JP2006122988A - レーザ加工機 - Google Patents

Abstract

【課題】分光された２つのレーザ光のそれぞれが直線偏光であっても、直線偏光では加工孔が楕円になりやすい被加工物に対して、真円状の加工孔を形成することができるレーザ加工機を得ること。
【解決手段】レーザ発振器１から出射されたレーザ光２をガルバノスキャナ１２にて走査して被加工物１３に照射し、該被加工物の所定位置に孔あけ加工を行うレーザ加工機１００において、前記レーザ発振器から出射され前記ガルバノスキャナのミラー１２ａに入射するレーザ光を、該ミラーの入射面に対し略４５°の偏光方位角をもつ直線偏光レーザ光７ａ、８ａに変換する直線偏光光学系１６と、１つのミラー１２ａが１／４波長位相差板の機能を有し、入射された直線偏光レーザ光を円偏光レーザ光７ｂ、８ｂに変換して前記被加工物に照射するガルバノスキャナ１２と、を備えた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、プリント基板等の被加工物に孔あけ加工等の加工を行うレーザ加工機に関するものである。

プリント基板等の被加工物に孔あけ加工等の加工を行う従来のレーザ加工機として、１つのレーザ光を第１の偏光ビームスプリッタで２つのレーザ光に分光し、一方のレーザ光はミラーを経由し、他方のレーザ光は第１のガルバノスキャナでＹＺ２軸方向に走査し、２つのレーザ光を第２の偏光ビームスプリッタへ導いた後、第２のガルバノスキャナでＸＹ２軸方向に走査し、ＸＹステージ上の被加工物を加工するレーザ加工機であって、第１の偏光ビームスプリッタを透過したレーザ光は第２の偏光ビームスプリッタで反射させ、第１の偏光ビームスプリッタで反射したレーザ光は第２の偏光ビームスプリッタを透過させるよう光路を構成したレーザ加工機がある。このレーザ加工機は、２つのレーザ光を別個に走査することにより、同時に２箇所の加工を行なうことができる（例えば、特許文献１参照）。

国際公開第０３／０８２５１０号パンフレット

しかしながら、上記従来のレーザ加工機では、被加工物に照射される２つのレーザ光が、互いに９０°偏光方向が異なる直線偏光であるために、被加工物の材質によっては、レーザ光の直線偏光成分によって加工孔が楕円になるという問題点があった。また、どのレーザ光で加工したかによって、楕円加工孔の長軸方向が異なるという問題点があった。このように、加工孔が楕円となる現象は、被加工物が銅箔である場合に顕著である。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、分光された２つのレーザ光のそれぞれが直線偏光であっても、直線偏光では加工孔が楕円になりやすい被加工物に対して、真円状の加工孔を形成することができるレーザ加工機を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のレーザ加工機は、レーザ発振器から出射されたレーザ光をガルバノスキャナにて走査して被加工物に照射し、該被加工物の所定位置に孔あけ加工を行うレーザ加工機において、前記レーザ発振器から出射され前記ガルバノスキャナのミラーに入射するレーザ光を、該ミラーの入射面に対し略４５°の偏光方位角をもつ直線偏光レーザ光に変換する直線偏光光学系と、１つのミラーが１／４波長位相差板の機能を有し、入射された直線偏光レーザ光を円偏光レーザ光に変換して前記被加工物に照射するガルバノスキャナと、を備えたことを特徴とする。

この発明によれば、レーザ発振器から出射されたレーザ光が直線偏光光学系により直線偏光の状態でガルバノスキャナのミラーに入射されても、このミラーが１／４波長位相差板の機能を有しているので、入射された直線偏光レーザ光を円偏光レーザ光に変換して被加工物に照射する。

この発明によれば、直線偏光レーザ光では加工孔が楕円になりやすかった被加工物に対して、円偏光レーザ光で加工を行うので、真円状の孔を形成することができる。また、ガルバノスキャナのミラーに１／４波長位相差板の機能を持たせたため、光路中に別途１／４波長位相差板を挿入する必要がなく、光路中に光学素子が増えることにより、被加工物上でのレーザ光の結像時に非点収差を生みやすくなるといった問題が発生せず、レーザ光の品質の低下を防止できる。さらに、コーティング型の１／４波長位相差板を採用することにより、透過型の１／４波長位相差板を採用するのに比較し、レーザ加工機を安価に製造することができる、という効果を奏する。

