JP2004122174A - レーザ加工方法及びレーザ加工装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】加工対象物にレーザビームを入射させ、レーザ加工を行いながら、レーザ加工によって、加工対象物から飛散した飛散物の帯電極性とは、逆極性のイオンを、飛散物の飛散経路に供給する。若しくは、該レーザ加工によって、該加工対象物から飛散し、帯電した飛散物に、該加工対象物から遠ざかる向きの力を与える電場を発生させる。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明はレーザビームを用いた加工方法及び加工装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
レーザビームを用いて、プリント基板、パッケージ基板、グリーンシート等の加工対象物に穴開け加工を行う際、穴を開けられた位置の加工対象物の一部が、多くは微粉の形で、穴の周囲に飛散する。この加工飛散物は帯電しているため、加工した穴の周囲に落下すると、静電気力により加工対象物表面に付着する。また、加工対象物の表面が帯電すると、空気中に浮遊している浮遊物も、加工対象物表面に付着しやすくなる。
【0003】
これまでは、加工を行う位置に送風を行い、飛散物を吹き飛ばすことにより、加工対象物表面に付着する付着物を少なくしていた。また、粘着テープを加工対象物の表面に貼って剥がすことで、付着物を除去していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、送風による方法では、静電気力で加工対象物表面に付着した付着物を除去することは難しい。また、粘着テープを用いる方法では、粘着テープの交換を頻繁に行わねばならず、更に、比較的大きな付着物を除去することはできても、小さな埃等を、かえって付着させるという問題も生じていた。
【0005】
また、加工対象物表面に付着物を残したまま、デスミア処理やメッキ処理を行うと、付着部分の処理が不完全になりやすい。
【0006】
本発明の目的は、加工対象物に付着する付着物を少なくするレーザ加工方法及びレーザ加工装置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れば、加工対象物にレーザビームを入射させ、レーザ加工を行いながら、該レーザ加工によって、該加工対象物から飛散した飛散物の帯電極性とは、逆極性のイオンを、飛散物の飛散経路に供給するレーザ加工方法が提供される。
【0008】
このレーザ加工方法によれば、帯電して飛散した飛散物を、電気的に中性に近づけることにより、加工対象物に付着しにくくすることができる。
【0009】
また、本発明の他の観点によれば、加工対象物を保持する保持手段と、前記保持手段に保持された加工対象物の表面にレーザビームを入射させるレーザ光学系と、前記保持手段に保持された加工対象物の表面上の空間にイオンを供給するイオン供給装置とを有するレーザ加工装置が提供される。
【0010】
このレーザ加工装置を用いてレーザ加工を行えば、加工対象物に付着する付着物を少なくすることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の第1の実施例によるレーザ加工方法に用いるレーザ加工装置を示す概略図である。レーザ光源1、たとえばCO2レーザから、レーザビームが出射される。レーザビームは、貫通孔を有するマスク2によって、断面の形状をたとえば円形に整形される。レーザビームは、必要に応じて配置される反射ミラー3で反射された後、ガルバノスキャナ4に入射する。ガルバノスキャナ4は、一対の揺動可能な反射鏡を含んで構成され、レーザビームを2次元方向に走査する。ガルバノスキャナ4で走査されたパルスレーザビームはfθレンズ5を透過して、加工対象物であるプリント基板10に入射する。プリント基板10は、ステージ11の可動面上に載置されている。fθレンズ5は、マスク2の貫通孔をプリント基板10の表面に結像させる。集塵装置9が、fθレンズ5の下方で、プリント基板10の上方に配置されている。集塵装置9は、イオナイザ6、送風器7、吸引装置8を含んで構成され、プリント基板10が加工されるときに生じる加工飛散物を、プリント基板10に付着しにくくする。集塵装置9については、後に詳述する。
【0012】
図2は、プリント基板10の概略的な断面図である。たとえば銅で形成された金属層21表面に、たとえばエポキシ樹脂で形成された樹脂層22が積層されている。レーザビームが、樹脂層22に入射すると、樹脂層22に、穴22aが開く。穴22aは、金属層21に達する。
【0013】
樹脂層22に穴22aが開く際、樹脂層22の一部が、細かな粒子となって、樹脂層22から飛散する。飛散物23とは、この細かな粒子のうち、空中にあるものをいう。飛散物23は、一般に、正に帯電している。このため、飛散物23は、静電気力によって、樹脂層22に引き寄せられて、強く付着し、付着物24となる。
