JP2005193259A - レーザ加工方法およびレーザ加工機 - Google Patents
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Abstract
【課題】 加工品質を向上させることができるレーザ加工方法およびレーザ加工装置を提供すること。
【解決手段】 加工に先立ち、設定器12によりレーザパルスの強度の下限値を、設定器22によりレーザパルスの強度の上限値を、それぞれ設定しておく。レーザショット指令aが出力されている期間毎に、比較器11、21により、レーザビームの強度である電圧信号cと下限値および上限値とを比較し、電圧信号cが下限値より大きく、上限値よりも小さい場合は加工を継続し、その他の場合は加工を中止する。
【選択図】 図1
【解決手段】 加工に先立ち、設定器12によりレーザパルスの強度の下限値を、設定器22によりレーザパルスの強度の上限値を、それぞれ設定しておく。レーザショット指令aが出力されている期間毎に、比較器11、21により、レーザビームの強度である電圧信号cと下限値および上限値とを比較し、電圧信号cが下限値より大きく、上限値よりも小さい場合は加工を継続し、その他の場合は加工を中止する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、出力されたレーザパルスの強度を確認しながら加工をするレーザ加工方法およびレーザ加工方法に関する。
電子機器の小型化、高密度実装化に伴い、プリント配線基板は複数の基板を積層した多層配線基板が主流となっている。多層配線基板では、上下に積層された基板間の導電層を電気的に接続する必要がある。そこで、多層配線基板の絶縁層に下層の導電層に達するビアホール(穴)を形成し、ビアホールの内部に導電性メッキを施すことにより、上下に積層された基板間の導電層を電気的に接続している。
ビアホールの形成には、ビアホールの微細化に伴い、高出力のCO2レーザやYAGの高調波を利用したUVレーザが使用される。加工する穴の径は、マスクに形成されたアパーチャ(窓)の像を結像レンズ用いて基板上に転写することにより制御される。そして、ガルバノミラーとfθレンズを組み合せたビームスキャン光学系を用いてレーザ光を走査させることにより高速加工を実現している。また、1つのビアホールに対してレーザ光を複数回に分けて照射することにより、ビアホールの形状精度を向上させている。
プリント配線基板の場合、不導通のビアホールが1つでもあると、そのプリント配線基板は不良となる。
そこで、レーザビームの強度(すなわちエネルギ)が加工できる大きさであったかどうかを確認しながら加工を行うようにしている。
このようにすると、加工が行われなかった穴を早期に発見できるため、加工スループットを向上させることができた。
図3は従来のレーザ加工機の全体構成図、図4はレーザパルスの強度判定回路部の接続図、図5は加工時におけるタイミングチャート図である。
レーザ発振器1は、NC装置3から出力されるパルス状のレーザショット指令aにより、レーザ電源2を介して、パルス状のレーザビーム4を出力する。レーザビーム4の一部(例えば1%)はビームスプリッタ5を透過し、検査用レーザビーム6として検出センサ7に入射する。また、残りのレーザビーム4はビームスプリッタ5により反射され、加工用レーザビーム8として図示を省略する加工部に導かれる。
検出センサ7は検査用レーザビーム6が入射すると、検査用レーザビーム6の強度に応じた電圧信号bを増幅器9に出力する。増幅器9は入力された電圧信号bを係数倍し、電圧信号cとして強度判定回路部10に出力する。
図4に示すように、強度判定回路部10の比較器11は電圧信号cと設定器12により予め設定されている電圧信号dとを比較し、電圧信号cが電圧信号dよりも大きい、すなわち電圧信号cの電圧が電圧信号dの電圧よりも高い場合、OK信号eを同期回路13に出力する。
同期回路13は、図6に示すように、レーザショット指令aが開始されてから解除されるまでの期間(同図における期間T4、T5)、OK信号eの有無を監視する。そして、レーザショット指令aの立ち下がり時までにOK信号eが受信されなかった場合は(同図における期間T5)、レーザショット指令aの立ち下がりに合わせてアラーム信号fをNC装置3に出力する。NC装置3は、同期回路13(すなわち強度判定回路部10)からアラーム信号fを受信すると、図示を省略する表示装置にアラームメッセージを表示させて加工を中止する。また、アラーム信号fが受信されなかった場合は(同図に示す期間T4)、加工を継続する。
このように、レーザビームの強度が加工できる大きさであることを確認しながら加工をすると、加工不良を直ちに発見することができるので、加工能率を向上させることができた。
しかし、何らかの原因で、レーザパルスの強度が大きくなる場合がある。このような場合、穴径が大きくなる等の加工不良が発生するため、加工品質にばらつきが発生した。
本発明の目的は、上記従来技術における課題を解決し、加工品質を向上させることができるレーザ加工方法およびレーザ加工装置を提供するにある。
