特許 6234296 レーザ加工装置及びレーザ加工方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6234296

(24)【登録日】2017年11月2日

(45)【発行日】2017年11月22日

(54)【発明の名称】レーザ加工装置及びレーザ加工方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/00 20140101AFI20171113BHJP

   B23K 26/082 20140101ALI20171113BHJP

   H05K 3/00 20060101ALI20171113BHJP

【ＦＩ】

   B23K26/00 M

   B23K26/082

   H05K3/00 L

   H05K3/00 N

【請求項の数】7

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2014-64974(P2014-64974)

(22)【出願日】2014年3月27日

(65)【公開番号】特開2015-186818(P2015-186818A)

(43)【公開日】2015年10月29日

【審査請求日】2017年2月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002107

【氏名又は名称】住友重機械工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105887

【弁理士】

【氏名又は名称】来山 幹雄

(72)【発明者】

【氏名】石原 裕

(72)【発明者】

【氏名】山口 友之

【審査官】 竹下 和志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−１４８８１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−６３６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２８５８７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１３０３６５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｋ ２６／００ − ２６／７０

Ｈ０５Ｋ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

パルスレーザビームを出力するレーザ光源と、
加工対象物を保持するステージと、
前記レーザ光源から出力された前記パルスレーザビームを、前記加工対象物に入射させるとともに、前記加工対象物の表面における入射位置を移動させるビーム走査器と、
前記レーザ光源から出力された前記パルスレーザビームの各レーザパルスのパルスエネルギに依存する物理量を測定する光検出器と、
前記レーザ光源から出力された前記パルスレーザビームの経路を、前記加工対象物に入射する第１の経路と、前記加工対象物に入射しない第２の経路との間で切り替える経路切替器と、
前記加工対象物の表面の複数の被加工点の位置、及び加工順序を記憶しており、前記被加工点の位置、前記加工順序、及び前記光検出器の検出結果に基づいて、前記ビーム走査器及び前記経路切替器を制御する制御装置と
を有し、
前記制御装置は、
前記加工順序に基づいて前記被加工点の位置に前記パルスレーザビームが入射するように前記ビーム走査器を制御しながら、前記光検出器でレーザパルスの各々のパルスエネルギに依存する前記物理量を測定し、前記物理量の分布に基づいて、前記物理量の許容範囲を決定する加工前準備手順を実行し、
前記加工前準備手順の後、前記加工対象物の加工中に、前記光検出器で測定された前記物理量が、前記許容範囲に収まっているレーザパルスの少なくとも一部を、前記第１の経路に沿って伝搬させ、前記許容範囲から外れているレーザパルスは、前記第２の経路に沿って伝搬させるレーザ加工装置。

【請求項2】

前記制御装置は、前記物理量の標準偏差に基づいて、前記許容範囲の上限値と下限値とを決定する請求項１に記載のレーザ加工装置。

【請求項3】

前記制御装置は、次に加工すべき加工対象物の被加工点の配置パターンが、直前に加工した加工対象物の被加工点の配置パターンと異なる場合、次に加工すべき加工対象物の加工を行う前に、前記加工前準備手順を実行して、前記許容範囲を新たに決定する請求項１または２に記載のレーザ加工装置。

【請求項4】

前記物理量は、前記レーザパルスの立ち上がり部分のエネルギである請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。

【請求項5】

パルスレーザビームが、決められた被加工点の位置に、決められた加工順序で入射するように、ビーム走査器を制御しながら、各レーザパルスの、パルスエネルギに依存する物理量を測定する工程と、
測定された前記物理量の分布に基づいて、前記物理量の許容範囲を決定する工程と、
加工対象物上の前記被加工点の位置に、前記加工順序でパルスレーザビームを入射させて、レーザ加工を行う工程と
を有し、
前記レーザ加工を行う工程において、前記パルスレーザビームの各レーザパルスの前記物理量を測定し、測定結果が前記許容範囲に収まっている場合は、当該レーザパルスの少なくとも一部を前記加工対象物に入射させ、測定結果が前記許容範囲から外れている場合は、当該レーザパルスを前記加工対象物に入射させないレーザ加工方法。

