JP3269440B2 - Laser processing apparatus and control method thereof - Google Patents
Laser processing apparatus and control method thereofInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ加工装置に
関し、特に絶縁層と導電層とを積層して形成した回路基
板に穴加工を行うに適切なレーザ加工装置およびその制
御方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser processing apparatus, and more particularly to a laser processing apparatus suitable for drilling holes in a circuit board formed by laminating an insulating layer and a conductive layer, and a control method thereof. .
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来例として、例えば特開平２−９２４
８２号公報に記載のものが挙げられる。2. Description of the Related Art As a conventional example, see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-924.
No. 82 publication.
【０００３】これによると、加工対象物にレーザ光を照
射し穴を穿つ際に、レーザ発振器からの直接の照射光と
加工対象物からの反射光とをそれぞれ別のセンサにて検
出し、両者の光量から反射光量比を演算し、基準値との
比較でレーザ光の制御を行っている。According to this, when a workpiece is irradiated with laser light and a hole is drilled, direct irradiation light from a laser oscillator and reflected light from the workpiece are detected by different sensors, respectively. The reflected light amount ratio is calculated from the amount of light, and the control of the laser light is performed by comparison with the reference value.
【０００４】具体的には、反射光量比が予め設定された
基準値よりも大きくなった場合に、発振器を停止させる
ものである。More specifically, the oscillator is stopped when the reflected light amount ratio becomes larger than a preset reference value.
【０００５】このような動作を行うことで、レーザ光に
よる導電層の損傷をなくすことができ、同時に加工時間
が短縮されるとしている。[0005] By performing such an operation, damage to the conductive layer due to laser light can be eliminated, and at the same time, the processing time is shortened.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
従来の技術においては、以下に示すような課題が存在し
ている。However, the above-mentioned prior art has the following problems.
【０００７】レーザ光が加工のための集光レンズを通過
する際に、走査ミラーで加工エリアの中心部を加工する
場合には、レーザ光は加工対象に対して垂直に照射され
るが、周辺部を加工する場合には、レーザ光が加工対象
に対して垂直に照射されず、加工対象物から反射したレ
ーザ光が途中の光学系部品からはみ出たり、光学部品保
持部品に照射されたりして、加工対象物から反射したレ
ーザ光が途中で遮断され、反射光が１００％反射光検出
器に到達しない。このために反射したレーザ光を完全に
は検出できなくなり、その結果反射光の検出が不完全と
なり、しいては加工穴の加工状況判断の精度が低下して
しまう。When the laser beam passes through the condensing lens for processing, when the central part of the processing area is processed by the scanning mirror, the laser light is radiated vertically to the processing object, but is irradiated to the periphery. When processing the part, the laser light is not irradiated perpendicularly to the processing target, and the laser light reflected from the processing target protrudes from the optical system part in the middle or is irradiated to the optical part holding part. In addition, the laser light reflected from the object to be processed is interrupted on the way, and the reflected light does not reach the 100% reflected light detector. As a result, the reflected laser light cannot be completely detected, and as a result, the detection of the reflected light becomes incomplete, and the accuracy of the processing state determination of the processing hole is reduced.
【０００８】また、加工対象を設置するテーブルが傾い
ている場合には、加工対象から反射したレーザ光が上記
と同様にレーザ光の検出器まで１００％戻らず、このた
め正確な反射光の検出ができなくなり、しいては加工穴
の検査の精度が低下してしまう。Further, when the table on which the object to be processed is placed is tilted, the laser light reflected from the object to be processed does not return to the laser light detector 100% in the same manner as described above. And the precision of the inspection of the machined hole is reduced.
【０００９】本発明は、以上のような点に鑑み、加工対
象物から反射したレーザ光を検出器で検出し、検出した
レーザ光の強度信号を補正して、加工対象物から反射し
たレーザ光の強度を正確に算出して、加工穴の加工状況
を正確に検出し、高品質の穴加工をするレーザ加工装置
およびその制御方法を提供することを目的とする。In view of the above, the present invention detects a laser beam reflected from an object to be processed by a detector, corrects an intensity signal of the detected laser beam, and corrects a laser beam reflected from the object to be processed. It is an object of the present invention to provide a laser processing apparatus that accurately calculates the strength of a hole, accurately detects a processing state of a processing hole, and performs high-quality hole processing, and a control method thereof.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の本発明は、レーザ光を出射するレー
ザ発振器と、前記レーザ光を加工対象物へ導く光学系構
造と、前記レーザ発振器を制御する制御装置を備え、前
記加工対象物からの反射光の反射光検出器に到達するま
でに変化する割合のデータを加工領域の中央部は粗分割
で、周辺部は細分割して記憶した反射光分布テーブル
と、前記反射光検出器と前記反射光分布テーブルから前
記加工対象物からの反射直後の反射光強度を算出する反
射光強度算出部を設け、前記反射光強度算出部の算出し
た反射光強度とその基準値との比較に基づき前記制御装
置にて前記レーザ発振器を制御するものである。According to the present invention, there is provided a laser oscillator for emitting a laser beam, an optical system structure for guiding the laser beam to an object to be processed, and A control device for controlling the laser oscillator is provided, and the reflected light from the workpiece reaches the reflected light detector.
The center of the machining area is roughly divided by
In the peripheral portion, there is a reflected light distribution table stored in a finely divided manner , and a reflected light intensity calculation unit that calculates the reflected light intensity immediately after reflection from the processing object from the reflected light detector and the reflected light distribution table. The control device controls the laser oscillator based on a comparison between the reflected light intensity calculated by the reflected light intensity calculation unit and a reference value thereof.
【００１１】請求項２記載の本発明は、レーザ光を出射
するレーザ発振器と、前記レーザ光を加工対象物へ導く
光学系構造と、前記レーザ発振器を制御する制御装置を
備え、前記レーザ光の強度を検出する入射光検出器と、
前記加工対象物からの反射光の光強度を検出する反射光
検出器と、前記加工対象物からの反射光の反射光検出器
に到達するまでに変化する割合のデータを加工領域の中
央部は粗分割で、周辺部は細分割して記憶した反射光分
布テーブルと、前記反射光検出器と前記反射光分布テー
ブルから前記加工対象物からの反射直後の反射光強度を
算出する反射光強度算出部を設け、前記入射光検出器が
検出した入射光強度と前記反射光強度算出部が算出した
反射光強度とから演算した相対反射光強度とその基準値
との比較に基づき前記制御装置にて前記レーザ発振器を
制御するものである。According to a second aspect of the present invention, there is provided a laser oscillator for emitting a laser beam, an optical system structure for guiding the laser beam to an object to be processed, and a control device for controlling the laser oscillator. An incident light detector for detecting intensity;
The processing reflected light detector that detects light intensity of the reflected light from the object, the reflected light detector of the reflected light from the workpiece
Data that changes by the time it reaches
The central part is coarsely divided, and the peripheral part is finely divided, and the reflected light distribution table is stored. The reflected light detector and the reflected light distribution table are used to calculate the reflected light intensity immediately after the reflection from the workpiece from the reflected light distribution table. A light intensity calculation unit is provided, and the control is performed based on a comparison between a relative reflected light intensity calculated from the incident light intensity detected by the incident light detector and the reflected light intensity calculated by the reflected light intensity calculation unit and a reference value thereof. The device controls the laser oscillator.
【００１２】請求項３記載の本発明は、レーザ光を出射
するレーザ発振器と、前記レーザ光を加工対象物へ導く
光学系構造と、前記レーザ発振器を制御する制御装置を
備え、前記レーザ光の強度を検出する入射光検出器と、
前記加工対象物からの反射光の光強度を検出する反射光
検出器と、前記加工対象物からの反射光が前記反射光検
出器へ到達するまでに変化する割合いを前記加工対象物
の加工位置ごとに記憶した反射光分布テーブルと、前記
反射光検出器と前記反射光分布テーブルから前記加工対
象物からの反射直後の反射光強度を算出する反射光強度
算出部を設け、前記入射光検出器が検出した入射光強度
と前記反射光強度算出部が算出した反射光強度とから演
算した相対反射光強度を（数１）から求め、その相対反
射光強度とその基準値との比較に基づき前記制御装置に
て前記レーザ発振器を制御するレーザ加工装置である。According to a third aspect of the present invention, a laser beam is emitted.