【0014】
イオナイザ6は、飛散物23及び付着物24の帯電量の総量を算出し、その電気的な中和のために必要なイオン(マイナスイオン)を生成する。送風器7は、イオナイザ6で生成されたマイナスイオンを、穴22aが形成される位置の樹脂層22の近傍に移送する。このマイナスイオンによって、正に帯電している飛散物23及び付着物24は、電気的に中和される。樹脂層22に付着した付着物24は、除電されるため、送風器7からの送風によって、容易に樹脂層22の表面から分離される。吸引装置8は、電気的に中和された飛散物23及び付着物24を吸い込む。イオナイザ6、送風器7及び吸引装置8を含んで構成される集塵装置9により、加工中及び加工後に、プリント基板10に付着する付着物を少なくすることができる。
【0015】
ここでは、正に帯電している飛散物23を電気的に中和するために、プリント基板10表面上の空間にマイナスイオンを供給した。一般的には、飛散物23の帯電極性とは逆極性のイオンを供給することにより、加工対象物表面に付着する付着物を少なくすることができる。また、完全に中和が行われなくても、飛散物23の帯電量の絶対値を小さくするように、イオンを供給することにより、加工対象物表面に付着する付着物を少なくすることができる。
【0016】
なお、第1の実施例によるレーザ加工方法に用いたレーザ加工装置は、イオナイザ6と送風器7とを備えていたが、これらに替えて、たとえば送風機能を有するイオナイザを使用することもできる。
【0017】
図3は、本発明の第2の実施例によるレーザ加工方法に用いるレーザ加工装置の概略図である。図1に示すレーザ加工装置から、イオナイザ6、送風器7及び吸引装置8を含んで構成される集塵装置9が除かれている。それに代わって、fθレンズ5とプリント基板10との間に配置された負電極板31、ステージ11の下方に配置された正電極板32、負電極板31と正電極板32との間に電圧を印加する電圧源33、及び吸引装置8を含んで構成される集塵装置34が加入されている。集塵装置34も、プリント基板10が加工されるときに生じる加工飛散物を、プリント基板10に付着しにくくする。
【0018】
レーザ光源1、たとえばCO2レーザから出射されたレーザビームが、図1に示したレーザ加工装置の場合と同じ経路を辿って、fθレンズ5に入射する。fθレンズ5を透過したレーザビームは、負電極板31の設けられている位置を通過する。レーザビームは、負電極板31に遮られることなく、プリント基板10に入射する。プリント基板10は、ステージ11上に載置されている。ステージ11の下方に、正電極板32が設置されている。電圧源33により、正電極板32から負電極板31に向かう方向に、電場が生じている。
【0019】
レーザビームが、プリント基板10の樹脂層22に照射され、穴22aが開けられると、前述のように、正に帯電した飛散物23及び付着物24が生じる。負電極板31と正電極板32との間に形成される電場により、飛散物23及び付着物24は、負電極板31に向かって移動され、吸引装置8によって吸い込まれる。集塵装置34により、プリント基板10に付着する付着物を少なくすることができる。なお、集塵装置34に送風器を加え、吸引装置8による、飛散物23の吸引を補助することもできる。一般に、帯電した飛散物に、加工対象物から遠ざかる向きの力を与える電場を発生させた状態でレーザ加工を行うことにより、加工対象物に付着する付着物を少なくすることができる。なお、加工対象物表面に垂直に電場を発生させる必要はない。交差する方向であればよい。
【0020】
第1及び第2の実施例によるレーザ加工方法には、CO2レーザのほか、紫外領域の波長のレーザビーム、全固体レーザ発振器の2倍高調波等を用いることができる。
【0021】
また、加工対象物として、金属層上に樹脂層が積層されたプリント基板10を考えたが、同じような積層構造で形成されたパッケージ基板や、セラミックスで形成されたグリーンシート等を加工することもできる。
【0022】
更に、第1及び第2の実施例においては、ガルバノスキャナ4を用いたレーザ加工装置を考えたが、ガルバノスキャナ4の代わりに、ポリゴンミラーを含むスキャナを用いてもよい。また、加工対象物上の広い範囲に、一度にレーザビームを照射することのできる、大面積一括照射装置等に、本発明の実施例に含まれる集塵装置を付加することもできる。
【0023】
以上、実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに限定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は自明であろう。
