工对象物35(S13),排放到托盘55中。
在上述动作中,不是在载体25返回基地位置时实行各加工位置上的停止以及加工,而是仅在向载体输送方向移动A时实行各加工位置上的停止以及加工,其理由在于,使得停止时的载体25的姿势偏离的影响保持一定。如此,仅在向某一方向移动时实行载体25的停止,使得载体在停止位置(加工位置)的姿势偏离保持一定,有利于稳定实施加工。
在对如本实施方式1的卷绕成辊形的加工对象物35实施加工时,在使得载体25依次移动到第一加工位置、第二加工位置、第三加工位置实施加工处理之后到卷绕结束为止的期间,只要反复使得加工对象物35实行向加工对象输送方向B移动150mm的动作便可(S14)。、
图9是将加工对象物上的被加工区域分割成12个区域后依次实施加工处理时的加工顺序的示意图。
在图9中,各个被加工部分36-1至36-24上如图所示的数字表示加工顺序,被加工区域35和36之间的虚线表示裁断线。
加工对象物上的被加工部分如果各自独立,则载体25的各个加工位置可以构成为各个加工区域36互相分开。但是,如果被加工部分并不是各自独立,而是以多个被加工部分组合成一个加工对象,在这种情况下,载体25的各个加工位置需要构成为各个加工区域36互相邻接或部分重复。尤其是如本实施方式1,实行被加工部分之间连续布线图案的图案加工,必须避免在被加工部分之间需要保持连续的布线图案中发生偏离造成的不连续。
本实施方式1的载体25来回移动,随此,每当载体25停止时,会发生围绕垂直于移动方向(主扫描方向)的姿势误差即所谓的间隔误差引起主扫描方向上加工位置偏离。
为此本实施方式1设定12片被加工部分时,在各片被加工部分之间设有数十微米的重复区域,使得相邻被加工部分互相之间具有部分重叠。通过设置这样的重叠区域,即便发生误差,也能够抑制不连续布线。
进而,如图1所示,本实施方式1的载体上设置监视相机23,能够观察被加工部分各块之间重叠区域经过加工后的图案。本实施方式1用监视相机23拍摄重叠区域上经过加工后的图案,将拍摄的图像数据与目标加工数据进行比较,检测加工后图案相对于目标加工位置的偏差。利用该检测结果,对包含使得该加工后的图案保持连续的图案在内的被加工部分进行加工时的X-Y坐标补偿值进行微调。通过微调,不仅载体25的停止目标位置偏离,而且伴随载体25的姿势误差发生的加工位置偏离均能获得补偿,有望实现高精度加工。
图10是被加工部分各块之间需要保持连续的一例布线图案示意图。
图10显示跨越被加工部分编号N=1、N=2、N=4各块的布线图案。图10中以斜线表示的区域是重叠区域,虚线表示基于目标加工数据的理想加工位置,实线表示在对被加工部分编号N=1的被加工部分实施加工处理之后的实际布线图案。
如图10所示,对于在主扫描方向(X轴向)上与编号N=1的被加工部分相邻的编号N=3的被加工部分、以及与编号N=2的被加工部分相邻的编号N=3的被加工部分,设定Y轴坐标的补偿值,用来补偿加工对象物35的副扫描方向位置。另一方面,对于在副扫描方向(Y轴向)上与编号N=1的被加工部分相邻的编号N=4的被加工部分、以及与编号N=4的被加工部分相邻的编号N=7、进而N=10的被加工部分,设定X轴坐标的补偿值,用来补偿加工对象物35的主扫描方向位置。可以将这些补偿值于先写入控制PC40的内存,而后在对各块被加工部分加工处理时读取这些补偿值,补偿加工数据的坐标原点。
对于设于主扫描方向的被加工部分,换言之,通过同一载体输送,接受加工处理的被加工部分,其行进直线性由线性导体29的直线性保证,为此Y轴坐标的补偿保持一定。而对于设于副扫描方向的被加工部分,由于发生如上所述的因载体25的姿势引起的偏离,因而,优选用监视相机23拍摄在副扫描方向上互相邻接的被加工部分经过加工之后的图案,根据该拍摄图像,用新求出的补偿值来将被写入内存的X轴坐标的补偿值更新为最新值。
本实施方式1例举了在用激光L扫描加工对象物35上的各个被加工部分进行图案加工处理时,加工处理是在加工对象物35和载体25均处于停止状态下实施的。但是可以在副扫描方向上移动期间中对加工对象物35进行加工,另外,还可以在沿主扫描方向移动载体25期间,对加工对象物35进行加工处理。