Laser oscillator to guide the laser light to the object to be processed
An optical system structure and a control device for controlling the laser oscillator.
Comprising, an incident light detector for detecting the intensity of the laser light,
Reflected light for detecting the light intensity of the reflected light from the processing object
A detector and reflected light from the object to be processed is a reflected light detector.
The rate of change before reaching the dispenser
A reflected light distribution table stored for each processing position of
From the reflected light detector and the reflected light distribution table,
Reflected light intensity to calculate the reflected light intensity immediately after reflection from an elephant
A calculation unit is provided, and the incident light intensity detected by the incident light detector
And the reflected light intensity calculated by the reflected light intensity calculation unit.
The calculated relative reflected light intensity is obtained from (Equation 1), and the relative
Based on the comparison between the emitted light intensity and its reference value,
A laser processing apparatus for controlling the laser oscillator .
【００１３】請求項４記載の本発明は、レーザ発振器か
らレーザ光を出射して加工対象物を加工するレーザ加工
装置の制御方法であって、前記加工対象物からの反射光
の光強度を反射光検出器で検出し、前記加工対象物から
の反射光の反射検出器に到達するまでに変化する割合の
データを加工領域の中央部は粗分割で、周辺部は細分割
して反射光分布テーブルに記憶し、反射光分布テーブル
のデータに基づいて前記加工対象物からの反射直後の反
射光強度を算出し、この算出した反射光強度と基準値と
の比較に基づき前記レーザ発振器を制御するレーザ加工
装置の制御方法である。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a laser oscillator.
Processing that processes laser light by emitting laser light from the
A method for controlling an apparatus, comprising: a reflected light from the processing object
Light intensity is detected by a reflected light detector, and
Of the rate at which the reflected light changes before it reaches the reflection detector
Data is roughly divided at the center of the machining area and finely divided at the periphery
And store it in the reflected light distribution table.
Based on the data immediately after the reflection from the object to be processed.
Calculate the emitted light intensity, and calculate the reflected light intensity and the reference value.
Processing that controls the laser oscillator based on a comparison of
It is a control method of the device .
【００１４】請求項５記載の本発明は、レーザ発振器か
らレーザ光を出射して加工対象物を加工するレーザ加工
装置の制御方法であって、前記レーザ光の強度を入射光
強度として入射光検出器で検出するとともに、前記加工
対象物からの反射光の光強度を反射光検出器で検出し、
前記加工対象物からの反射光が前記反射光検出器へ到達
するまでに変化する割合いのデータを加工領域の中央部
は粗分割で、周辺部は細分割して反射光分布テーブルに
記憶し、反射光分布テーブルのデータと前記反射光検出
器の出力から前記加工対象物からの反射直後の反射光強
度を算出し、前記入射光強度と前記算出した反射光強度
とから演算した相対反射光強度とその基準値との比較に
基づいて前記レーザ発振器を制御するレーザ加工装置の
制御方法である。The present invention according to claim 5 is a laser oscillator.
Processing that processes laser light by emitting laser light from the
A method for controlling an apparatus, comprising:
The intensity is detected by an incident light detector and
The light intensity of the reflected light from the object is detected by the reflected light detector,
The reflected light from the object reaches the reflected light detector
Data that changes until the center of the machining area
Is a coarse division, and the periphery is subdivided into a reflected light distribution table.
Memorize the reflected light distribution table data and said reflected light detection
Reflected light intensity immediately after reflection from the object from the output of the vessel
Calculated the incident light intensity and the calculated reflected light intensity
To compare the relative reflected light intensity calculated from
Of a laser processing apparatus that controls the laser oscillator based on
It is a control method .
【００１５】請求項６記載の本発明は、レーザ発振器か
らレーザ光を出射して加工対象物を加工するレーザ加工
装置の制御方法であって、前記レーザ光の強度を入射光
強度として入射光検出器で検出するとともに、前記加工
対象物からの反射光の光強度を反射光検出器で検出し、
前記加工対象物からの反射光が前記反射光検出器へ到達
するまでに変化する割合いを前記加工対象物の加工位置
ごとに記憶した反射光分布テーブルのデータと前記反射
光検出器の出力から前記加工対象物からの反射直後の反
射光強度を算出し、前記入射光強度と前記算出した反射
光強度とから演算した相対反射光強度を（数２）から求
め、その相対反射光強度とその基準値との比較に基づい
て前記レーザ発振器を制御するレーザ加工装置の制御方
法である。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a laser oscillator.
Processing that processes laser light by emitting laser light from the
A method for controlling an apparatus, comprising:
The intensity is detected by an incident light detector and
The light intensity of the reflected light from the object is detected by the reflected light detector,
The reflected light from the object reaches the reflected light detector
The rate of change before processing is determined by the processing position of the workpiece
Of the reflected light distribution table stored for each and the reflection
From the output of the photodetector, the response immediately after the reflection from the workpiece
Calculating the incident light intensity, the incident light intensity and the calculated reflection
The relative reflected light intensity calculated from the light intensity is calculated from (Equation 2).
Based on a comparison between the relative reflected light intensity and its reference value.
Of controlling a laser processing apparatus for controlling the laser oscillator by using
Is the law .
【００１６】請求項７記載の本発明は、レーザ発振器か
らレーザ光を出射して加工対象物を加工するレーザ加工
装置の制御方法であって、前記レーザ光の強度を入射光
強度として入射光検出器で検出するとともに、前記加工
対象物を置く位置に設置した固定ミラーからの反射光の
光強度を反射光検出器で検出し、前記加工対象物のある
加工座標位置に前記レーザ光を照射した時の前記反射光
検出器で検出した反射光強度と入射検出器から検出した
入射光強度から前記固定ミラーから反射した直後の反射
光が前記反射光検出器に到達する反射光強度の割合を算
出し、その算出結果を記憶した反射光分布テーブルのデ
ータと基準値との比較に基づき前記レーザ発振器を制御
するレーザ加工装置の制御方法である。The present invention according to claim 7 is a laser oscillator.
Processing that processes laser light by emitting laser light from the
A method for controlling an apparatus, comprising:
The intensity is detected by an incident light detector and
The reflected light from the fixed mirror installed at the position where the object is placed
The light intensity is detected by a reflected light detector, and the
The reflected light when the processing coordinate position is irradiated with the laser light
Reflected light intensity detected by the detector and detected by the incident detector
Reflection immediately after reflection from the fixed mirror based on the incident light intensity
Calculate the percentage of reflected light intensity at which light reaches the reflected light detector
Data from the reflected light distribution table that stores the calculation results.
The laser oscillator is controlled based on the comparison between the data and the reference value.
Ru control method der of the laser processing apparatus.
【００１７】[0017]
【００１８】[0018]
【００１９】[0019]
【００２０】[0020]
【００２１】[0021]
【００２２】[0022]
【発明の実施の形態】請求項１および４記載のレーザ加
工装置およびその制御方法によれば、加工対象物の加工
状況を正確に検出できるので、その後にレーザ発振器や
光学系構造を制御することで、高品質なレーザ加工を実
現することができ、加工領域の中心部のデータテーブル
のデータ間隔を粗く、周辺部のデータ間隔を密にするこ
とで、データテーブルの容量を少なくすることができ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Claim 1 and4Laser processing described
According to the processing apparatus and the control method thereof, processing of the processing object
Since the situation can be accurately detected, the laser oscillator and
High-quality laser processing is realized by controlling the optical system structure.
Can manifest, Data table of the center of the machining area
Coarser data intervals and narrower peripheral data intervals.
With this, the data table capacity can be reduced
You.
【００２３】また、請求項２および５記載のレーザ加工
装置およびその制御方法によれば、加工対象物の加工状
況を正確に検出し、その後にレーザ発振器や光学系構造
を制御することで、高品質なレーザ加工を実現すること
ができ、加工領域の中心部のデータテーブルのデータ間
隔を粗く、周辺部のデータ間隔を密にすることで、デー
タテーブルの容量を少なくすることができる。According to the laser processing apparatus and the control method thereof according to the second and fifth aspects, the processing state of the processing target is accurately detected, and thereafter, the laser oscillator and the optical system structure are controlled, so that the laser processing apparatus and the optical system structure are controlled. High-quality laser processing can be realized , and data between data in the data table at the center of the processing area
By making the interval coarser and the data interval in the peripheral area closer,
Ru it is possible to reduce the capacity of the data table.
