JP2015077672A - Perforation hole formation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザ光を用いて絶縁基板に貫通孔を形成する装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for forming a through hole in an insulating substrate using laser light.
従来より、レーザ光源からのレーザ光を絶縁基板に照射することにより、絶縁基板に貫通孔を形成する技術が知られている。 Conventionally, a technique for forming a through hole in an insulating substrate by irradiating the insulating substrate with laser light from a laser light source is known.
また、最近では、レーザ溶融式放電除去技術を利用して、絶縁基板に貫通孔を開ける技術が開示されている(例えば特許文献1)。この方法では、レーザ光照射と電極間放電現象とを組み合わせることにより、絶縁基板に貫通孔を形成できる。 Recently, a technique for making a through hole in an insulating substrate using a laser melting type discharge removing technique has been disclosed (for example, Patent Document 1). In this method, the through hole can be formed in the insulating substrate by combining the laser beam irradiation and the interelectrode discharge phenomenon.
前述のように、レーザ溶融式放電除去技術では、レーザ光照射で絶縁基板を溶融した後、電極間放電現象によって溶融した絶縁材料を除去し、絶縁基板に貫通孔を形成できる。 As described above, in the laser melting type discharge removal technique, after the insulating substrate is melted by laser light irradiation, the insulating material melted by the interelectrode discharge phenomenon is removed, and a through hole can be formed in the insulating substrate.
ここで、従来のレーザ溶融式放電除去方法では、しばしば、レーザ光照射後の放電の際に、適正な場所で放電が生じないという問題が生じ得る。例えば、貫通孔形成目標位置にレーザ光を照射して、電極間放電により、この貫通孔形成目標位置で放電を生じさせようとした際に、貫通孔形成目標位置では放電が生じず、既に形成された貫通孔(既貫通孔)を介して、放電が生じる場合がある。このような現象が生じた場合、既貫通孔に余分なエネルギーが投入されてしまい、既貫通孔にクラックが生じる危険性が高まるという問題がある。 Here, in the conventional laser melting type discharge removal method, there is often a problem that no discharge occurs at an appropriate place in the discharge after the laser light irradiation. For example, when a laser beam is irradiated to the through hole formation target position and an electric discharge is generated at the through hole formation target position by the inter-electrode discharge, the discharge is not generated at the through hole formation target position and is already formed. Discharge may occur through the formed through hole (existing through hole). When such a phenomenon occurs, there is a problem in that excess energy is input to the already formed through hole, and a risk that a crack is generated in the already formed through hole is increased.
本発明は、このような背景に鑑みなされたものであり、本発明では、所望の貫通孔形成目標位置で放電を発生させることが可能な貫通孔形成装置を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of such a background, and an object of this invention is to provide the through-hole formation apparatus which can generate discharge in a desired through-hole formation target position.
本発明では、
第1および第2の表面を有する絶縁基板の前記第1の表面に向かってレーザ光を照射するレーザ光源と、
前記絶縁基板の前記第1の表面側に配置される針状の第1の電極および前記絶縁基板の前記第2の表面側に配置される第2の電極と、
前記第1および第2の電極間で放電を発生させる直流高圧電源と、
遮蔽板と、
を有し、
前記絶縁基板に既に形成されている貫通孔を既貫通孔と称し、該既貫通孔が形成されている位置を既貫通孔形成位置と称し、前記絶縁基板に次に形成される貫通孔を対象貫通孔と称し、該対象貫通孔が形成される位置を対象貫通孔形成位置と称したとき、
前記遮蔽板は、前記第1の電極の先端と前記対象貫通孔形成位置の間の距離をdtとしたとき、前記第1の電極の先端と前記既貫通孔形成位置の間の距離daが関係式da≦dtを満たす前記既貫通孔と前記第1の電極の先端の間に介在するように配置されることを特徴とする貫通孔形成装置が提供される。
In the present invention,
A laser light source for irradiating a laser beam toward the first surface of the insulating substrate having the first and second surfaces;
A needle-like first electrode disposed on the first surface side of the insulating substrate and a second electrode disposed on the second surface side of the insulating substrate;
A direct-current high-voltage power source for generating a discharge between the first and second electrodes;
A shielding plate;
Have
A through-hole already formed in the insulating substrate is referred to as an existing through-hole, a position where the existing through-hole is formed is referred to as an existing through-hole forming position, and a through-hole formed next in the insulating substrate is targeted. When referred to as a through hole, the position where the target through hole is formed is referred to as the target through hole formation position,
The shielding plate has a distance d a between the tip of the first electrode and the existing through hole forming position, where dt is a distance between the tip of the first electrode and the target through hole forming position. Is provided so as to be interposed between the existing through hole satisfying the relational expression d a ≦ dt and the tip of the first electrode.
