(57)【要約】【課題】光軸の位置を簡単な操作で精度よく確認できて光軸調整作業の効率を高めることのできるレーザ光軸確認用治具ユニット並びに治具を提供する。【解決手段】レーザ光の光路中に配置された治具取付部材１４と、この治具取付部材１４に着脱自在に取り付けられる治具本体１９とからなり、治具本体１４は、レーザ光を挿通させるための貫通孔を備え、この貫通孔にレーザ光の挿通方向から見て十字形をなす十字形格子２１が形成され、治具本体１９を治具取付部材１４に取り付けたときに、十字形格子２１の中心が規定されたレーザ光路の光軸中心と一致するように設定されており、さらに、治具本体１９の外周面にレーザ光を遮断する感熱紙を差し込むためのスリット２２が設けられ、当該スリット２２に差し込まれた感熱紙に、十字形格子２１の影が投影される構成とした。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源からのレーザ光を、複数のミラーを介して加工用光学系に導き、この加工用光学系からの集束レーザ光で脆性材料基板を加工するレーザ加工装置に用いられるレーザ光軸確認用の治具ユニットであって、
レーザ光の光路中に配置された治具取付部材と、
前記治具取付部材に着脱自在に取り付けられる治具本体とからなり、
前記治具本体は、レーザ光を挿通させるための貫通孔を備え、この貫通孔にレーザ光の挿通方向から見て十字形をなす十字形格子が形成され、レーザ光路の光軸中心が規定された位置にあると、前記治具本体を前記治具取付部材に取り付けたときに、前記十字形格子の中心がレーザ光路の光軸中心と一致するように設定されており、
さらに、前記治具本体の外周面にレーザ光を遮断する感熱紙を差し込むためのスリットが設けられ、当該スリットに差し込まれた感熱紙に、前記十字形格子の影が投影できるように形成されているレーザ光軸確認用治具ユニット。
【請求項２】
前記治具取付部材は、レーザ光挿通用の孔を有する座板を備え、この座板に嵌合凹部及び嵌合凸部を介して前記治具本体を取り付けるようにした請求項１に記載のレーザ光軸確認用治具ユニット。
【請求項３】
前記スリットが前記十字形格子の部分まで延長して形成され、差し込まれた感熱紙がスリットにより分断された前記十字形格子間に挟まれるようにした請求項１または２に記載のレーザ光軸確認用治具ユニット。
【請求項４】
レーザ光源からのレーザ光を、複数のミラーを介して加工用光学系に導き、この加工用光学系からの集束レーザ光で脆性材料基板を加工するレーザ加工装置のレーザ光軸確認用の治具であって、
レーザ光の光路中に配置される治具本体を備え、
前記治具本体は、レーザ光を挿通させるための貫通孔を備え、この貫通孔にレーザ光の挿通方向から見て十字形をなす十字形格子が形成され、レーザ光路の光軸中心が規定された位置にあると、前記治具本体を前記光路中に配置したときに、前記十字形格子の中心が規定されたレーザ光路の光軸中心と一致するように設定されており、
さらに、前記治具本体の外周面にレーザ光を遮断する感熱紙を差し込むためのスリットが設けられ、当該スリットに差し込まれた感熱紙に、前記十字形格子の影が投影できるように形成されているレーザ光軸確認用治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ加工装置におけるレーザ光軸確認用治具ユニットに関する。特に本発明は、レーザ光源からのレーザ光を、複数のミラーを介して加工用光学系（以下「レーザ照射ノズル」という）に導き、このレーザ照射ノズルからの集束レーザ光で脆性材料基板に分断用のスクライブラインを加工するようにしたレーザ加工装置において、レーザ光の光軸を調整（規定された位置に移動）するときに用いられる治具ユニット並びに治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ガラス基板などの脆性材料基板にレーザ光を照射して分断用のスクライブラインを加工する基板加工装置では、レーザ照射ノズルをガイドレールに配置し、基板が固定されたテーブルをガイドレールの長さ方向と垂直方向に沿って移動させることによってレーザ光を走査し、一走査毎にレーザ照射ノズルをガイドレールに沿ってピッチ送りすることによってレーザ光の照射位置を次のスクライブラインを加工する位置に移動することが行われている。