JP3385504B2 - レーザ加工装置、及びレーザ加工装置による照射方法 - Google Patents
レーザ加工装置、及びレーザ加工装置による照射方法Info
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- JP3385504B2 JP3385504B2 JP08222598A JP8222598A JP3385504B2 JP 3385504 B2 JP3385504 B2 JP 3385504B2 JP 08222598 A JP08222598 A JP 08222598A JP 8222598 A JP8222598 A JP 8222598A JP 3385504 B2 JP3385504 B2 JP 3385504B2
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- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
- B23K26/066—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms by using masks
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
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- Lasers (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ発振器から
のパルス状のレーザビームを被加工基板に照射して加工
を行うレーザ加工装置、及びレーザ加工装置による照射
方法に関する。
のパルス状のレーザビームを被加工基板に照射して加工
を行うレーザ加工装置、及びレーザ加工装置による照射
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子機器の小形化、高密度実装化に伴
う、プリント配線基板の高密度化の要求に応えて、近
年、複数のプリント配線基板を積層した多層プリント配
線基板が提供されている。このような多層プリント配線
基板では、上下に積層されたプリント配線基板間で導電
層（銅箔）同士を電気的に接続する必要がある。
う、プリント配線基板の高密度化の要求に応えて、近
年、複数のプリント配線基板を積層した多層プリント配
線基板が提供されている。このような多層プリント配線
基板では、上下に積層されたプリント配線基板間で導電
層（銅箔）同士を電気的に接続する必要がある。
【０００３】このような接続は、プリント配線基板の絶
縁層（通常、ポリイミド、エポキシ系樹脂等のポリマ
ー）に、下層の導電層に達するバイアホールと呼ばれる
穴を形成し、その穴の内部に導電メッキを施すことによ
って実現されている。そして、導電層を形成する銅箔
は、厚さが１８μｍから１２μｍ、更には９μｍと薄く
される傾向にある。
縁層（通常、ポリイミド、エポキシ系樹脂等のポリマ
ー）に、下層の導電層に達するバイアホールと呼ばれる
穴を形成し、その穴の内部に導電メッキを施すことによ
って実現されている。そして、導電層を形成する銅箔
は、厚さが１８μｍから１２μｍ、更には９μｍと薄く
される傾向にある。
【０００４】このようなバイアホールを形成するため
に、最近はレーザが利用されている。レーザを利用した
レーザ加工装置は、図２に示すように、ＹＡＧレーザ発
振器１０からファイバ１１を介してパルス状のレーザビ
ームを被加工基板１９に照射して加工を行うものであ
る。
に、最近はレーザが利用されている。レーザを利用した
レーザ加工装置は、図２に示すように、ＹＡＧレーザ発
振器１０からファイバ１１を介してパルス状のレーザビ
ームを被加工基板１９に照射して加工を行うものであ
る。
【０００５】レーザ発振器では、ファイバ１１の出射端
からパルス状のレーザビームを発生し、マスク１５へ導
く。マスク１５で形成されたレーザビームは、結像光学
系としての結像レンズ１６を介して被加工基板１９とし
てのセラミックス基板に照射される。
からパルス状のレーザビームを発生し、マスク１５へ導
く。マスク１５で形成されたレーザビームは、結像光学
系としての結像レンズ１６を介して被加工基板１９とし
てのセラミックス基板に照射される。
【０００６】なお、図中のＢは、ビームモードとマスク
１５との位置関係を示している。Ｓ2 は、マスク１５の
穴における使用範囲を示している。
１５との位置関係を示している。Ｓ2 は、マスク１５の
穴における使用範囲を示している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ファイ
