專利名稱：激光加工裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以對(duì)印刷電路板等被加工件進(jìn)行開孔加工為主要目的激光加工設(shè)備，意在提高其生產(chǎn)率。
背景技術(shù)：
圖8為表示已有的通常開孔用激光加工裝置的概要構(gòu)成圖。
圖中，1為印刷電路板等被加工件，2為對(duì)被加工件1例如進(jìn)行輔助孔、通孔等開孔加工等用的激光，3為振蕩產(chǎn)生激光2的激光振蕩器，4為使激光2反射并沿光路引導(dǎo)的多個(gè)反射鏡，5、6為使激光2掃描用的電流計(jì)掃描器，7為使激光2聚焦在被加工件1上用的fθ透鏡、8為使被加工件1移動(dòng)用的XY工作臺(tái)。
在通常的開孔用激光加工裝置中，由激光振蕩器3振蕩產(chǎn)生的激光2，經(jīng)過必要的遮光板、反射鏡4，引導(dǎo)至電流計(jì)掃描器5、6，再控制電流計(jì)掃描器5、6的偏轉(zhuǎn)角，通過fθ透鏡7，使激光2聚焦在被加工件1的規(guī)定位置。
還有，由于通過fθ透鏡7后的電流計(jì)掃描器5、6的偏轉(zhuǎn)角，例如有50mm見方等的界限，所以為了使激光2聚焦在被加工件1的規(guī)定位置，也可以通過控制XY工作臺(tái)8，這樣能在更大的范圍內(nèi)對(duì)被加工件1進(jìn)行加工。
這里，激光加工裝置的生產(chǎn)率與電流計(jì)掃描器5、6的驅(qū)動(dòng)速度和fθ透鏡7的加工區(qū)有密切關(guān)系。為了提高電流計(jì)掃描器的驅(qū)動(dòng)速度，有效的方法是將固定在電流計(jì)掃描器的轉(zhuǎn)軸上的、利用偏轉(zhuǎn)角控制信號(hào)所驅(qū)動(dòng)的電流計(jì)反射鏡的質(zhì)量減小，或者例如通過改變電流計(jì)掃描器5、6和fθ透鏡7的距離等，改變光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，保持加工范圍不變而減小電流計(jì)掃描器的偏轉(zhuǎn)角等，但為了減輕所述電流計(jì)反射鏡的質(zhì)量，電流計(jì)掃描器的反射鏡直徑一減小，則通過遮光板時(shí)，周圍部分被遮光板遮住、直徑一旦變小的激光2，在通過遮光后，由于衍射作用而直徑變寬，到達(dá)電流計(jì)掃描器5、6的電流計(jì)反射鏡時(shí)，變得比電流計(jì)反射鏡大，發(fā)生部分激光2超出電流計(jì)反射鏡，不能正確地將遮光板的圖像轉(zhuǎn)印到被加工件1上，從而無法進(jìn)行微細(xì)小孔加工。
另外，關(guān)于維持加工范圍不變而減小電流計(jì)掃描器偏轉(zhuǎn)角的方法，雖然通過改變fθ透鏡和電流計(jì)掃描器的位置關(guān)系等改變光學(xué)設(shè)計(jì)能做到，但是設(shè)計(jì)極費(fèi)時(shí)間，需要改變昂貴的fθ透鏡的技術(shù)規(guī)格及整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，所以難以用單束激光方式、經(jīng)濟(jì)又簡(jiǎn)單地提高生產(chǎn)率。
以提高所述方式的生產(chǎn)率為主要目的的激光加工裝置，例如有特開平11-314188號(hào)公報(bào)所揭示的裝置。
圖9為特開平11-314188號(hào)公報(bào)所示的激光加工裝置的概要構(gòu)成圖。
圖中，9為被加工件、10為遮光板，11為將激光分光的半透半反鏡，12為分色鏡，13a為經(jīng)半透半反鏡反射后的激光，13b為透過半透半反鏡在分色鏡反射后的激光，14、15為反射鏡，16為將激光13a、13b聚焦在被加工件9上用的fθ透鏡，17、18為將激光13a引向加工區(qū)A1用的電流計(jì)掃描器，19、20為將激光13b引向加工區(qū)A2用的電流計(jì)掃描器，21為使被加工件各部分移向加工區(qū)A1或A2用的XY工作臺(tái)。
圖9所示的激光加工裝置將通過遮光板10的激光經(jīng)半透半反鏡11分光成多束激光，分光后的激光13a、13b分別引導(dǎo)至配置在fθ透鏡16的入射側(cè)的多個(gè)電流計(jì)掃描器系統(tǒng)，通過利用該多個(gè)電流計(jì)掃描器系統(tǒng)的掃描，能照射分區(qū)設(shè)定的加工區(qū)A1、A2。
