JPH05237681A - レーザ開孔装置 - Google Patents
レーザ開孔装置Info
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- JPH05237681A JPH05237681A JP4042795A JP4279592A JPH05237681A JP H05237681 A JPH05237681 A JP H05237681A JP 4042795 A JP4042795 A JP 4042795A JP 4279592 A JP4279592 A JP 4279592A JP H05237681 A JPH05237681 A JP H05237681A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ワークとレーザビーム間に設けられて、レー
ザビームを反射させるマスク部材の寿命を延長させ、高
精度の開孔を維持できるレーザ開口装置を得る。 【構成】 ワーク３と照射レーザビーム１間に該レーザ
ビーム１を反射する材料で構成され所定の孔５を有する
マスク部材８を設け、該マスク部材を低熱膨張材とし、
マスク部材８の表面に該レーザビーム１に対する高反射
材の被覆９を施す。
ザビームを反射させるマスク部材の寿命を延長させ、高
精度の開孔を維持できるレーザ開口装置を得る。 【構成】 ワーク３と照射レーザビーム１間に該レーザ
ビーム１を反射する材料で構成され所定の孔５を有する
マスク部材８を設け、該マスク部材を低熱膨張材とし、
マスク部材８の表面に該レーザビーム１に対する高反射
材の被覆９を施す。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はレーザビームの照射に
よりワークに微小な開孔を行うレーザ開孔装置に関する
ものである。
よりワークに微小な開孔を行うレーザ開孔装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来この種の装置としては像転写として
一般に知られる方法があり、図５に彫刻の例を、図６に
開孔の例を示している。これらの図において１はレーザ
ビーム、２はレーザビーム１を集光する加工レンズ、３
は被加工物であるワーク、４はワーク３とレーザビーム
１の間でワーク３に近接して設けられたマスク部材で、
このマスク部材４はレーザビーム１を反射する材料で構
成され、かつ所定の孔５を有するものである。
一般に知られる方法があり、図５に彫刻の例を、図６に
開孔の例を示している。これらの図において１はレーザ
ビーム、２はレーザビーム１を集光する加工レンズ、３
は被加工物であるワーク、４はワーク３とレーザビーム
１の間でワーク３に近接して設けられたマスク部材で、
このマスク部材４はレーザビーム１を反射する材料で構
成され、かつ所定の孔５を有するものである。
【０００３】図５の彫刻の例では、加工レンズ２を通じ
て適切なエネルギー強度に調整されたレーザビーム１を
マスク部材４とワーク３方向に照射すると共に、矢印の
如くワーク３をレーザビーム１と相対移動させると、マ
スク部材４に設けられた孔５を通過するレーザビーム１
はワーク３に照射されてその部分が加工され、マスク部
材４の孔５以外の部に照射されたレーザビーム１は反射
されてマスク部材部分は加工されないことになり、ワー
ク３にはマスク部材４の孔形状に応じた彫刻６の加工が
行なわれる。
て適切なエネルギー強度に調整されたレーザビーム１を
マスク部材４とワーク３方向に照射すると共に、矢印の
如くワーク３をレーザビーム１と相対移動させると、マ
スク部材４に設けられた孔５を通過するレーザビーム１
はワーク３に照射されてその部分が加工され、マスク部
材４の孔５以外の部に照射されたレーザビーム１は反射
されてマスク部材部分は加工されないことになり、ワー
ク３にはマスク部材４の孔形状に応じた彫刻６の加工が
行なわれる。
【０００４】一方、図６の開孔の例では図５の彫刻の例
で説明したと同様な作用、動作となるが、レーザビーム
１のエネルギー強度と照射時間の適切な調整により、マ
スク部材４の孔５を通過するレーザビーム１はワーク３
に照射されてその部分が全て加工され、ワーク３にはマ
スク部材４の孔形状に応じた開孔７の加工が行なわれ
る。
で説明したと同様な作用、動作となるが、レーザビーム
