激光加工装置的制作方法



1.本发明涉及一种激光加工装置。


背景技术:



2.在专利文献1,记载有一激光加工装置,其具备有:保持工件的保持机构;及对保持于保持机构的工件照射激光的激光照射机构。在专利文献1所记载的激光加工装置,具有聚光镜的激光照射机构是对基台固定,沿着与聚光透镜的光轴垂直的方向的工件的移动,是通过保持机构实施。现有技术文献专利文献
3.专利文献1:日本专利第5456510号公报


技术实现要素:



发明想要解决的问题
4.此外,在上述这样的激光加工装置,期望可使加工速度提升。因此,考虑增大通过保持机构的工件的移动速度。但,在通过保持机构的工件的移动速度的增大上存有界限。相对于此,例如考虑与进行通过保持机构的工件的移动,也朝相反方向使激光照射机构移动,由此,使激光的聚光点对工件的移动速度提升。但,如上述那样,在专利文献1所记载的激光加工装置,由于激光照射机构对基台固定,故,不易使激光照射机构移动。因此,在专利文献1所记载的激光加工装置,更不易提升加工速度。
5.因此,本发明的目的在于提供可使加工速度提升的激光加工装置。解决问题的技术手段
6.本发明的激光加工装置,用于通过对设定有沿着第1方向延伸并且沿着与第1方向交叉的第2方向排列的多条线的对象物,沿着线照射激光,使得在对象物沿着线形成改质区域的激光加工装置,其特征为具备:支撑部,其用于支撑对象物;第1激光加工头,其用于对支撑于支撑部的对象物照射上述激光;照相机,其用于对支撑于支撑部的对象物进行拍摄;第1移动机构,其用于使支撑部沿着第1方向移动;第2移动机构,其至少使第1激光加工头沿着第1方向及第2方向移动;控制部,其在从第1激光加工头输出激光的状态下,通过控制第1移动机构及第2移动机构,沿着第1方向使支撑部与第1激光加工头互相朝相反方向移动,实施沿着线对对象物照射上述激光的照射处理,第2移动机构包含:第1移动部,其沿着第1方向延伸并且安装有第1激光加工头,用于使第1激光加工头沿着第1方向移动;及第2移动机构包含:第2移动部,其沿着第2方向延伸并且安装有第1移动部,用于使第1移动部沿着第2方向移动;及照相机经由与第1移动部不同的构件,安装于第2移动部。
7.在此激光加工装置,用于支撑对象物的支撑部是通过第1移动机构至少可朝第1方向移动,且用于对支撑于支撑部的对象物照射激光的第1激光加工头是通过第2移动机构可朝第1方向及第2方向移动。第1方向为设定有被设定在对象物的加工预定的线的延伸方向
的方向,第2方向为设定于该线的排列方向的方向。由此,在此激光加工装置,通过控制部的控制,可实施一边沿着第1方向使支撑部与第1激光加工头互相朝相反方向移动,一边沿着该线朝对象物照射激光的照射处理。因此,当进行激光的照射时,比起仅使对象物侧移动的情况,可使加工速度提升。
8.特别是在此激光加工装置,用于对对象物进行拍摄的照相机是经由与负责第1激光加工头的第1方向的移动的第1移动部不同的其他构件,安装于第2移动部。因此,当进行照射处理时,不会追随照相机,可仅使第1激光加工头(及支撑部)沿着第1方向移动。因此,可使第1激光加工头沿着第1方向的移动速度进一步提升,能够使加工速度可靠地提升。
9.再者,在此激光加工装置,如上述那样,通过在进行照射处理时,使支撑部与第1激光加工头互相朝相反方向移动,可使激光的聚光点对对象物的移动速度提升。换言之,聚光点的目标的移动速度被支撑部及第1激光加工头各自分担。因此,比起使支撑部及第1激光加工头中的一方移动的情况,可抑制各自的移动速度。其结果,能够削减支撑部及第1激光加工头的加减速的时间及距离。
10.再者,若根据激光加工装置,可削减关于第1方向的轨迹。即,当进行照射处理时,仅使支撑部移动的情况,支撑部的移动距离至少形成为支撑于支撑部的对象物的线的长度以上。另外,如上述那样,当进行照射处理时,使支撑部及第1激光加工头互相朝相反方向移动的情况,支撑部的移动距离可减少成直到该线的长度减去支撑部的移动距离的距离为止。换言之,在此情况,支撑部的移动距离与第1激光加工头的移动距离的总和形成为该线的长度以上即可。因此,若根据激光加工装置,关于第1方向,可谋求轨迹的削减。
11.在本发明的激光加工装置,也可为第2移动机构包含在第1方向上互相相对而配置的一对第2移动部,第1移动部架设支撑于一对第2移动部。在此情况,可可靠地支撑第1激光加工头。
12.在此,激光加工头的重量,一般是较支撑部的重量轻。因此,考虑当使聚光点以目标的移动速度移动时,会使第1激光加工头较支撑部更快速地移动(即,使第1激光加工头的速度的负担相对地增大)。
13.相对于此,在本发明的激光加工装置,也可为在第1激光加工头,连接有用于导入自光源输出的激光的光纤,控制部在照射处理中,使沿着第1方向的第1激光加工头的速度成为较沿着第1方向的支撑部的速度小。如此,在对第1激光加工头,连接有用于从光源导入激光的光纤的情况,不论第1激光加工头与支撑部的重量的关系如何,通过使第1激光加工头相对地变慢(即,使第1激光加工头的速度的负担相对地缩小),可谋求保护光纤。
14.在本发明的激光加工装置,也可为第2移动机构包含作为上述不同的构件的第3移动部,该第3移动部是沿着第1方向延伸并且安装有照相机,用于使照相机沿着第1方向移动。在此情况,照相机可朝第1方向及第2方向移动。
15.在本发明的激光加工装置,也可为还具备第2激光加工头,其用于对支撑于支撑部的对象物照射激光,第2移动机构包含:第4移动部,其沿着第1方向延伸并且安装有第2激光加工头,用于使第2激光加工头沿着第1方向移动,第2移动部,安装有第4移动部,具有用于使第4移动部沿着第2方向移动的功能,控制部在照射处理中,以在至少一部分的时间重复的方式实施第1处理和第2处理,该第1处理是对多条线中的一条线,照射来自于第1激光加
工头的激光,该第2处理是对多条线中的其他的线,照射来自于第2激光加工头的激光,在第1处理中,控制部控制第1移动机构及第2移动机构,沿着第1方向使支撑部与第1激光加工头互相朝相反方向移动,在第2处理中,控制部控制第1移动机构及第2移动机构,沿着第1方向使支撑部与第2激光加工头互相朝相反方向移动。在此情况,通过使第1激光加工头与第2激光加工头在至少一部分的时间进行协调作用,可使产出量提升。发明的效果
16.根据本发明,能够提供可使加工速度提升的激光加工装置。
附图说明
17.图1是一实施方式的激光加工装置的俯视图。图2是图1中所示的激光加工装置的一部分的侧视图。图3是图1中所示的激光加工装置的激光加工头的正视图。图4是图3中所示的激光加工头的侧视图。图5是图3中所示的激光加工头的光学系统的构成图。图6是变形例的激光加工头的光学系统的构成图。图7是变形例的激光加工头的光学系统的构成图。图8是示出激光加工装置的动作的示意俯视图。图9是示出激光加工装置的动作的示意俯视图。图10是示出激光加工装置的动作的示意俯视图。图11是示出变形例的激光加工装置的示意俯视图。图12是示出变形例的激光加工装置的示意俯视图。图13是示出变形例的激光加工装置的示意俯视图。
具体实施方式
18.以下,参照附图,详细地说明关于本发明的实施方式。再者,在各图中,会有对相同或相当的部分赋予相同的符号,并省略重复的说明的情况。再者,在各图中,有显示通过x轴、y轴及z轴所规定的正交坐标系的情况。x方向是第1方向的一例,为第1水平方向。y方向是与第1方向交叉的第2方向的一例,为第2水平方向。z方向是与第1方向及第2方向交叉的第3方向的一例,为垂直方向。[激光加工装置的结构]
[0019]
如图1及图2所示,激光加工装置1具备:移动机构5(第1移动机构)、移动机构6(第2移动机构)、支撑部7、光源单元8、控制部9、激光加工头10a(第1激光加工头)、激光加工头10b(第2激光加工头)、及照相机单元10c。
[0020]
移动机构5具有固定部51、移动部53及安装部55。固定部51安装于装置框架1a。移动部53安装于设在固定部51的轨道,可沿着y方向移动。安装部55安装于设在移动部53的轨道,可沿着x方向移动。支撑部7安装于设在安装部55的旋转轴,能以与z方向平行的轴线作为中心而进行旋转。即,移动机构5具有使支撑部7沿着x方向及y方向移动的功能、及绕着沿着z方向的轴旋转的功能。
[0021]
移动机构6具有:y轴移动部(第2移动部)61;x轴移动部(第1移动部)62a;x轴移动
部(第4移动部)62b;x轴移动部(第3移动部)62c;z轴移动部63、64、68;及安装部65、66、67a、67b、67c、69。一对y轴移动部61在x方向上互相相对配置,沿着y方向(在此,大致平行地)延伸。x轴移动部62a沿着x方向延伸,在x方向的两端,经由安装部67a安装于设在y轴移动部61的轨道。即,x轴移动部62a架设支撑于一对y轴移动部61。从而,x轴移动部62a可通过y轴移动部61,沿着y方向移动。即,y轴移动部61具有使x轴移动部62a朝y方向移动的功能。
[0022]
z轴移动部63沿着z方向延伸,安装于设在x轴移动部62a的轨道。从而,z轴移动部63可通过x轴移动部62a,沿着x方向移动。在z轴移动部63,经由安装部65安装有激光加工头10a。因此,x轴移动部62a具有使整个z轴移动部63与激光加工头10a一同沿着x方向移动的功能。激光加工头10a经由安装部65,安装于设在z轴移动部63的轨道。从而,激光加工头10a通过z轴移动部63,可沿着z方向移动。即,z轴移动部63具有使激光加工头10a沿着z方向移动的功能。如此,移动机构6将激光加工头10a保持成可沿着x方向、y方向、及z方向三维地移动。
[0023]
