JP2002035985A - Device and method for laser beam machining - Google Patents

Device and method for laser beam machining

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JP2002035985A
JP2002035985A JP2001151265A JP2001151265A JP2002035985A JP 2002035985 A JP2002035985 A JP 2002035985A JP 2001151265 A JP2001151265 A JP 2001151265A JP 2001151265 A JP2001151265 A JP 2001151265A JP 2002035985 A JP2002035985 A JP 2002035985A
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JP
Japan
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protective film
laser
laser beam
stage
lens
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Application number
JP2001151265A
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Japanese (ja)
Inventor
Akira Tsunemi
明良 常見
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Filing date
Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device and method for laser beam machining which can prevent rise of running costs. SOLUTION: Laser beams are irradiated by a carbon dioxide gas laser oscillator A stage 7 holds a work object 6. The laser beam is condensed by a condenser lens 4 for irradiating from the carbon dioxide gas laser oscillator into the work object held in a stage. A protection film formed of a polyolefin is disposed in an optical path of laser beam between the condenser lens and the stage.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、集光レンズを用い
てレーザビームを加工対象物上に集光して加工を行うレ
ーザ加工装置及び加工方法に関し、特に加工対象物から
の飛散物が集光レンズに付着することを防止する保護部
材を有するレーザ加工装置及び加工方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser processing apparatus and a laser processing method for processing a laser beam by focusing the laser beam on the workpiece using a condenser lens. The present invention relates to a laser processing apparatus and a processing method having a protective member that prevents the laser lens from adhering to an optical lens.

【0002】[0002]

【従来の技術】炭酸ガスレーザ等の赤外レーザを、集光
レンズで加工対象物上に集光し穴あけ加工を行うレーザ
加工方法が知られている。金属膜等の穴あけを行うと、
加工対象物から直径数十μm程度の金属微粒子が飛散す
る。この飛散物が集光レンズに付着することを防止する
ために、集光レンズと加工対象物との間に保護板が配置
される。
2. Description of the Related Art There is known a laser processing method in which an infrared laser such as a carbon dioxide gas laser is condensed on an object to be processed by a condensing lens to form a hole. When drilling a metal film etc.,
Fine metal particles having a diameter of about several tens of micrometers are scattered from the object to be processed. In order to prevent the scattered matter from adhering to the condenser lens, a protection plate is arranged between the condenser lens and the object to be processed.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】加工対象物からの飛散
物が保護板に付着すると、レーザビームの透過率が低下
してしまうため、定期的に保護板を交換しなければなら
ない。従来は、保護板の材料として、赤外領域において
高い透過係数を有するZnSeが用いられていた。この
ZnSe板は高価であるため、ランニングコストが高騰
してしまう。
When scattered matter from the object adheres to the protection plate, the transmittance of the laser beam is reduced. Therefore, the protection plate must be periodically replaced. Conventionally, ZnSe having a high transmission coefficient in the infrared region has been used as a material for the protective plate. Since the ZnSe plate is expensive, the running cost increases.

【0004】本発明の目的は、ランニングコストの高騰
を防止することができるレーザ加工装置及び加工方法を
提供することである。
An object of the present invention is to provide a laser processing apparatus and a processing method capable of preventing a rise in running cost.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の一観点による
と、炭酸ガスレーザ発振器と、加工対象物を保持するス
テージと、前記炭酸ガスレーザ発振器から出射したレー
ザビームを、前記ステージに保持された加工対象物上に
集光する集光レンズと、前記集光レンズと前記ステージ
との間のレーザビームの光路内に配置され、ポリオレフ
ィンで形成された保護フィルムとを有するレーザ加工装
置が提供される。
According to one aspect of the present invention, a carbon dioxide laser, a stage for holding an object to be processed, and a laser beam emitted from the carbon dioxide laser are supplied to the processing object held by the stage. There is provided a laser processing apparatus comprising: a condenser lens for condensing light on an object; and a protection film disposed in an optical path of a laser beam between the condenser lens and the stage and formed of polyolefin.

