JP2007229758A - Laser processing equipment - Google Patents
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Abstract
【課題】ワークの積層状態にある複数の透明板に対してレーザ加工を施すことができるレーザ加工装置を提供する。
【解決手段】レーザ光Lを発生するレーザ光発生器16と、複数の透明板14a,14bを積層状態に配置してなるワーク14との間に、ビームスプリッタ19等よりなる分割装置18を設ける。レーザ光発生器16から発生されるレーザ光Lを分割装置18等により、ワーク14の各透明板14a,14bに焦点が合うように導光させて照射し、各透明板14a,14bに対して被処理部を形成する。
【選択図】図1A laser processing apparatus capable of performing laser processing on a plurality of transparent plates in a stacked state of workpieces.
A splitter 18 including a beam splitter 19 is provided between a laser beam generator 16 that generates a laser beam L and a workpiece 14 in which a plurality of transparent plates 14a and 14b are arranged in a stacked state. . The laser beam L generated from the laser beam generator 16 is guided to the transparent plates 14a and 14b of the work 14 so as to be focused by the dividing device 18 and the like, and is irradiated to the transparent plates 14a and 14b. A processing target part is formed.
[Selection] Figure 1
Description
この発明は、ガラス等の複数の透明板を積層状態に配置してなるワークにレーザ光を照射して、複数の透明板に切断等のための被処理部を形成するようにしたレーザ加工装置に関するものである。 The present invention relates to a laser processing apparatus for irradiating a workpiece formed by arranging a plurality of transparent plates such as glass in a laminated state to form a processing target for cutting or the like on the plurality of transparent plates. It is about.
液晶パネルやプラズマディスプレイパネルは、2枚の透明ガラス板間に液晶や放電セル等を介在させて構成されている。そして、これらのパネルの製造に際しては、ワークとしての大面積の2枚のガラス製透明板を、ダイヤモンドや超硬チップ等よりなる切断具により所定の大きさに切り分けるという作業が行われていた。この場合、ダイヤモンド等による機械的切断方法では、切断予定ラインやその周囲に割れやひびが入りやすいため、ワークの切断端面が粗状になり、後工程において透明板の切断端面を研磨あるいは研削処理する必要があって、加工が面倒で手間がかかるという問題があった。 A liquid crystal panel or a plasma display panel is configured by interposing a liquid crystal or a discharge cell between two transparent glass plates. In manufacturing these panels, two large glass transparent plates as workpieces were cut into a predetermined size with a cutting tool made of diamond, cemented carbide chip or the like. In this case, the mechanical cutting method using diamond or the like tends to cause cracks and cracks in the planned cutting line and its surroundings, so the cut end surface of the workpiece becomes rough, and the cut end surface of the transparent plate is polished or ground in the subsequent process. There is a problem that the processing is cumbersome and time-consuming.
このような問題に対処するため、例えば、特許文献1に開示されるように、透明板の内部に焦点が合うようにレーザ光を照射して、透明板の切断予定ラインの位置に溶融処理領域等の被処理部を形成し、その被処理部に沿って透明板を切り分けることができるようにしたレーザ加工装置も従来から提案されている。
ところが、この従来のレーザ加工装置においては、1枚の透明板に対してのみレーザ光を照射するようになっているため、前記のように2枚の透明板を備えた液晶パネル等のワークを加工する場合には、2回の工程に分けてレーザ加工を施す必要がある。よって、やはり加工が面倒で時間がかかるものであった。 However, in this conventional laser processing apparatus, since the laser beam is irradiated only to one transparent plate, a work such as a liquid crystal panel having two transparent plates as described above is used. In the case of processing, it is necessary to perform laser processing in two steps. Therefore, the processing was troublesome and time consuming.
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、積層状態にある複数の透明板に対してレーザ加工を施すことができるレーザ加工装置を提供することにある。 The present invention has been made paying attention to such problems existing in the prior art. The purpose is to provide a laser processing apparatus capable of performing laser processing on a plurality of transparent plates in a laminated state.
