JP2001246484A - Laser material processing method and device - Google Patents
Laser material processing method and deviceInfo
- Publication number
- JP2001246484A JP2001246484A JP2000058275A JP2000058275A JP2001246484A JP 2001246484 A JP2001246484 A JP 2001246484A JP 2000058275 A JP2000058275 A JP 2000058275A JP 2000058275 A JP2000058275 A JP 2000058275A JP 2001246484 A JP2001246484 A JP 2001246484A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- processing
- laser
- laser beam
- energy
- monitoring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はレーザ加工方法及び
加工装置に関し、特に穴あけ加工を主目的とし、その加
工速度を向上させることができるように改良されたレー
ザ加工方法及び加工装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser processing method and a processing apparatus, and more particularly to a laser processing method and a processing apparatus which are mainly used for drilling and which are improved so that the processing speed can be improved.
【0002】[0002]
【従来の技術】穴あけ加工を主目的としたレーザ加工装
置は、ワークを搭載するステージをX軸方向、Y軸方向
に水平移動可能な、いわゆるX−Yステージを備えたも
のが一般的である。このレーザ加工装置は、X−Yステ
ージによりワークを移動させることでパルス状のレーザ
ビームの照射位置を変える。このため、X−Yステージ
によるポジショニングに時間がかかり、加工速度に制限
がある。便宜上、このレーザ加工装置を第1の方式と呼
ぶ。2. Description of the Related Art A laser processing apparatus mainly for drilling is generally provided with a so-called XY stage capable of horizontally moving a stage on which a work is mounted in an X-axis direction and a Y-axis direction. . This laser processing apparatus changes the irradiation position of a pulsed laser beam by moving a workpiece by an XY stage. For this reason, it takes time for positioning by the XY stage, and there is a limit to the processing speed. For convenience, this laser processing apparatus is referred to as a first method.
【0003】これに対し、ガルバノスキャナを用いてレ
ーザビームを振らせることで加工速度の向上を図ったレ
ーザ加工装置が提供されている。簡単に説明すると、レ
ーザ発振器から出力されたレーザビームを、その断面形
状を規定するためのマスクを通したうえでX−Yガルバ
ノスキャナに導く。X−Yガルバノスキャナは、良く知
られているように、入射したレーザビームを加工領域に
配置されたワーク上においてX軸方向に振らせるための
X軸ガルバノミラーと、Y軸方向に振らせるためのY軸
ガルバノミラーとから成る。このようなX−Yガルバノ
スキャナにより、レーザ光はfθレンズを通してワーク
上に設定された所定領域の全域にわたるように振られ
る。なお、ワークはX軸方向、Y軸方向に可動のX−Y
ステージに搭載されている。便宜上、このレーザ加工装
置を第2の方式と呼ぶ。On the other hand, there is provided a laser processing apparatus in which the processing speed is improved by oscillating a laser beam using a galvano scanner. Briefly, a laser beam output from a laser oscillator is guided to an XY galvano scanner after passing through a mask for defining its cross-sectional shape. As is well known, an XY galvano scanner is an X-axis galvanometer mirror for oscillating an incident laser beam in the X-axis direction on a work arranged in a processing area, and an XY galvano mirror for oscillating in an Y-axis direction. And a Y-axis galvanometer mirror. With such an XY galvano scanner, the laser light is swung over the entire predetermined region set on the work through the fθ lens. The work is an XY movable in the X-axis direction and the Y-axis direction.
It is mounted on the stage. For convenience, this laser processing apparatus is referred to as a second method.
【0004】この第2の方式では、ワーク上の所定領域
に対してレーザ光を振らせることで加工を行った後、X
−Yステージにより次のワークを加工領域に配置する。
このような第2の方式によれば、X−Yガルバノスキャ
ナとX−Yステージとの組み合わせにより第1の方式に
比べて加工速度の向上を図ることができる。In the second method, after processing is performed by oscillating a laser beam on a predetermined area on a work, X
-The next work is arranged in the processing area by the Y stage.
According to the second method, the processing speed can be improved by combining the XY galvano scanner and the XY stage as compared with the first method.
【0005】ところで、上記のようなレーザ加工におい
ては、加工に際し、加工点毎にレーザ光のエネルギー状
態をモニタしながら加工を行うことが行われている。こ
れを第1の方式の場合について図3、図4を参照して説
明する。By the way, in the above-mentioned laser processing, processing is performed while monitoring the energy state of the laser beam at each processing point. This will be described for the case of the first method with reference to FIGS.
【0006】図3において、レーザ発振器21からのパ
ルスレーザ光はベンディングミラー22、23を経て一
部透過型のベンディングミラー24に至り、ここで約9
9%は反射されてfθレンズとも呼ばれる加工レンズ2
5を通してワーク26に照射される。ワーク26は、X
軸方向及びY軸方向に可動のX−Yステージ30に搭載
されている。ベンディングミラー24を透過した約1%
のレーザ光はエネルギーモニタ27に導入されてパルス
毎にパルスエネルギーが検出される。検出されたパルス
エネルギーはエネルギー比較回路28に送られる。エネ
ルギー比較回路28は加工条件、例えばワーク26の材
質や加工厚に応じてスレッシュホールド値を任意に変更
可能であり、検出されたパルスエネルギーとスレッシュ
ホールド値との比較を行い、検出されたパルスエネルギ
ーの方が低い時にはそれを示す信号をトリガパルス発生
器29に出力する。トリガパルス発生器29はこの信号
を受けるとレーザ発振器21にトリガパルスを出力し、
追加のパルスレーザ光を発生せしめる。In FIG. 3, a pulse laser beam from a laser oscillator 21 passes through bending mirrors 22 and 23 to reach a partially transmitting bending mirror 24, where about 9
9% is a processed lens 2 which is reflected and is also called an fθ lens.