１のエネルギー強度と照射時間の適切な調整により、マ
スク部材４の孔５を通過するレーザビーム１はワーク３
に照射されてその部分が全て加工され、ワーク３にはマ
スク部材４の孔形状に応じた開孔７の加工が行なわれ
る。
【０００５】前記図５、図６で説明した加工、すなわち
マスキング加工とは異なるが、パルスレーザビームを用
いて開孔加工を行う装置として図７に示すものがある。
レーザビーム１は加工レンズ２を通して微小なスポット
に集光されワーク３に照射される。レーザビーム１の出
力の時間的変化は図示の如くパルス状にして照射エネル
ギーの調整が行なわれる。而して、開孔に十分な単一パ
ルス又は複数のパルスレーザの照射によりワーク３に開
孔７が付けられる。
マスキング加工とは異なるが、パルスレーザビームを用
いて開孔加工を行う装置として図７に示すものがある。
レーザビーム１は加工レンズ２を通して微小なスポット
に集光されワーク３に照射される。レーザビーム１の出
力の時間的変化は図示の如くパルス状にして照射エネル
ギーの調整が行なわれる。而して、開孔に十分な単一パ
ルス又は複数のパルスレーザの照射によりワーク３に開
孔７が付けられる。
【０００６】レーザビームによる開孔装置としては古く
はルビーレーザによるダイヤモンドの穴明け、又、最近
ではタバコフィルター巻付紙へのＣＯ2パルスレーザに
よる開孔等が良く知られているが、他にも種々の材料に
種々のレーザにより種々の目的で開孔を行う装置、方法
は枚挙にいとまがない。
はルビーレーザによるダイヤモンドの穴明け、又、最近
ではタバコフィルター巻付紙へのＣＯ2パルスレーザに
よる開孔等が良く知られているが、他にも種々の材料に
種々のレーザにより種々の目的で開孔を行う装置、方法
は枚挙にいとまがない。
【０００７】ところで、近年家庭電化製品、カメラ等の
電子化による高機能化が加速されているが、これに伴い
実装基板（プリント板）自体の小型化が強く要請されて
いる。特にビデオカメラ電子部品等の分野は極めて小型
軽量化が進んでおり、部品レベルではリード径φ０．１
ｍｍ以下、リード間隔最小０．１ｍｍも可能となってい
る。しかしながら、これらの電子部品を装着する基板に
ついては加工法が障害となり、製造コストを無視すれば
製作可能であるが今だ実用化には至っていない。現状の
実用化レベルでは機械加工法、即ち、多軸マイクロドリ
ルによりφ０．２ｍｍの開孔加工が行われているが、高
精度加工、通常±５％以下を維持するためには工具の摩
耗が問題で、ドリル１本当り３０００個程の開孔が限度
で、消耗コストが高価なものとなっている。しかも機械
加工法ではφ０．２ｍｍ以下の加工は不可能で、レーザ
による開孔へのアプローチが種々試みられている。
電子化による高機能化が加速されているが、これに伴い
実装基板（プリント板）自体の小型化が強く要請されて
いる。特にビデオカメラ電子部品等の分野は極めて小型
軽量化が進んでおり、部品レベルではリード径φ０．１
ｍｍ以下、リード間隔最小０．１ｍｍも可能となってい
る。しかしながら、これらの電子部品を装着する基板に
ついては加工法が障害となり、製造コストを無視すれば
製作可能であるが今だ実用化には至っていない。現状の
実用化レベルでは機械加工法、即ち、多軸マイクロドリ
ルによりφ０．２ｍｍの開孔加工が行われているが、高
精度加工、通常±５％以下を維持するためには工具の摩
耗が問題で、ドリル１本当り３０００個程の開孔が限度
で、消耗コストが高価なものとなっている。しかも機械
加工法ではφ０．２ｍｍ以下の加工は不可能で、レーザ
による開孔へのアプローチが種々試みられている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来装置の機械加工法
による問題点は前述したとおりである。レーザによる開
孔装置でパルスレーザビームを用いる開孔では、レーザ
ビームそのものの真円度が問題で精度が出ないことや、
スピードを上げるため、開孔しつつワークとレーザビー
ムを相対移動させると開孔が楕円になってしまう問題が
ある。一方、マスキングによる方法では、マスク部材は
レーザビームに対する反射材で構成されているが、全く
レーザビームの熱吸収が無いわけではないので、マスク
部材は温度上昇し熱膨張によりマスク部材の孔径が変化
し、加工精度及びマスク部材が劣化する問題や、レーザ
熱加工によりワーク開孔下部より出るドロースがワーク
