JP3356681B2 - レーザ加工方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術の分野】本発明は、レーザ加工方法
及び装置に係り、より詳しくは、高調波固体レーザ発振
器からのレーザパルスを被加工物に照射して穴明などの
加工を施すレーザ加工方法及び装置に係る。

【０００２】

【従来の技術】炭酸ガスレーザ発振器などを用いて、高
密度多層プリント配線基板の上下の導体層間の電気的接
続をとるためのコンタクトホール用のビアホールないし
バイアホール（via hole）として、０．１−０．２ｍｍ
程度の径の穴を明けることは知られている。

【０００３】多層プリント配線基板の分野では、より高
密度にベアチップを実装したＭＣＭ(multi-chip modul
e)を得るべくＣＳＰ（chip scale package）、ＢＧＡ
（ballgrid array）、Ｆ／Ｃ（flip chip）技術等の改
良が進められていることから、本発明者等は、実装の高
密度化に伴なうビアホールの小径化への要請を満たし得
るように、高調波固体レーザ発振器による穴明技術の開
発を進めてきた。

【０００４】なお、集積回路の分野で発達したフォトリ
ソグラフィ技術を応用し絶縁層として感光性エポキシ材
を用いた穴明も行われているけれども、この技術は、湿
式であり、クロックの高速化に応じた感光性エポキシ材
の誘電率の低下や基板の大面積領域にわたる正確な露光
に問題が残ることから、より高密度化が求められる多層
プリント配線基板に対するビアホール形成には必ずしも
適さない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】高調波固体レーザ発振
器による穴明技術の開発を進める中で、本発明者等は、
高調波固体レーザ発振器では、ある程度の休止期間の後
発振器から射出されるレーザパルスのうち初めの少なく
とも１ショット（初めの１ショット又は初めの複数ショ
ット）のパルスのエネルギが、後続ショットのパルスと
比較して、相当低くなったり、逆に相当高くなること、
及びこの初めの１又は複数ショットのパルスを加工に用
いると過度な加工になったり加工不足（穴明不良）にな
ったりして被加工物に対する穴明などの加工が安定には
行われ難い虞があることを見出した。

【０００６】本発明は、前記諸点に鑑みなされたもので
あって、その目的とするところは、高調波固体レーザ発
振器から射出されるレーザパルスのエネルギの変動の影
響を最低限に抑え、レーザパルスの照射ショット数制御
で安定な加工を行い得るようにしたレーザ加工方法及び
装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のレーザ加工方法
は、前記目的を達成すべく、所定時間を超える休止期間
の後高調波固体レーザ発振器から射出されるレーザパル
スのうち初めの少なくとも１ショットのレーザパルスの
被加工物への照射を禁止するようにしたものである。

【０００８】本発明のレーザ加工方法では、所定時間を
超える休止期間の後高調波固体レーザ発振器から射出さ
れる初めの１ショットのレーザパルスのエネルギがパル
スエネルギの平均的な大きさ又は予測可能な大きさから
大きくズレていても、このような初めのパルスの被加工
物への照射が禁止され該パルスを加工に使わないから、
ズレの影響を受けることなくレーザ加工を行い得るの
で、所定のレーザ加工を確実にすなわち安定に行い得
る。

【０００９】 被加工物へのパルス照射の禁止は、被加
工物の被加工領域にレーザパルスが当たらないようにし
得る限り任意の手段を用いればよい。但し、レーザ発振
器からレーザパルスを射出させることは必要であるか
ら、実際上は、発振器から出たパルスを被加工物の被加
工領域以外に当てることになる。このためには、この加
工動作が禁止されて捨てられるパルス（以下では「捨て
パルス」ともいう）を受けるもの又は場所があることが
好ましく、これを本明細書では、「ダミーターゲット」
と呼ぶ。ダミーターゲットは、該ダミーターゲットへの
照射を容易かつ確実に行い得るようにするには、レーザ
発振器側のレーザ射出系または当該捨てパルスが出され
る時点において被加工物の被加工領域に対して一定の位
置関係を有するように設けられることが好ましく、本発
明においては、ガルバノ走査系のような光走査系に取付
けられる。