【請求項6】

前記物理量の標準偏差に基づいて、前記許容範囲の上限値と下限値とを決定する請求項５に記載のレーザ加工方法。

【請求項7】

前記物理量は、前記レーザパルスの立ち上がり部分のエネルギである請求項５または６に記載のレーザ加工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、加工対象物の表面に画定された複数の被加工点に順番にパルスレーザビームを入射させてレーザ加工を行うレーザ加工装置、及びレーザ加工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

パルスレーザビームを用いてプリント基板に穴あけ加工を行う技術が、下記の特許文献１に開示されている。特許文献１に開示された方法では、許容値より小さなパルスエネルギを持つレーザパルスがプリント基板に入射した場合、その箇所に追加のレーザパルスを入射することにより、パルスエネルギの不足分が補償される。

【0003】

下記の特許文献２に開示された方法では、レーザパルスの立ち上がり部分のエネルギを検出する。検出結果が許容範囲内であれば、そのレーザパルスの後続部分を加工対象物に入射させ、加工を行う。検出結果が許容範囲から外れている場合には、そのレーザパルスは加工対象物に入射させない。これにより、エネルギ不足やエネルギ過多の不良レーザパルスが加工対象物に入射することを防止できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第２８５８２３６号公報

【特許文献2】特開２００９−１４８８１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

レーザパルスのパルスエネルギの許容範囲や、レーザパルスの立ち上がり部分のエネルギの許容範囲を適切に決定するためには、異なるパルスエネルギで種々の評価実験を行わなければならない。レーザ光源が正常に動作している時のパルスエネルギのばらつきに基づいて、パルスエネルギの許容範囲を決定することも可能である。この方法だと、許容範囲を容易に決定することができる。

【0006】

パルスエネルギは、パルスの繰り返し周波数（以下、単に「周波数」という。）に依存する。このため、レーザ加工時の周波数がばらつくと、パルスエネルギのばらつきが大きくなる。パルスエネルギのばらつきが大きくなると、レーザ光源が正常動作していても、パルスエネルギが当初決定された許容範囲から外れてしまう場合がある。当初決定された許容範囲を基準として、レーザパルスの良、不良を判定すると、正常動作中に出力されたレーザパルスが不良と判定されてしまう場合がある。

【0007】

本発明の目的は、周波数が変動しても、レーザパルスの良、不良を適切に判定することが可能なレーザ加工装置、及びレーザ加工方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一観点によると、
パルスレーザビームを出力するレーザ光源と、
加工対象物を保持するステージと、
前記レーザ光源から出力された前記パルスレーザビームを、前記加工対象物に入射させるとともに、前記加工対象物の表面における入射位置を移動させるビーム走査器と、
前記レーザ光源から出力された前記パルスレーザビームの各レーザパルスのパルスエネルギに依存する物理量を測定する光検出器と、
前記レーザ光源から出力された前記パルスレーザビームの経路を、前記加工対象物に入射する第１の経路と、前記加工対象物に入射しない第２の経路との間で切り替える経路切替器と、
前記加工対象物の表面の複数の被加工点の位置、及び加工順序を記憶しており、前記被加工点の位置、前記加工順序、及び前記光検出器の検出結果に基づいて、前記ビーム走査器及び前記経路切替器を制御する制御装置と
を有し、
前記制御装置は、
前記加工順序に基づいて前記被加工点の位置に前記パルスレーザビームが入射するように前記ビーム走査器を制御しながら、前記光検出器でレーザパルスの各々のパルスエネルギに依存する前記物理量を測定し、前記物理量の分布に基づいて、前記物理量の許容範囲を決定する加工前準備手順を実行し、
前記加工前準備手順の後、前記加工対象物の加工中に、前記光検出器で測定された前記物理量が、前記許容範囲に収まっているレーザパルスの少なくとも一部を、前記第１の経路に沿って伝搬させ、前記許容範囲から外れているレーザパルスは、前記第２の経路に沿って伝搬させるレーザ加工装置が提供される。