【００２４】ここで、請求項３および６記載のように、
（数１）または（数２）で示される相対反射光強度を求
める演算式により、加工対象物の穴加工の状態をより一
層的確に判断でき、その後のレーザ発振器や光学系構造
を制御することで、歩留まりが高く高品質な穴加工を達
成するレーザ加工を実現することができる。Here, as described in claims 3 and 6 ,
An arithmetic expression for calculating the relative reflected light intensity shown in (Equation 1) or (Equation 2) allows the state of drilling of the processing object to be more accurately determined, and controls the laser oscillator and the optical system structure thereafter. Thus, laser processing that achieves high yield and high quality hole processing can be realized.
【００２５】また、請求項７記載のレーザ加工装置の制
御方法によれば、加工対象物の加工状況を正確に検出で
き、高品質なレーザ加工を実現することができる。 Further, according to the control <br/> control method of the laser working apparatus according to claim 7, wherein the machining status of the workpiece can be accurately detected, it is possible to realize a high-quality laser processing.
【００２６】（実施の形態１）以下、本発明の実施の形
態１について、図面を参照しながら詳細に説明する。(Embodiment 1) Hereinafter, Embodiment 1 of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
【００２７】図１は、本実施の形態を示すレーザ加工装
置の概略図である。図１において、１は加工用光源の一
例として用いるパルスレーザ発振器、２はベンドミラ
ー、３はビームスプリッタ、４は第一の走査ミラー、５
は第二の走査ミラー、６は加工用集光レンズ、１２はレ
ーザ発振器１と第一の走査ミラー４と第二の走査ミラー
を制御する制御装置であり、ベンドミラー２、ビームス
プリッタ３、第一の走査ミラー４、第二の走査ミラー
５、加工用集光レンズ光路６で光学系構造を構成する。FIG. 1 is a schematic view of a laser processing apparatus according to the present embodiment. In FIG. 1, 1 is a pulse laser oscillator used as an example of a processing light source, 2 is a bend mirror, 3 is a beam splitter, 4 is a first scanning mirror, 5
Is a second scanning mirror, 6 is a condensing lens for processing, 12 is a control device for controlling the laser oscillator 1, the first scanning mirror 4, and the second scanning mirror, and includes a bend mirror 2, a beam splitter 3, and a second One scanning mirror 4, the second scanning mirror 5, and the optical path 6 for the condensing lens for processing constitute an optical system structure.
【００２８】ここで、本実施の形態で用いたパルスレー
ザ発振器１は、例えば炭酸ガスレーザ発振器を用いてい
る。Here, as the pulse laser oscillator 1 used in the present embodiment, for example, a carbon dioxide laser is used.
【００２９】ついで、７は加工対象物である多層基板で
あり、多層基板は絶縁層８、導電層９から構成される。Next, reference numeral 7 denotes a multi-layer substrate to be processed. The multi-layer substrate includes an insulating layer 8 and a conductive layer 9.
【００３０】また、１０は多層基板７からの反射光を検
出する反射光検出器、１８は反射光検出器１０からの信
号を増幅するアンプ、１９は加工対象物の反射直後の反
射光が反射光検出器１０まで戻る反射光の割合を加工対
象物の加工位置に対応して記憶している反射光分布テー
ブル、２０は反射光分布テーブル、制御装置１２の加工
位置とアンプ１８の出力とから反射光を補正する反射光
強度算出部である。１１は反射光検出器１０からの出力
信号を用いて演算する演算処理装置、１２はパルスレー
ザ発振器１、第一の走査ミラー４，第二の走査ミラー５
を制御するための制御装置、１３は加工対象物たる多層
基板７を載置している移動機構である。Reference numeral 10 denotes a reflected light detector for detecting reflected light from the multilayer substrate 7, reference numeral 18 denotes an amplifier for amplifying a signal from the reflected light detector 10, and reference numeral 19 denotes reflected light immediately after reflection of the object to be processed. The reflected light distribution table stores the ratio of the reflected light returning to the photodetector 10 corresponding to the processing position of the object to be processed. Reference numeral 20 denotes a reflected light distribution table, based on the processing position of the control device 12 and the output of the amplifier 18. This is a reflected light intensity calculation unit that corrects reflected light. Numeral 11 denotes an arithmetic processing unit for performing arithmetic operations using an output signal from the reflected light detector 10, and 12 denotes a pulse laser oscillator 1, a first scanning mirror 4, and a second scanning mirror 5.
Is a control device for controlling the movement of the multi-layer substrate 7 as a processing object.
【００３１】そして、１４はレーザ発振器１から発信さ
れたパルス化された出力レーザ光、１５は加工対象物た
る多層基板７で出力レーザ光１４が反射された反射レー
ザ光であり、多層基板７方向へ向かう光路における出力
レーザ光１４と、多層基板７で反射されてレーザ発振器
１方向に戻る光路における反射レーザ光１５とは、走査
ミラー４、５、集光レンズ６を介したビームスプリッタ
３と多層基板７との間で、レーザ光１６で示されるよう
な方向は逆向きであるが光路は一致する光束となる。Reference numeral 14 denotes a pulsed output laser beam emitted from the laser oscillator 1, and reference numeral 15 denotes a reflected laser beam obtained by reflecting the output laser beam 14 from the multilayer substrate 7 which is a processing object. The output laser light 14 on the optical path toward the optical path and the reflected laser light 15 on the optical path reflected by the multilayer substrate 7 and returning toward the laser oscillator 1 are combined with the beam splitter 3 via the scanning mirrors 4 and 5 and the condenser lens 6 to form a multilayer. The direction as shown by the laser light 16 is opposite to that of the substrate 7, but the light path is the same.
【００３２】以上の構成により、多層基板７には、加工
穴１７が形成されることになるが、この動作について説
明する。With the above configuration, the processing hole 17 is formed in the multilayer substrate 7. This operation will be described.
【００３３】はじめに、パルスレーザ発振器１から出射
された出力レーザ光１４は、ベンドミラー２、ビームス
プリッタ３にてそれぞれ反射され、ガルバノミラーによ
り構成される第一の走査ミラー４及び同じくガルバノミ
ラーにより構成される第二の走査ミラー５で、要求され
る加工形態に対応して走査可能として順次反射される。First, the output laser light 14 emitted from the pulse laser oscillator 1 is reflected by the bend mirror 2 and the beam splitter 3, respectively, and is constituted by a first scanning mirror 4 constituted by a galvano mirror and a galvano mirror similarly. The second scanning mirror 5 is sequentially reflected so as to be scannable according to a required processing mode.
【００３４】ここで、本実施の形態の場合、第一の走査
ミラー４と第二の走査ミラー５とは、互いに直交する方
向に出力レーザ光１４を走査するよう構成されており、
結果、出力レーザ光１４は多層基板７上を二次元的に走
査可能な構成とした。Here, in the case of the present embodiment, the first scanning mirror 4 and the second scanning mirror 5 are configured to scan the output laser light 14 in directions orthogonal to each other.
As a result, the output laser light 14 is configured to be able to scan the multilayer substrate 7 two-dimensionally.
【００３５】ついで、ｆθレンズにて構成される加工用
集光レンズ６に入射され、集光されながら、加工対象物
移動機構１３上に設置され加工位置にある多層基板７へ
入射される。Next, the light is incident on the processing condensing lens 6 composed of an fθ lens, and while being condensed, is incident on the multi-layer substrate 7 installed on the processing object moving mechanism 13 and located at the processing position.
【００３６】このように、集光された出力レーザ光を用
いて多層基板７に加工穴１７を形成する加工を行う。As described above, the processing for forming the processing hole 17 in the multilayer substrate 7 is performed by using the collected output laser light.
【００３７】そして、このように多層基板７に照射され
た出力レーザ光１４の一部は、多層基板７にて反射さ
れ、反射レーザ光１５となる。Then, a part of the output laser light 14 applied to the multilayer substrate 7 is reflected by the multilayer substrate 7 to become a reflected laser light 15.
