JP3341114B2 - Laser processing apparatus and laser processing method - Google Patents

Laser processing apparatus and laser processing method

Info

Publication number
JP3341114B2
JP3341114B2 JP2000077481A JP2000077481A JP3341114B2 JP 3341114 B2 JP3341114 B2 JP 3341114B2 JP 2000077481 A JP2000077481 A JP 2000077481A JP 2000077481 A JP2000077481 A JP 2000077481A JP 3341114 B2 JP3341114 B2 JP 3341114B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser
galvano
processing
work
axis direction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2000077481A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2000301374A (en
Inventor
圭二 礒
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=26409275&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JP3341114(B2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Sumitomo Heavy Industries Ltd filed Critical Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority to JP2000077481A priority Critical patent/JP3341114B2/en
Publication of JP2000301374A publication Critical patent/JP2000301374A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3341114B2 publication Critical patent/JP3341114B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Laser Beam Processing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【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、特に穴あけ加工を主目的とし、その加工速度を向上
させることができるように改良されたレーザ加工装置及
び加工方法に関する。
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 and a processing method mainly intended for drilling and improved so that the processing speed can be improved.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子装置、例えば携帯電話機、ディジタ
ルビデオカメラ、パーソナルコンピュータのような装置
には、高密度多層配線基板が用いられている。このよう
な高密度多層配線基板の製造に際しては、内層と外層の
基板との間で信号線の導通をとるためにビアホールと呼
ばれる導通用の穴を各層の基板毎に設ける必要がある。
特に、配線の高密度化を達成するためには、ビアホール
の穴の径を極力小さくすることが要求される。
2. Description of the Related Art High-density multilayer wiring boards are used in electronic devices such as mobile phones, digital video cameras and personal computers. In manufacturing such a high-density multilayer wiring board, it is necessary to provide a conduction hole called a via hole for each layer of the substrate in order to establish signal line conduction between the inner layer and the outer layer substrate.
In particular, in order to achieve high-density wiring, it is required to minimize the diameter of the via hole.

【0003】また、上記の高密度多層配線基板の製造に
際しては、1枚のワーク(母板)から所定サイズの高密
度多層配線基板用の複数の基板を、いわゆる多面取りす
るために、前記所定サイズの加工領域をマトリクス状に
設定したワークが用いられる。そして、前記所定サイズ
の加工領域毎にあらかじめ定められた複数位置に穴あけ
加工を行うようにされる。
In manufacturing the high-density multilayer wiring board, a plurality of substrates for a high-density multilayer wiring board of a predetermined size are cut from one work (base plate) in a so-called multi-layer manner. A work in which machining areas of a size are set in a matrix is used. Then, drilling is performed at a plurality of positions determined in advance for each processing region of the predetermined size.

【0004】このような微小径の穴あけ加工を行う装置
として、最近、レーザ加工装置が多く用いられている。
そして、このような穴あけ加工を主目的としたレーザ加
工装置は、ワークを搭載するステージをX軸方向、Y軸
方向に水平移動可能な、いわゆるX−Yステージを備え
たものが一般的である。このレーザ加工装置は、X−Y
ステージによりワークを移動させることでパルス状のレ
ーザビームによる加工位置を変える。このため、X−Y
ステージによるポジショニングに時間がかかり、加工速
度に制限がある。便宜上、このレーザ加工装置を第1の
方式と呼ぶ。
[0004] As a device for performing such a small-diameter drilling, a laser processing device has recently been widely used.
In general, a laser processing apparatus mainly for such drilling is provided with a so-called XY stage capable of horizontally moving a stage on which a work is mounted in an X-axis direction and a Y-axis direction. . This laser processing device is XY
The processing position by the pulsed laser beam is changed by moving the work by the stage. Therefore, XY
Positioning by the stage takes time, and the processing speed is limited. For convenience, this laser processing apparatus is referred to as a first method.

【0005】これに対し、図8に示すように、ガルバノ
スキャナを用いてレーザビームをX軸方向、Y軸方向に
振らせることで加工速度の向上を図ったレーザ加工装置
が提供されている。簡単に説明すると、レーザ発振器4
1から出力されたレーザビームを、エキスパンダ43、
ミラー44を経由させてマスク45に導く。マスク45
を通過したパルス状のレーザ光はミラー47により下方
に反射される。ミラー47で反射されたレーザ光は、第
1のガルバノミラー48、第2のガルバノミラー49に
よりX方向、Y方向に振られる。この種のガルバノミラ
ーは200〜400(Hz)の駆動周波数で応答可能で
あり、レーザ光はfθレンズ50を通してワーク51上
に設定された加工領域52を照射するように振られる。
On the other hand, as shown in FIG. 8, there is provided a laser processing apparatus in which a laser beam is oscillated in an X-axis direction and a Y-axis direction using a galvano scanner to improve a processing speed. Briefly, the laser oscillator 4
The laser beam output from 1 is expanded into an expander 43,
The light is guided to a mask 45 via a mirror 44. Mask 45
Is reflected downward by the mirror 47. The laser beam reflected by the mirror 47 is oscillated in the X and Y directions by a first galvanometer mirror 48 and a second galvanometer mirror 49. This type of galvanomirror can respond at a driving frequency of 200 to 400 (Hz), and the laser light is swung so as to irradiate a processing area 52 set on the work 51 through the fθ lens 50.

