JPH0220681A - レーザビームの集束方法 - Google Patents
レーザビームの集束方法Info
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- JPH0220681A JPH0220681A JP63168492A JP16849288A JPH0220681A JP H0220681 A JPH0220681 A JP H0220681A JP 63168492 A JP63168492 A JP 63168492A JP 16849288 A JP16849288 A JP 16849288A JP H0220681 A JPH0220681 A JP H0220681A
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- Japan
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- laser beam
- cylindrical lens
- optical axis
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/073—Shaping the laser spot
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Manufacturing Of Printed Circuit Boards (AREA)
- Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
レーザビームを所定の大きさの長円形に集束するレーザ
ビームの集束方法に関し、 レーザビームの集束に際して、エネルギ密度の分布に不
規則な分布が生じることのないようにすることを目的と
し１、 ビーム径調整レンズ群によって調整されたレーザビーム
が入射されるシリンドリカルレンズを光軸を中心に回動
可能に設け、該シリンドリカルレンズを介して該レーザ
ビームを所定の大きさの長円形に集束すると共に、該シ
リンドリカルレンズを必要に応じて回動させることで該
長円形の向きが所定方向に変えられるように構成する。
ビームの集束方法に関し、 レーザビームの集束に際して、エネルギ密度の分布に不
規則な分布が生じることのないようにすることを目的と
し１、 ビーム径調整レンズ群によって調整されたレーザビーム
が入射されるシリンドリカルレンズを光軸を中心に回動
可能に設け、該シリンドリカルレンズを介して該レーザ
ビームを所定の大きさの長円形に集束すると共に、該シ
リンドリカルレンズを必要に応じて回動させることで該
長円形の向きが所定方向に変えられるように構成する。
本発明はレーザビームを所定の大きさの長円形に集束す
るレーザビームの集束方法に関する。
るレーザビームの集束方法に関する。
電子機器に広く用いられているプリント基板を改造など
によってそのプリント基板のパターン配線を切断する場
合、最近ではレーザビームの照射によることで行われる
。
によってそのプリント基板のパターン配線を切断する場
合、最近ではレーザビームの照射によることで行われる
。
このようなレーザビームの照射はパターン配線の幅より
長い長さで所定の幅を有するようにスリット状に集束さ
れることで切断すべきパターン配線の所定箇所に行われ
、その照射によってパターン配線の切断が行われる。
長い長さで所定の幅を有するようにスリット状に集束さ
れることで切断すべきパターン配線の所定箇所に行われ
、その照射によってパターン配線の切断が行われる。
したがって、このようなレーザビームの集束は、プリン
ト基板に張架されたパターン配線の切断を容易に行うこ
とができるエネルギ密度が得られるように形成されるこ
とが重要となる。
ト基板に張架されたパターン配線の切断を容易に行うこ
とができるエネルギ密度が得られるように形成されるこ
とが重要となる。
従来は第３図の従来の構成図に示すように構成されてい
た。第３図の（ａ）は説明図、（ｂ）は斜視図である。
た。第３図の（ａ）は説明図、（ｂ）は斜視図である。
第３図の（ａ）に示すように、レーザ発振器１は励起ラ
ンプＩＣより発光された光がレーザ結晶ユニソ目Ｂに照
射されることでレーザ結晶ユニットＩＢより光軸４を有
