JP3512624B2 - 配線基板加工用レーザ加工装置およびその方法 - Google Patents

配線基板加工用レーザ加工装置およびその方法

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JP3512624B2 JP06333298A JP6333298A JP3512624B2 JP 3512624 B2 JP3512624 B2 JP 3512624B2 JP 06333298 A JP06333298 A JP 06333298A JP 6333298 A JP6333298 A JP 6333298A JP 3512624 B2 JP3512624 B2 JP 3512624B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、配線基板加工用
レーザ加工装置に関し、さらに詳細には、配線基板、い
わゆるプリント基板と称呼される配線基板に、レーザ光
によってスルーホール、インナーバイアホール、ブライ
ンドバイアホール等の孔明け加工を行う配線基板加工用
レーザ加工装置に関するのである。
【0002】
【従来の技術】図6は、従来の配線基板加工用レーザ加
工装置を示している。配線基板加工用レーザ加工装置
は、レーザ発振器1と、孔明け加工の孔形状と同一形状
のピンホール(図示省略)を具備した転写マスク2と、
対をなすベンドミラー3、4と、ガルバノミラー(ガル
バノメータ)5と、f−θレンズ6とを有している。
【0003】レーザ発振器1から出たレーザ光Lは転写
マスク2に入射する。レーザ光Lは、転写マスク2の開
口径より大きなビーム径であり、転写マスク2を通過す
ることにより、所望のエネルギ、ビーム径のものとして
取り出される。転写マスク2を通過したレーザ光Lは、
ベンドミラー3、4のそれぞれにおいて折り返され、ガ
ルバノミラー5によりf−θレンズ6の所定の位置へ入
射され、配線基板Wの所定位置に転写マスク2の形状を
転写された孔明け加工を行う。
【0004】図7に示されているように、レーザ発振器
1から取り出されるレーザ光はガウス分布をしており、
転写マスク2に入射するレーザ光はガウス分布aとな
る。このため、配線基板Wでのレーザ光の強度分布(以
下ビーム強度分布と呼ぶ)もガウス分布に近い形状bと
なり、中心部の強度が大きいビームとなる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】中心部の強度が大きい
レーザ光によって配線基板のバイアホールを加工した場
合、図8に示されているように、内層銅箔Waの中心部
の温度が高くなり、内層銅箔Waに損傷cもしくは貫通
が生じる虞れがある。内層銅箔Waに損傷cもしくは貫
通が生じると、配線基板Wの性能劣化となるから、配線
基板Wのバイアホール加工では内層銅箔Waに損傷cも
しくは貫通のない加工が望まれている。
【0006】この発明は、従来の配線基板加工用レーザ
加工装置に於ける上述の如き問題点を解消するためにな
されたもので、配線基板のバイアホール加工において内
層銅箔に損傷もしくは貫通のない加工を的確に行うよう
改良された配線基板加工用レーザ加工装置を得ることを
目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、この発明による配線基板加工用レーザ加工装置
は、レーザ発振器よりのレーザ光の光路の途中に孔明け
加工の孔形状と同一形状のピンホールを具備した転写マ
スクを有し、前記転写マスクのピンホールを通過したレ
ーザ光を配線基板に照射し、当該レーザ光によって配線
基板にスルーホール、バイアホール等の孔明け加工を行
う配線基板加工用レーザ加工装置において、前記レーザ
発振器より前記転写マスクに至るレーザ光の光路中に、
レーザ光の強度分布をトップハット形状に変換する位相
フィルタが配置されており、配線基板のレーザ光照射面
でのレーザ光の強度分布をトップハット形状にするもの
である。
【0008】つぎの発明による配線基板加工用レーザ加
工装置は、前記位相フィルタと前記転写マスクとの間の