【0006】なお、ワーク51はX−Yステージ53上
に載置されているが、ここではX−Yステージ53の駆
動系についての図示、説明は省略する。また、ミラー4
7の上方には、レンズ54、CCDカメラ55によりワ
ーク51の位置決めを行うアライメント系が設けられて
いるが、これも説明は省略する。便宜上、このレーザ加
工装置を第2の方式と呼ぶ。
Although the work 51 is placed on the XY stage 53, the illustration and description of the drive system of the XY stage 53 are omitted here. Also, mirror 4
An alignment system for positioning the work 51 by the lens 54 and the CCD camera 55 is provided above the lens 7, but the description is also omitted. For convenience, this laser processing apparatus is referred to as a second method.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】この第2の方式では、
ワーク51上の加工領域52に対してレーザ光を振らせ
ることで加工を行った後、X−Yステージ53により次
の加工領域が直下にくるようにワーク51を移動させ
る。このような第2の方式によれば、第1、第2のガル
バノミラー48,49とX−Yステージ53との組み合
わせにより、第1の方式に比べて加工速度の向上を図る
ことができる。
In this second method,
After processing is performed by oscillating laser light on the processing area 52 on the work 51, the work 51 is moved by the XY stage 53 so that the next processing area is directly below. According to such a second method, by combining the first and second galvanometer mirrors 48 and 49 and the XY stage 53, the processing speed can be improved as compared with the first method.

【0008】ところで、ワークの大きさは一辺が300
〜600(mm)程度の四角形であり、このようなワー
クに、多面取りのために通常、10個以上の加工領域が
マトリクス状にあらかじめ設定される。一方、ガルバノ
ミラーによる走査可能な領域は、通常、一辺が50(m
m)程度の四角形の範囲であり、1つのワークのすべて
の加工領域を加工するには上記の第2の方式でも相応の
時間を必要とする。
By the way, the size of the work is 300 on one side.
In general, ten or more processing regions are set in a matrix in such a work for multi-face milling. On the other hand, the area that can be scanned by the galvanomirror usually has a side of 50 (m
m), and the second method requires a certain amount of time to machine all the machining areas of one work.

【0009】そこで、本発明は上記の第2の方式の利点
を生かして加工速度を更に向上させることのできるレー
ザ加工装置及び加工方法を提供しようとするものであ
る。
Accordingly, the present invention is to provide a laser processing apparatus and a processing method capable of further improving the processing speed by making use of the advantage of the above-mentioned second method.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、レーザ
光を、fθレンズを通してワーク面上におけるX軸方向
及びY軸方向に振らせ、照射するためのガルバノスキャ
ン系を複数備え、前記複数のガルバノスキャン系のうち
互いに隣接する2つのガルバノスキャン系を左右対称の
関係で配置し、前記2つのガルバノスキャン系による走
査順序が、互いに逆になるように前記2つのガルバノス
キャン系を制御する制御装置を備え、前記ワークの加工
領域を同時加工することを特徴とするレーザ加工装置が
提供される。
According to the present invention, there are provided a plurality of galvano scan systems for irradiating a laser beam through an fθ lens in the X-axis direction and the Y-axis direction on a work surface and irradiating the same. Of two galvano scan systems adjacent to each other are arranged in a bilaterally symmetric relationship, and the two galvano scan systems
The two galvanos so that the inspection order is reversed
A control device for controlling the can system, and machining of the work
There is provided a laser processing apparatus for simultaneously processing regions .

【0011】本発明によればまた、レーザ光を、fθレ
ンズを通してワーク面上におけるX軸方向及びY軸方向
に振らせ、照射するためのガルバノスキャン系を複数使
用して前記ワークの加工領域を加工するに際し、前記複
数のガルバノスキャン系のうち互いに隣接する2つのガ
ルバノスキャン系を左右対称の関係で配置し、前記2つ
のガルバノスキャン系による走査順序を互いに逆にする
ことにより、前記ワークの加工領域を同時加工すること
を特徴とするレーザ加工方法が提供される。
According to the present invention, the laser beam is emitted by the fθ laser.
X-axis direction and Y-axis direction on the work surface
Multiple galvano-scan systems to irradiate
When machining the machining area of the work using
Of two galvano scan systems adjacent to each other
The Luvano scan system is placed in a symmetrical relationship, and the two
The scanning order by the galvano scanning system
By simultaneously processing the work area of the work
A laser processing method is provided.