【0006】加工対象物から飛散した飛散物が保護フィ
ルムに衝突するため、集光レンズまで到達しない。この
ため、飛散物による集光レンズの汚れを防止することが
できる。保護フィルムが汚れた場合には、新しい保護フ
ィルムに取り替えるか、または保護フィルムを移動させ
て汚れていない領域を使用することにより、汚れによる
透過率の減少を防止することができる。
The scattered objects scattered from the processing object collide with the protective film and do not reach the condenser lens. For this reason, it is possible to prevent the condensing lens from being stained by flying objects. When the protective film becomes dirty, it is possible to prevent a decrease in transmittance due to dirt by replacing the protective film with a new protective film or moving the protective film to use a clean area.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】図1(A)に第1の実施例による
レーザ加工装置の概略図を示す。レーザ光源1が、パル
スレーザビームpl0を出射する。レーザ光源1は、例
えばTEA(Transversely Excited Atmospheric Press
ure)モードのCO2レーザ発振器である。なお、レーザ
光源1として、その他のレーザ発振器を用いてもよい。
例えば、RF−CO2レーザ発振器を用いることもでき
る。パルスレーザビームpl0は、折り返しミラー2で
反射されガルバノスキャナ3に入射する。ガルバノスキ
ャナ3は、レーザビームの光軸を二次元方向に振る。
FIG. 1A is a schematic diagram of a laser processing apparatus according to a first embodiment. Laser light source 1 emits a pulsed laser beam pl 0. The laser light source 1 is, for example, TEA (Transversely Excited Atmospheric Press).
ure) mode CO 2 laser oscillator. Note that another laser oscillator may be used as the laser light source 1.
For example, an RF-CO 2 laser oscillator can be used. The pulse laser beam pl 0 is reflected by the return mirror 2 and enters the galvano scanner 3. The galvano scanner 3 swings the optical axis of the laser beam in a two-dimensional direction.

【0008】ガルバノスキャナ3を通過したパルスレー
ザビームは、fθレンズ4により、加工対象物6の表面
に集光される。fθレンズ4は、レンズホルダ10によ
り支持されている。加工対象物6はXYステージ7の上
に載置されている。XYステージ7は、加工対象物6を
その表面に平行な二次元方向に移動させることができ
る。ガルバノスキャナ3がレーザビームの光軸を振るこ
とにより、一辺の長さが50mmの正方形の領域内の任
意の点にレーザビームを集光することができる。
The pulse laser beam that has passed through the galvano scanner 3 is focused on the surface of the object 6 by the fθ lens 4. lens 4 is supported by a lens holder 10. The workpiece 6 is placed on an XY stage 7. The XY stage 7 can move the workpiece 6 in a two-dimensional direction parallel to its surface. When the galvano scanner 3 swings the optical axis of the laser beam, the laser beam can be focused on an arbitrary point in a square area having a side length of 50 mm.

【0009】加工対象物6は、例えば樹脂層と銅層とが
交互に積層された積層配線基板である。レーザビームが
加工対象物6の表面に集光されると、集光点の銅層もし
くは樹脂層に穴が開く。ガルバノスキャナ3でレーザビ
ームの光軸を振ることにより、一辺の長さが50mmの
正方形の領域内の任意の点に穴を開けることができる。
XYステージ7で加工対象物を移動させることにより、
より広い領域の任意の点に穴を開けることができる。
The processing object 6 is, for example, a laminated wiring board in which resin layers and copper layers are alternately laminated. When the laser beam is focused on the surface of the processing target 6, a hole is formed in the copper layer or the resin layer at the focal point. By shaking the optical axis of the laser beam with the galvano scanner 3, a hole can be formed at an arbitrary point in a square area having a side length of 50 mm.
By moving the workpiece on the XY stage 7,
Holes can be drilled at any point in a larger area.

【0010】fθレンズ4と加工対象物6との間に、ポ
リエチレン製の厚さ約12μmの保護フィルム5が配置
されている。保護フィルム5は、繰り出しロール20か
ら繰り出され、fθレンズ4と加工対象物6との間を通
過して、巻き取りロール23に巻き取られる。巻き取り
ロール駆動装置25が、巻き取りロール23を、所定の
速度で回転させる。例えば、毎分2mmの一定の速さで
保護フィルム5を巻き取る。
A protective film 5 made of polyethylene and having a thickness of about 12 μm is disposed between the fθ lens 4 and the object 6 to be processed. The protective film 5 is paid out from the pay-out roll 20, passes between the fθ lens 4 and the object 6, and is taken up by the take-up roll 23. The take-up roll driving device 25 rotates the take-up roll 23 at a predetermined speed. For example, the protective film 5 is wound at a constant speed of 2 mm per minute.

【0011】繰り出しロール20及び巻き取りロール2
3は、XYステージ7を基準として、fθレンズ4の加
工対象物6側の表面よりも高い位置に配置されている。
繰り出しロール20の下方に支え棒21が配置され、巻
き取りロール23の下方に支え棒22が配置されてい
る。保護フィルム5が支え棒21と22との間に架け渡
されることにより、fθレンズ4の下方に保護フィルム
5がほぼ水平に保持され、XYステージ7から保護フィ
ルム5までの高さが規定される。
Feeding roll 20 and winding roll 2
Reference numeral 3 is arranged at a position higher than the surface of the fθ lens 4 on the processing object 6 side with respect to the XY stage 7.
A support bar 21 is arranged below the unwinding roll 20, and a support bar 22 is arranged below the take-up roll 23. Since the protective film 5 is stretched between the support rods 21 and 22, the protective film 5 is held substantially horizontally below the fθ lens 4, and the height from the XY stage 7 to the protective film 5 is defined. .