ここで、本発明による貫通孔形成装置において、前記遮蔽板は、前記第1の電極に対して、位置が固定されていてもよい。 Here, in the through hole forming apparatus according to the present invention, the position of the shielding plate may be fixed with respect to the first electrode.
また、本発明による貫通孔形成装置において、前記遮蔽板は、単一の開口孔を有し、該開口孔を介して前記放電が発生してもよい。 In the through hole forming apparatus according to the present invention, the shielding plate may have a single opening hole, and the discharge may be generated through the opening hole.
また、本発明による貫通孔形成装置において、前記遮蔽板は、100μm〜2mmの範囲の厚さを有してもよい。 Moreover, the through-hole formation apparatus by this invention WHEREIN: The said shielding board may have thickness of the range of 100 micrometers-2 mm.
また、本発明による貫通孔形成装置において、前記遮蔽板は、樹脂、セラミックまたはガラスで構成されてもよい。 Moreover, the through-hole formation apparatus by this invention WHEREIN: The said shielding board may be comprised with resin, a ceramic, or glass.
また、本発明による貫通孔形成装置において、前記絶縁基板は、ガラス基板であってもよい。 In the through hole forming apparatus according to the present invention, the insulating substrate may be a glass substrate.
また、本発明による貫通孔形成装置において、前記第2の電極は、略板状であってもよい。 In the through hole forming apparatus according to the present invention, the second electrode may be substantially plate-shaped.
また、本発明による貫通孔形成装置において、前記対象貫通孔形成位置と前記既貫通孔形成位置の中心間距離の最小値は、50μm〜500μmの範囲であってもよい。 In the through-hole forming apparatus according to the present invention, the minimum value of the center-to-center distance between the target through-hole forming position and the existing through-hole forming position may be in the range of 50 μm to 500 μm.
本発明では、所望の貫通孔形成目標位置で放電を発生させることが可能な貫通孔形成装置を提供できる。 In the present invention, it is possible to provide a through-hole forming apparatus capable of generating discharge at a desired through-hole forming target position.
以下、図面を参照して、本発明について説明する。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings.
(レーザ溶融式放電除去技術について)
本発明についてより良く理解するため、まず、図1を参照して、レーザ溶融式放電除去技術について、簡単に説明する。
(About laser melting discharge removal technology)
In order to better understand the present invention, first, a laser melting type discharge removing technique will be briefly described with reference to FIG.
図1には、レーザ溶融式放電除去技術に利用される、一般的なレーザ溶融式放電除去装置の構成の一例を概略的に示す。 FIG. 1 schematically shows an example of the configuration of a general laser melting type discharge removing apparatus used in the laser melting type discharge removing technique.
ここで、本願において、「レーザ溶融式放電除去技術」とは、レーザ光照射で絶縁基板を溶融した後、電極間放電現象によって溶融した絶縁材料を除去し、絶縁基板に貫通孔を形成する技術を意味する。 Here, in this application, “laser melting type discharge removal technology” is a technology in which an insulating substrate is melted by laser light irradiation, and then the insulating material melted by an interelectrode discharge phenomenon is removed to form a through hole in the insulating substrate. Means.
図1に示すように、このレーザ溶融式放電除去装置100は、レーザ光源110と、直流高圧電源125と、第1の電極140および第2の電極145とを有する。
As shown in FIG. 1, the laser melting type
レーザ光源110は、被加工対象となる絶縁基板190に向かってレーザ光113を照射する役割を有する。
The
第1の電極140および第2の電極145は、それぞれ、導体150および155と電気的に接続されており、これらの導体150および155は、直流高圧電源125と接続されている。
The
第1の電極140は、針状の形状を有し、絶縁基板190から離して配置されている。第2の電極145は、略平板状の形状を有し、絶縁基板190の直下に、絶縁基板190と接するように配置されている。第2の電極145は、絶縁基板190を置載するステージとしての機能を兼ねることができる。
The
このようなレーザ溶融式放電除去装置100を用いて、絶縁基板190に複数の貫通孔を形成する際には、まず、絶縁基板190が両電極140、145の間に配置される。さらに、ステージ(第2の電極145であってもよい)を水平方向に移動させることにより、絶縁基板190が所定の位置に配置される。
When a plurality of through holes are formed in the
次に、レーザ光源110から絶縁基板190に向かって、レーザ光113が照射される。レーザ光113は、絶縁基板190の照射領域183に照射される。
Next,
これにより、絶縁基板190の照射領域183の温度が局部的に上昇し、その直下に溶融部が形成される。
As a result, the temperature of the
次に、直流高圧電源125を用いて、両電極140、145間に直流高電圧が印加される。これにより、電極140、145間において、放電が生じる。放電は、照射領域183、すなわち溶融部を介して生じる傾向にある。放電の発生により、溶融部が貫通孔185となる。
Next, a DC high voltage is applied between the
次に、ステージを水平方向に移動させ、絶縁基板190を所定の場所に配置する。その後、同様の工程により、第2の貫通孔が形成される。
Next, the stage is moved in the horizontal direction, and the
このような工程を繰り返すことにより、絶縁基板190に複数の貫通孔を形成できる。
By repeating such steps, a plurality of through holes can be formed in the
ここで、このようなレーザ溶融式放電除去方法では、しばしば、レーザ光照射後の放電の際に、適正な場所で放電が生じない(以下、「誤放電」とも称する)という問題が生じ得る。 Here, in such a laser melting type discharge removal method, there is often a problem that no discharge occurs at an appropriate place (hereinafter also referred to as “erroneous discharge”) at the time of discharge after laser light irradiation.