【0012】本発明によれば更に、レーザ光をfθレン
ズを通してワーク面上におけるX軸方向及びY軸方向に
振らせるためのガルバノスキャン系を複数備え、該複数
のガルバノスキャン系により前記ワークの加工領域を同
時加工するレーザ加工装置において、前記複数のガルバ
ノスキャン系のうちの少なくとも1つを水平移動させる
ことにより、少なくとも2つのガルバノスキャン系の間
の距離を可変とする駆動機構を備えたとを特徴とする
レーザ加工装置、及びレーザ光を、fθレンズを通して
ワーク面上におけるX軸方向及びY軸方向に振らせるた
めのガルバノスキャン系を複数備え、該複数のガルバノ
スキャン系により前記ワークの加工領域を同時加工する
レーザ加工装置において、前記複数のガルバノスキャン
系を個別に、前記ワークに対して垂直方向に駆動する駆
動機構を備えたことを特徴とするレーザ加工装置が提供
される。
According to the present invention, further, the laser beam is
In the X-axis direction and Y-axis direction on the work surface
A plurality of galvano-scanning systems for shaking;
The machining area of the workpiece is
In the laser processing apparatus for performing time processing, the plurality of galvanometers
Horizontally move at least one of the no-scan systems
Between at least two galvanoscan systems
The distance between the feature and this with a drive mechanism for varying
Laser processing equipment and laser light through fθ lens
Swing in the X-axis direction and Y-axis direction on the work surface
A plurality of galvano scanning systems for
Simultaneous processing of the work area of the work by scanning system
In the laser processing apparatus, the plurality of galvano scans
The drive system drives the system individually and vertically to the workpiece.
Laser processing equipment provided with a moving mechanism provided
Is done.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】図1を参照して、本発明によるレ
ーザ加工装置の基本構成について説明する。図1におい
て、レーザ発振器10からのパルス状のレーザ光をミラ
ー11、12を経由し、所定のビームサイズを得るため
のマスク(図示せず)を通してビームスプリッタ13に
より2分岐する。レーザ光の分岐手段としては、ビーム
スプリッタの他に、例えばプリズム、ハーフミラー等の
光学素子を用いることができる。分岐した一方のレーザ
光は第1のガルバノスキャナ14に導入し、他方のレー
ザ光はミラー15により第2のガルバノスキャナ16に
導入する。ガルバノスキャナの構造は、周知のように、
レーザ光をX軸方向に振らせるための第1のガルバノミ
ラーとこの第1のガルバノミラーからのレーザ光を更に
Y軸方向に振らせるための第2のガルバノミラーとを備
えている。このようにして、第1、第2のガルバノスキ
ャナから出たレーザ光はそれぞれ、fθレンズ17、1
8を通してワーク20上に照射される。ワーク20は、
X軸方向、Y軸方向に水平移動可能なX−Yステージ2
1に搭載されている。上記の各構成要素は、図示しない
制御装置により制御される。この制御装置は、加工に必
要な条件を数値データで入力するためのデータ入力部を
備えている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The basic configuration of a laser processing apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 1, a pulsed laser beam from a laser oscillator 10 passes through mirrors 11 and 12 and is split into two beams by a beam splitter 13 through a mask (not shown) for obtaining a predetermined beam size. As the laser beam splitting means, an optical element such as a prism or a half mirror can be used in addition to the beam splitter. One of the branched laser lights is introduced into a first galvano scanner 14, and the other laser light is introduced into a second galvano scanner 16 by a mirror 15. As is well known, the structure of a galvano scanner is
A first galvanomirror for oscillating the laser light in the X-axis direction and a second galvanomirror for further oscillating the laser light from the first galvanomirror in the Y-axis direction are provided. In this way, the laser beams emitted from the first and second galvano scanners are respectively assigned to the fθ lenses 17 and 1.
Irradiated on the work 20 through 8. Work 20 is
XY stage 2 that can move horizontally in X-axis direction and Y-axis direction
1 The above components are controlled by a control device (not shown). This control device includes a data input unit for inputting conditions necessary for processing as numerical data.

【0014】なお、レーザ発振器10としては、炭酸ガ
スレーザ発振器、YAG高調波レーザ発振器、エキシマ
レーザ発振器等を使用することができ、この種のレーザ
発振器によれば数十〜数百ワットの出力パワーを得るこ
とができる。これに対し、穴あけ加工に必要なパワー
は、一般に十ワット以下であり、レーザ発振器10から
のレーザ光を2分岐しても何ら問題は無い。
As the laser oscillator 10, a carbon dioxide laser, a YAG harmonic laser, an excimer laser, or the like can be used. According to this type of laser, an output power of several tens to several hundreds of watts can be obtained. Obtainable. On the other hand, the power required for drilling is generally 10 watts or less, and there is no problem even if the laser beam from the laser oscillator 10 is branched into two.

【0015】図2は、多面取りのためにワーク20上に
あらかじめ設定される加工領域を示し、ここでは4×4
=16個の加工領域20−1がマトリクス状に設定され
る。図示されている加工領域20−1は、最終製品とし
て提供される基板サイズと同じ大きさであり、これは実
装される電子装置の大きさにより決まる。いずれにして
も、図2のようなワーク20に対して穴あけのレーザ加
工を行う場合、半分の領域Aを第1のガルバノスキャナ
14とfθレンズ17とで行い、残りの半分の領域Bを
第2のガルバノスキャナ16とfθレンズ18とで行
う。例えば、第1のガルバノスキャナ14とfθレンズ
17とが加工領域20−1aの図中左隅から加工を開始
する場合、第2のガルバノスキャナ16とfθレンズ1
8も加工領域20−1bの図中左隅から加工を開始し、
その結果、加工終了時には同じ加工パターンが得られ
る。そして、X−Yステージ21をX軸及びY軸方向に
移動させることにより、見かけ上、ガルバノスキャナと
fθレンズとの組み合わせによる同じ加工パターンのレ
ーザ加工が図2中に実線で示す矢印方向の順序で行われ
る。その際、fθレンズ17、18の中心点間の距離L
が維持される。
FIG. 2 shows a processing area set in advance on the work 20 for multi-face milling.
= 16 processing areas 20-1 are set in a matrix. The illustrated processing area 20-1 has the same size as the substrate size provided as a final product, which is determined by the size of the electronic device to be mounted. In any case, when performing laser processing for drilling a workpiece 20 as shown in FIG. 2, a half area A is performed by the first galvano scanner 14 and the fθ lens 17, and a remaining half area B is 2 with the galvano scanner 16 and the fθ lens 18. For example, when the first galvano scanner 14 and the fθ lens 17 start processing from the left corner in the drawing of the processing area 20-1a, the second galvano scanner 16 and the fθ lens 1
8 also starts processing from the left corner in the drawing of the processing area 20-1b,
As a result, the same processing pattern is obtained at the end of processing. Then, by moving the XY stage 21 in the X-axis and Y-axis directions, apparently, the laser processing of the same processing pattern by the combination of the galvano scanner and the fθ lens is performed in the order indicated by solid arrows in FIG. Done in At this time, the distance L between the center points of the fθ lenses 17 and 18
Is maintained.