【0012】fθレンズ4で収束されたレーザビーム
は、保護フィルム5を透過して加工対象物6の表面上に
照射される。本願発明者の評価実験によると、保護フィ
ルム5の透過率は約95%であった。保護フィルム5の
透過率が80%以上であれば、レーザ加工に大きな影響
はないと考えられる。
The laser beam converged by the fθ lens 4 passes through the protective film 5 and irradiates the surface of the workpiece 6. According to the evaluation experiment of the present inventors, the transmittance of the protective film 5 was about 95%. If the transmittance of the protective film 5 is 80% or more, it is considered that there is no significant effect on laser processing.

【0013】保護フィルム5を加工対象物6に近づける
と、保護フィルム5が配置された位置におけるレーザビ
ームのビーム径が小さくなる。このため、保護フィルム
5がレーザビームの照射による損傷を受けやすくなる。
従って、保護フィルム5は、fθレンズ4に近い位置に
配置することが好ましい。例えば、加工対象物6からf
θレンズ4の表面までの高さの3/4の高さよりも高い
位置に保護フィルム5を保持することが好ましい。
When the protective film 5 is brought closer to the object 6, the beam diameter of the laser beam at the position where the protective film 5 is arranged becomes smaller. For this reason, the protection film 5 is easily damaged by the laser beam irradiation.
Therefore, it is preferable that the protective film 5 is arranged at a position close to the fθ lens 4. For example, from the processing object 6 to f
It is preferable to hold the protective film 5 at a position higher than 3 of the height to the surface of the θ lens 4.

【0014】銅等の金属膜に穴開けを行うと、金属の微
粒子が飛散する。この微粒子が保護フィルム5で遮られ
るため、高価なfθレンズ4に金属微粒子が付着するこ
とを防止することができる。保護フィルム5は所定の速
度で巻き取られているため、保護フィルム5に付着した
金属微粒子は、ある時間が経過するとレーザビームの光
路外に移動する。このため、保護フィルム5の透過率
を、所望の値以上に維持することができる。
When a hole is made in a metal film such as copper, fine metal particles are scattered. Since the fine particles are blocked by the protective film 5, it is possible to prevent the metal fine particles from adhering to the expensive fθ lens 4. Since the protective film 5 is wound at a predetermined speed, the metal fine particles adhering to the protective film 5 move out of the optical path of the laser beam after a certain period of time. For this reason, the transmittance of the protective film 5 can be maintained at a desired value or more.

【0015】樹脂層に穴開けを行うと、樹脂が気化し、
ガスが発生する。このガスがfθレンズ4の表面まで到
達すると、レンズ表面が汚染されてしまう。図1(A)
に示したように、繰り出しロール20及び巻き取りロー
ル23を、fθレンズ4の表面よりも上方に配置し、レ
ンズホルダ10の両側の側面(図1(A)において、紙
面に垂直な面)を保護フィルム5で覆うことにより、こ
の2方向からのガスの回り込みを防止することができ
る。
When a hole is formed in the resin layer, the resin is vaporized,
Gas is generated. When this gas reaches the surface of the fθ lens 4, the lens surface is contaminated. FIG. 1 (A)
As shown in FIG. 1, the feed roll 20 and the take-up roll 23 are disposed above the surface of the fθ lens 4 and the side surfaces on both sides of the lens holder 10 (the surface perpendicular to the paper surface in FIG. 1A). By covering with the protective film 5, it is possible to prevent gas from flowing in from these two directions.

【0016】なお、保護フィルム5で覆われていない側
面(図1において、紙面に平行な面)を、薄板等で覆っ
てもよい。これにより、ガスの回り込み等を、より効果
的に防止することができる。
Note that a side surface not covered with the protective film 5 (a surface parallel to the paper surface in FIG. 1) may be covered with a thin plate or the like. This makes it possible to more effectively prevent gas from flowing around.

【0017】また、ポリエチレン製の保護フィルム5
は、ZnSe製の保護板に比べて安価であるため、ラン
ニングコストの低減を図ることができる。
Further, a protective film 5 made of polyethylene
Is cheaper than a protective plate made of ZnSe, so that the running cost can be reduced.

【0018】上記実施例では、ポリエチレン製の保護フ
ィルム5を用いたが、他の高分子材料からなる保護フィ
ルムを用いてもよい。ただし、加工に用いられるレーザ
の波長域における透過率が80%以上になるような膜厚
とすることが好ましい。例えば、保護フィルムの材料と
してポリオレフィン樹脂を用いることができる。本願発
明者の実験によると、ポリプロピレンを用いた場合に比
較的高い透過率を確保することができた。
In the above embodiment, the protective film 5 made of polyethylene is used, but a protective film made of another polymer material may be used. However, the thickness is preferably such that the transmittance in the wavelength region of the laser used for processing is 80% or more. For example, a polyolefin resin can be used as a material for the protective film. According to the experiment of the present inventor, a relatively high transmittance was able to be secured when polypropylene was used.