另外，分光后的的激光13a經(jīng)第一電流計(jì)掃描器系統(tǒng)17、18，引導(dǎo)至fθ透鏡16一半的區(qū)域。
而分光后另外的激光13b經(jīng)第二電流計(jì)掃描器系統(tǒng)19、20，引導(dǎo)至fθ透鏡16的余下的一半?yún)^(qū)域，第一、第二電流計(jì)掃描器系統(tǒng)相對(duì)于fθ透鏡16的中心軸對(duì)稱配置，通過這樣將fθ透鏡16一分為二，同時(shí)利用各一半，從而提高生產(chǎn)率。
但是，在特開平11-314188號(hào)公報(bào)揭示的裝置中，因?yàn)椴捎孟率龅慕Y(jié)構(gòu)，即分別用第一電流計(jì)掃描器系統(tǒng)17、18和第二電流計(jì)掃描器系統(tǒng)19、20將經(jīng)半透半反鏡11分光成多束的激光進(jìn)行掃描，來照射分區(qū)設(shè)定的加工區(qū)A1、A2，所以在利用半透半反鏡11分光后的激光13a和13b之間，由于半透半反鏡反射和透射特性的差異，容易造成加工孔的質(zhì)量差異。
例如，在分光后的激光13a和13b之間產(chǎn)生能量差時(shí)，對(duì)于被加工件9上加工出的孔容易發(fā)生孔徑、孔深等的差異，故而有可能由于孔徑等的誤差，而不能完成要求嚴(yán)格的加工。
這里，在激光13b的能量比13a高時(shí)，需要再在激光13b光路中追加光學(xué)衰減器等高價(jià)的光學(xué)部件，并進(jìn)行調(diào)整，使激光13b的能量減小，但光學(xué)衰減器等光學(xué)部件要按照衰減一定比例的能量的規(guī)格去制造，例如在需要衰減5％能量的規(guī)格和衰減3％能量的規(guī)格的情況下，就需要制造兩種光學(xué)衰減器，這樣就必須準(zhǔn)備多種規(guī)格的光學(xué)衰減器，每當(dāng)進(jìn)行能量差調(diào)整時(shí)，就要更換。
另外，圖9所示的光路構(gòu)成中，還有以下的問題存在，即分光后的激光13a、13b在通過遮光板10后一直到照射被加工件9為止的光路長(zhǎng)度不同，嚴(yán)格講被加工件9上的光束的光點(diǎn)直徑也不同。
再由于將fθ透鏡16進(jìn)行等分，同時(shí)對(duì)分區(qū)設(shè)定的加工區(qū)A1、A2進(jìn)行加工，所以在加工區(qū)A1、A2的加工孔數(shù)量差別很大時(shí)，另外在加工件的端部等加工區(qū)A1、A2中某處沒有加工對(duì)象孔時(shí)，不能指望生產(chǎn)率會(huì)提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是為解決上述問題而提出，其目的在于提供一種激光加工裝置，該裝置能將分光后的激光能量、質(zhì)量的差異控制在最小，通過使各光路長(zhǎng)度相同，從而使光束的光點(diǎn)直徑也相同，另外，通過讓分光后的激光照射同一區(qū)域，這樣能更加經(jīng)濟(jì)地提高生產(chǎn)率。
為達(dá)到這一目的，根據(jù)第一觀點(diǎn)的激光加工裝置，是用第一偏振光裝置將一束激光分光成兩束激光，一束經(jīng)由反射鏡，另一束由第一電流計(jì)掃描器沿兩個(gè)軸向掃描，將兩束激光引入第二偏振光裝置后，用第二電流計(jì)掃描器掃描，來加工被加工件，在該激光加工裝置中，這樣構(gòu)成光路，使得透過第一偏振光裝置的激光用第二偏振光裝置反射，使得用第一偏振光裝置反射的激光透過第二偏振光裝置。
另外，將兩個(gè)偏振光裝置的反射面配置成相互面對(duì)面，形成分光后各激光的光路長(zhǎng)度分別相同的光路。
另外，偏振光裝置的固定部分具有以與包括分光后兩束激光的光軸在內(nèi)的面垂直的軸為中心的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。
另外，通過利用旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)來改變透過偏振光裝置的激光的透射率，從而調(diào)整所述激光的能量平衡。
