JP3748280B2 - 加工装置 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の利用分野】
本発明は、少なくともひとつの加工ビームを有する加工装置に関する。本装置において、加工ビームは装置を介して加工される試料の表面の上の個別の点に案内される。本装置は少なくとも一方向で制御することができる。
【０００２】
【従来技術】
この種の加工装置は、従来から知られている。次のような方法を利用することによつて可撓性の又は硬いプリント回路基板に細かい穴を開けることができる。一般的に公知のやり方での機械的に孔を形成する場合、特別な孔形成機械でプリント基板回路に同時に数百個までの孔を開けることができる。
【０００３】
細いドリルは機械的な安定度に限界があるために、得ることのできる孔の最小の直径が、約２００μｍであるということは不利な点である。さらに、ドリル穴の配置がドリル機械の構成のために固定されているということは、不利な点と見られている。ドリル穴配置を変更するためには時間のかかる、ドリル機械の再構成が必要となる。
【０００４】
プリント回路基板に光化学的な技術でコーティングして望ましい孔をエッチングすることができる。その方法の複雑さは不利な点である。特に、プリント基板回路は何度もコーティングされそして除去されなければならない（コーティングの除去）。この工程がさらに不利な点は、エッチングの浴槽の環境問題、及びエッチングプロセスから発生する孔の二重球形の形態に見られる。これらの孔はエッチングされたリップを有しいる。
【０００５】
孔はレーザ・ビーム抵抗マスクを介して、適切な波長のレーザ・ビームで前処理したプリント回路基板に孔あけされる。直径が数マイクロメータの孔を得ることができる。この方法では、マスクの構成のために孔の配置が固定されるという不利な点があり、その結果孔のパターン変更のためには、別のマスクが必要となる。
【０００６】
レーザ個別ビーム法を使用する場合、マスクなしで孔あけ及び孔の配置を行うことができる。レーザ・ビームは孔をあけたい個々の位置に個別に向けられる。この技術で完全に不利な点は、複数の孔をつくるため時間がかかるという点である。
【０００７】
一つの装置が、例えば、米国特許第５、２６８、５５４号から公知である。ここでレーザ・ビームは、別の鏡を介して加工される試料の表面にフォーカスされる。反射する鏡の位置はアクチュエーターにより２つの軸に変更することができる。そしてレーザ・ビームを、加工される試料表面の特定の領域の分散的な工作点に案内することができる。それにより数個の加工点を順次加工することができる。この装置の不利な点は、工作物表面上の入射点がレーザ・ビームの偏向により異なる寸法を有することである。
【０００８】
米国特許第５、１１３、０５５号に開示された装置は、交互に配列されたいくつかの鏡セグメントの光学システムを含む。このシステムの援助により、工作物上の選択的されたいくつかの点は、シーケンシャルに接近させることができる。
【０００９】
多数ビーム発生装置が、米国特許第４、５５３、０１７号に開示され、その装置では、ひとつのエネルギー・ビームからいくつかのビームを格子化装置によつて発生する。ビームの焦点はすべて同じ線の上にある。
レーザ・ビーム用のさらなるビーム分割装置は、米国特許第４、３２８、８９４号に開示される。この装置は、レーザ・ビームから２つの個別のビームを発生し、次にレーザビームは工作物表面上の２つのポイントに入射する。さらに欧州特許０、３６０、３２８号、ドイツ特許４、１１１、８７６号及び第２、７０８、０３９号、米国特許第４、６２３、７７６号を参照することができる。
【００１０】
ある加工装置が、米国特許第４、７１３、５１８号、米国特許第５、０５５、６５３号に開示され、ここでその装置では、いくつかの個別レーザ・ビームは１つの方向に交互に置かれるいくらかのレンズによつて１つのレーザビームから発生される。
他の加工装置が、米国特許第４、９５０、８６２号に開示され、ここでレーザビームは鏡によつてレンズ列に向けられる。レンズ列の各々のレンズによつて１つのビームが工作物表面上に結像する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は工作物表面のいくつかの点を同時に加工するための加工装置を提供することである。点の位置は制御可能な偏向装置により静的あるいは動的に変更することができる。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この課題は、本特許の請求項１記載の特徴部分により解決することができる。革新的な概念のさらに有利な特徴は、従属クレームに記載されている。
【００１３】
工作物の表面を加工するための加工装置は、工作物表面を一層迅速に加工することができるようにするため、いくつかの個別の機械ビームを同時に使用する。
【００１４】