以下に、本発明にかかるレーザ加工機の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明にかかるレーザ加工機の実施の形態１の概略構成を示す図であり、図２は、第１の偏光ビームスプリッタ６によるＰ波７とＳ波８の分光模式図であり、図３は、第２の偏光ビームスプリッタ９によるＰ波７の反射模式図であり、図４は、第２の偏光ビームスプリッタ９によるＳ波８の透過模式図であり、図５は、第２の偏光ビームスプリッタ９で反射された後のＰ波７の光路を示す拡大図であり、図６は、第２の偏光ビームスプリッタ９を透過した後のＳ波８の光路を示す拡大図である。

図１に示すように、実施の形態１のレーザ加工機１００は、１ヘッドのマルチビームレーザ加工機であり、水平面から４５°傾斜した方向に直線偏光（２ａ）されたレーザ光２をＹ軸（−）方向（図１のＸＹＺ座標軸参照）に出射するレーザ発振器１と、Ｙ軸（−）方向のレーザ光２（２ａ）をＸ軸（−）方向に反射し、かつ、円偏光２（２ｂ）に変換するリターダ３と、レーザ光２（２ｂ）を整形して絞るマスク４と、レーザ光を反射して光路を変更する複数のミラー５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄと、円偏光レーザ光２（２ｂ）を２つの直線偏光レーザ光７（７ａ）、８（８ａ）に分光する第１の偏光ビームスプリッタ６と、直線偏光レーザ光８（８ａ）をＹＺ２軸方向に走査し第２の偏光ビームスプリッタ９に入射させる第１のガルバノスキャナ１１と、直線偏光レーザ光７（７ａ）、８（８ａ）を第２のガルバノスキャナ１２に入射させる第２の偏光ビームスプリッタ９と、直線偏光レーザ光７（７ａ）、８（８ａ）をＸＹ２軸方向に走査し、かつ、円偏光レーザ光７（７ｂ）、８（８ｂ）に変換し、ｆθレンズ１０に入射させる第２のガルバノスキャナ１２と、円偏光レーザ光７（７ｂ）、８（８ｂ）を被加工物１３上に集光させるｆθレンズ１０と、プリント基板等の被加工物１３を載置して移動させ、ＸＹ平面上で位置決めするＸＹステージ１４とを備えている。

第１の偏光ビームスプリッタ６、第１のガルバノスキャナ１１、ミラー５ｃ、５ｄ及び第２の偏光ビームスプリッタ等により直線偏光光学系１６が構成されている。

図１を参照して、実施の形態１のレーザ加工機１００の各構成要素について説明する。レーザ発振器１は、水平面から４５°傾斜した方向に直線偏光（２ａ）されたレーザ光２をＹ軸（−）方向に出射する。リターダ３は、Ｙ軸（−）方向に進む直線偏光レーザ光２（２ａ）をＸ軸（−）方向に反射し、かつ、直線偏光レーザ光２（２ａ）の偏光方向がリターダ３の入射面に対して４５°の方位角を有するので、直線偏光レーザ光２（２ａ）を円偏光レーザ光２（２ｂ）に変換する。マスク４は、円偏光レーザ光２（２ｂ）を絞り込んで整形する。ミラー５ａは、Ｘ軸（−）方向に進む円偏光レーザ光２（２ｂ）をＺ軸（−）方向に反射する。ミラー５ｂは、Ｚ軸（−）方向に進む円偏光レーザ光２（２ｂ）をＸ軸（＋）方向へ反射する。

ここで、図２を参照して第１の偏光ビームスプリッタ６の構造と機能を説明する。図２は、第１の偏光ビームスプリッタ６を示す図であり、中央が平面図、左側が円偏光レーザ光２（２ｂ）の入射側である正面図、右側がＰ波の出射側である背面図、上側がＳ波の出射側である上面図である。第１の偏光ビームスプリッタ６の円偏光レーザ光２（２ｂ）の入射面となるウインドウ面６１は、図の基準面６４から２２．５°上方へ傾斜して形成され、材質は、炭酸ガスレーザの場合、ＺｎＳｅやＧｅとなっている。第１の偏光ビームスプリッタ６のミラー面６２は、基準面６４から６７．５°傾斜して形成され、ウインドウ面６１で反射したＳ波８（８ａ）を入射円偏光レーザ光２（２ｂ）の方向に対して９０°方向変換させる。