上記の目的を達成するために、請求項1記載の発明においては、レーザ光源と、該レーザ光源から照射されるレーザ光を合焦するための合焦手段と、該合焦手段による合焦点を前記ワークを構成する透明板のうち2以上の透明板の内部に作るための導光手段とを備えており、前記導光手段及び合焦手段は、ワークを構成する透明板に対してレーザ光を同一側から照射させることを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a laser light source, focusing means for focusing laser light emitted from the laser light source, and focusing by the focusing means are performed. Light guide means for making the inside of two or more transparent plates among the transparent plates constituting the workpiece, and the light guide means and the focusing means are laser beams for the transparent plates constituting the workpiece. Are irradiated from the same side.
請求項2記載の発明においては、請求項1記載の発明において、レーザ光源が一つであることを特徴とする。
請求項3記載の発明においては、請求項1又は2に記載の発明において、導光手段は、レーザ光源からのレーザ光を透過光と反射光とに分割する分割手段と、該分割手段により分割された透過光及び反射光を偏光する偏光手段と、該偏光手段により偏光された透過光及び反射光を偏向する偏向手段とによって構成されていることを特徴とする。
The invention according to
In the invention described in claim 3, in the invention described in
請求項4記載の発明においては、請求項3記載の発明において、偏向手段による偏向向きを変更する変更手段を備えていることを特徴とする。
請求項5記載の発明においては、請求項1又は2に記載の発明において、導光手段は、合焦手段を操作することによって、各透明板に合焦点を作ることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, there is provided a changing means for changing a deflection direction by the deflecting means.
The invention according to claim 5 is characterized in that, in the invention according to
請求項6記載の発明においては、請求項5に記載の発明において、合焦手段は、光軸上において各ワークに対して接近離間する方向に移動可能な凸レンズにより構成され、導光手段は、レーザ光の合焦対象を異なる透明板とするために、前記凸レンズを往復移動させる駆動機構とより構成されていることを特徴とする。 In the invention described in claim 6, in the invention described in claim 5, the focusing means is constituted by a convex lens movable in a direction approaching and separating from each workpiece on the optical axis, and the light guiding means is In order to make the object to be focused by the laser light different transparent plates, it is constituted by a drive mechanism for reciprocating the convex lens.
請求項7記載の発明においては、請求項1又は2に記載の発明において、導光手段は、合焦手段により構成されていることを特徴とする。
請求項8記載の発明においては、請求項7に記載の発明において、合焦手段は、一つの光軸上に配置された焦点距離の異なる複数の凸レンズよりなることを特徴とする。
The invention described in claim 7 is characterized in that, in the invention described in
The invention according to claim 8 is the invention according to claim 7, wherein the focusing means comprises a plurality of convex lenses arranged on one optical axis and having different focal lengths.
請求項9記載の発明においては、請求項1から8のいずれか一項に記載の発明において、レーザ光源は、多光子吸収可能なレーザ光を照射するものである。
請求項10記載の発明においては、請求項9に記載の発明において、レーザ光は、パルス幅が0.003ps〜500nsであることを特徴とする。
According to a ninth aspect of the invention, in the invention according to any one of the first to eighth aspects, the laser light source irradiates a laser beam capable of absorbing multiphotons.
According to a tenth aspect of the present invention, in the invention according to the ninth aspect, the laser beam has a pulse width of 0.003 ps to 500 ns.
請求項11記載の発明においては、請求項9又は10に記載の発明において、レーザ光は、波長が0.2μm〜2.0μmであることを特徴とする。
請求項12記載の発明においては、請求項1から11のいずれか一項に記載の発明において、レーザ光の光軸方向におけるワークの位置を判別するための判別手段を設けたことを特徴とする。
According to an eleventh aspect of the present invention, in the invention according to the ninth or tenth aspect, the laser light has a wavelength of 0.2 μm to 2.0 μm.
According to a twelfth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to eleventh aspects, a discriminating means for discriminating the position of the workpiece in the optical axis direction of the laser beam is provided. .
以上のように、この発明によれば、積層状態にある複数の透明板に対して同時にレーザ加工を適切に施すことができ、透明板の切断作業能率を向上させることができる。 As described above, according to the present invention, laser processing can be appropriately performed simultaneously on a plurality of transparent plates in a laminated state, and the cutting efficiency of the transparent plates can be improved.
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。勿論、本発明の技術的範囲は、下記実施形態そのものに何ら限定されるものではない。
(第1実施形態)
まず、この発明の第1実施形態を、図1に基づいて説明する。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the drawings. Of course, the technical scope of the present invention is not limited to the following embodiments.
