JPH10323788A - レーザ加工装置 - Google Patents
レーザ加工装置Info
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- JPH10323788A JPH10323788A JP9138166A JP13816697A JPH10323788A JP H10323788 A JPH10323788 A JP H10323788A JP 9138166 A JP9138166 A JP 9138166A JP 13816697 A JP13816697 A JP 13816697A JP H10323788 A JPH10323788 A JP H10323788A
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- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/0011—Working of insulating substrates or insulating layers
- H05K3/0017—Etching of the substrate by chemical or physical means
Landscapes
- Lasers (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 穴あけ加工の速度の向上を図ることのできる
レーザ加工装置を提供すること。 【解決手段】 レーザビームの光路中に該レーザビーム
の光量を連続的に可変のレーザ光量無段階調整機構１３
を設け、該レーザ光量無段階調整機構の後には更に、レ
ーザビームエネルギーの強度分布を均一にする均一光学
系２０を設ける。該均一光学系からのレーザビームの断
面形状を長四角形にし、被加工基板１７には、前記長四
角形の断面形状のレーザビームの照射域に複数個の穴あ
け用の穴パターンを持つマスクを通してレーザビームを
照射することにより、同時に複数個の穴あけを可能とし
た。
レーザ加工装置を提供すること。 【解決手段】 レーザビームの光路中に該レーザビーム
の光量を連続的に可変のレーザ光量無段階調整機構１３
を設け、該レーザ光量無段階調整機構の後には更に、レ
ーザビームエネルギーの強度分布を均一にする均一光学
系２０を設ける。該均一光学系からのレーザビームの断
面形状を長四角形にし、被加工基板１７には、前記長四
角形の断面形状のレーザビームの照射域に複数個の穴あ
け用の穴パターンを持つマスクを通してレーザビームを
照射することにより、同時に複数個の穴あけを可能とし
た。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ発振器から
のパルス状のレーザビームを被加工基板に照射して穴あ
け加工を行うレーザ加工装置に関する。
のパルス状のレーザビームを被加工基板に照射して穴あ
け加工を行うレーザ加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子機器の小形化、高密度実装化に伴
う、プリント配線基板の高密度化の要求に応えて、近
年、複数のプリント配線基板を積層した多層プリント配
線基板が提供されている。このような多層プリント配線
基板では、上下に積層されたプリント配線基板間で導電
層（銅箔）同士を電気的に接続する必要がある。このよ
うな接続は、プリント配線基板の絶縁層（通常、ポリイ
ミド、エポキシ系樹脂等のポリマー）に、下層の導電層
に達するバイアホールと呼ばれる穴を形成し、その穴の
内部に導電メッキを施すことによって実現されている。
う、プリント配線基板の高密度化の要求に応えて、近
年、複数のプリント配線基板を積層した多層プリント配
線基板が提供されている。このような多層プリント配線
基板では、上下に積層されたプリント配線基板間で導電
層（銅箔）同士を電気的に接続する必要がある。このよ
うな接続は、プリント配線基板の絶縁層（通常、ポリイ
ミド、エポキシ系樹脂等のポリマー）に、下層の導電層
に達するバイアホールと呼ばれる穴を形成し、その穴の
内部に導電メッキを施すことによって実現されている。
【０００３】このようなバイアホールを形成するため
に、最近はレーザが利用されている。レーザを利用した
レーザ加工装置は、例えば、ＣＯ2 ガスレーザ発振器で
パルス状のレーザビームを発生し、これをレーザビーム
の断面形状を成形するためのマスクに導く。マスクで成
形されたレーザビームは、ガルバノスキャナと呼ばれる
走査系に入射し、ｆθレンズを通して被加工基板として
のプリント配線基板に照射される。ガルバノスキャナ
は、図７に示すように、レーザビームをＸ軸方向に振ら
せるための第１のガルバノミラー７１と、第１のガルバ
ノミラー７１からのレーザビームをＹ軸方向に振らせる
ための第２のガルバノミラー７２とを有する。