を汚す等の問題があり、実用上では精度の問題とならな
い意匠品の彫刻や開孔に用いられている。
による問題点は前述したとおりである。レーザによる開
孔装置でパルスレーザビームを用いる開孔では、レーザ
ビームそのものの真円度が問題で精度が出ないことや、
スピードを上げるため、開孔しつつワークとレーザビー
ムを相対移動させると開孔が楕円になってしまう問題が
ある。一方、マスキングによる方法では、マスク部材は
レーザビームに対する反射材で構成されているが、全く
レーザビームの熱吸収が無いわけではないので、マスク
部材は温度上昇し熱膨張によりマスク部材の孔径が変化
し、加工精度及びマスク部材が劣化する問題や、レーザ
熱加工によりワーク開孔下部より出るドロースがワーク
を汚す等の問題があり、実用上では精度の問題とならな
い意匠品の彫刻や開孔に用いられている。
【０００９】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、レーザビームによるマスキング
の開孔装置において、高精度の開孔を維持できるととも
に、マスク部材の寿命を延長し、又、レーザ開孔による
ワークの反マスク部材側の汚れを防止する開孔装置を得
ることを目的としている。
ためになされたもので、レーザビームによるマスキング
の開孔装置において、高精度の開孔を維持できるととも
に、マスク部材の寿命を延長し、又、レーザ開孔による
ワークの反マスク部材側の汚れを防止する開孔装置を得
ることを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】第１の発明に係レーザ開
孔装置はマスク部材を低熱膨張材とし、マスク部材の表
面に該レーザビームに対する高反射材料の被覆を施した
ものである。
孔装置はマスク部材を低熱膨張材とし、マスク部材の表
面に該レーザビームに対する高反射材料の被覆を施した
ものである。
【００１１】第２の発明に係るレーザ開孔装置は、照射
レーザビームとマスク部材間にマスク部材と所定の間隔
をおいて、マスク部材の孔より大きな孔を有するビーム
遮蔽体を備えたものである。
レーザビームとマスク部材間にマスク部材と所定の間隔
をおいて、マスク部材の孔より大きな孔を有するビーム
遮蔽体を備えたものである。
【００１２】第３の発明に係るレーザ開孔装置は、ビー
ム遮蔽体をレーザビームの吸収体で構成し水冷却すると
共に、マスク部材とビーム遮蔽体の間は空気冷却する構
造としたものである。
ム遮蔽体をレーザビームの吸収体で構成し水冷却すると
共に、マスク部材とビーム遮蔽体の間は空気冷却する構
造としたものである。
【００１３】第４の発明に係るレーザ開孔装置は、レー
ザビームをＣＯ2 レーザビームとするとともに、マスク
部材はインバー（Ｎｉ合金）とし、マスク部材へ金の被
覆を施工したものである。
ザビームをＣＯ2 レーザビームとするとともに、マスク
部材はインバー（Ｎｉ合金）とし、マスク部材へ金の被
覆を施工したものである。
【００１４】第５の発明に係るレーザ開孔装置は、レー
ザビームとワーク及びマスク部材を相対移動させる手段
を有し、ワークの反マスク部材側に排気口を有する吸引
ダクトをレーザビームと対向して設け、該レーザビーム
と吸引ダクトの排気口を同期させて動作させるように構
成したものである。
ザビームとワーク及びマスク部材を相対移動させる手段
を有し、ワークの反マスク部材側に排気口を有する吸引
ダクトをレーザビームと対向して設け、該レーザビーム
と吸引ダクトの排気口を同期させて動作させるように構
成したものである。
【００１５】
【作用】第１の発明におけるマスク部材を低熱膨張材と
し、マスク部材の表面に高反射材料を被覆する手段は、
マスク部材の孔以外に照射されるレーザビームを全く反
射し、かつ、かわずに吸収され、温度上昇したマスク部
材及びマスク部材に付けられた孔もほとんど変形しない
様作用する。
し、マスク部材の表面に高反射材料を被覆する手段は、
マスク部材の孔以外に照射されるレーザビームを全く反
射し、かつ、かわずに吸収され、温度上昇したマスク部
材及びマスク部材に付けられた孔もほとんど変形しない
様作用する。
【００１６】第２の発明におけるビーム遮蔽体はマスク
部材に設けられた穴以外の部分へのレーザビームの照射
を遮蔽し、マスク部材への入熱を抑制するよう作用す
る。