バ伝送とマスク結像光学系とを用いる場合、ファイバ１
１から出てきたレーザビームをマスクにあて、それを被
加工基板１９に結像するので、ファイバ１１から出てき
たビームモードによってマスクの穴を設定できる位置関
係が小さくなってしまうとともに、マスクの穴を通過す
るレーザエネルギーが大きく変化してしまう。したがっ
て、被加工基板１９の加工品質が変化してしまうという
問題がある。
バ伝送とマスク結像光学系とを用いる場合、ファイバ１
１から出てきたレーザビームをマスクにあて、それを被
加工基板１９に結像するので、ファイバ１１から出てき
たビームモードによってマスクの穴を設定できる位置関
係が小さくなってしまうとともに、マスクの穴を通過す
るレーザエネルギーが大きく変化してしまう。したがっ
て、被加工基板１９の加工品質が変化してしまうという
問題がある。
【０００８】そこで、本発明の課題は、ファイバから出
てきたビームモードを、均一光学系を用いて、各位置で
マスクの穴を通過するレーザエネルギーの変化を小さく
することができるレーザ加工装置、及びレーザ加工装置
による照射方法を提供することにある。
てきたビームモードを、均一光学系を用いて、各位置で
マスクの穴を通過するレーザエネルギーの変化を小さく
することができるレーザ加工装置、及びレーザ加工装置
による照射方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、レーザ
発振器と、該レーザ発振器から出射するパルス状のレー
ザビームを導くファイバと、該ファイバの出射端から出
射する前記レーザビームを導く穴を形成したマスクとを
含み、前記マスクの前記穴を通過させた前記レーザビー
ムを被加工基板に照射して加工を行うレーザ加工装置に
おいて、前記レーザビームのビームモードを変化させレ
ーザエネルギーの強度分布を均一にするよう前記ファイ
バの前記出射端に接近する位置に設けた均一光学系と、
該均一光学系を通過させた前記レーザビームを前記被加
工基板へ照射する結像光学系とを有していることを特徴
とするレーザ加工装置が得られる。
発振器と、該レーザ発振器から出射するパルス状のレー
ザビームを導くファイバと、該ファイバの出射端から出
射する前記レーザビームを導く穴を形成したマスクとを
含み、前記マスクの前記穴を通過させた前記レーザビー
ムを被加工基板に照射して加工を行うレーザ加工装置に
おいて、前記レーザビームのビームモードを変化させレ
ーザエネルギーの強度分布を均一にするよう前記ファイ
バの前記出射端に接近する位置に設けた均一光学系と、
該均一光学系を通過させた前記レーザビームを前記被加
工基板へ照射する結像光学系とを有していることを特徴
とするレーザ加工装置が得られる。
【００１０】また、本発明によれば、レーザ発振器から
出射させたパルス状のレーザビームをファイバを通過さ
せ該ファイバの出射端から出射させた前記レーザビーム
をマスクへ導き、該マスクに形成した穴を通過させた前
記レーザビームを被加工基板に照射して加工を行うレー
ザ加工装置による照射方法おいて、前記ファイバの前記
出射端に接近する位置に、前記レーザビームのビームモ
ードを変化させてレーザエネルギーの強度分布を均一に
するように均一光学系を設け、前記均一光学系を通過さ
せた前記レーザビームを前記マスクへ導き、該マスクに
形成した穴を通過させた前記レーザビームを結像光学系
へ導き前記被加工基板へ照射することを特徴とするレー
ザ加工装置による照射方法が得られる。
出射させたパルス状のレーザビームをファイバを通過さ
せ該ファイバの出射端から出射させた前記レーザビーム
をマスクへ導き、該マスクに形成した穴を通過させた前
記レーザビームを被加工基板に照射して加工を行うレー
ザ加工装置による照射方法おいて、前記ファイバの前記
出射端に接近する位置に、前記レーザビームのビームモ
ードを変化させてレーザエネルギーの強度分布を均一に
するように均一光学系を設け、前記均一光学系を通過さ
せた前記レーザビームを前記マスクへ導き、該マスクに
形成した穴を通過させた前記レーザビームを結像光学系
へ導き前記被加工基板へ照射することを特徴とするレー
ザ加工装置による照射方法が得られる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明の
一実施の形態について説明する。図１は、本発明による
レーザ加工装置の概略構成を示す。図１において、ここ
では、レーザ発生源としてＹＡＧレーザ発振器（以下、
レーザ発振器と呼ぶ）を用いている。
一実施の形態について説明する。図１は、本発明による