(First embodiment)
First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図1に示すように、この実施形態のレーザ加工装置においては、ワーク支持台11がX軸ステージ12及びY軸ステージ13を介して、水平面内でX軸方向及びY軸方向へ移動可能に配設されている。ワーク支持台11上には、ワーク14が高摩擦係数を有するワーク保持止用のテープ15を介して着脱可能に載置保持されている。なお、このテープ15を設けることなく、ワーク支持台11の上面に開口するエア吸引口(図示しない)からのエアの吸引によりワーク14を保持してもよい。このワーク14は、所定間隔をおいて積層状態に配置された表裏2枚のガラス製の透明板14a,14b(厚さ0.5〜1.7mm程度)と、それらの透明板14a,14b間に介装された液晶等の介在物14c(厚さ0.1mm以下)とを有している。
As shown in FIG. 1, in the laser processing apparatus of this embodiment, the
前記ワーク支持台11の上方にはレーザ光発生器16が配設され、このレーザ光発生器16からレーザ光Lが図1の横方向に発生される。レーザ光発生器16からのレーザ光Lの光軸上には凸レンズ17が配置されるとともに、その凸レンズ17を介してレーザ光発生器16の反対側には分割装置18が配設されている。この実施形態においては、分割装置18がビームスプリッタ19によって構成されている。そして、ビームスプリッタ19によりレーザ光発生器16からのレーザ光Lが透過光(レーザ光L1)と反射光(レーザ光L2)とに分割される。ここで、凸レンズ17は、本実施形態の必須の構成ではない。
A
前記ビームスプリッタ19のレーザ光発生器16と反対側には、フィルタ機能を有するλ/4板よりなる第1波長板20が配設されるとともに、この第1波長板20を介してビームスプリッタ19の反対側に第1ミラー21が第1焦点位置調整装置22により矢印Aで示すように透過光の光軸方向に沿って位置調整可能に配設されている。そして、ビームスプリッタ19からの透過光である一方のレーザ光L1が第1波長板20、第1ミラー21、ビームスプリッタ19及び凸レンズ23をそれぞれ反射又は透過して、ワーク14の表側の透明板14aに対してその厚さ方向の中間部において合焦される。
A
前記ビームスプリッタ19のワーク14と反対側の上部には、フィルタ機能を有するλ/4板よりなる第2波長板24が配設されるとともに、その第2波長板24を介したビームスプリッタ19の反対側には第2ミラー25が第2焦点位置調整装置26により矢印Bで示すように反射光の光軸方向に沿って位置調整可能に配設されている。そして、ビームスプリッタ19により偏向された他方のレーザ光L2が第2波長板24、第2ミラー25、ビームスプリッタ19及び凸レンズ23をそれぞれ反射又は透過して、ワーク14の裏側の透明板14bにおいてその厚さ方向の中間部に対して合焦される。
A
さて、このレーザ加工装置において、ワーク14にレーザ加工を施す場合には、ワーク支持台11上にテープ15を介してワーク14を位置決め固定する。この状態で、第1,第2焦点位置調整装置22,26によりレーザ光L1,L2の焦点距離が調節された状態で、レーザ加工装置が起動されると、X軸ステージ12及びY軸ステージ13の作動により、ワーク支持台11がX軸方向あるいはY軸方向、又はそれらの合成方向に移動される。それとともに、レーザ光発生器16からレーザ光Lが発生されて、そのレーザ光Lが分割装置18のビームスプリッタ19により2つのレーザ光L1,L2として分割される。
In this laser processing apparatus, when the
そして、分割された一方のレーザ光L1が第1波長板20、第1ミラー21、ビームスプリッタ19及び凸レンズ23を介して、ワーク14の表側の透明板14aの内部に対して合焦されるように照射される。それとともに、偏向された他方のレーザ光L2が第2波長板24、第2ミラー25、ビームスプリッタ19及び凸レンズ23を介して、ワーク14の裏側の透明板14bの内部に対して合焦されるように照射される。これにより、ワーク14の両透明板14a,14bに対して切断のための溶融処理領域等の被処理部が同時に形成される。この溶融処理は、溶融部が形成される場合と、溶融せずにひび割れが形成される場合(絶縁破壊が起こる場合)と、溶融部及びひび割れ部が近接して形成される場合とがある。
Then, one of the divided laser beams L1 is focused on the inside of the
以上ように、このレーザ加工装置においては、積層状態の透明板14a,14bを有するワーク14に対して、その一方向からレーザ光を照射することにより、両透明板14a,14bに対して同時にレーザ加工を施して、多光子吸収による溶融処理領域を形成することができる。よって、ワーク14の加工作業を容易かつ短時間に行うことができる。
As described above, in this laser processing apparatus, the laser beam is applied to both the
また、ワーク14に対して表裏両面からレーザ光を同時に照射することなく、一方向からレーザ光を照射しているため、ワーク14に対するレーザ光の照射領域がワーク14の外周縁付近に限定されることはない。ちなみに、側面形横U持形の支持装置の先端(上下両端)にレーザ光照射部を設けて、ワークに対してその表裏両面からレーザ光を照射するようにすることも考えられるが、このようにした場合には、前記支持装置の奥行き寸法に制限を受け、ワークの外周部のみにしたレーザ光を照射できない。従って、ワーク14の任意の位置にレーザ加工を施すことができて、ワーク14を所望の大きさに容易に切り分けることができる。この場合、切り分け位置は多光子による溶融処理部であるため、ダイヤモンドによる機械的手法とは異なり、切断予定ラインやその周囲に割れやひびが入るようなことはなく、後工程を簡略化できる。