部材に設けられた穴以外の部分へのレーザビームの照射
を遮蔽し、マスク部材への入熱を抑制するよう作用す
る。
【００１７】第３の発明におけるビーム遮蔽体をレーザ
ビームの吸収体で構成し水冷却する手段は、マスク部材
より反射又は輻射によりレーザビームがビーム遮蔽体へ
達し、再びビーム遮蔽体より反射又は輻射によりレーザ
ビームがマスク部材へ達しマスク部材へビームが照射さ
れるのをレーザビームの吸収で回避する作用と、ビーム
遮蔽体の寿命を延長する作用を有し、マスク部材とビー
ム遮蔽体の間を空気冷却する構造はマスク部材を冷却す
るよう作用する。
ビームの吸収体で構成し水冷却する手段は、マスク部材
より反射又は輻射によりレーザビームがビーム遮蔽体へ
達し、再びビーム遮蔽体より反射又は輻射によりレーザ
ビームがマスク部材へ達しマスク部材へビームが照射さ
れるのをレーザビームの吸収で回避する作用と、ビーム
遮蔽体の寿命を延長する作用を有し、マスク部材とビー
ム遮蔽体の間を空気冷却する構造はマスク部材を冷却す
るよう作用する。
【００１８】第４の発明におけるレーザビームをＣＯ2
レーザビームとするとともに、マスク部材をインバータ
（Ｎｉ合金）とし、マスク部材を被覆する金はＣＯ2 レ
ーザビーム（波長１０．６μｍ）を９９％以上の高反射
材料で、マスク部材の孔以外へのＣＯ2 レーザビームの
入熱を抑制すると共に、１％以下のビームの吸収により
温度上昇したマスク部材は低熱膨張材であるインバー
（Ｎｉ合金）の採用により熱による変形を通常の鋼材の
１／１０以下にするよう作用する。
レーザビームとするとともに、マスク部材をインバータ
（Ｎｉ合金）とし、マスク部材を被覆する金はＣＯ2 レ
ーザビーム（波長１０．６μｍ）を９９％以上の高反射
材料で、マスク部材の孔以外へのＣＯ2 レーザビームの
入熱を抑制すると共に、１％以下のビームの吸収により
温度上昇したマスク部材は低熱膨張材であるインバー
（Ｎｉ合金）の採用により熱による変形を通常の鋼材の
１／１０以下にするよう作用する。
【００１９】又、第５の発明におけるワークの反マスク
部材側に排気口を有する吸引ダクトをレーザビームと対
向して設け、該レーザビームと吸引ダクトの排気口を同
期させて動作させる手段は、レーザビームによりマスク
部材の孔を通過してワークに付けられた開孔の反マスク
部材側のワーク加工粉（ドロース）の汚れを全く吸引す
るよう作用する。
部材側に排気口を有する吸引ダクトをレーザビームと対
向して設け、該レーザビームと吸引ダクトの排気口を同
期させて動作させる手段は、レーザビームによりマスク
部材の孔を通過してワークに付けられた開孔の反マスク
部材側のワーク加工粉（ドロース）の汚れを全く吸引す
るよう作用する。
【００２０】
実施例１．以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１において、１はレーザビーム、２はレーザビ
ーム１を集光する加工レンズ、３は被加工物であるワー
ク、８はワーク３とレーザビーム１の間でワーク３に近
接して設けられるマスク部材で、このマスク部材８はレ
ーザビーム１を反射する低熱膨張材で構成され、かつ、
所定の孔５が形成されている。９はマスク部材８の表面
に設けられたレーザビーム１に対する高反射材で構成さ
れた被覆である。
する。図１において、１はレーザビーム、２はレーザビ
ーム１を集光する加工レンズ、３は被加工物であるワー
ク、８はワーク３とレーザビーム１の間でワーク３に近
接して設けられるマスク部材で、このマスク部材８はレ
ーザビーム１を反射する低熱膨張材で構成され、かつ、
所定の孔５が形成されている。９はマスク部材８の表面
に設けられたレーザビーム１に対する高反射材で構成さ
れた被覆である。
【００２１】次に、上記実施例１の作用、動作について
説明すると、レーザビーム１のエネルギー強度を加工レ
ンズ２にて適切に調整してワーク３方向へレーザビーム
１が照射される。低熱膨張材のマスク部材８の孔５を通
過するレーザビーム１のみがワーク３に到達照射され、
その部分が加工され、ワーク３には低熱膨張材のマスク
部材８の孔５の形状に応じた開孔７の加工が行なわれ
る。孔５を通過せず開孔作用に寄与しないレーザビーム
１は高反射材の被覆９により全て反射される。
説明すると、レーザビーム１のエネルギー強度を加工レ
ンズ２にて適切に調整してワーク３方向へレーザビーム