具有從分光后的激光中取出任意的激光用的激光選擇裝置。
另外，控制作為激光選擇裝置的設(shè)在將激光分光后的各條光路上的光閘的開閉，取出來自任意一條光路的激光。
另外，具有檢測(cè)每一條光路激光能量平衡的檢測(cè)裝置，進(jìn)行調(diào)整使得由該檢測(cè)裝置檢測(cè)出的各激光能量大致平衡。
另外，檢測(cè)裝置用設(shè)置在放置被加工件的XY工作臺(tái)附近的功率傳感器構(gòu)成。
另外，使得分光后各束激光的光路長(zhǎng)度在第一偏振光裝置和第二偏振光裝置之間分別相同而形成。
另外，第一電流計(jì)掃描器掃描的偏轉(zhuǎn)角比第二電流計(jì)掃描器掃描的偏轉(zhuǎn)角小。
另外，在第一偏振光裝置及第二偏振光裝置之間形成的各光路中，各束激光采用相同數(shù)量的反射鏡反射。
另外，在激光振蕩器和第一偏振光裝置間設(shè)置第三偏振光裝置，利用該第三偏振光裝置分光后的兩束激光分別引導(dǎo)至多個(gè)第一偏振光裝置及第二偏振光裝置，將激光分光為2n束。


圖1為概要表示利用本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的激光加工設(shè)備的光路構(gòu)成圖。
圖2為利用本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的激光加工設(shè)備的光路構(gòu)成內(nèi)中的偏振光光束分離器產(chǎn)生的激光反射、透射部分的放大圖及結(jié)構(gòu)圖。
圖3為表示利用本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的偏振光光束分離器中的反射率及透射率與激光入射角的相互關(guān)系的示意圖。
圖4為自動(dòng)修正電流計(jì)掃描器偏轉(zhuǎn)角的程序的流程圖。
圖5為自動(dòng)調(diào)整偏振光光束分離器角度的程序的流程圖。
圖6為表示追加偏振光裝置、用四束激光進(jìn)行加工時(shí)的激光加工設(shè)備實(shí)施例的概要構(gòu)成圖。
圖7為自動(dòng)修正電流計(jì)掃描器偏轉(zhuǎn)角的程序的流程圖。
圖8為表示現(xiàn)有通常的開孔用激光加工設(shè)備的概要構(gòu)成圖。
圖9為表示以提高現(xiàn)有的生產(chǎn)率為目的的開孔用激光加工設(shè)備的概要構(gòu)成圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施形態(tài)1圖1為表示采用本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的激光加工裝置的概要構(gòu)成圖。
圖中，22為印刷電路板等被加工件，23為被加工件22上形成轉(zhuǎn)印所希望加工形狀(例如圓形)的圖像用的遮光板，24為使激光反射并沿光路引導(dǎo)的多個(gè)反射鏡，25為將激光分光用的第一偏振光裝置即第一偏振光光束分離器，26a為經(jīng)第一偏振光光束分離器反射的激光，26b為透過第一偏振光光束分離器的激光，27為用于使激光26a透射并使反射26b的第二偏振光裝置即第二偏振光光束分離器，28為將激光26a、26b聚焦在被加工件22上用的fθ透鏡，29為將激光26a沿兩個(gè)軸向掃描并引導(dǎo)至第二偏振光光束分離器用的第一電流計(jì)掃描器，30為將激光26a、26b沿兩個(gè)軸向掃描并引導(dǎo)至被加工件22用的第二電流計(jì)掃描器，31為使被加工件22移動(dòng)用的XY工作臺(tái)，34為設(shè)置在激光的光路上作為遮擋激光的激光選擇裝置的光閘，35為測(cè)量從fθ透鏡28射出的激光能量的功率傳感器，36為測(cè)量激光的加工孔等孔徑、孔位置用的攝像元件即CCD攝像機(jī)，37為修正電流計(jì)掃描器偏轉(zhuǎn)角用的被加工件。
圖2為表示偏振光光束分離器25、27中的激光反射、透射部分的示意圖。32為使入射光反射或透過用的窗口，33為將窗口32上反射的入射光分量相對(duì)于入射光使反射光成90°射出用的反射鏡，41為即使射向偏振光光束分離器的入射角變化也將出射角度及位置不變化的位置作為旋轉(zhuǎn)軸而配置的伺服電動(dòng)機(jī)，42為固定伺服電動(dòng)機(jī)41的支架，43為聯(lián)接偏振光光束分離器和伺服電動(dòng)機(jī)的支架。