【0016】なお、最終製品の基板サイズによりワーク
20の大きさも異なり、ワーク20の一辺のサイズは3
00〜600(mm)である。このサイズにより、fθ
レンズ17、18の中心点間の距離Lも150<L<3
00の範囲で変化させる必要がある。このために、第1
のガルバノスキャナ14とfθレンズ17との組み合わ
せ及び第2のガルバノスキャナ16とfθレンズ18と
の組み合わせの少なくとも一方を他方に対して水平方向
に可動とする必要があるが、これについては後述する。
The size of the work 20 varies depending on the substrate size of the final product.
It is 00 to 600 (mm). Due to this size, fθ
The distance L between the center points of the lenses 17 and 18 is also 150 <L <3.
It must be changed in the range of 00. For this, the first
It is necessary that at least one of the combination of the galvano scanner 14 and the fθ lens 17 and the combination of the second galvano scanner 16 and the fθ lens 18 be movable in the horizontal direction with respect to the other, which will be described later.

【0017】また、ワーク20は、X−Yステージ21
上のプレート(真空引きにてワークを保持する手段であ
るが、図示は省略している)に手動、あるいは自動ワー
ク交換装置にてセットされる。更に、図8でも説明した
ように、図1に示したビームスプリッタ13、ミラー1
5の上方に画像処理装置(図示せず)によるアライメン
ト系が搭載され、ワーク20上にあらかじめ付されてい
る基準位置マーク(通常、アライメントマークと呼ばれ
る)を認識して、ワーク20のセット位置を10(μ
m)以下の精度で検出し、加工領域20−1を設定す
る。その際、加工領域20−1の大きさ及び間隔等はあ
らかじめデータ入力部を通してオペレータにより入力さ
れており、制御装置はこの入力データに基づいて最適な
距離Lを決定してこの距離Lの間隔で第1のガルバノス
キャナ14とfθレンズ17との組み合わせ及び第2の
ガルバノスキャナ16とfθレンズ18との組み合わせ
を配置すると共に、加工領域20−1の設定を行う。
The work 20 is an XY stage 21
The work is manually or automatically set on an upper plate (means for holding a work by vacuuming, but not shown). Further, as described in FIG. 8, the beam splitter 13 and the mirror 1 shown in FIG.
5, an alignment system by an image processing device (not shown) is mounted, and a reference position mark (usually referred to as an alignment mark) previously attached on the work 20 is recognized to set the set position of the work 20. 10 (μ
m) Detect with the following accuracy and set the processing area 20-1. At this time, the size, interval, and the like of the processing area 20-1 are input in advance by an operator through a data input unit, and the control device determines an optimal distance L based on the input data, and determines the optimum distance L based on the distance L. The combination of the first galvano scanner 14 and the fθ lens 17 and the combination of the second galvano scanner 16 and the fθ lens 18 are arranged, and the processing area 20-1 is set.

【0018】次に、図3を参照して本発明の好ましい実
施の形態について説明する。図3において、本装置は、
第1のガルバノスキャナ14とfθレンズ17とを一体
的にして搭載した第1のスキャン系31と、第2のガル
バノスキャナ16とfθレンズ18とを一体的にして搭
載した第2のスキャン系32とを有している。第1のガ
ルバノスキャナ14は、第1、第2のガルバノミラー1
4−1、14−2を有し、第2のガルバノスキャナ16
は、第1、第2のガルバノミラー16−1、16−2を
有する。第1のスキャン系31は、これをZ軸方向(ワ
ーク20に対して垂直方向)に駆動可能な第1のZ軸ス
テージ33に搭載されている。第1のZ軸ステージ33
は、これをワーク20の面に平行なL軸方向に駆動可能
なL軸ステージ34に搭載され、L軸ステージ34は基
台フレーム35に取り付けられている。一方、第2のス
キャン系32は、これをZ軸方向に駆動可能な第2のZ
軸ステージ36に搭載され、第2のZ軸ステージ36は
基台フレーム35に取り付けられている。このことによ
り、第1のスキャン系31はZ軸及びL軸方向に移動可
能であり、第2のスキャン系32はZ軸方向にのみ移動
可能である。
Next, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 3, the device is
A first scanning system 31 in which the first galvano scanner 14 and the fθ lens 17 are integrally mounted, and a second scanning system 32 in which the second galvano scanner 16 and the fθ lens 18 are integrally mounted. And The first galvanometer scanner 14 is provided with the first and second galvanometer mirrors 1.
4-1 and 14-2, and the second galvano scanner 16
Has first and second galvanomirrors 16-1 and 16-2. The first scan system 31 is mounted on a first Z-axis stage 33 that can drive the first scan system 31 in the Z-axis direction (perpendicular to the work 20). First Z-axis stage 33
Is mounted on an L-axis stage 34 that can be driven in the L-axis direction parallel to the surface of the work 20, and the L-axis stage 34 is mounted on a base frame 35. On the other hand, the second scanning system 32 is capable of driving the second scanning system 32 in the Z-axis direction.
The second Z-axis stage 36 is mounted on the axis stage 36 and is attached to the base frame 35. Thus, the first scan system 31 can move in the Z-axis and L-axis directions, and the second scan system 32 can move only in the Z-axis direction.

