(57)【要約】【課題】本発明の目的は、Ｘ−Ｙテーブルの速さを低下させなければならない部位での加工不良を解消することにある。【解決手段】ワーク（６）を載置しＸ及びＹ方向に駆動可能なＸ−Ｙテーブル（７）と、連続波又は擬似連続波レーザを出射するレーザ発振器（１）と、前記レーザ発振器（１）から出射された連続波又は擬似連続波レーザ（Ｌ１）を高速に変調してパルスレーザ（Ｌ２）とする変調器（３）と、前記パルスレーザをワーク（６）上に集光できる光学系を有するレーザ加工装置を用い、前記パルスレーザにより、前記Ｘ−Ｙテーブル（７）の移動速さが低くなる部位を含む軌道に沿い、一定ピッチで溝又は切断加工するレーザ加工方法において、前記Ｘ−Ｙテーブル（７）の移動速さが低くなる部位における速さの低下に応じて前記パルスレーザのパルス幅を増加するとよい。【選択図】図１
2014223671.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを載置しＸ及びＹ方向に駆動可能なＸ−Ｙテーブルと、
連続波又は擬似連続波レーザを出射するレーザ発振器と、
前記レーザ発振器から出射された連続波又は擬似連続波レーザを高速に変調してパルスレーザとする変調器と、
前記パルスレーザをワーク上に集光できる光学系を有するレーザ加工装置を用い、
前記パルスレーザにより、前記Ｘ−Ｙテーブルの移動速さが低くなる部位を含む軌道に沿い、かつパルスレーザスポットが一定ピッチとなるようにパルス間隔を調節して溝又は切断加工するレーザ加工方法において、
前記Ｘ−Ｙテーブルの移動速さが低くなる部位における速さの低下に応じて前記パルスレーザのパルス幅を増加する
ことを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項２】
前記レーザ発振器をＲＦ放電式の炭酸ガスレーザとすることを特徴とする請求項１記載のレーザ加工方法。
【請求項３】
前記パルス幅をパルス間隔の増減に同期させて増減する場合に、段階的に行うことを特徴とする請求項１記載のレーザ加工方法。
【請求項４】
ワークを載置しＸ及びＹ方向に駆動可能なＸ−Ｙテーブルと、
連続波又は擬似連続波レーザを出射するレーザ発振器と、
前記レーザ発振器から出射された連続波又は擬似連続波レーザを高速に変調してパルスレーザとする変調器と、
前記パルスレーザをワーク上に集光できる光学系を有するレーザ加工装置であって、
請求項１〜３記載の加工方法を実行する制御部を有することを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項５】
ワークを載置しＸ及びＹ方向に駆動可能なＸ−Ｙテーブルと、
連続波又は擬似連続波レーザを出射するレーザ発振器と、
前記レーザ発振器から出射された連続波又は擬似連続波レーザを高速に変調してパルスレーザとする変調器と、
前記パルスレーザをワーク上に集光できる光学系を有するレーザ加工装置を用い、
レーザ加工装置の制御部に請求項１〜３記載のレーザ加工方法を実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に貼り付けた樹脂性シートの不要部分を切除するためのレーザ加工方法に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、プリント基板やガラス基板に回路を形成した基板（以後、一般的に基板という。）の傷付きや汚れから保護するため、樹脂性フィルムを基板の上に張っている。
【０００３】
樹脂性フィルムは基板より大きいものを用い、図７に示したようなレーザ加工機で、樹脂フィルムが基板からはみ出た部分を切断する必要がある。ワーク６は図８に示すように、樹脂フィルム６２を張り付けた基板６１であり、基板６１の外形に沿って樹脂フィルムを切断しなければならない。ワーク６をＸ−Ｙテーブル７に載置し、テーブル駆動部によりＸ−Ｙテーブル７を駆動してワーク６を移動する。ここで、Ｘ軸スケール９、Ｙ軸スケール１０によりＸ−Ｙテーブル７の速さを検出する。レーザ発振制御部２は信号Ｓ１によりレーザ発振器１と音響光学変調器３（以下、ＡＯＭという。）の制御部４を制御する。ＡＯＭ制御部４は所定移動量検出部１１と交信（Ｓ３，Ｓ４）してＡＯＭ３を制御する。レーザ発振制御部２の信号Ｓ１を受けたレーザ発振器１は連続波（ＣＷ）炭酸ガスレーザであり、連続波（ＣＷ）レーザＬ１を出射する。連続波レーザＬ１はＡＯＭ３によりパルス光Ｌ２に変調されたのち、光学系５によりワーク６上に集光され、樹脂フィルム６２が切断される。尚、これらレーザ発振制御部２とテーブル駆動部８は、加工プログラムを記憶した図示しない制御部によって制御されている。
【０００４】