するレーザビーム３が発生され、更に、レーザ結晶ユニ
ットＩＢより発生したレーザビームはレーザ結晶ユニッ
Ｉ−ＩＢの前後に配設された全反射ミラーＩＡと、半反
射ミラーＩＥとによって増幅され、半反射ミラーＩＥ側
からレーザビーム３の出力が行われるように形成されて
いる。
ンプＩＣより発光された光がレーザ結晶ユニソ目Ｂに照
射されることでレーザ結晶ユニットＩＢより光軸４を有
するレーザビーム３が発生され、更に、レーザ結晶ユニ
ットＩＢより発生したレーザビームはレーザ結晶ユニッ
Ｉ−ＩＢの前後に配設された全反射ミラーＩＡと、半反
射ミラーＩＥとによって増幅され、半反射ミラーＩＥ側
からレーザビーム３の出力が行われるように形成されて
いる。
また、このようなレーザビーム３は内設された円形の貫
通穴ＩＦを有するアパーチャＩＤによって所定の円形の
断面形状となるビーム径りのレーザビームされたパター
ン配線１１の所定箇所にレーザビーム３を集束させ、パ
ターン配線１１の切断を行う場合は、前述のアパーチャ
ＩＤを幅ＴＩの長さＢ１のスリソ目２Ａが設けられたア
パーチャ１２に置換し、スリット１２Ａの形状に形成さ
れたレーザビーム３八はビーム径調整レンズ群２の凸レ
ンズと凹レンズとの互いの距離間を変えることで幅Ｔ２
で長さＢ２の大きさにする調整が行われていた。
通穴ＩＦを有するアパーチャＩＤによって所定の円形の
断面形状となるビーム径りのレーザビームされたパター
ン配線１１の所定箇所にレーザビーム３を集束させ、パ
ターン配線１１の切断を行う場合は、前述のアパーチャ
ＩＤを幅ＴＩの長さＢ１のスリソ目２Ａが設けられたア
パーチャ１２に置換し、スリット１２Ａの形状に形成さ
れたレーザビーム３八はビーム径調整レンズ群２の凸レ
ンズと凹レンズとの互いの距離間を変えることで幅Ｔ２
で長さＢ２の大きさにする調整が行われていた。
したがって、幅ＴＩの長さＢ１のレーザビーム３Ａはビ
ーム径調整レンズ群２の調整によって幅Ｔ２の長さＢ２
の長方形１３の形状に集束されることが行われていた。
ーム径調整レンズ群２の調整によって幅Ｔ２の長さＢ２
の長方形１３の形状に集束されることが行われていた。
この場合、レーザビーム３Ａによる照射が切断すべきパ
ターン配線１１以外の箇所に行われると、切断の必要の
ないプリント基板１０の表面を焼損させることになるた
め、レーザビーム３Ａの集束による長さＢ２はパターン
配線１１の幅すより多少大きくなるように集束され、レ
ーザビーム３Ａの照射によって幅すのパターン配線１１
の切断を行っていた。
ターン配線１１以外の箇所に行われると、切断の必要の
ないプリント基板１０の表面を焼損させることになるた
め、レーザビーム３Ａの集束による長さＢ２はパターン
配線１１の幅すより多少大きくなるように集束され、レ
ーザビーム３Ａの照射によって幅すのパターン配線１１
の切断を行っていた。
また、パターン配線１１の張架方向によって長方形１３
の方向を縦または横方向に向きを変えたい場合が生じる
ため、この場合は、パターン配線１１の張架方向によっ
てアパーチャ１２を矢印Ａのように回動させることによ
り長方形１３の向きが変えられるように配慮されている
。
の方向を縦または横方向に向きを変えたい場合が生じる
ため、この場合は、パターン配線１１の張架方向によっ
てアパーチャ１２を矢印Ａのように回動させることによ
り長方形１３の向きが変えられるように配慮されている
。
したがって、ビーム径調整レンズ群２の凸レンズと凹レ
ンズとの互いの間隔を変える矢印Ｃ方向のスライドと、
アパーチャ１２の矢印Ａ方向の回動とによってパターン
配線１１の切断すべき箇所に対して、所定の大きさの長
方形１３を形成するようにレーザビーム３Ａを調整させ
ることでパターン配線１１の所定箇所の切断が行われて
いた。
ンズとの互いの間隔を変える矢印Ｃ方向のスライドと、
アパーチャ１２の矢印Ａ方向の回動とによってパターン
配線１１の切断すべき箇所に対して、所定の大きさの長
方形１３を形成するようにレーザビーム３Ａを調整させ
ることでパターン配線１１の所定箇所の切断が行われて
いた。
通常、このようなレーザ発振器１より出力されるレーザ
ビーム３は第４図の従来のレーザビームのエネルギ分布
グラフの（ａ）に示すように、所定の位置Ｓにおける直
径りのレーザビーム３のエネルギ密度Ｐは中央部ではピ
ークになり、両端では低くなるガウス分布になるよう出
力さる。