【0019】上記第1の実施例では、ロールに巻き付け
た保護フィルム5を使用したが、保護フィルム5を窓枠
のような支持部材に取り付けてもよい。この場合、保護
フィルム5を巻き取ることができないが、保護フィルム
5が汚れたら、支持部材ごと交換すればよい。
In the first embodiment, the protective film 5 wound around a roll is used. However, the protective film 5 may be attached to a support member such as a window frame. In this case, the protective film 5 cannot be wound up, but if the protective film 5 becomes dirty, the entire support member may be replaced.

【0020】また、上記実施例では、保護フィルム5を
単層で用いた場合を説明したが、保護フィルムを複数枚
重ねてもよい。1枚の保護フィルムが破れても、他の保
護フィルムがfθレンズを保護するため、保護フィルム
の信頼性を高めることができる。
In the above embodiment, the case where the protective film 5 is used as a single layer has been described, but a plurality of protective films may be stacked. Even if one protective film is broken, the other protective film protects the fθ lens, so that the reliability of the protective film can be improved.

【0021】図2に、本発明の第2の実施例によるレー
ザ加工装置の概略図を示す。上記第1の実施例では、保
護フィルム5がfθレンズ4の下方にほぼ水平に保持さ
れていたが、第2の実施例では、レーザビームの光軸に
対して保護フィルム5が斜めに保持されている。その他
の構成は、図1(A)に示した第1の実施例の構成と同
様である。
FIG. 2 is a schematic view of a laser processing apparatus according to a second embodiment of the present invention. In the first embodiment, the protection film 5 is held substantially horizontally below the fθ lens 4, but in the second embodiment, the protection film 5 is held obliquely with respect to the optical axis of the laser beam. ing. The other configuration is the same as the configuration of the first embodiment shown in FIG.

【0022】保護フィルム5を斜めに配置すると、保護
フィルム5の単位面積あたりに照射されるレーザビーム
のエネルギが小さくなる。このため、保護フィルム5の
損傷を抑制することができる。
When the protective film 5 is arranged obliquely, the energy of the laser beam applied per unit area of the protective film 5 becomes small. For this reason, damage to the protective film 5 can be suppressed.

【0023】図3に、本発明の第3の実施例によるレー
ザ加工装置の概略図を示す。第3の実施例では、保護フ
ィルム5が、繰り出しロール20と巻き取りロール23
との間に自由に垂れ下げられた状態とされている。繰り
出しロール20の回転を、巻き取りロール23の回転に
同期させることにより、保護フィルム5の垂れ下がり状
態を維持しながら保護フィルム5を巻き取ることができ
る。
FIG. 3 is a schematic view of a laser processing apparatus according to a third embodiment of the present invention. In the third embodiment, the protective film 5 includes the feeding roll 20 and the winding roll 23.
It is in a state of being freely hung between them. By synchronizing the rotation of the pay-out roll 20 with the rotation of the take-up roll 23, the protective film 5 can be wound while maintaining the sagging state of the protective film 5.

【0024】保護フィルム5が自由に垂れ下げられてい
るため、金属微粒子が保護フィルム5に衝突したときの
衝撃が和らげられる。なお、本発明者の評価実験による
と、保護フィルム5に張力を印加していない状態の透過
率は、ある程度の張力を印加した状態における透過率よ
りもやや大きいか、もしくはほぼ等しいことがわかっ
た。
Since the protective film 5 is freely hung, the impact when the metal fine particles collide with the protective film 5 is reduced. In addition, according to the evaluation experiment of the present inventor, it was found that the transmittance when no tension was applied to the protective film 5 was slightly larger or almost equal to the transmittance when a certain amount of tension was applied. .

【0025】図4に、本発明の第4の実施例によるレー
ザ加工装置の保護フィルムの斜視図を示す。繰り出しロ
ール(図示せず)から下方に繰り出された保護フィルム
5が、上方に向かって湾曲した支え棒21aで折り返さ
れる。支え棒21aで折り返された保護フィルム5は、
下方に向かって湾曲した支え棒21b及び22bの間に
架け渡され、さらに、上に向かって湾曲した支え棒22
aで折り返されて、巻き取りロール(図示せず)に巻き
取られる。
FIG. 4 is a perspective view of a protective film of a laser processing apparatus according to a fourth embodiment of the present invention. The protective film 5 fed downward from a feed roll (not shown) is folded back by a support rod 21a curved upward. The protective film 5 folded back by the support rod 21a is
The support rods 22b that are bridged between the support rods 21b and 22b that are curved downward and that are further curved upward.
It is folded back at a and wound up by a winding roll (not shown).