【００１０】なお、レーザ発振器の「所定の休止期間」
は、高調波固体レーザ発振器の特性によって決まるレー
ザパルスの繰返し周期（例えば数１０μｓ−数ｍｓ程
度）及びレーザパルスの照射禁止動作に伴う時間（例え
ばガルバノスキャナの走査制御時間（数ｍｓ程度））よ
りもはるかに（１桁程度以上）長く、例えば、レーザ発
振器の所定の休止期間が被加工物の被加工領域を変える
ための被加工物の物理的移動に要する時間であるような
場合この時間（期間）は通常数１００ｍｓ程度になる。
従って、パルスの繰返し周期や照射禁止動作期間は、こ
の休止期間よりもはるかに短いことになり、初めの１シ
ョット又は初めの複数ショットのレーザパルスを加工に
使用しないことによる時間的なロスないし遅延は、実際
上無視し得る程度であり、加工時間は実際上変わらな
い。

【００１１】従って、実際には、被加工物の物理的移動
が行われるときはその移動時間を検出することなく無条
件に、該移動の後、高調波固体レーザ発振器から射出さ
れる初めの少なくとも１ショットのレーザパルスを被加
工物に照射させないように（照射を禁止）すればよい。

【００１２】本発明において、「加工」とは、典型的に
は１ショットのパルスエネルギの変動の影響を受け易い
穴明のようなものをいうが、高調波固体レーザ発振器か
らのレーザパルスを用いて行われ得る加工であって照射
されるパルスエネルギをほぼ一定に保つメリットがある
限り、トリミングやスクライビングのような加工でも、
表面硬化や改質などの表面処理（加工）でも、場合によ
っては、溶接や切断のような加工でもよい。

【００１３】本発明のレーザ加工方法で対象となる高調
波固体レーザ発振器としては、比較的長い休止期間の後
該レーザ発振器から射出される初めの少なくとも１ショ
ットのパルスエネルギが、平均的なパルスエネルギから
相当ズレたり休止期間の長さに依存して大きく変動する
タイプのものである限り、どのような高調波固体レーザ
発振器も含まれる。典型的には、通常の設計・使用条件
で、初めの少なくとも１ショットのパルスエネルギが高
めに出るものとしては、 熱レンズ効果の少ないＹＬＦ
（lithium yttrium fluoride）結晶を用いた高調波ＹＬ
Ｆ（例えばＮｄ：ＹＬＦ）レーザ発振器や高調波ＹＡＧ
（例えばＮｄ：ＹＡＧ）レーザ発振器等のような、Ｑス
イッチ制御を用いた高調波固体レーザ発振器がある。な
お、例えば、高調波ＹＡＧレーザ発振器でも設計条件や
使用条件等によっては初めの少なくとも１ショットのパ
ルスエネルギが低めに出るものもある。レーザ発振器の
種々の構成及び使用条件から、初めの１ショットのみで
なく、それに引き続く１ショット又は複数ショットのレ
ーザパルスエネルギが平均値から比較的大きくズレたり
休止期間の長さに依存して比較的大きく変動する場合に
は、そのような複数ショットのレーザパルスの被加工物
に対する照射を禁止するようにしてもよい。また、高調
波としては、第２高調波（２ω）でも、第３高調波（３
ω）でも、第４高調波（４ω）でも、より高次の高調波
でもよい。

【００１４】これらの高調波固体レーザ発振器からのレ
ーザ光は、可視又は紫外域であり、炭酸ガスレーザ発振
器からの赤外域のレーザ光と異なって、炭化物のような
熱分解生成物など樹脂成分がスミアとして残る（後でデ
スミア処理が必要になる）虞が少ない。また、波長変換
結晶を用いる形式の高調波固体レーザ発振器は、本質的
に固体素子からなるので、エキシマレーザと異なって面
倒な流体制御が不要であるからランニングコストが低く
スループットも高い。従って、高調波固体レーザ発振器
を用いた場合、１００μ以下（例えば１００−２０μ程
度）の径のマイクロビア（微少なビアホール）でも高速
且つ容易に比較的低コストで明け得る。