１が照射される。低熱膨張材のマスク部材８の孔５を通
過するレーザビーム１のみがワーク３に到達照射され、
その部分が加工され、ワーク３には低熱膨張材のマスク
部材８の孔５の形状に応じた開孔７の加工が行なわれ
る。孔５を通過せず開孔作用に寄与しないレーザビーム
１は高反射材の被覆９により全て反射される。
【００２２】実施例２．図２はこの発明の第２の実施例
を示すもので、図２において、４はワーク３とレーザビ
ーム１の間でワーク３に近接して設けられるマスク部材
で、このマスク部材８はレーザビーム１を反射する材料
で構成され、かつ、所定の孔５が形成されている。１０
はレーザビーム１とマスク部材４の間にマスク部材４と
所定の間隔をおいて、マスク部材４の孔５より大きな孔
１１を有するビーム遮蔽体、１２ａ、１２ｂはビーム遮
蔽体１０を冷却する冷却水配管、１３ａ、１３ｂはマス
ク部材４とビーム遮蔽体１０の間を空気冷却するファン
である。図３は、図２をレーザビーム１の照射方向より
見た図でマスク部材４に設けられた孔５と、ビーム遮蔽
体１０に設けられた孔１１と、レーザビーム１の相対的
な大きさ及び位置関係を表わした図である。
を示すもので、図２において、４はワーク３とレーザビ
ーム１の間でワーク３に近接して設けられるマスク部材
で、このマスク部材８はレーザビーム１を反射する材料
で構成され、かつ、所定の孔５が形成されている。１０
はレーザビーム１とマスク部材４の間にマスク部材４と
所定の間隔をおいて、マスク部材４の孔５より大きな孔
１１を有するビーム遮蔽体、１２ａ、１２ｂはビーム遮
蔽体１０を冷却する冷却水配管、１３ａ、１３ｂはマス
ク部材４とビーム遮蔽体１０の間を空気冷却するファン
である。図３は、図２をレーザビーム１の照射方向より
見た図でマスク部材４に設けられた孔５と、ビーム遮蔽
体１０に設けられた孔１１と、レーザビーム１の相対的
な大きさ及び位置関係を表わした図である。
【００２３】この発明の第２の実施例は上記のように構
成されており、次にその作用、動作について説明する
と、図２において、ビーム遮蔽体１０の孔１１が図３に
示すようにマスク部材４に設けられた孔５よりわずかに
大きく、レーザビーム１は孔１１より大きいため、ビー
ム遮蔽体１０によりレーザビーム１がマスク部材４に到
達する一部が遮断され、マスク部材４への入熱が抑制さ
れる。ビーム遮蔽体１０はレーザビーム１の吸収体で構
成されている。たとえば、ＣＯ2 レーザビームの場合は
アルミニウムの材料にアルマイトメッキ（Ａｌ2Ｏ3）を
施工したものが使われる。又、ビーム遮蔽体１０は冷却
水配管１２ａ、１２ｂにより水冷却されているため、遮
断吸収したレーザビーム１の入熱を全く冷却されるよう
動作される。又、ファン１３ａ、１３ｂによりマスク部
材４及びビーム遮蔽体１０は空気冷却されるよう動作す
る。したがって、ビーム遮蔽体１０の孔１１を通過し、
かつ、マスク部材４の孔５を通過しないレーザビーム１
の二次反射や輻射エネルギーは固体吸収水冷却と空気冷
却により全く除去されるよう作用、動作する。
成されており、次にその作用、動作について説明する
と、図２において、ビーム遮蔽体１０の孔１１が図３に
示すようにマスク部材４に設けられた孔５よりわずかに
大きく、レーザビーム１は孔１１より大きいため、ビー
ム遮蔽体１０によりレーザビーム１がマスク部材４に到
達する一部が遮断され、マスク部材４への入熱が抑制さ
れる。ビーム遮蔽体１０はレーザビーム１の吸収体で構
成されている。たとえば、ＣＯ2 レーザビームの場合は
アルミニウムの材料にアルマイトメッキ（Ａｌ2Ｏ3）を
施工したものが使われる。又、ビーム遮蔽体１０は冷却
水配管１２ａ、１２ｂにより水冷却されているため、遮
断吸収したレーザビーム１の入熱を全く冷却されるよう
動作される。又、ファン１３ａ、１３ｂによりマスク部
材４及びビーム遮蔽体１０は空気冷却されるよう動作す
る。したがって、ビーム遮蔽体１０の孔１１を通過し、
かつ、マスク部材４の孔５を通過しないレーザビーム１
の二次反射や輻射エネルギーは固体吸収水冷却と空気冷
却により全く除去されるよう作用、動作する。
【００２４】実施例３．次に、図４はこの発明の第３の
実施例を示すもので、この実施例は図示されていないが
レーザビーム１とワーク３及びマスク部材４を矢印の方
向に相対移動させる手段を有するものである。１４はワ
ーク３の反マスク部材側に設けられた排気口で、５は吸