【００３８】この反射レーザ光１５は、出力レーザ光１
４が通ってきたレーザ光路を反対方向へと伝搬され、集
光レンズ６、走査ミラー５、４の順でビームスプリッタ
３に至り、ビームスプリッタ３では透過されて、反射光
検出器１０へと入射されることになる。The reflected laser light 15 is the output laser light 1
The laser beam 4 propagates in the opposite direction through the laser beam path, reaches the beam splitter 3 in the order of the condenser lens 6 and the scanning mirrors 5 and 4, passes through the beam splitter 3, and enters the reflected light detector 10. Will be done.
【００３９】そして、反射光検出器１０で検出された反
射レーザ光１５の光強度に関する検出信号は、アンプ１
８にてある任意の定数倍に増幅された後、反射光強度算
出部２０に送られる。反射光強度算出部２０では、制御
装置１２から多層基板の加工の位置情報２９と反射光分
布テーブル１９から加工した多層基板から照射されたレ
ーザ光が反射されて、反射光検出器に到達する割合を抽
出する。たとえば、反射光分布テーブルには、加工対象
物の加工位置を１ｍｍピッチごとに反射光が反射光検出
器に戻る割合が記憶されている。加工した位置がＸ＝
２．５ｍｍ、Ｙ＝１ｍｍとすると、反射光分布テーブル
から、Ｘ＝２ｍｍ、Ｙ＝１ｍｍの反射光戻りの割合例え
ば０．９９と、Ｘ＝３ｍｍ、Ｙ＝１ｍｍの反射光戻りの
割合例えば０．９７を抽出し、２点を補間する。The detection signal relating to the light intensity of the reflected laser light 15 detected by the reflected light detector 10 is supplied to the amplifier 1
After being amplified by an arbitrary constant multiple in step 8, it is sent to the reflected light intensity calculation unit 20. The reflected light intensity calculator 20 reflects the position information 29 of the processing of the multilayer substrate from the controller 12 and the laser light emitted from the processed multilayer substrate from the reflected light distribution table 19 and reaches the reflected light detector. Is extracted. For example, the reflected light distribution table stores the ratio of reflected light returning to the reflected light detector at every 1 mm pitch in the processing position of the processing target. The processed position is X =
Assuming that 2.5 mm and Y = 1 mm, from the reflected light distribution table, the ratio of the reflected light return of X = 2 mm and Y = 1 mm, for example, 0.99, and the ratio of the reflected light return of X = 3 mm, Y = 1 mm, for example, 0 .97 and interpolate between two points.
【００４０】例えば比例補間すると、Ｘ＝２．５ｍｍ、
Ｙ＝１ｍｍの反射光戻りの割合は０．９８となる。さら
に、アンプ１８の出力のパルス振幅が電圧で出力される
場合、例えば出力さる値が３[Ｖ]の場合、多層基板から
反射された直後の反射光の強度は、３／０．９８[Ｖ]＝
３．０６[Ｖ]となる。For example, when proportional interpolation is performed, X = 2.5 mm,
The rate of return of the reflected light at Y = 1 mm is 0.98. Further, when the pulse amplitude of the output of the amplifier 18 is output as a voltage, for example, when the output value is 3 [V], the intensity of the reflected light immediately after being reflected from the multilayer substrate is 3 / 0.98 [V]. ] =
3.06 [V].
【００４１】次に、この情報が演算処理装置１１に送出
されて演算処理されることとなり、演算処理装置１１の
出力信号は、制御装置１２へ送出され、制御装置７はレ
ーザ発振器１、走査ミラー４、５を制御する。ここで、
反射光の強度が予め定められた基準値より大きい穴に対
しては、その穴に対して加工を停止し、基準値より小さ
い穴に対しては、その穴に対して追加工を行う。Next, this information is sent to the arithmetic processing unit 11 and subjected to arithmetic processing. The output signal of the arithmetic processing unit 11 is sent to the control unit 12, and the control unit 7 includes the laser oscillator 1, the scanning mirror 4 and 5 are controlled. here,
If the intensity of the reflected light is larger than a predetermined reference value, the machining of the hole is stopped, and if the intensity of the reflected light is smaller than the reference value, the hole is additionally machined.
【００４２】次に、反射光検出器１０で検出された反射
レーザ光１５の光強度に関する検出信号をもとにレーザ
発振器１、走査ミラー４、５を制御する方法について説
明する。Next, a method of controlling the laser oscillator 1 and the scanning mirrors 4 and 5 based on a detection signal regarding the light intensity of the reflected laser light 15 detected by the reflected light detector 10 will be described.
【００４３】図２は加工穴１７が徐々に深くなっていく
様子を示し、図２（ａ）は加工穴がまだ導電層９まで達
していない様子、図２（ｂ）は加工穴の一部が導電層９
まで達した様子、図２（ｃ）は加工穴の大部分が導電層
９まで達した様子をそれぞれ示す模式図である。FIG. 2 shows a state where the processing hole 17 gradually becomes deeper. FIG. 2 (a) shows that the processing hole has not yet reached the conductive layer 9, and FIG. 2 (b) shows a part of the processing hole. Is the conductive layer 9
FIG. 2C is a schematic view showing a state where most of the processed holes have reached the conductive layer 9.
【００４４】出力レーザ光１４の反射のほとんどは絶縁
層９にて発生するため、反射レーザ光１５の光量は、
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の順で大きくなる。Since most of the reflection of the output laser beam 14 occurs in the insulating layer 9, the amount of the reflected laser beam 15 is
(A), (b), and (c) increase in this order.
【００４５】反射光検出器１０にて検出された反射レー
ザ光１５の光強度に関する信号は、アンプ１８を経て演
算処理装置１１へ送出され、演算処理装置１１内部に予
め設定しておいた基準値と比較され、加工が終了したか
未達成かを判断し、その情報を制御装置１２へ送出す
る。A signal relating to the light intensity of the reflected laser beam 15 detected by the reflected light detector 10 is sent to the arithmetic processing unit 11 via the amplifier 18 and is set to a reference value preset in the arithmetic processing unit 11. It is determined whether the processing is completed or not completed, and the information is sent to the control device 12.
【００４６】基準値を図２（ｂ）の穴の状態からの反射
光量と図２（ｃ）の穴の状態からの反射光量との中間に
設定した場合、図２（ｂ）の穴からの反射光量は基準値
よりも小さいため、演算処理装置１１は加工が未達成で
あると判断し、制御装置１２へさらにレーザ光１４を照
射するような命令信号を送る。When the reference value is set to an intermediate value between the amount of reflected light from the state of the hole in FIG. 2B and the amount of reflected light from the state of the hole in FIG. Since the reflected light amount is smaller than the reference value, the arithmetic processing unit 11 determines that the processing has not been completed, and sends a command signal to the control unit 12 to further irradiate the laser beam 14.
【００４７】一方、図２（ｃ）の穴からの反射光量は基
準値よりも大きいため、演算処理装置１１は加工が終了
したと判断し、制御装置１２へは当該穴位置に対しては
これ以上のレーザ照射を行わないような命令信号を送
る。On the other hand, since the amount of light reflected from the hole shown in FIG. 2C is larger than the reference value, the arithmetic processing unit 11 determines that the machining is completed, and the control unit 12 informs the control unit 12 about the position of the hole. A command signal for not performing the above laser irradiation is sent.
【００４８】以上説明したような過程を経ることによ
り、近接する導電層間の導通が確実に得られる加工を、
精度よく確実に行うことができる。By performing the above-described processes, a process for surely obtaining conduction between adjacent conductive layers can be performed.
It can be performed accurately and reliably.
【００４９】なお、本実施の形態ではアンプ１８を用い
て信号の増幅を行ったが、レーザ光検出器２１から送り
出される信号の大きさが、演算処理装置１１が信号検出
を行う際に充分な大きさを持っているならば、アンプ１
８は必ずしも必要とされる訳ではない。In the present embodiment, the signal is amplified using the amplifier 18. However, the magnitude of the signal sent from the laser beam detector 21 is sufficient for the arithmetic processing unit 11 to perform signal detection. If you have the size, amplifier 1
8 is not always required.