この場合、装置に組み込まれる各種の付属機器や部品との位置関係から、装置に固定されたレーザ光源からのレーザ光は、複数のミラーによって屈折されてレーザ照射ノズルに導かれる構成となっているが、レーザ光源からレーザ照射ノズルに至るレーザ光路の光軸が規定位置からずれていると、レーザ照射ノズルによる加工性能が低下し、スクライブラインをきれいに形成することができない。例えば、レーザ光の光軸がガイドレールに沿ったレーザ照射ノズルの移動方向と平行でないと、レーザ照射ノズルをガイドレールに沿ってピッチ送りしたときに、レーザ照射ノズルの上方で反射されてレーザ照射ノズルから基板に対して上方から照射されるレーザ光の照射状態（レーザ照射ノズル上方での反射角度等）が変化してしまって、次のスクライブラインを適正に形成できないことになる。
【０００３】
そこで、光軸を調整するための手段として、例えば特許文献１や特許文献２で示すものが知られている。
特許文献１では、レーザ加工装置において、レーザ光路中に配置された２つのミラーの前側ミラーの後方及び後側ミラーの前方に、それぞれ光軸調整用のクロスヘアーとよばれるターゲット板を着脱自在に保持するターゲットホルダが設けられている。そして、光軸調整に際しては、それぞれのターゲットホルダにターゲット板を挿入し、２枚のターゲット板によって投影された影像をスクリーンに映して、その像を見ながらミラーの傾きを調整するようにしている。
【０００４】
また、特許文献２では、レーザ光路中に設けられた２つの分離ミラーと、これらをそれぞれあおり駆動するアクチュエータとから構成される光軸調整装置によって調整を行うようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２２６７６７号公報
【特許文献２】特開２００５−１０３５９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１の装置では、２枚のターゲット板を前後のターゲットホルダにそれぞれ着脱する操作や、これらターゲット板の影像を映すスクリーンを光路中に設置する操作が非常に面倒であるとともに、構成部品も多くなって構造が複雑となる。
また、特許文献２の装置では、複数の分離ミラーを含む光学系やそれに付属するアクチュエータが必要となって装置が高価になるとともに、これらの部材を設置するためのスペースを確保しなければならないといった問題点があった。
【０００７】
そこで、本発明は、このような従来課題の解決を図り、光軸の位置を簡単な操作で精度よく確認できて光軸調整作業の効率を高めることのできる治具ユニット並びに治具を、簡潔な構成で安価に提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明では次のような技術的手段を講じた。すなわち、本発明のレーザ光軸確認用治具ユニットにあっては、レーザ光源からのレーザ光を、複数のミラーを介して加工用光学系に導き、この加工用光学系からの集束レーザ光で脆性材料基板を加工するレーザ加工装置に用いられるレーザ光軸確認用の治具ユニットであって、レーザ光の光路中に配置された治具取付部材と、前記治具取付部材に着脱自在に取り付けられる治具本体とからなり、前記治具本体は、レーザ光を挿通させるための貫通孔を備え、この貫通孔にレーザ光の挿通方向から見て十字形をなす十字形格子が形成され、レーザ光路の光軸中心が規定された位置にあると、前記治具本体を前記治具取付部材に取り付けたときに、前記十字形格子の中心がレーザ光路の光軸中心と一致するように設定されており、さらに、前記治具本体の外周面にレーザ光を遮断する感熱紙を差し込むためのスリットが設けられ、当該スリットに差し込まれた感熱紙に、前記十字形格子の影が投影できるように形成されている構成とした。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は上記の構成としたので、レーザ光の光路中に配置された治具取付部材に治具本体をセットし、この治具本体に設けられたスリットに感熱紙を差し込むだけで簡単に光軸の位置を確認することができ、これにより光軸調整作業の効率を高めることができる。また、構成が簡単であるので、レーザ加工装置への組み付けが容易であると共に、安価に提供することができるといった効果がある。
【００１０】
