激光加工裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種激光加工裝置，其具有光纖構(gòu)件，該光纖構(gòu)件能夠準(zhǔn)確地將從激光振蕩器振蕩出的激光光線的聚光點(diǎn)定位到光纖的芯線的入射面，并且能夠維持將激光光線的聚光點(diǎn)定位到光纖的芯線的入射面的狀態(tài)。一種具有光傳輸構(gòu)件的激光加工裝置，光傳輸構(gòu)件由對(duì)激光振蕩器振蕩出的激光光線進(jìn)行聚光的聚光透鏡、和使由聚光透鏡聚光后的激光光線射入并將其引導(dǎo)到聚光器的光纖構(gòu)件構(gòu)成，光纖構(gòu)件包括：LMA光纖，其是通過包層來覆蓋大直徑的芯線而構(gòu)成的，由聚光透鏡聚光后的激光光線射入該芯線；傳輸光纖，其由SM光纖或PM光纖構(gòu)成，是通過包層來覆蓋小直徑的芯線而構(gòu)成的；以及連接構(gòu)件，其以光軸一致的方式連接LMA光纖和傳輸光纖。
【專利說明】激光加工裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及對(duì)被加工物照射脈沖激光光線從而實(shí)施激光加工的激光加工裝置?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體器件制造過程中，通過排列為格子狀的稱為間隔道的分割預(yù)定線在為大致圓板形狀的半導(dǎo)體晶片的表面劃分出多個(gè)區(qū)域，在該劃分出的區(qū)域中形成IC (集成電路)、LSI (大規(guī)模集成電路)等器件。并且，沿著間隔道來切斷半導(dǎo)體晶片，由此分割形成有器件的區(qū)域，從而制造出一個(gè)個(gè)半導(dǎo)體芯片。另外，在藍(lán)寶石基板的表面層疊有光電二極管等受光元件或激光二極管等發(fā)光元件的光器件晶片也沿著間隔道來進(jìn)行切斷，由此分割出一個(gè)個(gè)光電二極管、激光二極管等光器件，分割出的光器件被廣泛應(yīng)用到電氣設(shè)備。
[0003]作為沿著間隔道分割上述的半導(dǎo)體晶片或光器件晶片等晶片的方法提出了這樣的方法:沿著形成于晶片的間隔道來照射激光光線，由此形成激光加工槽或在內(nèi)部形成改性層，沿著該激光加工槽或改性層來進(jìn)行斷裂。像這樣對(duì)晶片等被加工物實(shí)施激光加工的激光加工裝置具有:卡盤工作臺(tái)，其用于保持被加工物；以及激光光線照射構(gòu)件，其用于對(duì)保持在該卡盤工作臺(tái)的被加工物照射激光光線。該激光光線照射構(gòu)件由以下部分構(gòu)成:激光振蕩器，其用于振蕩出激光光線；聚光器，其對(duì)該激光振蕩器所振蕩出的激光光線進(jìn)行聚光并照射到保持在卡盤工作臺(tái)的被加工物；以及光傳輸構(gòu)件，其用于將激光振蕩器振蕩出的激光光線引導(dǎo)到聚光器。
[0004]一般地，將從上述的激光振蕩器振蕩出的激光光線引導(dǎo)到聚光器的光傳輸構(gòu)件由具有透鏡和反射鏡的光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成。但是，存在以下問題:由于設(shè)置場(chǎng)所的限制，由透鏡和反射鏡構(gòu)成的光學(xué)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上的自由度少。為了解決這樣的問題，提出了使用光纖的光傳輸構(gòu)件(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開2007-207856號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]上述的作為將激光光線引導(dǎo)到聚光器的光傳輸構(gòu)件的光纖使用了具有非常細(xì)的芯線的光纖，上述芯線具有應(yīng)該傳輸?shù)募す夤饩€的波長(zhǎng)的數(shù)倍左右的直徑。因此，將從激光振蕩器振蕩出的激光光線的聚光點(diǎn)定位到光纖的芯線的端面是困難的，并且維持將激光光線的聚光點(diǎn)定位在光纖的芯線的端面的狀態(tài)是困難的。即，為了傳輸波長(zhǎng)是Iym的激光光線，使用了具有直徑為6 μ m左右的芯線的光纖，所以將激光光線的聚光點(diǎn)定位到直徑為6μπι左右的芯線的端面是困難的。另外，存在以下問題:在將激光光線的聚光點(diǎn)定位到光纖的芯線的端面后，由于熱膨脹或應(yīng)變等使激光光線的聚光點(diǎn)從光纖的芯線的端面脫離。