【００５０】また、本実施の形態では、レーザ発振器を
パルスレーザ発振器としたが、加工対象物との関係で
は、連続的にレーザ光を出射するレーザ発振器を用いる
ことができる場合もある。In this embodiment, the laser oscillator is a pulse laser oscillator. However, a laser oscillator that emits laser light continuously may be used in some cases in relation to the object to be processed.
【００５１】また、本実施の形態では、走査ミラーとし
てガルバノミラーを用いたが、ポリゴンミラー、音響光
学素子、電気光学素子、ホログラムスキャナ等を用いて
も同様な効果が得られるものである。In this embodiment, a galvano mirror is used as a scanning mirror. However, similar effects can be obtained by using a polygon mirror, an acousto-optic device, an electro-optic device, a hologram scanner, or the like.
【００５２】また、本実施の形態では、加工用集光レン
ズ６としてｆθレンズを用いたが、単レンズやフレネル
レンズを複数枚組み合わせた光学系を用いても、同様な
効果が得られるものである。In this embodiment, the fθ lens is used as the processing condensing lens 6, but the same effect can be obtained by using an optical system in which a single lens or a plurality of Fresnel lenses are combined. is there.
【００５３】また、本実施の形態では、反射光戻り分布
補正部２０において、反射光戻り分布テーブル１９から
抽出した反射光戻りの割合を比例補間したが、指数関数
補間、多項式補間、スプライン補間、対数補間等を用い
てもよい。In the present embodiment, the reflected light return distribution correction unit 20 performs proportional interpolation on the ratio of reflected light returned from the reflected light return distribution table 19. However, exponential function interpolation, polynomial interpolation, spline interpolation, Logarithmic interpolation or the like may be used.
【００５４】また、本実施の形態では、反射光戻り分布
テーブル１９は等間隔ピッチごとに格子状に反射光戻り
の割合を記憶したが、反射光の戻り割合幅により戻り割
合の値を記憶しておいたり、加工対象物である多層基板
７の中央部は、ピッチを粗く、周辺部に従いピッチを密
にして反射光の戻り割合値を記憶してもよい。Further, in this embodiment, the reflected light return distribution table 19 stores the reflected light return ratio in a grid pattern at regular intervals, but stores the value of the returned ratio based on the reflected light return ratio width. Alternatively, the pitch of the central portion of the multi-layer substrate 7 which is the object to be processed may be coarse, and the pitch may be made denser along the peripheral portion to store the return ratio value of the reflected light.
【００５５】さらに、反射光戻り分布テーブル１９を移
動機構１３が作動するごとに対応する反射光戻り分布テ
ーブル１９を作成し、適用してもよい。Further, the reflected light return distribution table 19 may be prepared and applied every time the moving mechanism 13 operates.
【００５６】（実施の形態２）以下、本発明の実施の形
態２について、図面を参照しながら詳細に説明する。(Embodiment 2) Hereinafter, Embodiment 2 of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
【００５７】図３は、本実施の形態を示すレーザ加工装
置の概略図である。図３が示す本実施の形態の構成は、
図１が示す実施の形態１の構成におけるベンドミラー２
をビームスプリッタ２６に置き換え、ビームスプリッタ
２６を透過した出力レーザ光１４の一部を検出するよう
入射光検出器２７を設け、入射光検出器２７で検出され
た出力レーザ光１４の光強度に関する検出信号は、アン
プ２８にてある任意の定数倍に増幅された後、演算処理
装置１１へ送出されて演算処理されることと、加工対象
物たる多層基板２２が第一の導電層２３、絶縁層２４、
第二の導電層２５から構成されること以外は、図１が示
す実施の形態１と同様な構成である。FIG. 3 is a schematic view of a laser processing apparatus according to the present embodiment. The configuration of the present embodiment shown in FIG.
Bend mirror 2 in the configuration of the first embodiment shown in FIG.
Is replaced by a beam splitter 26, and an incident light detector 27 is provided so as to detect a part of the output laser light 14 transmitted through the beam splitter 26, and the light intensity of the output laser light 14 detected by the incident light detector 27 is detected. The signal is amplified by an amplifier 28 to an arbitrary constant multiple, and then sent out to the arithmetic processing unit 11 for arithmetic processing. The multi-layer substrate 22 as a processing target includes the first conductive layer 23, the insulating layer 24,
The configuration is similar to that of the first embodiment shown in FIG.
【００５８】つまり、本実施の形態においては、反射レ
ーザ光の検出を行い、加工を制御する基本機能は、実施
の形態１と同様であるが、実施の形態１に対して反射レ
ーザ光強度の検出の際の機能をより強化した構成を有す
る。That is, in the present embodiment, the basic function of detecting the reflected laser light and controlling the processing is the same as that of the first embodiment. It has a configuration that enhances the function of detection.
【００５９】前述した実施の形態１では、反射レーザ光
１５の光強度に関する信号を検出し、基準値と比較した
結果に基づき加工を制御している。In the first embodiment, a signal related to the light intensity of the reflected laser light 15 is detected, and the processing is controlled based on the result of comparison with the reference value.
【００６０】以下、具体的に数字を挙げて説明する。ま
ず、簡略化のため、（数１）（数２）に記載されている
定数ｋの値をｋ×ｂ max＝ａmaxを満たすような値に決め
ておく。In the following, a specific description will be given with reference to figures. Ma
For simplicity, it is described in (Equation 1) and (Equation 2)
The value of the constant k is k × b max= AmaxDetermine a value that satisfies
Keep it.
【００６１】これにより、ｃmax＝１となり、（数１）
（数２）に示された式は（数３）のように記述される。As a result, c max = 1, and (Expression 1)
The equation shown in (Equation 2) is described as (Equation 3).
【００６２】[0062]
【数３】 (Equation 3)
【００６３】最初に、ある任意の穴Ａからの反射光に関
して検討する。穴Ａにパルスレーザ光を時間連続的に照
射したとき、１番目のパルスレーザ光のピーク値に関す
る情報がｃ1＝０．１であり、Ｎ番目のパルスレーザ光
のピーク値に関する情報がｃN＝０．７だったとする。First, consideration will be given to light reflected from an arbitrary hole A. When the hole A is continuously irradiated with the pulse laser light over time, the information about the peak value of the first pulse laser light is c 1 = 0.1, and the information about the peak value of the N-th pulse laser light is c N. = 0.7.
【００６４】これは、第一の導電層２３で反射されるレ
ーザ光は０．１であり、０．９は穴加工に使用されるこ
とを意味し、またＮ番目のパルスでは０．７から０．１
を減算した０．６が穴内部からの反射光であることを意
味している。This means that the laser light reflected by the first conductive layer 23 is 0.1, 0.9 means that it is used for drilling holes, and that the laser light reflected from the first conductive layer 23 is 0.7 to 0.7 in the Nth pulse. 0.1
0.6 means that the light is reflected light from the inside of the hole.
【００６５】このとき、Ｎ番目の相対反射光強度は（数
３）より０．６６７であることがわかる。At this time, the Nth relative reflected light intensity is found to be 0.667 from (Equation 3).
【００６６】次に、ある任意の穴Ｂからの反射光に関し
て検討する。穴Ｂにパルスレーザ光を時間連続的に照射
したとき、１番目のパルスレーザ光のピーク値に関する
情報がｃ1＝０．３であり、Ｎ番目のパルスレーザ光の
ピーク値に関する情報がｃN＝０．７だったとする。Next, the reflected light from an arbitrary hole B will be discussed. When the hole B is continuously irradiated with the pulse laser light over time, the information about the peak value of the first pulse laser light is c 1 = 0.3, and the information about the peak value of the N-th pulse laser light is c N. = 0.7.
【００６７】これは、第一の導電層２３で反射されるレ
ーザ光は０．３であり、０．７は穴加工に使用されるこ
とを意味し、またＮ番目のパルスでは０．７から０．３
を減算した０．４が穴内部からの反射光であることを意
味している。This means that the laser beam reflected by the first conductive layer 23 is 0.3, 0.7 means that it is used for drilling, and that the N-th pulse has a value of 0.7 to 0.7. 0.3
0.4 means reflected light from the inside of the hole.