The work 26 is irradiated through the reference numeral 5. Work 26 is X
It is mounted on an XY stage 30 movable in the axial direction and the Y-axis direction. About 1% transmitted through bending mirror 24
Is introduced into the energy monitor 27, and the pulse energy is detected for each pulse. The detected pulse energy is sent to the energy comparison circuit 28. The energy comparison circuit 28 can arbitrarily change the threshold value according to the processing conditions, for example, the material and the processed thickness of the work 26, compare the detected pulse energy with the threshold value, and determine the detected pulse energy. When the value is lower, a signal indicating this is output to the trigger pulse generator 29. Upon receiving this signal, the trigger pulse generator 29 outputs a trigger pulse to the laser oscillator 21.
Generate additional pulsed laser light.
【0007】上記の動作を、具体的な数値を例示して説
明する。加工条件により加工点1つ当たりのパルスレー
ザ光の個数が決定される。例えば、1発当たり0.4
(J)のパルスエネルギーを持つパルスレーザ光によ
り、1つの穴あけ(スルーホールの形成)加工につき1
つのパルスレーザ光を照射するものとする。光路中での
エネルギーロスが無いものとすると、エネルギーモニタ
27での正常なパルスエネルギーの検出値は4(mJ)
となる。これを考慮して、スレッシュホールド値V SLと
しては2.5(mJ)が設定されるものとする。1つ目
の穴あけ加工ではパルスレーザ光のエネルギーがスレッ
シュホールド値VSLを越え、ワーク26には正常に穴が
形成されたものとする。[0007] The above operation will be explained by exemplifying specific numerical values.
I will tell. Pulse rate per processing point depending on processing conditions
The number of the lights is determined. For example, 0.4 per shot
(J) pulsed laser light with pulse energy
Per hole (formation of through hole)
It is assumed that one pulse laser beam is irradiated. In the light path
Assuming that there is no energy loss, the energy monitor
The normal pulse energy detection value at 27 is 4 (mJ)
Becomes In consideration of this, the threshold value V SLWhen
Therefore, it is assumed that 2.5 (mJ) is set. The first
In drilling holes, the energy of the pulsed laser beam
Shhold value VSLAnd the work 26 has a normal hole
It shall be formed.
【0008】2つ目の穴あけ加工において、レーザ発振
器21に起因してパルスレーザ光のエネルギーが低く、
スレッシュホールド値VSLを下回ったとすると、ワーク
26に形成されるホールはスルーホールとならない。エ
ネルギー比較回路28はパルスエネルギーがスレッシュ
ホールド値VSLを下回ったことを検出してトリガパルス
発生器29に信号を出力する。トリガパルス発生器29
はこの信号を受けるとレーザ発振器21にトリガパルス
を出力する。レーザ発振器21はこのトリガパルスを受
けると、通常のパルスレーザ光と同じ周期で追加のパル
スレーザ光を出力する。その結果、ワーク26には完全
に貫通したスルーホールが形成されることとなる。In the second drilling, the energy of the pulse laser light is low due to the laser oscillator 21,
If the value falls below the threshold value V SL , the hole formed in the work 26 does not become a through hole. Energy comparison circuit 28 detects and outputs a signal to the trigger pulse generator 29 to the pulse energy is below the threshold value V SL. Trigger pulse generator 29
Outputs a trigger pulse to the laser oscillator 21 upon receiving this signal. Upon receiving this trigger pulse, the laser oscillator 21 outputs an additional pulse laser beam at the same cycle as a normal pulse laser beam. As a result, a through-hole completely penetrating the work 26 is formed.
【0009】次に、1発当たり0.4(J)のパルスエ
ネルギーを持つパルスレーザ光により、1つの穴あけ
(スルーホールの形成)加工につき2つのパルスレーザ
光を照射する場合について図4を参照して説明する。こ
れは、加工条件により加工点1つ当たりのパルスレーザ
光の個数が決定されるからである。この場合、光路中で
のエネルギーロスが無いものとすると、エネルギーモニ
タ27での正常なパルスエネルギーの検出値は4(m
J)となる。これを考慮して、スレッシュホールド値V
SLとして2.5(mJ)が設定されるものとする。1つ
目の穴あけ加工では1発目、2発目のパルスレーザ光P
1、P2共にスレッシュホールド値VSLを越え、ワーク
26には正常に穴が形成される。Next, referring to FIG. 4, a case where two pulse laser beams are irradiated for one drilling (through hole formation) processing by a pulse laser beam having a pulse energy of 0.4 (J) per one shot. I will explain. This is because the number of pulsed laser beams per processing point is determined by processing conditions. In this case, assuming that there is no energy loss in the optical path, the normal pulse energy detection value of the energy monitor 27 is 4 (m
J). In consideration of this, the threshold value V
It is assumed that 2.5 (mJ) is set as SL . In the first drilling, the first pulse laser light P
1, P2 exceeds the threshold value V SL both holes properly is formed in the workpiece 26.