[0008]本發(fā)明是鑒于上述事實(shí)而做出的發(fā)明，其主要的技術(shù)課題是提供一種具有光纖構(gòu)件的激光加工裝置，該光纖構(gòu)件能夠可靠地將從激光振蕩器振蕩出的激光光線的聚光點(diǎn)定位到光纖的芯線的入射面，并且能夠維持將激光光線的聚光點(diǎn)定位到光纖的芯線的入射面的狀態(tài)。
[0009]為了解決上述主要的技術(shù)課題，根據(jù)本發(fā)明提供了一種激光加工裝置，其特征在于，具有:卡盤工作臺(tái)，其用于保持被加工物；激光光線照射構(gòu)件，其用于對(duì)保持在上述卡盤工作臺(tái)的被加工物照射激光光線，并包括:激光振蕩器，其用于振蕩出激光光線；聚光器，其用于對(duì)上述激光振蕩器振蕩出的激光光線進(jìn)行聚光并將其照射到保持在上述卡盤工作臺(tái)的被加工物；以及光傳輸構(gòu)件，其將上述激光振蕩器振蕩出的激光光線引導(dǎo)到聚光器，上述光傳輸構(gòu)件包括:聚光透鏡，其用于對(duì)上述激光振蕩器振蕩出的激光光線進(jìn)行聚光；以及光纖構(gòu)件，由上述聚光透鏡聚光后的激光光線射入到該光纖構(gòu)件，該光纖構(gòu)件將上述激光光線引導(dǎo)到上述聚光器，上述光纖構(gòu)件包括:大模面積光纖，其是通過包層來覆蓋大直徑的芯線而構(gòu)成的，由上述激光振蕩器振蕩出并由上述聚光透鏡聚光后的激光光線射入該芯線；傳輸光纖，其由單模光纖或偏振保持光纖構(gòu)成，所述單模光纖或偏振保持光纖是通過包層來覆蓋與上述激光振蕩器振蕩出的激光光線的波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的小直徑的芯線而構(gòu)成的；以及連接構(gòu)件，其以光軸一致的方式連接上述大模面積光纖和上述傳輸光纖。
[0010]優(yōu)選的是，上述連接構(gòu)件由以下部分構(gòu)成:將上述大模面積光纖的端部和上述傳輸光纖的端部隔開間隔地連接起來的連接部件；和配設(shè)于上述連接部件內(nèi)的聚光透鏡。
[0011]或者，上述連接構(gòu)件由以下部分構(gòu)成:將上述大模面積光纖的端部和上述傳輸光纖的端部隔開間隔地連接起來的連接部件；和配設(shè)于上述連接部件內(nèi)的傾斜折射透鏡。
[0012]根據(jù)本發(fā)明，光傳輸構(gòu)件由對(duì)激光振蕩器振蕩出的激光光線進(jìn)行聚光的聚光透鏡、和使由上述聚光透鏡聚光后的激光光線射入并引導(dǎo)到聚光器的光纖構(gòu)件構(gòu)成。上述光纖構(gòu)件包括:大模面積光纖，其是通過包層來覆蓋大直徑的芯線而構(gòu)成的，由激光振蕩器振蕩出并由上述聚光透鏡聚光后的激光光線射入該芯線；傳輸光纖，其由單模光纖或偏振保持光纖構(gòu)成，所述單模光纖或偏振保持光纖是通過包層來覆蓋與激光振蕩器振蕩出的激光光線的波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的小直徑的芯線而構(gòu)成的；以及連接構(gòu)件，其以光軸一致的方式連接大模面積光纖和傳輸光纖。因此，對(duì)激光振蕩器振蕩出的激光光線進(jìn)行聚光的聚光透鏡將聚光點(diǎn)定位到芯線直徑比較大的大模面積光纖的入射面，所以能夠容易地將聚光點(diǎn)定位到芯線的入射面，并且解決了由于熱膨脹和應(yīng)變使得聚光點(diǎn)從芯線的入射面脫離的問題。