還有，對(duì)于偏振光光束分離器25、27的窗口部分32，在CO2激光器的情況下，廣泛使用ZnSe作為材料。但是也可以用其它的材料例如Ge等制成。
本發(fā)明中，是將振蕩的激光作為圓偏振光引導(dǎo)到第一偏振光光束分離器25，用第一偏振光光束分離器分光成透射的偏振光方向?yàn)楹腿肷涿嫫叫械腜波即激光26b、和反射的偏振光方向?yàn)楹腿肷涿娲怪钡腟波即激光26a。
再有，引導(dǎo)向第一偏振光光束分離器25的激光也可以不是圓偏振光，而是相對(duì)于P波和S波的偏振光方向成45°角度的直線偏振光。
這里，無論將圓偏振光及直線偏振光中的任何一種激光引導(dǎo)到第一偏振光光束分離器上時(shí)，都要從激光振蕩器開始以直線偏振光的方式使激光振蕩。為了將激光以圓偏振光方式引導(dǎo)到第一偏振光光束分離器25，在光路中使用將直線偏振光變成圓偏振光的延遲器，對(duì)延遲器要讓入射光和反射光成90°的角度射入，另外，射入延遲器的激光的偏振光方向要相對(duì)于將入射光軸和反射光軸作為兩條邊的平面與延遲器的反射面的交點(diǎn)以45°的角度射入。圓偏振光均勻包含P波、S波的偏振光方向，由于引導(dǎo)到第一偏振光光束分離器25時(shí)的偏振光方向沒有限制，故光路設(shè)計(jì)自由度大。
另外，使用直線偏振光時(shí)，如前所述，作為相對(duì)于用第一偏振光光束分離器分光的P波和S波的偏振光方向成45°角度的直線偏振光，必須將激光引導(dǎo)至第一偏振光光束分離器25，在光路設(shè)計(jì)上有限制，但是由于不需要延遲器和射入延遲器的激光的偏振光方向、及光軸角度的調(diào)整機(jī)構(gòu)、以及調(diào)整工作，簡(jiǎn)化了光路，所以能使成本下降。
透過第一偏振光光束分離器25的激光26b經(jīng)過彎曲反射鏡24引至第二偏振光光束分離器27。另外，用第一偏振光光束分離器25反射的激光26a利用第一電流計(jì)掃描器29沿兩個(gè)軸向掃描后，被引導(dǎo)至第二偏振光光束分離器27。
其后，激光26a、26b利用第二電流計(jì)掃描器30沿兩個(gè)軸向掃描后，利用fθ透鏡28照射在被加工件22上。
這時(shí)，利用第一電流計(jì)掃描器29的掃描，激光26a能在被加工件22上和激光26b照射在相同的位置。
另外，在預(yù)定的范圍內(nèi)對(duì)于激光26b的任意的位置，例如通過電流計(jì)掃描器29的掃描對(duì)激光26a考慮到以激光26b為中心的光束分離器的窗口32的特性，在4mm見方的范圍內(nèi)掃描，這樣通過第二電流計(jì)掃描器30，能對(duì)被加工件22上任意不同的兩點(diǎn)照射激光。
采用下述的構(gòu)成，即第一偏振光光束分離器25反射的激光26a透過第二偏振光光束分離器27，透過第一偏振光光束分離器25的激光26b由第二偏振光光束分離器27反射。
因此，分光后的兩束激光由于各自經(jīng)過反射和透射兩個(gè)過程，所以能抵消由于反射和透射之不同而造成的激光質(zhì)量的差異及能量的失衡。
例如，在偏振光光束分離器中激光入射角為理想的布儒斯特(Brewster)角附近，偏振光光束分離器的反射率及透射率就變成如圖3那樣。
還有，圖3的縱軸是將入射的激光完全地一分為二時(shí)的反射率及透射率作為100％來進(jìn)行描述的，例如反射率為100％時(shí)，反射光相對(duì)于入射光的比例為50％。
對(duì)于兩個(gè)偏振光光束分離器，激光入射角相對(duì)于布儒斯特角的各自的誤差為-2°時(shí)，每個(gè)偏振光光束分離器的激光的反射率為99％，透射率為97％。經(jīng)過兩次反射或透射的過程后，兩束激光的能量就變成98％和94％，產(chǎn)生4％的能量差，但是每一次都經(jīng)過反射和透射這兩個(gè)過程，則所得激光的能量都為96％，所以通過采用如前所述的光路構(gòu)成，能使這樣的特性互相抵消。
另外，兩個(gè)偏振光光束分離器使用相同的分離器，容易取得前述的互相抵消的效果，同時(shí)也利于降低成本。