図2を用いて、このような誤放電について詳しく説明する。図2には、レーザ溶融式放電除去方法において、放電処理の際の絶縁基板の断面の様子を模式的に示す。 Such an erroneous discharge will be described in detail with reference to FIG. FIG. 2 schematically shows a cross-sectional state of the insulating substrate during the discharge treatment in the laser melting type discharge removing method.
図2に示すように、絶縁基板290は、第1の表面292および第2の表面294を有する。絶縁基板290の第1の表面292は、レーザ光(図示されていない)が照射される側(すなわち第1の電極240に近い側)の表面であり、絶縁基板290の第2の表面294は、第2の電極245に近い側の表面である。なお、第1の電極240は、針状電極であり、第2の電極245は、板状電極である。
As shown in FIG. 2, the
絶縁基板290には、第1の貫通孔形成位置283aに、既に第1の貫通孔285aが形成されている。
In the insulating
ここで、絶縁基板290の第2の貫通孔形成位置283tに第2の貫通孔285tを形成する場合を考える。
Here, a case where the second through
この場合、最初に、絶縁基板290の第2の貫通孔形成位置283tにレーザ光が照射される。次に、第2の貫通孔形成位置283tで放電を発生させるため、第1の電極240と第2の電極245の間に直流高電圧が印加される。
In this case, first, laser light is irradiated to the second through-
しかしながら、この際に、第2の貫通孔形成位置283tではなく、第1の貫通孔形成位置283aを介して、放電(誤放電)が生じる場合がある。
However, at this time, discharge (erroneous discharge) may occur not through the second through-
特に、誤放電は、第1の電極240の先端から絶縁基板290の第2の貫通孔形成位置283tまでの距離dtよりも、第1の電極240の先端から絶縁基板290の第1の貫通孔形成位置283aまでの距離daの方が近くなっている場合に生じ易い。このような状況では、放電電流は、第1の電極240から第2の電極245に至る際に、絶縁基板290の第1の貫通孔形成位置283aを介した方が流れやすいからである。
In particular, the erroneous discharge is caused by the first penetration of the insulating
なお、このような誤放電が生じた場合、第1の貫通孔285aは、少なくとも2回の放電を受けることになる。このため、第1の貫通孔285aにクラックが生じる可能性が高まるという問題がある。
Note that when such an erroneous discharge occurs, the first through
これに対して、本発明では、第1および第2の表面を有する絶縁基板の前記第1の表面に向かってレーザ光を照射するレーザ光源と、
前記絶縁基板の前記第1の表面側に配置される針状の第1の電極および前記絶縁基板の前記第2の表面側に配置される第2の電極と、
前記第1および第2の電極間で放電を発生させる直流高圧電源と、
遮蔽板と、
を有し、
前記絶縁基板に既に形成されている貫通孔を既貫通孔と称し、該既貫通孔が形成されている位置を既貫通孔形成位置と称し、前記絶縁基板に次に形成される貫通孔を対象貫通孔と称し、該対象貫通孔が形成される位置を対象貫通孔形成位置と称したとき、
前記遮蔽板は、前記第1の電極の先端と前記対象貫通孔形成位置の間の距離をdtとしたとき、前記第1の電極の先端と前記既貫通孔形成位置の間の距離daが関係式da≦dtを満たす前記既貫通孔と前記第1の電極の先端の間に介在するように配置されることを特徴とする貫通孔形成装置が提供される。
On the other hand, in the present invention, a laser light source that irradiates laser light toward the first surface of the insulating substrate having the first and second surfaces;
A needle-like first electrode disposed on the first surface side of the insulating substrate and a second electrode disposed on the second surface side of the insulating substrate;
A direct-current high-voltage power source for generating a discharge between the first and second electrodes;
A shielding plate;
Have
A through-hole already formed in the insulating substrate is referred to as an existing through-hole, a position where the existing through-hole is formed is referred to as an existing through-hole forming position, and a through-hole formed next in the insulating substrate is targeted. When referred to as a through hole, the position where the target through hole is formed is referred to as the target through hole formation position,
The shielding plate has a distance d a between the tip of the first electrode and the existing through hole forming position, where dt is a distance between the tip of the first electrode and the target through hole forming position. Is provided so as to be interposed between the existing through hole satisfying the relational expression d a ≦ dt and the tip of the first electrode.