进而,本实施方式1中的光扫描装置为二维扫描装置,除此之外,还可以是线性扫描装置。
再者,在本实施方式1中,在主扫描方向(X轴向)上,以载体25作为使得加工对象物35与加工区域(激光L对加工对象物35的扫描范围)互相进行相对移动的相对移动装置,让载体25在主扫描方向上移动,从而移动加工区域。对此,也可以使用使得加工对象物35在主扫描方向上移动的装置。
实施方式2
以下描述将本发明涉及的光加工装置应用于激光图案加工装置的其他实施方式。在以下省略与上述实施方式1相同部分的描述。
本实施方式2以在基体上形成ITO薄膜和银涂层的加工对象物作为激光图案加工装置的加工对象物,用激光(加工光)照射该加工对象物上的ITO薄膜以及银涂层,去除一部分ITO薄膜和银涂层,对ITO薄膜和银涂层进行图案加工。激光发振器11使用例如对基材具有热影响带来在100ps以下较少损害的脉冲发振的脉冲光纤激光器(微微秒光纤激光器),除此之外,也可以用其他光源。本实施方式2的准直镜61以耦合镜构成。
图11是本实施方式的激光图案加工装置的一例图案加工处理流程图。
在此,本实施方式用激光L对加工对象物35上形成的ITO薄膜和银涂层这两中不同材料分别实施图案加工。ITO薄膜和银涂层,根据材料的不同使用的加工条件(包括激光L的光量、激光L的波长、激光L的照射时间等)也不相同。在此,本实施方式2对于主扫描方向上的三块被加工部分,首先用ITO膜用的加工条件实施ITO的图案加工后,将该加工条件切换到银涂层用的加工条件,再次对与上述相同的三块被加工部分实施银涂层的图案加工。此时,设定ITO膜用的加工条件与银涂层用的加工条件不同。主扫描方向上的三块被加工部分(N=1至3)的ITO膜以及银涂层双方的图案加工处理结束后,加工对象物35被送往加工对象输送方向部B,再次开始主扫描方向三块被加工区域部分的加工。
具体如图11所示,经过与图8的S1至S5相同处理的S21至S25之后,载体25从基地位置依次移动到第一加工位置、第二加工位置、第三加工位置(S26、S27),在各加工位置上对加工对象物35上的对应的ITO薄膜的被加工部分实施加工处理(S28)。当第三加工位置上的加工处理结束后(S29的是),返回基地位置。而后,为了实行银涂层加工(S30的否),将被加工部分编号N设定为N-3,确定加工对象35上的被加工部分(S31)。而后,再一次使得载体25从基地位置依次移动到第一加工位置、第二加工位置、第三加工位置(S26、S27),在各加工位置上对加工对象物35上的对应的银涂层的被加工部分实施加工处理(S28)。当第三加工位置上的加工处理结束后(S29的是),返回基地位置。
另一方面在副扫描方向上,当载体25移动到第三加工位置并结束了银涂层的加工处理后(S30的是),控制PC40在开始下一个第一加工位置的加工处理之前,通过副扫描控制部30控制步进电机31,使得加工对象物35向加工对象输送方向B移动150mm(S33),而后保持加工对象物35(S14)。而后再一次使得载体25从基地位置依次移动到第一加工位置、第二加工位置、第三加工位置依次进行ITO薄膜和银涂层的加工处理(S25至S31)。
这样,在主扫描方向和副扫描方向上移动的同时,对12块被加工部分(N=1-12)实施加工处理。当所有加工处理结束(S12的是),整个450mm×600mm的被加工区域的加工处理完成后,用切割器54裁断加工对象物35(S35),排到托盘55中。如本实施方式2对以卷状卷绕的加工对象物35实施加工时,只需要在卷绕结束之前,反复实行使得载体25从基地位置依次移动到第一加工位置、第二加工位置、第三加工位置实施ITO薄膜和银涂层的加工处理之后沿着加工对象输送方向B移动150mm的动作便可。
本实施方式2对采用ITO薄膜和银涂层两种加工条件互不相同的材料形成的各个加工部位,用同一个光源(激光发振器11),分别适合于各个加工部位的加工条件,实施加工。为此,与需要根据加工部位的不同而使用不同加工装置实施加工的现有技术相比,本实施方式不需要将加工对象物转移到其他装置等工序,有利于缩短加工时间。
