DE102005054694A1 - Verfahren und Apparat zum Ausbilden einer Vielzahl von Laserstrahlen mit UV-Wellenlänge, und Laserbearbeitungsapparat - Google Patents

Verfahren und Apparat zum Ausbilden einer Vielzahl von Laserstrahlen mit UV-Wellenlänge, und Laserbearbeitungsapparat Download PDF

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Abstract

Die Erfindung schafft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bilden mehrerer Ultraviolett-Wellenlängen-Laserstrahlen und eine Laser-Bearbeitungsvorrichtung, bei der, um die laufenden Kosten zu senken, der Bearbeitungswirkungsgrad dank einer einfachen Wartung und Inspektion verbessert werden kann, während eine Verschlechterung der Wellenlängenumsetzungsmittel vermieden werden kann. Ein von einem Laseroszillator ausgegebener Laserstrahl mit einer Wellenlänge im nahen Infrarot wird durch eine Laserverteilungseinheit in mehrere Laserstrahlen geteilt. Jeder Zweig-Laserstrahl wird durch eine Wellenlängenumsetzungsvorrichtung teilweise in einen Laserstrahl, dessen Wellenlänge gleich der halben Nahinfrarot-Wellenlänge ist, umgesetzt. Durch die andere Wellenlängenumsetzungsvorrichtung wird aus dem Zweig-Laserstrahl und dem Laserstrahl, dessen Wellenlänge gleich der halben Nahinfrarot-Wellenlänge ist, ein Ultraviolett-Laserstrahl, dessen Wellenlänge gleich einem Drittel der Nahinfrarot-Wellenlänge ist, gebildet, wobei sowohl der Zweig-Laserstrahl als auch der Laserstrahl, dessen Wellenlänge gleich der halben Nahinfrarot-Wellenlänge ist, von der Wellenlängenumsetzungsvorrichtung ausgegeben werden. Der Ultraviolett-Laserstrahl wird durch eine Wellenlängentrennvorrichtung extrahiert und einem zu bearbeitenden Abschnitt zugeführt.

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bilden mehrerer Laserstrahlen mit einer Wellenlänge im Ultraviolett und auf eine Laser-Bearbeitungsvorrichtung.
  • Als Laser zur Verwendung in einer Laser-Bearbeitungsvorrichtung zum Bearbeiten von Leiterplatten werden hauptsächlich CO2-Laser und Ultraviolett-Laser verwendet. Im Allgemeinen werden CO2-Laser zum Herausarbeiten von Löchern, deren Durchmesser nicht kleiner als 50 μm ist, verwendet, während Ultraviolett-Laser zum Herausarbeiten von Löchern, deren Durchmesser nicht größer als 50 μm ist, verwendet werden.
  • In den letzten Jahren ist mit der Zunahme der Einbaudichte von elektronischen Teilen gefordert worden, Löcher, deren Durchmesser nicht größer als 50 μm sind, bei hoher Geschwindigkeit herauszuarbeiten. Folglich besteht ein zunehmender Bedarf an Ultraviolett-Lasern mit hoher Leistung und hoher Wiederholbarkeit (beispielsweise mit einer mittleren Ausgangsleistung von mindestens 10 W und einer Impulsfolgefrequenz von mindestens 100 kHz).
  • Wenn ein Ultraviolett-Laserstrahl erzeugt wird, wird ein nichtlinearer optischer Kristall wie etwa ein LBO-(Lithiumtriborat; chemische Formel LiB3O5)-Kristall oder ein CLBO-(Cäsium-Lithium-Borat; chemische Formel CsLiB6O10)-Kristall als Wellenlängen-Umsetzungsvorrichtung verwendet, um einen Laserstrahl mit einer Wellenlänge im nahen Infrarot in einen Laserstrahl mit einer Wellenlänge im Ultraviolett umzusetzen.
  • 3 ist ein Konfigurationsdiagramm einer Ultraviolett-Laserausgangsvorrichtung im Stand der Technik zur Verwendung in einer Laserperforationsvorrichtung.