【0026】下方に向かって湾曲した支え棒21bと2
2bとの間に架け渡された部分が、fθレンズ4と加工
対象物6との間に配置される。このため、保護フィルム
5とレーザビームとの交差箇所において、保護フィルム
5の移動方向に垂直な仮想平面と、保護フィルム5との
交線が、加工対象物6側に向かって凸の曲線になる。こ
れにより、加工対象物6の加工箇所から発生したガスの
回り込みを少なくすることができる。
The support rods 21b and 2 curved downwardly
2b is disposed between the fθ lens 4 and the object 6 to be processed. For this reason, at the intersection of the protective film 5 and the laser beam, the intersection line between the virtual plane perpendicular to the moving direction of the protective film 5 and the protective film 5 becomes a convex curve toward the workpiece 6 side. . This makes it possible to reduce the flow of gas generated from the processing location of the processing target 6.

【0027】図5に、第5の実施例によるレーザ加工装
置の保護フィルムの斜視図を示す。図1(A)に示した
第1の実施例によるレーザ加工装置の支え棒21及び2
2の代わりに、波形の支え棒21A及び22Aが用いら
れている。このため、保護フィルム5とレーザビームと
の交差箇所において、保護フィルム5が、その進行方向
と直交する方向に波打つ。これにより、保護フィルム5
の単位面積あたりに照射されるレーザビームのエネルギ
が少なくなり、保護フィルム5の損傷を抑制することが
できる。
FIG. 5 is a perspective view of a protective film of a laser processing apparatus according to a fifth embodiment. Support rods 21 and 2 of the laser processing apparatus according to the first embodiment shown in FIG.
Instead of 2, corrugated support bars 21A and 22A are used. Therefore, at the intersection of the protective film 5 and the laser beam, the protective film 5 undulates in a direction orthogonal to the traveling direction. Thereby, the protective film 5
, The energy of the laser beam applied per unit area is reduced, and damage to the protective film 5 can be suppressed.

【0028】図6(A)及び図6(B)に、それぞれ第
6の実施例によるレーザ加工装置の保護フィルムの正面
図及び平面図を示す。図6(A)に示すように、保護フ
ィルム5が複数の支え棒30a〜30gに順番に架け渡
されている。奇数番目の支え棒30a、30c、30
e、及び30gは、偶数番目の支え棒30b、30d、
及び30fよりも下方(fθレンズ4から離れた位置)
に配置されている。また、鉛直上方から見ると、支え棒
30a〜30gは、等間隔に配置されている。保護フィ
ルム5は、奇数番目の支え棒30a、30c、30e、
及び30gの下側を通過し、偶数番目の支え棒30b、
30d、及び30fの上側を通過している。このため、
保護フィルム5が、その進行方向に波打つ。
FIGS. 6A and 6B are a front view and a plan view, respectively, of a protective film of a laser processing apparatus according to a sixth embodiment. As shown in FIG. 6A, the protective film 5 is stretched over a plurality of support rods 30a to 30g in order. Odd-numbered support rods 30a, 30c, 30
e and 30g are even-numbered support rods 30b, 30d,
And below 30f (position away from fθ lens 4)
Are located in When viewed from vertically above, the support bars 30a to 30g are arranged at equal intervals. The protective film 5 includes odd-numbered support rods 30a, 30c, 30e,
And 30g underneath, and the even-numbered support rod 30b,
It passes above 30d and 30f. For this reason,
The protective film 5 undulates in the traveling direction.

【0029】図6(B)に示すように、両端の支え棒3
0a及び30gの各々は、保護フィルム5の幅方向に渡
された1本の棒である。内側に配置された他の支え棒3
0b〜30fは、レーザビームを遮蔽しないように、保
護フィルム5の幅方向の中央部には配置されず、保護フ
ォルム5の縁の近傍にのみ配置されている。
As shown in FIG. 6B, support rods 3 at both ends are provided.
Each of 0a and 30g is one rod passed in the width direction of the protective film 5. Other support rods 3 arranged inside
Ob to 30f are not disposed at the center in the width direction of the protective film 5 but are disposed only near the edge of the protective form 5 so as not to block the laser beam.

【0030】第6の実施例においても、第5の実施例の
場合と同様に、保護フィルム5が波打っている。このた
め、保護フィルム5の単位面積あたりに照射されるレー
ザビームのエネルギが少なくなり、保護フィルム5の損
傷を抑制することができる。
In the sixth embodiment, as in the case of the fifth embodiment, the protective film 5 is wavy. For this reason, the energy of the laser beam irradiated per unit area of the protective film 5 decreases, and damage to the protective film 5 can be suppressed.

【0031】図7(A)に、本発明の第7の実施例によ
るレーザ加工装置のfθレンズ近傍の構成を示す。レン
ズホルダ10Aにfθレンズ4が保持されている。レン
ズホルダ10の、fθレンズ4よりもさらに外側(加工
対象物6側)に、保護板31が取り付けられている。保
護板31は、例えばZnSe等で形成される。fθレン
ズ4の、加工対象物6側の表面が、保護板31により、
加工対象物6の配置された空間から隔離される。
FIG. 7A shows a configuration near a fθ lens of a laser processing apparatus according to a seventh embodiment of the present invention. The fθ lens 4 is held by the lens holder 10A. A protection plate 31 is attached to the lens holder 10 further outside (the processing object 6 side) than the fθ lens 4. The protection plate 31 is formed of, for example, ZnSe. The surface of the fθ lens 4 on the processing object 6 side is formed by the protection plate 31.
It is isolated from the space where the object 6 is arranged.