引ダクト、１６は開孔７の反マスク部材側のワーク加工
粉（ドロース）である。又、図示されていないが、周知
の一般的な駆動手段により、レーザビーム１と吸引ダク
ト１５の排気口１４は対向して同期して動作する様構成
されている。
実施例を示すもので、この実施例は図示されていないが
レーザビーム１とワーク３及びマスク部材４を矢印の方
向に相対移動させる手段を有するものである。１４はワ
ーク３の反マスク部材側に設けられた排気口で、５は吸
引ダクト、１６は開孔７の反マスク部材側のワーク加工
粉（ドロース）である。又、図示されていないが、周知
の一般的な駆動手段により、レーザビーム１と吸引ダク
ト１５の排気口１４は対向して同期して動作する様構成
されている。
【００２５】実施例４．上記各実施例ではＣＯ2 レーザ
場合を説明したが、この発明の背景にあるプリント基板
の実装穴加工の場合、ワーク３は０．３ｍｍ厚さ程のガ
ラスエポキシ材料であり、発明者らは良く知られるＹＡ
Ｇレーザかエキシマレーザにより加工の実験を試みた
が、レーザ波長と材料の吸収率の関係で良好な結果が得
られなかった。しかしながら、ワーク３やレーザビーム
１が異なってもビームの材料の特性が合致すれば、同様
な良質の関孔装置が得られることは論ずるまでない。Ｃ
Ｏ2レーザの場合マスク部材は銅板が用いられるのが一
般的であるが、発明者らはマスク部材にインバー（３６
％Ｎｉ合金）材料を用い、この表面にＩＣＢ（クラスタ
ーイオンビーム）による金蒸着を行い９９．８％のレー
ザビームの反射率確保と熱膨張によるマスク部材の変形
を１／１０以下に抑えφ０．１ｍｍ±５％の高精度レー
ザ開孔装置を実現した。３６％Ｎｉ合金は鋼の１／１０
程の線膨張率で知られるが、合金組成によりさらに低膨
張率、あるいはマイナスの膨張率を実現することも可能
である。ビーム遮蔽体は実用上反射光を遮断するのに、
安全上等の鑑点からも重要で、本実施例では水冷却の例
を上げているが、フィン等をつけた空冷式の場合でも、
これを適宜取りかえることなどで同様の効果を奏するこ
とができる。開孔の反マスク部材側のワークの加工粉
（ドロース）の処理において、排気口の形状やワークに
対する距離、吸引量など適宜設定すれば特に有利に効果
を奏することができる。
場合を説明したが、この発明の背景にあるプリント基板
の実装穴加工の場合、ワーク３は０．３ｍｍ厚さ程のガ
ラスエポキシ材料であり、発明者らは良く知られるＹＡ
Ｇレーザかエキシマレーザにより加工の実験を試みた
が、レーザ波長と材料の吸収率の関係で良好な結果が得
られなかった。しかしながら、ワーク３やレーザビーム
１が異なってもビームの材料の特性が合致すれば、同様
な良質の関孔装置が得られることは論ずるまでない。Ｃ
Ｏ2レーザの場合マスク部材は銅板が用いられるのが一
般的であるが、発明者らはマスク部材にインバー（３６
％Ｎｉ合金）材料を用い、この表面にＩＣＢ（クラスタ
ーイオンビーム）による金蒸着を行い９９．８％のレー
ザビームの反射率確保と熱膨張によるマスク部材の変形
を１／１０以下に抑えφ０．１ｍｍ±５％の高精度レー
ザ開孔装置を実現した。３６％Ｎｉ合金は鋼の１／１０
程の線膨張率で知られるが、合金組成によりさらに低膨
張率、あるいはマイナスの膨張率を実現することも可能
である。ビーム遮蔽体は実用上反射光を遮断するのに、
安全上等の鑑点からも重要で、本実施例では水冷却の例
を上げているが、フィン等をつけた空冷式の場合でも、
これを適宜取りかえることなどで同様の効果を奏するこ
とができる。開孔の反マスク部材側のワークの加工粉
（ドロース）の処理において、排気口の形状やワークに
対する距離、吸引量など適宜設定すれば特に有利に効果
を奏することができる。
【００２６】
【発明の効果】以上のように、この発明によればワーク
と照射レーザビーム間に該レーザビームを反射する材料
で構成され、所定の孔を有するマスク部材を設け、マス
ク部材の孔を通過するレーザビームによりワークに開孔
を行なう装置において、該マスク部材を低熱膨張材と
し、マスク部材の表面に該レーザビームに対する高反射
材の被覆を施すよう構成したので、精度の高いレーザ開
孔装置が得られる効果がある。
と照射レーザビーム間に該レーザビームを反射する材料
で構成され、所定の孔を有するマスク部材を設け、マス
ク部材の孔を通過するレーザビームによりワークに開孔