x轴移动部62b沿着x方向延伸,在x方向的两端,经由安装部67b安装于设在y轴移动部61的轨道。即,x轴移动部62b架设支撑于一对y轴移动部61。从而,x轴移动部62b可通过y轴移动部61,沿着y方向移动。即,y轴移动部61具有使x轴移动部62b朝y方向移动的功能。
[0024]
z轴移动部64沿着z方向延伸,安装于设在x轴移动部62b的轨道。从而,z轴移动部64可通过x轴移动部62b,沿着x方向移动。在z轴移动部64,经由安装部66安装有激光加工头10b。因此,x轴移动部62b具有使整个z轴移动部64与激光加工头10b一同沿着x方向移动的功能。激光加工头10b经由安装部66,安装于设在z轴移动部64的轨道。从而,激光加工头10b通过z轴移动部64,可沿着z方向移动。即,z轴移动部64具有使激光加工头10a沿着z方向移动的功能。如此,移动机构6将激光加工头10b保持成可沿着x方向、y方向、及z方向三维地移动。
[0025]
x轴移动部62c沿着x方向延伸,在x方向的两端,经由安装部67c安装于设在y轴移动部61的轨道。即,x轴移动部62c架设支撑于一对y轴移动部61。由此,x轴移动部62c可通过y轴移动部61,沿着y方向移动。即,y轴移动部61具有使x轴移动部62c朝y方向移动的功能。
[0026]
z轴移动部68沿着z方向延伸,安装于设在x轴移动部62c的轨道。由此,z轴移动部68可通过x轴移动部62c,沿着x方向移动。在z轴移动部68,经由安装部69安装有照相机单元10c。因此,x轴移动部62c具有使整个z轴移动部68与照相机单元10c一同沿着x方向移动的功能。照相机单元10c经由安装部69,安装于设在z轴移动部68的轨道。由此,照相机单元10c通过z轴移动部68,可沿着z方向移动。即,z轴移动部68具有使照相机单元10c沿着z方向移动的功能。如此,移动机构6将照相机单元10c保持成可沿着x方向、y方向、及z方向三维地移动。
[0027]
在此,x轴移动部62a、x轴移动部62b、及x轴移动部62c沿着y方向依次排列。因此,当从z方向观察时,激光加工头10a、激光加工头10b、及照相机单元10c也是沿着y方向依次排列。因此,在激光加工装置1,照相机单元10c不会介于中间,针对y方向,移动成使激光加工头10a与激光加工头10b互相接近。
[0028]
支撑部7如上述那样,安装于设在移动机构5的安装部55的旋转轴,能以与z方向平行的轴线作为中心线而进行旋转。即,支撑部7可分别沿着x方向及y方向移动,能以与z方向平行的轴线作为中心线而进行旋转。支撑部7用于沿着x方向及y方向,支撑对象物100。对象
物100,例如为晶圆。
[0029]
激光加工头10a在z方向上与支撑部7互相相对的状态下,对支撑于支撑部7的对象物100照射激光l1。激光加工头10b在z方向上与支撑部7互相相对的状态下,对支撑于支撑部7的对象物100照射激光l2。
[0030]
照相机单元10c包含一对照相机ac。一对照相机ac具有互相不同的倍率,在z方向上与支撑部7互相相对的状态下,对支撑于支撑部7的对象物100进行拍摄。照相机ac例如可使用透过对象物100的光,对对象物100的装置图案、改质区域及从改质区域延伸的龟裂的形成状态等进行拍摄。从而,通过照相机ac所获得的图像例如被提供于激光l1、l2对对象物100的照射位置的对准、激光l1、l2的照射条件的调整等。
[0031]
光源单元8具有1对光源81、82。光源81输出激光l1。激光l1自光源81的出射部81a出射,通过光纤2导引至激光加工头10a。即,在激光加工头10a,连接有用于导入自光源81输出的激光l1的光纤2。光源82输出激光l2。激光l2自光源82的出射部82a出射,通过其他光纤2导引至激光加工头10b。即,在激光加工头10b,连接有用于导入自光源82输出的激光l2的光纤2。
[0032]
控制部9用于控制激光加工装置1的各部(多个移动机构5、6、激光加工头10a、10b、照相机单元10c及光源单元8等)。控制部9作为包含处理器、内存、储存器及通信装置等的计算机装置构成。在控制部9,加载于内存等的软件(程序)是通过处理器执行,内存及储存器的数据的读取及写入以及通过通信装置的通信是通过处理器控制。由此,控制部9能够达到各种功能。
[0033]
说明关于通过如以上所构成的激光加工装置1进行加工的一例。该加工的一例,是为了将作为晶圆的对象物100裁切成多个芯片,分别沿着设定成格子状的多条线,在对象物100的内部形成改质区域的例子。
[0034]
首先,移动机构5使支撑部7分别沿着x方向及y方向移动,使支撑对象物100的支撑部7在z方向上与1对激光加工头10a、10b互相相对。接着,移动机构5以与z方向平行的轴线作为中心线而使支撑部7旋转,使在对象物100上朝一方向延伸存在的多条线沿着x方向。从而,在对象物100,设定有沿着x方向延伸并且沿着y方向排列的多条线(如图1所示的线c)。
[0035]
然后,移动机构6使激光加工头10a沿着y方向移动,使激光l1的聚光点位于朝一方向延伸存在的一条线上。另外,为了使激光l2的聚光点位于朝一方向延伸存在的其他线上,移动机构6使激光加工头10b沿着y方向移动。然后,移动机构6使激光加工头10a沿着z方向移动,使激光l1的聚光点位于对象物100的内部。另外,移动机构6使激光加工头10b沿着z方向移动,使激光l2的聚光点位于对象物100的内部。
[0036]
接着,光源81输出激光l1而激光加工头10a对对象物100照射激光l1,并且光源82输出激光l2而激光加工头10b对对象物100照射激光l2。与此同时,移动机构5使支撑部7沿着x方向移动并且移动机构6使激光加工头10a、10b沿着x方向朝支撑部7的相反方向移动,使激光l1的聚光点沿着朝一方向延伸存在的一条线相对地移动(激光l1被扫描),且,使激光l2的聚光点沿着朝一方向延伸存在的其他线相对地移动(激光l2被扫描)。如此,激光加工装置1在对象物100内,分别沿着朝一方向延伸存在的多条线,在对象物100的至少内部形成改质区域。
[0037]
接着,移动机构5以与z方向平行的轴线作为中心线而使支撑部7旋转,使在对象物
100上朝与一方向正交的另一方向延伸存在的多条线沿着x方向。从而,在对象物100,设定有沿着x方向延伸并且沿着y方向排列的多个其他线(如图1所示的线c)。
[0038]
然后,移动机构6使激光加工头10a沿着y方向移动,使激光l1的聚光点位于朝另一方向延伸存在的一条线上。另外,为了使激光l2的聚光点位于朝另一方向延伸存在的其他线上,移动机构6使激光加工头10b沿着y方向移动。然后,移动机构6使激光加工头10a沿着z方向移动,使激光l1的聚光点位于对象物100的内部。另外,移动机构6使激光加工头10b沿着z方向移动,使激光l2的聚光点位于对象物100的内部。
[0039]
接着,光源81输出激光l1而激光加工头10a对对象物100照射激光l1,并且光源82输出激光l2而激光加工头10b对对象物100照射激光l2。与此同时,移动机构5使支撑部7沿着x方向移动并且移动机构6使激光加工头10a、10b沿着x方向朝支撑部7的相反方向移动,使激光l1的聚光点沿着朝另一方向延伸存在的一条线相对地移动(激光l1被扫描),且,使激光l2的聚光点沿着朝另一方向延伸存在的其他线相对地移动(激光l2被扫描)。如此,激光加工装置1在对象物100内,分别沿着朝与一方向正交的另一方向延伸存在的多条线,在对象物100的至少内部形成改质区域。
[0040]
再者,在上述加工的一例,光源81通过例如脉冲振荡方式,对对象物100,输出具有透射性的激光l1,光源82通过例如脉冲振荡方式,对对象物100,输出具有透射性的激光l2。若这样的激光聚光于对象物100的内部的话,则在与激光的聚光点对应的部分,特别是激光被吸收,在对象物100的内部形成改质区域。改质区域密度、折射率、机械性强度、其他的物理特性等形成为与周围的非改质区域不同的区域。作为改质区域,具有例如熔融处理区域、龟裂区域、绝缘破坏区域、折射率变化区域等。
[0041]
通过脉冲振荡方式所输出的激光照射至对象物100,沿着设定于对象物100的线,使激光的聚光点相对地移动的话,则多个改质点形成为沿着线排列成1列。1个改质点通过1脉冲的激光的照射所形成。1列的改质区域为排列成1列的多个改质点的集合。相邻的改质点通过激光的聚光点对对象物100的相对的移动速度及激光的反复频率,即使在相连的情况或分离的情况皆存在。[激光加工头的结构]
[0042]
接着,具体地说明关于激光加工头的结构。如图3及图4所示,激光加工头10a具备框体11、入射部12、激光调整部13及聚光部14。框体11具有第1壁部21及第2壁部22、第3壁部23及第4壁部24、以及第5壁部25及第6壁部26。第1壁部21及第2壁部22在x方向上互相相对。第3壁部23及第4壁部24在y方向上互相相对。第5壁部25及第6壁部26在z方向上互相相对。
[0043]
第3壁部23与第4壁部24的距离较第1壁部21与第2壁部22的距离小。第1壁部21与第2壁部22的距离较第5壁部25与第6壁部26的距离小。再者,第1壁部21与第2壁部22的距离,可与第5壁部25与第6壁部26的距离相等,或者,也可较第5壁部25与第6壁部26的距离大。
[0044]
在激光加工头10a,第1壁部21位于移动机构6的y轴移动部61侧的相反侧,第2壁部22位于y轴移动部61侧。第3壁部23位于移动机构6的安装部65侧,第4壁部24为在安装部65的相反侧即激光加工头10b侧(参照图2)。即,第4壁部24为与激光加工头10b的框体(第2框体)沿着y方向互相相对的相对壁部。第5壁部25位于支撑部7的相反侧,第6壁部26位于支撑部7侧。