に、最近はレーザが利用されている。レーザを利用した
レーザ加工装置は、例えば、ＣＯ2 ガスレーザ発振器で
パルス状のレーザビームを発生し、これをレーザビーム
の断面形状を成形するためのマスクに導く。マスクで成
形されたレーザビームは、ガルバノスキャナと呼ばれる
走査系に入射し、ｆθレンズを通して被加工基板として
のプリント配線基板に照射される。ガルバノスキャナ
は、図７に示すように、レーザビームをＸ軸方向に振ら
せるための第１のガルバノミラー７１と、第１のガルバ
ノミラー７１からのレーザビームをＹ軸方向に振らせる
ための第２のガルバノミラー７２とを有する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ガルバノス
キャナは、あらかじめ定められた加工パターンに基づい
て制御され、レーザビームを走査範囲内（例えば一辺が
数十ｃｍの正方形領域）で振らせて、所定の位置に位置
決め照射することにより１個ずつ穴あけを行うものであ
る。そのために、被加工基板における加工領域はガルバ
ノスキャナの走査範囲で決まる。また、穴あけ加工の速
度は、主にガルバノミラーの応答速度で決まるので、制
限がある。
キャナは、あらかじめ定められた加工パターンに基づい
て制御され、レーザビームを走査範囲内（例えば一辺が
数十ｃｍの正方形領域）で振らせて、所定の位置に位置
決め照射することにより１個ずつ穴あけを行うものであ
る。そのために、被加工基板における加工領域はガルバ
ノスキャナの走査範囲で決まる。また、穴あけ加工の速
度は、主にガルバノミラーの応答速度で決まるので、制
限がある。
【０００５】そこで、本発明の課題は、穴あけ加工の速
度の向上を図ることのできるレーザ加工装置を提供する
ことにある。
度の向上を図ることのできるレーザ加工装置を提供する
ことにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、レーザ発振器
からのパルス状のレーザビームを被加工基板に照射して
穴あけ加工を行うレーザ加工装置において、前記レーザ
ビームの光路中に該レーザビームの光量を連続的に可変
の光量無段階調整機構を設け、該光量無段階調整機構の
後には更に、レーザビームエネルギーの強度分布を均一
にする均一光学系を設けて、該均一光学系からのレーザ
ビームの断面形状を長四角形にし、前記被加工基板に
は、前記長四角形の断面形状のレーザビームの照射域に
複数個の穴あけ用の穴パターンを持つマスクを通してレ
ーザビームを照射することにより、同時に複数個の穴あ
けを可能としたことを特徴とする。
からのパルス状のレーザビームを被加工基板に照射して
穴あけ加工を行うレーザ加工装置において、前記レーザ
ビームの光路中に該レーザビームの光量を連続的に可変
の光量無段階調整機構を設け、該光量無段階調整機構の
後には更に、レーザビームエネルギーの強度分布を均一
にする均一光学系を設けて、該均一光学系からのレーザ
ビームの断面形状を長四角形にし、前記被加工基板に
は、前記長四角形の断面形状のレーザビームの照射域に
複数個の穴あけ用の穴パターンを持つマスクを通してレ
ーザビームを照射することにより、同時に複数個の穴あ
けを可能としたことを特徴とする。
【０００７】前記光量無段階調整機構は、レーザビーム
の通過域に配置された絞り機構とこれを駆動するモータ
とを含む。
の通過域に配置された絞り機構とこれを駆動するモータ
とを含む。
【０００８】一方、前記均一光学系は、多重反射により
レーザビームエネルギーの強度分布を均一化するカライ
ド反射鏡を含み、特に、前記カライド反射鏡は無酸素銅
あるいはベリリウムより成る中空角柱ブロックであり、
前記レーザビームの通過路となる中空部分が所定の断面
形状を持つように鏡面仕上げされていることを特徴とす
る。
レーザビームエネルギーの強度分布を均一化するカライ
ド反射鏡を含み、特に、前記カライド反射鏡は無酸素銅
あるいはベリリウムより成る中空角柱ブロックであり、
前記レーザビームの通過路となる中空部分が所定の断面
形状を持つように鏡面仕上げされていることを特徴とす
る。
【０００９】本発明によればまた、前記カライド反射鏡
から出たレーザビームを、ガルバノスキャナにより前記
マスクの所定領域に振らせて照射するようにし、前記ガ
ルバノスキャナは、レーザビームを前記被加工基板上に
おいてＸ軸方向に振らせるためのＸ軸用の第１のガルバ
ノミラーと、該第１のガルバノミラーからのレーザビー
ムを前記被加工基板上においてＹ軸方向に振らせるため
のＹ軸用の第２のガルバノミラーとを含むことを特徴と
するレーザ加工装置が提供される。
から出たレーザビームを、ガルバノスキャナにより前記
マスクの所定領域に振らせて照射するようにし、前記ガ
ルバノスキャナは、レーザビームを前記被加工基板上に
おいてＸ軸方向に振らせるためのＸ軸用の第１のガルバ