  • Eine Ultraviolett-Laserausgangsvorrichtung 100 ist durch einen Laseroszillator 1 und eine Laserbildungseinheit 50 gebildet. Der Laseroszillator 1 (z. B. ein Festkörperlaser, der Nd-(Neodym)-Ionen als Verstärkungsmedium verwendet) gibt einen impulsförmigen Laserstrahl 2a aus (der im Folgenden als "Grundwelle" bezeichnet wird), der eine Nahinfrarot-Wellenlänge von 0,7–2 μm (1,064 μm bei dem Festkörperlaser, der Nd-Ionen als Verstärkungsmedium verwendet) aufweist und eine hohe mittlere Ausgangsleistung besitzt.
  • Eine Wellenlängenumsetzungsvorrichtung 3 der Laserbildungseinheit 50 setzt einen Teil des in sie eingegebenen Laserstrahls 2a in eine zweite Harmonische 2b um, deren Wellenlänge gleich der halben Wellenlänge des Laserstrahls 2a ist. Eine Wellenlängenumsetzungsvorrichtung 4 setzt die Grundwelle 2a und die zweite Harmonische 2b in eine dritte Harmonische 2t (die im Folgenden als "Ultraviolett-Laserstrahl" bezeichnet wird) um, deren Wellenlänge gleich einem Drittel der Wellenlänge des Laserstrahls 2a ist. Eine Wellenlängentrennvorrichtung 5 trennt einen in sie eingegebenen Laserstrahl in den Ultraviolett-Laserstrahl 2t und den anderen Laserstrahl 7 (der die Grundwelle 2a und die zweite Harmonische 2b umfasst).
  • Als Nächstes wird die Funktionsweise der Ultraviolett-Laserausgangsvorrichtung 100 beschrieben.
  • Wenn eine von dem Laseroszillator 1 ausgegebene Grundwelle 2a mit einer Wellenlänge im nahen Infrarot durch die Wellenlängenumsetzungsvorrichtung 3 geht, wird ein Teil der Grundwelle 2a in eine zweite Harmonische 2b umgesetzt. Wenn eine Mischwelle 7, zu der die Grundwelle 2a und die zweite Harmonische 2b gemischt sind, durch die Wellenlängenumsetzungsvorrichtung 4 geht, wird ein Teil der Mischwelle 7 in einen Ultraviolett-Laserstrahl 2t umgesetzt. Von der Wellenlängenumsetzungsvorrichtung 4 wird eine Mischwelle 8, zu der die Grundwelle 2a, die zweite Harmonische 2b und der Ultraviolett-Laserstrahl 2t gemischt sind, ausgegeben. Die Mischwelle 8 wird durch die Wellenlängentrennvorrichtung 5 in den Ultraviolett-Laserstrahl 2t und den anderen Laserstrahl 7 getrennt. Danach wird ein zu bearbeitender Abschnitt mit dem Ultraviolett-Laserstrahl 2t bestrahlt, während der andere Laserstrahl 7 auf einen Laserdämpfer 6 auftrifft und in Wärme umgesetzt wird (Patentdokument 1).
  • Bei einer Bearbeitung, die eine hohe Impulsenergie erfordert, wird der durch die Wellenlängentrennvorrichtung 5 getrennte Ultraviolett-Laserstrahl 2t so wie er ist verwendet. Jedoch wird beim Bearbeiten mit niedriger Impulsenergie der Ultraviolett-Laserstrahl 2t durch eine Laserverteilungseinheit 9 (beispielsweise einen Strahlenteiler) in n Zweigstrahlen 2td geteilt, wie in 3 gezeigt ist. Die Bearbeitung wird durch jeden Zweigstrahl 2td ausgeführt.