【0032】保護板31の下方に保護フィルム5が配置
されている。fθレンズ4で収束されたレーザビーム
は、保護板31及び保護フィルム5を透過して、加工対
象物6の表面に照射される。保護板31が、fθレンズ
4の表面を、加工対象物6が配置された空間から隔離し
ているため、加工によって発生したガスがfθレンズ4
の表面まで到達しない。このため、fθレンズ4の表面
の汚染を防止することができる。なお、保護板31の下
方に保護フィルム5が配置されているため、加工対象物
6から飛散した金属微粒子は保護フィルム5で遮られ
る。このため、保護フィルム5が配置されていない場合
と比較して、保護板31の交換頻度を少なくすることが
できる。
The protection film 5 is arranged below the protection plate 31. The laser beam converged by the fθ lens 4 passes through the protection plate 31 and the protection film 5 and is irradiated on the surface of the processing target 6. Since the protection plate 31 separates the surface of the fθ lens 4 from the space in which the processing object 6 is arranged, the gas generated by the processing causes the fθ lens 4
Does not reach the surface. Therefore, contamination of the surface of the fθ lens 4 can be prevented. Since the protective film 5 is disposed below the protective plate 31, the fine metal particles scattered from the object 6 are blocked by the protective film 5. Therefore, the frequency of replacement of the protection plate 31 can be reduced as compared with the case where the protection film 5 is not provided.

【0033】図7(B)に示すように、保護板31を配
置する代わりに、fθレンズ4の表面に他の保護フィル
ム32を密着させてもよい。保護フィルム32の材料と
して、保護フィルム5と同じポリエチレン等の高分子材
料を使用することができる。
As shown in FIG. 7B, another protective film 32 may be adhered to the surface of the fθ lens 4 instead of disposing the protective plate 31. As the material of the protective film 32, the same polymer material as polyethylene as the protective film 5 can be used.

【0034】図8に、第8の実施例によるレーザ加工装
置の概略図を示す。第2の実施例の場合と同様に、保護
フィルム5が、レーザビームの光軸に対して斜めに配置
されている。観測用光源35が、保護フィルム5の、レ
ーザビームが透過する位置に、観測用光線束36を照射
する。受光装置37が、保護フィルム5を透過した観測
用光線束36を受光する。観測用光源35として、例え
ばHeNeレーザ発振器を用いることができる。
FIG. 8 shows a schematic view of a laser processing apparatus according to the eighth embodiment. As in the case of the second embodiment, the protective film 5 is arranged obliquely with respect to the optical axis of the laser beam. The observation light source 35 irradiates an observation light beam 36 to a position of the protective film 5 where the laser beam is transmitted. The light receiving device 37 receives the observation light beam 36 transmitted through the protective film 5. As the observation light source 35, for example, a HeNe laser oscillator can be used.

【0035】受光装置37で、観測用光線束36の減衰
量を測定することにより、リアルタイムで保護フィルム
5の汚れの程度を知ることができる。汚れの程度が基準
値を超えると、保護フィルム5を移動させ、加工用のレ
ーザビームが、保護フィルム5の汚れの少ない領域もし
くは汚れていない領域を通過するようにする。これによ
り、加工用レーザビームのエネルギの低下を抑制するこ
とができる。また、汚れの程度に応じて、保護フィルム
5の巻き取り速度を変えてもよい。例えば、汚れがひど
くなると、保護フィルム5の移動速度を速くすることが
好ましい。
By measuring the amount of attenuation of the observation light beam 36 with the light receiving device 37, the degree of contamination of the protective film 5 can be known in real time. When the degree of dirt exceeds the reference value, the protective film 5 is moved so that the processing laser beam passes through the dirt-free or dirt-free area of the protective film 5. Thereby, a decrease in the energy of the processing laser beam can be suppressed. Further, the winding speed of the protective film 5 may be changed according to the degree of dirt. For example, when the dirt becomes severe, it is preferable to increase the moving speed of the protective film 5.

【0036】図9に、本発明の第9の実施例によるレー
ザ加工装置の保護フィルムの配置を示す。図9は、保護
フィルムを鉛直上方から見た平面配置図である。
FIG. 9 shows an arrangement of a protective film of a laser processing apparatus according to a ninth embodiment of the present invention. FIG. 9 is a plan layout view of the protection film viewed from vertically above.

【0037】図1(A)に示した第1の実施例によるレ
ーザ加工装置と同様に、保護フィルム5が繰り出しロー
ル20から繰り出され、fθレンズ4の下方を通って巻
き取りロール23に巻き取られる。保護フィルム5は、
図9において横方向に移動する。
As in the case of the laser processing apparatus according to the first embodiment shown in FIG. 1A, the protective film 5 is unwound from the unwinding roll 20 and is wound under the fθ lens 4 onto the winding roll 23. Can be The protection film 5
In FIG. 9, it moves in the horizontal direction.