【0024】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、加工対象物に付着する付着物を少なくするレーザ加工方法及びレーザ加工装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例によるレーザ加工方法に用いるレーザ加工装置の概略図である。
【図2】プリント基板の概略的な断面図である。
【図3】本発明の第2の実施例によるレーザ加工方法に用いるレーザ加工装置の概略図である。
【符号の説明】
1 レーザ光源
2 マスク
3 反射ミラー
4 ガルバノスキャナ
5 fθレンズ
6 イオナイザ
7 送風器
8 吸引装置
9 集塵装置
10 プリント基板
11 ステージ
21 金属層
22 樹脂層
22a 穴
23 飛散物
24 付着物
31 負電極板
32 正電極板
33 電圧源
34 集塵装置
Claims (7)
- 加工対象物にレーザビームを入射させ、レーザ加工を行いながら、該レーザ加工によって、該加工対象物から飛散した飛散物の帯電極性とは、逆極性のイオンを、飛散物の飛散経路に供給するレーザ加工方法。
- 加工対象物にレーザビームを入射させ、レーザ加工を行いながら、該レーザ加工によって、該加工対象物から飛散した飛散物の帯電量の絶対値を小さくするレーザ加工方法。
- 加工対象物にレーザビームを入射させてレーザ加工を行う方法であって、該レーザ加工によって該加工対象物から飛散し、帯電した飛散物に、該加工対象物から遠ざかる向きの力を与える電場を発生させた状態でレーザ加工を行う方法。
- 加工対象物を保持する保持手段と、
前記保持手段に保持された加工対象物の表面にレーザビームを入射させるレーザ光学系と、
前記保持手段に保持された加工対象物の表面上の空間にイオンを供給するイオン供給装置と
を有するレーザ加工装置。 - 前記イオン供給装置が、加工対象物の表面上の空間の帯電極性とは逆極性のイオンを供給する請求項4に記載のレーザ加工装置。
- 加工対象物を保持する保持手段と、
前記保持手段に保持された加工対象物の表面にレーザビームを入射させるレーザ光学系と、
前記保持手段に保持された加工対象物の表面と交差する方向の電場を発生させる電場発生手段と
を有するレーザ加工装置。 - 前記電場発生手段が、前記保持手段に保持された加工対象物の背面に配置された第1の電極と、該加工対象物の表面の上方に配置された第2の電極と、前記第1及び第2の電極の間に電圧を印加する電圧源とを含んで構成される請求項6に記載のレーザ加工装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002289403A JP2004122174A (ja) | 2002-10-02 | 2002-10-02 | レーザ加工方法及びレーザ加工装置 |
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JP2004122174A true JP2004122174A (ja) | 2004-04-22 |
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JP (1) | JP2004122174A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013243245A (ja) * | 2012-05-21 | 2013-12-05 | Japan Steel Works Ltd:The | パーティクル捕集機構付きレーザアニール装置 |
WO2014102008A3 (de) * | 2012-12-28 | 2014-08-28 | Laser Zentrum Hannover E.V. | Verfahren zum erzeugen von strukturen auf einer oberfläche eines werkstücks |
JP2020028910A (ja) * | 2018-08-24 | 2020-02-27 | ファナック株式会社 | 加工条件調整装置及び機械学習装置 |
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2002
- 2002-10-02 JP JP2002289403A patent/JP2004122174A/ja active Pending
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US11318565B2 (en) | 2018-08-24 | 2022-05-03 | Fanuc Corporation | Machining condition adjustment device and machine learning device |
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