JPH11277279A - レーザ加工装置、及びレーザ加工装置による照射方法 - Google Patents

レーザ加工装置、及びレーザ加工装置による照射方法

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JPH11277279A
JPH11277279A JP10082225A JP8222598A JPH11277279A JP H11277279 A JPH11277279 A JP H11277279A JP 10082225 A JP10082225 A JP 10082225A JP 8222598 A JP8222598 A JP 8222598A JP H11277279 A JPH11277279 A JP H11277279A
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定彦 木村
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    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 マスクの穴を通過するレーザエネルギーの変
化を小さくすること。 【解決手段】 レーザ発振器10からファイバ11を介
してパルス状のレーザビームを被加工基板19に照射し
て加工を行うレーザ加工装置において、前記ファイバの
出射端に近接する位置に、前記レーザビームのビームモ
ードを変化させる均一光学系20を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【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加工
を行うレーザ加工装置、及びレーザ加工装置による照射
方法に関する。
【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。
【0003】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。そして、導電層を形成する銅箔
は、厚さが18μmから12μm、更には9μmと薄く
される傾向にある。
【0004】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、図2に示すように、YAGレーザ発
振器10からファイバ11を介してパルス状のレーザビ
ームを被加工基板19に照射して加工を行うものであ
る。
【0005】レーザ発振器では、ファイバ11の先端か
らパルス状のレーザビームを発生し、入射用のレンズ1
4を介してマスク15にに導く。マスクで成形されたレ
ーザビームは、結像光学系としての結像レンズ16を介
して被加工基板19としてのセラミックス基板に照射さ
れる。
【0006】なお、図中のBは、ビームモードとマスク
15との位置関係を示している。S2 は、マスク15の
穴における使用範囲を示している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ファイ
バ伝送とマスク結像光学系とを用いる場合、ファイバ1
1から出てきたレーザビームをマスクにあて、それを被
加工基板19に結像するので、ファイバ11から出てき
たビームモードによってマスクの穴を設定できる位置関
係が小さくなってしまうとともに、マスクの穴を通過す
るレーザエネルギーが大きく変化してしまう。したがっ
て、被加工基板19の加工品質が変化してしまうという
問題がある。
【0008】そこで、本発明の課題は、ファイバから出
てきたビームモードを、均一光学系を用いて、各位置で
マスクの穴を通過するレーザエネルギーの変化を小さく
することができるレーザ加工装置、及びレーザ加工装置
による照射方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、レーザ
発振器からファイバを介してパルス状のレーザビームを
被加工基板に照射して加工を行うレーザ加工装置におい
て、前記ファイバの出射端に近接する位置に、レーザビ
ームのビームモードを変化させレーザエネルギーの強度
分布を均一にする均一光学系を設けたことを特徴とする
レーザ加工装置が得られる。
【0010】また、本発明によれば、レーザ発振器から
ファイバを介してパルス状のレーザビームを被加工基板
に照射して加工を行うレーザ加工装置による照射方法に
おいて、前記ファイバの出射端に近接する位置に、レー
ザビームのビームモードを変化させレーザエネルギーの
強度分布を均一にする均一光学系20を設け、前記均一
光学系を通過させた前記レーザビームを前記被加工基板
に照射することを特徴とするレーザ加工装置による照射
方法が得られる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明の
一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YAGレーザ発振器(以下、
レーザ発振器と呼ぶ)を用いている。
【0012】図1を参照して、一実施の形態におけるレ
ーザ加工装置は、レーザ発振器10からファイバ11を
介してパルス状のレーザビームを被加工基板19に照射
して加工を行うものである。
【0013】ファイバ11の出射端に近接する位置に
は、レーザビームのビームモードを変化させレーザエネ
ルギーの強度分布を均一にする均一光学系20が設けら
れている。レーザ発振器10は、ファイバ11の先端か
らパルス状のレーザビームを発生し、均一光学系20か
ら、入射用のレンズ14を介してマスク15に導く。マ
スク15で成形されたレーザビームは、結像光学系とし
ての結像レンズ16を介して被加工基板19に照射され
る。
【0014】なお、図中のBは、従来例によって説明し
たものと同様な、ファイバ11の先端位置のビームモー
ドとマスク15との位置関係を示している。S2 は、マ
スク15の穴における使用範囲を示している。図中のA
は、均一光学系20の出射端位置のビームモードとマス
ク15との位置関係を示している。S1 は、マスク15
の穴における使用範囲を示している。
【0015】以下に、レーザ加工装置による照射方法に
ついて図1を参照して説明する。
【0016】レーザ加工装置による照射方法は、レーザ
発振器10からファイバ11を介してパルス状のレーザ
ビームを被加工基板19に照射して加工を行う。
【0017】均一光学系20を通過させたレーザビーム
は、レンズ14からマスク15の穴を通り、結像光学系
である結像レンズ16を通り、レーザビームを被加工基
板19に照射される。このレーザ加工装置においける均
一光学系20は、多重反射によりレーザエネルギーの強
度分布を均一化するカライド反射鏡を有している。
【0018】また、レーザ加工装置均一光学系20を通
過させたレーザビームを被加工基板19に照射する結像
光学系もしくは集光光学系を有している。均一光学系2
0を通過させたレーザビームは、結像光学系もしくは集
光光学系によって被加工基板19に照射される。
【0019】この実施の形態においては、レーザビーム
を被加工基板19に照射することによって、被加工基板
19に穴あけ加工が行なわれる。均一光学系20は、フ
ァイバ11径の1.5倍以上であり、長さは断面寸法の
5倍以上に設定されている。
【0020】なお、カライド反射鏡の材料としては、Y
AG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。
【0021】均一光学系20は、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
ンズによりカライド反射鏡に入射させ、カライド反射鏡
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。
【0022】均一光学系を出たレーザビームは、光学レ
ンズ14を通してレーザビーム成形用のマスク15に入
射する。断面形状を成形されたレーザビームは、結像レ
ンズ16により縮小投影され、ガルバノスキャナと呼ば
れる走査系により振られ、fθレンズと呼ばれる光学レ
ンズを通してX−Yステージ上の被加工基板19に照射
される。
【0023】X−YステージはX軸方向、Y軸方向に可
動であり、被加工基板19の1つの被加工領域に対する
加工が終了すると、走査系による走査域に被加工基板1
9の次の被加工領域が位置するように被加工基板19を
移動させる。
【0024】なお、レーザの照射域でのビームの断面形
状及びサイズは、マスク15における開口の形状と、そ
こからのレーザビームを縮小投影する結像レンズ16
と、光学レンズの焦点距離との比で決定される。
【0025】なお、一実施の形態においては、レーザビ
ームを被加工基板19に照射することによって、被加工
基板19に穴あけ加工が行なわれるが、穴あけ加工以外
にも、溶接、表面処理など、マスク15の形状を変えて
も対応することができる。
【0026】
【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、ファイバから出てきた光のモードを
トップハット形状になるように、均一光学系を用いて、
マスクの穴を通過するレーザエネルギーの変化を小さく
することができる。
【0027】また、レーザビーム照射域でのレーザのエ
ネルギー強度分布を均一化できるので、穴あけ加工に適
している。
【0028】さらに、このような均一光学系20を採用
すると、従来よりも50%以上の広い範囲にて加工品質
が安定する。
【図面の簡単な説明】
【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。
【図2】従来のレーザ加工装置の概略構成を示した図で
ある。
【符号の説明】
10 レーザ発振器 11 ファイバ 14 光学レンズ 15 マスク 16 結像レンズ 19 被加工基板 20 均一光学系