ノミラーと、該第１のガルバノミラーからのレーザビー
ムを前記被加工基板上においてＹ軸方向に振らせるため
のＹ軸用の第２のガルバノミラーとを含むことを特徴と
するレーザ加工装置が提供される。
【００１０】前記カライド反射鏡と前記ガルバノスキャ
ナとの間には、少なくとも１つの結像レンズにより前記
カライド反射鏡からのレーザビームの断面形状を縮小し
て前記マスクに投影するための縮小投影光学系を設ける
ことが好ましい。
ナとの間には、少なくとも１つの結像レンズにより前記
カライド反射鏡からのレーザビームの断面形状を縮小し
て前記マスクに投影するための縮小投影光学系を設ける
ことが好ましい。
【００１１】前記マスクにはコンタクトマスク、あるい
はコンフォーマルマスクが使用される。
はコンフォーマルマスクが使用される。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明の
実施の形態について説明する。図１は、本発明によるレ
ーザ加工装置の概略構成を示す。図１において、ここで
は、レーザ発生源としてＴＥＡ（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ
ｌｙ Ｅｘｃｉｔｅｄ Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ ｐｒ
ｅｓｓｕｒｅ）ＣＯ2 ガスレーザ発振器（以下、レーザ
発振器と呼ぶ）を用いている。レーザ発振器１０から出
射したパルス状のレーザビームは、第１、第２の反射鏡
１１、１２を経由してレーザ光量無段階調整機構１３に
入射する。レーザ光量無段階調整機構１３は、絞り機構
とこれを駆動するステッピングモータとを含んで、カメ
ラの絞り機構のような原理で、入射するレーザの光量を
調整するものである。すなわち、レーザ光量無段階調整
機構１３に入射するレーザビームは、通常、断面が１１
ｍｍ×９ｍｍ程度のサイズの長方形になっている。レー
ザ光量無段階調整機構１３は、この断面長方形のレーザ
ビームを機械的に一部制限して切り出す。そして、切り
出されたレーザビームのエネルギーは、その切り出し面
積に関連して可変となり、この値はステッピングモータ
の回転量に関連して可変である。
実施の形態について説明する。図１は、本発明によるレ
ーザ加工装置の概略構成を示す。図１において、ここで
は、レーザ発生源としてＴＥＡ（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ
ｌｙ Ｅｘｃｉｔｅｄ Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ ｐｒ
ｅｓｓｕｒｅ）ＣＯ2 ガスレーザ発振器（以下、レーザ
発振器と呼ぶ）を用いている。レーザ発振器１０から出
射したパルス状のレーザビームは、第１、第２の反射鏡
１１、１２を経由してレーザ光量無段階調整機構１３に
入射する。レーザ光量無段階調整機構１３は、絞り機構
とこれを駆動するステッピングモータとを含んで、カメ
ラの絞り機構のような原理で、入射するレーザの光量を
調整するものである。すなわち、レーザ光量無段階調整
機構１３に入射するレーザビームは、通常、断面が１１
ｍｍ×９ｍｍ程度のサイズの長方形になっている。レー
ザ光量無段階調整機構１３は、この断面長方形のレーザ
ビームを機械的に一部制限して切り出す。そして、切り
出されたレーザビームのエネルギーは、その切り出し面
積に関連して可変となり、この値はステッピングモータ
の回転量に関連して可変である。
【００１３】レーザ光量無段階調整機構１３からのレー
ザビームは、均一光学系２０に入射する。均一光学系２
０は、焦点距離ｆ1 の入射用集光レンズ２１、カライド
反射鏡２２を含む。均一光学系２０は、その構造につい
ては後述するが、シングルモードあるいはマルチモード
の強度分布を持つレーザを入射用集光レンズ２１により
カライド反射鏡２２に入射させ、カライド反射鏡２２で
はその内部での多重反射を利用してレーザビームのエネ
ルギー強度分布を均一にするためのものである。均一光
学系２０を出たレーザビームは、焦点距離ｆ2 、ｆ3 の
結像レンズ１４、１５により縮小投影され、前述したガ
ルバノスキャナによる走査系１６により振られ、Ｘ−Ｙ
ステージ３０上の被加工基板１７に照射される。
ザビームは、均一光学系２０に入射する。均一光学系２
０は、焦点距離ｆ1 の入射用集光レンズ２１、カライド
反射鏡２２を含む。均一光学系２０は、その構造につい
ては後述するが、シングルモードあるいはマルチモード
の強度分布を持つレーザを入射用集光レンズ２１により
カライド反射鏡２２に入射させ、カライド反射鏡２２で
はその内部での多重反射を利用してレーザビームのエネ
ルギー強度分布を均一にするためのものである。均一光
学系２０を出たレーザビームは、焦点距離ｆ2 、ｆ3 の
結像レンズ１４、１５により縮小投影され、前述したガ