[0045]
框体11在第3壁部23配置于移动机构6的安装部65侧的状态下,框体11安装于安装部65。具体而言,如以下所述。安装部65具有座板65a和安装板65b。座板65a安装于设在z轴移动部63的轨道(参照图2)。安装板65b立设于座板65a的激光加工头10b侧的端部(参照图2)。框体11在第3壁部23接触于安装板65b的状态下,经由台座27,将螺栓28螺合于安装板65b,从而安装于安装部65。台座27分别设在第1壁部21及第2壁部22。框体11对安装部65可进行装卸。
[0046]
入射部12安装于第5壁部25上。入射部12对框体11内入射激光l1。入射部12在x方向上朝第1壁部21侧偏移,在y方向上朝第4壁部24侧偏移。也就是x方向的入射部12与第1壁部21的距离,较x方向上的入射部12与第2壁部22的距离小,y方向上的入射部12与第4壁部24的距离,较x方向上的入射部12与第3壁部23的距离小。
[0047]
入射部12连接有光纤2的出射端部2a。具体而言,入射部12为包含形成于第5壁部25的孔25a的部分。在第5壁部25,设有安装部25b。在安装部25b,通过螺栓等安装有出射端部2a的本体部分2b。在此状态下,出射端部2a的前端部分2c插通于孔25a。从而,光纤2的出射端部2a可对入射部12进行装卸。在第5壁部25与本体部分2b之间,配置有盖25c。盖25c覆盖形成于孔25a与前端部分2c之间的间隙。作为一例,在出射端部2a,抑制返回光的隔离器是配置于本体部分2b内,将激光l1进行准直的准直透镜是配置于前端部分2c内。再者,入射部12也可为可与光纤2的出射端部2a连接的连接器。
[0048]
激光调整部13配置在框体11内。激光调整部13用于调整自入射部12入射的激光l1。激光调整部13在框体11内,对分隔壁部29配置于第4壁部24侧。激光调整部13安装于分隔壁部29。分隔壁部29设在框体11内,将框体11内的区域分隔成第3壁部23侧的区域与第4壁部24侧的区域。分隔壁部29构成作为框体11的一部分。激光调整部13所具有的各结构在第4壁部24侧,安装于分隔壁部29。分隔壁部29作为支撑激光调整部13所具有的各结构的光学基座发挥功能。
[0049]
聚光部14安装于第6壁部26上。具体而言,聚光部14在插通于形成在第6壁部26的孔26a的状态下,配置于第6壁部26。聚光部14一边将通过激光调整部13所调整的激光l1聚光一边朝框体11外出射。聚光部14在x方向上朝第2壁部22侧偏移,在y方向上朝第4壁部24侧偏移。也就是x方向上的聚光部14与第2壁部22的距离,较x方向上的聚光部14与第1壁部21的距离小,y方向上的聚光部14与第4壁部24的距离,较x方向上的聚光部14与第3壁部23的距离小。
[0050]
如图5所示,激光调整部13具有反射部(第1反射部)31、衰减器32、及光轴调整部33。反射部31、衰减器32及光轴调整部33配置于沿着x方向延伸存在的第1直线a1上。反射部31在z方向上,与入射部12互相相对。即,反射部31在z方向上,与光纤2的出射端部2a互相相对。反射部31用于将自入射部12入射的激光l1朝第2壁部22侧反射。反射部31为例如反射镜或棱镜。衰减器32用于调整被反射部31反射的激光l1的输出。光轴调整部33将通过衰减器32调整输出后的激光l1朝第6壁部26侧反射。
[0051]
光轴调整部33为用于调整自入射部12入射的激光l1的光轴的部分。在本实施方式,光轴调整部33具有第1转向镜331、反射构件332、及第2转向镜333。
[0052]
第1转向镜331配置于第1直线a1上。第1转向镜331通过反射镜331a及基座331b所构成。反射镜331a安装于基座331b。基座331b安装于分隔壁部29。基座331b以可调整反射镜
331a的方向的方式,保持反射镜331a。第1转向镜331将通过衰减器32调整输出后的激光l1朝第6壁部26侧反射。
[0053]
反射构件332将被第1转向镜331反射的激光l1朝第2壁部22侧反射。反射构件332为例如反射镜或棱镜。
[0054]
第2转向镜333配置于第2直线a2上。第2转向镜333通过反射镜333a及基座333b所构成。反射镜333a安装于基座333b。基座333b安装于分隔壁部29。基座333b以可调整反射镜333a的方向的方式,保持反射镜333a。第2转向镜333将被反射构件332反射的激光l1朝第6壁部26侧反射。
[0055]
作为一例,对于各基座331b、333b,经由形成于第2壁部22的具有盖子的开口(未图示)的工具可进行连结。从而,通过一边观察以后述的观察部17所取得的图像等一边操作工具,可调整各反射镜331a、333a的方向,使入射到聚光部14的激光l1的光轴与聚光部14的光轴一致。
[0056]
激光调整部13还具有扩束器34、及反射部(第2反射部)35。光轴调整部33、扩束器34及反射部35配置于沿着z方向延伸存在的第2直线a2上。扩束器34将被光轴调整部33反射的激光l1的直径扩大。反射部35用于将以扩束器34扩大了直径的激光l1朝第1壁部21侧且第5壁部25侧反射。反射部35为例如反射镜或棱镜。
[0057]
激光调整部13还具有反射型空间光调制器36、和成像光学系统37。反射型空间光调制器36、成像光学系统37、以及聚光部14配置于沿着z方向延伸存在的第3直线a3上。反射型空间光调制器36一边将被反射部35反射的激光l1进行调制一边朝第6壁部26侧反射。反射型空间光调制器36是例如反射型液晶(lcos:liquid crystal on silicon)的空间光调制器(slm:spatial light modulator)。成像光学系统37构成反射型空间光调制器36的反射面36a与聚光部14的入瞳面14a处于成像关系的双边远心光学系统。成像光学系统37通过3个以上的透镜所构成。
[0058]
第1直线a1、第2直线a2及第3直线a3位于与y方向垂直的平面上。第2直线a2对于第3直线a3,位于第2壁部22侧。在激光加工头10a,沿着z方向从入射部12入射至框体11内的激光l1在反射部31被反射,在第1直线a1上行进。在第1直线a1上行进的激光l1在光轴调整部33被反射,使得在第2直线a2上行进。在第2直线a2上行进的激光l1在反射部35及反射型空间光调制器36依次被反射,使得在第3直线a3上行进。在第3直线a3上行进的激光l1沿着z方向,从聚光部14朝框体11外出射。
[0059]
激光加工头10a还具备分光镜15、测定部16、观察部17、驱动部18及电路部19。
[0060]
分光镜15在第3直线a3上,配置于成像光学系统37与聚光部14之间。即,分光镜15在框体11内,配置于激光调整部13与聚光部14之间。分光镜15在第4壁部24侧,安装于分隔壁部29。分光镜15使激光l1透过。分光镜15在抑制散光的观点,可为例如立方体形,也可为配置成具有扭曲的关系的2片板型。
[0061]
测定部16在框体11内,对第3直线a3,配置于第1壁部21侧。也就是测定部16在x方向,对聚光部14,配置于第1壁部21侧。测定部16在第4壁部24侧,安装于分隔壁部29。测定部16输出用于测定对象物100的表面(例如激光l1入射的侧的表面)与聚光部14的距离的测定光l10,经由聚光部14,检测被对象物100的表面所反射的测定光l10。也就是从测定部16所输出的测定光l10是经由聚光部14照射至对象物100的表面,被对象物100的表面所反射的
测定光l10是经由聚光部14,以测定部16进行检测。
[0062]
更具体而言,从测定部16输出的测定光l10在第4壁部24侧,被安装于分隔壁部29的光束分离器20及分光镜15依次反射,再从聚光部14出射至框体11外。被对象物100的表面反射的测定光l10,从聚光部14入射到框体11内,再以分光镜15及光束分离器20依次反射,然后入射到测定部16而再以测定部16进行检测。
[0063]
观察部17在框体11内,对第3直线a3,配置于第1壁部21侧。也就是观察部17在x方向,对聚光部14,配置于第1壁部21侧。观察部17在第4壁部24侧,安装于分隔壁部29。观察部17输出用于观察对象物100的表面(例如激光l1入射的侧的表面)的观察光l20,经由聚光部14,检测被对象物100的表面所反射的测定光l20。也就是从观察部17所输出的观察光l20,经由聚光部14而照射至对象物100的表面,被对象物100的表面反射的观察光l20经由聚光部14,以观察部17进行检测。
[0064]
更具体而言,从观察部17输出的观察光l20透过光束分离器20而被分光镜15反射,再从聚光部14出射至框体11外。被对象物100的表面反射的观察光l20,从聚光部14入射到框体11内,再以分光镜15反射,然后透过光束分离器20入射观察部17而再以观察部17进行检测。再者,激光l1、测定光l10及观察光l20各自的波长互相不同(至少各自的中心波长互相偏移)。
[0065]
驱动部18在第4壁部24侧,安装于分隔壁部29。驱动部18通过例如压电元件的驱动力,使配置于第6壁部26的聚光部14沿着z方向移动。
[0066]