【0009】

本発明の他の観点によると、
パルスレーザビームが、決められた被加工点の位置に、決められた加工順序で入射するように、ビーム走査器を制御しながら、各レーザパルスの、パルスエネルギに依存する物理量を測定する工程と、
測定された前記物理量の分布に基づいて、前記物理量の許容範囲を決定する工程と、
加工対象物上の前記被加工点の位置に、前記加工順序でパルスレーザビームを入射させて、レーザ加工を行う工程と
を有し、
前記レーザ加工を行う工程において、前記パルスレーザビームの各レーザパルスの前記物理量を測定し、測定結果が前記許容範囲に収まっている場合は、当該レーザパルスの少なくとも一部を前記加工対象物に入射させ、測定結果が前記許容範囲から外れている場合は、当該レーザパルスを前記加工対象物に入射させないレーザ加工方法が提供される。

【発明の効果】

【0010】

実際にビーム走査器を制御しながらパルスレーザビームを出力して、パルスエネルギに依存する物理量を測定するため、加工時のパルスレーザビームの周波数のばらつきによるパルスエネルギのばらつきが、許容範囲の決定に反映される。このため、レーザパルスの良、不良を適切に判定することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、実施例によるレーザ加工装置の概略図である。

【図2】図２は、トリガ信号ｔｒｇ、経路切替器よりに入射するレーザパルスＬｐ１、加工経路を伝搬するレーザパルスＬｐ２、ダンパ経路を伝搬するレーザパルスＬｐ３、経路切替器を制御する制御信号ｃｏｎ、及び光検出器から制御装置に送信される検出信号ｄｅｔのタイミングチャート及び波形の一例を示すグラフである。

【図3】図３Ａは、レーザ光源からレーザパルスが一定周波数で出力されている場合のタイミングチャートであり、図３Ｂは、レーザパルスが一定周波数で出力されている場合の、判定エネルギのヒストグラムである。

【図4】図４Ａは、加工対象物の概略平面図であり、図４Ｂは、加工中のレーザパルスのタイミングチャートであり、図４Ｃは、加工中のレーザパルスの判定エネルギのヒストグラムである。

【図5】図５は、実施例によるレーザ加工方法のフローチャートである。

【図6】図６Ａは、ステップＳ１でレーザ光源から出力されるレーザパルスのタイミングチャートであり、図６Ｂは、図６Ａに示したタイミングで出力されるレーザパルスの判定エネルギのヒストグラムである。

【図7】図７は、被加工点の配置パターンと、許容範囲との対応関係を示す図表である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

図１に、実施例によるレーザ加工装置の概略図を示す。実施例によるレーザ加工装置は、例えばプリント基板に穴あけ加工するレーザドリルである。レーザ光源１０が、制御装置５０からトリガ信号ｔｒｇを受信することにより、パルスレーザビームを出力する。レーザ光源１０には、例えば炭酸ガスレーザが用いられる。

【0013】

レーザ光源１０から出力されたパルスレーザビームが照射光学系１１に入射する。照射光学系１１は、パルスレーザビームの広がり角及びビーム径の少なくとも一方を変化させる。照射光学系１１を透過したパルスレーザビームがアパーチャ１３に入射する。照射光学系１１は、アパーチャ１３の位置におけるビームプロファイルを均一化する機能も有する。アパーチャ１３は、ビーム断面を整形する。

【0014】

アパーチャ１３を透過したパルスレーザビームが経路切替器１５に入射する。経路切替器１５は、制御装置５０から制御信号ｃｏｎを受信することにより、パルスレーザビームの経路を、加工経路１６とダンパ経路１７との間で切り替える。経路切替器１５には、例えば音響光学素子（ＡＯＤ）が用いられる。入力されたレーザパルスＬｐ１が直進する経路が、ダンパ経路１７に相当し、レーザパルスが回折された経路が、加工経路１６に相当する。

【0015】

加工経路１６に沿って伝搬するレーザパルスＬｐ２は、折り返しミラー１８により偏向されて、ビーム走査器２０に入射する。ビーム走査器２０は、制御装置５０によって制御されて、パルスレーザビームの進行方向を二次元方向に振る。ビーム走査器２０には、例えば一対のガルバノスキャナが用いられる。