個々の加工ビームは、偏向装置の要素により偏向される。個々の要素は、特定のビームに割り当てられ、そして特定の偏向は、制御装置により少なくともひとつの軸内で自由に調整することができる。
これにより、工作物の表面上で、異なった点を同時に加工することができる。
【００１５】
偏向装置の個々の要素の位置は、制御装置により、標的を定めるようなやり方で変更することができる。そして、偏向装置の個々の要素を少なくとも１つの座標において個別に偏向することができる。このような理由から、加工の速度や先行技術を越える新しい可能性を得ることができる。速度の高速化及び新しい可能性が得られ、そのため偏向の変化が静的に（すなわち、加工後）も、動的に（すなわち加工中）も起こる。
加工が一点において実行されるだけでなく、同時に線状構造を工作物表面に形成することもできる。
【００１６】
本発明では加工が工作物表面上でいくつかの自由に選択可能な位置において同時に実行できるため、かなり高速の加工装置を得ることができる。これらの位置は、必ずしも、次の工作物上の同じ位置にある必要はなく自由に決定されることができる。
加工ビームが偏向装置の前で相互に平行に配置される場合には、偏向装置は、ビーム軸内で偏向されることが好ましい。ビーム軸のこの偏向によつて、工作物の表面に悪い影響は生じない。
【００１７】
コンパクトな加工装置を得るため、１つの平面に偏向装置の要素の回転点を配置することが好ましい。しかしこれには、光学的に不利な点がある。
反対に、偏向装置の要素が全てパラボラ上に配置されるならば、加工チャンバの全てのビームはテレセントリック的に走行し均一的に分布する。これらの利点は、各ビームに対する異なった遮蔽距離が得られる不利のもとで達成される。そしてこれから鋭さに関する問題が生じる。
【００１８】
この欠点は収拾マスクの中心に正確に位置する焦点に対して同心円上に偏向装置の要素を配置し、そして偏向装置の要素の表面を球形に構成することにより、回避することができる。しかしこれには、コストが高くなるという不利な点がある。
【００１９】
偏向装置の要素から来る加工ビームがそれから特定の主要ビームに対して軸方向に平行である場合、加工される表面領域を自由に選択することができる。しかし走査対物レンズと加工される表面との間の空間は、固定しておかなければならない。
【００２０】
回折及び／又は反射要素は、偏向装置の偏向要素として使用されることが好ましい。これらの要素は、公知技術によって非常に経済的に製造できるという利点がある。
特に電磁ビームは偏向装置が反射要素からできている場合に、優れた偏向が得られる。このタイプの放射線は、材料を加工するために非常に重要である。
鏡は反射要素としては特に適切である。
【００２１】
偏向装置は、セグメントから構成されることが好ましい。これは非常に経済的に製造することができる。
それぞれのセグメントは、少なくともひとつの座標軸の内あるいは周囲を個別的に動けるるものでなければならない。工作物の平面で軸に対する位置変化に加えて、これは工作物の平面に対して各々の個々の焦点の高さ変化を可能とする。
【００２２】
セグメントがひとつあるいは２つの座標軸の内部あるいは周囲を動くことができることが好ましい。これにより加工線上の点の加工だけでなく、工作物表面上のすべての点を加工することができる。さらに、それぞれ個別の加工ビームの焦点の高さを変えることもできる。
反射要素の表面は、加工ビームの反射光線と同様入射光線が放射線に対してできるだけ少ない影響を与えるように平行に進むことができるように、平面化されていることが好ましい。
【００２３】
像形成光学装置は、加工される工作物の表面に加工ビームができるだけ垂直に入射するように偏向装置の背後に設けることが好ましい。
しかし、偏向装置の要素の表面はまた反射光線が偏向装置の要素によつて工作物の表面にフォーカスするように（例えば鏡を使用する場合）形成することができる。そして走査対物レンズは場合によっては不必要である。
【００２４】
加工光線は、レーザ光であることが好ましい。なぜなら、より安価な、非常にすぐれたビーム案内技術がレーザ光について公知であるからである。
レーザ光線は容易に案内され、かつ安価な光学装置に替えることができる利点がある。しかし、すべての他の分割可能なビームとして電子ビーム、Ｘ線、砂又はウォーター・ジェットなどを使用することができる。
特に加工光線がレーザ光である場合、装置がそれぞれの加工ビーム用の個別の偏向装置を含むことが好ましい。
【００２５】
光学音響効果（音波によるチェンバ内の密度の変化）による偏向もまた可能である。しかし、これによって、望ましい質のビームが必ずしも供給されるものでなく、かつその実現には、装置の対応する小型化にとつて非常に困難である。
回折要素が偏向装置に含まれることが好ましい。これにより、偏向装置に平行に入射し、そして偏向装置により工作物表面にフォーカスされるビームの使用が可能となる。