ルバノスキャナによる走査系１６により振られ、Ｘ−Ｙ
ステージ３０上の被加工基板１７に照射される。
【００１４】ここで、走査系１６は、前述したように、
レーザビームをＸ−Ｙステージ３０上における被加工基
板１７の被加工領域、すなわち走査領域に対してＸ軸方
向に振らせるための第１のガルバノミラー１６−１と、
第１のガルバノミラー１６−１からのレーザビームをＹ
軸方向に振らせるための第２のガルバノミラー１６−２
とを有する。Ｘ−Ｙステージ３０はＸ軸方向、Ｙ軸方向
に可動であり、被加工基板１７の１つの被加工領域に対
する加工が終了すると、走査系１６による走査領域に被
加工基板１７の次の被加工領域が位置するように被加工
基板１７を移動させる。
レーザビームをＸ−Ｙステージ３０上における被加工基
板１７の被加工領域、すなわち走査領域に対してＸ軸方
向に振らせるための第１のガルバノミラー１６−１と、
第１のガルバノミラー１６−１からのレーザビームをＹ
軸方向に振らせるための第２のガルバノミラー１６−２
とを有する。Ｘ−Ｙステージ３０はＸ軸方向、Ｙ軸方向
に可動であり、被加工基板１７の１つの被加工領域に対
する加工が終了すると、走査系１６による走査領域に被
加工基板１７の次の被加工領域が位置するように被加工
基板１７を移動させる。
【００１５】図２を参照して、カライド反射鏡２２につ
いて説明する。カライド反射鏡２２は、無酸素銅から成
る断面長四角形の４本の棒状体２２−１〜２２−４を、
これらの間に中空部２２−５ができるように組み合わせ
て成る。これらの組付けは、ボルト２２−６で行われ
る。特に、レーザビームの通過路となる中空部２２−５
は、四角形の断面形状を持ち、しかもその内面が反射鏡
となるように鏡面仕上げされている。
いて説明する。カライド反射鏡２２は、無酸素銅から成
る断面長四角形の４本の棒状体２２−１〜２２−４を、
これらの間に中空部２２−５ができるように組み合わせ
て成る。これらの組付けは、ボルト２２−６で行われ
る。特に、レーザビームの通過路となる中空部２２−５
は、四角形の断面形状を持ち、しかもその内面が反射鏡
となるように鏡面仕上げされている。
【００１６】このようなカライド反射鏡２２によれば、
入射したレーザビームは中空部２２−５内で多重反射
し、その結果レーザビームのエネルギー強度分布が均一
にされる。エネルギー強度分布の均一度は、入射するレ
ーザビームの断面形状のサイズ、入射用集光レンズ２１
の焦点距離、中空部２２−５の断面形状の大きさ、及び
中空部２２−５の全長により決定される。中空部２２−
５の全長が長いほど、多重反射の回数が増え、均一度が
向上する。本形態では、中空部２２−５の全長は、少な
くとも３回の多重反射が行われる長さに設定されるが、
多重反射の回数が増えるとロスが増加するので、数回程
度の反射が行われるような長さが好ましい。
入射したレーザビームは中空部２２−５内で多重反射
し、その結果レーザビームのエネルギー強度分布が均一
にされる。エネルギー強度分布の均一度は、入射するレ
ーザビームの断面形状のサイズ、入射用集光レンズ２１
の焦点距離、中空部２２−５の断面形状の大きさ、及び
中空部２２−５の全長により決定される。中空部２２−
５の全長が長いほど、多重反射の回数が増え、均一度が
向上する。本形態では、中空部２２−５の全長は、少な
くとも３回の多重反射が行われる長さに設定されるが、
多重反射の回数が増えるとロスが増加するので、数回程
度の反射が行われるような長さが好ましい。
【００１７】なお、カライド反射鏡２２の材料として
は、ＣＯ2 レーザ発振器の場合には、無酸素銅の他にベ
リリウムが考えられる。他方、ＹＡＧレーザ発振器、エ
キシマレーザ発振器を使用する場合には、石英のような
ガラス材料を使用することもできる。
は、ＣＯ2 レーザ発振器の場合には、無酸素銅の他にベ
リリウムが考えられる。他方、ＹＡＧレーザ発振器、エ
キシマレーザ発振器を使用する場合には、石英のような
ガラス材料を使用することもできる。
【００１８】このような均一光学系２０を用いることに
より、レーザビーム照射域でのレーザのエネルギー強度
分布が均一化され、プリント配線基板への穴あけ加工の
場合、レーザ光量無段階調整機構１３によるレーザビー
ムエネルギーの調整と合わせて、均一なエネルギー強度
分布を持つレーザビームを照射することができる。これ
は、次のような点で有効である。すなわち、プリント配
線基板の下面には通常、銅箔による導電層が形成されて
いる。そして、これまでのレーザ加工装置では、レーザ
照射域でのレーザビームのエネルギー強度分布はガウシ
アン分布となり、レーザビームの中心ほどエネルギーが
大きい。その結果、プリント配線基板に穴をあけるにと
どまらず、導電層に損傷を与えやすいという問題点があ
る。これに対し、本形態によれば、レーザ照射域でのレ
ーザビームのエネルギーが調整されていると共に、エネ