[0013]另外，由于通過連接構(gòu)件以光軸一致的方式連接構(gòu)成光纖構(gòu)件的大模面積光纖和傳輸光纖，所以從大模面積光纖的芯線的射出面射出的激光光線會(huì)準(zhǔn)確地射入到直徑比較小的傳輸光纖的芯線的入射面。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是根據(jù)本發(fā)明而構(gòu)成的激光加工裝置的立體圖。
[0015]圖2是安裝在圖1所示的激光加工裝置的脈沖激光光線照射構(gòu)件的方框結(jié)構(gòu)圖。
[0016]圖3是表示構(gòu)成圖2所示的脈沖激光光線照射構(gòu)件的光纖構(gòu)件的主要部分的剖視圖。
[0017]圖4是表示構(gòu)成圖2所示的脈沖激光光線照射構(gòu)件的光纖構(gòu)件的其他實(shí)施方式的主要部分剖視圖。
[0018]標(biāo)號(hào)說明
[0019]2:靜止基座[0020]3:卡盤工作臺(tái)機(jī)構(gòu)
[0021]31:導(dǎo)軌
[0022]36:卡盤工作臺(tái)
[0023]37:加工進(jìn)給構(gòu)件
[0024]38:第I分度進(jìn)給構(gòu)件
[0025]4:激光光線照射單元支撐機(jī)構(gòu)
[0026]41:導(dǎo)軌
[0027]42:可動(dòng)支撐基座
[0028]43:第2分度進(jìn)給構(gòu)件
[0029]5:激光光線照射單元
[0030]50:攝像構(gòu)件
[0031]6:脈沖激光光線照射構(gòu)件
[0032]62:脈沖激光光線振蕩器
[0033]63:聚光器
[0034]64:光傳輸構(gòu)件
[0035]641:聚光透鏡
[0036]7:光纖構(gòu)件
[0037]71:LMA (Large Mode Area:大模面積)光纖
[0038]72:傳輸光纖
[0039]73:連接構(gòu)件。
【具體實(shí)施方式】
[0040]以下，參照附圖對(duì)根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的激光加工裝置的優(yōu)選的實(shí)施方式詳細(xì)地進(jìn)行說明。
[0041]圖1表示根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的激光加工裝置的立體圖。圖1所示的激光加工裝置具有:靜止基座2 ;卡盤工作臺(tái)機(jī)構(gòu)3，其能夠在箭頭X所示的加工進(jìn)給方向(X軸方向)移動(dòng)地配設(shè)于該靜止基座2，用于保持被加工物；激光光線照射單元支撐機(jī)構(gòu)4，其能夠在與加工進(jìn)給方向(X軸方向)正交的箭頭Y所示的分度進(jìn)給方向(Y軸方向)移動(dòng)地配設(shè)在靜止基座2 ;以及激光光線照射單元5，其能夠在相對(duì)于后述的卡盤工作臺(tái)的保持面垂直的箭頭Z所示的聚光點(diǎn)位置調(diào)整方向(Z軸方向)移動(dòng)地配設(shè)在該激光光線照射單元支撐機(jī)構(gòu)4。
[0042]上述卡盤工作臺(tái)機(jī)構(gòu)3具有:一對(duì)導(dǎo)軌31、31，其沿著X軸方向平行地配設(shè)在靜止基座2上；第I滑動(dòng)塊32，其能夠在X軸方向移動(dòng)地配設(shè)在該導(dǎo)軌31、31上；第2滑動(dòng)塊33，其能夠在Y軸方向移動(dòng)地配設(shè)在該第I滑動(dòng)塊32上；罩臺(tái)35，其通過圓筒部件34被支撐在該第2滑動(dòng)塊33上；以及卡盤工作臺(tái)36，其為被加工物保持構(gòu)件。該卡盤工作臺(tái)36具有由多孔性材料形成的吸附卡盤361，通過未圖示的吸引構(gòu)件將作為被加工物的例如圓板狀的半導(dǎo)體晶片保持在作為被加工物保持面的吸附卡盤361上。通過配設(shè)于圓筒部件34內(nèi)的未圖示的脈沖馬達(dá)來使像這樣構(gòu)成的卡盤工作臺(tái)36旋轉(zhuǎn)。另外，在卡盤工作臺(tái)36配設(shè)有用于固定后述的環(huán)狀框架的夾緊裝置362。