上記のような構造と機能を有する第１の偏光ビームスプリッタ６は、図１に示すように、Ｓ波８（８ａ）の出射方向が水平面から反時計回りに４５°傾斜するように、水平面から反時計回りに４５°傾斜させて設置されている。ミラー５ｂでＸ軸（＋）方向へ反射された円偏光レーザ光２（２ｂ）は、第１の偏光ビームスプリッタ６のウインドウ面６１に入射し、ウインドウ面６１に対して偏光方向が垂直方向となるＰ波成分７（７ａ）は、ウインドウ面６１を透過して背面６３からＸ軸（＋）方向へ出射する。第１の偏光ビームスプリッタ６が水平面に対して反時計回りに４５°傾斜しているので、Ｐ波成分７（７ａ）の偏光方向も水平面に対して反時計回りに４５°傾斜している。

ミラー５ｃは、Ｘ軸（＋）方向に進むＰ波成分の直線偏光レーザ光７（７ａ）をＹＺ平面内で水平面から時計回りに４５°傾斜した方向に反射する。ミラー５ｄは、ミラー５ｃが反射した直線偏光レーザ光７（７ａ）をＹＺ平面内で水平面から反時計回りに４５°傾斜した方向に反射させ、第２の偏光ビームスプリッタ９のミラー面９２に入射させる。

一方、第１の偏光ビームスプリッタ６のウインドウ面６１に対して偏光方向が水平方向となるＳ波成分８（８ａ）は、ウインドウ面６１及びミラー面６２により反射され、ＹＺ平面内で水平面から反時計回りに４５°傾斜した方向へ出射する。第１のガルバノスキャナ１１の前段ミラー１１ａは、その回転軸をＸ軸方向に向けて設置され、第１の偏光ビームスプリッタ６から出射されたＳ波成分の直線偏光レーザ光８（８ａ）をＹＺ平面内で水平面から時計回りに４５°傾斜した方向に反射させ、かつ、ＹＺ２軸方向に所定角度、走査する。

第１のガルバノスキャナ１１の後段ミラー１１ｂは、その回転軸をＹＺ平面内で水平面から反時計回りに４５°傾斜させた方向に向けて設置され、前段ミラー１１ａから出射されたＳ波成分の直線偏光レーザ光８（８ａ）をＸ軸（＋）方向に反射させ、かつ、前段ミラー１１ａの走査方向と直交するＹＺ２軸方向に所定角度、走査し、第２の偏光ビームスプリッタ９の背面９３に入射させる。直線偏光レーザ光８（８ａ）は、第１のガルバノスキャナ１１の振り角を調整することにより第２の偏光ビームスプリッタ９の背面９３への入射位置及び入射角が調整される。円偏光レーザ光２（２ｂ）は、全ての方向の偏光成分を均質に持っているため、直線偏光レーザ光７（７ａ）と直線偏光レーザ光８（８ａ）とは、同一のエネルギーを持つように分光されている。

ここで、図３及び図４を参照して第２の偏光ビームスプリッタ９の設置方向と機能を説明する。図３は、第２の偏光ビームスプリッタ９を示す図であり、中央が平面図、下側が直線偏光レーザ光７（７ａ）の入射側である下面図、右側が直線偏光レーザ光７（７ａ）の出射側である背面図である。図４は、同じく第２の偏光ビームスプリッタ９を示す図であり、中央が平面図、左側が直線偏光レーザ光８（８ａ）の入射側である正面図、右側が直線偏光レーザ光８（８ａ）の出射側である背面図である。第２の偏光ビームスプリッタ９は、第１の偏光ビームスプリッタ６と同一構造、機能のものであり、設置方向を第１の偏光ビームスプリッタ６をＺ軸周りに１８０°回転させ、Ｘ軸回りに水平方向から反時計回りに４５°回転させて設置している。

図３及び図５に示すように、第２の偏光ビームスプリッタ９のミラー面９２に入射する直線偏光レーザ光７（７ａ）は、第２の偏光ビームスプリッタ９に対してＳ波成分となっていて、ミラー面９２及びウインドウ面９１で反射されてＸ軸（＋）方向に出射され第２のガルバノスキャナ１２の前段ミラー１２ａに入射する。このとき、直線偏光レーザ光７（７ａ）の偏光方向は、水平面に対して時計回りに４５°傾斜している。