レーザ光の光路中に、前記転写マスクに与えるレーザ光
のビーム径を可変設定するズームレンズを有しているも
のである。
【0009】つぎの発明による配線基板加工用レーザ加
工装置は、前記ズームレンズはパワードライブ式のもの
であり、制御装置からの指令により倍率を変化するもの
である。
【0010】つぎの発明による配線基板加工用レーザ加
工装置は、レーザ光を出力するレーザ発振器と、前記レ
ーザ発振器よりのレーザ光の光路の途中に設けられた転
写マスクと、前記レーザ発振器より前記転写マスクに至
るレーザ光の光路中に配置され、レーザ光の強度分布を
トップハット形状に変換する位相フィルタと、前記転写
マスクを通過したレーザ光を走査するガルバノミラー
と、f−θレンズと、を備えたものである。
【0011】つぎの発明による配線基板加工用レーザ加
工方法は、レーザ光を出力するレーザ発振器と、前記レ
ーザ発振器よりのレーザ光の光路の途中に設けられた転
写マスクと、前記レーザ発振器より前記転写マスクに至
るレーザ光の光路中に配置した位相フィルタと、前記転
写マスクを通過したレーザ光を走査するガルバノミラー
と、f−θレンズと、加工用レーザ加工方法において、
前記位相フィルタによりレーザ光の強度分布をトップハ
ット形状に変換する工程と、強度分布がトップハット形
状に変換されたレーザ光を配線基板のレーザ光照射面に
照射する工程を含むものである。
【0012】
【発明の実施の形態】以下に添付の図を参照してこの発
明にかかる配線基板加工用レーザ加工装置の実施の形態
を詳細に説明する。なお、以下に説明するこの発明の実
施の形態において上述の従来例と同一構成の部分は、上
述の従来例に付した符号と同一の符号を付してその説明
を省略する。
【0013】実施の形態1. 図1はこの発明による配線基板加工用レーザ加工装置の
実施の形態1を示している。レーザ発振器1より転写マ
スク2に至るレーザ光Lの光路中に位相フィルタ7が配
置されている。位相フィルタ7はレーザ発振器1よりの
レーザ光Lの強度分布をトップハット形状に変換するも
のである。
【0014】これにより、転写マスク2にはトップハッ
ト形状をしたレーザ光Lが入射し、転写マスク2を通過
したレーザ光Lはベンドミラー3、4で折り返され、ガ
ルバノミラー5によりf−θレンズ6の所定の位置へ入
射され、f−θレンズ6によよって配線基板W上に転写
マスク2の形状が転写され、孔明け加工が行われる。
【0015】図2は、トップハット形状dをしたレーザ
光で転写マスク2を照明してf−θレンズ6により配線
基板W上に転写マスク2の形状を転写させた時のレーザ
光照射面上でのビーム強度分布を示している。転写マス
ク2をトップハット形状dをしたレーザ光で照明するこ
とにより、配線基板Wのレーザ光照射面上でもトップハ
ット形状eをしたレーザ光が得られる。
【0016】これにより、配線基板Wに照射されるレー
ザ光の強度が全体に一様になり、内層銅箔の中心部の温
度が高くなることがなく、内層銅箔の中心部の温度が低
く抑えられ、内層銅箔に損傷や貫通が生じることが回避
される。
【0017】なお、この実施の形態では、ガルバノミラ
ー5とf−θレンズ6の組み合わせを例に取ったが、こ
の発明は転写光学系を備えていればよく、ガルバノミラ
ーなどの走査光学系に限定されるものではない。
【0018】実施の形態2. 図3は、この発明による配線基板加工用レーザ加工装置
の実施の形態2を示している。この実施の形態では、位
相フィルタ7と転写マスク2との間のレーザ光の光路中
に、転写マスク2に与えるレーザ光Lのビーム径を可変
設定するズームレンズ8が配置されている。
【0019】これにより、転写マスク2にはトップハッ
ト形状をしたレーザ光Lが入射し、転写マスク2を照明
するレーザ光Lのビーム径がズームレンズ8によって可
変設定される。
【0020】図4(a)に示されているように、転写マ
スク2を照明するレーザ光LのエネルギーをE0 とし
て、転写マスク2を透過したレーザ光Lのエネルギー
E’は、転写マスク2を照明するレーザ光Lのビーム径
Rの2乗に反比例して変化するので、ズームレンズ8の