电路部19在框体11内,对分隔壁部29配置于第3壁部23侧。也就是电路部19在框体11内,对激光调整部13、测定部16及观察部17配置于第3壁部23侧。电路部19从分隔壁部29分离。电路部19为例如多个电路基板。电路部19处理自测定部16输出的信号及输入至反射型空间光调制器36的信号。电路部19根据自测定部16输出的信号,控制驱动部18。作为一例,电路部19根据自测定部16输出的信号,控制驱动部18,使对象物100的表面与聚光部14的距离维持成一定(即,对象物100的表面与激光l1的聚光点的距离维持成一定)。
[0067]
再者,在分隔壁部29,形成有用于供将各自的测定部16、观察部17、驱动部18及反射型空间光调制器36与电路部19电连接的配线通过的缺口、孔等(未图示)。此外,在框体11,设有连接有用于将电路部19控制部9(参照图1)电连接的配线等的连接器(未图示)。
[0068]
激光加工头10b与激光加工头10a同样地,具备框体11、入射部12、激光调整部13、聚光部14、分光镜15、测定部16、观察部17、驱动部18及电路部19。但是,激光加工头10b的各结构如图2所示,对通过1对安装部65、66间的中心点且与y方向垂直的虚拟平面,配置成具有与激光加工头10a的各结构呈面对称的关系。
[0069]
例如,激光加工头10a的框体11以第4壁部24对第3壁部23位于激光加工头10b侧、且第6壁部26对第5壁部25位于支撑部7侧的方式,安装于安装部65。相对于此,激光加工头10b的框体11,以第4壁部24对第3壁部23位于激光加工头10a侧、且第6壁部26对第5壁部25位于支撑部7侧的方式,安装于安装部66。
[0070]
激光加工头10b的框体11构成为在第3壁部23配置于安装部66侧的状态下,框体11安装于安装部66。具体而言,如以下所述。安装部66具有座板66a和安装板66b。座板66a安装于设在z轴移动部63的轨道。安装板66b立设于座板66a的激光加工头10a侧的端部。激光加工头10b的框体11为在第3壁部23接触于安装板66b的状态下,安装于安装部66。激光加工头
10b的框体11对安装部66可进行装卸。[激光加工头的作用及效果]
[0071]
在激光加工头10a,在从入射部12到聚光部14的激光l1的光路上,配置有用于调整自入射部12入射的激光l1的光轴的光轴调整部33。从而,例如,当为了维修等,将光纤2的出射端部2a从框体11卸下,再次将光纤2的出射端部2a连接至入射部12时,可使入射至聚光部14的激光l1的光轴与聚光部14的光轴一致。此外,入射部12在x方向朝框体11的第1壁部21侧偏移,聚光部14在x方向朝框体11的第2壁部22侧偏移。从而,可抑制从入射部12到光轴调整部33的激光l1的光路变长,其结果,能够抑制入射到聚光部14的激光l1的光轴从聚光部14的光轴偏移。因此,若根据激光加工头10a的话,可将激光l1精度良好地聚光。
[0072]
此外,在激光加工头10a,入射部12配置于框体11的第5壁部25,在激光调整部13,光轴调整部33配置于反射部31及衰减器32的后段(激光l1的行进方向的下游侧)、且扩束器34、反射部35、反射型空间光调制器36及成像光学系统37的前段(激光l1的行进方向的上游侧)。配置于扩束器34、反射部35、反射型空间光调制器36及成像光学系统37的前段(激光l1的行进方向的上游侧)。从而,由于可调整入射到关于激光l1的成形的结构的[扩束器34、反射部35、反射型空间光调制器36、成像光学系统37及聚光部14]的激光l1的光轴,因此,可将激光l1精度更好地聚光。此外,入射部12配置于第5壁部25,在激光调整部13,衰减器32配置于反射部31与光轴调整部33之间。从而,可通过因适用衰减器32所引起的框体11的大型化。
[0073]
此外,在激光加工头10a,由于输出激光l1的光源未设在框体11内,因此,可谋求框体11的小型化。再者,在框体11,第3壁部23与第4壁部24的距离是较第1壁部21与第2壁部22的距离小,配置于第6壁部26的聚光部14在y方向上朝第4壁部24侧偏移。从而,在沿着第3壁部23及第4壁部24互相相对的y方向,使框体11移动的情况,例如即使在第4壁部24侧存在有其他构件(例如激光加工头10b),也能够使聚光部14接近该其他构件。此外,由于第3壁部23与第4壁部24的距离较第1壁部21与第2壁部22的距离小,因此,在沿着第3壁部23及第4壁部24互相相对的y方向,使框体11移动的情况,可缩小框体11所占有的空间。再者,由于入射部12及聚光部14在y方向朝第4壁部24侧偏移,因此,可在框体11内的区域中的对激光调整部13较靠近第3壁部23侧的区域,配置其他构件(例如电路部19)等,可有效地利用该区域。
[0074]
此外,在激光加工头10a,电路部19在框体11内,对激光调整部13配置于第3壁部23侧。从而,可有效地利用在框体11内的区域中的激光对调整部13较靠近第3壁部23侧的区域。
[0075]
此外,在激光加工头10a,激光调整部13在框体11内,对分隔壁部29配置于第4壁部24侧,电路部19在框体11内,对分隔壁部29配置于第3壁部23侧。从而,由于在电路部19所产生的热变得不易传播到激光调整部13,因此,可抑制因在电路部19产生的热造成在激光调整部13产生应变的情况,能够正确地调整激光l1。再者,通过例如空冷或水冷,可在框体11内的区域中的靠近第3壁部23侧的区域,有效率地冷却电路部19。
[0076]
此外,在激光加工头10a,激光调整部13安装于分隔壁部29。从而,可将激光调整部13可靠且稳定地支撑于框体11内。
[0077]
此外,在激光加工头10a,电路部19从分隔壁部29分离。从而,可更可靠地抑制在电路部19产生的热经由分隔壁部29传播至激光调整部13。
[0078]
此外,在激光加工头10a,测定部16及观察部17在框体11内的区域中的对聚光部14
靠近第1壁部21侧的区域,电路部19在框体11内的区域中的对激光调整部13配置于第3壁部23侧,分光镜15在框体11内,配置于激光调整部13与聚光部14之间。从而,可有效地利用框体11内的区域。再者,在激光加工装置1,可根据对象物100的表面与聚光部14的距离的测定结果进行加工。此外,在激光加工装置1,可根据对象物100的表面的观察结果进行加工。
[0079]
此外,在激光加工头10a,电路部19根据自测定部16输出的信号,控制驱动部18。从而,可根据对象物100的表面与聚光部14的距离的测定结果,调整激光l1的聚光点的位置。
[0080]
以上的作用及效果,通过激光加工头10b也同样地可以达到。
[0081]
此外,在激光加工装置1,由于通过各激光加工头10a、10b将激光l1经度良好地聚光,因此,能够效率良好且精度良好地加工对象物100。
[0082]
此外,在激光加工装置1,一对安装部65、66分别可沿着y方向及z方向移动。从而,能够效率更良好地加工对象物100。
[0083]
此外,在激光加工装置1,支撑部7可分别沿着x方向及y方向移动,以与z方向平行的轴线作为中心线而进行旋转。从而,能够效率更良好地加工对象物100。[激光加工头的变形例]
[0084]
也可如图6所示,入射部12配置于框体11的第1壁部21,在激光调整部13,光轴调整部33配置于衰减器32的后段、且扩束器34、反射部35、反射型空间光调制器36及成像光学系统37的前段。在如图6所示的激光加工头10a,入射部12、衰减器32及光轴调整部33(具体而言,光轴调整部33的第1转向镜331)配置于第1直线a1上(其他结构与图5所示的激光加工头10a相同)。在如图6所示的激光加工头10a,衰减器32用于调整自入射部12入射的激光l1的输出。从而,由于可调整入射到关于激光l1的成形的结构的[扩束器34、反射部35、反射型空间光调制器36、成像光学系统37及聚光部14]的激光l1的光轴,因此,可将激光l1精度更好地聚光。此外,由于衰减器32配置在入射部12与光轴调整部33之间,因此,可通过因适用衰减器32所引起的框体11的大型化。再者,能够谋求激光加工装置1的小型化。以上的结构也可适用于激光加工头10b。
[0085]
此外,在激光加工头10a,也可如图7所示,入射部12配置于框体11的第5壁部25,在激光调整部13,光轴调整部33配置于衰减器32、反射部31、扩束器34、反射部35、反射型空间光调制器36及成像光学系统37的前段。在如图7所示的激光加工头10a,光轴调整部33(具体而言,光轴调整部33的第2转向镜333)、衰减器32及反射部31配置于第1直线a1上,光轴调整部33(具体而言,光轴调整部33的第1转向镜331)在z方向上与入射部12互相相对,反射部31在z方向上与扩束器34互相相对(其他结构与图5所示的激光加工头10a相同)。在如图7所示的激光加工头10a,光轴调整部33将自入射部12入射的激光l1朝框体11的第2壁部22侧反射,衰减器32调整被光轴调整部33反射的激光l1的输出,反射部31将通过衰减器32调整输出后的激光l1朝框体11的第6壁部26侧反射,扩束器34将被反射部31反射的激光l1的直径扩大。从而,由于可调整入射到关于激光l1的成形的结构的[扩束器34、反射部35、反射型空间光调制器36、成像光学系统37及聚光部14]的激光l1的光轴,因此,可将激光l1精度更好地聚光。此外,由于衰减器32配置在光轴调整部33与反射部31之间,因此,可通过因适用衰减器32所引起的框体11的大型化。以上的结构也可适用于激光加工头10b。
[0086]
此外,在图5及图6各自所示的激光加工头10a,衰减器32也可配置于光轴调整部33与扩束器34之间。此外,在图7所示的激光加工头10a,衰减器32也可配置于反射部31与扩束