一方、図４及び図６に示すように、第２の偏光ビームスプリッタ９の背面９３に入射する直線偏光レーザ光８（８ａ）は、第２の偏光ビームスプリッタ９に対してＰ波成分となっていて、背面９３及びウインドウ面９１を透過してＸ軸（＋）方向に出射され第２のガルバノスキャナ１２の前段ミラー１２ａに入射する。このとき、直線偏光レーザ光８（８ａ）の偏光方向は、水平面に対して反時計回りに４５°傾斜している。

第２のガルバノスキャナ１２の前段ミラー１２ａは、その回転軸をＺ軸方向に向けて設置され、第２の偏光ビームスプリッタ９から出射された直線偏光レーザ光７（７ａ）、８（８ａ）をＹ軸（−）方向に反射させ、かつ、Ｘ軸方向に所定角度、走査する。

第２のガルバノスキャナ１２の前段ミラー１２ａは、前述のリターダ３と同様に、コーティングにより直線偏光を円偏光に変換する１／４波長位相差板と同じ機能を有している。直線偏光レーザ光７（７ａ）及び８（８ａ）は、ミラー１２ａの入射面に対して４５°の偏光方位角を有するので、反射後に円偏光レーザ光７（７ｂ）、８（８ｂ）に変換されている。

第２のガルバノスキャナ１２の後段ミラー１２ｂは、その回転軸をＸ軸方向に向けて設置され、前段ミラー１２ａから出射され、Ｘ軸方向に所定角度、走査された円偏光レーザ光７（７ｂ）、８（８ｂ）をＺ軸（−）方向に反射させ、かつ、Ｙ軸方向に所定角度、走査する。円偏光レーザ光７（７ｂ）、８（８ｂ）は、前段ミラー１２ａと後段ミラー１２ｂとにより、ＸＹ２軸方向に所定角度、走査される。

ｆθレンズ１０は、第２のガルバノスキャナ１２の後段ミラー１２ｂから出射された円偏光レーザ光７（７ｂ）、８（８ｂ）をＸＹステージ１４上の被加工物１３上に集光させ、ＸＹステージ１４は、被加工物１３をＸＹ平面上で移動させて位置決めし、被加工物１３の所定の２箇所の位置に同時に孔加工を行う。

このとき、第１のガルバノスキャナ１１を走査することにより、円偏光レーザ光８（８ｂ）は、被加工物１３上において円偏光レーザ光７（７ｂ）と同一位置に照射することが可能である。また、予め設定された範囲内で円偏光レーザ光７（７ｂ）に対して任意の位置に、例えば、第１のガルバノスキャナ１１を走査することにより、円偏光レーザ光８（８ｂ）を円偏光レーザ光７（７ｂ）を中心に、第２のビームスプリッタ９のウインドウ面９１の特性を考慮して、４ｍｍ角の範囲内を走査するとともに、例えば、５０ｍｍ四方等の加工可能な範囲で振れる第２のガルバノスキャナ１２を介して、被加工物１３上の任意の異なる２点に円偏光レーザ光７（７ｂ）、８（８ｂ）を照射することが可能である。また、ＸＹステージ１４で被加工物１３を移動させることにより、被加工物１３の広い範囲の加工を行うことができる。

なお、第２のガルバノスキャナ１２の前段ミラー１２ａを直線偏光レーザ光７（７ａ）及び８（８ａ）の走査のために揺動させると、前段ミラー１２ａに対する直線偏光レーザ光７（７ａ）及び８（８ａ）の偏光方位角が変化する。１／４波長位相差板による直線偏光レーザ光の円偏光レーザ光への変換には偏光方位角依存性があり、４５°の偏光方位角が変化すると円偏光レーザ光スポットの長径と短径の比率である円偏光度が変化する。前段ミラー１２ａの振り角は±８°程度であるが、この場合、直線偏光レーザ光７（７ａ）及び８（８ａ）の１／４波長位相差板に対する偏光方位角も±８°程度の変化が発生する。しかし、この程度の偏光方位角の変化であれば、１／４波長位相差板で反射された直線偏光レーザ光７（７ａ）及び８（８ａ）の円偏光度は３０％程度であり、円偏光度３０％程度であれば真円度の良い孔を加工することができる。