レーザ加工装置の概略構成を示す。図１において、ここ
では、レーザ発生源としてＹＡＧレーザ発振器（以下、
レーザ発振器と呼ぶ）を用いている。
【００１２】図１を参照して、一実施の形態におけるレ
ーザ加工装置は、レーザ発振器１０からファイバ１１を
介してパルス状のレーザビームを被加工基板１９に照射
して加工を行うものである。
ーザ加工装置は、レーザ発振器１０からファイバ１１を
介してパルス状のレーザビームを被加工基板１９に照射
して加工を行うものである。
【００１３】ファイバ１１の出射端に近接する位置に
は、レーザビームのビームモードを変化させレーザエネ
ルギーの強度分布を均一にする均一光学系２０が設けら
れている。レーザ発振器１０は、ファイバ１１の出射端
からパルス状のレーザビームを発生し、均一光学系２０
から、入射用の光学レンズ１４を介してマスク１５に導
く。マスク１５で形成されたレーザビームは、結像光学
系としての結像レンズ１６を介して被加工基板１９に照
射される。
は、レーザビームのビームモードを変化させレーザエネ
ルギーの強度分布を均一にする均一光学系２０が設けら
れている。レーザ発振器１０は、ファイバ１１の出射端
からパルス状のレーザビームを発生し、均一光学系２０
から、入射用の光学レンズ１４を介してマスク１５に導
く。マスク１５で形成されたレーザビームは、結像光学
系としての結像レンズ１６を介して被加工基板１９に照
射される。
【００１４】なお、図中のＢは、従来例によって説明し
たものと同様な、ファイバ１１の先端位置のビームモー
ドとマスク１５との位置関係を示している。Ｓ2 は、マ
スク１５の穴における使用範囲を示している。図中のＡ
は、均一光学系２０の出射端位置のビームモードとマス
ク１５との位置関係を示している。Ｓ1 は、マスク１５
の穴における使用範囲を示している。
たものと同様な、ファイバ１１の先端位置のビームモー
ドとマスク１５との位置関係を示している。Ｓ2 は、マ
スク１５の穴における使用範囲を示している。図中のＡ
は、均一光学系２０の出射端位置のビームモードとマス
ク１５との位置関係を示している。Ｓ1 は、マスク１５
の穴における使用範囲を示している。
【００１５】以下に、レーザ加工装置による照射方法に
ついて図１を参照して説明する。
ついて図１を参照して説明する。
【００１６】レーザ加工装置による照射方法は、レーザ
発振器１０からファイバ１１を介してパルス状のレーザ
ビームを被加工基板１９に照射して加工を行う。
発振器１０からファイバ１１を介してパルス状のレーザ
ビームを被加工基板１９に照射して加工を行う。
【００１７】均一光学系２０を通過させたレーザビーム
は、レンズ１４からマスク１５の穴を通り、結像光学系
である結像レンズ１６を通り、レーザビームが被加工基
板１９に照射される。このレーザ加工装置における均一
光学系２０は、多重反射によりレーザエネルギーの強度
分布を均一化するカライド反射鏡を有している。
は、レンズ１４からマスク１５の穴を通り、結像光学系
である結像レンズ１６を通り、レーザビームが被加工基
板１９に照射される。このレーザ加工装置における均一
光学系２０は、多重反射によりレーザエネルギーの強度
分布を均一化するカライド反射鏡を有している。
【００１８】また、レーザ加工装置は、均一光学系２０
を通過させたレーザビームを被加工基板１９に照射する
結像光学系もしくは集光光学系を有している。均一光学
系２０を通過させたレーザビームは、結像光学系もしく
は集光光学系によって被加工基板１９に照射される。
を通過させたレーザビームを被加工基板１９に照射する
結像光学系もしくは集光光学系を有している。均一光学
系２０を通過させたレーザビームは、結像光学系もしく
は集光光学系によって被加工基板１９に照射される。
【００１９】この実施の形態においては、レーザビーム
を被加工基板１９に照射することによって、被加工基板
１９に穴あけ加工が行なわれる。均一光学系２０は、フ
ァイバ１１径の１．５倍以上であり、長さは断面寸法の
５倍以上に設定されている。
を被加工基板１９に照射することによって、被加工基板
１９に穴あけ加工が行なわれる。均一光学系２０は、フ
ァイバ１１径の１．５倍以上であり、長さは断面寸法の
５倍以上に設定されている。
【００２０】なお、カライド反射鏡の材料としては、Ｙ
ＡＧレーザ発振器の場合には、無酸素銅の他にベリリウ
ムが考えられる。他方、ＹＡＧレーザ発振器、エキシマ
レーザ発振器を使用する場合には、石英のようなガラス
材料を使用することもできる。
ＡＧレーザ発振器の場合には、無酸素銅の他にベリリウ
ムが考えられる。他方、ＹＡＧレーザ発振器、エキシマ
レーザ発振器を使用する場合には、石英のようなガラス
