JPS6230879B2 - - Google Patents
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- JPS6230879B2 JPS6230879B2 JP57006944A JP694482A JPS6230879B2 JP S6230879 B2 JPS6230879 B2 JP S6230879B2 JP 57006944 A JP57006944 A JP 57006944A JP 694482 A JP694482 A JP 694482A JP S6230879 B2 JPS6230879 B2 JP S6230879B2
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- laser
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Classifications
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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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はガルバノメータ光走査型レーザ加工装
置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a galvanometer optical scanning laser processing apparatus.
レーザビームを二次元に移動させることは、レ
ーザ加工などの応用に不可欠な技術であり、XY
テーブル上に固定された反射鏡を利用する方法と
ガルバノメータの回転軸上に取り付けられた反射
鏡の回転を利用する方法の二つがある。前者は広
い移動範囲にわたり、高い位置精度で微小スポツ
トを得ることが可能であり、又、後者は極めて高
速度の移動が可能である。。レーザ加工装置の内
でも需要の多い、厚膜ハイブリツドICや抵抗モ
ジユールのレーザトリミングの場合高速性が要求
される。すなわちトリミングすべき抵抗から抵抗
への位置決め時のレーザビームの移動、レーザビ
ームを照射しながら抵抗体をカツテイングする際
の移動に高速性が求められる。この場合にはガル
バノメータにより光を走査する方法が優れてお
り、立ち上り時の加速度数10G、移動速度数m/
秒が容易に得られ、広く利用されている。 Moving a laser beam in two dimensions is an essential technology for applications such as laser processing, and
There are two methods: one uses a reflecting mirror fixed on a table, and the other uses the rotation of a reflecting mirror mounted on the rotating shaft of the galvanometer. The former allows a minute spot to be obtained with high positional accuracy over a wide movement range, and the latter allows extremely high speed movement. . High speed is required for laser trimming of thick film hybrid ICs and resistance modules, which are in high demand among laser processing equipment. That is, high speed is required for the movement of the laser beam during positioning from resistor to resistor to be trimmed, and for the movement when cutting the resistor while irradiating the laser beam. In this case, an excellent method is to scan the light with a galvanometer, with an acceleration of 10G at rise and a moving speed of several m/m.
seconds are easily obtained and widely used.
ところで最近、こうしたレーザトリミングや試
料にロツト番号などを印字するレーザマーキング
などの応用では、通常加工幅は50μm程度であが
るがより広い加工幅を要求する事例が多くなつて
いる。たとえばレーザトリミングの例では高圧回
路に使用するハイブリツドICなどでは耐圧が要
求される為トリミングした加工幅が広いことを必
要とする。またレーザマーキングでは印字した文
字を見やすくする為、更に広い加工幅を求めるな
どである。 By the way, recently, in applications such as laser trimming and laser marking for printing lot numbers etc. on specimens, the processing width is usually around 50 μm, but there are many cases where a wider processing width is required. For example, in the case of laser trimming, hybrid ICs used in high-voltage circuits require high voltage resistance, so the trimming width needs to be wide. In addition, in laser marking, a wider processing width is required to make printed characters easier to see.
加工幅を広くする為には、集光レンズによつて
集光したレーザビームのスポツト径を大きくする
ことが簡単には考えられるが、スポツト径を大き
くすることにより、パワー密度が低下し、加工能
力が低下し、抵抗が十分切断されない、あるいは
文字が不鮮明になるといつた欠点が生じた。 In order to widen the processing width, it is easy to think of increasing the spot diameter of the laser beam focused by a condensing lens, but by increasing the spot diameter, the power density decreases and the processing becomes difficult. This resulted in disadvantages such as reduced capacity, insufficient resistance, and unclear text.
本発明の目的は、かかる従来のこういつた欠点
を除き、加工特性を保持しながら、広い加工幅が
得られるガルバノメータ光走査型レーザ加工装置
を提供することである。 An object of the present invention is to provide a galvanometer optical scanning type laser processing apparatus which can obtain a wide processing width while eliminating these conventional drawbacks and maintaining processing characteristics.
本発明によれば、ムービングコイル型ガルバノ
メータの回転軸上に取り付けられた反射鏡を位置
信号によつて回転させ反射鏡に入射したレーザ光
の反射光を移動させて加工を行うガルバノメータ
光走査型レーザ加工装置において、位置信号に応
じて互いに直交する方向にレーザ光を走査する1
対のガルバノメータとガルバノメータの一方を駆
動する位置信号に微小な正弦摂動信号を重畳し、
前記ガルバノメータの他方を駆動する位置信号に
微小な余弦摂動信号を重畳する回路とを含み、レ
ーザ光の走査に微小な円または楕円運動を伴わ
せ、加工特性を改善したことを特長とするガルバ
ノメータ光走査型レーザ加工装置が得られる。 According to the present invention, a galvanometer optical scanning laser performs processing by rotating a reflecting mirror attached to the rotating shaft of a moving coil galvanometer based on a position signal and moving the reflected light of a laser beam incident on the reflecting mirror. 1. In a processing device, laser beams are scanned in mutually orthogonal directions according to position signals.
