JP2004122174A

JP2004122174A - レーザ加工方法及びレーザ加工装置

Info

Publication number: JP2004122174A
Application number: JP2002289403A
Authority: JP
Inventors: Shiro Hamada; 浜田　史郎
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-10-02
Filing date: 2002-10-02
Publication date: 2004-04-22

Abstract

【課題】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。
【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

【０００１】
【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ＣＯ_２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ＣＯ_２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、ＣＯ_２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

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。