【００１５】また、本発明のレーザ加工装置は、前記目
的を達成すべく、被加工物の被加工領域を変えるべく被
加工物を移動させる移動機構と、移動機構による移動に
よって選択された被加工物の被加工領域内の被加工点に
加工を施すべくレーザ発振器からのレーザパルスの照射
位置を変えるガルバノミラーを含む走査機構と、走査機
構によるレーザパルスの走査領域内に設けられたダミー
ターゲットと、移動機構による被加工物の移動の後レー
ザ発振器から射出されるレーザパルスのうち初めの少な
くとも１ショットのレーザパルスをダミーターゲットに
照射するように走査機構を制御する制御器とを有する。

【００１６】本発明のレーザ加工装置では、「走査機構
によるレーザパルスの走査領域内に設けられたダミータ
ーゲットと、移動機構による被加工物の移動の後レーザ
発振器から射出されるレーザパルスのうち初めの少なく
とも１ショットのレーザパルスをダミーターゲットに照
射するように走査機構を制御する制御器と」が設けられ
ているから、移動機構による被加工物の物理的移動に伴
う休止時間（ガルバノミラーのような光走査系の移動と
比較して桁違いに長い）の後高調波固体レーザ発振器か
ら射出される初めのレーザパルスのエネルギが平均値か
ら比較的大きくズレたり休止期間の長さに依存して比較
的大きく変動しても、該レーザパルスの影響を受けるこ
となくレーザ加工を行い得るから、所定のレーザ加工を
確実に行い得る。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に、本発明による好ましい実施
の形態を添付図面に示した実施例に基づいて説明する。

【００１８】

【実施例】図１から５において、１は本発明による好ま
しい一実施例のレーザ加工装置であり、レーザ加工装置
１は、被加工物としての高密度多層プリント配線基板２
（以下では「ワーク」という）が載置され水平面内で
Ｘ，Ｙ方向に並進移動されるＸ−ＹテーブルないしＸ−
Ｙステージ３を有する。ワーク２は、夫々が多層配線板
を与える複数（例えば数十）の被加工領域ないし被加工
ブロック４を有し、各被加工領域４内の所定の穴明加工
点（例えば数百箇所）に所定の穴明が行われる。なお、
各ブロック４を含むワーク２の区域は、後で分離され
て、夫々チップモジュール用基板として用いられる。

【００１９】５はレーザパルスをワーク２の被加工領域
４内の所定位置に照射するための加工用光学系であり、
加工用光学系５は、高調波固体レーザ発振器６と、該レ
ーザ発振器６からのレーザパルスＰをワーク２の所定の
被加工領域４内の所定位置（被加工点）に照射するよう
にパルス光Ｐを走査すべく一組のガルバノミラー７，８
を備えたガルバノスキャナ９及び該スキャナ９と一体的
に組み合わされたｆθレンズ１０からなるガルバノ走査
系１１と、ガルバノ走査系１１に取付けられたダミータ
ーゲット１２とを有する。１３は、Ｘ−Ｙステージ３の
並進動作、ガルバノ走査系１１のガルバノスキャナ９の
走査、及び高調波固体レーザ発振器６のパルス発振の起
動タイミングを制御する制御器である。