In addition, since the laser beam is irradiated from one direction without simultaneously irradiating the workpiece 14 from both the front and back surfaces, the irradiation region of the laser beam on the
ここで、この第1実施形態においてレーザ光発生器は、Nd:YAG(ネオジウム:イットリウム・アルミニウム・ガーネット)加工機である。そして、この第1実施形態におけるレーザ光のパルス幅は0.003ps〜500nsの範囲内で、10ps〜0.1nsの範囲内がより好ましい。また、この第1実施形態におけるレーザ光の波長は0.2μm〜2.0μmの範囲内で、0.9μm〜1.5μmの範囲内がより好ましい。 Here, in the first embodiment, the laser light generator is an Nd: YAG (neodymium: yttrium, aluminum, garnet) processing machine. The pulse width of the laser light in the first embodiment is preferably within the range of 0.003 ps to 500 ns, and more preferably within the range of 10 ps to 0.1 ns. Further, the wavelength of the laser beam in the first embodiment is in the range of 0.2 μm to 2.0 μm, and more preferably in the range of 0.9 μm to 1.5 μm.
なお、レーザ光発生器16は、特許請求の範囲に記載のレーザ光源に対応し、分割装置18(ビームスプリッタ19)は、分割手段に対応し、第1ミラー21および第2ミラー25は、偏向手段に対応し、第1波長板20および第2波長板24は、偏光手段に対応し、凸レンズ17および凸レンズ23は、合焦手段に対応し、分割装置18、ビームスプリッタ19、第1ミラー21、第2ミラー25、第1波長板20および第2波長板は、導光手段にも対応する。
The
(第2実施形態)
次に、この発明の第2実施形態を、前記第1実施形態と異なる部分を中心に説明する。なお、第2実施形態以降の各実施形態の説明においては、各実施形態の特徴的な構成及び作用を中心に説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with a focus on differences from the first embodiment. In the description of each embodiment after the second embodiment, the characteristic configuration and operation of each embodiment will be mainly described.
さて、第2実施形態においては、図2に示すように、第1ミラー21が第1焦点位置調整装置22により光軸方向へ位置調整可能に構成されるとともに、第1傾斜角度調整装置31により光軸方向に対して傾斜角度調整可能に構成されている。同様に、第2ミラー25が第2焦点位置調整装置26により光軸方向へ位置調整可能に構成されるとともに、第2傾斜角度調整装置32により光軸方向に対して傾斜角度調整可能に構成されている。
In the second embodiment, as shown in FIG. 2, the
従って、この第2実施形態においても、前記第1実施形態と同様の効果を得ることができる。また、この第2実施形態においては、第1及び第2傾斜角度調整装置31,32にて第1及び第2ミラー21,25の傾斜角度を調整することにより、レーザ光L1,L2が異なる方向を導光するようにそのレーザ光の光軸角度が相互に異なり、ワーク14の各透明板14a,14bに対するレーザ光L1,L2の焦点位置を水平面内でX軸方向又はY軸方向に所望量だけ変位させることができる。従って、両透明板14a,14bに対して異なった位置に被処理部を形成したり、両透明板14a,14bの同一位置に対して時間差を設けて被処理部を形成したりする必要がある場合に有効である。
Therefore, also in the second embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained. In the second embodiment, the first and second tilt
なお、第1及び第2ミラー21,25の一方のみに傾斜角度調整装置を設けても、レーザ光L1,L2の光軸角度を相互に異ならせることができる。
(第3,4実施形態)
次に、この発明の第3実施形態について説明する。
Even if the tilt angle adjusting device is provided only on one of the first and
(Third and fourth embodiments)
Next explained is the third embodiment of the invention.