通過如圖1所示配置兩個(gè)偏振光光束分離器，由于第一偏振光光束分離器25～第二偏振光光束分離器27之間的激光26a和26b的光路長(zhǎng)相同，故能使分光后兩束激光的光束光點(diǎn)直徑相同。
例如，本發(fā)明實(shí)施形態(tài)中，即使將光路沿X、Y、Z方向分解，由于各個(gè)光路均為相同光路長(zhǎng)度，所以即使對(duì)光路構(gòu)成要素作大小設(shè)計(jì)變更，光路仍能沿X、Y、Z方向伸縮，激光26a和26b能保持相同光路長(zhǎng)度。
另外，如圖2所示，偏振光光束分離器將反射鏡33做成一體化，使得反射光相對(duì)于入射光成90°射出。
偏振光光束分離器的固定部分的結(jié)構(gòu)如圖2所示，具有繞與包括分光后的兩束激光26a和26b的光軸在內(nèi)的面垂直的軸心旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，在分光后的兩束激光26a和26b之間產(chǎn)生能量差時(shí)，通過利用圖3所示的反射率及透射率相對(duì)于激光入射角的相互關(guān)系，能調(diào)整能量差，不需要光學(xué)延遲器等其它的光學(xué)部件，而用廉價(jià)的方法能進(jìn)一步提高經(jīng)過兩個(gè)偏振光光束分離器后的兩束激光26a與26b能量平衡的精度。
另外，設(shè)法使旋轉(zhuǎn)軸的位置為即使射入偏振光光束分離器的入射角改變而射出位置仍不變的位置，采取這樣的措施，即使偏振光光束分離器旋轉(zhuǎn)、調(diào)整能量平衡，也能讓在這之后的光路角度、位置的變化為最小。
例如，在將圖2的旋轉(zhuǎn)軸配置在窗口32和反射鏡33的交點(diǎn)處的情況下，偏振光光束分離器旋轉(zhuǎn)±5°時(shí)，激光相對(duì)于窗口32的入射角度變大，與此相反，射入反射鏡33的入射角度變小，激光相對(duì)于窗口32的入射角度變小，與此相反，射入反射鏡33的入射角度變大，通過角度誤差互相抵消，則相對(duì)于射入偏振光光束分離器的入射光的出射角度為無誤差的90°，另外，出射位置無變化量，最終無論將偏振光光束分離器的窗口32或反射鏡33中任何一個(gè)作為入射側(cè)，都能取得同樣的效果。
根據(jù)圖3的偏振光光束分離器的反射率及透射率和入射角之間的關(guān)系與其效果，在第一偏振光光束分離器25反射的激光26a的能量高時(shí)，能通過使第二偏振光光束分離器27旋轉(zhuǎn)，調(diào)整激光26a的透射率，而降低能量。另外，在透過第一偏振光光束分離器25的激光26b的能量高時(shí)，能通過使第一偏振光光束分離器25旋轉(zhuǎn)，調(diào)整激光26b的透射率，而降低能量，由于在這之后的光路不需要調(diào)整，所以能縮短維護(hù)時(shí)間。
以下，利用圖4說明為了調(diào)整激光的能量平衡而自動(dòng)調(diào)整偏振光光束分離器角度時(shí)的流程。
首先，將功率傳感器35移至固定在XY工作臺(tái)31上的功率傳感器35的感光部能感受fθ透鏡28射出的激光的位置上(步驟S1)。
此后，打開第一光閘34a，關(guān)閉第二光閘34b(步驟S2)，從未圖示的激光振蕩器射出激光，用功率傳感器35測(cè)量激光26a的能量(步驟S3)。
能量測(cè)量后，激光暫時(shí)停振，關(guān)閉第一光閘34a，打開第二光閘34b(步驟S4)。
再次射出激光，用功率傳感器35測(cè)量激光26b的能量(步驟S5)。
在控制裝置中計(jì)算兩束激光26a、26b的能量差(步驟S6)，如在允許值內(nèi)，則調(diào)整結(jié)束，而在允許值之外時(shí)，使第一偏振光光束分離器25和第二偏振光光束分離器27旋轉(zhuǎn)，調(diào)整各個(gè)偏振光光束分離器的透射率(步驟S9)，再次測(cè)量?jī)墒す獾哪芰?，反?fù)進(jìn)行調(diào)整，直到在允許值范圍內(nèi)。
另外，判斷在預(yù)定的偏振光光束分離器旋轉(zhuǎn)角度范圍內(nèi)、例如±5°的范圍內(nèi)能否達(dá)到能量差的允許值(步驟S8)，不能滿足時(shí)，在從激光振蕩器引導(dǎo)出圓偏振光激光的情況下，是圓偏振光率下降，在引導(dǎo)出直線偏振光激光的情況下，是相對(duì)于第一偏振光光束分離器25的透射、反射的偏振光方向以45°角度引導(dǎo)出的偏振光方向角度偏差等原因，判斷為裝置需要維護(hù)的狀態(tài)，則程序結(jié)束，并在未圖示的操作畫面上顯示程序未正常結(jié)束、及敦促進(jìn)行維護(hù)的內(nèi)容等信息。