【0019】本実施の形態が図1の基本構成と異なる点
は、第1、第2のガルバノスキャナ14、16の関係が
左右対称となるように、第1、第2のスキャン系31、
32を配置している点にある。これは、第1、第2のf
θレンズ17、18の中心点間の距離Laをできるだけ
小さくするためである。逆に言えば、図3(b)におい
て例えば、第2のガルバノスキャナ16における第1、
第2のガルバノミラー16−1、16−2が第1のガル
バノスキャナ14における第1、第2のガルバノミラー
14−1、14−2と同じ向きになっていると、第1、
第2のガルバノミラー16−1、16−2の光軸は図3
(b)中、右側にずれることになり、その分だけ距離L
aを大きくせざるを得ないからである。
The present embodiment is different from the basic configuration of FIG. 1 in that the first and second scanning systems 31 and 2 are arranged so that the relationship between the first and second galvanometer scanners 14 and 16 is symmetrical.
32. This is the first and second f
This is for minimizing the distance La between the center points of the θ lenses 17 and 18 as much as possible. Conversely, in FIG. 3B, for example, the first, second,
If the second galvanometer mirrors 16-1 and 16-2 are oriented in the same direction as the first and second galvanometer mirrors 14-1 and 14-2 in the first galvanometer scanner 14, the first
The optical axes of the second galvanometer mirrors 16-1 and 16-2 are shown in FIG.
(B) It shifts to the right in the middle, and the distance L
This is because a must be increased.

【0020】また、ここでは、分岐レーザ光を受けるた
めのミラー37、38を互いに反対向きにし、反対方向
から分岐レーザ光を受けるようにしている。ミラー38
の反射光は、ミラー39を通して第2のガルバノスキャ
ナ16に導入され、第1のガルバノスキャナ14におい
ても同様に、図示しないミラーを通してミラー37から
のレーザ光が導入される。
In this case, the mirrors 37 and 38 for receiving the branched laser light are made opposite to each other so as to receive the branched laser light from the opposite direction. Mirror 38
The reflected light is introduced into the second galvano scanner 16 through the mirror 39, and the laser light from the mirror 37 is similarly introduced into the first galvano scanner 14 through a mirror (not shown).

【0021】このような構造の場合、第1、第2のスキ
ャン系31、32による加工も左右対称のパターンとな
る。例えば、第1のスキャン系31が図2の加工領域2
0−1aの図中左隅から加工を開始する場合、第2のス
キャン系32は加工領域20−1bの図中右隅から加工
を開始するが、加工終了時には同じ加工パターンが得ら
れる。このような加工は、第2のガルバノスキャナ16
による走査順序が第1のガルバノスキャナ14による走
査順序と逆になっていれば良く、第2のガルバノスキャ
ナ16に供給する走査駆動用の信号を第1のガルバノス
キャナ14に供給する走査駆動用の信号と逆にすれば良
い。勿論、これは制御装置により行われる。なお、加工
領域の移動順序は、X−Yステージ21の駆動制御によ
り、図2において説明した通りである。
In the case of such a structure, the processing by the first and second scanning systems 31 and 32 also becomes a symmetrical pattern. For example, if the first scanning system 31 is the processing area 2 shown in FIG.
When processing is started from the left corner in the drawing of 0-1a, the second scan system 32 starts processing from the right corner in the drawing of the processing area 20-1b, but the same processing pattern is obtained at the end of the processing. Such processing is performed by the second galvano scanner 16.
The scanning order by the first galvano scanner 14 may be the reverse of the scanning order by the first galvano scanner 14, and the scanning drive signal supplied to the second galvano scanner 16 is supplied to the first galvano scanner 14. What is necessary is just to reverse a signal. Of course, this is done by the controller. The order of movement of the processing area is as described in FIG. 2 by controlling the drive of the XY stage 21.

【0022】また、ワーク20の大きさ及び加工領域の
サイズに応じて、ここでは第1のスキャン系31がL軸
方向に移動されて第1、第2のfθレンズ17、18の
中心点間の距離Laが変更される。なお、第2のスキャ
ン系32もL軸ステージ34と同様なL軸ステージによ
り、第1のスキャン系31の移動方向と反対方向に移動
させるようにしても良い。
Also, here, the first scanning system 31 is moved in the L-axis direction according to the size of the work 20 and the size of the processing area, and the distance between the center points of the first and second fθ lenses 17 and 18 is adjusted. Is changed. Note that the second scan system 32 may also be moved in a direction opposite to the movement direction of the first scan system 31 by using an L-axis stage similar to the L-axis stage 34.

【0023】前述のように、第1、第2のガルバノスキ
ャナ14,16は、制御装置により駆動制御される。X
−Yステージ21もまた、制御装置によりある加工領域
に対するレーザ加工の終了後に、次の加工領域に移るよ
うにワーク20を移動させるために駆動され、X軸方
向、Y軸方向に水平移動する。
As described above, the driving of the first and second galvano scanners 14 and 16 is controlled by the control device. X
The -Y stage 21 is also driven to move the workpiece 20 to the next processing area after the laser processing for a certain processing area is completed by the control device, and horizontally moves in the X-axis direction and the Y-axis direction.