倍率を変化させて転写マスク2上でのビーム径Rを変化
させることにより、転写マスク2を透過するレーザ光L
のエネルギー、すなわち加工面上でのエネルギーを必要
量に応じて変化させることができる。
【0021】なお、図4(b)は、転写マスク2を照明
するレーザ光Lのビーム径Rと、転写マスク2を透過し
た後のレーザ光Lのビーム径Rxとの関係を示してい
る。
【0022】実施の形態3. 図5は、この発明による配線基板加工用レーザ加工装置
の実施の形態3を示している。この実施の形態では、位
相フィルタ7と転写マスク2との間に設けられているズ
ームレンズ8がパワードライブ機構9によるパワードラ
イブ式のものになっており、ズームレンズ8は制御装置
10からの指令により倍率を変化する。
【0023】この実施の形態では、制御装置10の指令
により手動操作を要することなく、ズームレンズ8の倍
率が変化し、転写マスク2上のビーム径、換言すれば、
加工面上でのエネルギーを遠隔操作で可変設定すること
ができる。
【0024】
【発明の効果】以上の説明から理解される如く、この発
明による配線基板加工用レーザ加工装置によれば、レー
ザ発振器より転写マスクに至るレーザ光の光路中に配置
された位相フィルタによってレーザ光の強度分布がトッ
プハット形状に変換されるから、加工面上でのレーザ光
のビーム強度分布がトップハット形状になり、配線基板
のバイアホール加工において内層銅箔の中心部の温度上
昇を低く抑えることができ、内層銅箔に損傷や貫通が生
じることをなく安定したバイアホール加工を行うことが
できるようになる。
【0025】つぎの発明による配線基板加工用レーザ加
工装置によれば、記位相フィルタと転写マスクとの間の
レーザ光の光路中に設けられたズームレンズによって転
写マスクに与えるレーザ光のビーム径が可変設定される
から、加工面上でのエネルギーを必要量に応じて変化
(加減)させることができ、内層銅箔に損傷や貫通が生
じることをなく安定したバイアホール加工を行うことが
できるようになる。
【0026】つぎの発明による配線基板加工用レーザ加
工装置によれば、制御装置の指令により手動操作を要す
ることなく、パワードライブ式のズームレンズの倍率が
変化し、加工面上でのエネルギーを遠隔操作で必要量に
応じて可変設定することができるとともに、操作の自動
化が図れ、生産性が向上する。
【0027】つぎの発明による配線基板加工用レーザ加
工装置によれば、レーザ光を出力するレーザ発振器と、
前記レーザ発振器よりのレーザ光の光路の途中に設けら
れた転写マスクと、前記レーザ発振器より前記転写マス
クに至るレーザ光の光路中に配置され、レーザ光の強度
分布をトップハット形状に変換する位相フィルタと、前
記転写マスクを通過したレーザ光を走査するガルバノミ
ラーと、f−θレンズと、を備えているので、加工面上
でのレーザ光のビーム強度分布がトップハット形状にな
り、配線基板のバイアホール加工において内層銅箔の中
心部の温度上昇を低く抑えることができ、内層銅箔に損
傷や貫通が生じることをなく安定したバイアホール加工
を行うことができるようになる。
【0028】つぎの発明による配線基板加工用レーザ加
工方法によれば、前記位相フィルタによりレーザ光の強
度分布をトップハット形状に変換する工程と、強度分布
がトップハット形状に変換されたレーザ光を配線基板の
レーザ光照射面に照射する工程を含むので、加工面上で
のレーザ光のビーム強度分布がトップハット形状にな
り、配線基板のバイアホール加工において内層銅箔の中
心部の温度上昇を低く抑えることができ、内層銅箔に損
傷や貫通が生じることをなく安定したバイアホール加工
を行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明による配線基板加工用レーザ加工装
置の実施の形態1を示す模式図である。
【図2】 この発明による配線基板加工用レーザ加工装
置におけるビーム強度分布を示す模式図である。
【図3】 この発明による配線基板加工用レーザ加工装
置の実施の形態2を示す模式図である。
【図4】 (a)は転写マスクを透過するエネルギーと
ビーム径との関係を示すグラフ、(b)は転写マスクを
