JP2003181675A - レーザ加工装置及び加工方法 - Google Patents
レーザ加工装置及び加工方法Info
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- JP2003181675A JP2003181675A JP2001386307A JP2001386307A JP2003181675A JP 2003181675 A JP2003181675 A JP 2003181675A JP 2001386307 A JP2001386307 A JP 2001386307A JP 2001386307 A JP2001386307 A JP 2001386307A JP 2003181675 A JP2003181675 A JP 2003181675A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 加工対象物表面におけるパルスエネルギ密度
を高く維持し、高速かつ高品質な加工を行うことが可能
なレーザ加工装置を提供する。 【解決手段】 収束レンズ３８が、入射するレーザビー
ムを収束し、収束されたレーザビームを加工対象物５０
に入射させる。複数の走査装置２５，３５が、入射する
レーザビームを走査する。走査装置の各々によって走査
されたレーザビームが収束レンズ３８を通って加工対象
物５０に入射する。走査装置は、外部からの制御を受け
て、加工対象物へのレーザビームの入射位置を移動させ
る走査動作を行う。振り分け装置１０が、レーザビーム
を、複数の走査装置から選択された一部の走査装置に入
射させ、時間によって入射先の走査装置を変更する。
を高く維持し、高速かつ高品質な加工を行うことが可能
なレーザ加工装置を提供する。 【解決手段】 収束レンズ３８が、入射するレーザビー
ムを収束し、収束されたレーザビームを加工対象物５０
に入射させる。複数の走査装置２５，３５が、入射する
レーザビームを走査する。走査装置の各々によって走査
されたレーザビームが収束レンズ３８を通って加工対象
物５０に入射する。走査装置は、外部からの制御を受け
て、加工対象物へのレーザビームの入射位置を移動させ
る走査動作を行う。振り分け装置１０が、レーザビーム
を、複数の走査装置から選択された一部の走査装置に入
射させ、時間によって入射先の走査装置を変更する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ加工装置及
びレーザ加工方法に関し、特に加工対象物上のある範囲
内でレーザ照射位置を移動させて加工するレーザ加工装
置及びレーザ加工方法に関する。
びレーザ加工方法に関し、特に加工対象物上のある範囲
内でレーザ照射位置を移動させて加工するレーザ加工装
置及びレーザ加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】特許第３１１４５３３号公報に開示され
たレーザ穴あけ加工装置について説明する。レーザ光源
から出射したパルスレーザビームがハーフミラーで２分
岐され、一方の第１のパルスレーザビームが第１のガル
バノスキャナに入射し、他方の第２のパルスレーザビー
ムが第２のガルバノスキャナに入射する。第１及び第２
のガルバノスキャナは、それぞれ第１及び第２のパルス
レーザビームを２次元方向に走査する。走査された第１
及び第２のパルスレーザビームが１つのｆθレンズに入
射する。ｆθレンズは、第１及び第２のパルスレーザビ
ームを収束し、加工対象物に入射させる。
たレーザ穴あけ加工装置について説明する。レーザ光源
から出射したパルスレーザビームがハーフミラーで２分
岐され、一方の第１のパルスレーザビームが第１のガル
バノスキャナに入射し、他方の第２のパルスレーザビー
ムが第２のガルバノスキャナに入射する。第１及び第２
のガルバノスキャナは、それぞれ第１及び第２のパルス
レーザビームを２次元方向に走査する。走査された第１
及び第２のパルスレーザビームが１つのｆθレンズに入
射する。ｆθレンズは、第１及び第２のパルスレーザビ
ームを収束し、加工対象物に入射させる。
【０００３】加工対象物にパルスレーザビームを入射さ
せることにより、穴あけ加工を行うことができる。高価
なｆθレンズ１つに対して２組のガルバノスキャナを配
置することにより、装置コストの上昇を抑制しつつ、加
工時間の短縮を図ることができる。
せることにより、穴あけ加工を行うことができる。高価
なｆθレンズ１つに対して２組のガルバノスキャナを配
置することにより、装置コストの上昇を抑制しつつ、加
工時間の短縮を図ることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来は、銅箔への穴あ
け加工に、赤外領域のＣＯ2ガスレーザが用いられてい