【0016】

ビーム走査器２０を通過したパルスレーザビームが、対物レンズ２１を透過して加工対象物４０に入射する。対物レンズ２１には、例えばｆθレンズが用いられる。加工対象物４０は、例えば穴あけ加工すべきプリント基板である。加工対象物４０は、ステージ２３に保持されている。ステージ２３は、移動機構２４により、加工対象物４０の表面に平行な二次元方向に移動する。移動機構２４は、制御装置５０によって制御される。

【0017】

対物レンズ２１により、アパーチャ１３の開口部が、加工対象物４０の表面に縮小投影される。ビーム走査器２０によってパルスレーザビームの進行方向を振ることにより、加工対象物４０の表面において、パルスレーザビームの入射位置を移動させることができる。

【0018】

ダンパ経路１７に沿って伝搬するレーザパルスＬｐ３は、部分反射ミラー３０に入射する。部分反射ミラー３０を透過したレーザパルスがビームダンパ３１に入射する。部分反射ミラー３０で反射したレーザパルスが、光検出器３２に入射する。光検出器３２には、例えば、レーザ光源１０から出力されるパルスレーザビームの波長域に感度を持つエネルギメータが用いられる。光検出器３２による検出信号ｄｅｔが、制御装置５０に入力される。

【0019】

制御装置５０は、記憶装置５１を含む。記憶装置５１には、加工対象物４０の複数の被加工点の位置情報、加工順序、及び制御に必要な種々の情報が記憶されている。

【0020】

図２に、トリガ信号ｔｒｇ、経路切替器１５に入射するレーザパルスＬｐ１、加工経路１６を伝搬するレーザパルスＬｐ２、ダンパ経路１７を伝搬するレーザパルスＬｐ３、経路切替器１５を制御する制御信号ｃｏｎ、及び光検出器３２から制御装置５０に送信される検出信号ｄｅｔのタイミングチャート及び波形の一例を示す。

【0021】

時刻ｔ１において、トリガ信号ｔｒｇが立ち上がると、やや遅れて時刻ｔ２にレーザパルスＬｐ１が立ち上がる。この時点では、経路切替器１５の出力経路は、ダンパ経路１７に切り替えられている。このため、ダンパ経路１７を伝搬するレーザパルスＬｐ３が立ち上がる。

【0022】

光検出器３２がレーザパルスＬｐ３を検出し、検出信号ｄｅｔを制御装置５０に送信する。検出信号ｄｅｔの大きさは、レーザパルスＬｐ３のパワーにほぼ比例する。制御装置５０は、立ち上がり時刻ｔ２から一定の時間が経過した時刻ｔ３まで、検出信号ｄｅｔを積分する。積分結果は記憶装置５１に記憶される。

【0023】

時刻ｔ４において、制御装置５０が経路切替器１５に、加工経路１６に切り替える制御信号ｃｏｎを送信する。経路切替器１５の出力経路がダンパ経路１７から加工経路１６に切り替えられることにより、レーザパルスＬｐ３が立ち下がり、レーザパルスＬｐ２が立ち上がる。レーザパルスＬｐ３が立ち下がることにより、光検出器３２の検出信号ｄｅｔも０になる。

【0024】

時刻ｔ５において、制御装置５０が経路切替器１５に、ダンパ経路１７に切り替える制御信号ｃｏｎを送信する。経路切替器１５の出力経路が加工経路１６からダンパ経路１７に切り替えられることにより、レーザパルスＬｐ３が立ち上がり、レーザパルスＬｐ２が立ち下がる。レーザパルスＬｐ３が立ち上がることにより、光検出器３２の検出信号ｄｅｔも立ち上がる。

【0025】

時刻ｔ６において、トリガ信号ｔｒｇが立ち下がる。これにより、レーザパルスＬｐ１及びレーザパルスＬｐ３が立ち下がる。レーザパルスＬｐ３が立ち下がることにより、光検出器３２の検出信号ｄｅｔも立ち下がる。