本实施方式2中,ITO薄膜用的加工条件与银涂层的加工条件之间的不同之处在于同一块被加工部分上的加工次数(同一部位上的激光L照射次数)。这是因为,银涂层的图案加工比ITO薄膜的图案加工需要更多加工能量,为此银涂层的加工次数需要比ITO薄膜的加工次数更多。具体在本实施方式2中,设定ITO薄膜加工时的加工次数为1次,而银涂层加工时的加工次数为两次。
本实施方式2使用能够发生瞬间达到1M(W)高峰值能量的微微秒光纤激光,实施消融加工。为此,对光吸收性较低的材料也能够实施不依存加工光(激光L)波长的加工。在对ITO薄膜和银涂层这两种光吸收性能不同的材料进行加工时,可以在不改变激光L的波长(加工条件)的情况下,分别使用适合于各自材料的加工条件来进行加工。通过使用脉冲宽度较短的如微微秒光纤的激光L(频率较高的激光L),能够减少加工对象物上的热扩散,抑制对加工部位上相邻非加工部位产生的影响(例如薄膜剥落等)。
但是,也不排除利用脉冲宽度较大的加工光(脉冲激光时为频率较低的加工光)。在这种情况下,还可以根据需要,在ITO薄膜用加工时和银涂层加工时,分别使用不同的照射用加工光波长(加工条件)。具体如,搭载不同波长的光源,利用光路切换装置等切换发射照射加工对象物的光源,从而使得ITO薄膜用加工时照射的加工光波长与银涂层加工时照射的加工光波长不同。
另外,还可以在ITO薄膜用加工时和银涂层加工时使用不同的激光L的功率(加工条件)。具体如本实施方式2,在用脉冲发振发射激光的脉冲激光器作为光源时,可以使得每个脉冲具有不同能量(加工条件)。关于改变每个脉冲能量(加工条件)的方法,例如有改变光源LD74的驱动电流、改变脉冲引擎部70中的增幅率等改变光源输出的方法。而在改变光源发射的加工光波长(频率)的方法中也可以改变每个脉冲的能量(加工条件)。
单位脉冲能量越大,或者,激光L的反复频率越大(脉冲周期越短),激光L对于邻接加工部位(加工对象物上的激光L的照射位置)的非加工部位或基体的损害就越大。无论是单位脉冲能量,还是激光L的反复频率,均需要设定为在加工阈值以上、且在能够将激光L对非加工部位或基体的损害抑制到许可范围以内的上限值以下。在此,ITO薄膜和银涂层之间,加工阈值以及上限值不同,为此,在ITO薄膜和银涂层之间,单位脉冲能量和激光L的反复频率的可设定范围不重复或者重复范围十分狭窄的情况下,需要使得ITO薄膜和银涂层之间的单位脉冲能量或激光L的反复频率(加工条件)互不相同。
实施方式2中,设激光发振器11的光源LD74输出的光源光的脉冲宽度可以在10ps以上900ps以下的范围内变化,对脉冲引擎部70的前置放大部的励起LD76的输出进行优化控制。据此,能够使得ITO薄膜加工时的单位脉冲能量或激光L的反复频率与银涂层加工时的单位脉冲能量或激光L的反复频率互不相同,在各自的加工时分别使用合适的激光L来实施加工。
如上所述,本实施方式在ITO薄膜加工时和银涂层加工时之间的不同加工条件是指,相对于同一块被加工部分的加工次数(激光L对同一个部位的照射次数)、照射加工对象物的激光L的单位脉冲能量以及激光L的反复频率。但是,在对使用不同加工条件的加工对象物35上的各种加工部位实施加工时采用的不同加工条件不限于此。例如,改变加工次数、单位脉冲能量、反复频率三个加工条件的其中之一,或者改变这些加工条件中的二个加工条件。进而,还可以改变除在此例举的加工条件以外的其他加工条件,用以取代上述例举的加工条件,或者与例举的加工条件一起改变。
尤其是在采用只有同一个被加工部分上的加工次数(激光L在同一部位上的照射次数)不同的构成时,不需要改变有关激光L的加工条件,结构简单,可以用适合于各个加工部位的加工条件来实施加工。
在改变关于激光L的加工条件,如单位脉冲能量、反复频率等等的情况下,如本实施方式2,需要预先在控制PC40的存储部中保存ITO薄膜和银涂层各自的加工条件(即激光L的控制条件),并在加工时,控制PC40按照从存储部读取的各个加工条件,控制激光驱动部10,使得ITO薄膜加工时使用的激光和银涂层加工时使用的激光不同。此时,保存在存储部中的各种加工条件还可以由控制PC40按照通过网络取得的更新信息进行更新。在这种情况下,针对各种具有不同最佳加工条件的加工部位的加工对象物,能够灵活设定适合于与各个被加工部位对应的加工条件。