上記の目的を達成するため、請求項1の発明は、レーザ加工方法として、出力されたレーザパルスの強度が予め設定する有限の範囲にあることを確認しながら加工をすることを特徴とする。
また、請求項2の発明は、レーザパルスの強度を検出するセンサと、比較器と、を備え、出力されたレーザパルスの強度を確認しながら加工をするレーザ加工機において、出力されたレーザパルスが予め定める有限の上限値と下限値の間にあることを確認しながら加工をすることを特徴とする。
本発明によれば、レーザビームの強度の上限値と下限値を定めて加工をするので加工品質を均一なものとすることができる。
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
図1は本発明に係る強度判定回路部のブロック図、図2は、加工時におけるタイミングチャートである。なお、レーザ加工機の全体構成図は従来のものと実質的に同じであるので図示を省略する。また、図3、4と同じものまたは同一機能のものは同一の符号を付して重複する説明を省略する。
本発明に係る強度判定回路部20は、強度判定回路部10の構成に加え、第2の比較器21と第2の設定器22と第2の同期回路23を備え、さらにORゲート24を備えている。
比較器21の入力側は設定器22と増幅器9の出力側に接続され、出力側は同期回路23の一方の端子に接続されている。そして、ORゲート24の入力側は同期回路13、23 の出力側に接続され、出力側はNC装置3に接続されている。
次に、この実施形態の動作を説明する。
加工条件を変更する場合は、予め設定器12にレーザ強度の下限値を、設定器22にレーザ強度の上限値を、設定しておく。
加工時、比較器11は従来の場合と同様に、レーザショット指令aが開始されてから解除されるまでの期間(同図における期間T1、T2、T3)、電圧信号cと電圧信号dとを比較し、電圧信号cが電圧信号dよりも大きくなった場合は、OK信号eを同期回路13に出力する。
同期回路13は、レーザショット指令aが開始されてから解除されるまでの期間、OK信号eの有無を監視し、レーザショット指令aが立ち下がり時までにOK信号eが受信されなかった場合は(同図における期間T2)、レーザショット指令aの立ち下がりに合わせてアラーム信号f1をORゲート24に出力する。
一方、比較器21は、電圧信号cと設定器22により設定された電圧信号gとを比較し、レーザショット指令aが開始されてから解除されるまでの期間のいずれかの時点で電圧信号cが電圧信号gよりも大きくなった場合は、NG信号hを同期回路23に出力する。同期回路23は、レーザショット指令aが開始されてから解除されるまでの期間NG信号hの有無を監視し、レーザショット指令aがこの期間のいずれかの時点でNG信号hが受信された場合は(同図における期間T3)、レーザショット指令aの立ち下がりに合わせてアラーム信号f2をORゲート24に出力する。
ORゲート24は、アラーム信号f1とアラーム信号f2の有無を確認し、いずれか一方が入力されている場合には、レーザショット指令aの立ち下がりに合わせてアラーム信号f3をNC装置3に出力する。
NC装置3は、強度判定回路部20からアラーム信号f3を受信すると、図示を省略する表示装置にアラームメッセージを表示させて加工を中止する。また、アラーム信号f3が受信されなかった場合は、加工を継続する。
このように、本発明では、設定器を2個設け、レーザビームの強度の上限値と下限値を定めて加工をするので加工品質を均一なものとすることができる。
なお、この実施形態では、設定器11、21をアナログ式のものにしたが、デジタル式のものとし、デジタル信号をD/Aコンバータを用いてアナログ電圧に変換するようにしてもよい。
このように構成すると、加工条件プログラムに上限値と下限値を設定しておくことにより、加工条件が変更される毎に手動で上限値と下限値を設定する必要がない。
11 比較器
12 設定器
21 比較器
22 設定器
a レーザショット指令
c 電圧信号
12 設定器
21 比較器
22 設定器
a レーザショット指令
c 電圧信号
Claims (2)
- 出力されたレーザパルスの強度が予め設定する有限の範囲にあることを確認しながら加工をすることを特徴とするレーザ加工方法。
- レーザパルスの強度を検出するセンサと、比較器と、を備え、出力されたレーザパルスの強度を確認しながら加工をするレーザ加工機において、
出力されたレーザパルスが予め定める有限の上限値および下限値の間にあることを確認しながら加工をすることを特徴とするレーザ加工機。
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Publications (1)
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- 2004-01-05 JP JP2004000561A patent/JP2005193259A/ja not_active Withdrawn
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