材料を使用することもできる。
【００２１】均一光学系２０は、シングルモードあるい
はマルチモードの強度分布を持つレーザを入射用集光レ
ンズによりカライド反射鏡に入射させ、カライド反射鏡
ではその内部での多重反射を利用してレーザビームのエ
ネルギー強度分布を均一にするためのものである。
はマルチモードの強度分布を持つレーザを入射用集光レ
ンズによりカライド反射鏡に入射させ、カライド反射鏡
ではその内部での多重反射を利用してレーザビームのエ
ネルギー強度分布を均一にするためのものである。
【００２２】均一光学系から出射したレーザビームは、
光学レンズ１４を通してレーザビーム形成用のマスク１
５に入射する。断面形状を形成されたレーザビームは、
結像レンズ１６により縮小投影され、ガルバノスキャナ
と呼ばれる走査系により振られ、ｆθレンズと呼ばれる
光学レンズを通してＸ−Ｙステージ上の被加工基板１９
に照射される。
光学レンズ１４を通してレーザビーム形成用のマスク１
５に入射する。断面形状を形成されたレーザビームは、
結像レンズ１６により縮小投影され、ガルバノスキャナ
と呼ばれる走査系により振られ、ｆθレンズと呼ばれる
光学レンズを通してＸ−Ｙステージ上の被加工基板１９
に照射される。
【００２３】Ｘ−ＹステージはＸ軸方向、Ｙ軸方向に可
動であり、被加工基板１９の１つの被加工領域に対する
加工が終了すると、走査系による走査域に被加工基板１
９の次の被加工領域が位置するように被加工基板１９を
移動させる。
動であり、被加工基板１９の１つの被加工領域に対する
加工が終了すると、走査系による走査域に被加工基板１
９の次の被加工領域が位置するように被加工基板１９を
移動させる。
【００２４】なお、レーザの照射域でのビームの断面形
状及びサイズは、マスク１５における開口の形状と、そ
こからのレーザビームを縮小投影する結像レンズ１６
と、光学レンズの焦点距離との比で決定される。
状及びサイズは、マスク１５における開口の形状と、そ
こからのレーザビームを縮小投影する結像レンズ１６
と、光学レンズの焦点距離との比で決定される。
【００２５】なお、一実施の形態においては、レーザビ
ームを被加工基板１９に照射することによって、被加工
基板１９に穴あけ加工が行なわれるが、穴あけ加工以外
にも、溶接、表面処理など、マスク１５の形状を変えて
も対応することができる。
ームを被加工基板１９に照射することによって、被加工
基板１９に穴あけ加工が行なわれるが、穴あけ加工以外
にも、溶接、表面処理など、マスク１５の形状を変えて
も対応することができる。
【００２６】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明による
レーザ加工装置は、ファイバから出てきた光のモードを
トップハット形状になるように、均一光学系を用いて、
マスクの穴を通過するレーザエネルギーの変化を小さく
することができる。
レーザ加工装置は、ファイバから出てきた光のモードを
トップハット形状になるように、均一光学系を用いて、
マスクの穴を通過するレーザエネルギーの変化を小さく
することができる。
【００２７】また、レーザビーム照射域でのレーザのエ
ネルギー強度分布を均一化できるので、穴あけ加工に適
している。
ネルギー強度分布を均一化できるので、穴あけ加工に適
している。
【００２８】さらに、このような均一光学系２０を採用
すると、従来よりも５０％以上の広い範囲にて加工品質
が安定する。
すると、従来よりも５０％以上の広い範囲にて加工品質
が安定する。
【図１】本発明によるレーザ加工装置の概略構成を示し
た図である。
た図である。
【図２】従来のレーザ加工装置の概略構成を示した図で
ある。
ある。
１０ レーザ発振器
１１ ファイバ
１４ 光学レンズ
１５ マスク
１６ 結像レンズ
１９ 被加工基板
２０ 均一光学系
Claims (6)
- 【請求項１】 レーザ発振器と、該レーザ発振器から出
射するパルス状のレーザビームを導くファイバと、該フ
ァイバの出射端から出射する前記レーザビームを導く穴
を形成したマスクとを含み、前記マスクの前記穴を通過
させた前記レーザビームを被加工基板に照射して加工を
行うレーザ加工装置において、前記レーザビームのビー
ムモードを変化させレーザエネルギーの強度分布を均一
にするよう前記ファイバの前記出射端に接近する位置に
設けた均一光学系と、該均一光学系を通過させた前記レ
ーザビームを前記被加工基板へ照射する結像光学系とを
有していることを特徴とするレーザ加工装置。 - 【請求項２】 請求項１記載のレーザ加工装置におい
て、前記均一光学系は、多重反射によりレーザエネルギ
ーの強度分布を均一化するカライド反射鏡を含むことを