【００２６】
この回折要素は、それが多くの加工ビームで同時に使用することができるように反射要素の上あるいは背後に設けるのが好ましい。
ビーム・ホモジナイザはレーザから来るすべての放射線がすべての加工ビームにとつて等しい大きなエネルギーを有するようにレーザの後方に設けることが好ましい。このようなビーム・ホモジナイザ（ビーム均一化装置）は、例えば、ドイツ特許第３、９１８、２９３号に開示されている。このビーム・ホモジナイザの場合、レーザ・ビームから放射する複数の加工ビームの強度は等しい。
【００２７】
レーザはパルスで駆動することが好ましい。なぜなら、パルス化レーザの場合には、一方では複雑さを少なくした高いエネルギーが得られ、他方ではより多くの標的表面を、工作物に望ましくない熱効果を与えないようにしながら、パルス化した放射線で切削することができる。
レーザフラッシュの強度は材料の一部だけを除去することができるように選択することができる。これによって、異なった面の表面を除去することができ、かつ加工される工作物の表面に線状構造を形成することができる。
【００２８】
少なくともひとつの加工ビームをいくつかの分散的加工ビーム成分に分割するビーム分割装置を設ける場合には、ビーム分割に必要な加工ビームの光源の数を劇的に減少できる。このように、強烈な各々のビームは十分なエネルギー密度を有するいくつかのより弱いビームに分割される。これによって、加工ビームを発生させるためのコストを減少することができる。
【００２９】
ビーム分割装置は、好都合なやり方で制御可能な偏向装置の前に設けられる。
ビーム分割装置がいくつかのレンズでできている場合は、非常に簡単な構成を採ることができる。
ビーム分割装置は、個々のビームがビーム分割装置の下方で相互にある程度の空間を確実に有するようにビーム分割装置を２つのレンズ列から組立てると、簡単な構成によつて支持される。
【００３０】
できるだけ早く個別的に領域を加工するため、表面に対して加工ビームを分割することが好ましい。ビーム分割装置は発生したビーム成分の２次元的な分布を発生させるレンズ列を備えることが好ましい。
光学拡大システムは、加工ビームフィールドの大きさを偏向装置の大きさに対応させるためにビーム分割装置の背後に設けることが好ましい。
【００３１】
加工ビームを、余り大きすぎない（５度を越えない）角度αで加工されるプリント回路基板の表面に入射させることが好ましい。これにより、後々電気及び／又は電子部品の組み合わせが簡単になる。
本発明を、添付図面の例に示す実例について説明する。より本質的な特徴や、革新的な概念のよりよい理解と構成の可能性を提供するのに役立つ説明を記載する。
【００３２】
【実施例】
図１によって示される本発明による加工装置の実施例は、プリント回路基板１１の上に孔パターンを形成のために準備される。この種のプリント回路基板１１は、電子工学における電気部品や電子部品の組立て補助や接続機器として多くの装置の中で必要とされている。
【００３３】
同時にいくつかの加工ビーム（２.１1、・・・、２.１N）を有することは加工装置１にとって重要である。これらの加工ビームは加工される試料１１の表面１１ａ上の異なる個別点上に全て偏向される。このように連続的に処理される試料（１１、１１’、１１”・・・）の表面１１ａ上に生成される孔又は線状パターンは互いに完全に異なる。
【００３４】
加工装置１は、個々の加工ビーム（２.１1、・・・、２.１N）を発生するためのマイクロ・レンズ光学装置を有するレーザ・ビーム入力を有する。マイクロ・レンズ光学装置は、ビーム分割装置４として使用される。ビーム分割装置において、平行な光路を有する数多くの個々のビーム（２.１1、・・・、２.１N）は入射したレーザ・ビーム（２.１０、２.２０）から発生される。ビーム分割装置４は、図３と図４に詳細に示す。同装置は本質的に、交互に配置した２つのレンズ列（４.１、４.２）を含み、個々のレンズ列は表面を画定するように配置された複数の個別レンズ（４.１１、４.２１）を有する。ピンホールダイヤフラム・プレート４.３は２つのレンズ列（４.１、４.２）の間に配置され、かつ対応する数のピンホール４.３１を有する。
【００３５】
入射したレーザ・ビーム（２.１０、２.２０）は、次に数多くのレーザ・ビーム成分（（２.１1、・・・、２.１N）、（２.２1、・・・、、２.２N））に分割される。レーザ・ビーム成分は相互にある程度の空間間隔を有している。レーザ・ビーム成分（（２.１1、・・・、２.１N）、（２.２1、・・・、２. ２N ））のビーム直径は、前列４.１のレンズ４.１１に対して後列４のレンズ４.２ を変えることにより変えることができる。望ましい場合には、レーザ・ビーム成分（（２.１1、・・・、２.１N）、（２.２1、・・・、２.２N））の１つ以上の直径は、変えることができ、それによりアクチュエーターは支持体４.４ に組み込まれ、あるいは支持体全体４.４ は技術事情（例えば、圧電アクチュエーター、ピストン・アクチュエーターなど）に従いアクチュエーターとして構成することができる。このようにして２つのレンズ列の個々のレンズ（４.１１、 ４.２１ ）の空間間隔を変えることができる。