た。ＣＯ2ガスレーザを用いた穴あけ加工方法では、１
ショットの照射で銅箔を熱分解させ、昇華させる。この
ため、熱の影響による穴の品質低下が生じやすかった。
また、ＣＯ2ガスレーザの波長域における銅の反射率が
高いため、レーザビームの吸収率を高めるために、銅箔
の表面に粗化処理を施さなければならなかった。
け加工に、赤外領域のＣＯ2ガスレーザが用いられてい
た。ＣＯ2ガスレーザを用いた穴あけ加工方法では、１
ショットの照射で銅箔を熱分解させ、昇華させる。この
ため、熱の影響による穴の品質低下が生じやすかった。
また、ＣＯ2ガスレーザの波長域における銅の反射率が
高いため、レーザビームの吸収率を高めるために、銅箔
の表面に粗化処理を施さなければならなかった。
【０００５】紫外線の波長領域のレーザビームを用いる
ことにより、熱的な影響を排除して高品質の加工を行う
技術が注目されている。紫外線の波長領域のレーザビー
ムを用いて銅箔の加工を行うためには、銅箔表面におけ
るパルスエネルギ密度を銅箔加工に必要なしきい値（約
１０〜２０Ｊ／ｃｍ2）以上にする必要がある。加工時
間の短縮を図るために、レーザビームをハーフミラーで
２分岐させると、そのパルスエネルギ密度が約半分にな
る。このため、銅箔表面におけるパルスエネルギ密度
を、銅箔加工のしきい値以上にすることが困難になる。
ことにより、熱的な影響を排除して高品質の加工を行う
技術が注目されている。紫外線の波長領域のレーザビー
ムを用いて銅箔の加工を行うためには、銅箔表面におけ
るパルスエネルギ密度を銅箔加工に必要なしきい値（約
１０〜２０Ｊ／ｃｍ2）以上にする必要がある。加工時
間の短縮を図るために、レーザビームをハーフミラーで
２分岐させると、そのパルスエネルギ密度が約半分にな
る。このため、銅箔表面におけるパルスエネルギ密度
を、銅箔加工のしきい値以上にすることが困難になる。
【０００６】本発明の目的は、加工対象物表面における
パルスエネルギ密度を高く維持し、高速かつ高品質な加
工を行うことが可能なレーザ加工装置及び加工方法を提
供することである。
パルスエネルギ密度を高く維持し、高速かつ高品質な加
工を行うことが可能なレーザ加工装置及び加工方法を提
供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の一観点による
と、加工対象物を保持する保持台と、入射するレーザビ
ームを収束し、収束されたレーザビームを前記保持台に
保持された加工対象物に入射させる収束レンズと、入射
するレーザビームを走査する複数の走査装置であって、
該走査装置の各々によって走査されたレーザビームが前
記収束レンズを通って前記加工対象物に入射するように
配置され、外部からの制御を受けて、前記加工対象物へ
の該レーザビームの入射位置を移動させる走査動作を行
う複数の走査装置と、レーザビームを出射するレーザ光
源と、前記レーザ光源から出射したレーザビームを、前
記複数の走査装置から選択された一部の走査装置に入射
させ、時間によって入射先の走査装置を変更する振り分
け装置と、前記走査装置を制御する制御装置とを有する
レーザ加工装置が提供される。
と、加工対象物を保持する保持台と、入射するレーザビ
ームを収束し、収束されたレーザビームを前記保持台に
保持された加工対象物に入射させる収束レンズと、入射
するレーザビームを走査する複数の走査装置であって、
該走査装置の各々によって走査されたレーザビームが前
記収束レンズを通って前記加工対象物に入射するように
配置され、外部からの制御を受けて、前記加工対象物へ
の該レーザビームの入射位置を移動させる走査動作を行
う複数の走査装置と、レーザビームを出射するレーザ光
源と、前記レーザ光源から出射したレーザビームを、前
記複数の走査装置から選択された一部の走査装置に入射
させ、時間によって入射先の走査装置を変更する振り分
け装置と、前記走査装置を制御する制御装置とを有する
レーザ加工装置が提供される。
【０００８】レーザビームが加工対象物に入射すること
により、穴あけ加工が行われる。ある時刻に着目する
と、複数の走査装置のうち一部の走査装置のみをレーザ
ビームが通過する。このため、走査装置の操作動作を、
レーザビームの通過していない期間に行うことができ
る。複数の走査装置が１つの収束レンズを共用している
ため、収束レンズの枚数の増加を回避することができ
る。
により、穴あけ加工が行われる。ある時刻に着目する
と、複数の走査装置のうち一部の走査装置のみをレーザ
ビームが通過する。このため、走査装置の操作動作を、
レーザビームの通過していない期間に行うことができ
る。複数の走査装置が１つの収束レンズを共用している
ため、収束レンズの枚数の増加を回避することができ
る。
【０００９】本発明の他の観点によると、レーザ光源か