以上説明した実施の形態１のレーザ加工機１００によれば、分光された２つのレーザ光７、８がそれぞれ直線偏光７ａ、８ａであっても、第２のガルバノスキャナ１２の前段ミラー１２ａに１／４波長位相差板の機能を持たせることで円偏光７ｂ、８ｂに変換することができ、直線偏光７ａ、８ａでは孔が楕円に加工されやすかった被加工物に対しても、真円状の孔を加工することができる。

また、第２のガルバノスキャナの前段ミラー１２ａに１／４波長位相差板の機能を持たせたため、別途、１／４波長位相差板をレーザ光の光路に挿入する必要がなく、光路中に光学素子が増えることによって被加工物上での結像時に非点収差を生みやすくなるといった問題が発生せず、レーザ光の品質の低下を防止することができる。さらに、コーティング型の１／４波長位相差板を採用したことにより、透過型の１／４波長位相差板を採用するのに比較し、安価に製造することができる。

実施の形態２．
図７は、本発明にかかるレーザ加工機の実施の形態２の概略構成を示す図である。図７において、図１〜図７に示すものと同等のものには同じ符号を付している。実施の形態２のレーザ加工機２００は、２ヘッドのシングルビームレーザ加工機である。レーザ加工機２００は、１つの円偏光レーザ光２（２ａ）を偏光ビームスプリッタ６で２つの直線偏光レーザ光７（７ａ）、８（８ａ）に分光し、２つの直線偏光レーザ光７（７ａ）、８（８ａ）を別々に走査し、別々のｆθレンズ１０ｂ、１０ａに入射させ、ＸＹステージ１４上の２つの被加工物１３ｂ、１３ａを同時に加工する。偏光ビームスプリッタ６及び後述のミラー５ｂ、５ｃ、５ｄ等により直線偏光光学系１７が構成されている。

図７を参照して、実施の形態２のレーザ加工機２００の構成要素について説明する。レーザ発振器２１は、円偏光（２ｂ）されたレーザ光２をＸ軸（＋）方向（図７のＸＹＺ座標軸参照）に出射する。実施の形態１のレーザ加工機１００の第１の偏光ビームスプリッタ６と同じ構造・機能を有する偏光ビームスプリッタ６は、図７に示すように、Ｓ波８（８ａ）の出射方向が水平面から時計回りに４５°傾斜するように、水平面から時計回りに４５°傾斜させて設置されている。レーザ発振器２１と偏光ビームスプリッタ６の間の光路には、マスク等の他の光学機器を挿入してもよい。

レーザ発振器２１から出射された円偏光レーザ光２（２ｂ）は、偏光ビームスプリッタ６のウインドウ面６１（図２参照）に入射し、ウインドウ面６１に対して偏光方向が垂直方向のＰ波成分７（７ａ）は、ウインドウ面６１を透過して背面６３からＸ軸（＋）方向へ出射する。偏光ビームスプリッタ６が水平面に対して時計回りに４５°傾斜しているので、Ｐ波成分７（７ａ）の偏光方向も水平面に対して時計回りに４５°傾斜している。

ミラー５ｃは、Ｘ軸（＋）方向に進むＰ波成分の直線偏光レーザ光７（７ａ）をＹＺ平面内で水平面から時計回りに４５°傾斜した方向に反射する。ミラー５ｄは、ミラー５ｃが反射した直線偏光レーザ光７（７ａ）をＸ軸（＋）方向に反射させ、第２のガルバノスキャナ１２の前段ミラー１２ａに入射させる。このとき、直線偏光レーザ光７（７ａ）の偏光方向は、水平面に対して時計回りに４５°傾斜している。

第２のガルバノスキャナ１２の前段ミラー１２ａは、その回転軸をＺ軸方向に向けて設置され、ミラー５ｄから出射された直線偏光レーザ光７（７ａ）をＹ軸（−）方向に反射させ、かつ、Ｘ軸方向に所定角度、走査する。

第２のガルバノスキャナ１２の前段ミラー１２ａは、コーティングにより、直線偏光を円偏光に変換する１／４波長位相差板と同じ機能を有している。直線偏光レーザ光７（７ａ）は、ミラー１２ａの入射面に対して４５°の偏光方位角を有するので、反射後に円偏光レーザ光７（７ｂ）に変換されている。