このような貫通孔形成装置を使用した場合、遮蔽板の存在により、前述のような誤放電を有意に抑制することが可能になる。 When such a through-hole forming device is used, the presence of the shielding plate can significantly suppress the erroneous discharge as described above.
図3を用いて、この遮蔽板の効果について、より詳しく説明する。 The effect of this shielding plate will be described in more detail with reference to FIG.
図3には、本発明の一実施例による貫通孔形成装置を用いて、放電処理を実施する際の絶縁基板の断面を模式的に示す。 FIG. 3 schematically shows a cross section of an insulating substrate when performing a discharge treatment using a through hole forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
なお、以降の記載では、絶縁基板に既に形成されている貫通孔を「既貫通孔」と称し、「既貫通孔」が形成されている位置を「既貫通孔形成位置」と称することにする。また、絶縁基板に次に形成される貫通孔を「対象貫通孔」と称し、該「対象貫通孔」が形成される位置を「対象貫通孔形成位置」と称する。また、第1の電極の先端と既貫通孔形成位置の間の距離をdaと規定し、第1の電極の先端と対象貫通孔形成位置の間の距離をdtと規定する。 In the following description, a through hole already formed in the insulating substrate is referred to as an “existing through hole”, and a position where the “existing through hole” is formed is referred to as an “existing through hole forming position”. . Further, the through hole formed next in the insulating substrate is referred to as a “target through hole”, and a position where the “target through hole” is formed is referred to as a “target through hole forming position”. Further, the distance between the tip of the first electrode and the existing through-hole forming position is defined as da, and the distance between the tip of the first electrode and the target through-hole forming position is defined as dt .
図3に示すように、絶縁基板390は、第1の表面392および第2の表面394を有する。絶縁基板390の第1の表面392は、レーザ光(図示されていない)が照射される側(すなわち第1の電極340に近い側)の表面であり、絶縁基板390の第2の表面394は、第2の電極345に近い側の表面である。なお、第1の電極340は、針状電極であり、第2の電極345は、板状電極である。
As shown in FIG. 3, the insulating
絶縁基板390には、既貫通孔形成位置383aに、既貫通孔385aが形成されている。なお、図3の例では、既貫通孔形成位置383aおよび既貫通孔385aは、一つしか示されていないが、既貫通孔形成位置383aおよび既貫通孔385aは、複数存在してもよい。
In the insulating
ここで、この図3では、紙面に垂直な方向(すなわち絶縁基板290の側面方向、またはY方向)から見た場合、第1の電極340の先端の高さレベルと絶縁基板390の高さレベルの間には、遮蔽板360が配置されている。遮蔽板360は、関係式da≦dtを満たす位置に存在する全ての既貫通孔385aと、第1の電極340の先端との間に介在するように配置される。
Here, in FIG. 3, when viewed from the direction perpendicular to the paper surface (that is, the side surface direction of the insulating
例えば、図3の例では、既貫通孔形成位置383aと対象貫通孔形成位置383tの間に、関係式da≦dtが成立するため、第1の電極340の先端と既貫通孔形成位置383aとの間には、遮蔽板360が配置される。すなわち、関係式da≦dtを満たす既貫通孔形成位置383aの上部の空間は、遮蔽板360によって電気的に遮蔽される。
For example, in the example of FIG. 3, since the relational expression d a ≦ dt is established between the existing through-
このような構成では、対象貫通孔形成位置383tに対象貫通孔385tを形成するため、第1の電極340と第2の電極345の間で放電を発生させた際に、目標とする対象貫通孔形成位置383tで放電を発生させることが可能となる。放電の際に、前記関係式da≦dtを満たす既貫通孔形成位置383aと第1の電極340の先端とを結ぶ線上には、遮蔽板360が存在するからである。
In such a configuration, when the discharge is generated between the
従って、このような貫通孔形成装置の構成では、対象貫通孔形成位置383tの代わりに、既貫通孔形成位置383aにおいて放電(誤放電)が生じてしまうという従来のような問題を有意に回避または抑制することが可能になる。また、これにより、貫通孔にクラックが生じる可能性を有意に抑制することが可能となる。
Therefore, in the configuration of such a through-hole forming apparatus, the conventional problem that discharge (erroneous discharge) occurs at the existing through-
(本発明の一実施例による貫通孔形成装置について)
次に、図4〜図6を参照して、本発明の一実施例による貫通孔形成装置について説明する。
(About the through hole forming apparatus according to one embodiment of the present invention)
Next, with reference to FIGS. 4-6, the through-hole formation apparatus by one Example of this invention is demonstrated.