照明するレーザ光のビーム径と転写マスクを透過した後
のレーザ光のビーム径との関係を示す模式図である。
【図5】 この発明による配線基板加工用レーザ加工装
置の実施の形態2を示す模式図である。
【図6】 従来における配線基板加工用レーザ加工装置
を示す模式図である。
【図7】 従来における配線基板加工用レーザ加工装置
におけるビーム強度分布を示す模式図である。
【図8】 従来における配線基板加工用レーザ加工装置
によるバイアホール加工を示す説明図である。
【符号の説明】
1 レーザ発振器、2 転写マスク、3、4 ベンドミ
ラー、5 ガルバノミラー、6 f−θレンズ、7 位
相フィルタ、8 ズームレンズ、9 パワードライブ機
構、10 制御装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI // B23K 101:42 G02B 27/00 E (56)参考文献 特開 平9−308981(JP,A) 特開 平7−314164(JP,A) 特開 平4−253588(JP,A) 特開 昭63−36992(JP,A) 特開 平10−323787(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 26/00 - 26/42 G02B 27/09

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザ発振器よりのレーザ光の光路の途
    中に孔明け加工の孔形状と同一形状のピンホールを具備
    した転写マスクを有し、前記転写マスクのピンホールを
    通過したレーザ光を配線基板に照射し、当該レーザ光に
    よって配線基板にスルーホール、バイアホール等の孔明
    け加工を行う配線基板加工用レーザ加工装置において、 前記レーザ発振器より前記転写マスクに至るレーザ光の
    光路中に、レーザ光の強度分布をトップハット形状に変
    換する位相フィルタが配置されており、配線基板のレー
    ザ光照射面でのレーザ光の強度分布をトップハット形状
    にすることを特徴とする配線基板加工用レーザ加工装
    置。
  2. 【請求項2】 前記位相フィルタと前記転写マスクとの
    間のレーザ光の光路中に、前記転写マスクに与えるレー
    ザ光のビーム径を可変設定するズームレンズを有してい
    ることを特徴とする請求項1に記載の配線基板加工用レ
    ーザ加工装置。
  3. 【請求項3】 前記ズームレンズはパワードライブ式の
    ものであり、制御装置からの指令により倍率を変化する
    ことを特徴とする請求項2に記載の配線基板加工用レー
    ザ加工装置。
  4. 【請求項4】 レーザ光を出力するレーザ発振器と、 前記レーザ発振器よりのレーザ光の光路の途中に設けら
    れた転写マスクと、 前記レーザ発振器より前記転写マスクに至るレーザ光の
    光路中に配置され、レーザ光の強度分布をトップハット
    形状に変換する位相フィルタと、 前記転写マスクを通過したレーザ光を走査するガルバノ
    ミラーと、 f−θレンズと、 を備えたことを特徴とする配線基板加工用レーザ加工装
    置。
  5. 【請求項5】 レーザ光を出力するレーザ発振器と、 前記レーザ発振器よりのレーザ光の光路の途中に設けら
    れた転写マスクと、 前記レーザ発振器より前記転写マスクに至るレーザ光の
    光路中に配置した位相フィルタと、 前記転写マスクを通過したレーザ光を走査するガルバノ
    ミラーと、 f−θレンズと、 を備えた配線基板加工用レーザ加工装置を用いる配線基
    板加工用レーザ加工方法において、 前記位相フィルタによりレーザ光の強度分布をトップハ
    ット形状に変換する工程と、 強度分布がトップハット形状に変換されたレーザ光を配
    線基板のレーザ光照射面に照射する工程と、 を含むことを特徴とする配線基板加工用レーザ加工方
    法。
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