【0038】さらに、他の保護フィルム45が、他の繰
り出しロール40から繰り出され、fθレンズ4の下方
を通って他の巻き取りロール41に巻き取られる。保護
フィルム45は、図9において、縦方向、すなわち保護
フィルム5の移動方向と直交する方向に移動する。fθ
レンズ4が2枚の保護フィルム5及び45により保護さ
れるため、一方の保護フィルムが損傷した場合にも、レ
ンズ保護効果を確保することができる。
Further, another protective film 45 is unwound from another unwinding roll 40, and is wound up by another winding roll 41 under the fθ lens 4. The protection film 45 moves in the vertical direction in FIG. 9, that is, the direction perpendicular to the moving direction of the protection film 5. fθ
Since the lens 4 is protected by the two protective films 5 and 45, the lens protective effect can be ensured even if one of the protective films is damaged.

【0039】また、第9の実施例においては、図1
(A)に示したレンズホルダ10の側面のほぼ全周が保
護フィルム5もしくは45で覆われることになる。この
ため、加工対象物6の加工箇所から発生したガスの回り
込み防止効果を高めることができる。
In the ninth embodiment, FIG.
Almost the entire periphery of the side surface of the lens holder 10 shown in (A) is covered with the protective film 5 or 45. For this reason, the effect of preventing the gas generated from the processing location of the processing target 6 from flowing around can be enhanced.

【0040】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。
The present invention has been described in connection with the preferred embodiments.
The present invention is not limited to these. For example, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
加工対象物からの飛散物が高分子保護フィルムで遮蔽さ
れるため、集光レンズまで到達することを防止できる。
高分子保護フィルムは安価であるため、装置のランニン
グコストの低減を図ることができる。
As described above, according to the present invention,
Since scattered matter from the object to be processed is shielded by the polymer protective film, it can be prevented from reaching the condenser lens.
Since the polymer protective film is inexpensive, the running cost of the device can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1の実施例によるレーザ加工装置の概略図、
及びその変形例による側面図である。
FIG. 1 is a schematic view of a laser processing apparatus according to a first embodiment,
And a side view according to a modification thereof.

【図2】第2の実施例によるレーザ加工装置の概略図で
ある。
FIG. 2 is a schematic view of a laser processing apparatus according to a second embodiment.

【図3】第3の実施例によるレーザ加工装置の概略図で
ある。
FIG. 3 is a schematic view of a laser processing apparatus according to a third embodiment.

【図4】第4の実施例によるレーザ加工装置の概略図で
ある。
FIG. 4 is a schematic view of a laser processing apparatus according to a fourth embodiment.

【図5】第5の実施例によるレーザ加工装置の概略図で
ある。
FIG. 5 is a schematic view of a laser processing apparatus according to a fifth embodiment.

【図6】第6の実施例によるレーザ加工装置の概略図で
ある。
FIG. 6 is a schematic view of a laser processing apparatus according to a sixth embodiment.

【図7】第7の実施例によるレーザ加工装置の概略図で
ある。
FIG. 7 is a schematic view of a laser processing apparatus according to a seventh embodiment.

【図8】第8の実施例によるレーザ加工装置の概略図で
ある。
FIG. 8 is a schematic view of a laser processing apparatus according to an eighth embodiment.

【図9】第9の実施例によるレーザ加工装置の概略図で
ある。
FIG. 9 is a schematic view of a laser processing apparatus according to a ninth embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レーザ光源 2 折り返しミラー 3 ガルバノスキャナ 4 fθレンズ 5 保護フィルム 6 加工対象物 7 XYステージ 10 レンズホルダ 20、40 繰り出しロール 21、22 支え棒 23、41 巻き取りロール 25 駆動装置 26 薄板 30a〜30g 支え棒 31 保護板 32 保護フィルム 35 観測用光源 36 観測用光線束 37 受光装置 45 他の保護フィルム DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser light source 2 Folding mirror 3 Galvano scanner 4 fθ lens 5 Protective film 6 Object to be processed 7 XY stage 10 Lens holder 20, 40 Feeding roll 21, 22 Support rod 23, 41 Take-up roll 25 Driver 26 Thin plate 30a to 30g Support Rod 31 Protective plate 32 Protective film 35 Observation light source 36 Observation light beam 37 Light receiving device 45 Other protective film