【００３６】
主レーザ２.１から放射するレーザ・ビーム２.１０は、ビーム分割ユニット４に入射する前に、ドイツ特許第３、９１８、２９３号によるレンズ・ラスター２.３ により均一にされる。レンズ・ラスター２.３は下流側にレーザ・ビーム２.１０を平行にする装置を有する。
【００３７】
マーキング・レーザ２.２のレーザ・ビーム２.２０は、主レーザ２.１ からのレーザ・ビーム２.１０ と同様に、ビーム分割装置４を通過する。マーキング・レーザ２.２はビーム・スプリッター３により主レーザ２.１のビーム経路内に入れられる。ビーム・スプリッター３のコーティングは、主レーザ２.１のレーザ・ビーム２.１０ができる限り乱されることがないように、そしてできるだけ損失を最少にして、ビーム・スプリッター３を通過するように構成する。一方、マーキング・レーザ２.２のレーザ・ビーム２.２０はできるだけ完全に主ビーム経路内に入らなければならない。このマーキング・レーザは調整に用いるので、標的レーザと呼ばれることもある。
【００３８】
放射線エネルギーの一部はビーム・スプリッター３とビーム分割装置４のために失われる。レーザ・ビーム（２.１０、 ２.２０）は、レンズ４.１１の両端及びピンホール・ダイヤフラム４.３ でビーム分割装置４において特にかなりの量のエネルギーを失う。ピンホールダイヤフラム４.３ は必要に応じて冷却されるべきである。特にレンズ列４.１ においてかなりの量のレーザ・エネルギーが失われる。この損失は、レンズ列４.１の個々のレンズ４.１１を最適に配置することにより、できるだけ少なくすることができる。
【００３９】
光学拡大システム５はビーム分割装置４の後方に配置される。この拡大システム５は、ビーム分割装置４から来るビーム成分（（２.１1、・・・ 、２.１N）、（２.２1、・・・、２.２N））を偏向装置６の寸法に適応させる。偏向装置６は図５に詳細を示す。
【００４０】
反射装置である偏向装置６は鏡面６.１ を有する鏡からなる個別要素（６1、・・・、６N）を備える。この偏向装置６は、例えばそれぞれ３つのアクチュエーター（６.１０、６.２０、６.３０） を介して３つの軸で移動する。例えば、これらのアクチュエーターはピエゾ素子やピストン起動要素である。ビーム成分（（２.１1、・・・ 、２.１N）、（２.２1、・・・ 、２.２N））は、偏向装置６で反射され、走査対物レンズ９に入射し、加工される工作物１１の表面１１ａ上にフォーカスされる。同時に対物レンズ９はレーザビーム成分（（２.１1、・・・ 、２.１N）、（２.２1、・・・、２.２N））が加工される工作物１１上に垂直に又は少なくともほとんど垂直に入射するようにする。
【００４１】
収拾マスク１４は、走査対物レンズ９の前方に設けられ、工作物の表面１１ａに到達させたくないビーム成分（（２.１1、・・・ 、２.１N）、（２.２1、・・・ 、２.２N））を集め、工作物へ向かわなくするためのものである。したがって、この収拾マスク１４は入射したビーム成分（（２.１1、・・・ 、２.１N）、（２.２1、・・・ 、２.２N））を取り除くように構成されている。そのためマスク４はかなり熱くなるので強制的に冷却される。
【００４２】
さらに別のビーム・スプリッターが収拾マスク１４と走査対物レンズとの間に設けられている。このビーム・スプリッター７はレーザ光（（２.１1、・・・、２.１N）、（２.２1、・・・、２.２N））の一部を偏向させ、カメラ８.２ に向ける。このカメラ８.２ は、ビーム成分（（２.１1、・・・ 、２.１N）、（２.２1、・・・ 、２.２N））の位置を加工される工作物１１の表面１１ａで十分な正確さを持って制御することができる程度の解像度のＣＣＤカメラである。このカメラ８.２ で偏向装置６を制御する。レーザ・ビーム成分（（２.１1、・・・ 、２.１N）、（２.２1、・・・ 、２.２N））は走査対物レンズ９を介して、工作物１１の表面１１ａの表面に送られると、その一部が反射して戻る。この反射されたレーザ・ビーム成分（（２.１1、・・・ 、２.１N）、（２.２1、・・・ 、２.２N））は再び走査対物レンズ９を通過し、ビーム・スプリッター７で第２のカメラ８.１ に向けられる。
【００４３】
第２のカメラ８.１ は同様なＣＣＤカメラであり、工作物１１の作用表面１１ａを観察できる程度の十分に大きい解像度を持っている。工作物表面１１ａ上のビーム成分（（２.１1、・・・ 、２.１N）、（２.２1、・・・ 、２.２N））の経路は、このカメラ８.１により制御することができ、そしてこのカメラ８.１により、加工ビーム成分（（２.１1、・・・ 、２.１N）、（２.２1、・・・ 、２.２N））の工作物１１の表面１１ａ上に実際に入射する位置を決定することができる。