[0043]上述第I滑動(dòng)塊32在其下表面設(shè)置有與上述一對(duì)導(dǎo)軌31、31配合的一對(duì)被引導(dǎo)槽321、321，并且在第I滑動(dòng)塊32的上表面設(shè)置有沿著Y軸方向平行地形成的一對(duì)導(dǎo)軌322、322。像這樣構(gòu)成的第I滑動(dòng)塊32構(gòu)成為通過使被引導(dǎo)槽321、321與一對(duì)導(dǎo)軌31、31配合，而能夠沿著一對(duì)導(dǎo)軌31、31在X軸方向移動(dòng)。卡盤工作臺(tái)機(jī)構(gòu)3具有由滾珠絲杠機(jī)構(gòu)構(gòu)成的加工進(jìn)給構(gòu)件37，上述滾珠絲杠機(jī)構(gòu)用于使第I滑動(dòng)塊32沿著一對(duì)導(dǎo)軌31、31在X軸方向移動(dòng)。加工進(jìn)給構(gòu)件37包括:與上述一對(duì)導(dǎo)軌31、31平行地配設(shè)于上述一對(duì)導(dǎo)軌31和31之間的外螺紋桿371:和用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)該外螺紋桿371的脈沖馬達(dá)372等驅(qū)動(dòng)源。外螺紋桿371其一端旋轉(zhuǎn)自如地支撐在固定于上述靜止基座2的軸承塊373，外螺紋桿371的另一端與上述脈沖馬達(dá)372的輸出軸傳動(dòng)連接。另外，外螺紋桿371與形成于未圖示的內(nèi)螺紋塊的貫通內(nèi)螺紋孔螺合，上述內(nèi)螺紋塊突出地設(shè)置于第I滑動(dòng)塊32的中央部下表面。因此，通過脈沖馬達(dá)372正轉(zhuǎn)以及反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)外螺紋桿371，由此使第I滑動(dòng)塊32沿著導(dǎo)軌31、31在X軸方向移動(dòng)。
[0044]上述第2滑動(dòng)塊33構(gòu)成為:在其下表面設(shè)置有一對(duì)被引導(dǎo)槽331、331，該一對(duì)被引導(dǎo)槽331、331與設(shè)置于上述第I滑動(dòng)塊32的上表面的一對(duì)導(dǎo)軌322、322配合，通過使該被引導(dǎo)槽331、331與一對(duì)導(dǎo)軌322、322配合，第2滑動(dòng)塊33能夠沿著一對(duì)導(dǎo)軌322、322在Y軸方向移動(dòng)?？ūP工作臺(tái)機(jī)構(gòu)3具有由滾珠絲杠機(jī)構(gòu)構(gòu)成的第I分度進(jìn)給構(gòu)件38，上述滾珠絲杠機(jī)構(gòu)用于使第2滑動(dòng)塊33沿著設(shè)置于第I滑動(dòng)塊32的一對(duì)導(dǎo)軌322、322在Y軸方向移動(dòng)。第I分度進(jìn)給構(gòu)件38包括:與上述一對(duì)導(dǎo)軌322、322平行地配設(shè)于上述一對(duì)導(dǎo)軌322和322之間的外螺紋桿381 ;和用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)該外螺紋桿381的脈沖馬達(dá)382等驅(qū)動(dòng)源。外螺紋桿381其一端旋轉(zhuǎn)自如地支撐于在上述第I滑動(dòng)塊32的上表面固定的軸承塊383，外螺紋桿381的另一端與上述脈沖馬達(dá)382的輸出軸傳動(dòng)連接。另外，外螺紋桿381與形成于未圖示的內(nèi)螺紋塊的貫通內(nèi)螺紋孔螺合，上述內(nèi)螺紋塊突出地設(shè)置于第2滑動(dòng)塊33的中央部下表面。因此，通過脈沖馬達(dá)382正轉(zhuǎn)以及反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)外螺紋桿381，由此使第2滑動(dòng)塊33沿著導(dǎo)軌322、322在Y軸方向移動(dòng)。