這種偏振光光束分離器角度自動(dòng)調(diào)整定期地、例如事前安排的時(shí)候、或裝置投運(yùn)時(shí)實(shí)施，這樣激光的能量平衡能始終維持在更加高的精度，由于與操作人員的操作水平無關(guān)，所以能進(jìn)行穩(wěn)定的加工。
以下，利用圖5說明為了保持、提高加工位置精度而實(shí)施電流計(jì)掃描器偏轉(zhuǎn)角度自動(dòng)修正時(shí)的流程。
首先，將預(yù)設(shè)在XY工作臺(tái)31上的修正用被加工件7(例如丙烯板)移到fθ透鏡28的加工區(qū)內(nèi)。打開第二光閘34b，關(guān)閉第一光閘34a(步驟S11)。利用第二電流計(jì)掃描器30只掃描激光26b，對(duì)被加工間在預(yù)定的范圍、例如50mm見方的范圍內(nèi)實(shí)施電流計(jì)掃描器30偏轉(zhuǎn)角修正前的加工(步驟S12)。
加工實(shí)施后，驅(qū)動(dòng)XY工作臺(tái)31，用CCD攝像機(jī)36測(cè)量加工孔位置精度(步驟S13)。
通過將測(cè)量結(jié)果與基準(zhǔn)位置進(jìn)行比較，在未圖示的控制裝置中算出第二電流計(jì)掃描器30的偏轉(zhuǎn)角修正值(步驟S14)。
此后，驅(qū)動(dòng)XY工作臺(tái)31，再次將修正用被加工件37移到fθ透鏡28的加工區(qū)內(nèi)，對(duì)被加工間件37實(shí)施第二電流計(jì)掃描器30偏轉(zhuǎn)角修正后的加工(步驟S15)。
加工實(shí)施后，驅(qū)動(dòng)XY工作臺(tái)31，用CCD攝像機(jī)36測(cè)量加工孔的位置精度(步驟S16)，與預(yù)定的允許值作比較(步驟S17)，在允許范圍之外時(shí)，為了讓操作者知道可能裝置有異常、或使用方法有誤，則程序結(jié)束，在未圖示的操作畫面等顯示內(nèi)容為程序未正常結(jié)束的信息。
另外，如在允許值范圍內(nèi)則第二電流計(jì)掃描器30偏轉(zhuǎn)角修正結(jié)束，轉(zhuǎn)入第一電流計(jì)掃描器29偏轉(zhuǎn)角修正。
在第一電流計(jì)掃描器29偏轉(zhuǎn)角修正過程中，第一光閘34a打開，第二光閘34b關(guān)閉(步驟S18)，利用第一電流計(jì)掃描器29、第二電流計(jì)掃描器30只掃描激光26a，在和實(shí)施第二電流計(jì)掃描器30偏轉(zhuǎn)角修正時(shí)的同一范圍內(nèi)，實(shí)施第一電流計(jì)掃描器29的偏轉(zhuǎn)角修正前的加工(步驟S19)。
例如，控制第一電流計(jì)掃描器29，使激光26a在以激光26b為中心的4mm見方的范圍中掃描，并控制第二電流計(jì)掃描器30，使激光26a在46mm見方的范圍中掃描，從而通過第一及第二電流計(jì)掃描器29、30的激光26a能在50mm見方的范圍中實(shí)施加工。
加工實(shí)施后，驅(qū)動(dòng)XY工作臺(tái)31，用CCD攝像機(jī)36測(cè)量加工孔的位置精度(步驟S20)。
通過將測(cè)量結(jié)果與基準(zhǔn)位置進(jìn)行比較，在控制裝置中算出第一電流計(jì)掃描器29的偏轉(zhuǎn)角修正值(步驟S21)。
此后，通過驅(qū)動(dòng)XY工作臺(tái)31，再度將修正用被加工件37移到fθ透鏡28的加工區(qū)內(nèi)，對(duì)被加工件37實(shí)施第一電流計(jì)掃描器29偏轉(zhuǎn)角修正后的加工(步驟S22)。
加工實(shí)施后，驅(qū)動(dòng)XY工作臺(tái)31，用CCD攝像機(jī)36測(cè)量加工孔的位置精度，在允許值之外時(shí)，和第二電流計(jì)掃描器30偏轉(zhuǎn)角修正時(shí)一樣，為了讓操作者知道有可能裝置異常、或使用方法有誤，則程序結(jié)束，在操作畫面上顯示內(nèi)容為程序未正常結(jié)束的信息。