【００６８】このとき、Ｎ番目の相対反射光強度は（数
３）より０．５７１であることがわかる。At this time, the Nth relative reflected light intensity is found to be 0.571 from (Equation 3).
【００６９】どちらの穴もＮ番目のパルスレーザ光のピ
ーク値に関する情報は０．７という同じ値を持つため、
単純にＮ番目の情報だけから穴加工の合否判断を行おう
とすると、誤った結論を導いてしまう。Since the information on the peak value of the N-th pulse laser beam in both holes has the same value of 0.7,
If an attempt is made simply to determine whether or not to drill a hole only from the Nth information, an incorrect conclusion is drawn.
【００７０】このように、実際に穴の内部に照射された
光量に対してどれくらいの光量比が反射光として戻って
くるかを検討することで、的確な穴加工の合否判断を行
うことが可能となり、近接する導電層間の導通が確実に
得られるような穴加工を確実に行うことができるばかり
でなく、出力レーザ光の無駄な発振を回避することが可
能であり、加工のスループットも上昇することができ
る。As described above, by examining how much light amount ratio returns as reflected light with respect to the light amount actually illuminated into the inside of the hole, it is possible to accurately determine whether or not the hole processing is successful. In addition, not only can the hole be formed so that conduction between the adjacent conductive layers can be reliably obtained, but also unnecessary oscillation of the output laser light can be avoided, and the processing throughput also increases. be able to.
【００７１】なお、本実施の形態においては、演算式に
用いるレーザ光強度に関する情報の値として、パルスレ
ーザ光のピーク値を想定して説明を行ったが、レーザ光
の発振やレーザの発振命令信号の立ち上がりまたは立ち
下がりをトリガーとして、その時点からある任意の時間
経過後のレーザ光強度を用いても同様な効果が得られる
ことはいうまでもない。In this embodiment, the description has been made assuming the peak value of the pulsed laser light as the value of the information on the laser light intensity used in the arithmetic expression. It is needless to say that the same effect can be obtained by using the laser beam intensity after a certain time has elapsed from the rise or fall of the signal as a trigger.
【００７２】また、説明の簡略化のため定数ｋをｋ×ｂ
max＝ａmaxを満たすような値として説明を行ったが、定
数ｋは実数であるならばどのような値を用いてもいっこ
うにかまわない。For the sake of simplicity, the constant k is set to k × b
Although the description has been given as a value satisfying max = amax , any value may be used as long as the constant k is a real number.
【００７３】さらに、ｃmaxを求める方法として、実際
の加工に先立って金ミラーや銅ミラー等を加工対象物の
代わりに用いて求めておく方法が好適であるが、必要に
応じて実際の加工中に取得されたデータを用いて求めて
もよい。Further, as a method of obtaining c max , a method of using a gold mirror, a copper mirror, or the like instead of the object to be processed prior to the actual processing is preferable. It may be determined using data acquired during the process.
【００７４】また、（数１）（数２）に記述した式中の
ｃ1は、１番目の入射レーザ光強度と１番目の反射光強
度とから求めた値であるが、加工穴の穴底からの反射光
量がほとんど０に近い条件であれば、１番目の値を用い
ずともいっこうにかまわない。In the equations described in (Equation 1) and (Equation 2), c 1 is a value obtained from the first incident laser light intensity and the first reflected light intensity. If the amount of reflected light from the bottom is almost zero, the first value does not need to be used.
【００７５】さらに、入射レーザ光強度の時空間的なば
らつきがほとんど無視できる状態であるならば、ａnは
ｎの値に関わらずほぼ一定と見なせることになるので、
（数１）（数２）の代わりに（数４）で示される演算式
を用いても同様な効果が得られることはいうまでもな
い。[0075] Further, if the spatial variation when the incident laser beam intensity is in the state almost negligible, since a n will be regarded as substantially constant regardless of the value of n,
It goes without saying that a similar effect can be obtained by using the arithmetic expression shown in (Equation 4) instead of (Equation 1) and (Equation 2).
【００７６】[0076]
【数４】 (Equation 4)
【００７７】このとき、ａ↓ｎがｎの値に関わらずほぼ
一定であることが前もってわかっている場合には、入射
光検出器２７を設定する必要がないことは自明である。At this time, if it is known in advance that a ↓ n is substantially constant regardless of the value of n, it is obvious that the incident light detector 27 does not need to be set.
【００７８】（実施の形態３）以下、本発明の実施の形
態３について、図面を参照にしながら詳細に説明する。(Embodiment 3) Hereinafter, Embodiment 3 of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
【００７９】図４は、本実施の形態を示すレーザ加工装
置の概略図である。図４が示す本実施の形態の構成は、
図３が示す実施の形態１の構成において、テーブル作成
部２１を追加し、反射光戻り補正算出部を削除し、多層
基板のかわりに固定ミラー３０を設置した構成である。FIG. 4 is a schematic view of a laser processing apparatus according to the present embodiment. The configuration of the present embodiment shown in FIG.
In the configuration of the first embodiment shown in FIG. 3, a table creation unit 21 is added, a reflected light return correction calculation unit is deleted, and a fixed mirror 30 is installed instead of the multilayer substrate.
【００８０】以上の構成により、この動作についてより
詳細に説明する。はじめに、パルスレーザ発振器１から
出射されたレーザ１４が、固定ミラ−３０に到達し、反
射光１５が反射光検出器まで到達しアンプ１８である任
意の定数倍に増幅されるまでは、上記実施の形態２と同
様である。With the above configuration, this operation will be described in more detail. First, the above-described operation is performed until the laser 14 emitted from the pulse laser oscillator 1 reaches the fixed mirror 30 and the reflected light 15 reaches the reflected light detector and is amplified to an arbitrary constant multiple of the amplifier 18. This is the same as in Embodiment 2.
【００８１】制御装置１２からの位置情報からと、アン
プ２８、アンプ１８の出力から、アンプ２８の出力に対
するアンプ１８の出力の比を算出する。この計算を加工
領域全般に対して反射光戻り補正テーブルに必要なレー
ザ照射位置に対応するデータだけレーザを固定ミラー３
０に対して照射し、各レーザ照射位置に対して下記計算
を実施する。The ratio of the output of the amplifier 18 to the output of the amplifier 28 is calculated from the position information from the control device 12 and the outputs of the amplifier 28 and the amplifier 18. This calculation is performed by setting the laser to the fixed mirror 3 only for the data corresponding to the laser irradiation position necessary for the reflected light return correction table for the entire processing area.
Irradiation is performed for 0, and the following calculation is performed for each laser irradiation position.
【００８２】反射光戻り割合＝（反射光／入射光）／Ｍ
ＡＸ（反射光／入射光） 次に、上記計算結果を各レーザ照射位置に対応した反射
光戻り割合を反射光分布テーブル１９に記憶する。ここ
で、図５は反射光分布テーブルの具体例である。加工領
域の各位置に対して反射光の戻る割合をテーブルとして
記憶する。これにより、前記実施の形態１、と実施の形
態２で使用する反射光戻り分布テーブルを作成すること
ができる。Return ratio of reflected light = (reflected light / incident light) / M
AX (reflected light / incident light) Next, the above calculation result is stored in the reflected light distribution table 19 with the reflected light return ratio corresponding to each laser irradiation position. Here, FIG. 5 is a specific example of the reflected light distribution table. The return ratio of the reflected light for each position in the processing area is stored as a table. As a result, the reflected light return distribution tables used in the first and second embodiments can be created.
【００８３】なお、反射光分布テーブルに記憶するデー
タは、記憶するデータが加工領域を等分割したり、また
記憶するデータの変化する割合が一定となるように、加
工領域の中央部は粗に、加工領域周辺部は密に分割して
もよい。The data to be stored in the reflected light distribution table is roughly divided at the center of the processing area so that the stored data divides the processing area equally and the change rate of the stored data is constant. Alternatively, the periphery of the processing area may be divided densely.
【００８４】また、本実施の形態においては、固定ミラ
ーは実使用上は金ミラーや銅ミラーや誘電体多層膜ミラ
ー等を用いてもよい。In the present embodiment, a gold mirror, a copper mirror, a dielectric multilayer mirror, or the like may be used as the fixed mirror in practical use.