【００２０】高調波固体レーザ発振器６が例えばＮｄ：
ＹＬＦにＬＢＯ（lithium borate）又はＢＢＯ（barium
borate）のような波長変換結晶を組合せてなる高調波
ＹＬＦレーザ発振器等からなる場合、レーザ発振器６が
所定の繰返し周波数でパルス発振を行っているときは、
図４の（ａ）及び（ｂ）において、符号Ｐｃで示すよう
なほぼ一定のエネルギＥｃのパルスを例えば０．５ｍｓ
程度の繰返し周期で発する。ここで、図４の（ａ）はガ
ルバノスキャナによる走査が繰返されている場合（ｂ）
はＸ−Ｙステージの移動を伴う場合における高調波ＹＬ
Ｆレーザ発振器６からのパルスのエネルギのタイムチャ
ートである。一方、ガルバノ走査系１１による走査位置
整定時間Ｔｇ（実際上走査距離によらず数ミリ秒、例え
ば１−２ｍｓ程度）位の間レーザ発振器６が休止状態に
保たれた場合、その数ミリ秒程度の休止期間の後レーザ
発振器６から射出されるレーザパルスＰｓのエネルギ
は、図４の（ａ）及び（ｂ）において、符号Ｅｓで示し
たようにやや大きくなる。これに対して、Ｘ−Ｙステー
ジ３によるワーク２のＸ，Ｙ方向への並進移動時間Ｔｗ
（０．２−０．３秒程度）位の間レーザ発振器６が休止
状態に保たれた場合、その０．１秒のオーダーの休止期
間の後レーザ発振器６から射出されるレーザパルスＰｗ
のエネルギは、図４の（ｂ）において、符号Ｅｗで示し
たように平均的なパルスＰｃのエネルギＥｃと比較して
はるかに大きくなる。

【００２１】ここで、例えば、３ショットのように複数
ショットのパルスによって一つの穴（ビアホール）を明
けようとするバースト加工式の穴明の場合であって且つ
照射したパルスエネルギの総和によって穴明を評価し得
るような場合、パルスＰｗのエネルギＥｗが平均的パル
スＰｃのエネルギと比較して２倍よりも相当大きく、且
つパルスＰｗのエネルギＥｗとパルスＰｓのエネルギＥ
ｓとの差が平均的パルスＰｃのエネルギＥｃと同程度以
上であるような場合には、パルスＰｗが混在するとショ
ット数制御による穴明が安定に行い難くなるから、パル
スＰｗは異常パルスとみなされるべきである。同様に、
パルスＰｗに続く第２ショット目以降のパルスのエネル
ギがパルスＰｓのエネルギＥｓよりも相当大きい場合に
は、異常パルスとみなされるべきことになる。より具体
的には、個々の加工の事情を考慮して第何ショット目の
パルスまでが異常に高いパルスエネルギを有するとみな
すかをフェイルセーフに決めておくことになり、且つ特
定ショット目までのパルスが異常に高いパルスエネルギ
になる休止期間の長さも個々の加工の事情に応じて決め
ておくことになる。なお、実際には、休止期間がワーク
２の移動を伴う場合には所定時間より長いとみなされ
得、逆にワークの移動を伴わない場合には所定時間より
短いとみなされ得るから、休止期間が所定時間以上であ
るかどうかを、休止期間の長さを計測することなく、休
止期間にワークの移動があったかどうかで判別すればよ
い。ここでは、簡単のために、ステージ３の移動のよう
な０．１秒のオーダーの休止期間の後には、初めの１シ
ョットのパルスが異常に高いエネルギを有するものとし
て、以下の説明をする。

【００２２】ダミーターゲット１２は、ガルバノスキャ
ナ９又はガルバノ走査系１１によってパルスＰが振られ
る領域内であって且つ本来の穴明のために走査が行われ
るべき領域の外であれば、ガルバノスキャナ９とｆθレ
ンズ１０との間にあってもよいが、例えば、図３に示し
たようにｆθレンズ１０のワーク２側に取り付けられ
る。

【００２３】すなわち、ガルバノスキャナ９の筐体９ａ
と一体的なｆθレンズ１０の枠１０ａの外周からｆθレ
ンズ１０のワーク２側にアーム１２ａを介してビームダ
ンパ１２ｂを延設してダミーターゲット１２にする。こ
こで、ビームダンパ１２ｂは、ｆθレンズ１０（例えば
焦点距離１００ｍｍ程度）を通ってほぼ垂直にワーク２
上に照射されるレーザ光Ｐがガルバノ走査系１１によっ
て走査される直径Ｄ（例えば８０ｍｍ程度）の範囲内で
あって、且つワーク２上の各被加工領域４によって規定
される一辺Ｌ（例えば５０ｍｍ程度）のほぼ矩形の被照
射領域４ｓよりも外に位置するように配設される。