【0024】加工領域20−1に対する加工位置は制御
装置から各ガルバノスキャナに与えられる回転角度の指
令値によって決まり、規則正しく配列される穴にとどま
らず、不規則な配列の穴加工も可能である。
The processing position with respect to the processing area 20-1 is determined by a rotation angle command value given to each galvano scanner from the control device, so that not only holes arranged regularly but also holes arranged irregularly can be formed.

【0025】本発明装置によれば、図8で説明した第2
の方式による加工速度に比べて2倍の速度で加工を行う
ことができる。
According to the device of the present invention, the second device described with reference to FIG.
The processing can be performed at a speed twice as fast as the processing speed by the method of (1).

【0026】なお、図4に示すように、加工領域20−
1の総数が2分割できない数のワーク20´の場合に
は、同数の領域A、Bに分割して、これらの領域を同時
に加工し、残りの領域Cについては、一方、例えば第1
のスキャン系31のレーザ光の経路にビームシャッタを
設けて遮光し、第2のスキャン系32でレーザ加工を行
うようにすれば良い。
It should be noted that, as shown in FIG.
In the case of a work 20 'whose total number of 1 cannot be divided into two, the work 20' is divided into the same number of areas A and B, and these areas are simultaneously processed.
A beam shutter may be provided in the path of the laser light of the scanning system 31 to shield light, and laser processing may be performed by the second scanning system 32.

【0027】次に、図5〜図7を参照して、本発明の参
考例について説明する。本例では、レーザ光の分岐手段
として光学素子とは別の機械的な分岐手段、いわば光チ
ョッパを備えている。この光チョッパは、図6に示され
るように、回転軸61の軸回りを等分割した領域にレー
ザ光の反射鏡62と透過部63とを交互に配置して成る
回転体60と、この回転体60を回転駆動するモータを
含む駆動機構64と、レーザ発振器10からのパルス状
のレーザ光が交互に反射と透過を繰り返すように駆動機
構64を制御する同期制御部65とを含む。回転体60
は、ここでは4つの反射鏡62をリング状のフレーム6
6に、レーザ光の入射方向に対して、例えば45度の角
度で取り付けられている。
Next, a reference example of the present invention will be described with reference to FIGS. In this example, a mechanical branching unit different from the optical element, that is, an optical chopper, is provided as a laser beam branching unit. As shown in FIG. 6, this optical chopper includes a rotating body 60 in which laser light reflecting mirrors 62 and transmission portions 63 are alternately arranged in a region equally divided around the rotation axis 61, It includes a drive mechanism 64 including a motor that rotationally drives the body 60, and a synchronization control unit 65 that controls the drive mechanism 64 so that the pulsed laser light from the laser oscillator 10 alternately repeats reflection and transmission. Rotating body 60
Here, four reflecting mirrors 62 are connected to the ring-shaped frame 6.
6 is attached at an angle of, for example, 45 degrees with respect to the incident direction of the laser beam.

【0028】同期制御部65は、レーザ発振器10に対
してパルス状のレーザの出力タイミングを規定するトリ
ガパルスを出力すると共に、この出力タイミングに同期
して駆動機構64のモータの回転速度を制御して、連続
するパルス状のレーザが交互に反射と透過を繰り返すよ
うにする。その結果、図7に示すように、斜線を付した
パルス状のレーザは光チョッパを通過してミラー15に
至り、斜線を付していないパルス状のレーザは光チョッ
パにおける反射鏡62により反射されて第1のガルバノ
スキャナ14に至る。
The synchronization control unit 65 outputs a trigger pulse for defining a pulsed laser output timing to the laser oscillator 10 and controls the rotation speed of the motor of the drive mechanism 64 in synchronization with the output timing. Thus, a continuous pulsed laser alternately repeats reflection and transmission. As a result, as shown in FIG. 7, the pulsed laser with diagonal lines passes through the optical chopper and reaches the mirror 15, and the pulsed laser without diagonal lines is reflected by the reflecting mirror 62 in the optical chopper. To the first galvano scanner 14.

【0029】このような光チョッパを使用すると、光学
素子による分岐と異なり、パルス状のレーザ1個当たり
の加工面でのエネルギー密度が低下しない。言い換えれ
ば、図1の例では、例えば50%透過型のビームスプリ
ッタを用いた場合には、パルス状のレーザ1個当たりの
加工面でのエネルギー密度も半分になる。したがって、
この形態によれば、パルスエネルギーが低いタイプのレ
ーザ発振器にも適用可能となる。例えば、前述した配線
基板へのビアホールの加工の場合には、基板の材質にも
よるが、加工面でのレーザのエネルギー密度は20J/
cm2 以上が好ましい。しかるに、パルスエネルギーが
低いタイプのレーザ発振器の場合には、光学素子による
分岐ではエネルギー密度の低下により配線基板へのビア
ホールの加工が困難となるが、本形態による光チョッパ
を使用することで、所望のエネルギー密度でのビアホー
ル加工が可能となる。
When such an optical chopper is used, the energy density on the processing surface per pulsed laser does not decrease unlike the branching by the optical element. In other words, in the example of FIG. 1, when a 50% transmission type beam splitter is used, for example, the energy density on the processing surface per pulsed laser is halved. Therefore,
According to this embodiment, the present invention can be applied to a laser oscillator having a low pulse energy. For example, in the case of processing a via hole in a wiring board as described above, the energy density of the laser on the processing surface is 20 J / depending on the material of the substrate.
cm 2 or more is preferred. However, in the case of a laser oscillator of a type having a low pulse energy, it is difficult to form a via hole in a wiring board due to a decrease in energy density in branching by an optical element. Via hole processing can be performed with an energy density of 10 nm.