【0010】2つ目の穴あけ加工において、レーザ発振
器21に起因して1発目、2発目のパルスレーザ光P
3、P4共にパルスエネルギーが低く、特に2発目のパ
ルスエネルギーがスレッシュホールド値VSLを下回った
とすると、ワーク26に形成されるホールはスルーホー
ルとならない。エネルギー比較回路28はパルスエネル
ギーがスレッシュホールド値VSLを下回ったことを検出
してトリガパルス発生器29に信号を出力する。トリガ
パルス発生器29はこの信号を受けるとレーザ発振器2
1にトリガパルスを出力する。レーザ発振器21はこの
トリガパルスを受けると、通常のパルスレーザ光と同じ
周期で追加のパルスレーザ光P5を出力する。その結
果、ワーク26には完全に貫通したスルーホールが形成
されることとなる。In the second drilling, the first and second pulsed laser light P
3, P4 are both pulse energy is low, especially 2 shot th pulse energy to below the threshold value V SL, holes formed in the workpiece 26 is not a through hole. Energy comparison circuit 28 detects and outputs a signal to the trigger pulse generator 29 to the pulse energy is below the threshold value V SL. Upon receiving this signal, the trigger pulse generator 29
A trigger pulse is output to 1. Upon receiving this trigger pulse, the laser oscillator 21 outputs an additional pulse laser beam P5 at the same period as the normal pulse laser beam. As a result, a through-hole completely penetrating the work 26 is formed.
【0011】なお、レーザ発振器21は、上記のよう
に、1つの穴当たりのパルス個数が2個の場合、2個目
のパルスレーザ光を出力した後、パルスレーザ光の周期
よりも短い一定時間トリガパルスの有無を監視し、トリ
ガパルスが無ければ次の加工へ移される。勿論、図4で
説明したように、追加のパルスレーザ光を出力した後
も、一定時間トリガパルスの有無を監視し、トリガパル
スが無ければ次の加工へ移される。When the number of pulses per hole is two, as described above, the laser oscillator 21 outputs the second pulse laser beam and then outputs the second pulse laser beam for a fixed time shorter than the period of the pulse laser beam. The presence or absence of a trigger pulse is monitored, and if there is no trigger pulse, the process proceeds to the next processing. Of course, as described with reference to FIG. 4, even after the additional pulse laser light is output, the presence or absence of a trigger pulse is monitored for a certain period of time, and if there is no trigger pulse, the process proceeds to the next processing.
【0012】図3、図4は、上述した第1の方式を採用
した場合であるが、第2の方式の場合にはベンディング
ミラー24に代えてX−Yガルバノスキャナが用いられ
ることになり、動作自体は変わらない。FIGS. 3 and 4 show the case where the above-described first method is adopted. In the case of the second method, an XY galvano scanner is used instead of the bending mirror 24. The operation itself does not change.
【0013】[0013]
【発明が解決しようとする課題】ここで、これまでは、
1つの加工点について上記の動作を行って、加工が正常
であると判定されてから次の加工点に移動させるという
方式をとっている。X−Yガルバノスキャナを使用した
場合、隣接する加工点間の距離にもよるが、通常1つの
加工点から次の加工点への移動に要する時間は2mse
c程度である。これを図5を参照して説明する。Here, heretofore,
The above operation is performed for one processing point, and after the processing is determined to be normal, the processing is moved to the next processing point. When an XY galvano scanner is used, it usually takes 2 msec to move from one processing point to the next processing point, depending on the distance between adjacent processing points.
c. This will be described with reference to FIG.
【0014】図5において、時刻T1においてある加工
点に移動してパルスレーザ光が照射される。例えば、1
つの穴につき1つのパルスレーザ光を照射する場合、パ
ルスレーザ光が照射されるとエネルギーモニタ27、エ
ネルギー比較回路28により正常であるかどうかの判定
が行われる。この判定に要する時間は150μsec程
度である。そして、正常と判定された時刻T2ではじめ
て次の加工点への移動が開始される。In FIG. 5, at a time T1, the laser beam moves to a certain processing point and is irradiated with a pulse laser beam. For example, 1
When irradiating one pulse laser beam to one hole, when the pulse laser beam is radiated, the energy monitor 27 and the energy comparison circuit 28 determine whether or not the hole is normal. The time required for this determination is about 150 μsec. Then, the movement to the next machining point is started only at time T2 when it is determined that the processing is normal.
【0015】ところが、上記のレーザ加工装置を、例え
ばプリント配線基板の樹脂層への穴あけ加工に用いる場
合には、一辺が数cmの正方形領域に数十μmの径を持
つ穴が数十μmのピッチで多数、例えば数千個程度を設
けるような穴あけ加工が行われる。このような穴あけ加
工においては、上記のように1つの加工点における加工
が正常であると判定されてから次の加工点に移動させる
という方式では加工速度の向上に制約が生ずることにな
る。However, when the above-mentioned laser processing apparatus is used for drilling a resin layer of a printed wiring board, for example, a hole having a diameter of several tens of μm is formed in a square region having a side of several cm. Drilling is performed such that a large number, for example, several thousands, are provided at a pitch. In such a drilling process, as described above, in the method in which the processing at one processing point is determined to be normal and then the processing is moved to the next processing point, there is a restriction on the improvement of the processing speed.
【0016】そこで、本発明の課題は、加工点間の移動
に起因して生ずる加工速度の制約を解消して加工速度の
改善を図ることのできるレーザ加工方法を提供すること
にある。An object of the present invention is to provide a laser processing method capable of improving the processing speed by eliminating the restriction on the processing speed caused by the movement between the processing points.