器34之间。此外,在图5、图6及图7各自所示的激光加工头10a,衰减器32也可配置于扩束器34的后段(例如,反射部35与反射型空间光调制器36之间)。以上各自的结构也可适用于激光加工头10b。
[0087]
此外,光轴调整部33不限于具有第1转向镜331、反射构件332、及第2转向镜333。光轴调整部33为具有用于调整自入射部12入射的激光l1的光轴的结构即可。作为一例,也可为光轴调整部33具有:沿着x方向,将从第1壁部21侧入射的激光l1朝第1壁部21侧且朝第5壁部25侧反射的第1转向镜331;及将被第1转向镜331反射的激光l1沿着z方向朝第6壁部26侧反射的第2转向镜333。此外,也可为第1转向镜331及第2转向镜333分别以电动进行作动的电动反射镜。在该情况,第1转向镜331及第2转向镜333也可为根据通过观察部17所取得的图像,自动地调整各反射镜331a、333a的方向。
[0088]
此外,框体11构成为第1壁部21、第2壁部22、第3壁部23及第5壁部25中的至少1个配置于激光加工装置1的安装部65(或安装部66)侧的状态下,框体11安装于安装部65(或安装部66)即可。
[0089]
此外,电路部19不限于处理自测定部16输出的信号及/或输入至反射型空间光调制器36的信号,在激光加工头可处理一些信号即可。
[0090]
此外,光源单元8也可为具有1个光源。在该情况,光源单元8构成为将自1个光源所输出的激光的一部分从出射部81a出射且将该激光的残余部分从出射部82a出射即可。[激光加工装置的动作等]
[0091]
接着,说明关于激光加工装置1的动作。图8显示激光加工装置的动作的示意俯视图。在图1及之后的图,显示激光加工头10a、10b的示意性的内部。如图1、8所示,在支撑部7支撑对象物100。再者,图中的图号s如上述测定部16、观察部17这种,代表显示用于形成改质区域的激光l1、l2的照射的光学系统以外的光学系统。
[0092]
在对象物100,如上述那样,设定有沿着x方向延伸并且沿着y方向排列的多条线c。线c为假想的线,但也可为实际上划出的线。再者,在对象物100,也设定有沿着y方向延伸并且沿着x方向排列的多条线,但省略其图示。
[0093]
激光加工装置1通过控制部9的控制下,实施进行沿着各线c的激光加工的照射处理。控制部9在照射处理中,至少控制通过移动机构5的支撑部7的移动、通过移动机构6的激光加工头10a、10b的移动、以及来自于激光加工头10a及激光加工头10b的激光l1、l2的照射。在激光加工装置1,控制部9执行作为照射处理的第1处理与第2处理(照射处理包含第1处理与第2处理)。
[0094]
第1处理为对多条线c中的一条线c,将来自于激光加工头10a的激光l1朝x方向扫描的处理。第2处理为对多条线c中的其他线c,将来自于激光加工头10b的激光l2朝x方向扫描的处理。
[0095]
控制部9将激光l1、l2朝x方向扫描指通过以下的动作,将各自的聚光点沿着x方向移动一事。即,首先,经由移动机构6的y轴移动部61、及z轴移动部63、64,使激光加工头10a、10b朝y方向及z方向移动,将激光l1、l2的聚光点成为位于各自的线c上且成为对象物100的内部的位置的状态。此外,在该状态下,经由移动机构5使支撑部沿着x方向移动,并且经由x轴移动部62a、62b使激光加工头10a、10b沿着x方向,朝支撑部7的相反方向移动,从而,在对象物100内沿着线c朝x方向使激光l1、l2的聚光点移动。
[0096]
尤其是在此,控制部9以在至少一部分的时间重复的方式执行第1处理与第2处理。即,控制部9同时地实现沿着一条线c将激光l1扫描的状态、和沿着其他线c将激光l2扫描的状态。也就是控制部9使激光加工头10a与激光加工头10b同时地运转。从而,比起使用1个激光加工头的加工,可明确地谋求产出量的提升。
[0097]
控制部9若完成沿着1条线c的激光l1、l2的扫描的话,分别使激光加工头10a、10b独立朝y方向(可因应需要,朝z方向)移动相当于线c的间隔的距离,然后继续进行沿着下一条线c的激光l1、l2的扫描(即,第1处理及第2处理)。控制部9根据大约线c的条数的量,通过持续进行此动作,沿着所有的线c形成改质区域m。
[0098]
此时,控制部9从多条线c中的位于对象物100的y方向的一方的端部的线c朝y方向的内侧的线c依次执行第1处理。与此同时,控制部9从多条线c中的位于对象物100的y方向的另一方的端部的线c朝y方向的内侧的线c依次执行第2处理(将此称为主加工处理)。位于y方向的一方的端部的线c与位于y方向的另一方的端部的线c相对于x方向,具有互相相同的长度。
[0099]
更详细地说明关于这一点。在主加工处理中,首先,控制部9通过控制y轴移动部61及z轴移动部63,使激光加工头10a朝y方向及z方向移动。从而,成为使激光l1的聚光点处于位于对象物100的y方向的一方的端部的线c上且成为对象物100的内部的位置的状态。同时,控制部9通过控制y轴移动部61及z轴移动部64,使激光加工头10b朝y方向及z方向移动。从而,成为使激光l2的聚光点处于位于对象物100的y方向的另一方的端部的线c上且成为对象物100的内部的位置的状态。此时,激光l1的聚光点的x方向的位置与激光l2的聚光点的x方向的位置例如一致。
[0100]
在该状态下,控制部9通过控制移动机构5的移动部53,使支撑部7沿着x方向移动。此外,在该状态下,控制部9通过x轴移动部62a,使激光加工头10a沿着x方向朝支撑部7的相反方向移动。再者,控制部9在该状态下,通过x轴移动部62b,使激光加工头10b沿着x方向朝支撑部7的相反方向移动。从而,在对象物100内,沿着各自的线c朝x方向使激光l1、l2的聚光点移动。
[0101]
即,控制部9,其在从激光加工头10a、10b输出激光l1、l2的状态下,通过控制移动机构5、6沿着x方向使支撑部7与激光加工头10a、10b互相朝相反方向移动,再沿着各自的线c,对对象物100照射激光l1、l2(实施照射处理)。
[0102]
特别是控制部9作为第1处理,控制移动机构5及移动机构6(x轴移动部62a),沿着x方向使支撑部7与激光加工头10a互相朝相反方向移动,作为第2处理,在与第1处理相同的时间点,通过控制移动机构5及移动机构6(x轴移动部62b),沿着x方向使支撑部7与激光加工头10b互相朝相反方向移动。从而,对于各自的线c的第1处理与第2处理同时开始进行且同时结束。即,在此,第1处理与第2处理在其整体形成重复。从而,沿着线c,在对象物100的内部形成改质区域m。
[0103]
再者,照射处理的支撑部7沿着x方向的移动的速度与激光加工头10a、10b沿着x方向的移动的速度的关系,在总和的速度到达聚光点的移动的速度的目标值的范围,控制部9可任意地设定。作为一例,在此,控制部9将沿着x方向的激光加工头10a、10b的速度成为较沿着x方向的支撑部7的速度小。再者,激光加工头10a的速度及激光加工头10b的速度,在成为激光l1、l2照射的相对的线c的长度互相相同的情况,能够作成相同。但是,例如在成为激
光l1照射的对象的线c的长度、与成为激光l2照射的对象的线c的长度互相不同的情况,也可使激光加工头10a的速度与激光加工头10b的速度互相不同。
[0104]
接着,控制部9通过控制y轴移动部61,使激光加工头10a朝y方向及z方向移动。从而,成为使激光l1的聚光点处于位于从对象物100的y方向的一方的端部起的内侧的1条线c上且成为对象物100的内部的位置的状态。同时,控制部9通过控制y轴移动部61,使激光加工头10b移动。从而,成为使激光l2的聚光点处于位于从对象物100的y方向的另一方的端部起的内侧的1条线c上且成为对象物100的内部的位置的状态。此时,激光l1的聚光点的x方向的位置与激光l2的聚光点的x方向的位置例如一致。
[0105]
在该状态下,控制部9通过控制移动机构5、6,使支撑部7与激光加工头10a、10b沿着x方向互相朝相反方向移动,从而,在对象物100内,使激光l1、l2的聚光点沿着各自的线c朝x方向移动。从而,在此,对于各自的线c的第1处理与第2处理也是同时开始进行且同时结束。即,在此,第1处理与第2处理也是在其整体形成重复。通过反复进行此控制部9的动作,直到到达对象物100的更内侧的线c为止,能使激光加工头10a与激光加工头10b同时地运转而无浪费地进行激光加工。
[0106]
再者,在各图中,为了说明上的需要,以实线显示改质区域m,但是,实际上不需要从对象物100的表面可看见改质区域m。
[0107]
在此,如图9所示,在反复进行上述动作的当中,会有在对象物100的更内侧的区域,激光加工头10a与激光加工头10b的位置关系会形成为彼此的距离在y方向上无法进一步缩小的位置关系(例如互相即将接触的状态),且在相当于各自的聚光部14之间的距离d的对象物100的区域,残存有未加工的线c的情况。在此情况,如上述那样,不易同时地执行第1处理与第2处理。因此,控制部9在此情况,实行下述这样的后加工处理。
[0108]
即,如图10所示,控制部9在主加工处理的结果,激光加工头10a与激光加工头10b相对于y方向形成最接近时,在对象物100的各自的聚光部14之间的区域,残存有一部分的线c时,实行一边使激光加工头10a从对象物100的该区域回避,一边将来自于激光加工头10b的激光l2对该一部分的线c朝x方向进行扫描(执行第2处理)的后加工处理。再者,激光加工头10a与激光加工头10b也可为相反。
[0109]
从而,对所有的线c,完成激光加工。然后,可因应需要,通过使支撑部7旋转,将与线c交叉的线设定成沿着x方向,再反复进行上述动作。[激光加工装置的作用及效果]