【0030】以上、本発明を2つの例について説明した
が、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではな
く、様々な変形が考えられる。例えば、ガルバノスキャ
ナ及びfθレンズを2組としているが、ガルバノスキャ
ナ及びfθレンズは3組以上でも良い。また、加工の対
象もプリント基板だけでなく、他の材料への穴あけ加工
にも適用できる。
Although the present invention has been described with respect to two examples, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible. For example, although two galvano scanners and fθ lenses are used, three or more galvano scanners and fθ lenses may be used. In addition, the present invention can be applied not only to a printed circuit board but also to a boring process for other materials.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば1つのワークの別の加工領域に対して複数組のガルバ
ノスキャナで同時に同じ加工を行うことができるように
したことにより、加工速度を大幅に向上させることがで
きる。
As described above, according to the present invention, the same processing can be simultaneously performed on a plurality of sets of galvanometer scanners in another processing area of one work, thereby achieving a higher processing speed. Can be greatly improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の形態によるレーザ加工装置の基
本構成を示した図である。
FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of a laser processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明装置により加工されるワークの加工領域
を説明するための図である。
FIG. 2 is a view for explaining a processing area of a work processed by the apparatus of the present invention.

【図3】本発明の実施の形態によるレーザ加工装置を示
した図であり、図(a)は平面図、図(b)は正面図、
図(c)は側面図である。
3A and 3B are views showing a laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention, wherein FIG. 3A is a plan view, FIG.
Figure (c) is a side view.

【図4】本発明装置により加工されるワークの他の例に
ついて加工領域を説明するための図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining a processing area in another example of a workpiece processed by the apparatus of the present invention.

【図5】本発明の参考例によるレーザ加工装置の基本構
成を示した図である。
FIG. 5 is a diagram showing a basic configuration of a laser processing apparatus according to a reference example of the present invention.

【図6】図5に示された光チョッパにおける回転体の構
成を示した図であり、図6(a)は正面図、図6(b)
は図6(a)線A−A´による断面図である。
6 is a diagram showing a configuration of a rotating body in the optical chopper shown in FIG. 5, FIG. 6 (a) is a front view, and FIG. 6 (b).
FIG. 7 is a sectional view taken along line AA ′ of FIG.

【図7】図5に示された光チョッパによるパルス状のレ
ーザの分岐を説明するための図である。
FIG. 7 is a view for explaining branching of a pulsed laser by the optical chopper shown in FIG. 5;

【図8】従来のガルバノスキャナによるレーザ加工装置
の概略構成を示した図である。
FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional laser processing apparatus using a galvano scanner.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11、12、15、37、38、39 ミラー 17、18 fθレンズ 14 第1のガルバノスキャナ 16 第2のガルバノスキャナ 20 ワーク 21 X−Yステージ 31 第1のスキャン系 32 第2のスキャン系 33、36 第1、第2のZ軸ステージ 34 L軸ステージ 35 基台フレーム 60 回転体 61 回転軸 62 反射鏡 63 透過部 64 駆動機構 65 同期制御部 66 フレーム 11, 12, 15, 37, 38, 39 mirror 17, 18 fθ lens 14 first galvano scanner 16 second galvano scanner 20 work 21 XY stage 31 first scan system 32 second scan system 33, 36 First and second Z-axis stages 34 L-axis stage 35 Base frame 60 Rotating body 61 Rotating axis 62 Reflecting mirror 63 Transmitter 64 Drive mechanism 65 Synchronization controller 66 Frame

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 レーザ光を、fθレンズを通してワーク
面上におけるX軸方向及びY軸方向に振らせ、照射する
ためのガルバノスキャン系を複数備え、前記複数のガル
バノスキャン系のうち互いに隣接する2つのガルバノス
キャン系を左右対称の関係で配置し、前記2つのガルバ
ノスキャン系による走査順序が、互いに逆になるように
前記2つのガルバノスキャン系を制御する制御装置を備
え、前記ワークの加工領域を同時加工することを特徴と
するレーザ加工装置。
1. A plurality of galvano scan systems for irradiating a laser beam in an X-axis direction and a Y-axis direction on a work surface through an fθ lens and irradiating the laser beam, wherein two of the plurality of galvano scan systems are adjacent to each other. Two galvano scan systems are arranged in a symmetrical relationship,
So that the scanning order by the no-scan system is reversed
A control device for controlling the two galvano scan systems is provided.
A laser processing apparatus for simultaneously processing the processing area of the work ;
【請求項2】 レーザ光を、fθレンズを通してワーク
面上におけるX軸方向及びY軸方向に振らせ、照射する
ためのガルバノスキャン系を複数使用して前記ワークの
加工領域を加工するに際し、前記複数のガルバノスキャ
ン系のうち互いに隣接する2つのガルバノスキャン系を
左右対称の関係で配置し、前記2つのガルバノスキャン
系による走査順序を互いに逆にすることにより、前記ワ
ークの加工領域を同時加工することを特徴とするレーザ
加工方法。
2. A laser beam is passed through an fθ lens to a workpiece.
Shake in the X-axis direction and the Y-axis direction on the surface and irradiate
Using multiple galvano scan systems for
When machining the machining area, the plurality of galvano-scan
Two galvano scan systems that are adjacent to each other
The two galvano scans are arranged in a symmetrical relationship.
By reversing the order of scanning by the system,
Laser that simultaneously processes the work area of the workpiece
Processing method.
【請求項3】 レーザ光をfθレンズを通してワーク面
上におけるX軸方向及びY軸方向に振らせるためのガル
バノスキャン系を複数備え、該複数のガルバノスキャン
系により前記ワークの加工領域を同時加工するレーザ加
工装置において、前記複数のガルバノスキャン系のうち
の少なくとも1つを水平移動させることにより、少なく
とも2つのガルバノスキャン系の間の距離を可変とする
駆動機構を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
3. A plurality of galvano scan systems for oscillating a laser beam in an X-axis direction and a Y-axis direction on a work surface through an fθ lens , wherein the plurality of galvano scans are provided.
Laser processing that simultaneously processes the work area
A plurality of galvano-scan systems,
Horizontal movement of at least one of the
Variable the distance between the two galvano scan systems
A laser processing apparatus comprising a driving mechanism.
【請求項4】 レーザ光を、fθレンズを通してワーク
面上におけるX軸方向及びY軸方向に振らせるためのガ
ルバノスキャン系を複数備え、該複数のガルバノスキャ
ン系により前記ワークの加工領域を同時加工するレーザ
加工装置において、前記複数のガルバノスキャン系を個
別に、前記ワークに対して垂直方向に駆動する駆動機構
を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
4. A laser beam is passed through an fθ lens to a workpiece.
For swinging in the X-axis and Y-axis directions on the surface
A plurality of galvano scan systems.
Laser that simultaneously processes the work area of the work
In the processing apparatus, the plurality of galvano scan
Separately, a drive mechanism for driving the work vertically.
A laser processing apparatus comprising:
JP2000077481A 1997-03-21 2000-03-21 Laser processing apparatus and laser processing method Expired - Lifetime JP3341114B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000077481A JP3341114B2 (en) 1997-03-21 2000-03-21 Laser processing apparatus and laser processing method