第２のガルバノスキャナ１２の後段ミラー１２ｂは、その回転軸をＸ軸方向に向けて設置され、前段ミラー１２ａから出射され、Ｘ軸方向に所定角度、走査された円偏光レーザ光７（７ｂ）をＺ軸（−）方向に反射させ、かつ、Ｙ軸方向に所定角度、走査する。円偏光レーザ光７（７ｂ）は、前段ミラー１２ａと後段ミラー１２ｂとにより、ＸＹ２軸方向に所定角度、走査される。

ｆθレンズ１０ｂは、第２のガルバノスキャナ１２の後段ミラー１２ｂから出射された円偏光レーザ光７（７ｂ）をＸＹステージ１４上の被加工物１３ｂ上に集光させ、ＸＹステージ１４は、被加工物１３ｂをＸＹ平面上で移動させて位置決めし、被加工物１３ｂの所定の位置に所定の孔加工を行う。

一方、偏光ビームスプリッタ６のウインドウ面６１に対して偏光方向が水平方向のＳ波成分８（８ａ）は、ウインドウ面６１及びミラー面６２により反射され、ＹＺ平面内で水平面から時計回りに４５°傾斜した方向へ出射する。ミラー５ｂは、偏光ビームスプリッタ６から出射されたＳ波成分の直線偏光レーザ光８（８ａ）をＸ軸（＋）方向に反射させ、第１のガルバノスキャナ１１の前段ミラー１１ａに入射させる。このとき、直線偏光レーザ光８（８ａ）の偏光方向は、水平面に対して反時計回りに４５°傾斜している。円偏光レーザ光２（２ｂ）は、全ての方向の偏光成分を均質に持っているため、直線偏光レーザ光７（７ａ）と直線偏光レーザ光８（８ａ）とは、同一のエネルギーを持つように分光されている。

第１のガルバノスキャナ１１の前段ミラー１１ａは、その回転軸をＺ軸方向に向けて設置され、ミラー５ｂから出射された直線偏光レーザ光８（８ａ）をＹ軸（−）方向に反射させ、かつ、Ｘ軸方向に所定角度、走査する。

第１のガルバノスキャナ１１の前段ミラー１１ａは、コーティングにより、直線偏光を円偏光に変換する１／４波長位相差板と同じ機能を有している。直線偏光レーザ光８（８ａ）は、ミラー１１ａの入射面に対して４５°の偏光方位角を有するので、反射後に円偏光レーザ光８（８ｂ）に変換されている。

第１のガルバノスキャナ１１の後段ミラー１１ｂは、その回転軸をＸ軸方向に向けて設置され、前段ミラー１１ａから出射され、Ｘ軸方向に所定角度、走査された円偏光レーザ光８（８ｂ）をＺ軸（−）方向に反射させ、かつ、Ｙ軸方向に所定角度、走査する。円偏光レーザ光８（８ｂ）は、前段ミラー１１ａと後段ミラー１１ｂとにより、ＸＹ２軸方向に所定角度、走査される。

ｆθレンズ１０ａは、第１のガルバノスキャナ１１の後段ミラー１１ｂから出射された円偏光レーザ光８（８ｂ）をＸＹステージ１４上の被加工物１３ａ上に集光させ、ＸＹステージ１４は、被加工物１３ａをＸＹ平面上で移動させて位置決めし、被加工物１３ａの所定の位置に所定の孔加工を行う。

このように、実施の形態２の２ヘッドのシングルビームレーザ加工機２００は、被加工物１３ａ、１３ｂ上の任意の異なる２点に、それぞれ円偏光レーザ光８（８ｂ）、７（７ｂ）を照射することを可能にしている。

以上説明した実施の形態２のレーザ加工機２００によれば、分光された２つのレーザ光８、７がそれぞれ直線偏光８ａ、７ａであっても、第１、第２のガルバノスキャナ１１、１２の前段ミラー１１ａ、１２ａに１／４波長位相差板の機能を持たせることで円偏光８ｂ、７ｂに変換することができ、直線偏光８ａ、７ａでは孔が楕円に加工されやすかった２つの被加工物１３ａ、１３ｂに対しても、同時にそれぞれ真円に近い孔を加工することができる。