  • Die Leistung der Wellenlängenumsetzungsvorrichtung 4 verschlechtert sich durch das Auftreffen von Laserstrahlen graduell. Daher wird beispielsweise die Mantelfläche der Wellenlängenumsetzungsvorrichtung 4 im Vergleich zur Fleckgröße (spot size) eines auftreffenden Strahls hinreichend vergrößert, wobei die Wellenlängenumsetzungsvorrichtung 4 auf einem Tisch, der senkrecht zur optischen Achse des Strahls verstellbar ist, angeordnet ist. Wenn die sich Leistung der Wellenlängenumsetzungsvorrichtung 4 verschlechtert, wird eine neue Fläche von dieser an der optischen Achse angeordnet, um eine Verschlechterung des Bearbeitungswirkungsgrads zu vermeiden (Patentdokument 2).
    • Patentdokument 1: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2004-220051
    • Patentdokument 2: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2004-022946
  • Ein Kristall zum Erzeugen von Ultraviolettstrahlen muss dadurch gekennzeichnet sein, dass die Selbsterwärmung, die durch die Absorption von Ultraviolettstrahlen, die in dem Kristall erzeugt werden, hervorgerufen wird, gering ist und dass die abgebende Oberfläche des Kristalls durch die Ultraviolettstrahlen kaum beschädigt wird.
  • Wenn die mittlere Ausgangsleistung eines auf eine Wellenlängenumsetzungsvorrichtung auftreffenden Laserstrahls niedrig ist oder wenn die Wellenlänge des ausgegebenen Laserstrahls im Bereich des Sichtbaren liegt, besteht kein Problem hinsichtlich eines durch das Absorbieren des Laserstrahls hervorgerufenen Temperaturanstiegs in der Wellenlängenumsetzungsvorrichtung. Wenn der Wert des Temperaturanstiegs infolge eines mehrfach wiederholten Auftreffens eines Laserstrahls mit einer hohen Ausgangsleistung einen zulässigen Wert überschreitet (z. B. die Ausgangsleistung einige Watt oder einige zehn Watt beträgt und die Wellenlänge in der Nähe des Ultraviolettbandes liegt), werden Phasenanpassungsbedingungen infolge der Temperaturabhängigkeit der Brechungszahl des Kristalls außer Kraft gesetzt, so dass der Umsetzungswirkungsgrad herabgesetzt wird, was dazu führt, dass sich die Bearbeitungsqualität verschlechtert. Dieses Phänomen tritt mit zunehmender Ausgangsleistung des erzeugten Ultraviolett-Laserstrahls stärker auf.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Um das Problem beim Stand der Technik zu lösen, besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bilden mehrerer Laserstrahlen mit einer Wellenlänge im Ultraviolett und eine Laser-Bearbeitungsvorrichtung zu schaffen, bei der, um die laufenden Kosten zu senken, der Bearbeitungswirkungsgrad dank einer einfachen Wartung und Inspektion verbessert werden kann, während eine Verschlechterung der Wellenlängenumsetzungsmittel vermieden werden kann.
  • Um die oben genannte Aufgabe zu lösen, ist gemäß einer ersten Konfiguration der Erfindung ein Verfahren zum Bilden mehrerer Laserstrahlen mit einer Wellenlänge im Ultraviolett geschaffen, wobei die Laserstrahlen mit einer Wellenlänge im Ultraviolett durch Wellenlängenumsetzung eines Laserstrahls mit einer Wellenlänge im nahen Infrarot gebildet werden, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Teilen eines Laserstrahls mit einer Wellenlänge im nahen Infrarot oder jeweils von Laserstrahlen, deren Wellenlänge gleich der halben Wellenlänge im nahen Infrarot ist, in mehrere Laserstrahlen sowie einzelnes Umsetzen von Wellenlänge der mehreren Zweig-Laserstrahlen, um mehrere Laserstrahlen mit einer Wellenlänge im Ultraviolett zu bilden.