本实施方式在对主扫描方向上的三块被加工部分实施ITO薄膜加工处理后,在对该三块被加工部分实施银涂层薄膜加工处理,而后,使得加工对象物眼副扫描方向移动,对主扫描方向上另外三块被加工部分重复上述ITO薄膜和银涂层加工处理。但是,本发明并不局限于此。
例如,可以在主扫描方向上三块被加工部分中的一块(第一加工位置)实施ITO薄膜加工处理,继而实施银涂层加工处理之后,对主扫描方向上的下一块(第二加工位置)依先后实施ITO薄膜加工处理和银涂层加工处理,同样对主扫描方向上再下一块(第三加工位置)先后实施ITO薄膜加工处理和银涂层加工处理。在此构成中,载体25在各个加工位置上的静止位置精度将会影响到加工精度,但是由于载体25的静止次数少,因而整体上加工精度良好。
再如,可以在对整个被加工区域(12块)实施ITO薄膜的加工处理后,再对该被加工区域(12块)实施银涂层的加工处理。但在此构成中,加工对象物35的输送次数较多,因而存在加工对象物35在副扫描方向上的位置精度不稳定以及加工对象物35容易受到损伤的不利因素。
本实施方式2例举了以ITO薄膜和银涂层为加工对象,但是本发明不受此限制,例如本发明同样可以用于包含铜涂层等其他材料的加工对象。
此外,本实施方式2具备用加工对象输送部3来使得加工对象物沿副扫描方向移动的构成,但是该构成不是必须构成,也可以不使得加工对象物移动。
利用激光改变加工对象物35上加工部位的加工部位改变部只要是能够利用激光改变加工对象物35上加工部位的手段便可,如可以用激光扫描部2扫描来改变加工对象物35上的加工部位、通过载体25的移动来改变加工对象部35上的加工部位、用加工输送部3使得加工对象物35移动来改变加工对象物35上的加工部位、或者是这些的组合等。
本实施方式2用不同的加工条件,对以不同材料的ITO薄膜和银涂层构成的加工部位,分别实施激光L的加工。但是,使用不同加工条件并不局限于出于如上所述的材料上的差异,即便材料相同,但如果出于厚度不同等的差异,也同样可以使用不同的加工条件。
本实施方式1和2例举了用光扫描装置扫描激光(加工光),实施图案加工处理。但是本发明也可以不使用光扫描装置。如图12所示,利用使得载体在主扫描方向和副扫描方向上移动的移动机构,通过移动机构改变激光照射位置,同时对加工对象物35上的被加工部分实施激光图案加工处理。
在图12所示的构成中,激光扫描部2受到可在主扫描方向(X轴向)上移动的主扫描直动台27’上搭载的载体25的支持。直动台27’搭载于可在副扫描方向(Y轴向)上移动的副扫描直动台。激光输出部1发射的激光Lcong固定在激光输出部1上的反射镜16射往主扫描直动台27’上的反射镜17,受到该反射镜17反射后,通过固定在载体25上的激光扫描部2上的反射镜18,入射聚光镜22’。图中的记号19是使用来转换激光L的成像位置上的强度分布或光点形状的折射光学元件,可以设定为高斯分布形状或矩形分布形状等,例如用于薄膜太阳电池膜的有机薄膜等加工。
上述构成通过控制主扫描直动台27’和副扫描直动台21’,使得从激光扫描部2的聚光镜22射出的激光L在二维平面内移动(扫描)。利用扫描振镜等光扫描装置的构成需要使得载体25依次在第一停止位置、第二停止位置、第三停止位置上移动、停止,在各个位置上实施激光图案加工处理。由于需要如此连续实施激光加工处理,因而处理时间较长。对此,如图12所示构成的激光扫描范围大于使用扫描振镜等光扫描装置进行扫描时的激光扫描范围,能够在一次激光加工处理中连续实施第一停止位置、第二停止位置、第三停止位置各个位置上实施的激光图案加工处理。例如,在对450mm(主扫描方向)×600mm(副扫描方向)的加工对象物35实行加工处理时,可以实施不需要在主扫描方向上对整个加工对象物进行分割的加工处理。