を行なう装置において、該マスク部材を低熱膨張材と
し、マスク部材の表面に該レーザビームに対する高反射
材の被覆を施すよう構成したので、精度の高いレーザ開
孔装置が得られる効果がある。
【００２７】また、マスク部材とレーザビーム間に、マ
スク部材の孔より大きい孔を有するビーム遮蔽体を設け
るよう構成したので、高精度で、かつ、マスク部材の寿
命が長いレーザ開孔装置が得られる効果がある。
スク部材の孔より大きい孔を有するビーム遮蔽体を設け
るよう構成したので、高精度で、かつ、マスク部材の寿
命が長いレーザ開孔装置が得られる効果がある。
【００２８】また、ビーム遮蔽体をレーザビームの吸収
体で構成し、水冷却すると共にマスク部材とビーム遮蔽
体間を空気冷却する構造としたので、高精度でマスク部
材の寿命が長く、かつ、安全な開孔装置が得れる効果が
ある。
体で構成し、水冷却すると共にマスク部材とビーム遮蔽
体間を空気冷却する構造としたので、高精度でマスク部
材の寿命が長く、かつ、安全な開孔装置が得れる効果が
ある。
【００２９】さらに、レーザビームをＣＯ2、レーザマ
スク部材をインバー（Ｎｉ合金）とし、マスク部材へ金
メッキを施した構成により高密度実装プリント基板への
実用的な高精度レーザ開孔装置が得られる効果がある。
スク部材をインバー（Ｎｉ合金）とし、マスク部材へ金
メッキを施した構成により高密度実装プリント基板への
実用的な高精度レーザ開孔装置が得られる効果がある。
【００３０】ワークの反マスク部材側に排気口を有する
吸引ダクトをレーザビームと対向して設け、同期的に移
動動作させるように構成したので、高品質で加工環境が
良好なレーザ開孔装置が得られる効果がある。
吸引ダクトをレーザビームと対向して設け、同期的に移
動動作させるように構成したので、高品質で加工環境が
良好なレーザ開孔装置が得られる効果がある。
【図１】この発明の一実施例によるレーザ開孔装置を示
す概要図である。
す概要図である。
【図２】この発明の他の実施例によるレーザ開孔装置を
示す概要図である。
示す概要図である。
【図３】第２図のレーザビーム側より見た平面図であ
る。
る。
【図４】この発明の他の実施例によるレーザ開孔装置の
概要図である。
概要図である。
【図５】従来のレーザ彫刻装置の概要図である。
【図６】従来のマスキングによるレーザ開孔装置の概要
図である。
図である。
【図７】従来のパルスレーザビームによるレーザ開孔装
置の概要図である。
置の概要図である。
１ レーザビーム ２ 加工レンズ ３ ワーク ４、８ マスク部材 ５、１１ 孔 ６ 彫刻 ７ 開孔 ９ 被覆 １０ ビーム遮蔽体 １２ａ、１２ｂ 冷却水配管 １３ａ、１３ｂ ファン １４ 排気口 １５ 吸引ダクト １６ ワーク加工粉（ドロース）
Claims (5)
- 【請求項１】 ワークと照射レーザビーム間に該レーザ
ビームを反射する材料で構成され所定の孔を有するマス
ク部材を設け、該マスク部材に設けられた孔を通過する
レーザビームによりワークに開孔を行う装置において、
該マスク部材を低熱膨張材とし、マスク部材の表面に該
レーザビームに対する高反射材の被覆を施したことを特
徴とするレーザ開孔装置。 - 【請求項２】 ワークと照射レーザビーム間に該レーザ
ビームを反射する材料で構成され所定の孔を有するマス
ク部材を設け、マスク部材の孔を通過するレーザビーム
によりワークに開孔を行なう装置において、該照射レー
ザビームとマスク部材の間にマスク部材と所定の間隔を
おいてマスク部材の孔より大きな孔を有するビーム遮蔽
体を設けたことを特徴とするレーザ開孔装置。 - 【請求項３】 ビーム遮蔽体はレーザビームの吸収体で
構成され水冷却されると共にマスク部材とビーム遮蔽体
の間は空気冷却されることを特徴とする請求項２記載の
レーザ開孔装置。 - 【請求項４】 レーザビームはＣＯ2 レーザビームで、
マスク部材はインバー（Ｎｉ合金）とし、該マスク部材
へ金の被覆を施工することを特徴とする請求項１記載の
レーザ開孔装置。 - 【請求項５】 ワークと照射レーザビーム間に該レーザ
ビームを反射する材料で構成され所定の孔を所有するマ
スク部材を設け、該マスク部材の孔を通過するレーザビ
ームにより該ワークに開孔を行う装置において、該レー
ザビームとワーク及びマスク部材を相対移動させる手段
を有し、ワークの反マスク部材側に排気口を有する吸引