【００８５】[0085]
【発明の効果】本発明は上述した構成、方法を採用する
ことにより、アンプから出力される反射光の信号パルス
振幅を加工位置により補正することで、加工対象物であ
る多層基板からの反射直後の反射光の強度を推定するこ
とができ、穴加工状況判断が可能となり、正確にかつ確
実に加工を行うことができるばかりでなく、出力レーザ
光の無駄な発振を回避することができる。According to the present invention, by adopting the above-described configuration and method, the signal pulse amplitude of the reflected light output from the amplifier is corrected by the processing position, so that the signal pulse amplitude immediately after the reflection from the multi-layer substrate which is the processing object. The intensity of the reflected light can be estimated, and the drilling situation can be determined, and not only can the drilling be performed accurately and reliably, but also unnecessary oscillation of the output laser light can be avoided.
【００８６】また、検出した反射光から加工対象物であ
る多層基板からの反射直後の反射光の強度を推定すると
ともに、実際に穴の内部に照射された光量に対してどれ
くらいの光量比が反射光として戻ってくるかを算出する
ことで、穴加工状況判断が可能となり、正確にかつ確実
に加工を行うことができるばかりでなく、出力レーザ光
の無駄な発振を回避することができる。Further, the intensity of the reflected light immediately after the reflection from the multi-layer substrate, which is the object to be processed, is estimated from the detected reflected light, and the ratio of the amount of reflected light to the amount of light actually illuminated inside the hole is determined. By calculating whether the light returns as light, it is possible to determine the state of drilling, not only to perform drilling accurately and reliably, but also to avoid unnecessary oscillation of the output laser light.
【００８７】さらに、各加工位置に対してミラーにレー
ザを照射し、ミラーに照射するレーザと反射光のレーザ
光を検出して、その割合から反射光の戻り割合をテーブ
ルに記憶して利用することで、レーザを照射した対象か
ら反射した直後の反射光強度を正確に推定することがで
きる。Further, the mirror is irradiated with a laser beam to each processing position, the laser beam irradiated on the mirror and the reflected laser beam are detected, and the return ratio of the reflected light is stored in a table from the ratio and used. This makes it possible to accurately estimate the intensity of the reflected light immediately after the light is reflected from the object irradiated with the laser.
【図１】本発明の第１の実施の形態を示すレーザ加工装
置の概略図FIG. 1 is a schematic view of a laser processing apparatus showing a first embodiment of the present invention.
【図２】（ａ）加工穴が導電層まで達していない様子を
示す模式図 （ｂ）加工穴の一部が導電層まで達した様子を示す模式
図 （ｃ）加工穴の大部分が導電層まで達した様子を示す模
式図FIG. 2A is a schematic diagram showing a state in which a machined hole does not reach a conductive layer. FIG. 2B is a schematic diagram showing a state in which a part of the machined hole has reached a conductive layer. Schematic diagram showing the state of reaching the layer
【図３】本発明の第２の実施の形態を示すレーザ加工装
置の概略図FIG. 3 is a schematic diagram of a laser processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第４の実施の形態を示すレーザ加工装
置の概略図FIG. 4 is a schematic view of a laser processing apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
【図５】本発明の第４の実施の形態を示すレーザ加工装
置のうち反射光分布テーブル図FIG. 5 is a reflected light distribution table diagram of a laser processing apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
１ パルスレーザ発振器 ２ ベンドミラー ３ ビームスプリッタ ４ 第一の走査ミラー ５ 第二の走査ミラー ６ 加工用集光レンズ ７ 多層基板 ８ 絶縁層 ９ 導電層 １０ 反射光検出器 １１ 演算処理装置 １２ 制御装置 １３ 移動機構 １４ 出力レーザ光 １５ 反射レーザ光 １６ レーザ光 １７ 加工穴 １８ アンプ １９ 反射光戻り分布テーブル ２０ 反射光戻り補正算出部 ２１ テーブル作成部 ２２ 多層基板 ２３ 第一の導電層 ２４ 絶縁層 ２５ 第二の導電層 ２６ ビームスプリッタ ２７ 入射光検出器 ２８ アンプ ２９ 位置情報 ３０ 固定ミラー REFERENCE SIGNS LIST 1 pulse laser oscillator 2 bend mirror 3 beam splitter 4 first scanning mirror 5 second scanning mirror 6 processing condenser lens 7 multilayer substrate 8 insulating layer 9 conductive layer 10 reflected light detector 11 arithmetic processing unit 12 controller 13 Movement mechanism 14 Output laser light 15 Reflected laser light 16 Laser light 17 Processing hole 18 Amplifier 19 Reflected light return distribution table 20 Reflected light return correction calculation unit 21 Table creation unit 22 Multilayer substrate 23 First conductive layer 24 Insulating layer 25 Second Conductive layer 26 Beam splitter 27 Incident light detector 28 Amplifier 29 Positional information 30 Fixed mirror
フロントページの続き (72)発明者 加藤 真 神奈川県川崎市多摩区東三田３丁目10番 １号 松下技研株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−92482（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−157779（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−45593（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−124387（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−143087（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−19787（ＪＰ，Ａ) 特公 平３−43953（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭56−45715（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 26/00 B23K 26/06 H05K 3/00 Continuation of the front page (72) Inventor Makoto Kato 3-10-1, Higashi-Mita, Tama-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Matsushita Giken Co., Ltd. (56) References JP-A-2-92482 (JP, A) JP-A-63 JP-A-157779 (JP, A) JP-A-4-45593 (JP, A) JP-A-3-124387 (JP, A) JP-A-4-143087 (JP, A) JP-A-11-19787 (JP, A) Japanese Patent Publication No. 3-43953 (JP, B2) Japanese Patent Publication No. 56-45715 (JP, B2) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B23K 26/00 B23K 26/06 H05K 3 / 00
Claims (7)
記レーザ光を加工対象物へ導く光学系構造と、前記レー
ザ発振器を制御する制御装置を備え、前記加工対象物か
らの反射光の光強度を検出する反射光検出器と、前記加
工対象物からの反射光の反射光検出器に到達するまでに
変化する割合のデータを加工領域の中央部は粗分割で、
周辺部は細分割して記憶した反射光分布テーブルと、前
記反射光検出器と前記反射光分布テーブルから前記加工
対象物からの反射直後の反射光強度を算出する反射光強
度算出部を設け、前記反射光強度算出部の算出した反射
光強度とその基準値との比較に基づき前記制御装置にて
前記レーザ発振器を制御するレーザ加工装置。1. A laser oscillator for emitting a laser beam, an optical system structure for guiding the laser beam to an object to be processed, and a control device for controlling the laser oscillator, the light intensity of reflected light from the object to be processed. And a reflected light detector for detecting the reflected light from the object to be processed before reaching the reflected light detector.
The data of the changing ratio is roughly divided at the center of the machining area,
The peripheral portion is provided with a reflected light distribution table stored in a finely divided manner , and a reflected light intensity calculation unit for calculating the reflected light intensity immediately after reflection from the processing object from the reflected light detector and the reflected light distribution table, A laser processing device that controls the laser oscillator with the control device based on a comparison between the reflected light intensity calculated by the reflected light intensity calculation unit and a reference value thereof.
記レーザ光を加工対象物へ導く光学系構造と、前記レー
ザ発振器を制御する制御装置を備え、前記レーザ光の強
度を検出する入射光検出器と、前記加工対象物からの反
射光の光強度を検出する反射光検出器と、前記加工対象
物からの反射光の反射光検出器に到達するまでに変化す
る割合のデータを加工領域の中央部は粗分割で、周辺部
は細分割して記憶した反射光分布テーブルと、前記反射
光検出器と前記反射光分布テーブルから前記加工対象物
からの反射直後の反射光強度を算出する反射光強度算出
部を設け、前記入射光検出器が検出した入射光強度と前
記反射光強度算出部が算出した反射光強度とから演算し
た相対反射光強度とその基準値との比較に基づき前記制
御装置にて前記レーザ発振器を制御するレーザ加工装
置。2. An incident light detection device comprising: a laser oscillator for emitting a laser beam; an optical system structure for guiding the laser beam to an object to be processed; and a control device for controlling the laser oscillator, and detecting an intensity of the laser beam. A reflected light detector for detecting the light intensity of the reflected light from the processing object; and a reflected light detector for detecting the light intensity of the reflected light from the processing object before reaching the reflected light detector.