在副扫描方向上,图12所示构成的激光扫描范围也可以大于使用扫描振镜等光扫描装置进行扫描时的激光扫描范围。为此,例如在对450mm(主扫描方向)×600mm(副扫描方向)的加工对象物35实行加工处理时,能够减少副扫描方向上分割整个加工对象物的分割数。利用如此构成,实施副扫描方向分割加工对象物的加工,有利于实施长尺寸加工,并且能够提高生产效率。在此,副扫描方向分割整个加工对象物的加工是指,利用移动机构在整个主扫描方向和副扫描方向进行加工之后,输送加工对象物,再次通过移动机构在整个主扫描方向和副扫描方向加工。这样的加工与实施方式1所述的、对分割为多块被加工区域实施的加工相同,输送前后,加工对象物的被加工部中至少一部分互相连接。换言之,加工对象输送部3在按照整个加工对象在副扫描方向上的分割区域依次输送加工对象物时,使得载体25的移动范围互相重叠。
以上描述的一例实施方式能够发挥下述各种方式特有的效果。
<方式A>
一种光加工装置,如激光图案加工装置等,其中具备:光源,如激光发振器11等,用于发射激光L等加工光;光扫描部,如扫描振镜21等,用于扫描所述光源发射的加工光;以及,聚光部,如fθ透镜22等,用于将受到所述光扫描部扫描的加工光会聚到加工对象物35等加工对象物上,其特征在于,进一步具备:移动部,如载体25等,用于至少搭载所述聚光部,在平行于所述加工对象物的被加工面的方向上移动;以及,移动控制部,如主扫描控制部24和控制PC40等,用于控制所述移动部的移动。
根据本方式,用于将通过光扫描部扫描的加工光会聚到加工对象物的聚光部能够借助于移动部在平行于加工对象物的被加工面的方向上移动。为此,能够使得通过光扫描部扫描的加工光对加工对象物的被加工面的扫描范围即加工区域36相对于加工对象物作相对移动,而不需要移动加工对象物。据此,本光加工装置能够使得加工区域,相对于加工对象物上的其它被加工部分依次移动,实施加工处理,便于对具有超过光加工装置加工区域的大型加工对象物实施加工处理。
而且,本方式中使得加工区域和加工对象物相对移动的相对移动部是至少搭载聚光部移动的移动部。利用该移动部,由于该移动部的搭载物重量比加工对象物轻,因此相比于利用使得加工对象物移动的移动部,其惯性作用力小,有利于高速移动,提高生产效率。
进而,本方式不排除同时并用使得加工对象物向特定方向(在本实施方式中为副扫描方向)移动的移动机构。即便是该构成,也能够在不使用用来移动加工对象物的移动机构的情况下,让加工区域相对于加工对象物,在不同于该特定方向的方向上作相对移动。因而能够使得加工区域相对于加工对象物,在不同于该特定方向的方向上作高速相对移动,而且还能够对在该方向上超过加工区域的相对大型加工对象物实施高效加工处理。
<方式B>
基于上述方式A的光加工装置,其特征在于,所述光扫描部也搭载于所述移动部。
在移动部未搭载光扫描部的情况下,需要让受到光扫描部扫描的加工光入射相对于加工对象物的被加工面平行移动的移动部。然而,这样的构成需要经过扫描后的加工光成为平行光束,用以使得移动部无论移动到什么位置,均能够维持照射到加工对象物上的加工光的焦点,保持加工精度稳定。而使得受到扫描的加工光成为平行光束的构成,相比于使得入射光扫描部的扫描前加工光成为平行光束的构成更为复杂。对此,如本方式,将光扫描部搭载于移动部,便不需要使得受到扫描后的加工光成为平行光束,有利于简化构成。
<方式C>
基于所述方式B的光加工装置,其特征在于,进一步具有光束平行化部,如准直光学系统83等,用于使得加工光成为平行光,该光束平行化部未搭载于所述移动部,所述移动部在平行于入射该移动部且经过光束平行化的加工光的光轴的方向上移动。
如上所述,移动部的移动方向平行于入射该移动部且经过光束平行化的加工光的光轴,为此,无论移动部移动到什么位置,照射到加工对象物上的加工光的焦点均不会发生实质性变化,因而能够抑制对加工对象物上的加工光光点直径等产生的影响。据此,本方式无论移动部移动到什么位置进行加工处理,均不需要实行焦点调整等作业,能够用相同的加工精度进行加工处理,获得更高的生产效率。
<方式D>