【0017】本発明の他の課題は、上記のレーザ加工方
法に適したレーザ加工装置を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a laser processing apparatus suitable for the above-described laser processing method.
【0018】[0018]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、レーザ
光をワークに照射して加工を行うに際し、加工点毎にレ
ーザ光のエネルギー状態をモニタしながら加工を行うレ
ーザ加工方法において、1つの加工点へのレーザ光照射
が終了すると前記エネルギー状態のモニタ開始に伴って
次の加工点への移動を開始し、モニタ結果が正常でなけ
れば前記1つの加工点に戻して再度のレーザ光照射を行
うことを特徴とするレーザ加工方法が提供される。According to the present invention, there is provided a laser processing method for performing processing while monitoring the energy state of laser light at each processing point when irradiating a workpiece with laser light. When the irradiation of the laser beam to one processing point is completed, the movement to the next processing point is started with the start of the monitoring of the energy state. There is provided a laser processing method characterized by performing irradiation.
【0019】本発明によればまた、レーザ発振器からの
レーザ光をワークに照射して加工を行うレーザ加工装置
において、加工点毎にレーザ光のエネルギー状態をモニ
タするモニタリング手段と、前記レーザ光を前記ワーク
における所望の加工点に照射するためのガルバノスキャ
ナと、前記モニタリング手段からのモニタ結果に応じて
前記ガルバノスキャナを制御する制御装置とを含み、前
記制御装置は、1つの加工点へのレーザ光照射が終了す
ると前記モニタリング手段による前記エネルギー状態の
モニタ開始に伴って前記ガルバノスキャナに対して次の
加工点への移動を開始させるようにし、モニタの結果が
正常でなければ前記ガルバノスキャナに対してレーザ光
の照射位置を前記1つの加工点に戻すようにして再度の
レーザ光照射を行わせるように制御することを特徴とす
るレーザ加工装置が提供される。According to the present invention, in a laser processing apparatus for performing processing by irradiating a laser beam from a laser oscillator onto a workpiece, a monitoring means for monitoring an energy state of the laser beam for each processing point; A galvano scanner for irradiating a desired processing point on the workpiece; and a control device for controlling the galvano scanner in accordance with a monitoring result from the monitoring means, wherein the control device includes a laser for one processing point. When the light irradiation ends, the monitoring unit starts moving to the next processing point with the monitoring of the energy state by the monitoring unit. Laser beam irradiation again by returning the laser beam irradiation position to the one processing point. The laser processing apparatus is provided, characterized by controlling so as to.
【0020】上記のレーザ加工装置においては、前記モ
ニタリング手段は、1つの加工点に照射されたレーザ光
のエネルギーを検出する検出手段と、該検出手段により
検出されたエネルギー値とあらかじめ設定されているス
レッシュホールド値とを比較し、前記検出されたエネル
ギー値が前記スレッシュホールド値より低い時に正常で
ない旨を示す信号を出力する比較手段とを含む。In the above laser processing apparatus, the monitoring means is a detection means for detecting the energy of the laser beam applied to one processing point, and the energy value detected by the detection means is set in advance. Comparing means for comparing with a threshold value and outputting a signal indicating that the detected energy value is not normal when the detected energy value is lower than the threshold value.
【0021】[0021]
【発明の実施の形態】図1、図2を参照して、本発明に
よるレーザ加工装置の実施の形態について説明する。図
1において、本形態によるレーザ加工装置は、図3で説
明した構成に加えてX−Yガルバノスキャナ19を備
え、トリガパルス発生器29に代えて制御装置10を備
えている。これら以外の構成は、図3に示したものと同
様である。すなわち、レーザ発振器11からのパルスレ
ーザ光はベンディングミラー12、13を経て一部透過
型のベンディングミラー14に至り、ここで約99%は
反射されてX−Yガルバノスキャナ19に入射する。前
に述べたように、X−Yガルバノスキャナ19は、入射
したパルスレーザ光をワーク16上においてX軸方向に
振らせるためのX軸ガルバノミラーと、Y軸方向に振ら
せるためのY軸ガルバノミラーとから成る。このような
X−Yガルバノスキャナ19により、パルスレーザ光は
加工レンズ(fθレンズ)15を通してワーク16上に
設定された所定領域の全域にわたるように振られる。ワ
ーク16はX軸方向、Y軸方向に可動のX−Yステージ
20に搭載されている。X−Yステージ20は、X−Y
ガルバノスキャナ19によるスキャン範囲、すなわち加
工領域には制限があるので、加工領域をシフトさせる場
合に用いられる。なお、図示していないが、通常、レー
ザ発振器11とX−Yガルバノスキャナ19との間の光
路中には、ワーク16に照射されるレーザ光の断面形状
を規定するためのマスクが配置される。1 and 2, an embodiment of a laser processing apparatus according to the present invention will be described. 1, the laser processing apparatus according to the present embodiment includes an XY galvano scanner 19 in addition to the configuration described in FIG. 3, and includes a control device 10 instead of the trigger pulse generator 29. Other configurations are the same as those shown in FIG. That is, the pulsed laser light from the laser oscillator 11 reaches the partially transmitting bending mirror 14 via the bending mirrors 12 and 13, where about 99% is reflected and enters the XY galvano scanner 19. As described above, the XY galvanometer scanner 19 includes an X-axis galvanometer mirror for oscillating the incident pulse laser light on the work 16 in the X-axis direction, and a Y-axis galvanometer for oscillating the incident laser beam in the Y-axis direction. Consists of a mirror. By such an XY galvano scanner 19, the pulse laser light is swung through the processing lens (fθ lens) 15 so as to cover the entire predetermined region set on the work 16. The work 16 is mounted on an XY stage 20 movable in the X-axis direction and the Y-axis direction. XY stage 20 is XY
Since the scanning range of the galvano scanner 19, that is, the processing area is limited, it is used when shifting the processing area. Although not shown, a mask for defining the cross-sectional shape of the laser beam applied to the work 16 is usually arranged in the optical path between the laser oscillator 11 and the XY galvano scanner 19. .