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 炭酸ガスレーザ発振器と、 加工対象物を保持するステージと、 前記炭酸ガスレーザ発振器から出射したレーザビーム
を、前記ステージに保持された加工対象物上に集光する
集光レンズと、 前記集光レンズと前記ステージとの間のレーザビームの
光路内に配置され、ポリオレフィンで形成された保護フ
ィルムとを有するレーザ加工装置。
A carbon dioxide laser oscillator; a stage for holding a workpiece; a condenser lens for focusing a laser beam emitted from the carbon dioxide laser on a workpiece held on the stage; A laser processing apparatus having a protective film made of polyolefin, which is disposed in an optical path of a laser beam between a condenser lens and the stage.
【請求項2】 さらに、繰り出しロールと巻き取りロー
ルとを有し、前記保護フィルムが該繰り出しロールに巻
かれており、該繰り出しロールから繰り出された保護フ
ィルムが、前記集光レンズと前記ステージとの間のレー
ザビームの光路内を通過し、前記巻き取りロールに巻き
取られている請求項1に記載のレーザ加工装置。
2. The image forming apparatus according to claim 1, further comprising a pay-out roll and a take-up roll, wherein the protective film is wound around the pay-out roll, and the protective film fed from the pay-out roll is connected to the condenser lens and the stage. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the laser beam passes through an optical path of the laser beam and is wound by the winding roll.
【請求項3】 さらに、前記巻き取りロールを回転さ
せ、前記保護フィルムを巻き取るロール駆動機構を有す
る請求項2に記載のレーザ加工装置。
3. The laser processing apparatus according to claim 2, further comprising a roll drive mechanism for rotating the take-up roll and winding the protection film.
【請求項4】 レーザ発振器と、 加工対象物を保持するステージと、 前記レーザ発振器から出射したレーザビームを、前記ス
テージに保持された加工対象物上に集光する集光レンズ
と、 前記集光レンズと前記ステージとの間のレーザビームの
光路内に配置され、高分子材料で形成され、該レーザビ
ームと交差する位置において該レーザビームの光軸に対
して傾いている保護フィルムとを有するレーザ加工装
置。
4. A laser oscillator, a stage for holding an object to be processed, a condensing lens for condensing a laser beam emitted from the laser oscillator on an object held on the stage, A laser disposed in an optical path of the laser beam between the lens and the stage, formed of a polymer material, and having a protective film inclined at an intersection with the laser beam with respect to an optical axis of the laser beam; Processing equipment.
【請求項5】 レーザ発振器と、 加工対象物を保持するステージと、 前記レーザ発振器から出射したレーザビームを、前記ス
テージに保持された加工対象物上に集光する集光レンズ
と、 前記集光レンズと前記ステージとの間のレーザビームの
光路内に配置され、高分子材料で形成され、該レーザビ
ームと交差する位置において該レーザビームの光軸に対
して傾いている保護フィルムと、 前記保護フィルムの、前記レーザビームが通過する位置
に、観測用光線束を照射する観測用光源と、 前記保護フィルムを透過した観測用光線束を受光する受
光装置とを有するレーザ加工装置。
5. A laser oscillator, a stage for holding an object to be processed, a condenser lens for condensing a laser beam emitted from the laser oscillator on an object held on the stage, A protection film disposed in an optical path of the laser beam between the lens and the stage, formed of a polymer material, and inclined at an intersection with the laser beam with respect to an optical axis of the laser beam; A laser processing apparatus comprising: an observation light source that irradiates a position on the film through which the laser beam passes with an observation light beam; and a light receiving device that receives the observation light beam transmitted through the protective film.
【請求項6】 炭酸ガスレーザ発振器からレーザビーム
を出射し、集光レンズ、ポリオレフィンからなる保護フ
ィルムをこの順番に透過させ、加工対象物上に集光し、
該加工対象物を加工するレーザ加工方法。
6. A laser beam is emitted from a carbon dioxide gas laser oscillator, transmitted through a condensing lens and a protective film made of polyolefin in this order, and condensed on an object to be processed.
A laser processing method for processing the processing object.
【請求項7】 さらに、前記保護フィルムを前記レーザ
ビームの光軸と交差する方向に移動させる工程を含む請
求項6に記載のレーザ加工方法。
7. The laser processing method according to claim 6, further comprising a step of moving the protective film in a direction intersecting the optical axis of the laser beam.
【請求項8】 さらに、前記保護フィルムの汚れの程度
を観測する工程を含み、 前記保護フィルムを移動させる工程において、該保護フ
ィルムの汚れの程度に応じて移動速度を変える請求項7
に記載のレーザ加工方法。
8. The method according to claim 7, further comprising the step of observing the degree of dirt on the protective film, wherein the step of moving the protective film changes a moving speed according to the degree of dirt on the protective film.
2. The laser processing method according to 1. above.
【請求項9】 前記加工対象物が、金属層と樹脂層とが
積層された基板であり、前記加工対象物を加工する工程
が該金属層に穴を開ける工程を含む請求項6〜8のいず
れかに記載のレーザ加工方法。
9. The processing object according to claim 6, wherein the processing object is a substrate on which a metal layer and a resin layer are laminated, and the step of processing the processing object includes a step of making a hole in the metal layer. The laser processing method according to any one of the above.
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