[0045]上述激光光線照射單元支撐機(jī)構(gòu)4具有:一對(duì)導(dǎo)軌41、41，其沿著Y軸方向平行地配設(shè)于靜止基座2上；以及可動(dòng)支撐基座42，其配設(shè)成能夠沿著該導(dǎo)軌41、41在X軸方向移動(dòng)。該可動(dòng)支撐基座42由以下部分構(gòu)成:移動(dòng)支撐部421，其能夠移動(dòng)地配設(shè)于導(dǎo)軌41、41上；以及裝配部422，其安裝于該移動(dòng)支撐部421。裝配部422在一側(cè)面平行地設(shè)置有在Z軸方向延伸的一對(duì)導(dǎo)軌423、423。激光光線照射單元支撐機(jī)構(gòu)4具有由滾珠絲杠機(jī)構(gòu)構(gòu)成的第2分度進(jìn)給構(gòu)件43，上述滾珠絲杠機(jī)構(gòu)用于使可動(dòng)支撐基座42沿著一對(duì)導(dǎo)軌41、41在Y軸方向移動(dòng)。第2分度進(jìn)給構(gòu)件43包括:與上述一對(duì)導(dǎo)軌41、41平行地配設(shè)于上述一對(duì)導(dǎo)軌41、41之間的外螺紋桿431 ;和用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)該外螺紋桿431的脈沖馬達(dá)432等驅(qū)動(dòng)源。外螺紋桿431其一端旋轉(zhuǎn)自如地支撐在固定于上述靜止基座2的未圖示的軸承塊，外螺紋桿431的另一端與上述脈沖馬達(dá)432的輸出軸傳動(dòng)連接。另外，外螺紋桿431與形成于未圖示的內(nèi)螺紋塊的內(nèi)螺紋孔螺合，上述內(nèi)螺紋塊突出地設(shè)置于構(gòu)成可動(dòng)支撐基座42的移動(dòng)支撐部421的中央部下表面。因此，通過脈沖馬達(dá)432正轉(zhuǎn)以及反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)外螺紋桿431，由此使可動(dòng)支撐基座42沿著導(dǎo)軌41、41在Y軸方向移動(dòng)。
[0046]激光光線照射單元5具有:單元支架51 ;以及脈沖激光光線照射構(gòu)件6，其安裝在該單元支架51。單元支架51設(shè)置有一對(duì)被弓I導(dǎo)槽511、511，該一對(duì)被弓I導(dǎo)槽511、511與設(shè)置于上述裝配部422的一對(duì)導(dǎo)軌423、423能夠滑動(dòng)地配合，通過使該被引導(dǎo)槽511、511與上述導(dǎo)軌423、423配合，激光光線照射單元5被支撐成能夠在箭頭Z所示的聚光點(diǎn)位置調(diào)整方向(Z軸方向)移動(dòng)。
[0047]激光光線照射單元5具有用于使單元支架51沿著一對(duì)導(dǎo)軌423、423在垂直于上述卡盤工作臺(tái)36的被加工物保持面的方向即Z軸方向移動(dòng)的聚光點(diǎn)位置調(diào)整構(gòu)件53。聚光點(diǎn)位置調(diào)整構(gòu)件53與上述加工進(jìn)給構(gòu)件37和第I分度進(jìn)給構(gòu)件38以及第2分度進(jìn)給構(gòu)件43同樣地由滾珠絲杠機(jī)構(gòu)構(gòu)成。該聚光點(diǎn)位置調(diào)整構(gòu)件53包括:配設(shè)于一對(duì)導(dǎo)軌423、423之間的外螺紋桿(未圖示)；和用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)該外螺紋桿的脈沖馬達(dá)532等驅(qū)動(dòng)源，通過脈沖馬達(dá)532正轉(zhuǎn)以及反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)未圖示的外螺紋桿，由此使單元支架51以及脈沖激光光線照射構(gòu)件6沿著導(dǎo)軌423、423在Z軸方向移動(dòng)。另外，通過正轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)脈沖馬達(dá)532使脈沖激光光線照射構(gòu)件6向上方移動(dòng)，通過反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)脈沖馬達(dá)532使脈沖激光光線照射構(gòu)件6向下方移動(dòng)。