A minute sinusoidal perturbation signal is superimposed on the position signal that drives the pair of galvanometers and one of the galvanometers,
A galvanometer light comprising a circuit that superimposes a minute cosine perturbation signal on a position signal that drives the other side of the galvanometer, and is characterized in that scanning of the laser beam is accompanied by a minute circular or elliptical movement to improve processing characteristics. A scanning laser processing device is obtained.
次に本発明について図面を参照しながら詳細に
説明する。第1図は本発明の一実施例であるガル
バノメータ光走査型レーザ加工装置の構成例であ
る。 Next, the present invention will be explained in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example of the configuration of a galvanometer optical scanning type laser processing apparatus which is an embodiment of the present invention.
レーザ発振器11から発射されたレーザ光はビ
ームエクスパンダー12、X軸ガルバノメータ1
3、Y軸ガルバノメータ14、により高速のビー
ム移動が行われ対物レンズ15および90゜反射鏡
16を経て試料17に照射される。X軸ガルバノ
メータの回転角を制御するX軸位置信号18は、
X軸ガルバノメータドライバ19のを経て、X軸
ガルバノメータ13に加えられ、試料面でのX座
標を制御し、同様にY軸位置信号20はY軸ガル
バノメータドライバ21を経て、Y軸ガルバノメ
ータ14に加えられ、試料面でのY座標を制御す
る。X軸ガルバノメータドライバ19の入力には
X軸位置信号18の他に微小な正弦摂動sinwt信
号22が重畳される一方Y軸ガルバノメータドラ
イバ21の入力にはY軸位置信号20の他に微小
な余弦摂動coswt信号23が重畳される。このよ
うな摂動が、X軸、Y軸に重畳される結果、試料
面でのX、Y面内の光走査には、重畳される正弦
摂動、余弦摂動の大きさに応じて、円運動、楕円
運動が伴うことになる。ここで、X軸位置信号を
xとし正弦摂動の振幅をα1とすると摂動を受け
たときのX軸位置信号Xは、
X=x+α1sinwt ………(1)
で表現される。 The laser beam emitted from the laser oscillator 11 is transmitted to the beam expander 12 and the X-axis galvanometer 1.
3. The beam is moved at high speed by the Y-axis galvanometer 14, and is irradiated onto the sample 17 through the objective lens 15 and the 90° reflecting mirror 16. The X-axis position signal 18 that controls the rotation angle of the X-axis galvanometer is
The signal is applied to the X-axis galvanometer 13 via the X-axis galvanometer driver 19 to control the X coordinate on the sample surface, and similarly the Y-axis position signal 20 is applied to the Y-axis galvanometer 14 via the Y-axis galvanometer driver 21. , controls the Y coordinate on the sample surface. A small sinusoidal perturbation sinwt signal 22 is superimposed on the input of the X-axis galvanometer driver 19 in addition to the X-axis position signal 18, while a small cosine perturbation in addition to the Y-axis position signal 20 is superimposed on the input of the Y-axis galvanometer driver 21. A coswt signal 23 is superimposed. As a result of such perturbations being superimposed on the X and Y axes, optical scanning in the X and Y planes on the sample surface involves circular motion, depending on the magnitude of the superimposed sine and cosine perturbations. This will involve elliptical motion. Here, when the X-axis position signal is x and the amplitude of the sinusoidal perturbation is α 1 , the X-axis position signal X when perturbed is expressed as X=x+α 1 sinwt (1).
同様に摂動を受けたときのY軸位置信号YはY
軸位置信号をyとして余弦摂動の振幅をα2とす
ると同様に
Y=y+α2coswt ………(2)
で表わされる。 Similarly, the Y-axis position signal Y when perturbed is Y
When the axis position signal is y and the amplitude of the cosine perturbation is α 2 , it is similarly expressed as Y=y+α 2 coswt (2).
(1)と(2)よりwtを消去すると
(X−x)2/α1 2+(Y−y)2/α2 2=
1………(3)
が導かれる。 Eliminating wt from (1) and (2), (X-x) 2 /α 1 2 + (Y-y) 2 /α 2 2 =
1......(3) is derived.