【００２４】以上のように構成された本発明による好ま
しい一実施例の穴明装置１の動作について図１から図５
に基づいて次に説明する。なお、ここでは、制御器１３
は、Ｘ−Ｙステージ４の移動制御を行った後最初に発振
器６から射出されるレーザパルスＰｗは異常に高いエネ
ルギを有するものとみなしてガルバノスキャナ９を制御
するものとする。

【００２５】まず、高調波固体レーザ発振器６を休止さ
せておいて、ワーク２の装填・取出（ロード・アンロー
ド）手段（図示せず）によってワークのロード・アンロ
ード位置にあるＸ−Ｙステージ３上にワーク２を載置し
（図５のステップＳ１で、所要時間は例えば約１０秒程
度）、Ｘ−Ｙステージ３を介してワーク２を初期位置に
移動して加工用光学系５に対してアラインメントする
（図５のステップＳ２で、所要時間は例えば約１０秒程
度）。次に、ワーク２の被加工領域４のうち最初に加工
されるべき被加工領域４ａが図２及び３の被照射領域４
ｓに一致する位置に来るようにＸ−Ｙステージ３によっ
てワーク２を移動する（図５のステップＳ３で、所要時
間Ｔｗは約０．２−０．３秒程度）。以上の動作は、制
御器１３の制御下で行われる。

【００２６】ワーク２の被加工領域４ａの位置決めが完
了すると、レーザ光Ｐをダミーターゲット１２に照射す
るようにガルバノスキャナ９の走査位置を整定（図５の
ステップＳ４で、所要時間Ｔｇは１−２ｍｓ程度）した
後、時刻ｔ０（図４の（ｂ））において、高調波固体レ
ーザ発振器６からレーザパルスＰの射出を始める。な
お、ステップＳ３，Ｓ４は同時に行ってもよい。発振器
６からのこのパルスＰは、Ｘ−Ｙステージ３の動作後発
振器６から射出される初めのパルスＰｗになるから、被
加工領域４ｓの外のダミーターゲット１２に吸収される
ように該ターゲット１２に対して捨打ちされる（図５の
ステップＳ５）。この例では、更に、例えば、図４の
（ｂ）で示したように、ガルバノスキャナ９をダミータ
ーゲット１２に合せたままレーザ発振器６からのパルス
Ｐの射出を続けて、更に２ショットのパルスＰをダミー
ターゲット１２に捨打ちする。このように、３ショット
のパルスを一つの単位（組）として制御することによっ
て、フェイルセーフな制御を行い得るだけでなくレーザ
発振器６のパルス発振及び休止動作を単純化し得る。

【００２７】なお、異常に高いエネルギのパルスは初め
の１ショットのみであることが確実な場合、図４の
（ｂ）の括弧で囲み符号１４で示した２ショットのパル
スの捨打ちはなくてもよい。

【００２８】次に、１−２ｍｓ程度の短い時間Ｔｇでガ
ルバノ走査系１１のガルバノスキャナ９の走査位置の整
定が行われる（図５のステップＳ６）。このガルバノス
キャナ９の整定動作前にはＸ−Ｙステージ４の移動が生
じていない（図５のステップＳ７）から、ガルバノスキ
ャナ９は被加工領域４ａの初めの被加工点（穴明位置）
にレーザ光を当てるように整定制御されている（ステッ
プＳ６）。 この短いミラー走査時間に相当する短い休
止期間Ｔｇの後、再び、高調波固体レーザ発振器６から
のレーザパルスＰの射出が開始され、発振器６からのパ
ルスＰｓが図４の（ｂ）の時点ｔ１において、ガルバノ
走査系１１によって被加工領域４ａの初めの被加工点
（穴明位置）に照射される（図５のステップＳ８）。発
振器６のパルス繰返し周期の後発振器６から出される２
ショットのパルスＰｃも同様にして、時点ｔ２，ｔ３に
おいて被加工領域４ａの初めの被加工点に照射される
（ステップＳ８）。