【0022】ベンディングミラー14を透過した約1%
のレーザ光はエネルギーモニタ17に導入されてパルス
毎にパルスエネルギーが検出される。検出されたパルス
エネルギーはエネルギー比較回路18に送られる。エネ
ルギー比較回路18は加工条件、例えばワーク16の材
質や加工厚に応じてスレッシュホールド値を任意に変更
可能であり、検出されたパルスエネルギーとスレッシュ
ホールド値との比較を行い、検出されたパルスエネルギ
ーの方が低い時にはそれを示す信号を制御装置10に出
力する。About 1% transmitted through the bending mirror 14
Is introduced into the energy monitor 17, and the pulse energy is detected for each pulse. The detected pulse energy is sent to the energy comparison circuit 18. The energy comparison circuit 18 can arbitrarily change the threshold value according to the processing conditions, for example, the material and the processing thickness of the work 16, compare the detected pulse energy with the threshold value, and determine the detected pulse energy. When the value is lower, a signal indicating this is output to the controller 10.
【0023】制御装置10は、1つの加工点への照射が
終了するとすぐにX−Yガルバノスキャナ19に対して
次の加工点への移動を開始させるようにし、エネルギー
比較回路18から検出されたパルスエネルギーの方が低
いことを示す信号を受けた場合には、X−Yガルバノス
キャナ19に対してパルスレーザ光の照射位置を前記1
つの加工点に戻すようにし、しかもレーザ発振器11に
トリガパルスを出力して追加のパルスレーザ光を発生さ
せることにより、前記1つの加工点に再度のレーザ光照
射を行わせるように制御する。The controller 10 causes the XY galvano scanner 19 to start moving to the next processing point as soon as the irradiation of one processing point is completed. When a signal indicating that the pulse energy is lower is received, the irradiation position of the pulse laser light with respect to the XY galvanometer
By returning to one processing point and outputting a trigger pulse to the laser oscillator 11 to generate additional pulsed laser light, control is performed so that the one processing point is irradiated with laser light again.
【0024】上記の動作を、図2をも参照しながら具体
的な数値を例示して説明する。例えば、1発当たり0.
4(J)のパルスエネルギーを持つパルスレーザ光によ
り、1つの穴あけ(スルーホールの形成)加工につき1
つのパルスレーザ光を照射するものとする。光路中での
エネルギーロスが無いものとすると、エネルギーモニタ
17での正常なパルスエネルギーの検出値は4(mJ)
となる。これを考慮して、スレッシュホールド値VSLと
しては2.5(mJ)が設定されるものとする。図2に
おいて、1つ目の穴あけ加工ではパルスレーザ光のエネ
ルギーがスレッシュホールド値VSLを越え、ワーク16
には正常に穴が形成される。エネルギーモニタ17、エ
ネルギー比較回路18における判定には、前に述べたよ
うに150μsec程度の時間を要するが、制御装置1
0はこの判定結果を待たずに、1つ目の穴あけのための
パルスレーザ光の照射が終了するとすぐにX−Yガルバ
ノスキャナ19に対してレーザ光照射を次の加工点に移
動させるべく制御する。以下、同様にして2つ目、3つ
目の穴あけ加工も正常であったとする。The above operation will be described with reference to FIG. 2 using specific numerical values. For example, 0.
4 (J) pulsed laser light with pulse energy of 1 (per hole)
It is assumed that one pulse laser beam is irradiated. Assuming that there is no energy loss in the optical path, the normal pulse energy detected value by the energy monitor 17 is 4 (mJ).
Becomes In consideration of this, it is assumed that the threshold value V SL is set to 2.5 (mJ). In FIG. 2, in the first drilling, the energy of the pulsed laser beam exceeds the threshold value VSL and the work 16
A hole is formed normally in. The determination by the energy monitor 17 and the energy comparison circuit 18 requires about 150 μsec as described above.
0 controls the XY galvano scanner 19 to move the laser beam irradiation to the next processing point as soon as the irradiation of the pulse laser beam for the first hole is completed without waiting for this determination result. I do. Hereinafter, it is assumed that the second and third drilling operations are normally performed.
【0025】続いて、4つ目の穴あけ加工において、レ
ーザ発振器11に起因してパルスレーザ光のエネルギー
が低く、スレッシュホールド値VSLを下回ったとする
と、ワーク16に形成されるホールはスルーホールとな
らない。エネルギー比較回路18はパルスエネルギーが
スレッシュホールド値VSLを下回ったことを検出して制
御装置10に信号を出力する。Subsequently, in the fourth drilling, if the energy of the pulsed laser beam is low due to the laser oscillator 11 and falls below the threshold value V SL , the hole formed in the work 16 becomes a through hole. No. Energy comparison circuit 18 detects and outputs a signal to the controller 10 that the pulse energy is below the threshold value V SL.