ビーム３は第４図の従来のレーザビームのエネルギ分布
グラフの（ａ）に示すように、所定の位置Ｓにおける直
径りのレーザビーム３のエネルギ密度Ｐは中央部ではピ
ークになり、両端では低くなるガウス分布になるよう出
力さる。
すように、長方形１３を形成するとによって、干渉など
によるエネルギの減衰が生じ、レーザビーム３Ａのエネ
ルギ密度Ｐがマルチモード分布となり、不規則な分布と
なる。
によるエネルギの減衰が生じ、レーザビーム３Ａのエネ
ルギ密度Ｐがマルチモード分布となり、不規則な分布と
なる。
したがって、前述のようなようなパターン配線１１の切
断に、例えば、Ｐｏのエネルギ密度が必要な場合は長方
形１３に形成されたレーザビーム３ＡではＰｏのエネル
ギ密度が得られない箇所が生じ、パタ−ン配線１１を完
全に切断できなくなる問題を有していた。
断に、例えば、Ｐｏのエネルギ密度が必要な場合は長方
形１３に形成されたレーザビーム３ＡではＰｏのエネル
ギ密度が得られない箇所が生じ、パタ−ン配線１１を完
全に切断できなくなる問題を有していた。
そこで、本発明では、レーザビームの集束に際して、エ
ネルギ密度の分布に不規則な分布が生じることのないよ
うにすることを目的とする。
ネルギ密度の分布に不規則な分布が生じることのないよ
うにすることを目的とする。
第１図は本発明の原理説明図である。
第１図に示すように、ビーム径調整レンズ群によって調
整されたレーザビームが入射されるシリンドリカルレン
ズを光軸を中心に回動可能に設け、該シリンドリカルレ
ンズを介して該レーザビームを所定の大きさの長円形に
集束すると共に、該シリンドリカルレンズを必要に応じ
て回動させることで該長円形の向きが所定方向に変えら
れるように構成する。
整されたレーザビームが入射されるシリンドリカルレン
ズを光軸を中心に回動可能に設け、該シリンドリカルレ
ンズを介して該レーザビームを所定の大きさの長円形に
集束すると共に、該シリンドリカルレンズを必要に応じ
て回動させることで該長円形の向きが所定方向に変えら
れるように構成する。
このように構成することによって前述の課題は解決され
る。
る。
即ち、ビーム径調整レンズ群を透過したレーザビームが
照射されるシリンドリカルレンズを設けることで、レー
ザビームの集束がシリンドリカルレンズによって所定の
向きの長円形に行われるようにしすると共に、集束され
た長円形の向きがシリンドリカルレンズの回動によって
変えることができるように形成したものである。
照射されるシリンドリカルレンズを設けることで、レー
ザビームの集束がシリンドリカルレンズによって所定の
向きの長円形に行われるようにしすると共に、集束され
た長円形の向きがシリンドリカルレンズの回動によって
変えることができるように形成したものである。
したがって、このようなシリンドリカルレンズによって
集束を行うと、レーザビームのエネルギ密度の分布は、
従来のスリット有するアパーチャによって長方形に形成
した場合のような不規則なマルチモード分布となること
がな（、比較的均一な分布が得られ、前述のようなエネ
ルギ不足によってパターン配線の切断が行われなくなる
ようなこを防ぐことができる。
集束を行うと、レーザビームのエネルギ密度の分布は、
従来のスリット有するアパーチャによって長方形に形成
した場合のような不規則なマルチモード分布となること
がな（、比較的均一な分布が得られ、前述のようなエネ
ルギ不足によってパターン配線の切断が行われなくなる
ようなこを防ぐことができる。
以下本発明を第２図を参考に詳細に説明する。
第２図は本発明による一実施例の説明図で（ａ）は斜視
図、（ｂ）はレーザビームのエネルギ分布グラフである
。全図を通じて、同一符号は同一対象物を示す。
図、（ｂ）はレーザビームのエネルギ分布グラフである
。全図を通じて、同一符号は同一対象物を示す。
第２図の（ａ）に示すように、レーザ発振器１より出力
される直径りのレーザビーム３が移動機構８によって移
動されるビーム径調整レンズ群２と回動機構９によって
回動されるシリンドリカルレンズ６によって長円形７に
集束され、集束された長円形７によってプリント基板１
０のパターン配線１１の照射が行われるように構成した
ものである。
される直径りのレーザビーム３が移動機構８によって移
動されるビーム径調整レンズ群２と回動機構９によって