[0110]
如以上所说明,在激光加工装置1,用于支撑对象物100的支撑部7通过移动机构5,可朝x方向移动,且,用于对支撑于支撑部7的对象物100照射激光l1的激光加工头10a通过移动机构6可朝x方向及y方向移动。由此,在此激光加工装置1,通过控制部9的控制,可实施一边沿着x方向使支撑部7与激光加工头10a互相朝相反方向移动,一边沿着线c朝对象物100照射激光l1的照射处理(第1处理)。因此,当进行激光l1的照射时,比起仅使对象物100侧(支撑部7)移动的情况,可使加工速度提升。
[0111]
特别是在此激光加工装置1,用于对对象物100进行拍摄的照相机ac是经由与负责激光加工头10a的x方向的移动的x轴移动部62a不同的其他构件(x轴移动部62c),安装于y轴移动部61。因此,当进行照射处理时,不会追随照相机ac,可仅使激光加工头10a(及支撑部7)沿着x方向移动。因此,可使激光加工头10a沿着x方向的移动速度进一步提升,能够使
加工速度可靠地提升。
[0112]
再者,在此激光加工装置1,如上述那样,通过在进行照射处理时,使支撑部7与激光加工头10a互相朝相反方向移动,可使激光l1的聚光点对对象物100的移动速度提升。换言之,聚光点的目标的移动速度被支撑部7及激光加工头10a各自分担。因此,比起使支撑部7及激光加工头10a中的一方移动的情况,可抑制各自的移动速度的最大值。其结果,能够削减支撑部7及激光加工头10a的加减速的时间及距离。
[0113]
另外,在激光加工装置1,也可为移动机构6包含在x方向上互相相对配置的一对y轴移动部61,x轴移动部62a架设支撑于一对y轴移动部61。在此情况,可可靠地支撑激光加工头10a。
[0114]
在此,激光加工头10a的重量,一般是较支撑部7的重量轻。因此,考虑当使聚光点以目标的移动速度移动时,会使激光加工头10a较支撑部7更快速地移动(即,使激光加工头10a的速度的负担相对地增大)。
[0115]
相对于此,在此激光加工装置1,控制部9在照射处理中,将沿着x方向的激光加工头10a的速度成为较沿着x方向的支撑部7的速度小。如此,在对激光加工头10a,连接有用于从光源81导入激光l1的光纤2的情况,不论激光加工头10a与支撑部7的重量的关系如何,通过使激光加工头10a相对地变慢(即,使激光加工头10a的速度的负担相对地缩小),可谋求保护光纤2。
[0116]
再者,在激光加工装置1,还具备激光加工头10b,其用于对支撑于支撑部7的对象物100照射激光l2。移动机构6包含x轴移动部62b,其沿着x方向延伸并且安装有激光加工头10b,用于使激光加工头10b沿着x方向移动。即,y轴移动部61安装有x轴移动部62b,具有使x轴移动部62b朝y方向移动的功能。此外,控制部9在照射处理中,以在至少一部分的时间重复的方式,实施第1处理与第2处理,该第1处理是对多条线c中的一条线c,照射来自于激光加工头10a的激光l1,该第2处理是对多条线c中的其他线c,照射来自于激光加工头10b的激光l2。如此,通过使激光加工头10a与激光加工头10b在至少一部分的时间同时运转,可使产出量提升。
[0117]
再者,在第1处理中,控制部9控制移动机构5及移动机构6(x轴移动部62a),使得沿着x方向使支撑部7与激光加工头10a互相朝相反方向移动,在第2处理中,控制部9控制移动机构5及移动机构6(x轴移动部62b),使得沿着x方向使支撑部7与激光加工头10b互相朝相反方向移动。[激光加工装置的变形例]
[0118]
以上的实施方式,用于说明关于本发明的激光加工装置的一实施方式。因此,上述激光加工装置1可任意地加以变形实施。
[0119]
例如,如图11所示,激光加工装置1,也可不具备个激光加工头10b。此外,伴随此,移动机构6也可不包含用于使激光加工头10b移动的x轴移动部62b及z轴移动部64等。即使在此情况,在照射处理中,通过一边使支撑部7与激光加工头10a互相朝相反方向移动,一边照射激光l1,能够谋求加工速度的提升。特别是即使在此情况,当进行照射处理时,不会追随照相机ac,可仅使激光加工头10a(及支撑部7)沿着x方向移动,因此,可使激光加工头10a的沿着x方向的移动速度提升,能够更可靠地提升加工速度。再者,在图11~13,省略了安装部55的图示。
[0120]
另外,也可如图12及图13所示,在激光加工装置1,照相机ac与激光加工头10a一同安装于用于使激光加工头10a沿着x方向移动的x轴移动部62a,能够经由x轴移动部62a安装于y轴移动部61。在图12的例子,不具备激光加工头10b,在图13的例子,具备有激光加工头10b。在这些情况,不需要另外用于将照相机ac安装于y轴移动部61的结构,能够谋求装置结构的简单化。关于此情况,可参照下述的附记。
[0121]
另外,在以上的例子,显示x轴移动部62a、62b、62c架设支撑于一对y轴移动部61。但,也可为移动机构6包含单一的y轴移动部61,x轴移动部62a、62b、62c以单臂悬梁的状态支撑于该单一的y轴移动部61。
[0122]
另外,在图1的例子,显示对于y方向,在互相邻接的x轴移动部62a、62b的外侧设置x轴移动部62c的例子,即,当从z方向观察时,激光加工头10a、激光加工头10b、及照相机ac依此顺序排列于y方向的例子。但,x轴移动部62a~62c、激光加工头10a、10b、及照相机ac的排列不限于此。即,也可为对于y方向,在x轴移动部62a与x轴移动部62b之间配置x轴移动部62c。在此情况,当从z方向观察时,激光加工头10a、照相机ac、及、激光加工头10b是以此顺序排列于y方向。
[0123]
再者,在上述实施方式,激光加工装置1(移动机构5)也可不具备用于使支撑部7朝y方向移动的功能(移动部53)。在此情况,通过支撑部7侧的轻量化,可谋求支撑部7的加减速所需要的距离的削减、及支撑部7的速度提升。由此,如上述那样,在将激光加工头10a、10b的速度成为较支撑部7的速度小的条件下,可使加工速度提升。
[0124]
关于以上的实施方式,如以下所附记。[附记1]一种激光加工装置,用于通过对设定有沿着第1方向延伸并且沿着与上述第1方向交叉的第2方向排列的多条线的对象物,沿着上述线照射激光,使得在上述对象物沿着上述线形成改质区域的激光加工装置,其特征为具备:支撑部,其用于支撑上述对象物;第1激光加工头,其用于对支撑于上述支撑部的上述对象物照射上述激光;第1移动机构,其用于使上述支撑部沿着第1方向移动;第2移动机构,其至少使上述第1激光加工头沿着上述第1方向及上述第2方向移动;控制部,其在从上述第1激光加工头输出上述激光的状态下,通过控制上述第1移动机构及上述第2移动机构,沿着上述第1方向使上述支撑部与上述第1激光加工头互相朝相反方向移动,实施沿着上述线对上述对象物照射上述激光的照射处理,上述第2移动机构包含:第1移动部,其沿着上述第1方向延伸并且安装有上述第1激光加工头,用于使上述第1激光加工头沿着上述第1方向移动;及第2移动部,其沿着上述第2方向延伸并且安装有上述第1移动部,用于使上述第1移动部沿着上述第2方向移动,在上述第1激光加工头,连接有用于导入自光源输出的上述激光的光纤,上述控制部在上述照射处理中,使沿着上述第1方向的上述第1激光加工头的速度成为较沿着上述第1方向的上述支撑部的速度小。
[附记2]如上述附记1的激光加工装置,其中,上述第2移动机构包含在上述第1方向上互相相对而配置的一对上述第2移动部,上述第1移动部架设支撑于一对上述第2移动部。[附记3]如上述附记1或2的激光加工装置,其中,还具备照相机,其用于对支撑于上述支撑部的上述对象物进行拍摄,上述照相机经由与上述第1移动部不同的构件,安装于上述第2移动部。[附记4]如上述附记3的激光加工装置,其中,上述第2移动机构包含作为上述不同的构件的第3移动部,该第3移动部是沿着上述第1方向延伸并且安装有上述照相机,用于使上述照相机沿着上述第1方向移动。[附记5]如上述附记1至4中任一者的激光加工装置,其中,还具备第2激光加工头,其用于对支撑于上述支撑部的上述对象物照射激光,上述第2移动机构包含第4移动部,其沿着上述第1方向延伸并且安装有上述第2激光加工头,用于使上述第2激光加工头沿着上述第1方向移动,上述第2移动部,安装有上述第4移动部,具有用于使上述第4移动部沿着上述第2方向移动的功能,上述控制部在上述照射处理中,以在至少一部分的时间重复的方式,实施第1处理与第2处理,该第1处理是对上述多条线中的一条线,照射来自于上述第1激光加工头的上述激光,该第2处理是对上述多条线中的其他线,照射来自于上述第2激光加工头的上述激光,在上述第1处理中,上述控制部控制上述第1移动机构及上述第2移动机构,沿着上述第1方向使上述支撑部与上述第1激光加工头互相朝相反方向移动,在上述第2处理中,上述控制部控制上述第1移动机构及上述第2移动机构,沿着上述第1方向使上述支撑部与上述第2激光加工头互相朝相反方向移动。[产业上的利用可能性]
[0125]
根据本发明,能够提供可使加工速度提升的激光加工装置。【符号说明】
[0126]1……
激光加工装置;5
……
移动机构(第1移动机构);6
……
移动机构(第2移动机构);7
……
支撑部;9
……
控制部;10a
……
激光加工头(第1激光加工头);10b
……
激光加工头(第2激光加工头);61
……
y轴移动部(第2移动部);62a
……
x轴移动部(第1移动部);62b
……
x轴移动部(第4移动部);62c
……
x轴移动部(第3移动部);100
……
对象物;ac
……
照相机。

