JP2009252892A - レーザ加工方法、プリント基板製造方法およびレーザ加工装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 両面基板の一方の面から貫通穴を作成する位置にレーザ光を照射して絶縁層の途中までの途中加工穴を作成する段階で、同じ一方の面にレーザ光の照射位置をずらしながら加工を行うトレパニング加工により貫通基準穴を作成することにより、貫通基準穴の完成度を向上することができる。これにより、裏面側からの加工に際し、貫通基準穴位置の認識精度が向上し、表面からあけた加工穴と裏面側からあけた加工穴の位置ずれを防止することができる。
【選択図】 図2
Description
図1は、この発明を実施するための実施の形態1におけるレーザ加工方法もしくは基板製造方法を実施する、レーザ加工装置を示すものである。レーザ発振器110より出力されたパルスレーザ光1は、1組のガルバノスキャナー3によって駆動される1組のスキャンミラー2により反射され、2次元的に走査される。そして、反射したレーザ光1をfθレンズ4で集光して、両面基板19に照射する。両面基板19は、水平方向に移動可能な加工テーブル5上に、冶具板18を介して真空吸着され固定されている。ガルバノスキャナー3でレーザ光1を走査しきれない範囲には、両面基板19を固定している加工テーブル5自体を水平に移動させて対応し、両面基板19全体へのレーザ光1の照射を行って穴開け加工を実施する。また、貫通基準穴11の上方には、貫通基準穴11の座標を読み取るカメラ25が配置されている。また、加工テーブル5外には、加工テーブル5に対して両面基板19の搬出入を行う基板運搬手段22と、この基板運搬手段22によって搬出された両面基板19の表裏を反転させる、基板表裏反転手段23が設けられている。さらに、カメラ25からの情報を読み取るとともに、レーザ発振器110、ガルバノスキャナー3、基板搬出手段22、基板表裏反転手段23の動作を制御する制御部100を備えている。
図2は、貫通穴6を作成するステップを、両面基板19の断面で見た模式図である。まず、図2(a)および(b)に示すように、制御部100によりレーザ発振器110、ガルバノスキャナー3が制御され、両面基板19の裏面加工時の基準となる貫通基準穴11を、レーザ光を少しづつずらして重ね合わせるトレパニング加工により複数作成する。トレパニング加工については後で詳述する。次に、図2(c)に示すように、制御部100によりガルバノスキャナー3等が制御され、両面基板の表面にレーザ光1を照射することにより、所望の適切な穴径で表面の金属箔8aを貫通し、絶縁層9の途中で加工が止まるような条件で加工穴6a(途中加工穴とも呼ぶ)を、所定の位置に所望の数だけ作成する。
なお、上記説明では、両面基板を反転させ一方向からレーザ照射を行っているが、両面基板を反転させずに、レーザ照射を裏面側からもできるような構成としても良い。
オペレータが、貫通基準穴を含む加工の元データ(NCデータ)の作成時に、貫通基準穴を作成する座標とともに貫通基準穴を作成するコード(例えばTコード)を元データに記載しておく。レーザ加工装置の制御部100は、貫通基準穴を作成する動作条件プログラムを記憶しておき、制御部100にてこの元データを加工プログラムに変換するに当たり、貫通基準穴の作成コードがあれば、この記憶している貫通基準穴作成プログラムを挿入して、加工プログラムを作成する。
このように、レーザ加工装置の制御部に、貫通基準穴の加工プログラムを記憶し、元データの貫通基準穴を示すコードがあれば、この貫通基準穴加工プログラムを挿入するツールを備えることで、オペレータは簡易に貫通基準穴をトレパニング加工で実施することができる。
レーザ光の照射位置をずらして照射する場合の典型的なパターンを、図6に示す。図6は、両面基板の表面上のレーザ光照射の様子を示した模式図である。図6に示したように、パルス状のレーザ光を1ショット照射するごとに、少しづつレーザ光の照射位置をずらしながら、大きな径の穴を作成する。レーザ光のずらす量は適宜設定すれば良いが、レーザ光の照射径の半径程度で良い。また、レーザ光のずらし方であるが、貫通基準穴の径がレーザ光の照射径の2倍よりも大きいときには、図6(a)のように、渦巻状にレーザ光の照射位置をずらせば良い。また、貫通基準穴の径がレーザ光の照射径の2倍程度であれば、図6(b)のように、円を描くようにレーザ光の照射位置をずらせば良い。更に貫通基準穴の穴径が小径である場合、図6(c)のようにレーザ光の照射位置をずらすことで加工が可能となる。