上記発明において、前記治具取付部材は、レーザ光挿通用の孔を有する座板を備え、この座板に嵌合凹部及び嵌合凸部を介して前記治具本体を取り付ける構成とするのがよい。
これにより、治具取付部材に対して治具本体を位置決めされた箇所に簡単に取り付けることができる。
【００１１】
また、上記発明において、前記スリットが前記十字形格子の部分まで延長して形成され、差し込まれた感熱紙がスリットにより分断された前記十字形格子間に挟まれるようにするのがよい。
これにより、差し込まれた感熱紙を安定よく保持できて十字形格子の投影像をきれいに焼き付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の光軸確認用治具ユニットを有するレーザ加工装置の一例を示す斜視図。
【図２】レーザ光の光路と治具ユニットの配置を示す説明図。
【図３】治具ユニットにおける治具本体と治具取付部材を示す斜視図。
【図４】治具本体を治具取付部材に取り付けた状態を示す斜視図。
【図５】感熱紙の感光画像を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下において、本発明に係るレーザ光軸確認用治具ユニットの詳細を説明する。
図１は、脆性材料基板に分断用のスクライブラインを加工するレーザ加工装置に本発明を実施したときの一例を示すものである。
このレーザ加工装置は、左右の支柱１、１にＸ方向に沿ったガイド２を備えた水平なビーム（横梁）３が設けられている。このビーム３のガイド２に沿って、駆動機構（図示外）を介してスクライブヘッド４がＸ方向に移動可能に組み付けられており、スクライブヘッド４にはレーザ照射ノズル５が保持されている。また、加工すべき基板Ｗを載置して吸着保持するテーブル６は、縦軸を支点とする回動機構７を介して台盤８上に保持されており、台盤８は、サーボモータにより駆動するスクリューネジ９によってＹ方向（図１における前後方向）に移動可能に形成されている。レーザ照射ノズル５は、レーザ光源１０から複数のミラー１１、１２、１３を介して屈折して導かれたレーザ光を、テーブル６に吸着保持されてＹ方向に移動する基板Ｗに対して照射することにより、基板ＷにＹ方向のスクライブラインを加工する。その後、スクライブヘッド４をＸ方向に移動することにより、レーザ光の照射位置を次のスクライブライン形成位置に移動（ピッチ送り）する。
【００１４】
レーザ光源１０からレーザ照射ノズル５に至るレーザ光の屈折光路は、レーザ加工装置の構成によって異なるが、本実施例では、レーザ光源１０から出射されたレーザ光は、第１ミラー１１で上向きのＺ方向に屈折され、第２ミラー１２で水平なＸ方向に屈折され、第３ミラー１３で下向きのＺ方向に屈折されてレーザ照射ノズル５に導かれる構成となっている。各ミラー１１、１２、１３は、それぞれミラーボックス１１ａ、１２ａ、１３ａ内で向きと傾きが調整できるように収納されており、レーザ照射ノズル５の上方にある第３ミラー１３のミラーボックス１３ａは、スクライブヘッド４に取り付けられている。
なお、ミラー１２からミラー１３間に送られる光路は、ガイド２に沿ったスクライブヘッド４の移動方向と平行となるように設定され、ミラー１３からレーザ照射ノズル５に送られる光路は、レーザ照射ノズル５の昇降軸の方向と一致するように設定されることになる。
【００１５】
さらに、レーザ光を屈折させるミラー１１、１２、１３並びにレーザ照射ノズル５に入射するレーザ光の光路中に、光軸の位置を確認するための治具ユニットを配置するようにしてある。この治具ユニットは、治具取付部材１４と、この治具取付部材１４に着脱可能に取り付けて使用される治具本体１９とから構成されている。
【００１６】
治具取付部材１４は、図２に示すように、レーザ光挿通用の孔１５を有する座板１６を備え、この座板１６上で上記孔１５の周りに治具本体１９を着脱自在に取り付けるための複数の嵌合凸部１７が設けられている。また、治具取付部材１４は、装置枠体１８（図１参照）やビーム３並びにスクライブヘッド４に固定されている。
【００１７】