【0026】制御装置10は、4つ目の穴加工のための
レーザ光照射が終了するとすぐにX−Yガルバノスキャ
ナ19に対して次の加工点への移動を開始させるが、エ
ネルギー比較回路18から検出されたパルスエネルギー
の方が低いことを示す信号を受けると、X−Yガルバノ
スキャナ19に対してパルスレーザ光の照射位置を4つ
目の穴加工位置に戻すようにし、しかもレーザ発振器1
1にトリガパルスを出力して追加のパルスレーザ光を発
生させることにより、4つ目の穴加工位置に再度のレー
ザ光照射を行わせるようにする。レーザ発振器11は制
御装置10からのトリガパルスを受けると、通常のパル
スレーザ光と同じ周期で追加のパルスレーザ光を出力す
る。その結果、ワーク16には完全に貫通したスルーホ
ールが形成されることとなる。The control device 10 causes the XY galvano scanner 19 to start moving to the next processing point as soon as the laser beam irradiation for the fourth hole processing is completed. Receiving the signal indicating that the detected pulse energy is lower, the XY galvano scanner 19 is caused to return the irradiation position of the pulse laser light to the fourth hole processing position, and furthermore, the laser oscillator 1
By outputting a trigger pulse to 1 to generate additional pulsed laser light, the fourth hole processing position is again irradiated with laser light. Upon receiving a trigger pulse from the control device 10, the laser oscillator 11 outputs an additional pulse laser beam at the same cycle as a normal pulse laser beam. As a result, a through hole that completely penetrates the work 16 is formed.
【0027】以上の動作は、1つの穴について2発以上
のパルスレーザ光を照射する場合についても同様であ
る。例えば、1発当たり0.4(J)のパルスエネルギ
ーを持つパルスレーザ光により、1つの穴あけ(スルー
ホールの形成)加工につき2つのパルスレーザ光を照射
する場合について説明する。この場合、光路中でのエネ
ルギーロスが無いものとすると、エネルギーモニタ17
での正常なパルスエネルギーの検出値は4(mJ)とな
る。これを考慮して、スレッシュホールド値VSLとして
2.5(mJ)が設定されるものとする。1つ目の穴あ
け加工では1発目、2発目のパルスレーザ光共にスレッ
シュホールド値VSLを越え、ワーク16には正常に穴が
形成されたとする。エネルギーモニタ17、エネルギー
比較回路18における判定には、前に述べたように15
0μsec程度の時間を要するが、制御装置10はこの
判定結果を待たずにX−Yガルバノスキャナ19に対し
てレーザ光照射を次の加工点に移動させるべく制御す
る。The above operation is the same when two or more pulsed laser beams are irradiated to one hole. For example, a case will be described in which two pulsed laser beams are irradiated for one drilling (forming of a through hole) by a pulsed laser beam having a pulse energy of 0.4 (J) per shot. In this case, assuming that there is no energy loss in the optical path, the energy monitor 17
Is 4 (mJ). In view of this, it is assumed that 2.5 as threshold value V SL (mJ) is set. 1 shot first in the first drilling, beyond the 2 shot th pulse laser beam both threshold value V SL, a hole normally is formed in the workpiece 16. The determination by the energy monitor 17 and the energy comparison circuit 18 is performed as described above.
Although it takes about 0 μsec, the control device 10 controls the XY galvano scanner 19 to move the laser beam irradiation to the next processing point without waiting for this determination result.
【0028】次に、2つ目の穴あけ加工において、レー
ザ発振器11に起因して1発目、2発目のパルスレーザ
光共にパルスエネルギーが低く、特に2発目のパルスエ
ネルギーがスレッシュホールド値VSLを下回ったとする
と、ワーク16に形成されるホールはスルーホールとな
らない。エネルギー比較回路18はパルスエネルギーが
スレッシュホールド値VSLを下回ったことを検出して制
御装置10に信号を出力する。制御装置10は、2つ目
の穴加工のための2発目のレーザ光照射が終了するとす
ぐにX−Yガルバノスキャナ19に対して次の加工点へ
の移動を開始させるが、エネルギー比較回路18から検
出されたパルスエネルギーの方が低いことを示す信号を
受けると、X−Yガルバノスキャナ19に対してパルス
レーザ光の照射位置を2つ目の穴加工位置に戻すように
し、しかもレーザ発振器11にトリガパルスを出力して
追加のパルスレーザ光を発生させることにより、2つ目
の穴加工位置に再度のレーザ光照射を行わせるようにす
る。レーザ発振器11は制御装置10からのトリガパル
スを受けると、通常のパルスレーザ光と同じ周期で追加
のパルスレーザ光を出力する。その結果、ワーク16に
は完全に貫通したスルーホールが形成されることとな
る。Next, in the second drilling, the pulse energy of both the first pulse laser light and the second pulse laser light is low due to the laser oscillator 11, and especially the second pulse energy has a threshold value V If it is less than SL , the hole formed in the work 16 will not be a through hole. Energy comparison circuit 18 detects and outputs a signal to the controller 10 that the pulse energy is below the threshold value V SL. The control device 10 causes the XY galvano scanner 19 to start moving to the next processing point immediately after the second laser beam irradiation for the second hole processing is completed. When a signal indicating that the detected pulse energy is lower is received from the control unit 18, the irradiation position of the pulse laser beam is returned to the second hole processing position with respect to the XY galvano scanner 19. By outputting a trigger pulse to 11 and generating additional pulse laser light, the second hole processing position is again irradiated with laser light. Upon receiving a trigger pulse from the control device 10, the laser oscillator 11 outputs an additional pulse laser beam at the same cycle as a normal pulse laser beam. As a result, a through hole that completely penetrates the work 16 is formed.