[0048]上述脈沖激光光線照射構(gòu)件6具有固定于單元支架51且實(shí)質(zhì)上水平伸出的圓筒狀的機(jī)殼61。在該圓筒狀的機(jī)殼61的前端部配設(shè)有檢測(cè)應(yīng)該通過上述脈沖激光光線照射構(gòu)件6進(jìn)行激光加工的加工區(qū)域的攝像構(gòu)件50。該攝像構(gòu)件50由攝像元件(紅外線(XD)等構(gòu)成，并將所拍攝的圖像信號(hào)發(fā)送到未圖示的控制構(gòu)件。
[0049]脈沖激光光線照射構(gòu)件6具有:脈沖激光光線振蕩器62，其如圖2所示配設(shè)于上述機(jī)殼61內(nèi)，并振蕩出脈沖激光光線LB ;聚光器63,其配設(shè)于機(jī)殼61的末端,對(duì)由脈沖激光光線振蕩器62振蕩出的脈沖激光光線進(jìn)行聚光，并將其照射到保持在上述卡盤工作臺(tái)36的被加工物W ；以及光傳輸構(gòu)件64,其將由脈沖激光光線振蕩器62振蕩出的脈沖激光光線傳輸?shù)骄酃馄?3。該光傳輸構(gòu)件64由以下部分構(gòu)成:聚光透鏡641，其用于對(duì)脈沖激光光線振蕩器62振蕩出的激光光線進(jìn)行聚光；以及光纖構(gòu)件7，其使由該聚光透鏡641聚光后的激光光線射入并將其引導(dǎo)至上述聚光器63。
[0050]上述脈沖激光光線振蕩器62由YAG激光振蕩器或YV04激光振蕩器構(gòu)成。另外，以以下方式來設(shè)定從脈沖激光光線振蕩器62振蕩出的脈沖激光光線LB。
[0051]波長(zhǎng):1064nm
[0052]重復(fù)頻率:100kHz
[0053]平均輸出:0.2W
[0054]上述聚光器63由以下部分構(gòu)成:修正透鏡631,其將從構(gòu)成光傳輸構(gòu)件64的光纖構(gòu)件(光纖單元)7射出的脈沖激光光線修正為平行光(準(zhǔn)直光束(collimated beam));對(duì)物聚光透鏡632，其對(duì)由該修正透鏡631修正為平行光后的脈沖激光光線進(jìn)行聚光并將其照射到保持在卡盤工作臺(tái)36的被加工物W。
[0055]以以下方式來配設(shè)構(gòu)成上述光傳輸構(gòu)件64的聚光透鏡641:對(duì)脈沖激光光線振蕩器62振蕩出的脈沖激光光線LB進(jìn)行聚光，將聚光點(diǎn)定位到構(gòu)成光纖構(gòu)件7的后述的LMA光纖的芯線的一端面(入射面)。
[0056]接下來，對(duì)上述光纖構(gòu)件7進(jìn)行說明。
[0057]圖2所示的實(shí)施方式中的光纖構(gòu)件7具有:LMA (Large Mode Area,大模面積)光纖71,其是通過包層(clad)來覆蓋大直徑的芯線而構(gòu)成的，由上述聚光透鏡641聚光后的脈沖激光光線LB射入該芯線；傳輸光纖72，其由SM (Single Mode，單模)光纖或PM(Polarization Maintaining:偏振保持)光纖構(gòu)成，所述SM光纖或PM光纖是通過包層來覆蓋與脈沖激光光線振蕩器62振蕩出的脈沖激光光線LB的波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的小直徑的芯線而構(gòu)成的；以及連接構(gòu)件73，其以光軸一致的方式連接LMA光纖71與傳輸光纖72。
[0058]接下來，參照?qǐng)D3對(duì)上述LMA光纖71和傳輸光纖72以及連接構(gòu)件73進(jìn)行說明。
