(57)【要約】      （修正有）【課題】レーザ加工の信頼性を向上させるため、分岐後の移動軸側のエネルギを高精度で検出できるレーザ加工装置のエネルギモニタ方法および装置を提供する。【解決手段】集光レンズ４２及びフォトセンサ４４を、ビームスプリッタ４０と共に移動する架台５０に配設して、移動軸側後段の集光レンズ４２とフォトセンサ４４間の距離Ｎが移動軸（ここではガルバノユニット３２）側の移動に拘わらず変化しないようにした。このため、フォトセンサ４４に入光するビーム径Ｍが一定となり、高精度のエネルギ検出を行なうことができる。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動可能な分岐ユニットを用いて分岐されたレーザ光を加工対象に照射するレーザ加工装置において、
分岐後の移動軸側のレーザ光のエネルギを、前記分岐ユニットと共に移動するエネルギ検出手段によりモニタすることを特徴とするレーザ加工装置のエネルギモニタ方法。
【請求項２】
移動可能な分岐ユニットを用いて分岐されたレーザ光を加工対象に照射するレーザ加工装置において、
分岐後の移動軸側のレーザ光のエネルギをモニタするための、前記分岐ユニットと共に移動するエネルギ検出手段を備えたことを特徴とするレーザ加工装置のエネルギモニタ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動可能な分岐ユニットを用いて分岐されたレーザ光を加工対象に照射するレーザ加工装置のエネルギモニタ方法及び装置に係り、特に、プリント基板の穴開けを目的とした２軸レーザドリル装置に用いるのに好適な、移動軸側の分岐後のエネルギを正確にモニタして、レーザ加工の信頼性を向上させることが可能なレーザ加工装置のエネルギモニタ方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザ光を用いてプリント基板の穴開けを行なうレーザドリル装置が実用化されている（特許文献１参照）。このようなレーザドリル装置においては、特許文献１に記載されているように１軸の加工を行なう１軸ドリル装置の他、近年、レーザ光を２分岐して２軸加工を行なう２軸ドリル装置が実用化されている（特許文献２参照）。
【０００３】
図１に、マスク投影法による２軸ドリル装置の光学レイアウトの例を示す。図において、レーザ発振器１０より出射されたパルス１２は、エネルギモニタ用に一部（例えば１％）を透過し、他を全反射するビームスプリッタ１４、全反射（折り返し）ミラー１６、目的の加工穴径を元にマスク径が変更されるマスク１８、該マスク面のエネルギ密度を調整するコリメーションレンズ２０、フィールドレンズ２４、１／２波長板２６を介して、例えばハーフミラー２８でなる２分岐ユニットに導入される。該ハーフミラー２８で５０％ずつエネルギ分割された１パルスのエネルギは、必要に応じて全反射ミラー３０で反射され、軸毎に設けられたガルバノユニット３１、３２によりＸ軸及びＹ軸方向に走査されて加工対象８に照射される。
【０００４】
図において、３４は、レーザ発振器１０からの出力（出射）パルスのエネルギをモニタするためのフォトセンサである。
【０００５】
この構成によれば、フォトセンサ３４により、レーザ発振器１０からの出力パルスのエネルギ安定性（発振停止、ミスパルス、弱パルス、強パルス等）はモニタできるが、加工に使用されるマスク１８透過後のエネルギをモニタしておらず、ビーム拡がり角、ビームプロファイル、レーザ発振器１０から２分岐ユニット（２８）前までの光学ユニットの不具合、２分岐ユニット（２８）の不具合（２分岐ユニット面の反射率や透過率の変化によるパワーバランスの変化等）等はモニタできないという問題点を有していた。
【０００６】
このような問題点を解決するべく、図２に示す如く、ビームスプリッタ１４、全反射ミラー１６及びフォトセンサ３４を省略すると共に、全反射ミラー３０をビームスプリッタ４０に代え、ビームの入射径を調整するための集光レンズ４２を介してフォトセンサ４４に照射するようにして、分岐後のレーザ光のエネルギをモニタすることが考えられる。
【０００７】
一方、２軸ドリル装置においては、加工時間を短縮するべく、特許文献２に記載されたように、一方のガルバノユニット（図では３２）をレーザ光軸方向に移動可能として、２軸間の距離Ｌを、プリント基板サイズや同一サイズでも実パターンレイアウトに応じて変えることが考えられている。プリント基板サイズは一辺が最小２５０ｍｍから最大６００ｍｍ程度あり、２軸間距離Ｌは２００ｍｍ程度移動できることが望ましい。
【０００８】
【特許文献１】
特許第２８６４００５号公報
【特許文献２】
