[发明专利]激光加工方法及激光加工装置

说明书

技术领域

本发明涉及通过配置在旋转轴线扭转的位置上的两个镜来定位激光(以下，称之为“激光束”)并使其入射到聚光透镜，再通过聚光后的激光束来加工工件的激光加工方法及激光加工装置。

背景技术

图6是表示现有的激光加工机中的头部的光学系统的图。

从省略图示的激光振荡器输出的P偏振光即第1激光束20被固定镜4反射，并透射偏振光束混频器30再由镜1a(X镜)、镜1b(Y镜)反射，入射到fθ透镜3，再入射到印刷电路板100。另外，从省略图示的激光振荡器输出的S偏振光即第2激光束10被固定镜5反射，再通过镜2a、2b反射后，由偏振光束混频器30反射，再由镜1a、1b反射，入射到fθ透镜3，再入射到印刷电路板100。第1激光束20的加工范围是区域101，第2激光束10的加工范围是区域102。镜1a、1b、固定镜4、5、镜2a、2b、偏振光束混频器30及fθ透镜3配置在用点划线包围所示的头部Z中(专利文献1：日本特开2004-249364号公报)。

其次，进一步详细说明镜1a、1b。

图7是表示镜1a、1b和fθ透镜3的关系的图，(a)是加工部光学系统的俯视图，(b)是(a)的右视图，(c)是激光束前进方向(点划线方向)的展开平面图。

镜1a、1b的反射面为平坦的场合，例如，剖面是圆形的激光束20会聚在焦距f的fθ透镜3的焦点位置Fa(即、焦点位置Fa是设计上的焦点位置)。这里，图中的1aa是使镜1a旋转的促动器的旋转轴，1bb是使镜1b旋转的促动器的旋转轴。

再有，聚光位置Fa的前后(在这里为Z方向)位置上的激光束20的直径(点径)比聚光位置Fa上的点径还大，但可确保圆度。例如，在适合于加工孔径50μm的孔的光束直径d为d＝30mm的情况下，圆度为95％以上的是以焦点位置Fa为基准约±50μm的范围。

该激光加工机的场合，由于可将用第2镜系统(镜2a、2b)决定的定位范围102与第1镜系统(镜1a、1b)的定位范围101大致重合，所以通过分别对第1激光束20和第2激光束10进行定位，从而可以提高加工效率(参照专利文献1)。

激光振荡器起振激光束的频率比镜1a、1b、2a、2b(以下，除去特别需要区别的情况，称之为“镜A”)的定位频率高很多。因此，如果能够高速定位镜A，则能够提高加工效率。要高速定位镜A，减小镜A的质量是有效的。

如众所周知，要加工形状精度优越的小径孔，加大激光束的外径是有效的，所以无法减小镜A的尺寸。因此，要减小镜A的质量，必须减薄镜A的板厚。

但是，若减薄镜A的板厚，则存在因伴随研磨加工的研磨歪斜而在反射面发生弯曲或歪斜等变形的情况。另外，即使单体的镜A反射面是平坦的，在通过粘结使镜A支持在促动器上时，也存在反射面发生变形的情况。如果反射面变形，则例如X方向和Y方向的焦点位置向光轴方向偏离，不仅孔的圆度降低，而且由于光束模式恶化而能量分布变得不均匀，孔的质量降低。

为此，如果为提高加工效率而减小镜A的质量，则加工后的孔的形状精度降低。另外，如果为进行孔的形状精度优越的加工而加厚镜A的板厚，则镜A的质量变大，加工效率降低。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有问题，提供一种能够高效加工形状精度优越的孔的激光加工方法及激光加工装置。

为解决上述问题，本发明的第一方案是一种激光加工方法，利用旋转轴线为X方向的X镜和旋转轴线是Y方向的Y镜来定位激光并使其入射到聚光透镜，再利用聚光后的激光进行加工，其特征在于，设有修正上述X镜或Y镜的反射面曲率的光学单元，将上述光学单元配置在上述激光的光轴上，并使上述激光的X方向和Y方向的聚光位置在光轴方向上一致。

另外，本发明的第二方案是一种激光加工装置，具有旋转轴线为X方向的X镜、旋转轴线为Y方向的Y镜以及聚光透镜，利用上述X镜和上述Y镜来定位激光，并使其入射到上述聚光透镜，再利用聚光后的激光进行加工，其特征在于，设有修正上述X镜或Y镜的反射面曲率的光学单元，将该光学单元配置在上述激光的光轴上，并使上述激光的X方向和Y方向的聚光位置在光轴方向上一致。

根据本发明，由于能够在光学上解除发生在镜A中的歪斜，所以能够高效加工形状精度优越的孔。

附图说明

图1是本发明的加工部光学系统的展开图。

图2是说明镜A的变形的图。

图3是本发明的加工部光学系统的展开图。

图4是展开表示图3情况的镜A的反射面的图。