[0059]LMA光纖71由芯線711和覆蓋了該芯線711的包層712構(gòu)成。該LMA光纖71的芯線711的直徑(dl)設(shè)定為35 μ m，長(zhǎng)度(LI)設(shè)定為10~20cm。像這樣構(gòu)成的LMA光纖71的芯線711的入射面711a與上述聚光透鏡641對(duì)置地配設(shè)，使射出面711b露出到連接構(gòu)件73內(nèi)來進(jìn)行配設(shè)。
[0060]上述由SM (Single Mode)光纖或 PM (Polarization Maintaining:偏振保持)光纖構(gòu)成的傳輸光纖72與LMA光纖71同樣地由芯線721和覆蓋了該芯線721的包層722構(gòu)成。該傳輸光纖72的芯線721的直徑(d2)設(shè)定為6 μ m，長(zhǎng)度(LI)設(shè)定為2~3m。像這樣構(gòu)成的傳輸光纖72的芯線721的入射面721a露出到連接構(gòu)件73內(nèi)且與上述LMA光纖71的芯線711的射出面711b對(duì)置地配設(shè)。如圖2所示該傳輸光纖72的芯線721的射出面721b與構(gòu)成上述聚光器63的修正透鏡631對(duì)置地配設(shè)。
[0061]參照?qǐng)D3繼續(xù)說明，上述連接構(gòu)件73由以下部分構(gòu)成:通過適當(dāng)?shù)暮铣蓸渲纬蔀橥矤畹倪B接部件731 ;和配設(shè)于該連接部件731內(nèi)的聚光透鏡732。連接部件731由以下部分構(gòu)成--第I支撐部731a，其用于固定上述LMA光纖71的射出面711b側(cè)的端部；第2支撐部731b，其用于固定傳輸光纖72的入射面721a側(cè)的端部；以及透鏡收納部731c，其形成于第I支撐部731a和第2支撐部731b之間，透鏡收納部731c中配設(shè)有聚光透鏡732。另外，聚光透鏡732以以下方式配設(shè):對(duì)從構(gòu)成LMA光纖71的芯線711的射出面711b射出的激光光線進(jìn)行聚光，將聚光點(diǎn)定位到構(gòu)成傳輸光纖72的芯線721的入射面721a。
[0062]接下來，參照?qǐng)D4對(duì)連接構(gòu)件73的其他實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0063]由于圖4所示的實(shí)施方式中的連接構(gòu)件73與上述圖3所示的連接構(gòu)件73只是配設(shè)于連接部件731的透鏡收納部731c的透鏡不同，其他的結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)上是相同的，所以對(duì)同一部件標(biāo)注同一標(biāo)號(hào)從而省略該說明。圖4所示的實(shí)施方式中的連接構(gòu)件73在連接構(gòu)件73的連接部件731的透鏡收納部731c配設(shè)有GRIN透鏡(Gradient Index Lens:傾斜折射透鏡)733。該GRIN透鏡733對(duì)從構(gòu)成LMA光纖71的芯線711的射出面711b射出的激光光線進(jìn)行聚光，將聚光點(diǎn)定位到構(gòu)成傳輸光纖72的芯線721的入射面721a。另外，也可以通過連接部件731來固定GRIN透鏡733，但是優(yōu)選將GRIN透鏡733與LMA光纖71的射出面711b側(cè)熔接來可靠地進(jìn)行固定。
[0064]以以上方式構(gòu)成脈沖激光光線照射單元6，以下對(duì)其作用進(jìn)行說明。
[0065]從脈沖激光光線振蕩器62振蕩出的脈沖激光光線LB,在聚光透鏡641進(jìn)行聚光并射入到LMA光纖71的芯線711的入射面711a。此時(shí)，由于對(duì)脈沖激光光線振蕩器62振蕩出的脈沖激光光線LB進(jìn)行聚光的聚光透鏡641將聚光點(diǎn)定位到芯線711的直徑(dl)為35 μ m的比較大的LMA光纖71的入射面711a，所以能夠容易地將聚光點(diǎn)定位到芯線711的入射面711a，并且解決了由于熱膨脹和應(yīng)變使聚光點(diǎn)從芯線711的入射面711a脫離的問題。