ら出射したレーザビームを、複数の走査装置から選択さ
れた一部の走査装置に入射させ、選択された走査装置で
伝搬方向を制御されたレーザビームを収束レンズで収束
し、収束されたレーザビームを加工対象物に入射させて
該加工対象物を加工する工程と、選択された走査装置を
通ってレーザビームが前記加工対象物に入射している期
間に、選択されていない走査装置を通るレーザビームが
入射する前記加工対象物上の位置が移動するように選択
されていない走査装置を動作させる工程と、選択されて
いなかった走査装置から少なくとも一部の走査装置を選
択し、前記レーザ光源から出射したレーザビームの入射
先を、今まで選択されていた走査装置から新たに選択さ
れた走査装置に切り換え、新たに選択された走査装置で
伝搬方向を制御されたレーザビームを前記収束レンズで
収束し、収束されたレーザビームを加工対象物に入射さ
せて該加工対象物を加工する工程とを有するレーザ加工
方法が提供される。
ら出射したレーザビームを、複数の走査装置から選択さ
れた一部の走査装置に入射させ、選択された走査装置で
伝搬方向を制御されたレーザビームを収束レンズで収束
し、収束されたレーザビームを加工対象物に入射させて
該加工対象物を加工する工程と、選択された走査装置を
通ってレーザビームが前記加工対象物に入射している期
間に、選択されていない走査装置を通るレーザビームが
入射する前記加工対象物上の位置が移動するように選択
されていない走査装置を動作させる工程と、選択されて
いなかった走査装置から少なくとも一部の走査装置を選
択し、前記レーザ光源から出射したレーザビームの入射
先を、今まで選択されていた走査装置から新たに選択さ
れた走査装置に切り換え、新たに選択された走査装置で
伝搬方向を制御されたレーザビームを前記収束レンズで
収束し、収束されたレーザビームを加工対象物に入射さ
せて該加工対象物を加工する工程とを有するレーザ加工
方法が提供される。
【００１０】選択されていない期間に、走査装置を動作
させることにより、１つの走査装置の動作期間中に、他
の走査装置を用いてレーザビームを有効利用することが
できる。複数の走査装置で１つの収束レンズを共用して
いるため、収束レンズの枚数増を防止することができ
る。
させることにより、１つの走査装置の動作期間中に、他
の走査装置を用いてレーザビームを有効利用することが
できる。複数の走査装置で１つの収束レンズを共用して
いるため、収束レンズの枚数増を防止することができ
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１に、本発明の実施例によるレ
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２を出射する。レーザ光源１は、例えばＮ
ｄ：ＹＡＧレーザ発振器と非線形光学素子とを含んで構
成され、例えばＮｄ：ＹＡＧレーザの第３高調波（波長
３５５ｎｍ）を出射する。
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２を出射する。レーザ光源１は、例えばＮ
ｄ：ＹＡＧレーザ発振器と非線形光学素子とを含んで構
成され、例えばＮｄ：ＹＡＧレーザの第３高調波（波長
３５５ｎｍ）を出射する。
【００１２】パルスレーザビーム２が、振り分け装置１
０に入射する。振り分け装置１０は、半波長板１１、ポ
ッケルス効果を示す電気光学素子１２、及び偏光板１３
を含んで構成される。半波長板１１は、レーザ光源１か
ら出射したパルスレーザビーム２を、偏光板１３に対し
てＰ波となるような直線偏光にする。このＰ波が電気光
学素子１２に入射する。
０に入射する。振り分け装置１０は、半波長板１１、ポ
ッケルス効果を示す電気光学素子１２、及び偏光板１３
を含んで構成される。半波長板１１は、レーザ光源１か
ら出射したパルスレーザビーム２を、偏光板１３に対し
てＰ波となるような直線偏光にする。このＰ波が電気光
学素子１２に入射する。
【００１３】電気光学素子１２は、制御装置４０から送
出される制御信号ｓｉｇ0に基づいて、パルスレーザビ
ームの偏光軸を旋回させる。電気光学素子１２が電圧無
印加状態にされている時、入射したＰ波がそのまま出射
される。電気光学素子１２が電圧印加状態にされている
時、電気光学素子１２は、入射するパルスレーザビーム
の偏光軸を９０度旋回させる。これにより、電気光学素
子１２から出射するパルスレーザビームは、偏光板１３
に対してＳ波となる。
出される制御信号ｓｉｇ0に基づいて、パルスレーザビ
ームの偏光軸を旋回させる。電気光学素子１２が電圧無
印加状態にされている時、入射したＰ波がそのまま出射
される。電気光学素子１２が電圧印加状態にされている
時、電気光学素子１２は、入射するパルスレーザビーム