The center of the machining area is roughly divided into
Is provided with a reflected light distribution table stored in a finely divided manner , and a reflected light intensity calculating unit for calculating a reflected light intensity immediately after reflection from the processing object from the reflected light detector and the reflected light distribution table. The control device controls the laser oscillator based on a comparison between a relative reflected light intensity calculated from the incident light intensity detected by the light detector and the reflected light intensity calculated by the reflected light intensity calculation unit and a reference value thereof. Laser processing equipment.
記レーザ光を加工対象物へ導く光学系構造と、前記レー
ザ発振器を制御する制御装置を備え、前記レーザ光の強
度を検出する入射光検出器と、前記加工対象物からの反
射光の光強度を検出する反射光検出器と、前記加工対象
物からの反射光が前記反射光検出器へ到達するまでに変
化する割合いを前記加工対象物の加工位置ごとに記憶し
た反射光分布テーブルと、前記反射光検出器と前記反射
光分布テーブルから前記加工対象物からの反射直後の反
射光強度を算出する反射光強度算出部を設け、前記入射
光検出器が検出した入射光強度と前記反射光強度算出部
が算出した反射光強度とから演算した相対反射光強度を
（数１）から求め、その相対反射光強度とその基準 値と
の比較に基づき前記制御装置にて前記レーザ発振器を制
御するレーザ加工装置。 【数１】 3. A laser oscillator for emitting a laser beam;
An optical system structure for guiding the laser light to the object to be processed;
A control device for controlling the oscillator, and
Incident light detector for detecting the degree of
A reflected light detector for detecting the light intensity of the emitted light;
It changes by the time the reflected light from the object reaches the reflected light detector.
The rate of change for each machining position of the workpiece
Reflected light distribution table, the reflected light detector and the reflection
From the light distribution table, the response immediately after reflection from the workpiece
A reflected light intensity calculation unit for calculating the emitted light intensity;
Incident light intensity detected by the photodetector and the reflected light intensity calculation unit
The relative reflected light intensity calculated from the reflected light intensity calculated by
The relative reflected light intensity and its reference value are obtained from (Equation 1).
The control unit controls the laser oscillator based on the comparison of
Laser processing equipment to control . (Equation 1)
工対象物を加工するレーザ加工装置の制御方法であっ
て、前記加工対象物からの反射光の光強度を反射光検出
器で検出し、前記加工対象物からの反射光の反射検出器
に到達するまでに変化する割合のデータを加工領域の中
央部は粗分割で、周辺部は細分割して反射光分布テーブ
ルに記憶し、反射光分布テーブルのデータに基づいて前
記加工対象物からの反射直後の反射光強度を算出し、こ
の算出した反射光強度と基準値との比較に基づき前記レ
ーザ発振器を制御するレーザ加工装置の制御方法。4. A laser beam is emitted from a laser oscillator to be processed.
A method for controlling a laser processing apparatus for processing an object.
Detecting the intensity of the reflected light from the object to be reflected.
And a reflection detector for reflected light from the object to be processed.
Data that changes by the time it reaches
The central part is coarsely divided, and the peripheral part is finely divided into reflected light distribution tables.
Stored in the memory and based on the data in the reflected light distribution table.
Calculate the reflected light intensity immediately after reflection from the work
Based on the comparison between the reflected light intensity calculated by
A method for controlling a laser processing apparatus for controlling a laser oscillator .
工対象物を加工するレーザ加工装置の制御方法であっ
て、前記レーザ光の強度を入射光強度として入射光検出
器で検出するとともに、前記加工対象物からの反射光の
光強度を反射光検出器で検出し、前記加工対象物からの
反射光が前記反射光検出器へ到達するまでに変化する割
合いのデータを加工領域の中央部は粗分割で、周辺部は
細分割して反射光分布テーブルに記憶し、反射光分布テ
ーブルのデータと前記反射光検出器の出力から前記加工
対象物からの反射直後の反射光強度を算出し、前記入射
光強度と前記算出した反射光強度とから演算した相対反
射光強度とその基準値との比較に基づいて前記レーザ発
振器を制御するレーザ加工装置の制御方法。5. A laser beam emitted from a laser oscillator for processing.
A method for controlling a laser processing apparatus for processing an object.
And detecting the incident light using the intensity of the laser light as the incident light intensity.
And the reflected light from the workpiece
The light intensity is detected by a reflected light detector, and the
The rate at which the reflected light changes until it reaches the reflected light detector
The center of the machining area is roughly divided, and the periphery is
Subdivide and store in the reflected light distribution table,
From the data of the cable and the output of the reflected light detector
The reflected light intensity immediately after reflection from the object is calculated, and
Relative intensity calculated from the light intensity and the calculated reflected light intensity
The laser emission is based on a comparison between the emitted light intensity and its reference value.
A method for controlling a laser processing device for controlling a shaker .
工対象物を加工するレーザ加工装置の制御方法であっ
て、前記レーザ光の強度を入射光強度として入射光検出
器で検出するとともに、前記加工対象物からの反射光の
光強度を反射光検 出器で検出し、前記加工対象物からの
反射光が前記反射光検出器へ到達するまでに変化する割
合いを前記加工対象物の加工位置ごとに記憶した反射光
分布テーブルのデータと前記反射光検出器の出力から前
記加工対象物からの反射直後の反射光強度を算出し、前
記入射光強度と前記算出した反射光強度とから演算した
相対反射光強度を（数２）から求め、その相対反射光強
度とその基準値との比較に基づいて前記レーザ発振器を
制御するレーザ加工装置の制御方法。 【数２】 6. A laser beam emitted from a laser oscillator to be processed.
A method for controlling a laser processing apparatus for processing an object.
And detecting the incident light using the intensity of the laser light as the incident light intensity.
And the reflected light from the workpiece
The light intensity detected by the reflected light detector, from the workpiece
The rate at which the reflected light changes until it reaches the reflected light detector
Reflected light in which matching is stored for each processing position of the processing object
From the data in the distribution table and the output of the reflected light detector,
Calculate the reflected light intensity immediately after reflection from the object
Calculated from the incident light intensity and the calculated reflected light intensity
The relative reflected light intensity is obtained from (Equation 2), and the relative reflected light intensity is obtained.
The laser oscillator based on a comparison between the degree and its reference value.
A control method of a laser processing apparatus to be controlled . (Equation 2)
工対象物を加工するレーザ加工装置の制御方法であっ
て、前記レーザ光の強度を入射光強度として入射光検出
器で検出するとともに、前記加工対象物を置く位置に設
置した固定ミラーからの反射光の光強度を反射光検出器
で検出し、前記加工対象物のある加工座標位置に前記レ
ーザ光を照射した時の前記反射光検出器で検出した反射
光強度と入射検出器から検出した入射光強度から前記固
定ミラーから反射した直後の反射光が前記反射光検出器
に到達する反射光強度の割合を算出し、その算出結果を
記憶した反射光分布テーブルのデータと基準値との比較
に基づき前記レーザ発振器を制御するレーザ加工装置の
制御方法。7. A laser beam is emitted from a laser oscillator to be processed.
A method for controlling a laser processing apparatus for processing an object.
And detecting the incident light using the intensity of the laser light as the incident light intensity.
Detector and set it at the position where the workpiece is to be placed.
Light intensity of reflected light from fixed mirror placed
At the machining coordinate position where the object is located.
Reflection detected by the reflected light detector when irradiated with laser light
From the light intensity and the incident light intensity detected from the incident detector,
The reflected light immediately after reflected from the fixed mirror is the reflected light detector
Calculate the ratio of the reflected light intensity that reaches
Comparison of stored reflected light distribution table data with reference values
A method for controlling a laser processing apparatus, which controls the laser oscillator based on the following .
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| US09/873,971 US6555782B2 (en) | 1997-12-12 | 2001-06-04 | Laser machining method, laser machining apparatus, and its control method |
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- 1997-12-12 JP JP34245397A patent/JP3269440B2/en not_active Expired - Fee Related
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