【００４４】
加工される工作物１１は、工作物１１を平面（Ｘ、Ｙ）内を動くＸ−Ｙキャリア１２に設置される。工作物１１が、加工装置１により加工することができるサイズより大きいサイズを有する場合、キャリア１２は、一つの表面単位の加工終了後、次の隣接した表面単位を加工することができるように駆動される。キャリア１２は、加工点のずれが上述した設定値以下となるように精度よく調整できるようになっている。
【００４５】
加工装置１のすべての可変的要素（２.１、２.２、３、４.２、（６1、・・・、６N）、７、１２）は制御装置１３の入力と出力１３.１に接続される。さらにカメラ（８.１、８.２）が制御装置の入力に接続される。制御装置１３はカメラ（８.１、８.２）とともに、可変要素（２.１、２.２、３、４.２、（６1・・・、６N）、７、１２） にも接続される。これらの接続により、制御装置は個々の可変要素（２.１、２.２、３、４.２、（６1、・・・、６N）、７、１２） の動作状態に関する情報を受け、そして目標通りに調整することができる。制御装置１３は、工作物１１の表面１１ａが所望の加工を確実にする閉鎖したループの制御回路を含む。さらに、制御装置１３は新しい加工パラメーターを入力する入力１３.２ を有する。さらに制御装置１３に少なくともひとつの監視装置１３.３ を有する。加工装置１の接続部は、制御装置１３により調整することができ、あるいは必要ならビーム・スプリッター（３、７）を光路から外すようにピボット旋回させることができる。
【００４６】
ＭＢＧの操作と、中央制御装置１３における装置１のその駆動は次の操作モードに細区分されることができる。
スタンドバイ・モード
試験及び監視動作
セット・アップ・モード
作業モード
【００４７】
スイッチ・オンの後、装置は制御装置１３に接続されたすべての部品をチェックして欠陥を見つける試験及び監視動作が行なわれる。欠陥がない場合、制御装置１３は次に加工装置１をすべての部品が動作準備にあるが動作しないスタンドバイ・モードに切り換える。
装置の動作はセット・アップ・モードや作業モードについての記載とともに下記のように記載される。
【００４８】
キャリア１２は制御装置１３により駆動されそしてセット・アップ・モードにおいて、加工される工作物１１又は工作物１１の表面部分を走査対物レンズ９の下の作業領域に配置する。監視装置８.１ により工作物１１の存在についてチェックが行なわれる。その後、工作物１１で望まれる孔の像は目標を定めるレーザビームにより次のように調整される。
【００４９】
制御装置１３から開始する。工作すなわち、主レーザ２.１はレーザ・ビーム２.１０を発生させるか、あるいは、いわゆるパイロット・レーザまたは標的レーザとも呼ばれるマーキングレーザ２.２ を起動させる。レーザ・ビーム２.１０ は挿入されたビーム・スプリッター３により減衰され、工作物１１にいかなる加工効果を与えず、代わりに監視システム８.１及び８.１で観察することができる光点のみを発生させる。いわゆるパイロット・レーザや標的レーザ２. ２はビーム・スプリッター３を介してレーザビーム２.２０ を加工装置１に送る。このレーザ・ビーム２.２０ も工作物１１上に光点のみを同じように発生する。
【００５０】
レーザ・ビーム２.１あるいはレーザ・ビーム２.２は、マイクロレンズ光学装置４によりマイクロレンズ（４.１１、４.２１）の数に応じて、複数の個々のビーム成分（（２.１1、・・・ 、２.１N）、（２.２1、・・・ 、２.２N））に分割される。マイクロレンズ光学装置４は、ピンホール・ダイヤフラム ４.３並びにレンズ列４.１、４.２を有する。このようなレーザ・ビームの分割はレンズ列４.１と４.２相互配置を適切にすることにより発生する。個々のビーム成分（（２.１1、・・・ 、２.１N）、（２.２1、・・・ 、２.２N））は相互に平行であり、拡大光学装置５で適切に拡張、かつ拡大される。
【００５１】
個々のビーム成分（（２.１1、・・・ 、２.１N）、（２.２1、・・・ 、２.２N））は、明らかに互いに分離されているが、また相互に固定された幾何学的配置を有している。これらの個々のビーム成分（（２.１1、・・・ 、２.１N）、（２.２1、・・・ 、２.２N））は、反射装置として動作する傾斜した偏向装置６に入射する。個々の鏡（６1、・・・ 、６N）は、レーザ・ビーム成分２.１nのそれぞれが鏡６1から６Nの一つに正確にそして同じ鏡６nに入射するようにホールダー６.２に固定するのが好ましい。
【００５２】