図4には、本発明の一実施例による貫通孔形成装置(以下、「第1の貫通孔形成装置」という)の構成を概略的に示す。 FIG. 4 schematically shows a configuration of a through hole forming apparatus (hereinafter referred to as “first through hole forming apparatus”) according to an embodiment of the present invention.
なお、図4に示した第1の貫通孔形成装置400は、「放電補助式レーザ孔加工方法」を用いて、絶縁基板に複数の貫通孔を形成できる装置である。
The first through-
ここで、「放電補助式レーザ孔加工方法(技術)」とは、以下に示すような、絶縁基板に対するレーザ光照射によって絶縁基板の照射領域に貫通孔を形成し、その後電極間放電現象により、前記貫通孔の形状を調整する技術の総称を意味する。なお、孔形状の調整とは、レーザ光照射によって絶縁基板に複数の貫通孔を形成した際に生じるネッキングを低減することを意味する。ここで「ネッキング」とは、レーザ加工後に貫通孔内に形成され得る狭窄部を意味する。 Here, the “discharge assist type laser hole processing method (technique)” means that through holes are formed in the irradiation region of the insulating substrate by laser light irradiation to the insulating substrate, as shown below, and then the interelectrode discharge phenomenon, It means a general term for techniques for adjusting the shape of the through hole. The adjustment of the hole shape means that necking that occurs when a plurality of through holes are formed in the insulating substrate by laser light irradiation is reduced. Here, “necking” means a narrowed portion that can be formed in the through hole after laser processing.
図4に示すように、第1の貫通孔形成装置400は、レーザ光源410と、直流高電圧電源425と、第1の電極440および第2の電極445とを有する。
As shown in FIG. 4, the first through-
レーザ光源410は、被加工対象となる絶縁基板490に向かってレーザ光413を照射する。
The
第1の電極440および第2の電極445は、それぞれ、導体450および455と電気的に接続されており、これらの導体450および455は、直流高電圧電源425と接続されている。
The
なお、図4の例では、第1の電極440と第2の電極445は、形状および配置形態が異なっている。すなわち、第1の電極440は、針状の形状を有し、絶縁基板490から離して配置されている。これに対して、第2の電極445は、略平板状の形状を有し、絶縁基板490の直下に、絶縁基板490と接するように配置されている。第2の電極445は、絶縁基板490を置載するステージとしての機能を兼ねることができる。
In the example of FIG. 4, the
ただし、これは、単なる一例であって、例えば、第2の電極445は、絶縁基板490の底面側に、絶縁基板490から離して配置してもよい。また、第2の電極445は、第1の電極440と同様の針状の形状を有してもよい。この場合、第1の電極440と、絶縁基板490を挟んで対向する位置にある第2の電極との間で、一組の電極対が構成される。
However, this is merely an example, and for example, the
さらに、第1の貫通孔形成装置400は、遮蔽板460を有する。遮蔽板460は、絶縁基板490の側面方向から見た場合、第1の電極440の先端と絶縁基板490の間の高さレベルとなるように配置される。
Furthermore, the first through-
なお、図4には、示されていないが、装置400は、さらに、高周波高圧電源を有してもよい。高周波高圧電源の設置の目的は、第1および第2の電極440、445の間で直流放電が開始されるまでの間に、絶縁基板490の貫通孔の部分およびその近傍の温度が低下することを抑制することである。すなわち、高周波高圧電源を用いて、絶縁基板490に対して高周波高電圧を印加することにより、レーザ光413の照射によって加熱された絶縁基板490の貫通孔部分の高温状態を、放電開始まで確実に維持できる。ただし、高周波高圧電源の設置は、任意である。
Although not shown in FIG. 4, the
図5〜図6には、図4に示した第1の貫通孔形成装置400を用いて、絶縁基板に複数の貫通孔を形成する際の様子を示す。なお、明確化のため、図5および図6において、図4に示した部材と同じ部材には、図4に示した参照符号が付されている。
5 to 6 show a state in which a plurality of through holes are formed in an insulating substrate using the first through