技术特征:


1.一种激光加工装置,其中,是用于通过对设定有沿着第1方向延伸并且沿着与所述第1方向交叉的第2方向排列的多条线的对象物,沿着所述线照射激光,从而沿着所述线在所述对象物形成改质区域的激光加工装置,其具备:支撑部,其用于支撑所述对象物;第1激光加工头,其用于对被所述支撑部支撑的所述对象物照射所述激光;照相机,其用于对被所述支撑部支撑的所述对象物进行拍摄;第1移动机构,其用于使所述支撑部沿着第1方向移动;第2移动机构,其用于至少使所述第1激光加工头沿着所述第1方向及所述第2方向移动;及控制部,其在从所述第1激光加工头输出所述激光的状态下,通过以沿着所述第1方向使所述支撑部与所述第1激光加工头互相朝相反方向移动的方式控制所述第1移动机构及所述第2移动机构,从而实施沿着所述线对所述对象物照射所述激光的照射处理,所述第2移动机构包含:第1移动部,其沿着所述第1方向延伸并且安装有所述第1激光加工头,用于使所述第1激光加工头沿着所述第1方向移动;及第2移动部,其沿着所述第2方向延伸并且安装有所述第1移动部,用于使所述第1移动部沿着所述第2方向移动,所述照相机经由与所述第1移动部不同的构件,安装于所述第2移动部。2.根据权利要求1所述的激光加工装置,其中,所述第2移动机构包含在所述第1方向上互相相对而配置的一对所述第2移动部,所述第1移动部架设于所述一对第2移动部地被支撑。3.根据权利要求1或2所述的激光加工装置,其中,在所述第1激光加工头,连接有用于导入自光源输出的所述激光的光纤,所述控制部在所述照射处理中,使沿着所述第1方向的所述第1激光加工头的速度成为较沿着所述第1方向的所述支撑部的速度小。4.根据权利要求1至3中任一项所述的激光加工装置,其中,所述第2移动机构包含作为所述不同的构件的第3移动部,所述第3移动部沿着所述第1方向延伸并且安装有所述照相机,用于使所述照相机沿着所述第1方向移动。5.根据权利要求1至4中任一项所述的激光加工装置,其中,具备:第2激光加工头,其用于对被所述支撑部支撑的所述对象物照射激光,所述第2移动机构包含:第4移动部,其沿着所述第1方向延伸并且安装有所述第2激光加工头,用于使所述第2激光加工头沿着所述第1方向移动,所述第2移动部,安装有所述第4移动部,具有用于使所述第4移动部沿着所述第2方向移动的功能,所述控制部在所述照射处理中,以在至少一部分的时间重复的方式,实施第1处理与第2处理,所述第1处理中,对所述多条线中的一条线,照射来自于所述第1激光加工头的所述激光,所述第2处理中,对所述多条线中的其他线,照射来自于所述第2激光加工头的所述激光,
在所述第1处理中,所述控制部以沿着所述第1方向使所述支撑部与所述第1激光加工头互相朝相反方向移动的方式,控制所述第1移动机构及所述第2移动机构,在所述第2处理中,所述控制部以沿着所述第1方向使所述支撑部与所述第2激光加工头互相朝相反方向移动的方式,控制所述第1移动机构及所述第2移动机构。