の偏光軸を９０度旋回させる。これにより、電気光学素
子１２から出射するパルスレーザビームは、偏光板１３
に対してＳ波となる。
【００１４】偏光板１３は、Ｐ波をそのまま透過させ、
Ｓ波を反射する。偏光板１３を透過したＰ波は、光軸２
０に沿って伝搬するパルスレーザビームｐｌ1となる。
偏光板１３で反射したＳ波は、他の光軸３０に沿って伝
搬するパルスレーザビームｐｌ2となる。光軸２０に沿
って伝搬するパルスレーザビームｐｌ1は、折返しミラ
ー２１で反射され、第１の走査装置１７に入射する。他
の光軸３０に沿って伝搬するパルスレーザビームｐｌ2
は、第２の走査装置３５に入射する。
Ｓ波を反射する。偏光板１３を透過したＰ波は、光軸２
０に沿って伝搬するパルスレーザビームｐｌ1となる。
偏光板１３で反射したＳ波は、他の光軸３０に沿って伝
搬するパルスレーザビームｐｌ2となる。光軸２０に沿
って伝搬するパルスレーザビームｐｌ1は、折返しミラ
ー２１で反射され、第１の走査装置１７に入射する。他
の光軸３０に沿って伝搬するパルスレーザビームｐｌ2
は、第２の走査装置３５に入射する。
【００１５】第１の走査装置２５は、Ｘ用ガルバノミラ
ー２５ＸとＹ用ガルバノミラー２５Ｙとを含んで構成さ
れる。２つのガルバノミラー２５Ｘ及び２５Ｙを回転移
動させることにより、入射したレーザビームを２次元方
向に走査することができる。ガルバノミラーの回転移動
動作を走査動作と呼ぶこととする。ガルバノミラー２５
Ｘ及び２５Ｙは、制御装置４０から入力される制御信号
ｓｉｇ1により制御される。第２の走査装置３５は、Ｙ
用ガルバノミラー３５ＸとＹ用ガルバノミラー３５Ｙと
を含んで構成され、入射したレーザビームを２次元方向
に走査する。ガルバノミラー３５Ｘ及び３５Ｙは、制御
装置４０から入力される制御信号ｓｉｇ 2により制御さ
れる。
ー２５ＸとＹ用ガルバノミラー２５Ｙとを含んで構成さ
れる。２つのガルバノミラー２５Ｘ及び２５Ｙを回転移
動させることにより、入射したレーザビームを２次元方
向に走査することができる。ガルバノミラーの回転移動
動作を走査動作と呼ぶこととする。ガルバノミラー２５
Ｘ及び２５Ｙは、制御装置４０から入力される制御信号
ｓｉｇ1により制御される。第２の走査装置３５は、Ｙ
用ガルバノミラー３５ＸとＹ用ガルバノミラー３５Ｙと
を含んで構成され、入射したレーザビームを２次元方向
に走査する。ガルバノミラー３５Ｘ及び３５Ｙは、制御
装置４０から入力される制御信号ｓｉｇ 2により制御さ
れる。
【００１６】第１の走査装置２５により走査されたパル
スレーザビーム、及び第２の走査装置３５により走査さ
れたパルスレーザビームは、同一のｆθレンズ３８に入
射する。ｆθレンズ３８は、入射したパルスレーザビー
ムを収束する。収束されたレーザビームは、ＸＹテーブ
ル３９に載置された加工対象物５０に入射する。なお、
ｆθレンズ３８の代わりに、他の収束レンズを用いても
よい。
スレーザビーム、及び第２の走査装置３５により走査さ
れたパルスレーザビームは、同一のｆθレンズ３８に入
射する。ｆθレンズ３８は、入射したパルスレーザビー
ムを収束する。収束されたレーザビームは、ＸＹテーブ
ル３９に載置された加工対象物５０に入射する。なお、
ｆθレンズ３８の代わりに、他の収束レンズを用いても
よい。
【００１７】図２（Ａ）に、加工対象物５０の平面図を
示す。加工対象物５０の表面内に、行列状に配置された
複数の単位加工領域５１が画定されている。単位加工領
域５１の各々は、第１の領域５１ａと第２の領域５１ｂ
とに区分されている。
示す。加工対象物５０の表面内に、行列状に配置された
複数の単位加工領域５１が画定されている。単位加工領
域５１の各々は、第１の領域５１ａと第２の領域５１ｂ
とに区分されている。
【００１８】図１に示した第１の走査装置２５は、レー
ザビームの入射位置を第１の領域５１ａ内の任意の位置
に移動させることができる。第２の走査装置３５は、レ
ーザビームの入射位置を第２の領域５１ｂ内の任意の位
置に移動させることができる。第１及び第２の走査装置
２５及び３５を動作させることにより、１つの単位加工
領域５１内の任意の位置にレーザビームを入射させるこ
とができる。１つの単位加工領域５１の加工が終了する
と、図１に示したＸＹステージ３９を駆動して加工対象
物５０を移動させることにより、他の単位加工領域５１
の加工を行うことができる。
ザビームの入射位置を第１の領域５１ａ内の任意の位置
に移動させることができる。第２の走査装置３５は、レ
ーザビームの入射位置を第２の領域５１ｂ内の任意の位
置に移動させることができる。第１及び第２の走査装置
２５及び３５を動作させることにより、１つの単位加工
領域５１内の任意の位置にレーザビームを入射させるこ
とができる。１つの単位加工領域５１の加工が終了する