基于所述方式A的光加工装置,其特征在于,进一步具有光束平行化部,如准直透镜61等,用于对受到光扫描部扫描的加工光实施光束平行化处理,该光扫描部和该光束平行化部未搭载于所述移动部,所述移动部在平行于入射该移动部且经过光束平行化的加工光的光轴的方向上移动。
本方式由于光扫描部未搭载于移动部,相比于光扫描部搭载于移动部的构成,移动部上搭载物重量较轻,移动部惯性较小,有利于高速移动,能够获得高生产效率。此外,移动部的移动方向平行于入射该移动部且经过光束平行化的加工光的光轴,为此,无论移动部移动到什么位置,照射到加工对象物上的加工光的焦点均不会发生实质性变化,因而能够抑制对加工对象物上的加工光光点直径等产生的影响。据此,本方式无论移动部移动到什么位置进行加工处理,均不需要实行焦点调整等作业,能够用相同的加工精度进行加工处理,获得更高的生产效率。
<方式E>
基于所述方式A至D中任意一种方式的光加工装置,其特征在于,进一步具有调整部,如光扩束部12等,用于调整聚光部会聚加工光的聚光距离。
据此,即使移动部的移动使得聚光部会聚加工光的聚光距离发生偏离,也能够通过调整部调整该聚光距离,从而无论移动部移动到什么位置,本方式均便于获得稳定的加工精度。
<方式F>
基于所述方式A至E中任意一种方式的光加工装置,其特征在于,所述移动部相对于所述加工对象物的被加工面上加工光的扫描方向平行移动。
据此,即便光扫描部的扫描方位狭窄,本方式也能够对超过该扫描范围的相对大型加工对象物实施加工处理。<方式G>
基于所述方式A至F中任意一种方式的光加工装置,其特征在于,在所述移动部停止移动的状态下,所述加工光在所述加工对象物的被加工面上扫描。
据此,本方式能够获得更加精细的加工处理。
<方式H>
基于所述方式G的光加工装置,其特征在于,所述移动控制部控制所述移动部的停止位置,使得在所述移动部分别停止在多个停止位置的状态下,所述加工光在所述加工对象物的被加工面上扫描时的各个光扫描区域在该移动部的移动方向上,互相对接或者部分重叠。
本方式能够实施在移动部的移动方向上加工对象物上的各个被加工部分之间保持连续的加工。据此,本方式能够在移动部的移动方向上,实施不是加工对象物的各个被加工部分互相独立,而是以多个被加工部分构成一个加工对象的加工对象物的加工处理。
<方式I>
基于所述方式G或H的光加工装置,其特征在于,所述移动部在规定的移动路径上来回移动,所述移动控制部使得所述移动部沿着前进和后退的其中一个方向移动,并分别停止在所述多个停止位置上。
据此,本方式能够使得移动部移动时产生的位置误差偏向某一方向,并使得位置误差保持一定,方便实行该位置误差的补偿等各种对应。
<方式J>
基于所述方式A至I中任意一种方式的光加工装置,其特征在于,进一步具有:输送部,如加工对象输送部3,用于在与所述移动部的移动方向垂直的方向上输送所述加工对象物;以及,输送控制部,如副扫描控制部30和控制PC40等,用于控制所述输送部的停止位置,使得所述加工光在所述加工对象物的被加工面上扫描时的各个光扫描区域在所述输送部输送加工对象物的方向上,互相对接或者部分重叠。
本方式能够实施在加工对象物输送方向上加工对象物上的各个被加工部分之间保持连续的加工。据此,本方式能够在加工对象物输送方向上,实施不是加工对象物的各个被加工部分互相独立,而是以多个被加工部分构成一个加工对象的加工对象物的加工处理。
<方式K>
基于所述方式A至J中任意一种方式的光加工装置,其特征在于,所述光扫描部二维扫描所述光源发射的加工光。
据此,本方式能够实现更加高效的加工处理。<方式L>
一种光加工装置,如激光图案加工装置等,其中具备:光源,如激光发振器11等,用于发射激光L等加工光;光扫描部,如扫描振镜21等,用于扫描所述光源发射的加工光;以及,聚光部,如fθ透镜22等,用于将所述光扫描部扫描的加工光会聚到加工对象物35等加工对象物上,其特征在于,进一步具备:移动部,如载体25等,用于至少搭载所述聚光部,在平行于所述加工对象物的被加工面的方向上移动;以及,移动控制部,如主扫描控制部24和控制PC40等,用于控制所述移动部的移动,所述加工光在所述加工对象物的被加工面上的扫描方向为至少包含所述移动部的移动方向在内的互相垂直的两个方向。