另外，如在允許值范圍內(nèi)，則第一電流計(jì)掃描器29偏轉(zhuǎn)角修正結(jié)束。
這種電流計(jì)掃描器偏轉(zhuǎn)角自動(dòng)修正，是在滿足某些條件時(shí)，例如監(jiān)視電流計(jì)掃描器本體、或周圍的溫度，在產(chǎn)生一定的溫度變化時(shí)，或經(jīng)過一定的時(shí)間時(shí)進(jìn)行修正，通過這樣的控制，從而能始終以穩(wěn)定的位置精度實(shí)施加工。
本實(shí)施形態(tài)中，是采用將圓偏振光的激光引導(dǎo)至偏振光光束分離器的分光裝置，但是通過從實(shí)施形態(tài)未示出的激光振蕩器以相對(duì)于在偏振光光束分離器上互相正交的反射、透射的偏振光方向的45°角度產(chǎn)生直線偏振光振蕩，并將其引導(dǎo)，也能得到同樣的效果。
實(shí)施形態(tài)2另外，在偏振光光束分離器分光后，通過再次形成為圓偏振光，或以相對(duì)于反射、透射的偏振光方向的45°角度射入偏振光光束分離器，從而能反復(fù)分束，所以不僅以兩束，也能以2n束激光來實(shí)施加工。
圖6為表示追加第三偏振光裝置、用四束激光加工時(shí)的激光加工裝置實(shí)施示例的概要構(gòu)成圖。
圖6的構(gòu)成中，從未圖示的激光振蕩器引導(dǎo)出圓偏振光或直線偏振光的激光，用第三偏振光光束分離器38將激光分光，沿光路引導(dǎo)，使得透過第三偏振光光束分離器38的激光26的偏振光方向、反射后的激光39的偏振光方向分別以相對(duì)于第一偏振光光束分離器25、25A上的反射、透射的偏振光方向的45°角度射入，將激光26分光成激光26a、26b，將激光39分光成激光39a、39b。
關(guān)于第一偏振光光束分離器25、25A以后的光路采用和圖1所示的和本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)同樣的構(gòu)成，這樣能對(duì)被加工件照射四束激光進(jìn)行加工。
還有，在用第三偏振光光束分離器38分光后，至照射被加工件的光路長(zhǎng)全部形成為相同長(zhǎng)度，從而分光后的四束激光光束光點(diǎn)直徑都相同。
關(guān)于光束分離器的調(diào)整如圖7所示，首先將只打開第一及第二光閘34a、34b時(shí)的激光26(26a與26b之和)的能量同只打開第三及第四光閘34c、34d時(shí)的激光39(39a與39b之和)的能量作比較，通過使第三偏振光光束分離器38旋轉(zhuǎn)，改變激光的入射角度，來進(jìn)行調(diào)整，使得透過偏振光光束分離器38的激光26的能量等于反射后的激光39的能量(步驟S31)。
此后，將只打開第一光閘34a時(shí)的激光26a的能量與只打開第二光閘34b時(shí)的激光26b的能量作比較，使第一偏振光光束分離器25和第二偏振光光束分離器27旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行調(diào)整，使得激光26的能量等分為激光26a、26b(步驟S32)。
最后，將只打開第三光閘34c時(shí)的激光39a的能量與只打開第四光閘34d時(shí)的激光39b的能量作比較，使第一偏振光光束分離器25A和第二偏振光光束分離器27A旋轉(zhuǎn)，同樣進(jìn)行調(diào)整，使得激光39的能量等分為激光39a、39b(步驟S33)。
利用以上的調(diào)整，能更加提高引導(dǎo)至被加工件34的四束激光的能量平衡。
關(guān)于電流計(jì)掃描器偏轉(zhuǎn)角自動(dòng)修正，是通過設(shè)光閘34中的任何一個(gè)也僅是一個(gè)為開啟狀態(tài)，檢測(cè)各束激光26a、26b、39a、39b和基準(zhǔn)位置的偏差，通過這樣，修正各電流計(jì)掃描器的偏轉(zhuǎn)角。
如上所述，如采用本發(fā)明的激光加工裝置，能取得以下的效果，即能使分光后激光的質(zhì)量及能量的差異趨于均勻，提高生產(chǎn)率。又通過使分光后兩束激光的光路長(zhǎng)度相等，從而能使兩束激光的光束光點(diǎn)直徑相同。又通過使偏振光裝置的固定部分具有旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，能更加經(jīng)濟(jì)地使分光后的兩束激光能量的差異為最小。