ダクトをレーザビームと対向して設け、該レーザビーム
と吸引ダクトの排気口を同期させて動作させる手段を備
えたことを特徴とするレーザ開孔装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4042795A JPH05237681A (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | レーザ開孔装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4042795A JPH05237681A (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | レーザ開孔装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05237681A true JPH05237681A (ja) | 1993-09-17 |
Family
ID=12645906
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4042795A Pending JPH05237681A (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | レーザ開孔装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05237681A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008238239A (ja) * | 2007-03-28 | 2008-10-09 | Honda Motor Co Ltd | 細穴のレーザ加工方法 |
| JP4762471B2 (ja) * | 1999-11-11 | 2011-08-31 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | アルミニウム物体よりなる陽極酸化層のマーキング |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5732891A (en) * | 1980-08-07 | 1982-02-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Laser piercing method |
| JPS6120679A (ja) * | 1984-07-10 | 1986-01-29 | Japan Tobacco Inc | レ−ザ開孔装置 |
| JPS61229492A (ja) * | 1985-04-03 | 1986-10-13 | Hitachi Ltd | 基板の貫通孔の形成方法 |
-
1992
- 1992-02-28 JP JP4042795A patent/JPH05237681A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5732891A (en) * | 1980-08-07 | 1982-02-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Laser piercing method |
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| JPS61229492A (ja) * | 1985-04-03 | 1986-10-13 | Hitachi Ltd | 基板の貫通孔の形成方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4762471B2 (ja) * | 1999-11-11 | 2011-08-31 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | アルミニウム物体よりなる陽極酸化層のマーキング |
| JP2008238239A (ja) * | 2007-03-28 | 2008-10-09 | Honda Motor Co Ltd | 細穴のレーザ加工方法 |
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