【００２９】３ショットのパルスの照射が完了すると、
レーザ発振器６が休止状態にされると共に、ガルバノス
キャナ９が被加工領域４ａ内の次の被加工点へのパルス
照射を行うように整定制御され（ステップＳ６）、第二
の被加工点に対して同様なパルス照射が繰返される（ス
テップＳ８）。

【００３０】図４の（ａ）に示したように、このような
３ショット一組のパルス照射が被加工領域４ａの全ての
被加工点（例えば数百−数千箇所）に対して順次行わ
れ、被加工領域４ａの最後の被加工点に対するパルス照
射が完了すると（ステップＳ９）、レーザ発振器６が休
止されると共に、Ｘ−Ｙステージ４が移動され、次の被
加工領域４ｂが照射されるべき領域４ｓになるように位
置決めされる（ステップＳ３）。この０．２−０．３秒
程度の発振器６の休止期間Ｔｗの後における発振器６か
らのパルスは、図４の（ｂ）の時点ｔ０のパルスＰｗと
同様にエネルギが異常に高いものであるはずであるか
ら、ダミーターゲット１２に捨打ちされる（ステップＳ
４，Ｓ５）。このようにして、時点ｔ０以降の動作が、
被加工領域４ａに対するのと同様に行われる。

【００３１】第三番目以降の被加工領域４ｃ，４ｄ・・
（例えば数十領域）に対しても、同様な照射制御が繰返
され、ワーク４上のすべての被加工領域４に対する穴明
加工が行われる。ワーク４に対する穴明加工が完了する
と（ステップＳ７）、ワーク４がロード・アンロード位
置に移動され、加工済みワーク４のアンロード（図５の
ステップＳ１０）及び未加工ワーク４のロード（ステッ
プＳ１）が行われ、上記の動作制御が繰返される。な
お、図４の（ｂ）において、符号１５で示した一群のパ
ルスは、当該ワーク２（又は当該ワーク２よりも一つ前
に穴明加工されたワーク２）について、最後に穴明され
た被加工領域４の最後の穴明に用いたパルスを示す。

【００３２】以上のような穴明制御では、発振器６の所
定以上の休止期間の後射出される異常に高いエネルギに
なる虞のあるパルスＰｗをダミーターゲット１２に捨打
ちするようにしているので、実際に穴明に用いるファー
ストパルス（初めのパルス）及びその後のパルスのエネ
ルギないし強度を実際上一定に保ち得るから、所定の穴
明が確実に（安定に）行われることになる。

【００３３】以上の例では、Ｘ−Ｙステージ３によって
ワーク２を移動させたけれども、ワーク２を移動させる
代わりに、Ｘ−Ｙ移動機構によってガルバノスキャナ９
の全体を物理的に移動させるようにしてもよい。この場
合には、スキャナ９の物理的移動後の初めのパルスをダ
ミーターゲット１２に捨てることになる。また、以上の
例では、複数ショットのパルスで一つの穴を明けるいわ
ゆるバースト加工について説明したけれども、穴明加工
は単一パルスで一つの穴を明けるサイクル加工で行うも
のであってもよい。

【００３４】次に、高調波固体レーザ発振器として、休
止期間が数秒以上か数１００ｍｓ程度かにかかわらず、
比較的長い休止期間の後では初めの少なくとも１ショッ
トのパルスのエネルギが低いようなものを用いる場合に
ついて簡単に説明する。

