JP2020082170A - レーザ加工方法及びレーザ加工装置 - Google Patents
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Abstract
Description
<1> レーザ光源と空間光位相変調器と対物レンズと移動機構とを備えるレーザ加工装置を用いて対象物を加工するレーザ加工方法であって、
前記レーザ光源によって、レーザ光を出射する工程と、
前記空間光位相変調器によって、対象物の加工面上において複数のレーザスポットが形成されるように前記レーザ光の位相を変調する工程と、
前記対物レンズによって、位相が変調された前記レーザ光を前記加工面上に集光する工程と、
前記移動機構によって、前記複数のレーザスポットが前記加工面上においてトレパニング軌道を描くように、前記対物レンズと前記対象物とを相対移動させる工程と、を含み、
前記相対移動させる工程は、前記トレパニング軌道の直径をDtとし、前記レーザスポットの直径をDIとしたときに、0<Dt/DI<100を満たすように前記対物レンズと前記対象物とを相対移動させる、レーザ加工方法である。
<2> 前記相対移動させる工程は、前記対物レンズを移動させることによって、前記対物レンズと前記対象物とを相対移動させる、<1>に記載のレーザ加工方法である。
<3> 前記相対移動させる工程は、前記対象物を移動させることによって、前記対物レンズと前記対象物とを相対移動させる、<1>に記載のレーザ加工方法である。
<4> 前記相対移動させる工程は、前記対物レンズ及び前記対象物の双方を移動させることによって、前記対物レンズと前記対象物とを相対移動させる、<1>に記載のレーザ加工方法である。
<5> 前記対象物に加工される形状は、貫通孔又は止まり孔である、<1>から<4>のいずれかに記載のレーザ加工方法である。
<6> 対象物をレーザ光で加工するレーザ加工装置であって、
レーザ光を出射するレーザ光源と、
対象物の加工面上において複数のレーザスポットが形成されるように前記レーザ光の位相を変調する空間光位相変調器と、
位相が変調された前記レーザ光を前記加工面上に集光する対物レンズと、
前記複数のレーザスポットが前記加工面上においてトレパニング軌道を描くように、前記対物レンズと前記対象物とを相対移動させる移動機構と、を備え、
前記移動機構は、前記トレパニング軌道の直径をDtとし、前記レーザスポットの直径をDIとしたときに、0<Dt/DI<100を満たすように前記対物レンズと前記対象物とを相対移動させる、レーザ加工装置である。
・加工例1(プリント基板の孔加工)
孔径:300〜1000μm
精度:60〜200μm以内
孔深さ:1000〜3000μm
対象物の材質:ポリイミド、ガラス繊維入りエポキシ
レーザ光源:UV−YAGレーザ λ=355nm
・加工例2(半導体チップのインターポーザ孔加工)
孔径:30〜300μm
精度:6〜60μm以内
孔深さ:10〜500μm
対象物の材質:シリコン、ガラス、シリコーン
レーザ光源:ピコ秒パルスレーザ λ=800nm
・加工例3(スクリーン印刷用孔版加工)
孔径:30〜1000μm
精度:6〜200μm以内
孔深さ:10〜1000μm
対象物の材質:ステンレス、ニッケル
レーザ光源:UV−YAGレーザ λ=355nm
図8は、本発明の第1変形例に係るレーザ加工装置2の概略構成を示す図である。第1変形例に係るレーザ加工装置2については、図1などを参照して説明したレーザ加工装置1との相違点について主に説明する。
図9は、本発明の第2変形例に係るレーザ加工装置3の概略構成を示す図である。第2変形例に係るレーザ加工装置3については、図1などを参照して説明したレーザ加工装置1との相違点について主に説明する。
図10は、本発明の第3変形例に係るレーザ加工装置4の概略構成を示す図である。第3変形例に係るレーザ加工装置4については、図1などを参照して説明したレーザ加工装置1との相違点について主に説明する。
実施例及び比較例の評価において用いたレーザ加工装置の構成を以下に示す。
・レーザ光源:サイバーレーザ製IFRIT
・空間光位相変調器:浜松ホトニクス製10468−02
(ホログラムデータは、IFTA法により生成)
・移動機構:シグマ光機製対物レンズアクチュエータSFS−H60XYZ
以下の条件をパラメータとして組み合わせて、実施例1〜4及び比較例1〜3とした。
・加工内容の種別:貫通孔、止まり孔
・加工部寸法:7〜400μm、円形
・対象物:SUS304(厚さ20μm又は1000μm)、
ポリイミドフィルム(厚さ20μm)、
シリコーンフィルム(厚さ200μm)
・トレパニング軌道の直径(Dt):0〜396.3μm
・レーザスポットの直径(DI):3.7μm又は8.8μm
・レーザスポットの配置:48千鳥、96千鳥、1(位相変調なし)
以下の表1に、実施例1〜4の評価結果を示す。
以下の表2に、比較例1〜3の評価結果を示す。
11 レーザ光源
12 空間光位相変調器
13 対物レンズ
14 移動機構
15 移動機構
16 空間光位相変調器
17 プリズムミラー
20 対象物
21 加工面
101 レーザ光
102 レーザスポット
103 孔
141 第1移動機構
141a 上部ステージ
141b 下部ステージ
142 第2移動機構
142a 上部ステージ
142b 下部ステージ
Claims (6)
- レーザ光源と空間光位相変調器と対物レンズと移動機構とを備えるレーザ加工装置を用いて対象物を加工するレーザ加工方法であって、
前記レーザ光源によって、レーザ光を出射する工程と、
前記空間光位相変調器によって、対象物の加工面上において複数のレーザスポットが形成されるように前記レーザ光の位相を変調する工程と、
前記対物レンズによって、位相が変調された前記レーザ光を前記加工面上に集光する工程と、
前記移動機構によって、前記複数のレーザスポットが前記加工面上においてトレパニング軌道を描くように、前記対物レンズと前記対象物とを相対移動させる工程と、を含み、
前記相対移動させる工程は、前記トレパニング軌道の直径をDtとし、前記レーザスポットの直径をDIとしたときに、0<Dt/DI<100を満たすように前記対物レンズと前記対象物とを相対移動させる、レーザ加工方法。 - 前記相対移動させる工程は、前記対物レンズを移動させることによって、前記対物レンズと前記対象物とを相対移動させる、請求項1に記載のレーザ加工方法。
- 前記相対移動させる工程は、前記対象物を移動させることによって、前記対物レンズと前記対象物とを相対移動させる、請求項1に記載のレーザ加工方法。
- 前記相対移動させる工程は、前記対物レンズ及び前記対象物の双方を移動させることによって、前記対物レンズと前記対象物とを相対移動させる、請求項1に記載のレーザ加工方法。
- 前記対象物に加工される形状は、貫通孔又は止まり孔である、請求項1から4のいずれか一項に記載のレーザ加工方法。
- 対象物をレーザ光で加工するレーザ加工装置であって、
レーザ光を出射するレーザ光源と、
対象物の加工面上において複数のレーザスポットが形成されるように前記レーザ光の位相を変調する空間光位相変調器と、
位相が変調された前記レーザ光を前記加工面上に集光する対物レンズと、
前記複数のレーザスポットが前記加工面上においてトレパニング軌道を描くように、前記対物レンズと前記対象物とを相対移動させる移動機構と、を備え、
前記移動機構は、前記トレパニング軌道の直径をDtとし、前記レーザスポットの直径をDIとしたときに、0<Dt/DI<100を満たすように前記対物レンズと前記対象物とを相対移動させる、レーザ加工装置。
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