図5には、第1の貫通孔形成装置400を用いて、絶縁基板490に最初の貫通孔(第1の貫通孔)を形成する際の様子(第1の段階)を示す。
FIG. 5 shows a state (first stage) when the first through hole (first through hole) is formed in the insulating
この場合、まず、絶縁基板490が両電極440、445の間に配置される。絶縁基板490は、ガラス基板であってもよい。さらに、第2の電極445(または別個のステージ)を水平方向に移動させることにより、絶縁基板490が所定の位置に配置される。
In this case, first, the insulating
次に、レーザ光源410から絶縁基板490に向かって、レーザ光413が照射される。これにより、絶縁基板490におけるレーザ光413の第1の照射領域の温度が局部的に上昇して絶縁材料が昇華し、ここに第1の貫通孔485−1が形成される。第1の貫通孔485−1が形成された場所を、「第1の貫通孔形成位置483−1」と言う。
Next,
レーザ光413の照射後、直流高電圧電源425を用いて、第1の電極440と第2の電極445の間に直流高電圧が印加される。これにより、電極440、445間において、放電が生じる。放電は、第1の貫通孔485−1を介して生じる傾向にある。これは、この位置では、抵抗が他の部分よりも低くなっているためである。
After irradiation with the
なお、第1の工程では、放電発生の際の遮蔽板460の位置は、特に限られない。第1の工程では、まだ既貫通孔は存在しておらず、誤放電は生じないからである。従って、遮蔽板460は、第1の貫通孔形成位置483−1での放電を妨害しない限り、いかなる位置に配置されてもよい。
In the first step, the position of the
放電の発生により、第1の貫通孔485−1の形状が整えられる。 Due to the occurrence of discharge, the shape of the first through hole 485-1 is adjusted.
以上の工程により、絶縁基板490の第1の貫通孔形成位置483−1に、第1の貫通孔485−1が形成される。
Through the above steps, the first through hole 485-1 is formed at the first through hole forming position 483-1 of the insulating
次に、同様の操作により、第2の貫通孔が形成される。 Next, a second through hole is formed by the same operation.
図6には、第1の貫通孔形成装置400を用いて、絶縁基板490に第2の貫通孔を形成する際の様子(第2の段階)を示す。
FIG. 6 shows a state (second stage) when the second through-hole is formed in the insulating
この場合、第2の電極445(または別個のステージ)を水平方向に移動させ、絶縁基板490を所定の場所に配置する。
In this case, the second electrode 445 (or a separate stage) is moved in the horizontal direction, and the insulating
次に、レーザ光源410から絶縁基板490の第2の照射領域に向かって、レーザ光413が照射される。これにより、絶縁基板490の第2の照射領域の温度が局部的に上昇して絶縁材料が昇華し、ここに第2の貫通孔485−2が形成される。第2の貫通孔485−2が形成された場所を「第2の貫通孔形成位置483−2」と言う。
Next,
レーザ光113の照射後、直流高電圧電源425を用いて、第1の電極440と第2の電極445の間に直流高電圧が印加される。
After irradiation with the
ここで、放電の前の第1の電極440の先端と第1の貫通孔形成位置483−1の間の距離をd1とし、第1の電極440の先端と第2の貫通孔形成位置483−2の間の距離をd2とする。両者の距離が、d1>d2の関係を満たす場合、遮蔽板460の位置は特に限られない。
Here, the tip of the
しかしながら、図6に示すように、両者の距離が、d1≦d2の関係を満たす場合、遮蔽板460は、第1の電極440の先端と第1の貫通孔形成位置483−1の間に介在するように配置される。例えば、遮蔽板460は、第1の電極440の先端と第1の貫通孔形成位置483−1を結ぶ直線を分断するように配置される。
However, as shown in FIG. 6, when the distance between the two satisfies the relationship of d 1 ≦ d 2 , the shielding
このように遮蔽板460を配置した状態で、電極440、445間において、放電が生じると、該放電は、ねらい通り、第2の貫通孔485−2を介して生じるようになる。従って、誤放電が回避される。
When a discharge is generated between the
放電の発生により、第2の貫通孔485−2の形状が整えられる。 Due to the occurrence of discharge, the shape of the second through hole 485-2 is adjusted.