これは(x、y)を中心としX方向の半径α
1、Y方向の半径α2の楕円を表わし、楕円運動
が伴つていることを示している。α1=α2のと
きは円運動となる。すなわち小さな円運動をしな
がら位置信号で指定される方向にレーザ光が走査
される。このようすを模式的に示したのが第2図
である。第2図aは従来の摂動のない場合の加工
軌跡であり、第2図bは本発明による加工軌跡で
ある。このようにすることにより、広い加工幅が
得られる。また円運動であり、進行方向に往復す
る成分がある為、同じ点に何回かレーザ光を照射
することになる。このため従来に比べて、レーザ
光の加工能力が増し、同一のレーザパワーでもよ
り良い加工特性が得られる。このX軸、Y軸に加
えられる摂動の振幅を適当に選ぶことにより、加
工軌跡幅を制御でき、またくり返し照射の条件も
制御できるので加工特性も制御できる。 This is centered at (x, y) and has a radius α in the X direction
1 represents an ellipse with radius α 2 in the Y direction, indicating that it is accompanied by elliptical motion. When α 1 = α 2 , the motion is circular. That is, the laser beam is scanned in the direction designated by the position signal while making a small circular motion. FIG. 2 schematically shows this situation. FIG. 2a shows a conventional machining trajectory without perturbation, and FIG. 2b shows a machining trajectory according to the present invention. By doing this, a wide processing width can be obtained. Also, since it is a circular motion and has a component that reciprocates in the direction of movement, the same point will be irradiated with the laser beam several times. Therefore, the processing ability of the laser beam is increased compared to the conventional method, and better processing characteristics can be obtained with the same laser power. By appropriately selecting the amplitudes of the perturbations applied to the X and Y axes, the width of the machining trajectory can be controlled, and the conditions for repeated irradiation can also be controlled, so that the machining characteristics can also be controlled.
第1図は本発明の一実施例であるガルバノメー
タ光走査型レーザ加工装置の構成例であり、第2
図a,bは従来の加工軌跡と本発明の加工軌跡を
示す模式図である。
11……レーザ発振器、12……ビームエクス
パンダ、13,14……X軸Y軸ガルバノメー
タ、15……対物レンズ、16……90゜反射鏡、
17……試料、18,20……位置信号、19,
21……ガルバノメータドライバ、22,23…
…印加摂動信号である。
FIG. 1 shows an example of the configuration of a galvanometer optical scanning laser processing apparatus, which is an embodiment of the present invention.
Figures a and b are schematic diagrams showing a conventional machining trajectory and a machining trajectory of the present invention. 11... Laser oscillator, 12... Beam expander, 13, 14... X-axis Y-axis galvanometer, 15... Objective lens, 16... 90° reflecting mirror,
17... Sample, 18, 20... Position signal, 19,
21... Galvanometer driver, 22, 23...
...is the applied perturbation signal.
Claims (1)
上に取り付けられた反射鏡を位置信号によつて回
転させ、反射鏡に入射したレーザ光の反射光を移
動させて加工を行うガルバノメータ光走査型レー
ザ加工装置において、前記位置信号に応じて互い
に直交する方向にレーザ光を走査する1対のガル
バノメータと、前記ガルバノメータの一方を駆動
する位置信号に微小な正弦摂動信号を重畳し、前
記ガルバノメータの他方を駆動する位置信号に微
小な余弦摂動信号を重畳する回路とを含み、レー
ザ光の走査に微小な円または楕円運動を伴わせた
ことを特徴とするガルバノメータ光走査型レーザ
加工装置。1. In a galvanometer optical scanning laser processing device that performs processing by rotating a reflecting mirror attached to the rotating shaft of a moving coil galvanometer based on a position signal and moving the reflected light of the laser beam incident on the reflecting mirror, a pair of galvanometers that scan laser beams in mutually orthogonal directions according to the position signal; and a position signal that drives the other galvanometer by superimposing a minute sinusoidal perturbation signal on the position signal that drives one of the galvanometers. What is claimed is: 1. A galvanometer optical scanning laser processing device comprising: a circuit for superimposing a minute cosine perturbation signal on a laser beam;
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57006944A JPS58125390A (en) | 1982-01-20 | 1982-01-20 | Galvanometer optical scanning type laser working device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57006944A JPS58125390A (en) | 1982-01-20 | 1982-01-20 | Galvanometer optical scanning type laser working device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58125390A JPS58125390A (en) | 1983-07-26 |
| JPS6230879B2 true JPS6230879B2 (en) | 1987-07-04 |
Family
ID=11652344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57006944A Granted JPS58125390A (en) | 1982-01-20 | 1982-01-20 | Galvanometer optical scanning type laser working device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58125390A (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2690466B2 (en) * | 1995-01-11 | 1997-12-10 | 住友電気工業株式会社 | Laser beam spinner |
| JP5870621B2 (en) * | 2011-10-27 | 2016-03-01 | 三菱マテリアル株式会社 | Laser processing apparatus and laser processing method |
| US10471540B2 (en) * | 2014-02-25 | 2019-11-12 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Laser welding method |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54116356A (en) * | 1978-03-03 | 1979-09-10 | Hitachi Ltd | Welding method by laser |
-
1982
- 1982-01-20 JP JP57006944A patent/JPS58125390A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58125390A (en) | 1983-07-26 |
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