ルギー強度分布も均一となっているので、導電層に損傷
を与えることが無い。
より、レーザビーム照射域でのレーザのエネルギー強度
分布が均一化され、プリント配線基板への穴あけ加工の
場合、レーザ光量無段階調整機構１３によるレーザビー
ムエネルギーの調整と合わせて、均一なエネルギー強度
分布を持つレーザビームを照射することができる。これ
は、次のような点で有効である。すなわち、プリント配
線基板の下面には通常、銅箔による導電層が形成されて
いる。そして、これまでのレーザ加工装置では、レーザ
照射域でのレーザビームのエネルギー強度分布はガウシ
アン分布となり、レーザビームの中心ほどエネルギーが
大きい。その結果、プリント配線基板に穴をあけるにと
どまらず、導電層に損傷を与えやすいという問題点があ
る。これに対し、本形態によれば、レーザ照射域でのレ
ーザビームのエネルギーが調整されていると共に、エネ
ルギー強度分布も均一となっているので、導電層に損傷
を与えることが無い。
【００１９】本形態のレーザ加工装置においては、レー
ザ発振器１０からのレーザビームの最大広がり角度を５
ｍｒａｄとし、入射用集光レンズ２１の焦点距離ｆ1 を
１２０ｍｍとすると、カライド反射鏡２２の入り口で集
光されるレーザビームのスポットサイズは、最大直径１
２０×５＝６００μｍとなる。このため、カライド反射
鏡２２の中空部２２−５の断面形状のサイズは、９００
μｍ×４５００μｍとした。この均一化されたカライド
反射鏡２２の出射端のレーザビームの像は、９００μｍ
×４５００μｍのサイズの矩形となる。この像をレーザ
ビームの照射域、すなわち加工面上でのサイズを１／３
に縮小して投影するために、結像レンズ１４、１５の焦
点距離ｆ2 、ｆ3 の比を３：１になるようにした。本形
態では、焦点距離ｆ2 を６００ｍｍ、焦点距離ｆ3 を２
００ｍｍとし、カライド反射鏡２２の出射端から結像レ
ンズ１４までの距離が６００ｍｍになるように設定し
た。
ザ発振器１０からのレーザビームの最大広がり角度を５
ｍｒａｄとし、入射用集光レンズ２１の焦点距離ｆ1 を
１２０ｍｍとすると、カライド反射鏡２２の入り口で集
光されるレーザビームのスポットサイズは、最大直径１
２０×５＝６００μｍとなる。このため、カライド反射
鏡２２の中空部２２−５の断面形状のサイズは、９００
μｍ×４５００μｍとした。この均一化されたカライド
反射鏡２２の出射端のレーザビームの像は、９００μｍ
×４５００μｍのサイズの矩形となる。この像をレーザ
ビームの照射域、すなわち加工面上でのサイズを１／３
に縮小して投影するために、結像レンズ１４、１５の焦
点距離ｆ2 、ｆ3 の比を３：１になるようにした。本形
態では、焦点距離ｆ2 を６００ｍｍ、焦点距離ｆ3 を２
００ｍｍとし、カライド反射鏡２２の出射端から結像レ
ンズ１４までの距離が６００ｍｍになるように設定し
た。
【００２０】その結果、加工面上でのレーザビームのス
ポットサイズは、３００μｍ×１５００μｍでエネルギ
ー強度分布が均一化されている。
ポットサイズは、３００μｍ×１５００μｍでエネルギ
ー強度分布が均一化されている。
【００２１】本発明は、このようにエネルギー強度分布
が均一化された、これまでのものより大きなスポットサ
イズを持つレーザビームにより一度に複数個の穴あけ加
工を可能にした点に特徴を有する。以下に、これを説明
する。
が均一化された、これまでのものより大きなスポットサ
イズを持つレーザビームにより一度に複数個の穴あけ加
工を可能にした点に特徴を有する。以下に、これを説明
する。
【００２２】図３を参照して、グリーンシートに穴あけ
加工を行う場合について説明する。近年、電子部品の高
密度化、高集積化に伴い、グリーンシートに必要とされ
る穴のサイズ、ピッチが縮小化されてきている。穴のサ
イズは直径１００μｍ、ピッチは短ピッチ側が６００μ
ｍ、長ピッチ側が１２００μｍで、短ピッチ側の幅が最
大１５０ｍｍといったグリーンシートが提供されてい
る。勿論、これは一例であり、グリーンシートの種類
（製品）により短ピッチ側が８００μｍあるいは１００
０μｍで、長ピッチ側が１６００μｍあるいは２０００
μｍという場合もある。
加工を行う場合について説明する。近年、電子部品の高
密度化、高集積化に伴い、グリーンシートに必要とされ
る穴のサイズ、ピッチが縮小化されてきている。穴のサ
イズは直径１００μｍ、ピッチは短ピッチ側が６００μ
ｍ、長ピッチ側が１２００μｍで、短ピッチ側の幅が最
大１５０ｍｍといったグリーンシートが提供されてい
る。勿論、これは一例であり、グリーンシートの種類
（製品）により短ピッチ側が８００μｍあるいは１００
０μｍで、長ピッチ側が１６００μｍあるいは２０００
μｍという場合もある。
【００２３】本形態では、上記のようなグリーンシート
の穴あけにコンタクトマスク方式を採用する。これは、
図４に示すように、グリーンシート１００上に所望の穴