と、図１に示したＸＹステージ３９を駆動して加工対象
物５０を移動させることにより、他の単位加工領域５１
の加工を行うことができる。
【００１９】図２（Ｂ）に、加工対象物５０の断面図を
示す。加工対象物５０は、例えば厚さ５０μｍの樹脂製
ベースフィルム５３の両面に、それぞれ厚さ９μｍの銅
箔５２及び５４が密着された３層構造を有する。パルス
レーザビームを複数ショット入射させることにより、こ
の３層を貫通する貫通孔５５を形成することができる。
示す。加工対象物５０は、例えば厚さ５０μｍの樹脂製
ベースフィルム５３の両面に、それぞれ厚さ９μｍの銅
箔５２及び５４が密着された３層構造を有する。パルス
レーザビームを複数ショット入射させることにより、こ
の３層を貫通する貫通孔５５を形成することができる。
【００２０】次に、図３を参照して、振り分け装置１
０、第１及び第２の走査装置２５及び３５の制御方法に
ついて説明する。
０、第１及び第２の走査装置２５及び３５の制御方法に
ついて説明する。
【００２１】図３は、制御信号ｓｉｇ0、ｓｉｇ1、ｓｉ
ｇ2及びパルスレーザビームｐｌ1、ｐｌ2のタイミング
チャートを示す。制御信号ｓｉｇ0に基づき、電気光学
素子１２が電圧無印加状態になっている第１の期間Ｔ１
は、図１に示した電気光学素子１２を通過したパルスレ
ーザビームがＰ波であるため、光軸２０に沿ったパルス
レーザビームｐｌ1が出力され、光軸３０に沿ったパル
スレーザビームｐｌ2は出力されない。このため、第１
の走査装置２５を通過したパルスレーザビームにより穴
開けが行われる。
ｇ2及びパルスレーザビームｐｌ1、ｐｌ2のタイミング
チャートを示す。制御信号ｓｉｇ0に基づき、電気光学
素子１２が電圧無印加状態になっている第１の期間Ｔ１
は、図１に示した電気光学素子１２を通過したパルスレ
ーザビームがＰ波であるため、光軸２０に沿ったパルス
レーザビームｐｌ1が出力され、光軸３０に沿ったパル
スレーザビームｐｌ2は出力されない。このため、第１
の走査装置２５を通過したパルスレーザビームにより穴
開けが行われる。
【００２２】第１の期間Ｔ１中に、制御装置４０は、パ
ルスレーザビームの入射していない第２の走査装置３５
に対して制御信号ｓｉｇ2を送信する。これにより、第
２の走査装置３５は、入射するパルスレーザビームが加
工対象物５０上の所望の位置に入射するように制御され
る。
ルスレーザビームの入射していない第２の走査装置３５
に対して制御信号ｓｉｇ2を送信する。これにより、第
２の走査装置３５は、入射するパルスレーザビームが加
工対象物５０上の所望の位置に入射するように制御され
る。
【００２３】第１の期間Ｔ１の後の第２の期間Ｔ２で
は、制御信号ｓｉｇ0により、電気光学素子１２が電圧
印加状態になる。このため、第２の期間Ｔ２の間は、パ
ルスレーザビームｐｌ1が出力されず、パルスレーザビ
ームｐｌ2が出力される。この前の第１の期間Ｔ１中
に、第２の走査装置３５のガルバノミラー３５Ｘ及び３
５Ｙが駆動され、パルスレーザビームの入射位置が調整
されているため、第２の期間Ｔ２の間に、所望の位置に
穴開けを行うことができる。
は、制御信号ｓｉｇ0により、電気光学素子１２が電圧
印加状態になる。このため、第２の期間Ｔ２の間は、パ
ルスレーザビームｐｌ1が出力されず、パルスレーザビ
ームｐｌ2が出力される。この前の第１の期間Ｔ１中
に、第２の走査装置３５のガルバノミラー３５Ｘ及び３
５Ｙが駆動され、パルスレーザビームの入射位置が調整
されているため、第２の期間Ｔ２の間に、所望の位置に
穴開けを行うことができる。
【００２４】さらに、第２の期間Ｔ２の間に、制御装置
４０は、パルスレーザビームの入射していない第１の走
査装置２５に、制御信号ｓｉｇ1を送信する。これによ
り、第１の走査装置２５のガルバノミラー２５Ｘ及び２
５Ｙが、パルスレーザビームを加工対象物５０上の所望
の位置に入射させるように制御される。
４０は、パルスレーザビームの入射していない第１の走
査装置２５に、制御信号ｓｉｇ1を送信する。これによ
り、第１の走査装置２５のガルバノミラー２５Ｘ及び２
５Ｙが、パルスレーザビームを加工対象物５０上の所望
の位置に入射させるように制御される。
【００２５】第１の期間Ｔ１と第２の期間Ｔ２とを交互
に繰り返すことにより、加工対象物５０の所望の複数の
位置に穴開けを行うことができる。
に繰り返すことにより、加工対象物５０の所望の複数の
位置に穴開けを行うことができる。
【００２６】上記実施例では、レーザ光源１から出射し
たパルスレーザビームの各パルスのエネルギは、分割さ
れることなく加工対象物５０に到達する。このため、加
工対象物５０の表面におけるパルスエネルギ密度を、銅
箔加工に必要とされるしきい値以上に維持することが容
易である。また、上記実施例では、２つの走査装置２５
