激光加工装置制造方法及图纸

本发明专利技术为一种激光加工装置，该装置用第一偏振光装置２５将一束激光２６分光成两束激光２６ａ、２６ｂ，一束经反射镜２４，另一束用第一电流计扫描器２９沿两个轴向扫描，并将两束激光２６ａ、２６ｂ引向第二偏振光装置２７后，用第二电流计扫描器３０扫描，来加工被加工件２２，在这种激光加工装置中，这样构成光路，使得透过第一偏振光装置２５的激光２６ｂ用第二偏振光装置２７反射，使得用第一偏振光装置２５反射的激光２６ａ透过第二偏振光装置２７。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及以对印刷电路板等被加工件进行开孔加工为主要目的激光加工设备，意在提高其生产率。
技术介绍
图8为表示已有的通常开孔用激光加工装置的概要构成图。图中，1为印刷电路板等被加工件，2为对被加工件1例如进行辅助孔、通孔等开孔加工等用的激光，3为振荡产生激光2的激光振荡器，4为使激光2反射并沿光路引导的多个反射镜，5、6为使激光2扫描用的电流计扫描器，7为使激光2聚焦在被加工件1上用的fθ透镜、8为使被加工件1移动用的XY工作台。在通常的开孔用激光加工装置中，由激光振荡器3振荡产生的激光2，经过必要的遮光板、反射镜4，引导至电流计扫描器5、6，再控制电流计扫描器5、6的偏转角，通过fθ透镜7，使激光2聚焦在被加工件1的规定位置。还有，由于通过fθ透镜7后的电流计扫描器5、6的偏转角，例如有50mm见方等的界限，所以为了使激光2聚焦在被加工件1的规定位置，也可以通过控制XY工作台8，这样能在更大的范围内对被加工件1进行加工。这里，激光加工装置的生产率与电流计扫描器5、6的驱动速度和fθ透镜7的加工区有密切关系。为了提高电流计扫描器的驱动速度，有效的方法是将固定在电流计扫描器的转轴上的、利用偏转角控制信号所驱动的电流计反射镜的质量减小，或者例如通过改变电流计扫描器5、6和fθ透镜7的距离等，改变光学系统的设计，保持加工范围不变而减小电流计扫描器的偏转角等，但为了减轻所述电流计反射镜的质量，电流计扫描器的反射镜直径一减小，则通过遮光板时，周围部分被遮光板遮住、直径一旦变小的激光2，在通过遮光后，由于衍射作用而直径变宽，到达电流计扫描器5、6的电流计反射镜时，变得比电流计反射镜大，发生部分激光2超出电流计反射镜，不能正确地将遮光板的图像转印到被加工件1上，从而无法进行微细小孔加工。另外，关于维持加工范围不变而减小电流计扫描器偏转角的方法，虽然通过改变fθ透镜和电流计扫描器的位置关系等改变光学设计能做到，但是设计极费时间，需要改变昂贵的fθ透镜的技术规格及整个光学系统的设计，所以难以用单束激光方式、经济又简单地提高生产率。以提高所述方式的生产率为主要目的的激光加工装置，例如有特开平11-314188号公报所揭示的装置。图9为特开平11-314188号公报所示的激光加工装置的概要构成图。图中，9为被加工件、10为遮光板，11为将激光分光的半透半反镜，12为分色镜，13a为经半透半反镜反射后的激光，13b为透过半透半反镜在分色镜反射后的激光，14、15为反射镜，16为将激光13a、13b聚焦在被加工件9上用的fθ透镜，17、18为将激光13a引向加工区A1用的电流计扫描器，19、20为将激光13b引向加工区A2用的电流计扫描器，21为使被加工件各部分移向加工区A1或A2用的XY工作台。图9所示的激光加工装置将通过遮光板10的激光经半透半反镜11分光成多束激光，分光后的激光13a、13b分别引导至配置在fθ透镜16的入射侧的多个电流计扫描器系统，通过利用该多个电流计扫描器系统的扫描，能照射分区设定的加工区A1、A2。另外，分光后的的激光13a经第一电流计扫描器系统17、18，引导至fθ透镜16一半的区域。而分光后另外的激光13b经第二电流计扫描器系统19、20，引导至fθ透镜16的余下的一半区域，第一、第二电流计扫描器系统相对于fθ透镜16的中心轴对称配置，通过这样将fθ透镜16一分为二，同时利用各一半，从而提高生产率。但是，在特开平11-314188号公报揭示的装置中，因为采用下述的结构，即分别用第一电流计扫描器系统17、18和第二电流计扫描器系统19、20将经半透半反镜11分光成多束的激光进行扫描，来照射分区设定的加工区A1、A2，所以在利用半透半反镜11分光后的激光13a和13b之间，由于半透半反镜反射和透射特性的差异，容易造成加工孔的质量差异。