【0026】

光検出器３２の検出信号ｄｅｔを、時刻ｔ２からｔ３まで積分した値（図２においてハッチングを付した部分の面積）は、レーザパルスＬｐ１の立ち上がり部分のエネルギに相当する。レーザパルスＬｐ１から加工用として切り出されたレーザパルスＬｐ２のパルス幅が一定であれば、レーザパルスＬｐ２のパルスエネルギと、レーザパルスＬｐ１の立ち上がり部分のエネルギとは、相関関係を有している。このため、レーザパルスＬｐ１の立ち上がり部分のエネルギにより、レーザパルスＬｐ２のパルスエネルギの正常性を判定することができる。レーザパルスＬｐ１の立ち上がり部分のエネルギを、「判定エネルギ」ということとする。判定エネルギは、パルスエネルギに依存する物理量である。

【0027】

時刻ｔ２から時刻ｔ３までの時間は、レーザパルスＬｐ１の平均的な立上り時間に基づいて決定される。時刻ｔ２から時刻ｔ３までの時間として、レーザパルスＬｐ１のパワーが定常状態に達するまでの平均時間を採用してもよいし、レーザパルスＬｐ２のパワーが、定常状態のパワーの９０％に達するまでの平均時間を採用してもよい。

【0028】

パルスエネルギに依存する物理量として、立ち上がり部分のエネルギに代えて、レーザパルスＬｐ１の立ち上がり部分のパワーを採用してもよい。立ち上がり部分のうち、時間軸上で１点のみのパワーを、パルスエネルギに依存する物理量として採用すると、パワーから推測されるパルスエネルギの信頼性が低くなる。立ち上がり部分のうち、時間軸上で複数箇所のパワーを、パルスエネルギに依存する物理量として採用することにより、パワ
ーから推測されるパルスエネルギの信頼性を高めることができる。

【0029】

図３Ａに、レーザ光源１０からレーザパルスＬｐ１が一定周波数で出力されている場合のタイミングチャートを示す。

【0030】

図３Ｂに、レーザパルスＬｐ１が一定周波数で出力されている場合の、判定エネルギのヒストグラムを示す。横軸は判定エネルギを表し、縦軸は度数を表す。レーザ光源１０が正常に動作している場合には、判定エネルギの分布は、ほぼ正規分布に従う。判定エネルギの平均値をｍ、標準偏差をσで表すと、ほとんどのレーザパルスＬｐ１の判定エネルギは、ｍ±３σの範囲（以下、正常範囲Ｄ０という。）に収まる。

【0031】

図４Ａに、加工対象物４０の概略平面図を示す。加工対象物４０の表面に複数の被加工点４１が画定されている。被加工点４１にレーザパルスＬｐ２（図１）を入射させることにより、穴あけ加工が行われる。被加工点４１の加工順序は予め決められている。図４Ａにおいて、加工順序の一例を矢印で示している。図４Ａに示したように、加工された被加工点４１から、次に加工すべき被加工点４１までの距離は、一定ではなく、ばらついている。パルスレーザビームの入射位置の移動距離が長くなると、ビーム走査器２０の整定時間も長くなる。このため、加工対象物４０の加工中には、パルスレーザビームの周波数は一定ではなく、パルスレーザビームの入射位置の移動距離に応じて変動する。

【0032】

図４Ｂに、レーザ光源１０から出力されるパルスレーザビームの、加工期間中におけるタイミングチャートの一例を示す。図４Ｂに示すように、パルスレーザビームの周波数がばらついている。

【0033】

図４Ｃに、パルスレーザビームの周波数がばらついたときの判定エネルギのヒストグラムを示す。比較のために、パルスレーザビームの周波数が一定であるときの判定エネルギのヒストグラムを破線で示す。一般に、レーザ光源１０から出力されるパルスレーザビームのパルスエネルギは、周波数に依存する。例えば、炭酸ガスレーザにおいては、周波数が高くなると、パルスエネルギが低下する傾向を持つ。

【0034】

周波数がばらついたときの判定エネルギのばらつきには、周波数が一定のときの判定エネルギのばらつきに、周波数がばらつくことに起因する判定エネルギのばらつきが重畳される。このため、周波数がばらつくと、判定エネルギのばらつきが大きくなる。周波数が一定でない場合には、レーザ光源１０が正常に動作している場合であっても、判定エネルギが正常範囲Ｄ０から外れてしまう場合が生じる。