  • Gemäß einer zweiten Konfiguration der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Bilden mehrerer Laserstrahlen mit einer Wellenlänge im Ultraviolett geschaffen, wobei die Vorrichtung umfasst: einen Laseroszillator zum Ausgeben eines ersten Laserstrahls mit einer Wellenlänge im nahen Infrarot, Teilungsmittel zum Teilen des ersten Laserstrahls in mehrere erste Zweig-Laserstrahlen, erste Wellenlängenumsetzungsmittel zum Umsetzen eines Teils der ersten Zweig-Laserstrahlen in zweite Laserstrahlen, deren Wellenlänge gleich der halben Nahinfrarot-Wellenlänge des ersten Laserstrahls ist, und zweite Wellenlängenumsetzungsmittel zum Bilden von Laserstrahlen, deren Ultraviolett-Wellenlänge gleich einem Drittel der Nah infrarot-Wellenlänge des ersten Laserstrahls ist, aus den zweiten Laserstrahlen, die von den ersten Wellenlängenumsetzungsmitteln ausgegeben werden, und den ersten Zweig-Laserstrahlen, deren Wellenlänge durch die ersten Wellenlängenumsetzungsmittel nicht umgesetzt wird, wobei: nach dem Teilen des ersten Laserstrahls in mehrere Zweig-Laserstrahlen durch die Teilungsmittel die mehreren ersten Zweig-Laserstrahlen durch die ersten und die zweiten Wellenlängenumsetzungsmittel einzeln zu Laserstrahlen mit einer Wellenlänge im Ultraviolett gebildet werden.
  • Gemäß einer dritten Konfiguration der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Bilden mehrerer Laserstrahlen mit einer Wellenlänge im Ultraviolett geschaffen, wobei die Vorrichtung umfasst: einen Laseroszillator zum Ausgeben eines ersten Laserstrahls mit einer Wellenlänge im nahen Infrarot, zwei Wellenlängenumsetzungsmittel zum Umsetzen des auf diese auftreffenden ersten Laserstrahls in einen Laserstrahl, dessen Wellenlänge gleich der halben Nahinfrarot-Wellenlänge des ersten Laserstrahls ist, und einem Teilungsmittel zum Teilen eines auftreffenden Laserstrahls in mehrere Laserstrahlen, wobei: der erste Laserstrahl mit der Wellenlänge im nahen Infrarot durch eines der Wellenlängenumsetzungsmittel in einen zweiten Laserstrahl, dessen Wellenlänge gleich der halben Nahinfrarot-Wellenlänge ist, umgesetzt wird, der zweite Laserstrahl danach durch die Teilungsmittel in mehrere zweite Zweig-Laserstrahlen geteilt wird und die zweiten Zweig-Laserstrahlen durch das andere Wellenlängenumsetzungsmittel zu Laserstrahlen gebildet werden, deren Ultraviolett-Wellenlänge gleich der halben Wellenlänge des zweiten Laserstrahls ist.
  • Gemäß einer vierten Konfiguration der Erfindung ist eine Laser-Bearbeitungsvorrichtung geschaffen, die umfasst: einen Laseroszillator zum Ausgeben eines ersten Laserstrahls mit einer Wellenlänge im nahen Infrarot, mehrere Teile zum Bilden der Vorrichtung zum Bilden mehrerer Laserstrahlen mit einer Wellenlänge im Ultraviolett gemäß der dritten oder der vierten Konfiguration der Erfindung und Laserpositionierungsmittel, wobei: der vom Laseroszillator ausgegebene erste Nahinfrarot-Wellenlängen-Laserstrahl durch die Bildungsvorrichtung zu mehreren Laserstrahlen mit einer Wellenlänge im Ultraviolett gebildet wird und die mehreren gebildeten Laserstrahlen mit der Wellenlänge im Ultraviolett durch die Positionierungsmittel einzeln positioniert werden, um die Bearbeitung auszuführen.
  • Der Bearbeitungswirkungsgrad kann, um die laufenden Kosten zu senken, dank einer einfachen Wartung und Inspektion verbessert werden, während eine Verschlechterung der Wellenlängenumsetzungsmittel vermieden werden kann.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • 1 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Hauptabschnitts einer Laser-Bearbeitungsvorrichtung mit einer Wellenlängenumsetzungseinheit gemäß der Erfindung;
  • 2 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Hauptabschnitts einer weiteren Laser-Bearbeitungsvorrichtung mit einer Wellenlängenumsetzungseinheit gemäß der Erfindung;
  • 3 ist ein Konfigurationsdiagramm einer Ultraviolett-Laserausgangsvorrichtung im Stand der Technik.
  • GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die Zeichnung genau beschrieben.
  • 1 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Hauptabschnitts einer Laser-Bearbeitungsvorrichtung mit einer Wellenlängenumsetzungseinheit gemäß der Erfindung. Teile, die jenen in 3 gleichen oder funktional gleichen, sind demgemäß mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, wobei deren redundante Beschreibung weggelassen ist.
  • Eine Laser-Bearbeitungsvorrichtung 200 ist durch eine Ultraviolett-Laserausgangseinheit 300, eine Laserpositionierungseinheit 20 und eine nicht gezeigte Werkstückbewegungseinheit, die in einer Position gegenüber der Laserpositionierungseinheit 20 angeordnet ist, gebildet.
  • Die Ultraviolett-Laserausgangseinheit 300 ist durch einen Laseroszillator 1 und eine Laserbildungseinheit 400 gebildet. Der Laseroszillator 1 ist ein Festkörperlaser, der Nd-Ionen als Verstärkungsmedium verwendet und eine impulsförmige Hochleistungs-Grundwelle 2a im nahen Infrarot mit einer Wellenlänge von 1,064 μm ausgibt.
  • Die Laserbildungseinheit 400 ist durch eine Laserverteilungseinheit 9, Wellenlän genumsetzungsvorrichtungen 3 und 4, Wellenlängentrennvorrichtungen 5 und Laserdämpfer 6 gebildet. Die Wellenlängenumsetzungsvorrichtungen 3 und 4 sind jeden auszugebenden Ultraviolett-Laserstrahl vorgesehen, wie weiter unten beschrieben wird.
  • Die Laserpositionierungseinheit 20 ist beispielsweise durch ein Paar Galvanometerscanner und eine fθ-Linse gebildet.
  • Als Nächstes wird die Funktionsweise dieser Ausführungsform beschrieben.
  • Die Grundwelle 2a, die vom Laseroszillator 1 ausgegeben wird, wird durch die Laserverteilungseinheit 9 in n (n ≥ 2, 3 in 1) Strahlen 2ad geteilt. Jeder Zweigstrahl 2ad, der durch die entsprechende Wellenlängenvorrichtung 3 geht, wird teilweise in eine zweite Harmonische 2b umgesetzt. Eine Mischwelle 7, zu der die Grundwelle 2a und die zweite Harmonische 2b gemischt sind, geht durch die entsprechende Wellenlängenumsetzungsvorrichtung 4, um teilweise in einen Ultraviolett-Laserstrahl 2td, dessen Wellenlänge gleich einem Drittel der Wellenlänge der Grundwelle 2a ist, umgesetzt zu werden. Eine Mischwelle 8, zu der die Grundwelle 2a und die zweite Harmonische 2b (d. h. die Mischwelle 7) sowie der Ultraviolett-Laserstrahl 2td gemischt sind, wird durch die entsprechende Wellenlängentrennvorrichtung 5 in den Ultraviolett-Laserstrahl 2td und die Mischwelle 7 getrennt. Danach wird ein zu bearbeitender Abschnitt mit dem Ultraviolett-Laserstrahl 2td bestrahlt, während die Mischwelle 7 auf den entsprechenden Laserdämpfer 6 auftrifft und in Wärme umgesetzt wird.
  • Jeder Ultraviolett-Laserstrahl 2td wird zum Bearbeiten eines Werkstücks durch die entsprechende Laserpositionierungseinheit 20 in einer gewünschten Position positioniert.
  • Als Nächstes wird die Erfindung unter Verwendung spezifischer Zahlenwerte beschrieben.