如前所述，本發(fā)明涉及的激光加工裝置適合于對(duì)印刷電路板等被加工件進(jìn)行開孔加工。
權(quán)利要求
1.一種激光加工裝置，該裝置用第一偏振光裝置將一束激光分光成兩束激光，一束經(jīng)反射鏡，另一束由第一電流計(jì)掃描器沿兩個(gè)軸向掃描，將兩束激光引導(dǎo)入第二偏振光裝置后，用第二電流計(jì)掃描器掃描，來加工被加工件，其特征在于，這樣構(gòu)成光路，使得透過第一偏振光裝置的激光用第二偏振光裝置反射，使得用第一偏振光裝置反射的激光透過第二偏振光裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的激光加工裝置，其特征在于，兩個(gè)偏振光裝置的反射面配置成互相面對(duì)面，形成分光后各束激光的光路長(zhǎng)度分別相同的光路。
3.如權(quán)利要求1或2所述的激光加工裝置，其特征在于，偏振光裝置的固定部分具有以與包括分光后兩束激光的光軸在內(nèi)的面垂直的軸為中心的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求3所述的激光加工裝置，其特征在于，通過利用旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)來改變透過偏振光裝置的激光的透射率，從而調(diào)整所述激光的能量平衡。
5.如權(quán)利要求1所述的激光加工裝置，其特征在于，具有從分光后的激光中取出任意的激光用的激光選擇裝置。
6.如權(quán)利要求5所述的激光加工裝置，其特征在于，控制作為激光選擇裝置的設(shè)在將激光分光后的各個(gè)光路上的光閘的開閉，取出來自任意光路的激光。
7.如權(quán)利要求5或6所述的激光加工裝置，其特征在于，具有對(duì)每一條光路的激光能量平衡進(jìn)行檢測(cè)的檢測(cè)裝置，進(jìn)行調(diào)整使得由該檢測(cè)裝置檢測(cè)出的各激光的能量大致平衡。
8.如權(quán)利要求7所述的激光加工裝置，其特征在于檢測(cè)裝置用設(shè)置在放置被加工件的XY工作臺(tái)附近的功率傳感器構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求1所述的激光加工裝置，其特征在于，使得分光后的各束激光光路長(zhǎng)度在第一偏振光裝置和第二偏振光裝置之間分別相同而形成。
10.如權(quán)利要求1所述的激光加工裝置，其特征在于，第一電流計(jì)掃描器掃描的偏轉(zhuǎn)角小于第二電流計(jì)掃描器掃描的偏轉(zhuǎn)角。
11.如權(quán)利要求1所述的激光加工裝置，其特征在于，在第一偏振光裝置和第二偏振光裝置間形成的各光路中，各束激光利用相同數(shù)量的反射鏡反射。
12.如權(quán)利要求1所述的激光加工裝置，其特征在于，在激光振蕩器和第一偏振光裝置間設(shè)置第三偏振光裝置，并將利用該第三偏振光裝置分光后的兩束激光分別引導(dǎo)至多個(gè)第一偏振光裝置及第二偏振光裝置，將激光分光成2n束。
全文摘要
本發(fā)明為一種激光加工裝置，該裝置用第一偏振光裝置25將一束激光26分光成兩束激光26a、26b，一束經(jīng)反射鏡24，另一束用第一電流計(jì)掃描器29沿兩個(gè)軸向掃描，并將兩束激光26a、26b引向第二偏振光裝置27后，用第二電流計(jì)掃描器30掃描，來加工被加工件22，在這種激光加工裝置中，這樣構(gòu)成光路，使得透過第一偏振光裝置25的激光26b用第二偏振光裝置27反射，使得用第一偏振光裝置25反射的激光26a透過第二偏振光裝置27。
文檔編號(hào)B23K26/067GK1585684SQ02822600
公開日2005年2月23日 申請(qǐng)日期2002年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月15日
發(fā)明者黑巖忠, 井島健一, 小林信高 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社