第3実施形態においては、図3に示すように、レーザ光発生器16がビームスプリッタ19を介してワーク14の反対側に配置されるとともに、第1波長板20と第1ミラー21との間に凸レンズ27が配置されている。また、第2波長板24、第2ミラー25及び第2焦点位置調整装置26は、ビームスプリッタ19を介して第1波長板20等の反対側に配置されている。本実施形態のように、レーザ光発生器16からビームスプリッタ19までの距離が近い場合には、凸レンズ27は必須であり、この凸レンズ27は、特許請求の範囲に記載の合焦手段に対応する。
In the third embodiment, as shown in FIG. 3, the
そして、レーザ光発生器16からのレーザ光Lは、ビームスプリッタ19により透過光であるレーザ光L1と反射光であるレーザ光L2とに分割される。その後、レーザ光L1はビームスプリッタ19を透過するとともに、凸レンズ23を通って、透明板14bに合焦され、レーザ光L2はビームスプリッタ19で反射されるとともに、第2ミラー25で反射され、次いで、第1ミラー21で反射され、そしてビームスプリッタ19で反射されて、凸レンズ27を通って透明板14aに合焦される。
The laser beam L from the
第4実施形態においては、図4に示すように、第1焦点位置調整装置22に第2傾斜角度調整装置32が付設され、第1ミラー21を傾斜させて、レーザ光L1,L2の光軸に角度差を設け、透明板14a,14bに対する合焦位置を異ならせたものである。
In the fourth embodiment, as shown in FIG. 4, a second tilt
従って、この第3,4実施形態においては、それぞれ前記第1,2実施形態と同様な作用を有するばかりでなく、この第3,4実施形態においては、レーザ光発生器16がビームスプリッタ19を介してワーク14の反対側に配置され、その両側に第1及び第2ミラー21,25等が配置されるため、装置全体を小型化することが可能になる。
Therefore, the third and fourth embodiments not only have the same operation as the first and second embodiments, respectively, but also in the third and fourth embodiments, the
なお、第4実施形態においては、傾斜角度調整装置を第2焦点位置調整装置26に付設したり、第1,第2焦点位置調整装置22,26の双方に付設したりしてもよい。
(第5,6実施形態)
次に、この発明の第5,6実施形態を説明する。
In the fourth embodiment, the tilt angle adjusting device may be attached to the second focal
(5th and 6th embodiment)
Next, fifth and sixth embodiments of the present invention will be described.
これらの第5,6実施形態においては、図5及び図6に示すように、それぞれ前記第3、4実施形態において、凸レンズ27の代わりに、レーザ光発生器16とビームスプリッタ19との間に凹レンズ28を配置したものである。ここで、凹レンズ28は、特許請求の範囲に記載の合焦手段に対応する。
In these fifth and sixth embodiments, as shown in FIGS. 5 and 6, in the third and fourth embodiments, instead of the
この第5,6実施形態の作用は、前記第3,4実施形態の作用と同様である。
(第7実施形態)
次に、この発明の第7実施形態を説明する。
The operation of the fifth and sixth embodiments is the same as the operation of the third and fourth embodiments.
(Seventh embodiment)
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described.