治具本体１９は、図３、４に示すように、レーザ光を挿通させるための貫通孔２０を備えた筒状体で形成され、貫通孔２０内にレーザ光挿通方向から見て十字形をなす十字形格子２１が形成されている。また、治具本体１９の外周側面には、レーザ光を遮断する感熱紙Ｍを差し込むためのスリット２２が設けられている。当該スリット２２は、差し込まれた感熱紙Ｍに十字形格子２１の影が投影できる位置に形成されている。本実施例では、スリット２２が十字形格子２１の部分まで延長して形成され、差し込まれた感熱紙Ｍが、スリットにより分断された十字形格子２１によって挟まれて安定するように形成されている。なお、感熱紙とは、熱を受けた部分が変色する紙のことをいう。
【００１８】
また、治具本体１９の底面には、治具取付部材１４の嵌合凸部１７に着脱自在に嵌合する嵌合凹部２３が設けられており、これら嵌合凹部２３及び嵌合凸部１７を介して治具本体１９を治具取付部材１４に取り付けたときに、十字形格子２１の中心が規定されたレーザ光路の光軸中心と一致するようにしてある。
【００１９】
次に、ミラー１１、１２、１３並びにレーザ照射ノズル５に入射するレーザ光の光軸の位置を確認するときの動作について説明する。
ここでは第１ミラー１１で屈折されたレーザ光の光軸を確認する場合について説明する。まず、第１ミラー１１と第２ミラー１２間の光路中に正規の位置にあるレーザ光の光軸Ｆの中心と十字形格子２１の中心が一致するように配置した治具取付部材１４に治具本体１９を取り付ける。そして、スリット２２に感熱紙Ｍを差し込んでレーザ光で感光させる。このとき、図５（ａ）に示すように、光軸Ｆの中心が十字形格子２１の中心と一致する正規の位置にあれば、図５（ｂ）のように十字形格子２１の影が光軸痕の中心にきれいな十字形を画いて焼き付けられ、感熱紙Ｍを取り出してこの感光画像を見ることにより、光軸Ｆにずれのないことが確認できる。しかし、光軸Ｆにずれがあると、図５（ｃ）、（ｄ）のように十字形格子２１の影が光軸痕の中心から片寄った位置に焼き付けられるので、これにより光軸Ｆが正規の光路からずれていることが確認できると共に、そのずれ量やずれ方向も確認することができる。したがって、この場合は、焼き付けられた画像を参考にして第１ミラー１１の傾きや方向を調整することにより光軸Ｆを規定位置に修正することになる。
【００２０】
また、第１ミラー１１、第３ミラー１３並びにレーザ照射ノズル５に入射するレーザ光の光軸を確認する場合は、第１ミラー１１、第３ミラー１３並びにレーザ照射ノズル５の前の光路中に配置した治具取付部材１４に治具本体１９を取り付けて、上記と同じ手順を行えばよい。
【００２１】
このように、本発明ではレーザ光の光路中に配置された治具取付部材１４に治具本体１９をセットし、このスリット２２に感熱紙Ｍを差し込むだけで簡単に光軸Ｆの位置を確認することができ、光軸調整作業の効率を高めることができる。
【００２２】
以上、本発明の代表的な実施例について説明したが、本発明は必ずしも上記の実施形態に特定されるものではない。例えば、上記実施例では嵌合凹部２３及び嵌合凸部１７を介して治具本体１９を治具取付部材１４に取り付けるようにしたが、治具取付部材１４に対して治具本体１９を位置決めされた箇所に着脱自在に取り付けることができるのであれば、どのような方法であってもよい。また、治具本体１９の外観形状は、円形に限らず四角形や五角形などの多角形で形成してもよいことは勿論である。その他本発明では、その目的を達成し、請求の範囲を逸脱しない範囲内で適宜修正、変更することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明は、レーザ光源からのレーザ光を、複数のミラーを介してレーザ照射ノズル（加工用光学系）に導き、このレーザ照射ノズルからの集束レーザ光で脆性材料基板に分断用のスクライブラインを加工するようにしたレーザ加工装置において、レーザ光の光軸を調整するときに利用することができる。
【符号の説明】
【００２４】
Ｍ  感熱紙
Ｗ  脆性材料基板
５  レーザ照射ノズル（加工用光学系）
１０  レーザ光源
１１  第１ミラー
１２  第２ミラー
１３  第３ミラー
１４  治具取付部材
１５  孔
１６  座板
１７  嵌合凸部
１９  治具本体
２０  貫通孔
２１  十字形格子
２２  スリット
２３  嵌合凹部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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