及び３５が１つのｆθレンズ３８を共用するため、装置
コストの上昇を抑制することができる。
たパルスレーザビームの各パルスのエネルギは、分割さ
れることなく加工対象物５０に到達する。このため、加
工対象物５０の表面におけるパルスエネルギ密度を、銅
箔加工に必要とされるしきい値以上に維持することが容
易である。また、上記実施例では、２つの走査装置２５
及び３５が１つのｆθレンズ３８を共用するため、装置
コストの上昇を抑制することができる。
【００２７】また、上記実施例では、第１の走査装置２
５を駆動している第２の期間Ｔ２の間に、第２の走査装
置３５を通過したパルスレーザビームにより穴開けが行
われる。また、第２の走査装置３５を駆動している第１
の期間Ｔ１の間に、第１の走査装置２５を通過したパル
スレーザビームにより穴開けが行われる。このため、レ
ーザ光源１から出射されたパルスレーザビームのすべて
のパルスが、穴開け加工に有効に利用される。
５を駆動している第２の期間Ｔ２の間に、第２の走査装
置３５を通過したパルスレーザビームにより穴開けが行
われる。また、第２の走査装置３５を駆動している第１
の期間Ｔ１の間に、第１の走査装置２５を通過したパル
スレーザビームにより穴開けが行われる。このため、レ
ーザ光源１から出射されたパルスレーザビームのすべて
のパルスが、穴開け加工に有効に利用される。
【００２８】パルスの繰り返し周波数が１０ｋＨｚ、第
３高調波のパワーが１０Ｗのレーザ光源を用いて、図２
（Ｂ）に示した加工対象物５０に直径５０μｍの貫通孔
５５を形成する場合を考える。厚さ９μｍの銅箔５２及
び５４の各々を貫通する孔を形成するのに必要なショッ
ト数は約１０である。厚さ５０μｍのベースフィルム５
３を貫通する孔を形成するのに必要なショット数は約５
である。このため、２５ショットの照射を行うことによ
り、貫通孔５５を形成することができる。
３高調波のパワーが１０Ｗのレーザ光源を用いて、図２
（Ｂ）に示した加工対象物５０に直径５０μｍの貫通孔
５５を形成する場合を考える。厚さ９μｍの銅箔５２及
び５４の各々を貫通する孔を形成するのに必要なショッ
ト数は約１０である。厚さ５０μｍのベースフィルム５
３を貫通する孔を形成するのに必要なショット数は約５
である。このため、２５ショットの照射を行うことによ
り、貫通孔５５を形成することができる。
【００２９】パルス周波数１０ｋＨｚのパルスレーザビ
ームを２５ショット照射するのに必要な時間は２．５ｍ
ｓである。すなわち、図３に示した期間Ｔ１及びＴ２の
各々は２．５ｍｓになる。ガルバノミラーを駆動してレ
ーザビームの入射位置を移動させるのに必要な時間は約
１ｍｓである。このため、期間Ｔ１及びＴ２の間にガル
バノミラーを駆動してレーザビームの照射準備を完了さ
せることができる。
ームを２５ショット照射するのに必要な時間は２．５ｍ
ｓである。すなわち、図３に示した期間Ｔ１及びＴ２の
各々は２．５ｍｓになる。ガルバノミラーを駆動してレ
ーザビームの入射位置を移動させるのに必要な時間は約
１ｍｓである。このため、期間Ｔ１及びＴ２の間にガル
バノミラーを駆動してレーザビームの照射準備を完了さ
せることができる。
【００３０】これに対し、１つの走査装置のみを使用し
て加工を行う場合には、１つの貫通孔を形成するため
に、２．５ｍｓ＋１ｍｓ＝３．５ｍｓの時間を必要とす
る。実施例のように、パルスレーザビームのパルスエネ
ルギを分割するのではなく、時間軸上に配列した複数の
パルスを、時間軸上で複数の走査装置に振り分けること
により、パルスエネルギ密度を低下させることなく、加
工時間を短縮することができる。
て加工を行う場合には、１つの貫通孔を形成するため
に、２．５ｍｓ＋１ｍｓ＝３．５ｍｓの時間を必要とす
る。実施例のように、パルスレーザビームのパルスエネ
ルギを分割するのではなく、時間軸上に配列した複数の
パルスを、時間軸上で複数の走査装置に振り分けること
により、パルスエネルギ密度を低下させることなく、加
工時間を短縮することができる。
【００３１】上記実施例では、レーザ光源としてＮｄ：
ＹＡＧレーザを用い、その第３高調波を加工に利用した
が、加工対象物に穴開けできるその他のレーザ光源を用
いてもよい。例えば、Ｎｄ：ＹＬＦレーザやＮｄ：ＹＶ
Ｏ4レーザの高調波を用いてもよい。微細で高品質な穴
を形成するためには、波長４００ｎｍ以下の紫外線領域
のレーザビームを使用することが好ましい。
ＹＡＧレーザを用い、その第３高調波を加工に利用した
が、加工対象物に穴開けできるその他のレーザ光源を用
いてもよい。例えば、Ｎｄ：ＹＬＦレーザやＮｄ：ＹＶ
Ｏ4レーザの高調波を用いてもよい。微細で高品質な穴
を形成するためには、波長４００ｎｍ以下の紫外線領域
のレーザビームを使用することが好ましい。