特開２００３−１３１７１４号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら一般に移動軸側に設けられた光学ユニット（図２の例ではビームスプリッタ４０）面でのビーム径は直径１０ｍｍを超える。これに対してフォトセンサ４４の入光サイズは一般的に１０ｍｍ以下、例えば２ｍｍ程度であり、フォトセンサ４４の前に集光レンズ４２を設けて、入光サイズ（例えば２ｍｍ）以下に絞っている。この場合、図２に示したように、移動軸側で分岐後にフォトセンサ４４を設けて、その位置を固定すると、図３に示す如く、移動軸側に取り付けられた光学ユニット（４０）が移動することにより、フォトセンサ４４に入光されるビーム径がＭからＭ´へ変動し、入射強度が変化してしまうという問題点を有していた。
【００１０】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、移動軸側の分岐後のエネルギを正確にモニタして、レーザ加工の信頼性を向上させることを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、移動可能な分岐ユニットを用いて分岐されたレーザ光を加工対象に照射するレーザ加工装置において、分岐後の移動軸側のレーザ光のエネルギを、前記分岐ユニットと共に移動するエネルギ検出手段によりモニタするようにして、前記課題を解決したものである。
【００１２】
本発明は、又、移動可能な分岐ユニットを用いて分岐されたレーザ光を加工対象に照射するレーザ加工装置において、分岐後の移動軸側のレーザ光のエネルギをモニタするための、前記分岐ユニットと共に移動するエネルギ検出手段を備えることにより、同じく前記課題を解決したものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１４】
本実施形態は、図２と同様の２軸レーザドリル装置において、図４に示す如く、集光レンズ４２及びフォトセンサ４４を、ビームスプリッタ４０と共に移動する架台５０に配設して、移動軸側後段の集光レンズ４２とフォトセンサ４４間の距離Ｎが移動軸（ここではガルバノユニット３２）側の移動に拘わらず変化しないようにしたものである。
【００１５】
レーザ発振器１０としては、例えば第３高周波固体レーザを用いることができる。
【００１６】
他の点は、図１に示した従来例、又は、図２に示した比較例と同じであるので、同じ符号を付して説明は省略する。
【００１７】
本実施形態によれば、移動軸が移動しても、図５に示す如く、集光レンズ４２とフォトセンサ４４間の距離Ｎが一定であるため、フォトセンサ４４に入光するビーム径Ｍが一定となり、高精度のエネルギ検出を行なうことができる。
【００１８】
前記実施形態においては、第３高調波固体レーザ１０から発振されたパルスレーザが、ハーフミラー２８によりエネルギ分割されていたが、レーザ発振器の種類や分岐方式は、これに限定されない。例えば高調波固体レーザでなくガスレーザを用いてもよい。軸数も２軸に限定されず、３軸以上であってもよい。分岐方式もハーフミラーやビームスプリッタを用いたエネルギ分割に限定されず、図６に示すような音響光学素子（ＡＯＭ）、図７に示すような音響光学偏向器（ＡＯＤ）、電気光学素子（ＥＯＭ）等の素子を用いた時分割方式であってもよい。この場合、時分割後にセンサを設けて、分岐後のパルスモニタを行なえばよい。適用対象もレーザドリル装置に限定されず、他のレーザ加工装置にも同様に適用できる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、移動軸側の分岐後のエネルギを高精度で検出でき、レーザ加工の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の２軸レーザドリル装置の光学レイアウトの一例を示す光路図
【図２】比較例の光学レイアウトを示す光路図
【図３】比較例の問題点を説明するための光路図
【図４】本発明の実施形態の光学レイアウトを示す光路図
【図５】本発明の作用を示す光路図
【図６】分岐方式の他の例を示す線図
【図７】分岐方式の更に他の例を示す線図
【符号の説明】
８…加工対象
１０…レーザ発振器
１２…パルス
１４、３０…ミラー
１６、４０…ビームスプリッタ
１８…マスク
２０…コリメーションレンズ
２８…ハーフミラー（２分岐ユニット）
３１、３２…ガルバノユニット
４２…集光レンズ
４４…フォトセンサ
５０…移動架台
【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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【図６】
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【図７】
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