の径とピッチを持つコンタクトマスク２００を設置し、
上述したスポットサイズのレーザビームをコンタクトマ
スク２００を通して照射することで、必要な穴の径とピ
ッチとを実現する。１０１は導電層である。
の穴あけにコンタクトマスク方式を採用する。これは、
図４に示すように、グリーンシート１００上に所望の穴
の径とピッチを持つコンタクトマスク２００を設置し、
上述したスポットサイズのレーザビームをコンタクトマ
スク２００を通して照射することで、必要な穴の径とピ
ッチとを実現する。１０１は導電層である。
【００２４】図５に示すように、図１で説明したスポッ
トサイズ、すなわち３００μｍ×１５００μｍのレーザ
ビームで図３に示すようなグリーンシートの穴あけを行
う場合には、一度に３個の穴あけ加工を行うことができ
ることが理解できよう。
トサイズ、すなわち３００μｍ×１５００μｍのレーザ
ビームで図３に示すようなグリーンシートの穴あけを行
う場合には、一度に３個の穴あけ加工を行うことができ
ることが理解できよう。
【００２５】ところで、コンタクトマスクとしては、レ
ーザ光を良く反射し、熱伝導性の良好な材料、例えばベ
リリウム銅や無酸素銅を使用し、必要な貫通穴はエッチ
ング処理により形成した。
ーザ光を良く反射し、熱伝導性の良好な材料、例えばベ
リリウム銅や無酸素銅を使用し、必要な貫通穴はエッチ
ング処理により形成した。
【００２６】上記の説明は、一度に３個の穴を加工する
例であるが、図３に示すようなグリーンシートであって
も、レーザ発振器の出力向上とレーザ広がり角度の低下
に応じて４個以上の穴を同時加工するレーザ加工装置を
提供できる。
例であるが、図３に示すようなグリーンシートであって
も、レーザ発振器の出力向上とレーザ広がり角度の低下
に応じて４個以上の穴を同時加工するレーザ加工装置を
提供できる。
【００２７】本発明はまた、コンタクトマスク方式に限
らず、図６に示すような、コンフォーマルマスク方式に
も適用できる。コンフォーマルマスク方式では、被加工
基板であるプリント配線基板１１０とマスク２１０とが
あらかじめ一体化されているものである。１１１は導電
層である。したがって、マスク２１０への照射領域をレ
ーザビームのスポットサイズに対応する領域に分割する
ようにし、ガルバノスキャにより各領域に順次レーザビ
ームを照射するようにすることで、穴のサイズやピッチ
が一定でない場合でも、レーザビームのスポットサイズ
内に入る複数の穴を同時に加工できる。
らず、図６に示すような、コンフォーマルマスク方式に
も適用できる。コンフォーマルマスク方式では、被加工
基板であるプリント配線基板１１０とマスク２１０とが
あらかじめ一体化されているものである。１１１は導電
層である。したがって、マスク２１０への照射領域をレ
ーザビームのスポットサイズに対応する領域に分割する
ようにし、ガルバノスキャにより各領域に順次レーザビ
ームを照射するようにすることで、穴のサイズやピッチ
が一定でない場合でも、レーザビームのスポットサイズ
内に入る複数の穴を同時に加工できる。
【００２８】なお、上記の説明では、穴あけをレーザビ
ーム１ショットで行うようにしているが、これまでの穴
あけ加工では、通常２〜４ショットで行われており、こ
のような場合でも本発明が適用できることは言うまでも
無い。また、レーザ発振器は、ＴＥＡ−ＣＯ2 レーザ発
振器に限らず、エキシマレーザ発振器、ＹＡＧレーザ発
振器等のどのようなレーザ発振器でも使用できる。
ーム１ショットで行うようにしているが、これまでの穴
あけ加工では、通常２〜４ショットで行われており、こ
のような場合でも本発明が適用できることは言うまでも
無い。また、レーザ発振器は、ＴＥＡ−ＣＯ2 レーザ発
振器に限らず、エキシマレーザ発振器、ＹＡＧレーザ発
振器等のどのようなレーザ発振器でも使用できる。
【００２９】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明による
レーザ加工装置は、複数の穴あけを同時に行うことがで
きるので、加工速度が飛躍的に向上する。また、レーザ
ビーム照射域でのレーザのエネルギーの調整及び強度分
布を均一化できるので、特に銅箔による導電層が形成さ
れるプリント配線基板への穴あけ加工に適している。す
なわち、導電層に損傷を与えることなく穴あけを行うこ
とができる。
レーザ加工装置は、複数の穴あけを同時に行うことがで
きるので、加工速度が飛躍的に向上する。また、レーザ
ビーム照射域でのレーザのエネルギーの調整及び強度分
布を均一化できるので、特に銅箔による導電層が形成さ
れるプリント配線基板への穴あけ加工に適している。す
なわち、導電層に損傷を与えることなく穴あけを行うこ
とができる。
【図１】本発明によるレーザ加工装置の概略構成を示し
た図である。
た図である。
【図２】図１に示された均一光学系におけるカライド反