  • Heutzutage wird in der Praxis ein Laseroszillator mit einer mittleren Ausgangsleistung von etwa 20 W als Festkörper-Laseroszillator 1 zum Ausgeben der Grundwelle 2a mit einer Wellenlänge von 0,7–2 μm verwendet. Bei einem zu bearbeitenden Abschnitt ist zum Herausarbeiten eines Lochs mit einem Durchmesser von 50 μm in einem Harzabschnitt einer Leiterplatte eine Impulsenergiedichte von etwa 1 J/cm2 erforderlich.
  • Wenn beispielsweise ein zu bearbeitender Abschnitt mit einem Ultraviolett-Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 355 nm bestrahlt wird, genügt eine Impulsbreite von einigen zehn Nanosekunden und eine Impulsfolgefrequenz von 50 kHz, falls die mittlere Ausgangsleistung auf 1,5 W festgelegt ist, um die Energiedichte auf 1 J/cm2 einzustellen.
  • Es sei nun angenommen, dass der Wirkungsgrad beim Umsetzen der Grundwelle 2a in den Ultraviolett-Laserstrahl 2t 30 % beträgt. Um einen Ultraviolett-Laserstrahl mit einer mittleren Ausgangsleistung von 15 W zu bilden, ist es ausreichend, wenn der Wellenlängenumsetzungsvorrichtung 3 die Grundwelle 2a (1,064 nm in der Wellenlänge) mit einer mittleren Ausgangsleistung von 5 W zugeführt wird. Wenn als Laseroszillator 1 beispielsweise ein Laseroszillator mit einer mittleren Ausgangsleistung von 20 W verwendet wird, können drei oder vier Ultraviolett-Laserstrahlen gleichzeitig gebildet werden.
  • Wenn die mittlere Leistung der auftreffenden Grundwelle 2a etwa 5 W beträgt, ist der Temperaturanstieg in jeder Wellenlängenumsetzungsvorrichtung 3, 4 so gering, dass deren Umsetzungsleistung kaum herabgesetzt wird. Wenn die Erfindung angewandt wird, sind dementsprechend die Lebensdauern der Wellenlängenumsetzungsvorrichtungen 3 und 4 verlängert, so dass der Bearbeitungswirkungsgrad verbessert werden kann und die laufenden Kosten gesenkt werden können.
  • Zum anderen besteht beim Ausführen derselben Bearbeitung im Stand der Technik erfahrungsgemäß kein Problem hinsichtlich der Lebensdauer der Wellenlängenumsetzungsvorrichtung 3, jedoch besitzt die Wellenlängenumsetzungsvorrichtung 4 eine kurze Lebensdauer. Es ist daher notwendig, die Wellenlängenumsetzungsvorrichtung 4 häufig durch eine neue auszutauschen, so dass sich der Bearbeitungswirkungsgrad verschlechtert. Außerdem kann die Wellenlängenumsetzungsvorrichtung 4 bei gewisser Art der Verwendung beschädigt werden.
  • [Ausführungsform 2]
  • 2 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Hauptabschnitts einer Laser-Bearbeitungsvorrichtung mit einer Wellenlängenumsetzungseinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Teile, die jenen in den 1 und 3 gleichen oder funktional gleichen, sind demgemäß mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, wobei deren redundante Beschreibung weggelassen ist.
  • In dieser Ausführungsform ist eine Anzahl von Wellenlängenumsetzern vorgesehen, die um eins größer ist als die Anzahl von auszugebenden Ultraviolett-Laserstrahlen.
  • Als Nächstes wird die Funktionsweise dieser Ausführungsform beschrieben.
  • Eine von einem Laseroszillator 1 ausgegebene Grundwelle 2a wird durch eine Wellenlängenumsetzungsvorrichtung 3 teilweise in eine zweite Harmonische 2b umgesetzt. Eine Mischwelle 7, zu der die Grundwelle 2a und die zweite Harmonische 2b gemischt sind, wird durch eine Wellenlängentrennvorrichtung 5 in die zweite Harmonische 2b und die Grundwelle 2a getrennt. Die zweite Harmonische 2b trifft auf eine Laserverteilungseinheit 9 auf und wird in n (n ≥ 2, 3 in 2) zweite Harmonische 2bd geteilt. Die Grundwelle 2a trifft auf einen Laserdämpfer 6 auf und wird in Wärme umgesetzt.