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザ発振器からファイバを介してパル
    ス状のレーザビームを被加工基板に照射して加工を行う
    レーザ加工装置において、前記ファイバの出射端に近接
    する位置に、レーザビームのビームモードを変化させレ
    ーザエネルギーの強度分布を均一にする均一光学系を設
    けたことを特徴とするレーザ加工装置。
  2. 【請求項2】 請求項1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。
  3. 【請求項3】 請求項1記載のレーザ加工装置におい
    て、前記均一光学系を通過させた前記レーザビームを前
    記被加工基板に照射する結像光学系もしくは集光光学系
    を有していることを特徴とするレーザ加工装置。
  4. 【請求項4】 レーザ発振器からファイバを介してパル
    ス状のレーザビームを被加工基板に照射して加工を行う
    レーザ加工装置による照射方法において、前記ファイバ
    の出射端に近接する位置に、レーザビームのビームモー
    ドを変化させレーザエネルギーの強度分布を均一にする
    均一光学系を設け、前記均一光学系を通過させた前記レ
    ーザビームを前記被加工基板に照射することを特徴とす
    るレーザ加工装置による照射方法。
  5. 【請求項5】 請求項4記載のレーザ加工装置による照
    射方法において、前記均一光学系を通過させた前記レー
    ザビームを結像光学系もしくは集光光学系によって前記
    被加工基板に照射することを特徴とするレーザ加工装置
    による照射方法。
  6. 【請求項6】 請求項4記載のレーザ加工装置による照
    射方法において、前記レーザビームを前記被加工基板に
    照射することによって、前記被加工基板に穴あけ加工を
    行うことを特徴とするレーザ加工装置による照射方法。
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