図7(a)〜(c)により、図6に示したレーザ光のずらし経路の1周目が完了し、次に2周目の照射を開始する。図7(d−1)は2周目のレーザ光の照射の様子で、図7(d−2)はこの時の両面基板の裏面から見た貫通基準穴の貫通の様子を示した図である。図7の場合は、2周目のレーザ光の照射で、両面基板の裏面まで加工穴が貫通している。図7(e)はさらに2周目のレーザ光の照射を進めた状態の図である。図7(e−1)は両面基板の断面、図7(e−2)は両面基板の裏面側の様子を示しているが、図7(e−2)に示すように、ほぼ貫通基準穴が完成した状態を示している。
基板へのレーザ加工を行う場合、図8に示したように集光レンズ26でレーザ光1を絞って照射するため、レーザ光1が焦点を結ぶ位置13が存在する。通常、プリント基板等を加工する場合、焦点の位置13を基板表面付近に合わせるため、裏面金属箔8bは焦点位置からずれてしまう。この場合でも、図9に示すように加工穴の側面6等でレーザ光が反射することにより、反射したレーザ光16のエネルギーは、裏面金属箔8bまで到達し、裏面金属箔8bが加工可能となる。しかし、単位面積当たりのエネルギー密度の低下は回避できず、結果として表面と比較して加工品質が劣化する。もちろん、レーザ光のエネルギーが到達しなければ、加工そのものも出来ないことになる。レーザ光のエネルギー伝達は、裏面金属箔貫通の上で重要な要素である。
なお、基板の搬入搬出時には、真空吸着をOFFして行われる。こうした真空吸着が外れた状態の場合の加工テーブル上での治具板のずれを防ぐため、固定ピン24での固定も同時に必要である。
2 スキャンミラー
3 ガルバノスキャナー
4 fθレンズ
5 加工テーブル
6 加工穴
8 金属箔
9 絶縁層
11 貫通基準穴
18 冶具板
19 両面基板
22 基板運搬手段
23 基板表裏反転手段
24 固定ピン
25 カメラ
29 ブロア
217 吸着穴
218 貫通穴
250 ダクト
Claims (5)
- 絶縁層の両面に金属箔が存在する両面基板へレーザ光を用いて貫通穴加工を行うレーザ加工方法において、
両面基板の一方の面にレーザ光を照射し、このレーザ光の照射位置をずらしながら加工を行うトレパニング加工により加工の基準となる前記両面基板を貫通する貫通基準穴を作成する工程と、
前記両面基板のその一方の面から貫通穴を作成する位置にレーザ光を照射し、絶縁層の途中までの途中加工穴を作成する工程と、
前記貫通基準穴を作成する工程および途中加工穴を作成する工程の後に、、前記両面基板に作成された貫通基準穴の位置を検知する工程と、
この検知された前記貫通基準穴の位置を基準とし、前記両面基板の他方の面から貫通穴を作成する位置にレーザ光を照射し、前記一方の面からの途中加工穴に接続する加工穴を作成する工程と、
を備えたレーザ加工方法。 - 前記貫通基準穴を作成する工程後に、前記途中加工穴を作成する工程を行う請求項1に記載のレーザ加工方法。
- 絶縁層の両面に金属箔が存在する両面基板へレーザ光を用いて貫通穴加工を行うレーザ加工装置において、
レーザ光を出射するレーザ発振器と、
前記レーザ発振器から出射されたレーザ光を被加工物上で2次元的に走査するガルバノスキャナーと、
レーザ光の照射位置をずらしながら加工を行うトレパニング加工により貫通基準穴を作成する加工プログラムを記憶し、この加工プログラムを用いて前記レーザ発振器とガルバノスキャナーの動作を制御して貫通基準穴を作成する制御手段と、
を備えたレーザ加工装置。 - 前記制御手段は、
前記制御手段に入力されるNCプログラム中に、貫通基準穴作成のコードが存在した場合、該コードを前記貫通基準穴を作成する加工プログラムに置き換えつつ、NCプログラムを加工プログラムに変換し、変換した加工プログラムに従い前記レーザ発振器とガルバノスキャナーの動作を制御するものである請求項3に記載のレーザ加工装置。 - 貫通穴を備えた絶縁層の両面に金属箔が存在する両面基板の製造方法において、
両面基板の一方の面から貫通穴を作成したい位置にレーザ光を照射し、絶縁層の途中までの途中加工穴を作成する工程と、
前記両面基板のその一方の面にレーザ光を照射し、このレーザ光の照射位置をずらしながら加工を行うトレパニング加工により加工の基準となる前記両面基板を貫通する貫通基準穴を作成する工程と、
前記貫通基準穴を作成する工程および途中加工穴を作成する工程の後に、、前記両面基板に作成された貫通基準穴の位置を検知する工程と、
この検知された前記貫通基準穴の位置を基準とし、前記両面基板の他方の面から貫通穴を作成する位置にレーザ光を照射し、前記一方の面からの途中加工穴に接続する加工穴を作成する工程と、
を備えた貫通穴を備えた両面基板の製造方法。
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