【００３２】上記実施例では、銅箔と樹脂層との積層構
造に貫通孔を形成する場合を説明したが、銅以外の他の
金属箔と樹脂層との積層構造に貫通孔を形成する場合に
も、実施例によるレーザ加工装置を適用することが可能
である。また、貫通孔に限らず、貫通しない凹部を形成
する場合にも適用可能である。
造に貫通孔を形成する場合を説明したが、銅以外の他の
金属箔と樹脂層との積層構造に貫通孔を形成する場合に
も、実施例によるレーザ加工装置を適用することが可能
である。また、貫通孔に限らず、貫通しない凹部を形成
する場合にも適用可能である。
【００３３】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。
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。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数の走査装置で１つの収束レンズを共用することによ
り、装置コストを抑えることができる。また、複数の走
査装置を用い、レーザビームが一部の走査装置を通過し
ている期間に、他の走査装置の走査動作を行うことによ
り、走査動作中も、レーザビームによる加工を継続して
行うことができる。これにより、加工時間の短縮を図る
ことが可能になる。
複数の走査装置で１つの収束レンズを共用することによ
り、装置コストを抑えることができる。また、複数の走
査装置を用い、レーザビームが一部の走査装置を通過し
ている期間に、他の走査装置の走査動作を行うことによ
り、走査動作中も、レーザビームによる加工を継続して
行うことができる。これにより、加工時間の短縮を図る
ことが可能になる。
【図１】 本発明の実施例によるレーザ加工装置の概略
図である。
図である。
【図２】 加工対象物の平面図及び断面図である。
【図３】 実施例による加工対象物のパルスレーザビー
ム及び各種制御信号のタイミングチャートである。
ム及び各種制御信号のタイミングチャートである。
１ レーザ光源
２ パルスレーザビーム
１０ 振り分け装置
１１ 半波長板
１２ 電気光学素子
１３ 偏光板
２０、３０ 光軸
２１ 折返しミラー
２５、３５ 走査装置
３８ ｆθレンズ
３９ ＸＹテーブル
４０ 制御装置
５０ 加工対象物
５１ 単位加工領域
５２、５４ 銅箔
５３ 樹脂製ベースフィルム
５５ 貫通孔
Claims (6)
- 【請求項１】 加工対象物を保持する保持台と、 入射するレーザビームを収束し、収束されたレーザビー
ムを前記保持台に保持された加工対象物に入射させる収
束レンズと、 入射するレーザビームを走査する複数の走査装置であっ
て、該走査装置の各々によって走査されたレーザビーム
が前記収束レンズを通って前記加工対象物に入射するよ
うに配置され、外部からの制御を受けて、前記加工対象
物への該レーザビームの入射位置を移動させる走査動作
を行う複数の走査装置と、 レーザビームを出射するレーザ光源と、 前記レーザ光源から出射したレーザビームを、前記複数
の走査装置から選択された一部の走査装置に入射させ、
時間によって入射先の走査装置を変更する振り分け装置
と、 前記走査装置を制御する制御装置とを有するレーザ加工
装置。 - 【請求項２】 前記制御装置は、前記振り分け装置から
レーザビームが入射していない走査装置に走査動作を行
わせるように、前記走査装置を制御する請求項１に記載
のレーザ加工装置。 - 【請求項３】 前記レーザ光源がパルスレーザビームを
出射し、 前記振り分け装置は、前記レーザ光源から出射したパル
スレーザビームの、時間軸上に配列した複数のパルスの
各々を、前記複数の走査装置から選択された１つの走査
装置に入射させる請求項１または２に記載のレーザ加工
装置。 - 【請求項４】 前記走査装置が２群に分けられており、
前記制御装置は、第１の群の走査装置にレーザビームが
入射している期間に、第２の群の走査装置に走査動作を
行わせ、第２の群の走査装置にレーザビームが入射して
いる期間に、第１の群の走査装置に走査動作を行わせる
請求項１〜３のいずれかに記載のレーザ加工装置。 - 【請求項５】 前記振り分け装置が、 前記レーザ光源から出射したレーザビームが入射し、印
加電圧によってレーザビームの偏光方向を変化させる電
気光学素子と、 前記電気光学素子によって偏光方向を制御されたレーザ
ビームが入射し、偏光方向によって入射するレーザビー
ムの進行方向を変化させる偏光板とを有する請求項１〜
４のいずれかに記載のレーザ加工装置。 - 【請求項６】 レーザ光源から出射したレーザビーム
を、複数の走査装置から選択された一部の走査装置に入
射させ、選択された走査装置で伝搬方向を制御されたレ
ーザビームを収束レンズで収束し、収束されたレーザビ