偏向装置６の各要素は、正規の動作の時に収拾マスク１４の開口を通過してビーム・スプリッター７に入るように、ビーム成分（（２.１1、・・・ 、２.１N）、（２.２1、・・・ 、２.２N））を反射するように配置される。ある特定のレーザ・ビーム成分（（２.１1、・・・ 、２.１N）、（２.２1、・・・ 、２.２N））を工作物１１に向けない場合、そのビーム成分に対応する鏡（６1 、・・・ 、６N ）は制御装置１３を介して駆動されかつ偏向され、それによりこれらのレーザ・ビーム成分（１６.１、・・・ 、１６.Ｍ）が収拾マスクの内側に向けられる。それに対して望ましいビーム成分はその光１５を通過させる（参照図２）。
収拾マスク１４はその内部に入射したビーム成分１６.ｍ（１６.１から１６.Ｍ）を完全に吸収する。
【００５３】
他方においては、ビーム・スプリッター７は、鏡（６1、・・・ 、６N）から来て、収拾マスク１４を通過したビーム成分（（２.１1、・・・ 、２.１N）、（２.２1、・・・ 、２.２N））の像を監視システム８.２へ案内する。監視システム８.２は像を評価し、その結果を制御装置１３に伝達する。望ましい放射線の像と、実際の放射線の像が一致しない場合、制御装置１３は対応する傾斜鏡（６1、・・・ 、６N）を適切に駆動することにより修正する。
【００５４】
ビーム・スプリッター７を通過するビーム成分（（２.１1、・・・ 、２.１N）、（２.２1、・・・ 、２.２N））は、いわゆるテレセントリック系である走査対物レンズ９によりそのレンズ９からでた光はほぼ平行となり、工作物１１の表面１１ａにフォーカスされる。低エネルギーの標的ビーム（２.２1から２.２N）は動作のセットアップ・モードだけに使用される。この様な理由から、これらの標的ビームは、後にエネルギー・ビーム（２.１1から２.１N）が工作物１１を加工する位置で光点を発生させるだけである。これらの光点は、工作物１１の表面で反射され、そしてこれら光点の像は、操作対物レンズ９を介してそしてビーム・スプリッター７を介して、これらの光点を評価しその結果を制御装置に伝達する監視システム８.１ の中に案内される。望ましい放射点の像と工作物１１の表面１１ａにおける実際の放射点の像が一致しない場合には、次に制御装置１３は対応する傾斜鏡（６1、・・・ 、６N）を適切に駆動することによつて修正する。すべての光点の位置の絶対的な正確さは、工作物１１に存在するマーカーを介してチェックすることができる。これらのマーカーは、監視システム８.１ で検知されるように構成されている。
【００５５】
望ましい放射点の像と実際の放射点の像が欠陥許容度の範囲で相互に一致する場合、セットアップ・モードが成功理に終了したことを意味し、制御装置１３は自動的に作業モードに切れ替わり、あるいは手動により切り換えられる。
【００５６】
セットアップ・モードにおいては、傾斜鏡６nは、マーキング・レーザ２.２の光線が工作物表面１１ａ上の所定位置にくるように調整される。ビーム・スプリッター３は加工モードではビーム路から外れ（そして、マーキング・レーザ ２.２ が使用されていた場合、それがオフとされ、加工レーザ２.１が起動される）、加工ビーム２.１０は十分な強度で、光学装置の中に通過し、標的レーザ２.２と同じ光路を通過し、収容マスク１４を通過するレーザ・ビーム（２.２1、・・・ 、２.２N）は工作物１１を加工する。
【００５７】
工作物１１の選択した位置でレーザ・ビーム（２.１1、・・・ 、２.１N）による加工を終了した後、セットアップ・モードに再び切り換えられ、そしてＸＹ座標テーブル１２は、加工される工作物１１の次の領域が、走査対物レンズ９の下にレーザビーム成分（（２.１1、・・・ 、２.１N）、（２.２1、・・・ 、２.２N））の操作範囲の中に配置されるように工作物をずらし、その後、位置調整動作が再び開始する。
【００５８】
レーザ・ビーム（２.１０、２.２０）の動作領域内でレーザ・ビームの数以上に多くの位置が加工される場合には、第１の加工の段階を終了した後に、対応する反射鏡（６1、・・・ 、６N）はレーザ・ビーム成分（（２.１1、・・・ 、２.１N）、（２.２1、・・・ 、２.２N））が望まれる新しい位置を向くように駆動される。その際、加工に必要とされないレーザ・ビーム成分（（２.１1、・・・ 、２.１N）、（２.２1、・・・ 、２.２N））は、対応する鏡（６1、 ・・・ 、６N ）で収容マスク１４の中に向けられる。
【００５９】
代わりに、工作レーザ２.１ が作動している間に鏡の向きを変えて連続的構造を工作物１１上あるいは工作物１１の中に生じさせることができる。
【００６０】
２４８ｎｍの波長を有するパルス化エキシマ・レーザは、平均の厚さ５０μｍのポリイミド薄膜でできた工作物１１用工作レーザ２.１ として特に適している。ポリイミド薄膜は工作物として加工されるプリント回路基板１１である。このようなＵＶレーザ２.１ は、例えば１００から２００Ｈｚのパルス周波数で、制御された方法で駆動されることができる。約１００の放射線にさらした場合、この種のプリント回路基板１１は、プリント回路基板１１において発生する熱影響を乱すことなく、貫通することができる。パルスにつき１Ｊ/ｃｍのエネルギー密度において、照射ごとに０.１から０.４μｍが除去される。