その後は、同様の操作により、第3の貫通孔形成位置483−3に第3の貫通孔485−3が形成され(第3の段階)、第4の貫通孔形成位置483−4に第4の貫通孔485−4が形成され(第4の段階)、以下同様である。 Thereafter, by the same operation, the third through hole 485-3 is formed at the third through hole forming position 483-3 (third stage), and the fourth through hole is formed at the fourth through hole forming position 483-4. Through-holes 485-4 are formed (fourth stage), and so on.
なお、第1の段階を除く各段階において、既貫通孔形成位置と対象貫通孔形成位置の中心間の最小距離は、特に限られないが、例えば、50μm〜500μmの範囲である。 In each stage except the first stage, the minimum distance between the center of the existing through-hole formation position and the target through-hole formation position is not particularly limited, but is, for example, in the range of 50 μm to 500 μm.
ここで、各段階での放電の際には、遮蔽板460は、前段階までに形成された既貫通孔と第1の電極440の先端の間の距離daと、対象貫通孔形成位置と第1の電極440の先端の間の距離dtの間に、関係式da≦dtが成り立つような全ての既貫通孔を対象として、第1の電極440の先端とそのような既貫通孔の間に介在するように配置される。
Here, at the time of discharging at each stage, the shielding
このような方法では、各段階において、対象貫通孔に確実に放電を発生させることができるようになり、誤放電を有意に抑制することが可能になる。また、これにより、各貫通孔形成位置に、クラックの少ない適正な貫通孔が形成された絶縁基板を得ることができる。 In such a method, discharge can be reliably generated in the target through-hole at each stage, and erroneous discharge can be significantly suppressed. This also makes it possible to obtain an insulating substrate in which appropriate through holes with few cracks are formed at each through hole forming position.
(遮蔽板について)
次に、本発明の一実施例による貫通孔加工装置に使用され得る遮蔽板の構成について説明する。なお、明確化のため、以下の説明では、各部材を説明する際に、図4に示した参照符号を使用することにする。
(About shielding plate)
Next, the structure of the shielding plate that can be used in the through hole machining apparatus according to an embodiment of the present invention will be described. For the sake of clarity, in the following description, the reference numerals shown in FIG. 4 are used when describing each member.
遮蔽板460は、絶縁体である限り、いかなる材料で構成されてもよい。遮蔽板460は、例えば、樹脂、セラミックまたはガラスであってもよい。
The shielding
また、遮蔽板460の厚さは特に限られない。ただし、遮蔽板460は、第1の電極440の先端と被加工対象である絶縁基板490の間に介在可能な厚さであることが好ましい。遮蔽板460は、例えば、100μm〜2mmの範囲の厚さを有してもよい。
Further, the thickness of the
また、遮蔽板460は、第1の電極440に対して、位置が固定されてもよい。この場合、絶縁基板490に対して第1の電極440を動かした際に、遮蔽板460も第1の電極に追随して移動するため、第1の電極440、絶縁基板490、および遮蔽板460の3者の間の位置合わせが容易となる。
The position of the
(本発明の一実施例による別の貫通孔形成装置について)
次に、図7を参照して、本発明の一実施例による別の貫通孔形成装置(「第2の貫通孔形成装置」という)について説明する。
(About another through-hole forming apparatus according to an embodiment of the present invention)
Next, with reference to FIG. 7, another through hole forming apparatus (referred to as “second through hole forming apparatus”) according to an embodiment of the present invention will be described.
図7には、第2の貫通孔形成装置を示す。 FIG. 7 shows a second through-hole forming device.