  • Jede zweite Zweigharmonische 2bd wird durch eine entsprechende Wellenlängenumsetzungsvorrichtung 4 teilweise in eine vierte Harmonische 2fb, deren Wellenlänge gleich einem Viertel der Wellenlänge der Grundwelle 2a ist, umgesetzt (die Wellenlänge der vierten Harmonischen 2fb beträgt 266 nm, wenn die Wellenlänge der Grundwelle 2a 1,064 nm beträgt). Ein Laserstrahlausgang von jeder Wellenlängenumsetzungsvorrichtung 4, zu der die zweite Harmonische 2bd und die vierte Harmonische 2fd gemischt sind, wird durch eine entsprechende Wellenlängentrennvorrichtung 5 in die vierte Harmonische 2fd und die zweite Harmonische 2bd getrennt. Danach wird ein zu bearbeitender Abschnitt mit der vierten Harmonischen 2fd bestrahlt, während die zweite Harmonische 2bd auf einen entsprechenden Laserdämpfer 6 auftrifft und in Wärme umgesetzt wird.
  • Die vierte Harmonische 2fd besitzt eine Bearbeitungsleistung, die gleich jener der dritten Harmonischen 2td oder größer als jene ist. Es ist daher möglich, die Bearbeitungsleistung zu verbessern.
  • Der gesamte Grundwellen-2a-Ausgang vom Laseroszillator 1 trifft auf die Wellenlängenumsetzungsvorrichtung 3 auf. Da die zweite Harmonische 2b von der Wel lenlängenumsetzungsvorrichtung 3 ausgegeben wird, wird jedoch auch dann, wenn die auftreffende Grundwelle 2a eine hohe mittlere Ausgangsleistung besitzt, keine thermische Beschädigung verursacht.
  • In den oben erwähnten zwei Ausführungsformen ist die Beschreibung für den Fall ausgeführt worden, in dem zu bearbeitenden Abschnitten drei Ultraviolett-Laserstrahlen zugeführt werden. Jedoch kann die Anzahl von Ultraviolett-Laserstrahlen, die zu bearbeitenden Abschnitten zugeführt werden, erhöht werden, sofern die mittlere Ausgangsleistung des Laseroszillators 1 erhöht werden kann.
  • In der zweiten Ausführungsform kann dann, wenn die mittlere Ausgangsleistung des Laseroszillators 1 größer als die Kapazität der Wellenlängenumsetzungsvorrichtung 3 ist, eine Laserverteilungseinheit 9 zwischen den Laseroszillator 1 und die Wellenlängenumsetzungsvorrichtung 3 geschaltet werden.
  • Beim Bearbeiten einer Leiterplatte durch einen Laserstrahl beträgt dessen Wellenlänge in der Praxis 0,19–0,4 μm. Demgemäß wird in der Praxis ein Laseroszillator, der einen Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 0,76–1,6 μm ausgibt, als Nahinfrarot-Laser verwendet.

Claims (5)

  1. Verfahren zum Bilden mehrerer Laserstrahlen mit einer Wellenlänge im Ultraviolett, wobei die Ultraviolett-Wellenlängen-Laserstrahlen durch Wellenlängenumsetzung eines Laserstrahls mit einer Wellenlänge im nahen Infrarot gebildet werden, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Teilen eines Laserstrahls mit einer Wellenlänge im nahen Infrarot oder jeweils von Laserstrahlen, deren Wellenlänge gleich der halben Nahinfrarot-Wellenlänge ist, in mehrere Laserstrahlen; und einzelnes Umsetzen von Wellenlänge der mehreren Zweig-Laserstrahlen, um mehrere Laserstrahlen mit einer Wellenlänge im Ultraviolett zu bilden.