【0029】例えば、X−Yガルバノスキャナ19によ
るある加工点から次の加工点への移動時間が2msec
で、エネルギーモニタ17、エネルギー比較回路18に
おける判定時間が150μsecとし、100,000
個の穴あけ加工を行う場合を想定すると、図3で説明し
た方式の場合、トータル加工時間は(2msec+0.
15msec)×100000=215secとなる。
一方、本形態による方式の場合、エネルギー不足による
追加ショットの発生確率を1/100000とすると、
トータル加工時間は(2msec×100000)+
(追加ショットのために必要となる再移動時間2mse
c×2)となり約200secとなる。その結果、約1
5秒の加工時間短縮を実現することができる。For example, the moving time from one processing point to the next processing point by the XY galvano scanner 19 is 2 msec.
The determination time in the energy monitor 17 and the energy comparison circuit 18 is set to 150 μsec, and 100,000
Assuming the case of performing individual drilling, in the case of the method described with reference to FIG. 3, the total processing time is (2 msec + 0.
15 msec) × 100,000 = 215 sec.
On the other hand, in the case of the method according to the present embodiment, assuming that the probability of occurrence of an additional shot due to energy shortage is 1/100000,
Total processing time is (2msec × 100,000) +
(2mse re-moving time required for additional shots
c × 2), which is about 200 sec. As a result, about 1
A processing time reduction of 5 seconds can be realized.
【0030】このような加工時間の短縮は、前に述べた
ように、プリント配線基板の樹脂層への穴あけ加工にお
いて、一辺が数cmの正方形領域に数十μmの径を持つ
穴を数十μmのピッチで多数、例えば数千個程度を設け
るような穴あけ加工を連続して行う場合には非常に有効
である。As described above, such a reduction in the processing time is achieved by forming a hole having a diameter of several tens of μm in a square area having a side of several cm in the hole drilling in the resin layer of the printed wiring board. This is very effective in the case where a large number of holes, for example, several thousand holes are formed continuously at a pitch of μm.
【0031】なお、上記の説明では、エネルギー比較回
路18は、パルスレーザ光の1発毎に比較を行う場合に
ついて説明したが、1つの穴あけに例えば2発のパルス
レーザ光を照射する場合には、2発分のパルスエネルギ
ーを加算したうえでこれを2発分のスレッシュホールド
値と比較して判定を行うようにしても良い。In the above description, the case where the energy comparison circuit 18 makes a comparison for each pulse laser beam has been described. Alternatively, the determination may be made by adding the pulse energies for two shots and comparing this with the threshold value for two shots.
【0032】[0032]
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば加工点間の移動に起因して生ずる加工速度の制約を解
消して加工速度の改善を図ることができる。As described above, according to the present invention, it is possible to improve the processing speed by eliminating the restriction on the processing speed caused by the movement between the processing points.
【図1】本発明の実施の形態によるレーザ加工装置の概
略構成を示した図である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1に示されたレーザ加工装置においてパルス
レーザ光のエネルギー判定と加工点間の移動時間の関係
を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the relationship between the determination of the energy of the pulse laser beam and the travel time between processing points in the laser processing apparatus shown in FIG.
【図3】従来のレーザ加工装置の概略構成を示した図で
ある。FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional laser processing apparatus.
【図4】図3に示されたレーザ加工装置におけるパルス
レーザ光のエネルギー判定動作を説明するための図であ
る。FIG. 4 is a diagram for explaining an operation of determining the energy of a pulse laser beam in the laser processing apparatus shown in FIG. 3;
【図5】図3に示されたレーザ加工装置においてパルス
レーザ光のエネルギー判定と加工点間の移動時間の関係
を説明するための図である。5 is a diagram for explaining the relationship between the determination of the energy of a pulse laser beam and the travel time between processing points in the laser processing apparatus shown in FIG. 3;
10 制御装置 11、21 レーザ発振器 12、13、22、23 ベンディングミラー 14、24 一部透過型のベンディングミラー 15、25 加工レンズ 16、26 ワーク 17、27 エネルギーモニタ 18、28 エネルギー比較回路 19 X−Yガルバノスキャナ 20、30 X−Yステージ Reference Signs List 10 control device 11, 21 laser oscillator 12, 13, 22, 23 bending mirror 14, 24 partially transmitting bending mirror 15, 25 processing lens 16, 26 work 17, 27 energy monitor 18, 28 energy comparison circuit 19 X- Y galvanometer scanner 20, 30 XY stage
Claims (3)
に際し、加工点毎にレーザ光のエネルギー状態をモニタ
しながら加工を行うレーザ加工方法において、1つの加
工点へのレーザ光照射が終了すると前記エネルギー状態
のモニタ開始に伴って次の加工点への移動を開始し、モ
ニタ結果が正常でなければ前記1つの加工点に戻して再
度のレーザ光照射を行うことを特徴とするレーザ加工方
法。In a laser processing method for performing processing while monitoring the energy state of a laser beam for each processing point when performing processing by irradiating a laser beam to a workpiece, laser light irradiation to one processing point is completed. Then, the movement to the next processing point is started with the start of the monitoring of the energy state, and if the monitoring result is not normal, the processing is returned to the one processing point and the laser beam irradiation is performed again. Method.