【0035】

判定エネルギが正常範囲Ｄ０に含まれるレーザパルスのみをレーザ加工に用いる制御を行う場合、レーザ光源１０が正常に動作しているにもかかわらず、正常範囲Ｄ０から外れた判定エネルギを持つレーザパルスが加工に利用されないことになる。このため、レーザエネルギの利用効率が低下してしまう。以下に説明する実施例では、レーザ光源１０が正常に動作している条件下での判定エネルギのばらつきに起因するレーザエネルギの利用効率の低下を抑制することができる。

【0036】

図５に、実施例によるレーザ加工方法のフローチャートを示す。ステップＳ１において、加工対象物４０の被加工点４１（図４Ａ）の位置、及び加工順序に基づいて、レーザ光源１０及びビーム走査器２０を制御することにより、レーザ光源１０からパルスレーザビームを出力する。このとき、経路切替器１５は、出力経路がダンパ経路１７に切り替えられた状態に維持しておく。このため、ステージ２３には、パルスレーザビームが入射しない。ただし、ビーム走査器２０を制御しているため、パルスレーザビームの周波数には、ビーム走査器２０の整定時間のばらつきが反映される。

【0037】

図６Ａに、ステップＳ１でレーザ光源１０から出力されるレーザパルスＬｐ１のタイミングチャートを示す。ステップＳ１におけるパルスレーザビームの周波数は、図４Ｂに示した加工期間中のパルスレーザビームの周波数と同様に、ばらついている。ビーム走査器２０が、実際の被加工点４１の位置、及び加工順序に基づいて制御されているため、ステップＳ１におけるパルスレーザビームの周波数のばらつきの程度は、加工時のパルスレーザビームの周波数のばらつきの程度の同一である。

【0038】

光検出器３２の測定結果が制御装置５０に入力される。制御装置５０は、各レーザパルスＬｐ１の判定エネルギを求め、求められた判定エネルギを記憶装置５１に格納する。

【0039】

ステップＳ２において、判定エネルギの分布に基づいて、判定エネルギの許容範囲Ｒ１を決定する。

【0040】

図６Ｂを参照して、判定エネルギの許容範囲Ｒ１の決定方法について説明する。図６Ｂに、判定エネルギのヒストグラムを示す。比較のために、パルスレーザビームの周波数が一定のときの判定エネルギの分布を破線で示す。ステップＳ１で求められた判定エネルギの分布の平均値をｍ１で表し、標準偏差をσ１で表す。一例として、許容範囲Ｒ１の上限値をｍ１＋３σ１とし、下限値をｍ１−３σ１とする。判定エネルギのばらつきの広がりに応じて、周波数一定のときの正常範囲Ｒ０よりも、周波数がばらついているときの許容範囲Ｒ１の方が広くなっている。

【0041】

ステップＳ３（図５）において、加工対象物４０をステージ２３（図１）に載せる。ステップＳ４において、ビーム走査器２０を動作させて、パルスレーザビームのビーム走査器２０が整定されるまで待機する。ビーム走査器２０が整定されると、ステップＳ５においてレーザ光源１０から１つのレーザパルスＬｐ１を出力する。レーザパルスＬｐ１の出力開始時点では、経路切替器１５の出力経路がダンパ経路１７に切り替えられている。このため、光検出器３２による光強度の検出信号ｄｅｔが制御装置５０に入力される。制御装置５０は、光検出器３２から入力された検出信号ｄｅｔに基づいて、判定エネルギを算出する。

【0042】

ステップＳ６において、判定エネルギが、許容範囲Ｒ１に収まっているか否かを判定する。判定エネルギが許容範囲Ｒ１から外れている場合には、レーザパルスＬｐ１の立ち下がり後、ステップＳ５に戻って、次のレーザパルスＬｐ１を出力する。判定エネルギが許容範囲Ｒ１に収まっている場合には、ステップＳ７において、経路切替器１５を制御することにより、レーザパルスＬｐ１からレーザパルスＬｐ２（図２）を切り出し、加工経路１６に沿って伝搬させる。レーザパルスＬｐ２が加工対象物４０に入射し、穴あけ加工が行われる。