技术总结


一种激光加工装置,具备:支撑部,其用于支撑对象物;第1激光加工头,其用于对支撑于所述支撑部的所述对象物照射所述激光;照相机,其用于对支撑于所述支撑部的所述对象物进行拍摄;第1移动机构,其用于使所述支撑部沿着第1方向移动;第2移动机构,其至少使所述第1激光加工头沿着所述第1方向及所述第2方向移动;控制部,其在从所述第1激光加工头输出所述激光的状态下,通过控制所述第1移动机构及所述第2移动机构,沿着所述第1方向使所述支撑部与所述第1激光加工头互相朝相反方向移动,实施沿着所述线对所述对象物照射所述激光的照射处理。理。理。


技术研发人员:

坂本刚志

受保护的技术使用者:

浜松光子学株式会社

技术研发日:

2021.03.31

技术公布日:

2022/12/30

本文发布于:2024-09-21 18:40:01,感谢您对本站的认可!

本文链接:https://www.17tex.com/tex/2/49660.html

版权声明:本站内容均来自互联网,仅供演示用,请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系,我们将在24小时内删除。

标签:激光   工头   方向   所述
留言与评论(共有 0 条评论)
   
验证码:
Copyright ©2019-2024 Comsenz Inc.Powered by © 易纺专利技术学习网 豫ICP备2022007602号 豫公网安备41160202000603 站长QQ:729038198 关于我们 投诉建议