回動されるシリンドリカルレンズ６によって長円形７に
集束され、集束された長円形７によってプリント基板１
０のパターン配線１１の照射が行われるように構成した
ものである。
また、移動機構８はモータ８Ａの駆動によってギヤ８Ｂ
を介して移動体８Ｃが回転され、ガイド棒８Ｄが移動体
８Ｃの外周に設けられたヘリカル溝８Ｅに沿って移動す
ることで、移動体８Ｃに収納されたビーム径調整レンズ
群２を光軸４に沿って矢印Ｃ方向にスライドさせ、シリ
ンドリカルレンズ６とパターン配線１１との距離の移動
を行うように形成され、回動機構９はモータ９Ａの駆動
によってギヤ９Ｂを介して回転体９Ｃが回転され、回転
体９Ｃに収納されたシリンドリカルレンズ６を光軸４を
中心に矢印Ａ方向に回転させるように形成さている。
を介して移動体８Ｃが回転され、ガイド棒８Ｄが移動体
８Ｃの外周に設けられたヘリカル溝８Ｅに沿って移動す
ることで、移動体８Ｃに収納されたビーム径調整レンズ
群２を光軸４に沿って矢印Ｃ方向にスライドさせ、シリ
ンドリカルレンズ６とパターン配線１１との距離の移動
を行うように形成され、回動機構９はモータ９Ａの駆動
によってギヤ９Ｂを介して回転体９Ｃが回転され、回転
体９Ｃに収納されたシリンドリカルレンズ６を光軸４を
中心に矢印Ａ方向に回転させるように形成さている。
更に、移動機構８と回動機構９との間にはスラストベア
リング１４が設けられ、互いの回動が自在に行われるよ
うに形成されている。
リング１４が設けられ、互いの回動が自在に行われるよ
うに形成されている。
この場合、照射する長円形７はビーム径調整レンズ群２
によって調整された所定のビーム径が、更に、シリンド
リカルレンズ６によって集束されることになるため、長
円形７の長手方向の大きさはビーム径調整レンズ群２に
よって調整され、幅方向の大きさは矢印Ｃ方向のスライ
ドによってシリンドリカルレンズ６の焦点に近づけるこ
とで狭く、また、遠くすることで広げ、所定の幅に集束
させることができる。
によって調整された所定のビーム径が、更に、シリンド
リカルレンズ６によって集束されることになるため、長
円形７の長手方向の大きさはビーム径調整レンズ群２に
よって調整され、幅方向の大きさは矢印Ｃ方向のスライ
ドによってシリンドリカルレンズ６の焦点に近づけるこ
とで狭く、また、遠くすることで広げ、所定の幅に集束
させることができる。
そこで、プリント基板１０の張架されたパターン配線１
１に長円形７が直交するように回動機構９によってシリ
ンドリカルレンズ６を回動させ、移動機構８によってビ
ーム径調整レンズ群２をスライドさせ、所定の幅Ｂの長
円形７が形成されるようにレーザビーム３の調整を行う
ことができる。
１に長円形７が直交するように回動機構９によってシリ
ンドリカルレンズ６を回動させ、移動機構８によってビ
ーム径調整レンズ群２をスライドさせ、所定の幅Ｂの長
円形７が形成されるようにレーザビーム３の調整を行う
ことができる。
したがって、長円形７に調整されたレーザビーム３をパ
ターン配線１１に照射することで、切断箇所１１Ａに示
す切断を行うことができる。
ターン配線１１に照射することで、切断箇所１１Ａに示
す切断を行うことができる。
この場合、シリンドリカルレンズ６によって幅ピークと
なり、理想とするエネルギ密度の分布であるガウス分布
が得られる。
なり、理想とするエネルギ密度の分布であるガウス分布
が得られる。
したがって、このようにシリンドリカルレンズ６による
構成によって幅Ｂの長円形７に集束されたレーザビーム
３では全ての箇所でパターン配線１１を切断するのに必
要なエネルギ密度Ｐ０が得られ、長円形７に集束された
レーザビーム３の照射によってパターン配線１１を完全
に切断させることができる。
構成によって幅Ｂの長円形７に集束されたレーザビーム
３では全ての箇所でパターン配線１１を切断するのに必
要なエネルギ密度Ｐ０が得られ、長円形７に集束された
レーザビーム３の照射によってパターン配線１１を完全
に切断させることができる。
＼
以上説明したように、本発明によれば、シリンドリカル
レンズによって長円形に、しかも、その長円形の向きを
自在に変えるようにレーザビームを集束することができ
、その集束されたレーザビームはエネルギ密度の分布が
均一な分布にすることができる。
レンズによって長円形に、しかも、その長円形の向きを