【００６１】
代表的な孔の直径は約５０μｍである。ビーム分割装置４におけるエネルギーの損失は、５０％程度のオーダであるであが、適切な構成で減少させることができる。ビーム分割装置４は、形状により数百の個別のレーザ・ビーム（（２.１1、・・・ 、２.１N）、（２.２1、・・・ 、２.２N））（例えば、３０Ｘ３０、５０Ｘ５０など）を発生させる。これら個別レーザ・ビーム成分は、偏向装置６によって工作物１１の表面１１ａ上の対応する要素数（６1、・・・ 、６N）により個別に分散される。
【００６２】
プリント回路基板１１において導電経路に孔開けしたり、又は除去する本発明による加工装置１は次のような利点がある。
（ａ） 下方向での穴の直径には限界がない。即ち、直径約５μｍまでの孔が可能である。
（ｂ） 孔の配置が固定されない、その代わり可変的に調整可能である。
（ｃ） レーザ・マスクを必要とせず、それ故に発生されたレーザ光の利用が改善される。
（ｄ） 未処理プリント回路基板の使用、すなわち、銅、フォトレジスト材料などのコーティングを使用していないプリント回路基板を使用できる。
（ｅ） 他の手法では問題となる、エッチング浴槽の環境問題や、環境に関する問題がない。
（ｆ） エッチングリップのない、外形的にすぐれた孔を形成できる。
（ｇ） 孔の像を可変的で自由にプログラムできる。
（ｈ） 孔の像の密度を可変的で自由にプログラムできる。
（ｉ） 孔の数をプリント回路基板ごとに可変的で自由にプログラムできる。
（ｊ） 加工時間の短縮を図ることができる。
（ｋ） プリント回路基板の表面を例えば、導電体経路をつくることによって構成させることができる。
（ｌ） 孔の位置決めに関する高い精度。
（ｍ） 異なったレーザやレーザ放射線波長の使用が可能。
（ｎ） 加工ステーションとの間を移動できる加工組立てライン上で、工作物とともに加工組立ラインに組み込むことができる。
【００６３】
上述した実施例において、最初にいくつかの個別ビーム成分（（２.１1、・・・ 、２.１N）、（２.２1、・・・ 、２.２N））を加工装置１に導入すれば、ビーム分割装置４を省略できる。使用されるビーム成分（（２.１1、・・・ 、２.１N）、（２.２1、・・・ 、２.２N））は記述されかつ図面に示された実施例に関する場合のようにレーザビームである必要はない。偏向可能なビームはすべて使用可能である。例えば、ビーム放射線の発生は、偏向装置６で又はその装置上に直接置くこともできる。そのような放射線は、偏向がある場合にエネルギーの損失が大きいものである。例えば、これはウオーター・ジェットおけるノズル、あるいはレーザ放射線用のレーザ・ダイオードである。
【００６４】
最後に発明概念の実現は、特定のビームを案内するために適合する装置６同様、加工ビーム（２.２1、・・・ 、２.２N）を発生させる１つ以上の装置を最低限含む。
【００６５】
レーザビーム（２.１０、２.２０）の上述の使用は、個々のビーム成分（（２.１1、・・・ 、２.１N）、（２.２1、・・・ 、２.２N））を生じる多くの可能性を有する。相互に平行な直接の配列や連続した配列は、それらが互いに所定の空間を有するように個別のビーム成分に直接的に、あるいは連続して与えられる。個別の成分ビーム（（２.１1、・・・ 、２.１N）、（２.２1、・・・ 、２.２N））はさまざまなやり方（格子化、ビーム・スプリッター）で発生することができ、そして後で形成することもできる。この実施例に関して議論し説明されたビームの発生は、現在のところ最も簡単で最も経済的な効果が高い。適切な周波数と、エネルギー密度を有するレーザ・ダイオードアレイ（すなわち、表面に配列したレーザ・ダイオード）は、将来は加工ビーム（（２.１1、・・・ 、２.１N）、（２.２1、・・・ 、２.２N））を発生させる競争力のある方法である。ビーム分割装置４の下流に配置する拡大光学装置５は、ビーム分割装置４から発生する加工ビーム４がすでに望ましい断面を有する場合には、省略することができる。
【００６６】
収拾マスク１４は加工ビーム（２.１1、・・・ 、２.１N）が、加工される表面１１ａの外へ、偏向装置６により偏向される場合、省略することができる。
２つあるビーム制御カメラ（８.１、８.２）の内のひとつは、加工中の時間が十分あれば、又は放射線の不正確なスポットが加工の間許容できるならば、あるいは、好ましいやり方（偏向装置の制御）でビーム偏向６が常に発生することが確実であるならば省略することができる。
【００６７】
走査対物レンズ９は端での材料の傾斜加工が許容され、あるいは加工される表面の寸法がそれを許容する場合、省略することができる。
Ｘ−Ｙテーブル１２は加工される表面１１ａが偏向装置６の反射能力より必ず大きくない場合には、省略することができる。
【００６８】