  2. Verfahren zum Bilden mehrerer Laserstrahlen mit einer Wellenlänge im Ultraviolett nach Anspruch 1, bei dem die Ultraviolett-Wellenlänge der gebildeten Laserstrahlen gleich einem Drittel oder einem Viertel der Nahinfrarot-Wellenlänge des Laserstrahls ist.
  3. Vorrichtung zum Bilden mehrerer Laserstrahlen mit einer Wellenlänge im Ultraviolett, umfassend: einen Laseroszillator zum Ausgeben eines ersten Laserstrahls mit einer Wellenlänge im nahen Infrarot; Teilungsmittel zum Teilen des ersten Laserstrahls in mehrere erste Zweig-Laserstrahlen; erste Wellenlängenumsetzungsmittel zum Umsetzen eines Teils der ersten Zweig-Laserstrahlen in zweite Laserstrahlen, deren Wellenlänge gleich der halben Nahinfrarot-Wellenlänge des ersten Laserstrahls ist; und zweite Wellenlängenumsetzungsmittel zum Bilden von Laserstrahlen, deren Ultraviolett-Wellenlänge gleich einem Drittel der Nahinfrarot-Wellenlänge des ersten Laserstrahls ist, aus den zweiten Laserstrahlen, die von den ersten Wellenlängenumsetzungsmitteln ausgegeben werden, und den ersten Zweig-Laserstrahlen, deren Wellenlänge durch die ersten Wellenlängenumsetzungsmittel nicht umgesetzt wird; wobei: nach dem Teilen des ersten Laserstrahls in mehrere Zweig-Laserstrahlen durch die Teilungsmittel die mehreren ersten Zweig-Laserstrahlen durch die ersten und die zweiten Wellenlängenumsetzungsmittel einzeln zu Laserstrahlen mit einer Wellenlänge im Ultraviolett gebildet werden.
  4. Vorrichtung zum Bilden mehrerer Laserstrahlen mit einer Wellenlänge im Ultraviolett, umfassend: einen Laseroszillator zum Ausgeben eines ersten Laserstrahls mit einer Wellenlänge im nahen Infrarot; zwei Wellenlängenumsetzungsmittel zum Umsetzen des auf diese auftreffenden ersten Laserstrahls in einen Laserstrahl, dessen Wellenlänge gleich der halben Nahinfrarot-Wellenlänge des ersten Laserstrahls ist; und einem Teilungsmittel zum Teilen eines auftreffenden Laserstrahls in mehrere Laserstrahlen; wobei: der erste Laserstrahl mit der Wellenlänge im nahen Infrarot durch eines der Wellenlängenumsetzungsmittel in einen zweiten Laserstrahl, dessen Wellenlänge gleich der halben Nahinfrarot-Wellenlänge ist, umgesetzt wird; der zweite Laserstrahl danach durch die Teilungsmittel in mehrere zweite Zweig-Laserstrahlen geteilt wird; die zweiten Zweig-Laserstrahlen durch das andere Wellenlängenumsetzungsmittel zu Laserstrahlen gebildet werden, deren Ultraviolett-Wellenlänge gleich der halben Wellenlänge des zweiten Laserstrahls ist.
  5. Laser-Bearbeitungsvorrichtung, umfassend: einen Laseroszillator zum Ausgeben eines ersten Laserstrahls mit einer Wellenlänge im nahen Infrarot; mehrere Teile zum Bilden der Vorrichtung zum Bilden mehrerer Laserstrahlen mit einer Wellenlänge im Ultraviolett nach Anspruch 3 oder 4; und Laserpositionierungsmittel; wobei: der vom Laseroszillator ausgegebene erste Nahinfrarot-Wellenlängen-Laserstrahl durch die Bildungsvorrichtung zu mehreren Laserstrahlen mit einer Wellenlänge im Ultraviolett gebildet wird und die mehreren gebildeten Laserstrahlen mit der Wellenlänge im Ultraviolett durch die Positionierungsmittel einzeln positioniert werden, um die Bearbeitung auszuführen.
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