自在に変えるようにレーザビームを集束することができ
、その集束されたレーザビームはエネルギ密度の分布が
均一な分布にすることができる。
したがって、従来のようなスリットを有するアパーチャ
を用いることでエネルギ密度の分布が不規則となことは
防げ、パターン配線の切断に際して、切断が不完全とな
ることが避けられ、パターン配線の切断を確実に行うこ
とができ、実用的効果は大である。
を用いることでエネルギ密度の分布が不規則となことは
防げ、パターン配線の切断に際して、切断が不完全とな
ることが避けられ、パターン配線の切断を確実に行うこ
とができ、実用的効果は大である。
第１図は本発明の原理説明図。
第２図は本発明による一実施例の説明図で、（ａ）は斜
視図、（ｂ）はレーザビームのエネルギ分布グラフ。 第３図は従来の構成図。 第４図は従来のレーザビームのエネルギ分布グラフを示
す。 図において、 １はレーザ発振器。 ２はビーム径調整レンズ群。 ３．３Ａはレーザビーム。 ４は光軸。 ６はシリンドリカルレンズ。 ７は長円形を示す。 木ｆ：明によう一実）５例の言え甥！ 第 ２ ｍ と濃１） ル −ゾづＣ坂碧ま 徒／１．／）購入図 第３ｍ 木全萌を二よろ一賞方ヒ弁慟言之明図（’ｆの２）−５
位Ｌ （ａ） 一５位Ｉ ０時
視図、（ｂ）はレーザビームのエネルギ分布グラフ。 第３図は従来の構成図。 第４図は従来のレーザビームのエネルギ分布グラフを示
す。 図において、 １はレーザ発振器。 ２はビーム径調整レンズ群。 ３．３Ａはレーザビーム。 ４は光軸。 ６はシリンドリカルレンズ。 ７は長円形を示す。 木ｆ：明によう一実）５例の言え甥！ 第 ２ ｍ と濃１） ル −ゾづＣ坂碧ま 徒／１．／）購入図 第３ｍ 木全萌を二よろ一賞方ヒ弁慟言之明図（’ｆの２）−５
位Ｌ （ａ） 一５位Ｉ ０時
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 レーザビーム（３）を出力するレーザ発振器（１）と、
該レーザビーム（３）の光軸（４）に沿って移動し、該
レーザビームの径を調整するビーム径調整レンズ群（２
）とを備え、該レーザビーム（３）を所定箇所に集束さ
せるレーザビームの集束方法において、 前記ビーム径調整レンズ群（２）によって調整された前
記レーザビーム（３）が入射されるシリンドリカルレン
ズ（６）を前記光軸（４）を中心に回動可能に設け、該
シリンドリカルレンズ（６）を介して該レーザビーム（
３）を所定の大きさの長円形（７）に集束すると共に、
該シリンドリカルレンズ（６）を必要に応じて回動させ
ることで該長円形（７）の向きが所定方向に変えられる
ことを特徴とするレーザビームの集束方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63168492A JPH0220681A (ja) | 1988-07-05 | 1988-07-05 | レーザビームの集束方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63168492A JPH0220681A (ja) | 1988-07-05 | 1988-07-05 | レーザビームの集束方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0220681A true JPH0220681A (ja) | 1990-01-24 |
Family
ID=15869091
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63168492A Pending JPH0220681A (ja) | 1988-07-05 | 1988-07-05 | レーザビームの集束方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0220681A (ja) |
Cited By (15)
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-
1988
- 1988-07-05 JP JP63168492A patent/JPH0220681A/ja active Pending
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