ームを加工対象物に入射させて該加工対象物を加工する
工程と、 選択された走査装置を通ってレーザビームが前記加工対
象物に入射している期間に、選択されていない走査装置
を通るレーザビームが入射する前記加工対象物上の位置
が移動するように選択されていない走査装置を動作させ
る工程と、 選択されていなかった走査装置から少なくとも一部の走
査装置を選択し、前記レーザ光源から出射したレーザビ
ームの入射先を、今まで選択されていた走査装置から新
たに選択された走査装置に切り換え、新たに選択された
走査装置で伝搬方向を制御されたレーザビームを前記収
束レンズで収束し、収束されたレーザビームを加工対象
物に入射させて該加工対象物を加工する工程とを有する
レーザ加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001386307A JP3604014B2 (ja) | 2001-12-19 | 2001-12-19 | レーザ加工装置及び加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001386307A JP3604014B2 (ja) | 2001-12-19 | 2001-12-19 | レーザ加工装置及び加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003181675A true JP2003181675A (ja) | 2003-07-02 |
| JP3604014B2 JP3604014B2 (ja) | 2004-12-22 |
Family
ID=27595487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001386307A Expired - Fee Related JP3604014B2 (ja) | 2001-12-19 | 2001-12-19 | レーザ加工装置及び加工方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3604014B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008290086A (ja) * | 2007-05-22 | 2008-12-04 | Disco Abrasive Syst Ltd | レーザー加工装置 |
| DE102008027891A1 (de) * | 2008-03-12 | 2009-04-23 | Rofin Sinar Laser Gmbh | Vorrichtung zum simultanen Laserbearbeiten eines oder einer Mehrzahl von Bauteilen |
| CN105598583A (zh) * | 2014-11-18 | 2016-05-25 | 株式会社迪思科 | 激光加工装置 |
| JP2016097432A (ja) * | 2014-11-25 | 2016-05-30 | 株式会社ディスコ | レーザー加工装置 |
-
2001
- 2001-12-19 JP JP2001386307A patent/JP3604014B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008290086A (ja) * | 2007-05-22 | 2008-12-04 | Disco Abrasive Syst Ltd | レーザー加工装置 |
| DE102008024468B4 (de) * | 2007-05-22 | 2016-08-18 | Disco Corporation | Laserbearbeitungsmaschine |
| DE102008027891A1 (de) * | 2008-03-12 | 2009-04-23 | Rofin Sinar Laser Gmbh | Vorrichtung zum simultanen Laserbearbeiten eines oder einer Mehrzahl von Bauteilen |
| CN105598583A (zh) * | 2014-11-18 | 2016-05-25 | 株式会社迪思科 | 激光加工装置 |
| CN105598583B (zh) * | 2014-11-18 | 2019-05-31 | 株式会社迪思科 | 激光加工装置 |
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| JP3604014B2 (ja) | 2004-12-22 |
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