[0066]如上所述， 射入到LMA光纖71的芯線711的入射面711a的脈沖激光光線LB從芯線711的射出面711b射出到形成于連接構(gòu)件73的連接部件731的透鏡收納部731c。從LMA光纖71的芯線711的射出面711b射出的脈沖激光光線LB通過聚光透鏡732進(jìn)行聚光并射入到構(gòu)成傳輸光纖72的芯線721的入射面721a。此時(shí)，由于為這樣的結(jié)構(gòu):通過連接構(gòu)件73以光軸一致的方式連接LMA光纖71和傳輸光纖72，并且將由聚光透鏡732聚光的激光光線的聚光點(diǎn)定位到構(gòu)成傳輸光纖72的芯線721的入射面721a，所以即使是芯線721的直徑(d2)為6μπι的直徑比較小的傳輸光纖72，從LMA光纖71的芯線711的射出面711b射出的脈沖激光光線LB也能夠準(zhǔn)確地將聚光點(diǎn)定位到芯線721的入射面721a來進(jìn)行入射。
[0067]像這樣，射入到傳輸光纖72的芯線721的入射面721a的脈沖激光光線LB通過傳輸光纖72的芯線721來傳輸，并從射出面721b朝向構(gòu)成聚光器63的修正透鏡631射出。從傳輸光纖72的芯線721的射出面721b射出的脈沖激光光線LB在由修正透鏡631修正為平行光后，在對(duì)物聚光透鏡632進(jìn)行聚光，并照射到保持在卡盤工作臺(tái)36的被加工物W。
【權(quán)利要求】
1.一種激光加工裝置，其特征在于，具有: 卡盤工作臺(tái)，其用于保持被加工物； 激光光線照射構(gòu)件，其用于對(duì)保持在上述卡盤工作臺(tái)的被加工物照射激光光線，并包括:激光振蕩器，其用于振蕩出激光光線；聚光器，其用于對(duì)上述激光振蕩器振蕩出的激光光線進(jìn)行聚光并將其照射到保持在上述卡盤工作臺(tái)的被加工物；以及光傳輸構(gòu)件，其將上述激光振蕩器振蕩出的激光光線引導(dǎo)到聚光器， 上述光傳輸構(gòu)件包括:聚光透鏡，其用于對(duì)上述激光振蕩器振蕩出的激光光線進(jìn)行聚光；以及光纖構(gòu)件，由上述聚光透鏡聚光后的激光光線射入到該光纖構(gòu)件，該光纖構(gòu)件將上述激光光線引導(dǎo)到上述聚光器， 上述光纖構(gòu)件包括: 大模面積光纖，其是通過包層來覆蓋大直徑的芯線而構(gòu)成的，由上述激光振蕩器振蕩出并由上述聚光透鏡聚光后的激光光線射入該芯線； 傳輸光纖，其由單模光纖或偏振保持光纖構(gòu)成，所述單模光纖或偏振保持光纖是通過包層來覆蓋與上述激光振蕩器振蕩出的激光光線的波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的小直徑的芯線而構(gòu)成的；以及 連接構(gòu)件，其以光軸一致的方式連接上述大模面積光纖和上述傳輸光纖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光加工裝置，其特征在于， 上述連接構(gòu)件由以下部分構(gòu)成:將上述大模面積光纖的端部和上述傳輸光纖的端部隔開間隔地連接起來的連接部件；和配設(shè)于上述連接部件內(nèi)的聚光透鏡。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光加工裝置，其特征在于， 上述連接構(gòu)件由以下部分構(gòu)成:將上述大模面積光纖的端部和上述傳輸光纖的端部隔開間隔地連接起來的連接部件；和配設(shè)于上述連接部件內(nèi)的傾斜折射透鏡。
【文檔編號(hào)】B23K26/064GK103567629SQ201310303183
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月31日
【發(fā)明者】能丸圭司 申請(qǐng)人:株式會(huì)社迪思科