この第7実施形態においては、図7に示すように、ビームスプリッタ33とワーク14との間に第1凸レンズ34が配置されている。また、ビームスプリッタ33を介してレーザ光発生器16の反対側にミラー35が配置され、そのミラー35とワーク14との間に第2凸レンズ37が配置されている。第1凸レンズ34及び第2凸レンズ37は、それぞれ第1焦点位置調整装置22及び第2焦点位置調整装置26により透明板14a及び透明板14bに対する焦点距離が調節されるようになっている。ここで、ビームスプリッタ33は、特許請求の範囲に記載の分割手段に対応し、第1凸レンズ34および第2凸レンズ37は、合焦手段に対応し、ミラー35は、偏向手段に対応する。
In the seventh embodiment, as shown in FIG. 7, a first
そして、レーザ光発生器16から発生されるレーザ光Lがビームスプリッタ33において異なる位置における2つの平行なレーザ光L1,L2に分割される。そして、それらのレーザ光L1,L2は、それぞれ透明板14a,14bに合焦される。
The laser beam L generated from the
なお、ミラー35を傾斜角度調整装置36により傾斜角度調整可能に配設して、レーザ光L1,L2の光軸に角度差を持たせてもよい。
この第7実施形態においては、第1実施形態と同様な作用を得ることができる。
The
In the seventh embodiment, the same operation as that of the first embodiment can be obtained.
(第8実施形態)
次に、この発明の第8実施形態を説明する。
この第8実施形態においては、図8及び図9に示すように、複合凸レンズ38を備えている。この複合凸レンズ38は凸レンズ本体39の両面に一対の付加凸レンズ40を貼着して一体に形成され、中心部38aと外周部38bとにおいて焦点距離が異なるように構成されている(付加凸レンズが中心部38aを構成し、凸レンズ本体39が外周部3bを構成する)。そして、レーザ光発生器16から発生されたレーザ光Lが複合凸レンズ38の中心部38a及び外周部38bを通過することにより、同軸上において焦点距離が異なる2つのレーザ光L1,L2に分けられる。一方のレーザ光L1はワーク14の表側の透明板14aの内部に対して合焦され、他方のレーザ光L2はワーク14の裏側の透明板14bの内部に対して合焦される。ここで、複合凸レンズ38は、特許請求の範囲に記載の導光手段および合焦手段に対応し、導光手段と合焦手段とが同一体で構成されたものである。
(Eighth embodiment)
Next, an eighth embodiment of the invention will be described.
In the eighth embodiment, as shown in FIGS. 8 and 9, a compound
なお、この実施形態においては、ワーク支持台11側に焦点位置調整装置41が設けられている。そして、この焦点位置調整装置41によりワーク支持台11上のワーク14がZ軸方向へ移動されることにより、ワーク14の透明板14a,14bに対するレーザ光L1,L2の焦点位置が調整される。
In this embodiment, a focal
従って、この第8実施形態においては、前記各実施形態におけるビームスプリッタ19,33や第1及び第2ミラー21,25等が不要になり、構成が簡単になる。
(第9実施形態)
次に、この発明の第9実施形態を説明する。
Therefore, in the eighth embodiment, the
(Ninth embodiment)
Next, a ninth embodiment of the invention will be described.
この第9実施形態においては、図10に示すように、同一光軸上に隣接配置された径の異なる大小2枚の凸レンズ44,45を備えている。そして、レーザ光発生器16から発生されたレーザ光Lが径の異なる2枚の凸レンズ44,45を通過することにより、レーザ光Lが同軸で同方向を導光する2つのレーザ光L1,L2に分けられる。一方のレーザ光L1はワーク14の表側の透明板14aの内部に対して合焦され、他方のレーザ光L2はワーク14の裏側の透明板14bの内部に対して合焦される。なお、図10に2点鎖線で示すように、前記両凸レンズ44,45の光軸方向における前後の配置は逆転してもよい。ここで、凸レンズ44,45は、特許請求の範囲に記載の導光手段および合焦手段に対応し、導光手段と合焦手段とが同一体で構成されたものである。
In the ninth embodiment, as shown in FIG. 10, two large and small
従って、この第9実施形態においては、第8実施形態と同様な作用を有する。
(第10実施形態)
次に、この発明の第10実施形態を説明する。
Therefore, the ninth embodiment has the same operation as that of the eighth embodiment.
(10th Embodiment)
Next, a tenth embodiment of the invention is described.