据此,本方式能够实现更加高效的加工处理。
<方式M>
基于所述方式L的光加工装置,其特征在于,用来在所述两个方向中的至少一个方向上扫描加工光的光扫描部也搭载于所述移动部。
在移动部未搭载光扫描部的情况下,需要让受到光扫描部扫描的加工光入射相对于加工对象物的被加工面平行移动的移动部。然而,这样的构成需要经过扫描后的加工光成为平行光束,用以使得移动部无论移动到什么位置,均能够维持照射到加工对象物上的加工光的焦点,保持加工精度稳定。而使得受到扫描的加工光成为平行光束的构成,相比于使得入射光扫描部的扫描前加工光成为平行光束的构成更为复杂。对此,如本方式,将光扫描部搭载于移动部,便不需要使得受到扫描后的加工光成为平行光束,有利于简化构成。
<方式N>
一种光加工装置,其中具备:光源,用于发射加工光;光扫描部,用于扫描所述光源发射的加工光;以及,输送部,用于在与所述加工对象物上所述光扫描部扫描加工光的扫描方向交叉的方向上,输送所述加工对象物,其特征在于,进一步具备相对移动部,用于使得所述加工对象物上的加工光扫描范围与该加工对象物,在所述扫描方向上相对移动。
本方式也能够使得加工对象物上的加工光扫描范围即加工区域36与加工对象物,在加工光扫描加工对象物的扫描方向上相对移动。据此,通过使得本光加工装置的加工区域相对于加工对象物上的其他被加工部分依次移动,实施加工处理,便于对超过加工区域的大型加工对象物实施加工处理。
<方式O>
一种光加工装置,其中具备:光源,如激光发振器11等,用于发射激光L等加工光;以及,加工部位更改部,如扫描振镜21、载体25、输送部3等,用于改变所述加工光在加工对象物35等上的加工部位;其特征在于,进一步具备:加工条件更改部,如控制PC40、激光驱动部10、主扫描控制部24等,用于根据加工对象物上的加工部位,改变加工条件,如改变激光L对同一个部位的照射次数、照射加工对象物35的激光L的功率、激光L的反复频率等。
本方式能够对加工对象物上的每个加工部位,用不同的加工条件来实施加工。为此,在加工对象物上存在需要使用不同加工条件的加工部位时,能够用合适的加工条件分别对该加工对象物上的各个加工部位实施加工,而不需要将加工对象物转载到其他装置等作业。据此,与现有技术需要用不同的光加工装置来对每个采用不同加工条件的加工部位分别实施加工相比,本方式比较简便,能够缩短加工时间。
<方式P>
基于所述方式O的光加工装置,其特征在于,进一步具有控制所述光源的光源控制部,如控制PC40、激光驱动部10等,所述加工条件包含所述光源控制部的光源控制条件(照射加工对象物35的激光L的功率、激光L的反复频率等)。
据此,本方式能够对使用不同的加工光特性条件的加工对象物上的各种加工部位分别实施合适的加工。
<方式Q>
基于所述方式P的光加工装置,其特征在于,所述光源控制条件包含照射加工对象物的加工光的功率。
据此,本方式能够对使用不同的加工光功率的加工对象物上的各种加工部位分别实施合适的加工。
<方式R>
基于所述方式P或Q的光加工装置,其特征在于,所述光源是以规定的反复频率间歇发射加工光的脉冲光纤激光器等,所述光源控制条件包含所述规定的反复频率。
据此,本方式能够对使用不同的加工光反复频率的加工对象物上的各种加工部位分别实施合适的加工。
<方式S>
基于所述方式O至R中任意一种方式的光加工装置,其特征在于,所述加工条件包含所述加工光的照射次数。
据此,本方式能够对照射在同一个部位上的激光L的照射次数互不相同的加工对象物上的各种加工部位分别实施合适的加工。而且还能够改变加工条件而不必改变加工光的特性,有利于简化构成。<方式T>
基于所述方式至S中任意一种方式的光加工装置,其特征在于,所述加工部位改变部包含用来使得所属光源发射的加工光扫描的光扫描部,如扫描振镜21等。
利用本方式能够是向高速且高精度加工。
<方式U>
基于所述方式T的光加工装置,其特征在于,进一步具有移动部,如载体25等,用于在主扫描方向等规定方向上多次移动和停止,所述加工部位改变部包含用来使得所述光源发射的加工光扫描的光扫描部,如扫描振镜21等。