射鏡の構造を説明するための正面図である。
射鏡の構造を説明するための正面図である。
【図３】本発明に使用される被加工基板の一例として、
グリーンシートの場合についてそこに形成される穴の配
置例を示した図である。
グリーンシートの場合についてそこに形成される穴の配
置例を示した図である。
【図４】本発明が適用されるコンタクトマスク方式によ
る穴あけを説明するための断面図である。
る穴あけを説明するための断面図である。
【図５】本発明により得られるレーザビームの加工面上
でのサイズと図３に示された穴との関係を説明するため
の図である。
でのサイズと図３に示された穴との関係を説明するため
の図である。
【図６】本発明が適用されるコンフォーマルマスク方式
による穴あけを説明するための断面図である。
による穴あけを説明するための断面図である。
【図７】ガルバノスキャナの概略構成を示した図であ
る。
る。
１０ レーザ発振器 １１、１２ 反射鏡 １３ レーザ光量無段階調整機構 １４、１５ 結像レンズ １６ 走査系 １６−１、１６−２ 第１、第２のガルバノミラー １７ 被加工基板 ２０ 均一光学系 ２１ 入射用集光レンズ ２２ カライド反射鏡 ３０ Ｘ−Ｙステージ
Claims (8)
- 【請求項１】 レーザ発振器からのパルス状のレーザビ
ームを被加工基板に照射して穴あけ加工を行うレーザ加
工装置において、前記レーザビームの光路中に該レーザ
ビームの光量を連続的に可変の光量無段階調整機構を設
け、該光量無段階調整機構の後には更に、レーザビーム
エネルギーの強度分布を均一にする均一光学系を設け
て、該均一光学系からのレーザビームの断面形状を長四
角形にし、前記被加工基板には、前記長四角形の断面形
状のレーザビームの照射域に複数個の穴あけ用の穴パタ
ーンを持つマスクを通してレーザビームを照射すること
により、同時に複数個の穴あけを可能としたことを特徴
とするレーザ加工装置。 - 【請求項２】 請求項１記載のレーザ加工装置におい
て、前記光量無段階調整機構は、レーザビームの通過域
に配置された絞り機構とこれを駆動するモータとを含む
ことを特徴とするレーザ加工装置。 - 【請求項３】 請求項２記載のレーザ加工装置におい
て、前記均一光学系は、多重反射によりレーザビームエ
ネルギーの強度分布を均一化するカライド反射鏡を含む
ことを特徴とするレーザ加工装置。 - 【請求項４】 請求項３記載のレーザ加工装置におい
て、前記カライド反射鏡は無酸素銅あるいはベリリウム
より成る中空角柱ブロックであり、前記レーザビームの
通過路となる中空部分が所定の断面形状を持つように鏡
面仕上げされていることを特徴とするレーザ加工装置。 - 【請求項５】 請求項４記載のレーザ加工装置におい
て、前記カライド反射鏡から出たレーザビームを、ガル
バノスキャナにより前記マスクの所定領域に振らせて照
射するようにし、前記ガルバノスキャナは、レーザビー
ムを前記被加工基板上においてＸ軸方向に振らせるため
のＸ軸用の第１のガルバノミラーと、該第１のガルバノ
ミラーからのレーザビームを前記被加工基板上において
Ｙ軸方向に振らせるためのＹ軸用の第２のガルバノミラ
ーとを含むことを特徴とするレーザ加工装置。 - 【請求項６】 請求項５記載のレーザ加工装置におい
て、前記カライド反射鏡と前記ガルバノスキャナとの間
に、少なくとも１つの結像レンズにより前記カライド反
射鏡からのレーザビームの断面形状を縮小して前記マス
クに投影するための縮小投影光学系を設けたことを特徴
とするレーザ加工装置。 - 【請求項７】 請求項６記載のレーザ加工装置におい
て、前記マスクはコンタクトマスクであることを特徴と
するレーザ加工装置。 - 【請求項８】 請求項６記載のレーザ加工装置におい
て、前記マスクはコンフォーマルマスクであることを特
徴とするレーザ加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13816697A JP3175006B2 (ja) | 1997-05-28 | 1997-05-28 | レーザ加工装置及び加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13816697A JP3175006B2 (ja) | 1997-05-28 | 1997-05-28 | レーザ加工装置及び加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10323788A true JPH10323788A (ja) | 1998-12-08 |
| JP3175006B2 JP3175006B2 (ja) | 2001-06-11 |
Family
ID=15215579