このような加工において、例えば、特許文献１の段落００１０や特許文献２の段落００３５に記載されているように、連続波レーザ又はレーザ発振用のＲＦ放電パルスのデュレーションを８０％程度以上にして擬似的に連続波レーザ（以後、擬似連続波レーザという。）としたものを用い、ＡＯＭを用いてレーザパルスを切り出すことにより、レーザパルス出力を安定させることができることが知られている。
【０００５】
また、当然ながら、特許文献１の段落０００９に記載されているように、ワークの移動速さにレーザパルス周期を同期させて加工ピッチを制御することも知られている。
【０００６】
図８のような円弧部６４を有する基板６１の外形に沿って樹脂フィルム６２を切断しようとすると、直線部６３では高速で加工し、円弧部６４の手前で減速し、円弧部６４では低速で加工し、円弧部６４を抜けるとまた加速して高速で加工しなければならない。
【０００７】
図９は、従来のタイムチャートを示す。上図（Ａ）はタイムチャートの模式図であり、Ｘ−Ｙテーブルの速さの変化とレーザパルス列のタイミングを示す。下図（Ｂ）はレーザスポットの軌跡の模式図である。減速域では徐々にパルス間隔を広げ、低速域（円弧部６４）では速さに同期したパルス間隔とし、高速域では逆に徐々にパルス間隔を狭めて、高速域のパルス間隔に戻す。これにより、レーザスポットの軌跡のピッチが一定になるようにしていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−１０１７６４号公報（段落０００９，段落００１０）
【特許文献２】特開２０１３−０６３４６９号公報（段落００３５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記（図９）のような従来の方法で加工した場合、直線部６３は問題なく切断されているが、Ｘ−Ｙテーブルの速さを低下させなければならない部位である円弧部６４は加工が不十分となるという問題があった。
【００１０】
本発明の目的は、Ｘ−Ｙテーブルの速さを低下させなければならない部位での加工不良を解消することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の目的を達成するためには、ワーク（６）を載置しＸ及びＹ方向に駆動可能なＸ−Ｙテーブル（７）と、連続波又は擬似連続波レーザを出射するレーザ発振器（１）と、前記レーザ発振器（１）から出射された連続波又は擬似連続波レーザ（Ｌ１）を高速に変調してパルスレーザ（Ｌ２）とする変調器（３）と、前記パルスレーザをワーク（６）上に集光できる光学系を有するレーザ加工装置を用い、前記パルスレーザにより、前記Ｘ−Ｙテーブル（７）の移動速さが低くなる部位を含む軌道に沿い、かつパルスレーザスポットが一定ピッチとなるようにパルス間隔を調節して溝又は切断加工するレーザ加工方法において、前記Ｘ−Ｙテーブル（７）の移動速さが低くなる部位における速さの低下に応じて前記パルスレーザのパルス幅を増加することにより加工不良を低減できることを見出した。Ｘ−Ｙテーブル（７）の速さの低下に応じてパルス幅を増加することにより、パルス間隔が広がったことにより拡散する照射部近辺のエネルギを補い、温度低下を防止できるためと推定している。
【００１２】
なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これにより特許請求の範囲の記載に何等影響を及ぼすものではない。
【発明の効果】
【００１３】
Ｘ−Ｙテーブルの速さを低下させなければならない部位での加工不良を解消できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るタイムチャート（Ａ）とレーザスポットの軌跡（Ｂ）の模式図である。
【図２】本発明に係る実際のレーザパルスとＸ−Ｙテーブル速さの関係を示す図面代用写真である。
【図３】本発明に係るパルス幅設定の例である。
【図４】本発明に係る直線部の加工後の図面代用写真である。
【図５】本発明に係る円弧部の加工後の図面代用写真である。
【図６】従来の円弧部の加工後の図面代用写真である。
【図７】本発明に係る加工装置の略式図である。
【図８】本発明に係るワークの概略図である。