本方式对象对大型的加工对象物也能够用经过光扫描部扫描的加工光实施加工处理。
<方式V>
基于所述方式O至U中任意一种方式的光加工装置,其特征在于,所述加工部位改变部包含使得所述加工光照射到所述加工对象物上的光照射位置与所述加工对象物相对移动部,如载体25、输送部3、XY台等。
据此,本方式便于缩短加工位置。

Claims (18)

1.一种光加工装置,其中具备:
光源;
光扫描部,设于所述光源发射的光的行进方向,用于扫描该光源发射的光;以及,
聚光部,设于受到所述光扫描部扫描的光的行进方向上,用于将受到所述光扫描部扫描的光会聚到加工对象物上,
其特征在于,所述聚光部搭载于相对于所述加工对象物移动的移动部,而所述光源未搭载于所述移动部。
2.根据权利要求1所述的光加工装置,其特征在于,所述光扫描部也搭载于所述移动部。
3.根据权利要求1或2所述的光加工装置,其特征在于,进一步具有输送部,该输送部用来输送所述加工对象物,使得该加工对象物相对于所述移动部相对移动。
4.根据权利要求3所述的光加工装置,其特征在于,
所述移动部在第一方向上移动,
所述输送部使得所述加工对象物在与所述第一方向交叉的第二方向上相对移动。
5.根据权利要求4所述的光加工装置,其特征在于,
所述移动部仅在平行于第一轴的方向上移动,
所述输送部使得所述加工对象物仅在平行于第二轴的方向上相对移动,该第二轴垂直于所述第一轴。
6.根据权利要求4所述的光加工装置,其特征在于,进一步具有:
光束平行化部,设于所述光源发射的光的行进方向上,用于对所述光源发射的光实施平行化处理,
反射部,用于沿着所述移动部的移动方向,对经过光束平行化部的光束平行化处理后的所述光进行反射。
7.根据权利要求1所述的光加工装置,其特征在于,
所述移动部至少在两个以上停止位置上停止,
在所述移动部处于停止状态下,所述光扫描部扫描所述光源发射的光。
8.根据权利要求7所述的光加工装置,其特征在于,所述移动部来回移动,只有当在来回移动之中的一个方向上移动时,停止在所述停止位置上。
9.根据权利要求7所述的光加工装置,其特征在于,所述移动部在使得相邻的各个停止位置上所述加工对象物上的光的扫描范围互相重叠的停止位置上停止。
10.根据权利要求1所述的光加工装置,其特征在于,所述光扫描部对所述光源发射的光进行二维扫描。
11.根据权利要求1所述的光加工装置,其特征在于,进一步具有调整部,该调 整部用来调整所述聚光部的聚光距离。
12.根据权利要求1所述的光加工装置,其特征在于,根据光扫描部扫描的部位,来至少改变所述光源的光的功率、所述光源的光的反复频率、所述光源的光的照射次数的其中之一。
13.一种光加工装置,其中具备:
光源;
聚光部,用于将所述光源发射的光会聚到加工对象物上;
移动部,用于搭载所述聚光部,相对于所述加工对象物在第一方向以及与该第一方向交叉的第二方向上移动;以及,
输送部,用于输送所述加工对象物,使得该加工对象物相对于所述移动部,在所述第二方向上相对移动,
其特征在于,所述移动部的移动范围是沿着所述第二方向对所述加工对象物中的被加工部进行分割后的区域。
14.根据权利要求13所述的光加工装置,其特征在于,所述光源未搭载于所述移动部。
15.根据权利要求13或14所述的光加工装置,其特征在于,所述输送部依次输送所述加工对象物时,使得沿着所述第二方向分割的区域与所述移动部的移动范围重叠。
16.根据权利要求13所述的光加工装置,其特征在于,进一步具有:
光束平行化部,用于对所述光源发射的光实施平行化处理,
反射部,用于沿着所述移动部的移动方向,对经过光束平行化部的光束平行化处理后的所述光进行反射。
17.根据权利要求13所述的光加工装置,其特征在于,进一步具有用来调整所述聚光部的聚光距离的调整部。
18.根据权利要求13所述的光加工装置,其特征在于,根据光扫描部扫描的部位,来至少改变所述光源的光的功率、所述光源的光的反复频率、所述光源的光的照射次数的其中之一。
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