図7に示すように、第2の貫通孔加工装置700は、レーザ光源710、直流高電圧電源725、第1の電極740、第2の電極745、および遮蔽板760を有する。これらの部材の役割は、前述の第1の貫通孔形成装置400と同様である。
As shown in FIG. 7, the second through
しかしながら、この貫通孔加工装置700は、遮蔽板760が単一の開口孔765を有する点で、前述の第1の貫通孔形成装置400と異なっている。
However, this through-
ここで、遮蔽板760の開口孔765の形状および寸法は、特に限られない。開口孔765の形状は、例えば、円形、楕円形、矩形、または正方形であってもよい。また、開口孔765の最大寸法は、貫通孔同士の間隔によっても変化するが、例えば、100μm〜1000μmの範囲であってもよい。
Here, the shape and size of the
このような貫通孔加工装置700を使用した場合、放電は、遮蔽板760の開口孔765を介してしか発生し得なくなる。従って、例えば、絶縁基板790の対象貫通孔形成位置783tに対象貫通孔785tを形成する場合、遮蔽板760は、放電の際に、第1の電極740の先端と対象貫通孔形成位置783tを結ぶ直線上に、遮蔽板760の開口孔765が配置されるように配置すればよい。
When such a through-
これにより、前記関係式da≦dtを満たす既貫通孔形成位置783aにある既貫通孔785aは、遮蔽板760によって、必然的に第1の電極740から遮蔽されるようになる。
Thus, already the through
従って、第2の貫通孔加工装置700では、誤放電の発生をよりいっそう低減できる。
Therefore, in the second through-
また、このような遮蔽板760を使用した場合、前述のように、遮蔽板760は、開口孔765が第1の電極740の先端と対象貫通孔形成位置783tを結ぶ直線上に配置されるように配置すればよい。このため、第2の貫通孔加工装置700では、比較的簡単に、絶縁基板790および第1の電極740に対する遮蔽板760の適正位置を定めることが可能になる。
Further, when such a
以上、図4および図7に示した貫通孔形成装置400、700を例に、本発明の一実施例による貫通孔形成装置について説明した。しかしながら、これらの記載は、単なる一例に過ぎず、本発明は、これらの構成に限定されるものではないことに留意する必要がある。
The through hole forming apparatus according to one embodiment of the present invention has been described above using the through
本発明は、ガラス基板などの絶縁基板に貫通孔を形成する技術等に利用できる。 The present invention can be used for a technique for forming a through hole in an insulating substrate such as a glass substrate.
100 レーザ溶融式放電除去装置
110 レーザ光源
113 レーザ光
125 直流高電圧電源
140 第1の電極
145 第2の電極
150、155 導体
183 照射領域
185 貫通孔
190 絶縁基板
240 第1の電極
245 第2の電極
283a 第1の貫通孔形成位置
283t 第2の貫通孔形成位置
285a 第1の貫通孔
285t 第2の貫通孔
290 絶縁基板
292 第1の表面
294 第2の表面
340 第1の電極
345 第2の電極
360 遮蔽板
383a 既貫通孔形成位置
383t 対象貫通孔形成位置
385a 既貫通孔
385t 対象貫通孔
390 絶縁基板
392 第1の表面
394 第2の表面
400 第1の貫通孔形成装置
410 レーザ光源
413 レーザ光
425 直流高電圧電源
440 第1の電極
445 第2の電極
450、455 導体
460 遮蔽板
483−1、483−2 貫通孔形成位置
485−1、485−2 貫通孔
490 絶縁基板
700 第2の貫通孔形成装置
710 レーザ光源
725 直流高電圧電源
740 第1の電極
745 第2の電極
750、755 導体
760 遮蔽板
765 開口孔
783a 既貫通孔形成位置
783t 対象貫通孔形成位置
785a 既貫通孔
785t 対象貫通孔
790 絶縁基板
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記絶縁基板の前記第1の表面側に配置される針状の第1の電極および前記絶縁基板の前記第2の表面側に配置される第2の電極と、
前記第1および第2の電極間で放電を発生させる直流高圧電源と、
遮蔽板と、
を有し、
前記絶縁基板に既に形成されている貫通孔を既貫通孔と称し、該既貫通孔が形成されている位置を既貫通孔形成位置と称し、前記絶縁基板に次に形成される貫通孔を対象貫通孔と称し、該対象貫通孔が形成される位置を対象貫通孔形成位置と称したとき、
前記遮蔽板は、前記第1の電極の先端と前記対象貫通孔形成位置の間の距離をdtとしたとき、前記第1の電極の先端と前記既貫通孔形成位置の間の距離daが関係式da≦dtを満たす前記既貫通孔と前記第1の電極の先端の間に介在するように配置されることを特徴とする貫通孔形成装置。 A laser light source for irradiating a laser beam toward the first surface of the insulating substrate having the first and second surfaces;
A needle-like first electrode disposed on the first surface side of the insulating substrate and a second electrode disposed on the second surface side of the insulating substrate;
A direct-current high-voltage power source for generating a discharge between the first and second electrodes;
A shielding plate;
Have
A through-hole already formed in the insulating substrate is referred to as an existing through-hole, a position where the existing through-hole is formed is referred to as an existing through-hole forming position, and a through-hole formed next in the insulating substrate is targeted. When referred to as a through hole, the position where the target through hole is formed is referred to as the target through hole formation position,
The shielding plate has a distance d a between the tip of the first electrode and the existing through hole forming position, where dt is a distance between the tip of the first electrode and the target through hole forming position. Is disposed so as to be interposed between the existing through hole satisfying the relational expression d a ≦ dt and the tip of the first electrode.
Priority Applications (1)
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