また、第１、第２のガルバノスキャナの前段ミラー１１ａ、１２ａに１／４波長位相差板の機能を持たせたため、別途、１／４波長位相差板をレーザ光の光路に挿入する必要がなく、光路中に光学素子が増えることによって被加工物上での結像時に非点収差を生みやすくなるといった問題が発生せず、レーザ光の品質の低下を防止することができる。さらに、コーティング型の１／４波長位相差板を採用したことにより、透過型の１／４波長位相差板を採用するのに比較し、安価に製造することができる。

実施の形態１、２のレーザ加工機１００、２００では、ガルバノスキャナ１２、１１、１２の前段ミラー１２ａ、１１ａ、１２ａに１／４波長位相差板の機能を持たせるようにしたが、後段ミラー１２ｂ、１１ｂ、１２ｂに１／４波長位相差板の機能を持たせるようにしてもよい。このようにしても直線偏光８ａ、７ａを円偏光８ｂ、７ｂに変換することができ、実施の形態１、２のレーザ加工機１００、２００と同様の効果が得られる。ただし、後段ミラー１２ｂ、１１ｂ、１２ｂには、前段ミラー１２ａ、１１ａ、１２ａで走査された直線偏光レーザ光８（８ａ）、７（７ａ）が入射するので、ミラーの面積を大きくする必要があり、１／４波長位相差板の機能を持たせるためのコーティングを行う面積も大きくなってコストが高くなり、また、ミラーの平面度不良も発生しやすいので、実施の形態１、２のようにした方がよい。

以上のように、本発明にかかるレーザ加工機は、プリント基板等の孔あけ加工に有用であり、特に、精密な孔あけ加工に適している。

本発明にかかるレーザ加工機の実施の形態１の概略構成を示す図である。 第１の偏光ビームスプリッタによるＰ波とＳ波の分光模式図である。 第２の偏光ビームスプリッタによるＰ波の反射模式図である。 第２の偏光ビームスプリッタによるＳ波の透過模式図である。 第１の偏光ビームスプリッタを透過後のＰ波の光路を示す拡大図である。 第１の偏光ビームスプリッタで反射後のＳ波の光路を示す拡大図である。 本発明にかかるレーザ加工機の実施の形態２の概略構成を示す図である。

符号の説明

１，２１ レーザ発振器
２，７，８ レーザ光
２ａ，７ａ，８ａ 直線偏光
２ｂ，７ｂ，８ｂ 円偏光
３ リターダ
４ マスク
５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ ミラー
６，９ 偏光ビームスプリッタ
１０，１０ａ，１０ｂ ｆθレンズ
１１，１２ ガルバノスキャナ
１１ａ，１２ａ 前段ミラー
１１ｂ，１２ｂ 後段ミラー
１３，１３ａ，１３ｂ 被加工物
１４ ＸＹステージ

Claims (4)

1. レーザ発振器から出射されたレーザ光をガルバノスキャナにて走査して被加工物に照射し、該被加工物の所定位置に孔あけ加工を行うレーザ加工機において、
   前記レーザ発振器から出射され前記ガルバノスキャナのミラーに入射するレーザ光を、該ミラーの入射面に対し略４５°の偏光方位角をもつ直線偏光レーザ光に変換する直線偏光光学系と、
   １つのミラーが１／４波長位相差板の機能を有し、入射された直線偏光レーザ光を円偏光レーザ光に変換して前記被加工物に照射するガルバノスキャナと、
   を備えたことを特徴とするレーザ加工機。
2. 前記１／４波長位相差板の機能を有するミラーは、前記ガルバノスキャナの前段ミラーであることを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工機。
3. 前記直線偏光光学系は、１つのレーザ発振器から出射されたレーザ光を第１の偏光ビームスプリッタで２つの直線偏光レーザ光に分光し、第２の偏光ビームスプリッタで該２つの直線偏光レーザ光を集めて前記ガルバノスキャナのミラーに入射させる直線偏光光学系であることを特徴とする請求項１又は２に記載のレーザ加工機。
4. 前記レーザ加工機は、２つの被加工物に対応して２つの前記ガルバノスキャナを備え、
   前記直線偏光光学系は、１つのレーザ発振器から出射されたレーザ光を偏光ビームスプリッタで２つの直線偏光レーザ光に分光し、分光されたそれぞれの直線偏光レーザ光を前記２つのガルバノスキャナのそれぞれに入射し、２つの被加工物を同時に孔あけ加工することを特徴とする請求項１又は２に記載のレーザ加工機。
   

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