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6804097 1997-03-21
JP9-68040 1997-03-21
JP2000077481A JP3341114B2 (en) 1997-03-21 2000-03-21 Laser processing apparatus and laser processing method

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP14501397A Division JP3213882B2 (en) 1997-03-21 1997-06-03 Laser processing apparatus and processing method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000301374A JP2000301374A (en) 2000-10-31
JP3341114B2 true JP3341114B2 (en) 2002-11-05

Family

ID=26409275

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000077481A Expired - Lifetime JP3341114B2 (en) 1997-03-21 2000-03-21 Laser processing apparatus and laser processing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3341114B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW527250B (en) * 2000-11-13 2003-04-11 Sumitomo Heavy Industries Method and device for working planning and method and device for producing working data therefor
WO2003064107A1 (en) * 2002-02-01 2003-08-07 Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Method of planning machining and machining equipment
DE10262053A1 (en) 2002-09-05 2004-08-12 Daimlerchrysler Ag Process for the laser processing of coated metal sheets

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06262383A (en) 1993-03-15 1994-09-20 Nippon Steel Corp Laser beam machine
JP3257157B2 (en) 1993-07-16 2002-02-18 松下電器産業株式会社 CO2 laser drilling device and method
JP3114533B2 (en) * 1994-11-24 2000-12-04 住友重機械工業株式会社 Laser drilling apparatus and laser drilling method
JPH08215875A (en) * 1995-02-13 1996-08-27 Nikon Corp Laser beam machine

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000301374A (en) 2000-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3213882B2 (en) Laser processing apparatus and processing method
KR100446052B1 (en) Laser beam machining apparatus using a plurality of galvanoscanners
EP1224999A1 (en) Laser drilling method and laser drilling device
US6720524B1 (en) Method and apparatus for laser drilling
JP3194250B2 (en) 2-axis laser processing machine
JP3257157B2 (en) CO2 laser drilling device and method
JPH11170072A (en) Method and device for laser beam machining and for forming circuit of nonconductive transparent substrate
JPH11342485A (en) Laser processing machine, and method for forming processing hole for through hole and blind via hole
CN114080293B (en) Laser processing device, laser processing system, rotator unit device, laser processing method, and probe card production method
JP3323987B2 (en) Laser processing equipment
JP3341114B2 (en) Laser processing apparatus and laser processing method
JPH09308983A (en) Laser beam machine
TWI744460B (en) Laser processing device
JP2002346775A (en) Device and method for laser beam machining
JP3237832B2 (en) Laser processing apparatus and laser drilling method
JP3114533B2 (en) Laser drilling apparatus and laser drilling method
JP3177023B2 (en) Method and apparatus for processing external shape of flexible wiring board
JPH11309593A (en) Laser beam-positioning machining method and apparatus thereof
JP2001001171A (en) Laser beam machine for display substrate
JP3605722B2 (en) Laser drilling method and processing apparatus
JP2001079678A (en) Method for laser piercing and device therefor
JP3312294B2 (en) Laser processing apparatus and laser processing method using multi-axis galvano scanner
JP3378981B2 (en) Laser-cutting printed circuit board cutting apparatus and cutting method
KR100553640B1 (en) Dual head laser system having high speed shutter
JP2004034120A (en) Repetitive laser machining method and apparatus therefor

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20020724

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080823

Year of fee payment: 6

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080823

Year of fee payment: 6

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080823

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090823

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090823

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100823

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100823

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100823

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110823

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110823

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120823

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120823

Year of fee payment: 10

R157 Certificate of patent or utility model (correction)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R157

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120823

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120823

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130823

Year of fee payment: 11

EXPY Cancellation because of completion of term