この第10実施形態においては、図11に示すように、Z軸方向へ移動可能に配設された可動凸レンズ42と、移動装置43とを備えている。そして、可動凸レンズ42が移動装置43により、図6に実線で示す上方位置と鎖線で示す下方位置とに交互に移動される。これにより、レーザ光発生器16から発生されるレーザ光Lの合焦位置が変更される。
In the tenth embodiment, as shown in FIG. 11, a movable
可動凸レンズ42が上方位置に移動された場合のレーザ光L1は、ワーク14の表側の透明板14aの内部に対して合焦され、可動凸レンズ42が下方位置に移動された場合のレーザ光L2は、ワーク14の裏側の透明板14bの内部に対して合焦される。ここで、可動凸レンズ42は、特許請求の範囲に記載の合焦手段に対応し、移動装置43は、導光手段に対応する。
The laser light L1 when the movable
従って、この第10実施形態においては、光学系の部品は可動凸レンズ42だけであるため、構成が簡単である。
(第11実施形態)
次に、この発明の第11実施形態について説明する。
Accordingly, in the tenth embodiment, the configuration of the optical system is simple because only the movable
(Eleventh embodiment)
Next, an eleventh embodiment of the present invention will be described.
この第11実施形態においては、図12に示すように、ワーク14のZ方向における位置,つまり、レーザ光発生器16に対するワーク14の位置をレーザ光軸上で検出するようにしたものである。すなわち、第1波長板20と第1ミラー21との間の光軸上においてミラー61が配置されるとともに、そのミラー61の近傍に半導体レーザ装置よりなるレーザ光発生器62が配置されている。また、ビームスプリッタ19と第2波長板24との間の光軸上にはミラー63が配置されるとともに、その近傍には判別手段を構成するセンサ64が配置されている。ここで、ミラー61、レーザ光発生器62、ミラー63、及びセンサ64は、特許請求の範囲に記載の判別手段に対応する。
In the eleventh embodiment, as shown in FIG. 12, the position of the
ここで、レーザ光発生器62から発生されたレーザ光L3がビームスプリッタ19で反射されて凸レンズ23を介してワーク14に照射される。センサ64は、ミラー63を介してワーク14上の合焦状態を監視する。ワーク14の上面に対してレーザ光L3が合焦状態のときには、その焦点は円形で小面積の焦点画像となってセンサ64により検出される。焦点がプラス側又はマイナス側にずれたときには、焦点画像がそれぞれ異なる方向に歪む。例えば、焦点が、プラス側にずれた場合は、楕円形になり、マイナス側にずれた場合は前記楕円形から90度変位した楕円形となる。また、焦点のずれ量に応じて、焦点画像の面積が広くなる。このため、センサ64で検出された焦点画像を解析処理することにより、合焦の有無,ずれの方向及びすれ量を判断でき、その判断結果からレーザ光発生器16に対するワーク14の光軸上における接近離間程度が判別される。
Here, the laser beam L 3 generated from the
そして、センサ64の検出により判断されたワーク14の位置と、あらかじめ設定されているワーク14の透明板14a,14b及び介在物14cの厚さ等のデータとに応じて、第1,第2焦点位置調整装置22,26が動作され、レーザ光L,L1が透明板14a,14b上の適切位置に合焦されるように第1,第2ミラー21,25が移動調節される。
Then, depending on the position of the
従って、この第11実施形態においては、レーザ加工を行うための光路と同一の光路を使って、ワーク14の位置を判別すること(換言すれば、ワーク14の表面までの距離を測定すること)が可能となる。ひいては、ワーク14の位置(ワーク14と光学系部材(導光手段および合焦手段)との距離)を正確に判別(測定)することが可能となる。
Therefore, in the eleventh embodiment, the position of the
(第12実施形態)
次に、この発明の第12実施形態を説明する。
この第12実施形態においては、図13及び図14に示すように、分割装置18にレーザ光の光路を阻害しない構造のブラケット71を介して判別手段としての検出装置72が支持されている。検出装置72は、半導体レーザ光発生器73と検出素子74とを備えている。このレーザ光発生器73からのレーザ光L3がレーザ光発生器73に内蔵された光学系の作用により、ワーク14上に合焦されるようになっている。ここで、検出装置72は、特許請求の範囲に記載の判別手段に対応する。
(Twelfth embodiment)
Next, a twelfth embodiment of the invention is described.