例如，在分光后的激光13a和13b之间产生能量差时，对于被加工件9上加工出的孔容易发生孔径、孔深等的差异，故而有可能由于孔径等的误差，而不能完成要求严格的加工。这里，在激光13b的能量比13a高时，需要再在激光13b光路中追加光学衰减器等高价的光学部件，并进行调整，使激光13b的能量减小，但光学衰减器等光学部件要按照衰减一定比例的能量的规格去制造，例如在需要衰减5％能量的规格和衰减3％能量的规格的情况下，就需要制造两种光学衰减器，这样就必须准备多种规格的光学衰减器，每当进行能量差调整时，就要更换。另外，图9所示的光路构成中，还有以下的问题存在，即分光后的激光13a、13b在通过遮光板10后一直到照射被加工件9为止的光路长度不同，严格讲被加工件9上的光束的光点直径也不同。再由于将fθ透镜16进行等分，同时对分区设定的加工区A1、A2进行加工，所以在加工区A1、A2的加工孔数量差别很大时，另外在加工件的端部等加工区A1、A2中某处没有加工对象孔时，不能指望生产率会提高。
技术实现思路
本专利技术正是为解决上述问题而提出，其目的在于提供一种激光加工装置，该装置能将分光后的激光能量、质量的差异控制在最小，通过使各光路长度相同，从而使光束的光点直径也相同，另外，通过让分光后的激光照射同一区域，这样能更加经济地提高生产率。为达到这一目的，根据第一观点的激光加工装置，是用第一偏振光装置将一束激光分光成两束激光，一束经由反射镜，另一束由第一电流计扫描器沿两个轴向扫描，将两束激光引入第二偏振光装置后，用第二电流计扫描器扫描，来加工被加工件，在该激光加工装置中，这样构成光路，使得透过第一偏振光装置的激光用第二偏振光装置反射，使得用第一偏振光装置反射的激光透过第二偏振光装置。另外，将两个偏振光装置的反射面配置成相互面对面，形成分光后各激光的光路长度分别相同的光路。另外，偏振光装置的固定部分具有以与包括分光后两束激光的光轴在内的面垂直的轴为中心的旋转机构。另外，通过利用旋转机构的旋转来改变透过偏振光装置的激光的透射率，从而调整所述激光的能量平衡。具有从分光后的激光中取出任意的激光用的激光选择装置。另外，控制作为激光选择装置的设在将激光分光后的各条光路上的光闸的开闭，取出来自任意一条光路的激光。另外，具有检测每一条光路激光能量平衡的检测装置，进行调整使得由该检测装置检测出的各激光能量大致平衡。另外，检测装置用设置在放置被加工件的XY工作台附近的功率传感器构成。另外，使得分光后各束激光的光路长度在第一偏振光装置和第二偏振光装置之间分别相同而形成。另外，第一电流计扫描器扫描的偏转角比第二电流计扫描器扫描的偏转角小。另外，在第一偏振光装置及第二偏振光装置之间形成的各光路中，各束激光采用相同数量的反射镜反射。另外，在激光振荡器和第一偏振光装置间设置第三偏振光装置，利用该第三偏振光装置分光后的两束激光分别引导至多个第一偏振光装置及第二偏振光装置，将激光分光为2n束。附图说明图1为概要表示利用本专利技术实施形态的激光加工设备的光路构成图。图2为利用本专利技术实施形态的激光加工设备的光路构成内中的偏振光光束分离器产生的激光反射、透射部分的放大图及结构图。图3为表示利用本专利技术实施形态的偏振光光束分离器中的反射率及透射率与激光入射角的相互关系的示意图。图4为自动修正电流计扫描器偏转角的程序的流程图。图5为自动调本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光加工装置，该装置用第一偏振光装置将一束激光分光成两束激光，一束经反射镜，另一束由第一电流计扫描器沿两个轴向扫描，将两束激光引导入第二偏振光装置后，用第二电流计扫描器扫描，来加工被加工件，其特征在于，　　　　这样构成光路，使得透过第一偏振光装置的激光用第二偏振光装置反射，使得用第一偏振光装置反射的激光透过第二偏振光装置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：黑岩忠，井岛健一，小林信高，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]