【００３５】この場合、図４の（ａ）及び（ｂ）と同様
なタイムチャートを示す図６の（ａ）及び（ｂ）に示し
たように、Ｘ−Ｙステージ３の並進移動を伴う０．１秒
のオーダーの期間又はそれ以上の期間Ｔｗにわたってレ
ーザ発振器６が休止状態におかれると、その休止期間後
の初めのパルスＰｗｂのエネルギＥｗｂは、所定のパル
ス繰返し周波数で射出されている際のパルスＰｃのエネ
ルギＥｃと比較して、相当低くなる。また、該パルスＰ
ｗｂに続いて所定のパルス繰返し周期で射出されるパル
スＰｗｃの初めのいくつかがパルスＰｃの平均的エネル
ギＥｃよりも低いこともあり得る。これらの低エネルギ
のパルスを平均的エネルギＥｃのパルスと同等に１ショ
ットのパルスとして用いて穴明するのを避けるべく、図
５に示した例では、パルスＰｗｂとこれに続く３ショッ
トのパルスＰｗｃとをダミーターゲット１２に捨打ちす
る。図６の場合、３ショットの代わりに４ショットのパ
ルスで一つの穴を明けようとしている点を除いて、他の
点では、図１から５までに示した穴明の場合と同様であ
る。

【００３６】なお、休止期間が例えば数秒以上のように
長いときには初めのパルスのエネルギが低くても、休止
期間が例えば数１００ｍｓ程度のときには初めのパルス
のエネルギが高くなることも少なくない。

【００３７】例えば、 Ｑスイッチ制御を用いた高調波
ＹＡＧレーザ発振器において、比較的長い休止期間（例
えば、約１０秒程度のワークのロード／アンロード時
間）の後射出されるパルスのエネルギが低くなる原因
は、以下の二つの点にあると考えられる。一つは、パル
スの繰返し周波数とパルスエネルギとの関係の一例（波
長：３５１ｎｍ（第３高調波）、モード：多重、ビーム
形状：楕円、ビーム径：１ｍｍの場合）を示す図７
（ａ）からわかるように、発振の繰返し周波数が低いと
ころではパルスエネルギが下がるためである。これは、
低周波では、波長変換素子を構成する（ ＢＢＯ、ＬＢ
Ｏ、ＫＴＰ（ＫＴｉＯＰＯ₄）等の）波長変換結晶体が
位相整合などの観点で最適温度範囲に達しておらず冷え
たままであり効率よい波長変換が行われないからである
と考えられる。もう一つは、図７の（ａ）の場合と同じ
レーザ光について、パルスの繰返し周波数とパルス幅と
の関係を示す図７（ｂ）からわかるように、Ｑスイッチ
（例えば１００ｋＨｚ程度の繰返し周波数でのパルス発
振制御可）の制御下で出力されるレーザパルスのパルス
幅が、繰返し周波数の低いところで特に小さくなること
による。

【００３８】但し、本発明は、高調波固体レーザ発振器
から射出されるレーザパルスのエネルギが、発振器の休
止期間に依存して、加工に対して有意な程度に変動する
限り、パルスエネルギの変動の原因にかかわらず、有効
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による好ましい一実施例の穴明装置の説
明図。

【図２】図１の装置のガルバノ走査系に取り付けたダミ
ーターゲットの説明図。

【図３】図２のガルバノ走査系による走査可能領域及び
被加工領域とダミーターゲットの位置との関係を示す説
明図。

【図４】図１の穴明装置の高調波固体レーザ発振器（例
えばＹＬＦ）から射出されるパルスのエネルギのタイム
チャートで、（ａ）はガルバノスキャナによる走査が繰
返されている場合、（ｂ）はＸ−Ｙステージの移動を伴
う場合。

【図５】本発明による好ましい一実施の形態の穴明加工
手順を示す流れ図。

【図６】高調波固体レーザ発振器として、比較的長い休
止期間の後では初めの少なくとも１ショットのパルスの
エネルギが低いようなものを用いる場合におけるパルス
エネルギについての図４と同様なタイムチャートで、
（ａ）はガルバノスキャナによる走査が繰返されている
場合、（ｂ）はＸ−Ｙステージの移動を伴う場合。

【図７】Ｑスイッチ制御高調波ＹＡＧレーザ発振器から
射出される第三高調波の繰返し周波数依存の例を示すグ
ラフで、（ａ）はパルスエネルギの繰返し周波数依存、
（ｂ）はパルス幅の繰返し周波数依存。