【0043】

ステップＳ８において、全ての被加工点４１の加工が終了したか否かを判定する。未加工の被加工点４１が残っている場合には、ステップＳ４に戻って、次の被加工点４１の加工を行う。１つの被加工点４１あたりに複数のレーザパルスを入射させて加工を行う場合には、サイクルモード加工、またはバーストモード加工が適用される。

【0044】

サイクルモード加工においては、１つの被加工点４１に１つのレーザパルスを入射させるごとに、次の被加工点４１に入射位置を移動させる。全ての被加工点４１に対して１ショットのレーザパルスを入射させる手順を１サイクルとし、このサイクルを複数回繰り返すことにより、所望のショット数のレーザパルスを、被加工点４１に入射させることができる。サイクルモード加工を行う場合には、ステップＳ８において、所望の回数だけサイクルが繰り返されたとき、加工が終了したと判定される。

【0045】

バーストモード加工においては、１つの被加工点４１に、所望のショット数のレーザパルスを連続入射させた後、次に加工すべき被加工点４１の加工を行う。バーストモード加工を行う場合に、直前のレーザパルスと、次のレーザパルスとを同一の被加工点４１に入射させるときには、ステップＳ４においてビーム走査器２０を動作させる必要がない。

【0046】

全ての被加工点４１の加工が完了した場合には、ステップＳ９において、被加工点４１の配置パターンが同一の未加工の加工対象物４０が残っているか否かを判定する。未加工の加工対象物４０が残っている場合には、ステップＳ３に戻り、次に加工すべき加工対象物４０をステージ２３に載せる。未加工の加工対象物４０が残っていない場合には、加工手順を終了する。

【0047】

直前に加工した加工対象物４０の被加工点４１の配置パターンと異なる配置パターンを有する加工対象物４０を加工する場合には、ステップＳ１〜ステップＳ２の加工前準備手順を実行して、許容範囲Ｒ１を新たに決定する。

【0048】

上記実施例では、図６Ｂに示した正常範囲Ｒ０から外れた判定エネルギを持つレーザパルスＬｐ１であっても、判定エネルギが許容範囲Ｒ１に収まっているレーザパルスは、加工用として利用される。このため、レーザエネルギの利用効率の低下を抑制することができる。また、レーザ光源１０の動作が不安定になり、判定エネルギが許容範囲Ｒ１から外れた場合には、そのレーザパルスＬｐ１は加工に利用されない。このため、パルスエネルギが不足または過剰なレーザパルスＬｐ２の入射に起因する加工品質の低下を防止することができる。

【0049】

上記実施例では、被加工点４１の配置パターンが同一の複数の加工対象物４０の加工を開始する前に、ステップＳ１〜ステップＳ２（図５）の加工前手順を実施して、許容範囲Ｒ１を決定した。決定された許容範囲Ｒ１と、被加工点４１の配置パターンとを関連付けた対応関係を、記憶装置５１に記憶しておいてもよい。

【0050】

図７に、この対応関係の一例を示す。被加工点４１の配置パターンごとに、許容範囲Ｒ１の下限値及び上限値が記憶されている。次に加工すべき加工対象物４０の被加工点４１の配置パターンが、図７の対応表に記憶されている場合には、ステップＳ１〜ステップＳ２（図２）を省略することができる。ステップＳ６において、判定エネルギが、記憶装置５１に記憶されている許容範囲Ｒ１に収まっているか否かを判定すればよい。

【0051】

以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。

【符号の説明】

【0052】

１０ レーザ光源
１１ 照射光学系
１３ アパーチャ
１５ 経路切替器
１６ 加工経路
１７ ダンパ経路
１８ 折り返しミラー
２０ ビーム走査器
２１ 対物レンズ
２３ ステージ
２４ 移動機構
３０ 部分反射ミラー
３１ ビームダンパ
３２ 光検出器
４０ 加工対象物
４１ 被加工点
５０ 制御装置
５１ 記憶装置
Ｌｐ１、Ｌｐ２、Ｌｐ３ レーザパルス
ｃｏｎ 制御信号
ｄｅｔ 検出信号
ｔｒｇ トリガ信号
Ｒ０ 正常範囲
Ｒ１ 許容範囲

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】