In the twelfth embodiment, as shown in FIGS. 13 and 14, a
そして、レーザ光発生器73からのレーザ光L3がワーク14の上面に照射され、その反射光が検出素子74で検出され、前記第12実施形態と同様に、ワーク14上の合焦の状態が判断され、合焦していない場合は、そのずれ量及びずれの方向が検出され、その検出結果に応じて、レーザ光発生器16に対するワーク14の光軸上における接近離間程度が判別される。従って、第12実施形態と同様に、レーザ光L,L1がワーク14の透明板14a,14b上の適切位置に合焦されるように第1,第2ミラー21,25が移動調節される。
Then, the laser beam L3 from the
更に、この第13実施形態において、図15に示すように、検出装置72に対し、レーザ光発生器73及び検出素子74に光路を形成するための光ファイバ75を設けてもよい。この光ファイバ75は、撓曲により形状変形可能である。
Further, in the thirteenth embodiment, as shown in FIG. 15, an
従って、この第12実施形態においては、レーザ加工のための光路を使用することなく、ワーク14の位置を判別することが可能となる。ひいては、判別のための機構を簡素化することができるとともに、レーザ加工のための光学系部材(導光手段)に対して容易に着脱できる。特に、光ファイバ75を使った場合には、光ファイバ75の変形により、検出用レーザ光L3の照射位置及び検出素子74への入射位置を自在に調節でき、検出装置72の取付位置のずれ等に対して簡単に対処することも可能となる。
Therefore, in the twelfth embodiment, the position of the
(変更例)
上記実施形態は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形をすることが可能である。以下、具体例を示す。
(Example of change)
The above embodiment can be variously improved and modified without departing from the gist of the present invention. Specific examples are shown below.
・ 前記各実施形態とは逆に、レーザ照射時に、光学系側をワーク14に対してX軸方向及びY軸方向に相対移動させて、レーザ光によるワーク14の加工部位を変化させるように構成すること。
Contrary to the above-described embodiments, at the time of laser irradiation, the optical system side is moved relative to the
・ 前記各実施形態において、レーザ光発生器16から発生されるレーザ光Lを3つ以上の複数のレーザ光に偏向させて、ワーク14の3枚以上の複数の透明板に対して照射するように構成すること。
In each of the above embodiments, the laser light L generated from the
・ 前記各実施形態におけるYAGレーザ装置に代えて、パルスレーザ光を発生させる装置、例えば、エキシマレーザ装置等を用いること。
・ 前記第11及び第12実施形態において、焦点位置からの反射光をナイフエッジ等で2分割して、光のパワーバランスを判別し、そのパワーバランスの状態から光軸方向におけるワーク14の位置を判別すること。
In place of the YAG laser device in each of the above embodiments, a device that generates pulsed laser light, such as an excimer laser device, is used.
In the eleventh and twelfth embodiments, the reflected light from the focal position is divided into two by a knife edge or the like, the light power balance is determined, and the position of the
11…ワーク支持台、14…ワーク、14a,14b…透明板、16…レーザ光源、17…凸レンズ、18…分割装置、19…ビームスプリッタ、21…第1ミラー、22…第1焦点位置調整装置、23…凸レンズ、25…第2ミラー、26…第2焦点位置調整装置、27…凸レンズ、33…ビームスプリッタ、35…ミラー、38…複合凸レンズ、42…可動凸レンズ、44…凸レンズ、45…凸レンズ、L,L1,L2,L3…レーザ光,64…センサ、74…検出素子。
DESCRIPTION OF
Claims (12)
レーザ光源と、
該レーザ光源から照射されるレーザ光を合焦するための合焦手段と、
該合焦手段による合焦点を前記ワークを構成する透明板のうち2以上の透明板の内部に作るための導光手段とを備えており、
前記導光手段及び合焦手段は、ワークを構成する透明板に対してレーザ光を同一側から照射させることを特徴とするレーザ加工装置。 In a laser processing apparatus for laser processing a workpiece in which a plurality of transparent plates are laminated,
A laser light source;
Focusing means for focusing laser light emitted from the laser light source;
A light guide means for producing a focal point by the focusing means in two or more transparent plates among the transparent plates constituting the workpiece,
The laser processing apparatus, wherein the light guide unit and the focusing unit irradiate a transparent plate constituting the workpiece with laser light from the same side.
導光手段は、レーザ光の合焦対象を異なる透明板とするために、前記凸レンズを往復移動させる駆動機構とより構成されていることを特徴とする請求項5に記載のレーザ加工装置。 The focusing means is constituted by a convex lens that can move in a direction approaching and separating from each workpiece on the optical axis,
The laser processing apparatus according to claim 5, wherein the light guide means includes a drive mechanism that reciprocally moves the convex lens so that the laser light is focused on different transparent plates.
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