特徴とするレーザ加工装置。 - 【請求項３】 請求項１記載のレーザ加工装置におい
て、前記結像光学系は、前記均一光学系を通過させた前
記レーザビームを縮小投影して前記被加工基板に照射す
る結像レンズであることを特徴とするレーザ加工装置。 - 【請求項４】 レーザ発振器から出射させたパルス状の
レーザビームをファイバを通過させ該ファイバの出射端
から出射させた前記レーザビームをマスクへ導き、該マ
スクに形成した穴を通過させた前記レーザビームを被加
工基板に照射して加工を行うレーザ加工装置による照射
方法おいて、前記ファイバの前記出射端に接近する位置
に、前記レーザビームのビームモードを変化させてレー
ザエネルギーの強度分布を均一にするように均一光学系
を設け、前記均一光学系を通過させた前記レーザビーム
を前記マスクへ導き、該マスクに形成した穴を通過させ
た前記レーザビームを結像光学系へ導き前記被加工基板
に照射することを特徴とするレーザ加工装置による照射
方法。 - 【請求項５】 請求項４記載のレーザ加工装置による照
射方法において、前記結像光学系は結像レンズであり、
前記マスクに形成した穴を通過させた前記レーザビーム
を前記結像レンズによって縮小投影して前記被加工基板
へ照射することを特徴とするレーザ加工装置による照射
方法。 - 【請求項６】 請求項５記載のレーザ加工装置による照
射方法おいて、前記 結像レンズによって縮小投影した前
記レーザビームを前記被加工基板に照射することによっ
て、前記被加工基板に穴あけ加工を行うことを特徴とす
るレーザ加工装置による照射方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08222598A JP3385504B2 (ja) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | レーザ加工装置、及びレーザ加工装置による照射方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08222598A JP3385504B2 (ja) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | レーザ加工装置、及びレーザ加工装置による照射方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11277279A JPH11277279A (ja) | 1999-10-12 |
| JP3385504B2 true JP3385504B2 (ja) | 2003-03-10 |
Family
ID=13768478
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08222598A Expired - Fee Related JP3385504B2 (ja) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | レーザ加工装置、及びレーザ加工装置による照射方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3385504B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003039189A (ja) * | 2001-07-27 | 2003-02-12 | Hamamatsu Photonics Kk | レーザ光照射装置及び表面処理方法 |
| JP2004042140A (ja) * | 2002-07-12 | 2004-02-12 | Hitachi Zosen Corp | 薄膜除去方法及び装置 |
| JP2009297781A (ja) * | 2008-06-17 | 2009-12-24 | Kataoka Seisakusho:Kk | レーザ加工装置 |
| JP2011061153A (ja) * | 2009-09-14 | 2011-03-24 | Omron Corp | レーザ加工装置およびレーザ加工方法 |
-
1998
- 1998-03-27 JP JP08222598A patent/JP3385504B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11277279A (ja) | 1999-10-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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