【符号の説明】

１ 穴明装置（レーザ加工装置） ２ ワーク（高密度多層プリント配線基板） ３ Ｘ−Ｙステージ（Ｘ−Ｙテーブル） ４，４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ 被加工領域 ４ｓ 被加工位置に位置決めされた被加工領域 ５ 加工用光学系 ６ 高調波固体レーザ装置 ７，８ ガルバノミラー ９ ガルバノスキャナ １０ ｆθレンズ １１ ガルバノ走査系 １２ ダミーターゲット １２ａ アーム １２ｂ ビームダンパ １３ 制御器 Ｄ 走査可能領域 Ｌ 被加工領域の幅 Ｐ レーザパルス Ｐｃ 平均的なエネルギのレーザパルス Ｐｓ ガルバノスキャナの動作期間だけ休止後の初めの
レーザパルス Ｐｗ，Ｐｗｂ Ｘ−Ｙステージの動作期間休止後の初め
のレーザパルス Ｐｗｃ パルスＰｗｂに続くパルス Ｅｃ パルスＰｃのエネルギ Ｅｓ パルスＰｓのエネルギ Ｅｗ パルスＰｗのエネルギ Ｅｗｂ パルスＰｗｂのエネルギ Ｓ１，Ｓ２，・・，Ｓ１０ ステップ（段階） Ｔｇ ガルバノスキャナの走査位置整定時間 Ｔｗ 初期位置に設定後のワーク移動位置決め時間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｈ０５Ｋ 3/00 Ｈ０５Ｋ 3/00 Ｎ // Ｂ２３Ｋ 101:42 Ｂ２３Ｋ 101:42 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23K 26/00 - 26/42

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高調波固体レーザ発振器からのレーザパ
   ルスを光走査系により被加工物に照射して加工を施すレ
   ーザ加工方法であって、所定時間を超える休止期間の後
   高調波固体レーザ発振器から射出されるレーザパルスの
   うち初めの少なくとも１ショットのレーザパルスを光走
   査系に取付けられたダミーターゲットに照射することに
   より、該少なくとも１ショットのレーザパルスの被加工
   物への照射を禁止するようにしたレーザ加工方法。
2. 【請求項２】 所定時間を超える前記休止期間が、被加
   工物の物理的移動に要する時間である請求項１に記載の
   レーザ加工方法。
3. 【請求項３】 加工が穴明である請求項１又は２に記載
   のレーザ加工方法。
4. 【請求項４】 レーザ発振器が、高調波ＹＡＧレーザ発
   振器又は高調波ＹＬＦレーザ発振器である請求項１から
   ３までのいずれか一つの項に記載のレーザ加工方法。
5. 【請求項５】 高調波固体レーザ発振器からのレーザパ
   ルスを照射して被加工物に加工を施すレーザ加工装置で
   あって、 被加工物の被加工領域を変えるべく被加工物を移動させ
   る移動機構と、 移動機構による移動によって選択された被加工物の被加
   工領域内の被加工点に加工を施すべく、レーザ発振器か
   らのレーザパルスの照射位置を変えるガルバノミラーを
   含む走査機構と、 走査機構によるレーザパルスの走査領域内に設けられ該
   走査機構に取付けられたダミーターゲットと、 移動機構による被加工物の移動の後レーザ発振器から射
   出されるレーザパルスのうち初めの少なくとも１ショッ
   トのレーザパルスをダミーターゲットに照射するように
   走査機構を制御する制御器とを有するレーザ加工装置。
6. 【請求項６】 ダミーターゲットがガルバノスキャナの
   筐体と一体的なｆθレンズの枠からアームを介して延設
   されている請求項５に記載のレーザ加工装置。
7. 【請求項７】 加工が穴明である請求項５又は６に記載
   のレーザ加工装置。
8. 【請求項８】 レーザ発振器が、高調波ＹＡＧレーザ発
   振器又は高調波ＹＬＦレーザ発振器である請求項５から
   ７までのいずれか一つの項に記載のレーザ加工装置。