[发明专利]在激光加工前调整焦点移位的激光加工方法

说明书

激光加工方法在激光加工前包括：基于作为在加温了外部光学系统的状态下测定且穿过小径孔后的激光的能量的第一测定值和与第一测定值有关而根据外部光学系统的污染种类预先决定的第一基准值(数据库D1)来计算焦点移动量的步骤；和基于计算出的焦点移动量来修正激光加工时的焦点位置的步骤。

技术领域

本发明涉及激光加工方法，尤其涉及在激光加工前根据光学系统的污染种类以及等级来调整焦点移位的激光加工方法。

背景技术

在向被加工物照射激光来进行被加工物的激光加工的激光加工装置中，由透镜将激光聚光于预定的焦点位置，并将聚光后的激光照射至被加工物。在这种激光加工装置中，对于从激光振荡器将激光进行导光并聚光于工件表面的外部光学系统而言，若外部光学系统受到污染并吸收激光，则因所谓的热透效应而改变曲率而使焦点位置移动。并且，因污垢方式，外部光学系统的穿透率也变化。若产生焦点位置的变化以及穿透率的变化，则产生加工不良，因而需要确认外部光学系统是否受到污染。这妨碍自动运转。

为了解决这样的课题，公知有通过在外部光学系统安装温度传感器、散射光传感器来检测外部光学系统的污染的技术。在国际公开第2009/066370(A1)号手册中公开一种激光加工装置：不是外部光学系统，但能够判定激光振荡器的出射镜的涂层的劣化等。出射镜因劣化而吸收激光束，成为热负荷状态而使曲率变化，从而成为因所谓的热透效应而将平行光聚光的趋势。激光加工装置具备配置于出射镜的后方的小孔、和配置于小孔的后方的束射功率测定传感器，由此在束射功率比基准值大的情况下判定出射镜的劣化。

日本特开2016-2580号公报中公开一种激光加工装置：并非在激光加工前，而能够在加工后检测因外部光学系统的热透效应所引起的焦点偏离。若因热透效应而引起焦点偏离，则激光照射径变大，因而激光加工装置具备具有小开口的测定基准面，从而能够基于从小开口的周围放射的放射光的等级来检测焦点偏离。

发明内容

外部光学系统随时间而劣化。其结果，在聚光点处产生激光功率的损失。即使是轻度的污染，由于焦点位置也移动，因而导致激光加工的品质产生显著的劣化。在该情况下，需要迅速地更换或者清洁光学部件。然而，在产生了加工不良后进行光学部件的维护的情况下，有在自动运转时产生大量的不合格部件的问题。另一方面，在将温度传感器、散射光传感器安装于外部光学系统的方式中，有无法进行附加设置的问题。另外，并非所有的外部光学系统与能够检测污染的传感器对应，因而缩小了用户的选择自由。

除此之外，在至今的技术中，无法区分透镜的污染所引起的焦点移位的不良和窗口的污染所引起的穿透率变化的不良。期望：在仅焦点移位的情况下进行焦点位置的修正，在轻度的穿透率变化的情况下进行输出条件的变更，并在同时引起了焦点移位以及穿透率变化的情况下，通过调整双方的参数，即便是光学系统受到了污染也能够继续进行自动运转，从而能够延长光学系统的清洁或者更换的时期。

因此，需求能够在激光加工前根据外部光学系统的污染种类以及等级来调整焦点移位的技术。

本公开的一个方案提供一种激光加工方法，是测定光学系统的污染所引起的焦点移动量来修正焦点位置之后，在对工件进行激光加工的激光加工装置中执行的激光加工方法，在激光加工前，包括：(a)为了加温外部光学系统而进行以激光加工时所使用的程度的较高输出来朝向能够除去激光的激光除去部射出激光的指令的步骤，其中，上述外部光学系统用于从激光振荡器将激光进行导光并聚光于工件的表面；(b)在加温外部光学系统后，进行使焦点位置重合于板的表面的指令以及使激光的光轴重合于小径孔的中心的指令的步骤，其中，上述板配置于与激光除去部不同的场所且具有小径孔；(c)在加温了外部光学系统的状态下进行射出不使板熔融或者变形的程度的较低输出的激光的指令的步骤；(d)测定在加温了外部光学系统的状态下穿过小径孔后的激光的能量作为第一测定值的步骤；(e)基于在加温了外部光学系统的状态下测定出的第一测定值和与第一测定值有关而根据上述外部光学系统的污染种类预先决定的第一基准值来计算焦点移动量的步骤；以及(f)基于计算出的焦点移动量来修正激光加工时的焦点位置的步骤。