たとえレーザ・ビーム（（２.１1、・・・ 、２.１N）、（２.２1、・・・ 、２.２N））を使用しても、偏向装置６は実際にはかなり異なったものでもよい。反射面の代わりに、その他の公知のタイプのビーム偏向装置（例えば、平らなレンズ・ペア、あるいは回転ウエッジ・ペア）を使用することができる。回折物体の使用は、より大きなエネルギー失うことになる。
【００６９】
工作物の表面１１ａ上にレーザ・ビームの位置を決定するために工作レーザ２.１がビーム・スプリッター３により十分に減衰されるなら、表示用のレーザ２.２は省略することができる。
使用されるビームの断面は、図示するように円形でなくてもよい。公知の技術に従って可能である望ましい形態を使用できる。
走査対物レンズ６は必ずしも背後に交互に配される２つのレンズ（９.１、９.２)を有するものでなくてもよい。レンズの数は、放射軸および放射軸に対して垂直な座標軸で変えることができる。
ビーム分割装置は例えばその仕事を偏向装置６が担う場合、省略することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 全体構成の略図である。
【図２】 収容マスクの詳細図である。
【図３】 ビーム分割装置の側面詳細図である。
【図４】 ビーム分割装置の平面図である。
【図５】 偏向装置の要素の底平面図である。
【符号の説明】
２.１ 主レーザ、４ レンズ、５ 光学拡大システム、６ 偏向装置、８.１ ８.２ カメラ、９ 走査対物レンズ、１１ プリント回路基板。

Claims (12)

  1. 各々の加工ビーム（２.１1から２.１N）が偏向装置（６）のそれぞれの要素（６1から６N）によって偏向され、その複数の加工ビームを使用して工作物（１１）の表面（１１ａ）上の異なる点を同時に加工可能にした加工装置であって、前記偏向装置（６）のそれぞれの要素（６1から６N）が少なくともひとつの座標軸方向にアクチュエータ（６．１０、６．２０、６．３０）により個別に変位可能に構成された加工装置において、
    前記偏向装置（６）のアクチュエータ（６．１０、６．２０、６．３０）に接続する出力を発する制御装置（１３）と、収拾マスク（１４）とを設け、前記偏向装置（６）のそれぞれの要素（６1から６N）の位置が前記制御装置（１３）により目標位置に向かうよう制御されるとともに、前記工作物（１１）に向かわせるべきでない加工ビームについては前記収拾マスク（１４）に向けて前記偏向装置（６）のそれぞれの要素（６1から６N）により偏向されるよう構成したことを特徴とする加工装置。
  2. 前記偏向装置（６）の要素（６1から６N）の回転点が、すべて傾斜した平面上に配置されることを特徴とする請求項１記載の加工装置。
  3. 前記偏向装置（６）がセグメント（６1から６N）から構成されることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項記載の加工装置。
  4. 前記セグメント（６1から６N）は２つの座標軸内あるいはその周囲を動くことができることを特徴とする請求項３記載の加工装置。
  5. 光学像形成装置（９）が前記偏向装置（６）の後方に設けられることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の加工装置。
  6. 前記加工ビームがレーザ光であり、ビーム均一化装置（２.３）が該レーザ光を生成するレーザ生成装置（２.１）の後方に配置されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の加工装置。
  7. 前記レーザ生成装置（２.１）はパルス駆動されることを特徴とする請求項６記載の加工装置。
  8. 前記加工ビームの少なくともひとつの加工ビームを、複数の分散的な加工成分ビーム（２.11から２.1N）に分割する少なくともひとつのビーム分割装置４が設けられ、そのビーム分割装置（４）は制御可能な前記偏向装置６の前方に設けられていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項記載の加工装置。
  9. 前記ビーム分割装置（４）がレンズ（４.１1、４.２1）を含むことを特徴とする請求項８記載の加工装置。
  10. 光学的拡大システム（５）が、前記ビーム分割装置（４）の後方に設けられていることを特徴とする請求項８から９のいずれか１項記載の加工装置。
  11. 前記加工される工作物がプリント回路基板であることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項記載の加工装置。
  12. 前記ビーム成分（（２.１1、・・・、２.１N）、（２.２1、・・・、２.２N））が加工される部分に対して５度以下の角度αで入射することを特徴とする請求項１から１１いずれか１項記載の加工装置。
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