【図９】従来のタイムチャート（Ａ）とレーザスポットの軌跡（Ｂ）の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る加工方法の実施の形態について図を用いて説明する。図１は、本発明に係るタイムチャート（Ａ）とレーザスポットの軌跡（Ｂ）の模式図であり、図２は、実際のレーザパルスとＸ−Ｙテーブル速さの関係を示す図面代用写真である。図８に示したワーク６の直線部６３においては、図７におけるＸ−Ｙテーブル７を高速Ｖ０で駆動し、その時のレーザパルスの幅をＰｗ１、パルス間隔をｔ１とし、ワーク６に照射されるレーザスポットの間隔は一定ピッチである。円弧部６４に近づき減速する場合に、レーザスポットのピッチを同一にするためにレーザパルス間隔をｔ１＜ｔ２＜ｔ３＜ｔ４というように徐々に広げるだけでなく、パルス幅もＰｗ１＜Ｐｗ２＜Ｐｗ３＜Ｐｗ４というように徐々に広げると良いことが判明した。パルス高さは一定である。円弧部６４においては、Ｘ−Ｙテーブル７を低速Ｖｃで駆動し、広がったパルス間隔（ｔ４）とパルス幅（Ｐｗ４）で直線部と同一ピッチで加工する。円弧部６４を抜けて加速する場合には、減速時と逆にレーザスポットのピッチを同一にするためにレーザパルス間隔をｔ４＜ｔ３＜ｔ２＜ｔ１、パルス幅をＰｗ４＜Ｐｗ３＜Ｐｗ２＜Ｐｗ１というように徐々に狭め、Ｘ−Ｙテーブル７を高速Ｖ０での駆動に戻す。ここで、レーザパルス間隔は、Ｘ−Ｙテーブルの速さとレーザスポットのピッチから自動的に決定される。
【００１６】
図１では模式的に少ない数で表示しているが、実際は図２に示すように、加速又は減速部分だけでも９００パルス程度あり、パルス幅を段階的に変更している。この段階的なパルス幅は、現在は実験的に決定している。
【００１７】
図３はパルス幅設定の例であり、Ｘ−Ｙテーブル７の速さが高速（Ｖ０）を１００％として１２％未満９％以上、９％未満６％以上、６％未満３％以上、３％未満のそれぞれの場合にパルス幅をそれぞれ１０％、２０％、３０％、４０％増加させるものである。尚、本図の設定のように、Ｘ−Ｙテーブル７の速さの低いところ（特に、６０％以下が好ましい。）でパルス幅を増加すると効果が高いことが分かっている。本例では段階的な設定（最大８段階）を行っているが、本発明に使用している装置はＣＷレーザからＡＯＭでレーザパルスを切り出すものであり、自由なパルス幅を得ることができことから、適当な関数を用いて連続的にパルス幅を変更してもよい。
【００１８】
ここで、本発明方法は樹脂フィルム６２を基板６１に張り付けたワーク６を基板６１の外形に沿って樹脂フィルムを切断する場合のみならず、ワーク６を直線部と曲線部を交互に含む軌道に沿って、その直線部においては高速に、その曲線部においては低速に移動する場合、あるいは直線部でも停止又は加速時にＸ−Ｙテーブル７の早さが低下する場合、より一般的にいうとＸ−Ｙテーブル７の移動速さが低くなる部位を含む軌道に沿い、かつパルスレーザスポットが一定ピッチとなるようにパルス間隔を調節して溝加工又は切断加工に適用できるものである。また、曲線部は円弧に限らず、Ｘ−Ｙテーブルを低速に移動しなければならないような一般的な曲線軌道であってよい。さらに、変調器は高速に切り替えられるものであればよく、本実施例のＡＯＭに限らず電気光学変調器（ＥＯＭ）等でもよい。
【実施例】
【００１９】
図４及び図５に上記の方法で加工した例を示す。図４は直線部６３、図５は円弧部６４の加工例である。基板６１はガラス、樹脂フィルム６２はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムである。レーザ出力は８．０Ｗ、レーザスポットピッチは２５μｍ、直線部でのＸ−Ｙテーブルの速さは３０ｍ／ｍｉｎ、円弧部での速さは２ｍ／ｍｉｎ、照射回数は７回である。このように、直線部６３はもちろん、円弧部６４においても十分に加工されていることがわかる。
【００２０】
パルス幅の設定は実験を行って決定した図３の設定であり、円弧部６４でのパルス幅は、Ｘ−Ｙテーブル７の速さが２／３０＝０．０６７（６．７％）であるので、直線部の２０％増しの１４．４μｓである。
【００２１】
＜比較例＞
図６は、従来の方法（図９）の一定パルス幅（１２．０μｓ）で加工した場合の円弧部６４の加工後の状態を示す図面代用写真である。円弧部６４は加工溝が黒くなっていることから分かるように、表面が炭化した未加工樹脂残りがあり、加工が不十分であることが分かる。
【符号の説明】
【００２２】
１    レーザ発振器
２    レーザ発振制御部
３    音響光学変調器（ＡＯＭ）
４    ＡＯＭ制御部
５    光学系
６    ワーク
６１  基板
６２  樹脂フィルム
６３  直線部
６４  円弧部
７    Ｘ−Ｙテーブル
８    テーブル制御部
９    Ｘ軸スケール
１０  Ｙ軸スケール
１１  所定移動量検出部
Ｌ１  連続波（ＣＷ）レーザ
Ｌ２  パルスレーザ
【図１】
2014223671.tif 000003
【図３】
2014223671.tif 000004
【図７】
2014223671.tif 000005
【図８】
2014223671.tif 000006
【図９】
2014223671.tif 000007
【図２】
2014223671.tif 000008
【図４】
2014223671.tif 000009
【図５】
2014223671.tif 000010
【図６】
2014223671.tif 000011