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13816697A Expired - Fee Related JP3175006B2 (ja) | 1997-05-28 | 1997-05-28 | レーザ加工装置及び加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3175006B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001079678A (ja) * | 1999-09-13 | 2001-03-27 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | レーザ穴あけ加工方法及び加工装置 |
| JP2002033539A (ja) * | 2000-07-18 | 2002-01-31 | Nec Corp | グリーンシートの穴あけ加工装置 |
| JP2002178323A (ja) * | 2000-12-12 | 2002-06-26 | Taiyo Yuden Co Ltd | セラミックグリーンシートの加工装置 |
| WO2004020140A1 (ja) * | 2002-08-30 | 2004-03-11 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | レーザ加工方法及び加工装置 |
| US7402772B2 (en) | 2002-08-30 | 2008-07-22 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Laser processing method and processing device |
| US7807944B2 (en) | 2002-08-09 | 2010-10-05 | Tdk Corporation | Laser processing device, processing method, and method of producing circuit substrate using the method |
| CN117260010A (zh) * | 2023-09-26 | 2023-12-22 | 隆基绿能科技股份有限公司 | 一种激光切片装置、激光切片方法以及硅片 |
-
1997
- 1997-05-28 JP JP13816697A patent/JP3175006B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001079678A (ja) * | 1999-09-13 | 2001-03-27 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | レーザ穴あけ加工方法及び加工装置 |
| JP2002033539A (ja) * | 2000-07-18 | 2002-01-31 | Nec Corp | グリーンシートの穴あけ加工装置 |
| JP2002178323A (ja) * | 2000-12-12 | 2002-06-26 | Taiyo Yuden Co Ltd | セラミックグリーンシートの加工装置 |
| US7807944B2 (en) | 2002-08-09 | 2010-10-05 | Tdk Corporation | Laser processing device, processing method, and method of producing circuit substrate using the method |
| WO2004020140A1 (ja) * | 2002-08-30 | 2004-03-11 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | レーザ加工方法及び加工装置 |
| US7402772B2 (en) | 2002-08-30 | 2008-07-22 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Laser processing method and processing device |
| CN117260010A (zh) * | 2023-09-26 | 2023-12-22 | 隆基绿能科技股份有限公司 | 一种激光切片装置、激光切片方法以及硅片 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3175006B2 (ja) | 2001-06-11 |
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|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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