照射して加工を行うレーザ加工装置において、 加工点毎にレーザ光のエネルギー状態をモニタするモニ
タリング手段と、 前記レーザ光を前記ワークにおける所望の加工点に照射
するためのガルバノスキャナと、 前記モニタリング手段からのモニタ結果に応じて前記ガ
ルバノスキャナを制御する制御装置とを含み、 前記制御装置は、1つの加工点へのレーザ光照射が終了
すると前記モニタリング手段による前記エネルギー状態
のモニタ開始に伴って前記ガルバノスキャナに対して次
の加工点への移動を開始させるようにし、モニタの結果
が正常でなければ前記ガルバノスキャナに対してレーザ
光の照射位置を前記1つの加工点に戻すようにして再度
のレーザ光照射を行わせるように制御することを特徴と
するレーザ加工装置。2. A laser processing apparatus for performing processing by irradiating a laser beam from a laser oscillator onto a workpiece, wherein a monitoring means for monitoring an energy state of the laser beam for each processing point; A galvano scanner for irradiating a processing point, and a control device for controlling the galvano scanner according to a monitoring result from the monitoring means, wherein the control device is configured to terminate laser light irradiation on one processing point. In accordance with the start of monitoring of the energy state by the monitoring means, the galvano scanner is caused to start moving to the next processing point, and if the result of the monitoring is not normal, the galvano scanner is irradiated with laser light. Control to return the position to the one processing point and perform laser beam irradiation again The laser processing apparatus according to claim Rukoto.
て、前記モニタリング手段は、1つの加工点に照射され
たレーザ光のエネルギーを検出する検出手段と、該検出
手段により検出されたエネルギー値とあらかじめ設定さ
れているスレッシュホールド値とを比較し、前記検出さ
れたエネルギー値が前記スレッシュホールド値より低い
時に正常でない旨を示す信号を出力する比較手段とを含
むことを特徴とするレーザ加工装置。3. A laser processing apparatus according to claim 2, wherein said monitoring means detects energy of a laser beam applied to one processing point, and detects an energy value detected by said detection means in advance. A laser processing apparatus comprising: a comparing unit that compares the detected energy value with a set threshold value and outputs a signal indicating that the detected energy value is not normal when the detected energy value is lower than the threshold value.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000058275A JP4205282B2 (en) | 2000-03-03 | 2000-03-03 | Laser processing method and processing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000058275A JP4205282B2 (en) | 2000-03-03 | 2000-03-03 | Laser processing method and processing apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001246484A true JP2001246484A (en) | 2001-09-11 |
JP4205282B2 JP4205282B2 (en) | 2009-01-07 |
Family
ID=18578892
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000058275A Expired - Fee Related JP4205282B2 (en) | 2000-03-03 | 2000-03-03 | Laser processing method and processing apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4205282B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6721343B2 (en) * | 2000-06-06 | 2004-04-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Laser processing apparatus with position controller |
US7247813B2 (en) | 2004-10-13 | 2007-07-24 | Advanced Lcd Technologies Development Center Co., Ltd. | Crystallization apparatus using pulsed laser beam |
-
2000
- 2000-03-03 JP JP2000058275A patent/JP4205282B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6721343B2 (en) * | 2000-06-06 | 2004-04-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Laser processing apparatus with position controller |
US7247813B2 (en) | 2004-10-13 | 2007-07-24 | Advanced Lcd Technologies Development Center Co., Ltd. | Crystallization apparatus using pulsed laser beam |
US7405141B2 (en) | 2004-10-13 | 2008-07-29 | Advanced Lcd Technologies Development Center Co., Ltd. | Processing method, processing apparatus, crystallization method and crystallization apparatus using pulsed laser beam |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4205282B2 (en) | 2009-01-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH11145581A (en) | Method and equipment for drilling printed board | |
US5063280A (en) | Method and apparatus for forming holes into printed circuit board | |
US6888096B1 (en) | Laser drilling method and laser drilling device | |
EP2011599B1 (en) | Laser processing method and laser processing apparatus | |
JP2002542043A (en) | Material processing system and method using multiple laser beams | |
JP2016516585A (en) | Control of beam positioner based on laser emission | |
KR20120063450A (en) | Laser processing apparatus and laser processing method | |
JP2004074253A (en) | Laser beam machining method and device | |
JP3194248B2 (en) | Laser drilling apparatus and laser drilling method | |
JP4827650B2 (en) | Laser processing method and processing apparatus | |
JPH11192571A (en) | Laser processing method and apparatus therefor | |
JP4492041B2 (en) | Laser processing apparatus and laser processing method | |
JP2001246484A (en) | Laser material processing method and device | |
JP2002273584A (en) | Laser beam machining device | |
JP2010075953A (en) | Laser beam machining apparatus and laser beam machining method | |
JPH10286683A (en) | Excimer laser machining equipment and method therefor | |
JP7348109B2 (en) | Control device for laser processing equipment, laser processing equipment, and laser processing method | |
JP2864005B2 (en) | Laser machining compensation system by detecting total pulse energy integration | |
JPH0327885A (en) | Working method by laser | |
JP3353135B2 (en) | Laser three-dimensional processing equipment | |
JP2008105054A (en) | Laser beam machine | |
JP3451481B2 (en) | Laser processing apparatus and processing method | |
JP2000126880A (en) | Laser beam machine, and laser beam machining method | |
JPH11347765A (en) | Laser drilling equipment | |
JPH04313476A (en) | Laser hole machining method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060912 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080917 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080924 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20081016 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111024 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 4205282 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121024 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131024 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |