JP4338536B2 - Laser processing apparatus and laser processing method - Google Patents
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Description
本発明は、レーザ加工装置及びレーザ加工方法に関し、特に、レーザ光源から出射したレーザビームの断面の大きさまたは形状または断面内の強度分布の調節を行って、加工対象物にレーザビームを照射することができるレーザ加工装置及びそれを用いたレーザ加工方法に関する。 The present invention relates to a laser processing apparatus and a laser processing method, and in particular, adjusts the size or shape of a cross section of a laser beam emitted from a laser light source or the intensity distribution in the cross section, and irradiates the processing target with the laser beam. And a laser processing method using the same.
レーザビームは、加工対象物に穴を形成する加工装置等に用いられている。被加工面に形成される穴の内径は、照射するレーザビームの直径に応じて変えることができる。レーザビームの直径は、例えばアパーチャにより調節することができる。2種類の直径のレーザビームを加工対象物に照射することができるレーザ加工装置が、特許文献1に記載されている。以下、同文献記載のレーザ加工装置について説明する。 The laser beam is used in a processing apparatus for forming a hole in a processing target. The inner diameter of the hole formed in the surface to be processed can be changed according to the diameter of the laser beam to be irradiated. The diameter of the laser beam can be adjusted by, for example, an aperture. Patent Document 1 discloses a laser processing apparatus that can irradiate a workpiece with laser beams having two types of diameters. Hereinafter, the laser processing apparatus described in the document will be described.
レーザ光源から出射したレーザビームが、ビーム方向変換素子に入射する。ビーム方向変換素子は、例えば可動式ミラーや音響光学変調素子からなり、入射したレーザビームが、第1の光路に沿って出射する状態と、第2の光路に沿って出射する状態とを切り替える。第2の光路中に、偏光方向回転素子が配置され、偏光方向を制御する。第1及び第2の光路中に、それぞれ、ビーム直径を調節するアパーチャ等が配置されている。第1及び第2の光路をそれぞれ通過したレーザビームのビーム直径が互いに異なるように調節される。 A laser beam emitted from the laser light source enters the beam direction conversion element. The beam direction conversion element is composed of, for example, a movable mirror or an acousto-optic modulation element, and switches between a state in which an incident laser beam is emitted along the first optical path and a state in which the laser beam is emitted along the second optical path. A polarization direction rotating element is disposed in the second optical path to control the polarization direction. An aperture or the like for adjusting the beam diameter is disposed in each of the first and second optical paths. The diameters of the laser beams that have passed through the first and second optical paths are adjusted to be different from each other.
第1及び第2の光路が交差する位置にポーラライザが配置されている。第1の光路を経てポーラライザに入射したレーザビームが、ポーラライザを透過し、第2の光路を経てポーラライザに入射したレーザビームが、ポーラライザで反射される。ポーラライザから出射したレーザビームが、加工対象物に照射される。ビーム方向変換素子を用いて、レーザ光源から出射したレーザビームが、第1及び第2の光路のうち、どちらを通過するか切り替えることにより、加工対象物に照射されるレーザビームの直径を変えることができる。 A polarizer is disposed at a position where the first and second optical paths intersect. The laser beam that has entered the polarizer through the first optical path is transmitted through the polarizer, and the laser beam that has entered the polarizer through the second optical path is reflected by the polarizer. The laser beam emitted from the polarizer is irradiated onto the workpiece. By changing which of the first and second optical paths the laser beam emitted from the laser light source uses the beam direction changing element is changed, the diameter of the laser beam irradiated to the workpiece is changed. Can do.
なお、以下に説明するように、特許文献2にも、ほぼ同様なレーザ加工装置が記載されている。レーザ光源を出射したレーザビームが、音響光学偏向器に入射する。音響光学偏向器は、レーザビームが、第1の光路に沿って出射する状態と、第2の光路に沿って出射する状態とを切り替える。第1及び第2の光路中に、それぞれ、ビーム断面内の強度分布を調節するビーム整形ユニット、アパーチャ等が配置される。第1及び第2の光路が交差する位置に偏光ビームスプリッタが配置され、偏光ビームスプリッタから出射したレーザビームが、加工対象物に照射される。特許文献2に記載されたレーザ加工装置では、レーザ光源から出射したレーザビームが、第1及び第2の光路のうち、どちらを通過するか切り替えることにより、加工対象物に照射されるレーザビームの直径や断面内の強度分布を変えることができる。
As described below,
特許文献1及び2に記載されたレーザ加工装置は、レーザビームが第1または第2の光路を通過する2つの状態を切り替える。よって、このようなレーザ加工装置では、例えば加工対象物に照射するレーザビームの直径が、2段階に切り替わる。このようなレーザ加工装置を用いれば、細い直径のレーザビームで深い凹部を形成し、同一の被加工点に太い直径のレーザビームで浅い凹部を形成することにより、内径が深さ方向に2段階に変化する凹部を形成することができる。しかし、内径が深さ方向に3段階以上変化する凹部を形成することは容易ではない。
The laser processing apparatuses described in
ところで、銅層に樹脂層が積層された加工対象物にレーザビームを照射して、樹脂層を除去し、底面に銅層が露出した凹部を形成する加工を行うとき、レーザビームにより除去された樹脂層が、加工対象物表面の凹部の開口近傍に付着し、開口の縁が盛り上がった形状になることが起こる。樹脂層の表面から銅層までの導通を確保するため、加工対象物表面に導電性ペーストを塗布して、形成された凹部に導電性ペーストを充填しようとするとき、凹部の開口近傍にこの付着物(デブリ)が存在すると、導電性ペーストの充填が阻害される。 By the way, when a processing object in which a resin layer is laminated on a copper layer is irradiated with a laser beam to remove the resin layer and form a recess in which the copper layer is exposed on the bottom surface, the laser beam is removed by the laser beam. The resin layer adheres to the vicinity of the opening of the recess on the surface of the workpiece, and the edge of the opening is raised. In order to ensure electrical conduction from the surface of the resin layer to the copper layer, when applying a conductive paste to the surface of the workpiece and filling the formed recess with the conductive paste, this attachment is placed near the opening of the recess. When a kimono (debris) is present, filling of the conductive paste is hindered.
本発明の一目的は、内径が深さ方向に3段階以上変化する凹部を形成することが容易なレーザ加工装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a laser processing apparatus in which it is easy to form a recess whose inner diameter changes in three or more steps in the depth direction.
本発明の他の目的は、加工対象物にレーザビームを照射して凹部を形成したとき、形成された凹部の開口近傍において、加工対象物表面の平坦性が悪化することを抑制できるレーザ加工方法及びそれに用いられるレーザ加工装置を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a laser processing method capable of suppressing deterioration of the flatness of the surface of the workpiece in the vicinity of the opening of the formed recess when the workpiece is irradiated with a laser beam to form a recess. And a laser processing apparatus used therefor.
本発明の第1の観点によれば、レーザビームを出射するレーザ光源と、前記レーザ光源から出射したレーザビームを、第1のレーザビームと第2のレーザビームとに分岐させ、該第1及び第2のレーザビームの強度比を変化させることができる分岐器と、前記分岐器から出射した第1及び第2のレーザビームが入射し、該第1及び第2のレーザビームを、同一の光軸に沿って進行するように合成する合成器と、前記第1のレーザビームの、前記分岐器から前記合成器までの光路上に配置され、該第1のレーザビームの断面の大きさを変化させる光学装置と、前記分岐器を制御し、前記第1及び第2のレーザビームの強度比を、少なくとも3段階または連続的に変化させる制御装置とを有し、前記合成器に入射する前記第1及び第2のレーザビームの断面の大きさが互いに異なり、前記制御装置が、前記合成器に入射する第1及び第2のレーザビームのうち、断面が大きい方の強度が時間の経過とともに大きくなるように、該第1及び第2のレーザビームの強度比を変化させるレーザ加工装置が提供される。
According to a first aspect of the present invention, a laser light source that emits a laser beam and a laser beam emitted from the laser light source are branched into a first laser beam and a second laser beam, A branching device capable of changing the intensity ratio of the second laser beam, and the first and second laser beams emitted from the branching device are incident, and the first and second laser beams are made the same light. A synthesizer that synthesizes to travel along an axis and an optical path of the first laser beam from the splitter to the synthesizer, and changes the cross-sectional size of the first laser beam. an optical device for, controlling the splitter, the intensity ratio of the first and second laser beams, have a control device for varying at least three steps or continuously, the first incident on the
第1の観点により提供されるレーザ加工装置が有する分岐器から出射する第1及び第2のレーザビームの強度比を、例えば3段階に変えることにより、例えばレーザビームの断面の大きさを3段階に変えて、加工対象物に照射することができる。加工対象物に照射するレーザビームの断面の大きさを、2段階に変えるレーザ加工装置と比べて、このレーザ加工装置は、自由度の高い加工を行うことができる。例えば、内径が深さ方向に3段階に変化するステップビアの形成が、容易に行われる。また、例えば以下に説明するように、このレーザ加工装置を、レーザビームで加工される素材からなる第1の層と、第1の層の表面に積層された樹脂からなる第2の層とを含み、第2の層の表面へレーザビームを照射したとき、レーザビームの一部が第2の層を透過して、第1の層の表面に到達する加工対象物に凹部を形成する加工に用いることができる。 By changing the intensity ratio of the first and second laser beams emitted from the branching device included in the laser processing apparatus provided by the first aspect, for example, to three stages, for example, the size of the cross section of the laser beam is three stages. Instead, the workpiece can be irradiated. Compared with a laser processing apparatus that changes the size of a cross section of a laser beam irradiated to a processing object in two stages, this laser processing apparatus can perform processing with a high degree of freedom. For example, step vias whose inner diameter changes in three steps in the depth direction are easily formed. For example, as described below, this laser processing apparatus includes a first layer made of a material processed by a laser beam and a second layer made of a resin laminated on the surface of the first layer. In addition, when the surface of the second layer is irradiated with a laser beam, a part of the laser beam passes through the second layer and forms a recess in the workpiece that reaches the surface of the first layer. Can be used.
第2の層の表面へ、直径が充分に細い第1のレーザビームを照射し、第2の層を貫通し、第1の層の少なくとも表層が除去された凹部を形成する。その後、加工対象物表面に照射するレーザビームを太くしながら、凹部の内径を拡大することができる。凹部の内径を拡大するレーザビームの照射時に、除去される第1の層が、第1のレーザビームの照射で形成された凹部を通り道として加工対象物の外部に放出されるので、第1の層の加工に伴い第2の層が持ち上げられて、凹部の開口近傍に付着することが起こりにくい。凹部の開口近傍の、第2の層の表面の平坦性が悪化することが抑制される。 The surface of the second layer is irradiated with a first laser beam having a sufficiently small diameter to form a recess that penetrates the second layer and from which at least the surface layer of the first layer is removed. Thereafter, the inner diameter of the recess can be increased while increasing the thickness of the laser beam applied to the surface of the workpiece. Since the first layer to be removed at the time of irradiation with the laser beam expanding the inner diameter of the concave portion passes through the concave portion formed by the irradiation with the first laser beam and is emitted to the outside of the workpiece, the first layer As the layer is processed, the second layer is lifted and hardly adheres to the vicinity of the opening of the recess. Deterioration of the flatness of the surface of the second layer in the vicinity of the opening of the recess is suppressed.
図1は、本発明の第1の実施例によるレーザ加工装置の概略図である。例えばCO2レーザ、YAGレーザ等のレーザ光源1が、偏光ビームスプリッタ2bに対するP波となるパルスレーザビームを出射する。レーザ光源1から出射したレーザビームが、電気光学変調素子2aに入射する。
FIG. 1 is a schematic view of a laser processing apparatus according to a first embodiment of the present invention. For example, a laser light source 1 such as a CO 2 laser or a YAG laser emits a pulsed laser beam that becomes a P wave for the polarization beam splitter 2b. A laser beam emitted from the laser light source 1 enters the electro-
電気光学変調素子2aは、印加電圧に応じて1軸方向の屈折率が変化する結晶を含む。印加電圧を変化させることにより、該結晶を透過したレーザビームの偏光状態を変える(P成分とS成分の強度比を変化させる)ことができる。例えば、電圧を印加しない(印加電圧がゼロの)ときは、電気光学変調素子2aを出射したレーザビームがP成分のみを含み、第1の電圧を印加したときは、S成分のみを含み、ゼロから第1の電圧までの中間の電圧を印加したときは、S成分とP成分とをともに含むようにできる。電気光学変調素子2aから出射したレーザビームが含むS成分とP成分の強度比は、印加電圧に応じて任意の値となるよう調節できる。なお、電気光学変調素子は、EOM(Electro OpticModulator)とも呼ばれる。
The electro-
電気光学変調素子2aに印加する電圧の大きさ及びタイミングを、制御装置3が制御する。例えば、レーザ光源1から出射するパルスレーザビームの繰り返し周波数が100kHzとすると、パルス周期は10μsである。電気光学変調素子2aの応答速度はnsオーダであり、パルス周期より充分に短い。よって、電気光学変調素子2aから出射するレーザビームのS成分とP成分の強度比を、必要に応じて、1パルスごとに制御することができる。
The
電気光学素子2aから出射したレーザビームが、偏光ビームスプリッタ2bに入射する。偏光ビームスプリッタ2bに入射したP成分はそのまま透過して、折り返しミラー4aに入射し、偏光ビームスプリッタ2bに入射したS成分は反射されて、折り返しミラー4bに入射する。電気光学変調素子2aと偏光ビームスプリッタ2bとを含んで、ビーム分岐器2が構成される。ビーム分岐器2により、レーザ光源から出射したレーザビームを、互いに異なる2つの進行方向に進行する2本のレーザビームに分岐させ、これら2本のレーザビームの強度比を調節することができる。
The laser beam emitted from the electro-
偏光ビームスプリッタ2bから出射し、折り返しミラー4aで反射されたP波と、偏光ビームスプリッタ2bから出射し、折り返しミラー4bで反射されたS波とは、それぞれ、レーザビームの断面の大きさを調節するビーム整形器5a及び5bに入射する。ビーム整形器5a及び5bとして、例えば、ビーム断面を拡大または縮小させるビームエキスパンダが用いられる。ビーム整形器5aから出射したレーザビームの断面の大きさと、ビーム整形器5bから出射したレーザビームの断面の大きさとが、互いに異なる。
The P wave emitted from the polarizing beam splitter 2b and reflected by the
ビーム整形器5a及び5bからそれぞれ出射したレーザビームが、偏光ビームスプリッタ6に入射する。偏光ビームスプリッタ6は、ビーム整形器5aから入射したP波をそのまま透過させ、ビーム整形器5bから入射したS波を反射する。偏光ビームスプリッタ6から出射した2本のレーザビームが、同一の光軸上に重畳される(合成される)。
Laser beams emitted from the beam shapers 5 a and 5 b are incident on the
図1(B)は、ビーム整形器5a及び5bから出射したレーザビームの断面内の強度分布の一例を示すグラフである。上段及び下段のグラフが、それぞれ、ビーム整形器5a及び5bから出射したレーザビームに対応する。両レーザビームの強度分布は、ガウス分布で近似される。レーザビームの直径は、例えば強度分布の半値全幅で定義できる。ビーム整形器5aから出射したレーザビームの半値全幅が、ビーム整形器5bから出射したレーザビームの半値全幅より細い(ビーム整形器5aから出射したレーザビームの直径が、ビーム整形器5bから出射したレーザビームのそれより細い)。 FIG. 1B is a graph showing an example of the intensity distribution in the cross section of the laser beam emitted from the beam shapers 5a and 5b. The upper and lower graphs correspond to the laser beams emitted from the beam shapers 5a and 5b, respectively. The intensity distribution of both laser beams is approximated by a Gaussian distribution. The diameter of the laser beam can be defined by, for example, the full width at half maximum of the intensity distribution. The full width at half maximum of the laser beam emitted from the beam shaper 5a is thinner than the full width at half maximum of the laser beam emitted from the beam shaper 5b (the diameter of the laser beam emitted from the beam shaper 5a is the laser emitted from the beam shaper 5b). Slimmer than that of the beam).
図1(C)は、偏光ビームスプリッタ6で合成されたレーザビームの断面内の強度分布を示すグラフである。強度分布La〜Lfは、それぞれ、ビーム整形器5aから出射したレーザビームとビーム整形器5bから出射したレーザビームの強度比(ビーム分岐器2から出射したP成分とS成分の強度比)が、10対0、8対2、6対4、4対6、2対8、0対10の場合に対応する。
FIG. 1C is a graph showing the intensity distribution in the cross section of the laser beam synthesized by the
偏光ビームスプリッタ6から出射するレーザビームの強度は、ビーム整形器5a及び5bから出射したレーザビームの強度の和となる。強度分布Laが、図1(B)の上段の強度分布に対応し、強度分布Lfが、図1(B)の下段の強度分布に対応する。強度分布La〜Lfのうち、強度分布Laの半値全幅が最も細く、強度分布Lfの半値全幅が最も太い。偏光ビームスプリッタ6で合成されたレーザビームの断面内の強度分布は、ガウス分布で近似することができる。
The intensity of the laser beam emitted from the
ビーム分岐器2から出射したS成分が増加するにつれ(ビーム分岐器2から出射したP成分が減少するにつれ、偏光ビームスプリッタ6で合成されたレーザビームの強度分布が、強度分布Laに近い形状から強度分布Lfに近い形状に変化し、その半値全幅(レーザビームの直径)が太くなる。
As the S component emitted from the
このように、図1(A)に示すレーザ加工装置を用いれば、ビーム分岐器2から出射するS成分とP成分との強度比を調節して、強度分布Laに対応するビーム直径から、強度分布Lfに対応するビーム直径まで、任意の太さのレーザビームを得ることができる。レーザビームの太さを連続的に太くする(または、細くする)こともできる。
As described above, when the laser processing apparatus shown in FIG. 1A is used, the intensity ratio between the S component and the P component emitted from the
図1(A)に戻って説明を続ける。偏光ビームスプリッタ6から出射したレーザビームが、折り返しミラー15及び折り返しミラー8で反射され、ガルバノスキャナ9に入射する。ガルバノスキャナ9は、レーザビームの進行方向を2次元方向に振ることができる。ガルバノスキャナ9から出射したレーザビームが、fθレンズ10で収束され、XYステージ12に保持された加工対象物11に入射する。
Returning to FIG. 1A, the description will be continued. The laser beam emitted from the
fθレンズ10により、偏光ビームスプリッタ6のレーザビームの出射位置のビーム断面が、加工対象物11の表面に結像する。偏光ビームスプリッタ6から出射するレーザビームの直径を調節することにより、加工対象物11の表面に入射するレーザビームの直径が調節される。
The beam cross section at the emission position of the laser beam of the
ガルバノスキャナ9でレーザビームの進行方向を振ることにより、被加工面上のビーム入射位置が移動する。なお、ガルバノスキャナ9で、レーザビームの進行方向を振らずに、XYステージ12で加工対象物11を移動させることにより、被加工面上のビーム入射位置を移動させても構わない。
By changing the traveling direction of the laser beam with the
次に、図2(A)〜図2(C)を参照し、図1(A)に示したレーザ加工装置を用いて、内径が深さ方向に段階的に細くなる形状の凹部(ステップビア)を形成する方法について説明する。図2(A)〜図2(C)は、加工対象物11の断面図である。図2(A)に示すように、絶縁性の基板20の表面に、銅層21が形成されている。基板20の表面に、銅層21を覆って、樹脂層22が形成されている。なお、図2(B)及び図2(C)には、銅層21とその表面上の樹脂層22のみを示す。以下の説明で、凹部の深さは、樹脂層22の表面からの深さである。
Next, referring to FIG. 2A to FIG. 2C, using the laser processing apparatus shown in FIG. 1A, a concave portion (step via) whose inner diameter gradually decreases in the depth direction. ) Will be described. 2A to 2C are cross-sectional views of the
図2(A)に示すように、加工対象物11に第1の直径のレーザビームを照射して、銅層21の表面が露出しない第1の深さで、第1の内径を有する凹部23aを形成する。次に、図2(B)に示すように、凹部23aの底面に、第1の直径より細い第2の直径のレーザビームを照射して、底面に銅層21が露出する第2の深さで、第1の内径より細い第2の内径を有する凹部23bを形成する。このようにして、第1の深さまでは第1の内径を有し、第1の深さから銅層21が露出する底面までは第2の内径を有する凹部23cが形成される。なお、凹部23bを形成した後に、凹部23aを形成することにより、凹部23cを形成することもできる。
As shown in FIG. 2 (A), the
図2(C)に示すように、深さ方向に内径が3段階に細くなる凹部23dを形成することもできる。図2(B)を参照して説明した工程で、第2の直径のレーザビーム照射により形成する第2の内径の凹部の深さを、底面に銅層21が露出しない第3の深さとする。さらに、この第2の内径の凹部の底面に、第2の直径より細い第3の直径のレーザビームを照射して、底面に銅層21が露出する深さで、第2の内径より細い第3の内径を有する凹部を形成すればよい。このように、3種の内径及び深さを有する凹部を形成することにより、凹部23dを形成することができる。
As shown in FIG. 2C, a
上述の説明では、浅く太い凹部ほど先に形成したが、深く細い凹部ほど先に形成してもよい。凹部を形成する順序はこれ以外でも構わない。なお、深さ方向に内径が4段階以上変化する凹部も、同様な工程により形成することができる。 In the above description, the shallower and thicker concave portions are formed first, but the deeper and thinner concave portions may be formed first. The order of forming the recesses may be other than this. In addition, the recessed part whose inner diameter changes in four or more steps in the depth direction can be formed by a similar process.
図1(A)に示したレーザ加工装置を用いれば、ステップビアを1つ形成するために必要な、複数種類の内径及び深さを有する凹部を形成する工程を、レーザビームの太さを変えながら、連続的に行うことができる。これにより、ステップビアを1つ形成するとき、ガルバノスキャナの位置合わせが1回で済む。比較のため、被加工面上のすべての被加工点について、ある内径及び深さの凹部を形成した後、他の内径及び深さの凹部を形成する順序で、ステップビアを形成する場合を考える。この場合、1つのステップビアを形成するための、ガルバノスキャナの位置合わせが、複数回必要となる。 If the laser processing apparatus shown in FIG. 1A is used, the thickness of the laser beam is changed in the step of forming the concave portions having a plurality of types of inner diameters and depths necessary for forming one step via. However, it can be performed continuously. Thereby, when one step via is formed, the alignment of the galvano scanner is only required once. For comparison, consider a case in which step vias are formed in the order of forming recesses with a certain inner diameter and depth after forming recesses with a certain inner diameter and depth for all the processing points on the processing surface. . In this case, the galvano scanner needs to be aligned a plurality of times to form one step via.
ステップビアの開口の直径が、例えば50μm程度であるのに対し、ガルバノスキャナの位置合わせの誤差は、例えば10μm程度である。よってガルバノスキャナの位置合わせを複数回行って、1つのステップビアを形成しようとするとき、形成される複数種類の内径及び深さの凹部のそれぞれの中心を、互いに一致させることが困難となる。一方、上述の方法を用いれば、ガルバノスキャナの位置合わせが1回で済むので、これらの凹部の中心が、互いに一致する。 While the diameter of the opening of the step via is, for example, about 50 μm, the alignment error of the galvano scanner is, for example, about 10 μm. Therefore, when the alignment of the galvano scanner is performed a plurality of times and one step via is to be formed, it is difficult to align the centers of the plurality of types of formed inner diameters and depth recesses with each other. On the other hand, if the above-described method is used, the alignment of the galvano scanner is only required once, so that the centers of these recesses coincide with each other.
次に、図3(A)〜図3(D)を参照して、図1(A)に示したレーザ加工装置を用いたレーザ加工方法の他の例を説明する。図3(A)〜図3(D)は加工対象物11の断面図を示す。図3(A)に示すように、絶縁性の基板20aの表面に、銅層21aが形成されている。基板20aの表面に、銅層21aを覆って、液晶ポリマー(LCP)からなる層24aが形成されている。層24aの表面上に、接着剤からなる層24bを介して、ポリエチレンテレフタレート(PET)からなる層25が接着されている。以下では、層24a及び24bをまとめて、層24と呼ぶ。層20a、層24a、層24b、層25の厚さは、それぞれ、例えば100〜400μm、50μm、10μm、50μm程度である。なお、図3(B)〜図3(D)には、銅層21aとその表面上の層24及び層25のみを示す。
Next, another example of a laser processing method using the laser processing apparatus shown in FIG. 1 (A) will be described with reference to FIGS. 3 (A) to 3 (D). 3A to 3D are cross-sectional views of the
加工対象物11の表面に(層25の表面に)、レーザビームを照射して、層25及び層24を除去し、底面に銅層21aが露出した凹部を形成することを考える。例えば、YAGレーザの第3高調波(波長355nm)またはYLFレーザの第3高調波(波長349nm)を照射したとき、ポリエチレンテレフタレートからなる層25が、照射されたレーザビームの一部を透過させ、透過したレーザビームが、接着剤と液晶ポリマーからなる層24に到達することが起こる。このような場合、層25と層24の双方にレーザビームが照射されて、両層の加工が同時に進行する。
Suppose that the surface of the workpiece 11 (the surface of the layer 25) is irradiated with a laser beam to remove the
図3(D)を参照して、このような加工対象物に凹部を形成する従来の方法と、それに伴って生じる問題について説明する。従来の方法では、形成したい凹部の内径と一致する太さのレーザビームを、加工対象物11に照射する。凹部の内径は、例えば50〜200μmである。上述したように、レーザビームの一部が層25を透過して、層24に到達する。これにより、層25に形成される凹部の底面が層24の表面に達する前に、層24の加工が開始する。このとき、層24の素材が、加工対象物11の外部に吹き出ようとするため、層25を持ち上げる。持ち上げられた層25の一部が、層25の表面の開口近傍に付着して盛り上がり、デブリ25aとなる。
With reference to FIG.3 (D), the conventional method of forming a recessed part in such a workpiece and the problem which arises with it are demonstrated. In the conventional method, the
底面に銅層21aが露出するまで、層25及び層24を除去して、凹部23eが形成される。凹部23eが形成された後、凹部23eに導電性ペーストを充填することにより、層25の表面から銅層21aまでの導通を確保する。凹部23eの開口近傍にデブリ25aが存在すると、導電性ペーストの充填の妨げとなる。
The
なお、実験によれば、層25を形成するポリエチレンテレフタレートの透過係数は、YLFレーザの第4高調波(波長262nm)に対しては小さく、YLFレーザの第4高調波から第3高調波(波長349nm)までの間で急激に上昇する。加工対象物11にYLFレーザの第4高調波を照射した場合は、レーザビームが層24まで透過しないため、層25の加工が先に行われると考えられる。YLFレーザの第4高調波と第3高調波との間である300nm程度以上の波長に対して、上述したような、レーザビームが層24まである程度透過し、層24と層25とが同時に加工されることが起こると考えられる。
According to the experiment, the transmission coefficient of polyethylene terephthalate forming the
なお、波長が長すぎると、照射したレーザビームが、ポリエチレンテレフタレートからなる層25を透過し、さらに、液晶ポリマーからなる層24aもほとんど透過してしまう。このとき、凹部の形成が良好に行われない。照射する波長(の上限)は、液晶ポリマーからなる層24aにレーザビームが吸収される程度まで(層24aが加工される程度まで)の長さにとどめる。
If the wavelength is too long, the irradiated laser beam passes through the
次に、図3(B)及び図3(C)を参照して、加工対象物表面にデブリが生じにくい(または、残りにくい)レーザ加工方法について説明する。加工対象物11に、まず、細い直径(例えば、形成したい凹部の内径の1/4〜1/3以下の直径)のレーザビームを照射する。このとき、図3(D)を参照して説明したのと同様に、加工対象物表面にデブリ25bが生じるが、ビーム直径を細くして、照射領域を狭くしたことにより、デブリ25bの量を少なくできる。層24の表面まで貫通する深さより深い凹部が形成されるまで、直径が細いレーザビームの照射を続ける。
Next, with reference to FIG. 3B and FIG. 3C, a laser processing method in which debris hardly occurs (or hardly remains) on the surface of the workpiece will be described. First, the
次に、図3(C)に示すように、図3(B)を参照して説明した工程で照射したレーザビームより太い直径のレーザビームを照射する。これにより、図3(B)の工程で形成された凹部の側壁近傍が削られ、凹部の内径が拡大される。このとき、図3(B)の工程で凹部の開口近傍に生じたデブリ25bも削り取ることができる。
Next, as shown in FIG. 3C, a laser beam having a diameter larger than that of the laser beam irradiated in the process described with reference to FIG. As a result, the vicinity of the side wall of the recess formed in the step of FIG. 3B is scraped, and the inner diameter of the recess is enlarged. At this time, the
図3(B)の工程で形成された凹部の深さが層24まで達しているので、レーザ照射により加工された層24は、この凹部が通り道となって、加工対象物11の外部に放出される。よって、層24の加工に伴い層25が持ち上げられる現象が起こりにくく、デブリが生じることが抑制される。必要に応じて、さらに太い直径のレーザビームを照射して、凹部の内径を所望の太さまで拡大することができる。なお、加工対象物11に照射するレーザビームの直径を、1ショットごとに太くなるよう変化させても構わない。
Since the depth of the recess formed in the step of FIG. 3B reaches the
図3(B)及び図3(C)を参照して説明したレーザ加工方法を用いれば、デブリを少なくできるので、凹部形成に伴う加工対象物表面の平坦性の悪化が抑制される。 If the laser processing method described with reference to FIGS. 3B and 3C is used, debris can be reduced, so that deterioration of the flatness of the surface of the object to be processed due to formation of the recess is suppressed.
次に、図4及び図5(A)〜図5(C)を参照して、第2の実施例によるレーザ加工装置及びそれを用いたレーザ加工方法について説明する。図4に示すレーザ加工装置は、図1(A)のレーザ加工装置の偏光ビームスプリッタ6からガルバノスキャナ9までの光路上に、強度分布調節器7を追加した構成を有する。fθレンズ10により、強度分布調節器7のレーザビームの出射位置のビーム断面が、加工対象物11の表面に結像する。なお、以下の説明におけるレーザビームの第1及び第2の直径は、図2を参照して説明したレーザ加工方法における第1及び第2のビーム直径と異なって構わない。
Next, with reference to FIG.4 and FIG.5 (A)-FIG.5 (C), the laser processing apparatus by 2nd Example and the laser processing method using the same are demonstrated. The laser processing apparatus shown in FIG. 4 has a configuration in which an
図5(A)を参照して、強度分布調節器7の構成及び作用について説明する。図5(A)は、強度分布調節器7を、それに入射するレーザビームの光軸に直交する視線で見た断面図である。強度分布調節器7は、2枚の非球面レンズであるレンズ7a(強度変換レンズ)及びレンズ7b(位相補正レンズ)を含んで構成される。強度分布調節器7は、以下に説明するように、断面内の強度分布がガウス分布で、第1のビーム直径を有するレーザビームが入射したとき、ビーム断面内の強度分布を、強度がビーム断面内で一定である分布(トップフラットな分布)に近づける。
With reference to FIG. 5 (A), the structure and effect | action of the
偏光ビームスプリッタ6から出射し、第1のビーム直径を有するレーザビームが、レンズ7aに入射する。図5(A)の左端のグラフに示すように、入射光のビーム断面内の強度は、ビーム断面の中心で高く、周辺に向かうにつれ低くなる。レンズ7aは、ビーム断面の中心が入射する部分で薄く、そこからレンズの縁に向かうにつれ厚くなり、ある位置で厚さが最大となり、厚さが最大の位置からさらにレンズの縁に向かうにつれ薄くなる。レンズ7aが、ビーム断面の中心部分に対し凹レンズとして作用して入射光を拡散させ、ビーム断面の周辺部分に対し凸レンズとして作用して入射光を収束させる。
A laser beam emitted from the
これにより、レンズ7aから出射したレーザビームの断面内で、中心部分の強度が相対的に低下し、周辺部分の強度が相対的に上昇する。レンズ7aから所定距離だけ離れた仮想的な面7cにおいて、図5(A)の右端のグラフに示すように、ビーム断面内の強度がほぼ一定となる。
Thereby, in the cross section of the laser beam radiate | emitted from the
面7cを通過した後、レンズ7aの作用により、ビーム断面の中心部分の光は、さらに拡散し、周辺部分の光は、さらに収束される。よって、面7cを通過したレーザビームの断面内で、均一化された強度分布が保たれなくなる。均一化された強度分布が保たれるようにするため、面7cの近傍に、レンズ7bが配置される。
After passing through the surface 7c, the light of the central portion of the beam cross section is further diffused and the light of the peripheral portion is further converged by the action of the
レンズ7bは、ビーム断面の中心が入射する部分で厚く、そこからレンズの縁に向かうにつれ薄くなり、ある位置で厚さが最小となり、厚さが最小の位置からさらにレンズの縁に向かうにつれ厚くなる。レンズ7bが、ビーム断面の中心部分に対し凸レンズとして作用して入射光を収束させ、ビーム断面の周辺部分に対し凹レンズとして作用して入射光を拡散させる。これにより、レンズ7bから出射したレーザビームが、ビーム断面内でほぼ均一な強度を有する平行光となるようにできる。
The
次に、図5(B)を参照して、図5(A)を参照して説明した強度分布調節器7に、断面内の強度分布がガウス分布で、上記第1のビーム直径より太い第2の直径のレーザビームを入射させた場合について説明する。図5(B)の上段及び下段のグラフは、強度分布調節器7から出射したレーザビームの強度分布を示す。上段が、第1のビーム直径のビームを入射させた場合であり、上述したように、ビーム断面内の強度はほぼ均一である。下段が、第2の直径のビームを入射させた場合であり、強度はビーム断面の周辺部分で高く、ビーム断面の中心部分で低い。下段に示すビームは、上段に示すビームよりやや太い。
Next, referring to FIG. 5 (B), the
上述したように、レンズ7aは、入射光の断面の周辺部分に対して凸レンズとして作用する。レンズ7aに入射するレーザビームの直径が第1の直径より大きくなると、レンズ7aの凸レンズとして作用する領域へ入射する光の強度が上昇する。これにより、面7cにおいて、ビーム断面の周辺部分に収束される光の強度が上昇し、ビーム断面の中心部分の強度より高くなる。強度分布調節器7に第2の直径のビームを入射させた場合、このようにして、図5(B)の下段に示したような強度分布が得られる。
As described above, the
次に、図5(C)を参照して、図4に示したレーザ加工装置を用いたレーザ加工方法の例について説明する。図5(C)は、加工対象物11の断面図である。この加工対象物11は、図2(A)に示した加工対象物11と同様なものである。
Next, an example of a laser processing method using the laser processing apparatus shown in FIG. 4 will be described with reference to FIG. FIG. 5C is a cross-sectional view of the
強度分布調節器7に入射するレーザビームの直径を第1の直径とする。上述したように、トップフラットな強度分布のレーザビームが得られる。このレーザビームを樹脂層22に照射することにより、樹脂層22を除去して、底面に銅層21が露出した凹部23を形成する。強度分布がトップフラットであるため、凹部23の側壁を急峻にすることが容易である。被加工面上のレーザビームの強度は、樹脂層22の加工閾値以上で、銅層21の加工閾値未満とする。これにより、底面に露出した銅層21が損傷することを抑制できる。凹部23の形成に伴い、除去された樹脂層22の一部が、樹脂層22の表面の凹部23の開口近傍に付着して、デブリ22aが生じる。
The diameter of the laser beam incident on the
後の工程で、凹部23に導電性ペーストを充填することにより、樹脂層22の表面から銅層21までの導通を確保する。凹部23の開口近傍にデブリ22aが存在すると、導電性ペーストの充填の妨げとなる。
In a later step, the conductive material is filled in the
凹部23が形成された後、強度分布調節器7に入射するレーザビームの直径を第2の直径とすることにより、トップフラットな強度分布のビームよりもやや太く、断面内の周辺部分で強度が高く、中心部分で強度が低いレーザビームが得られる。このビームの断面内の周辺部分の強度を、デブリ22aが除去できる閾値以上とし、中心部分の強度を、銅層21の加工閾値未満とする。なお、デブリ22aの加工閾値は、樹脂層22の加工閾値よりやや低い。
After the
このレーザビームを凹部23が形成された被加工点に照射することにより、ビーム断面内の周辺の強度が高い部分を、デブリ22aに照射して、デブリ22aを除去することができる。これにより、凹部23の形成に伴う加工対象物表面の平坦性の悪化が抑制される。凹部23の底面には、ビーム断面内の中心部分の強度が低い部分が照射されるので、底面の損傷を防止できる。
By irradiating the laser beam to the processing point where the
デブリ22aを除去するのに適したビーム直径(上記第2の直径)は、強度分布調節器7に入射するレーザビームの直径を様々な値に変化させながら、テスト加工を行うことにより見つけることができる。図4に示したレーザ加工装置を用いれば、このようなテスト加工を行うことが容易である。
A beam diameter suitable for removing the
さて、図6に示すように、図1(A)及び図4に示したレーザ加工装置のビーム分岐器2として、音響光学変調素子(Acousto Optic Modulator、AOM)を用いることもできる。
As shown in FIG. 6, an acousto-optic modulator (AOM) may be used as the
レーザ光源1から出射したレーザビームが、音響光学変調素子であるビーム分岐器2に入射する。音響光学変調素子は、音響光学媒体である結晶と、結晶に振動を与える振動子とを含んで構成される。振動子に高周波信号が印加されると、結晶中に高周波信号に同期した音波が発生する。この音波が回折格子として作用し、入射したレーザビームを回折させる。音響光学変調素子を用いることにより、入射したレーザビームを、第1の方向へ進行するビーム(0次回折光)と、第2の方向へ進行するビーム(1次回折光)とに分岐させることができる。音響光学変調素子から出射する2本のレーザビームの強度比は、振動子に印加する高周波信号の強度に応じて変化させることができる。
A laser beam emitted from the laser light source 1 enters a
ビーム分岐器2から出射した2本のレーザビームLB1及びLB2は、偏光面が互いに平行である。ビーム分岐器2から出射したレーザビームLB1が、折り返しミラー4bで反射され、ビーム整形器5bを透過して、偏光ビームスプリッタ6に入射する。
The polarization planes of the two laser beams LB1 and LB2 emitted from the
ビーム分岐器2から出射したレーザビームLB2が、一対の折り返しミラー31a及び31b(ペリスコープ)で反射される。折り返しミラー31aに入射するレーザビームLB2の偏光面と、折り返しミラー31aの反射面との相対位置、及び、折り返しミラー31aで反射されて折り返しミラー31bに入射するレーザビームLB2の偏光面と、折り返しミラー31bの反射面との相対位置が所定の関係となるよう調節することにより、折り返しミラー31aに入射するレーザビームLB2と、折り返しミラー31bから出射したレーザビームLB2の偏光面を、互いに直交させることができる。これにより、折り返しミラー31bから出射したレーザビームLB2の偏光面が、レーザビームLB1の偏光面と直交する。
The laser beam LB2 emitted from the
折り返しミラー31bから出射したレーザビームLB2の光軸は、レーザビームLB1の光軸とねじれの位置にある。折り返しミラー31bから出射したレーザビームLB2を、折り返しミラー32a及び32bで反射させることにより、折り返しミラー32bで反射されたレーザビームLB2の光軸と、レーザビームLB1の光軸とが、同一平面上に配置される。折り返しミラー32bで反射されたレーザビームLB2が、ビーム整形器5bを透過して、偏光ビームスプリッタ6に入射する。偏光ビームスプリッタ6が、レーザビームLB1をそのまま透過させ、レーザビームLB1の偏光面と直交する偏光面を持つレーザビームLB2を反射させることにより、両レーザビームが同一光軸上に重畳される。
The optical axis of the laser beam LB2 emitted from the folding mirror 31b is in a twisted position with respect to the optical axis of the laser beam LB1. By reflecting the laser beam LB2 emitted from the folding mirror 31b by the folding mirrors 32a and 32b, the optical axis of the laser beam LB2 reflected by the folding mirror 32b and the optical axis of the laser beam LB1 are on the same plane. Be placed. The laser beam LB2 reflected by the folding mirror 32b passes through the beam shaper 5b and enters the
なお、ビーム分岐器2から偏光ビームスプリッタ6までの光路上に、ビーム整形器5a及び5bのうち、一方だけ配置しても、偏光ビームスプリッタ6に入射する2本のレーザビームの断面の大きさを互いに異ならせることは可能である。このとき、ビーム分岐器2から偏光ビームスプリッタ6までの光路中にビーム整形器が配置されていない方の光路を通るレーザビームの断面の大きさを、レーザ光源1からビーム分岐器2までの光路中にビーム整形器を配置することによって、調節することもできる。
Note that even if only one of the beam shapers 5a and 5b is arranged on the optical path from the
なお、図1(A)及び図4のビーム整形器5a及び5bとして、アパーチャを用いることもできる。アパーチャは、遮光領域中に形成された開口を有し、入射したレーザビームの一部がこの開口を透過することにより、レーザビームの断面を開口に対応した大きさにする。 An aperture can also be used as the beam shapers 5a and 5b in FIGS. The aperture has an opening formed in the light shielding region, and a part of the incident laser beam is transmitted through the opening, so that the cross section of the laser beam becomes a size corresponding to the opening.
図1(A)に示したレーザ加工装置において、ビーム整形器5a及び5bとして例えばマスクを用い、ビーム断面の形状を変えるようにしてもよい。例えば、片方のビーム断面が円形となり、他方のビーム断面が矩形となるように整形することにより、円形と矩形が重ね合わされた断面形状のレーザビームを得ることができる。断面形状を、円形から矩形まで次第に変化させることもできる。このようなレーザ加工装置を用いれば、加工対象物に形成する凹部の深さ方向に直交する断面の形状を、例えば凹部ごとに変えることが容易となる。 In the laser processing apparatus shown in FIG. 1A, for example, a mask may be used as the beam shapers 5a and 5b, and the shape of the beam cross section may be changed. For example, by shaping so that one beam cross section is circular and the other beam cross section is rectangular, a laser beam having a cross-sectional shape in which a circle and a rectangle are superimposed can be obtained. The cross-sectional shape can be gradually changed from a circular shape to a rectangular shape. If such a laser processing apparatus is used, it becomes easy to change the shape of the cross section orthogonal to the depth direction of the recessed part formed in a workpiece, for example for every recessed part.
図1(A)に示したレーザ加工装置において、ビーム整形器5a及び5bが、ビーム断面内の強度分布を調節するものであってもよい。例えば、片方のビームがガウス分布を有し、他方のビームがトップフラット分布を有するように、両ビームの強度分布を調節する。両ビームの強度比を調節することにより、両強度分布の中間的な強度分布を有するレーザビームを得ることができる。強度分布を、ガウス分布からトップフラット分布まで連続的に変化させることもできる。ビーム整形器5a及び5bが、ビーム断面の大きさ、形状、強度分布のうち、いくつかを組み合わせて変化させるようにしても構わない。 In the laser processing apparatus shown in FIG. 1A, the beam shapers 5a and 5b may adjust the intensity distribution in the beam cross section. For example, the intensity distribution of both beams is adjusted so that one beam has a Gaussian distribution and the other beam has a top flat distribution. By adjusting the intensity ratio of both beams, a laser beam having an intensity distribution intermediate between both intensity distributions can be obtained. The intensity distribution can be continuously changed from a Gaussian distribution to a top flat distribution. The beam shapers 5a and 5b may be changed by combining some of the size, shape, and intensity distribution of the beam cross section.
なお、ビーム整形器5a及び5bから出射した2本のレーザビームを、偏光ビームスプリッタ6で合成したが、ビーム合成に他の装置を用いることもできる。例えば、シンフィルムポーラライザやグラントムソンプリズムを用いることができる。シンフィルムポーラライザ及びグラントムソンプリズムは、偏光ビームスプリッタと同様に、偏光面が互いに直交する2本のレーザビームを入射させることにより、両ビームを同一光軸上に重畳することができる。
Note that the two laser beams emitted from the beam shapers 5a and 5b are combined by the
また、ビーム整形器5a及び5bから出射した2本のレーザビームを、ハーフミラーの表側及び裏側の面にそれぞれ入射させることにより、合成することもできる。ハーフミラーは、表側及び裏側の両面が、入射するレーザビームの偏光状態に依らずに入射光の50%を透過し50%を反射するものを用いることができる。ハーフミラーで合成する場合は、入射する2本のレーザビームの偏光面が互いに直交している必要がない。 Further, the two laser beams emitted from the beam shapers 5a and 5b can be combined by being incident on the front and back surfaces of the half mirror, respectively. As the half mirror, a mirror whose front side and back side both transmit 50% of incident light and reflect 50% regardless of the polarization state of the incident laser beam can be used. When combining with a half mirror, the polarization planes of the two incident laser beams need not be orthogonal to each other.
ハーフミラーの表側の面で反射されたレーザビームと、ハーフミラーの裏側の面を透過したレーザビームとが合成されたビーム(ハーフミラーの表側から出射するビーム)と、ハーフミラーの裏側の面で反射されたレーザビームと、ハーフミラーの表側の面を透過したレーザビームとが合成されたビーム(ハーフミラーの裏側から出射するビーム)とは、相等しい強度である。また、ハーフミラーの表側及び裏側から出射するビームは、それぞれ、ビーム整形器5a及び5bから出射した2本のレーザビームを等しい強度比で含むので、ビーム断面の大きさ、形状、強度分布等が相等しい。 On the back surface of the half mirror, the combined beam of the laser beam reflected from the front surface of the half mirror and the laser beam transmitted through the back surface of the half mirror (the beam emitted from the front side of the half mirror) A beam obtained by combining the reflected laser beam and the laser beam transmitted through the front surface of the half mirror (a beam emitted from the back side of the half mirror) has the same intensity. Further, the beams emitted from the front side and the back side of the half mirror include two laser beams emitted from the beam shapers 5a and 5b at equal intensity ratios, respectively, so that the size, shape, intensity distribution, etc. of the beam cross section Are equal.
ハーフミラーを出射した2本のレーザビームを、被加工面上の互いに異なる位置に入射させることにより、2軸のレーザ加工装置を作製できる。両レーザビームの強度並びにビーム断面の大きさ、形状、強度分布等が相等しいので、2つの被加工位置で同一工程の加工を同時に行うことができる。 By making the two laser beams emitted from the half mirror incident at different positions on the surface to be processed, a biaxial laser processing apparatus can be manufactured. Since the intensity of both laser beams and the size, shape, intensity distribution, etc. of the beam cross-sections are the same, the same process can be performed simultaneously at the two positions to be processed.
なお、図1(A)及び図4のレーザ加工装置では、レーザ光源1がパルスレーザビームを出射したが、レーザ光源1は連続波レーザビームを出射するものであってもよい。パルス状のレーザビームの照射が必要な場合は、チョッパ等によりレーザビームを必要な照射時間分だけ切り出すことができる。 1A and 4, the laser light source 1 emits a pulsed laser beam, but the laser light source 1 may emit a continuous wave laser beam. When irradiation with a pulsed laser beam is necessary, the laser beam can be cut out for a necessary irradiation time by a chopper or the like.
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。 Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited thereto. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.
1 レーザ光源
2 ビーム分岐器
2a 電気光学変調素子
2b 偏光ビームスプリッタ
3 制御装置
4a、4b 折り返しミラー
5a、5b ビーム整形器
6 偏光ビームスプリッタ
7 強度分布調節器
8、15 折り返しミラー
9 ガルバノスキャナ
10 fθレンズ
11 加工対象物
12 XYステージ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser
Claims (5)
前記レーザ光源から出射したレーザビームを、第1のレーザビームと第2のレーザビームとに分岐させ、該第1及び第2のレーザビームの強度比を変化させることができる分岐器と、
前記分岐器から出射した第1及び第2のレーザビームが入射し、該第1及び第2のレーザビームを、同一の光軸に沿って進行するように合成する合成器と、
前記第1のレーザビームの、前記分岐器から前記合成器までの光路上に配置され、該第1のレーザビームの断面の大きさを変化させる光学装置と、
前記分岐器を制御し、前記第1及び第2のレーザビームの強度比を、少なくとも3段階または連続的に変化させる制御装置と
を有し、
前記合成器に入射する前記第1及び第2のレーザビームの断面の大きさが互いに異なり、
前記制御装置が、前記合成器に入射する第1及び第2のレーザビームのうち、断面が大きい方の強度が時間の経過とともに大きくなるように、該第1及び第2のレーザビームの強度比を変化させるレーザ加工装置。 A laser light source for emitting a laser beam;
A branching device capable of branching a laser beam emitted from the laser light source into a first laser beam and a second laser beam, and changing an intensity ratio of the first and second laser beams;
A synthesizer that synthesizes the first and second laser beams that are incident on the first and second laser beams emitted from the splitter and travels along the same optical axis;
An optical device disposed on an optical path of the first laser beam from the splitter to the combiner, and changing a cross-sectional size of the first laser beam;
The controls splitter, the intensity ratio of the first and second laser beams, have a control device for varying at least three steps or continuously,
The cross-sectional sizes of the first and second laser beams incident on the combiner are different from each other;
The control device has an intensity ratio of the first and second laser beams so that the intensity of the larger cross-section of the first and second laser beams incident on the combiner increases with time. Laser processing device that changes
(b)前記工程(a)の後、前記加工対象物に、該工程(a)で照射されたレーザビームより太いレーザビームを照射し、該工程(a)で形成された凹部の内径を拡大する工程と
を含み、
レーザビームを出射するレーザ光源と、
前記レーザ光源から出射したレーザビームを、第1のレーザビームと第2のレーザビームとに分岐させ、該第1及び第2のレーザビームの強度比を変化させることができる分岐器と、
前記分岐器から出射した第1及び第2のレーザビームが入射し、該第1及び第2のレーザビームを、同一の光軸に沿って進行するように合成する合成器と、
前記第1のレーザビームの、前記分岐器から前記合成器までの光路上に配置され、該第1のレーザビームの断面の大きさを変化させる光学装置と、
前記分岐器を制御し、前記第1及び第2のレーザビームの強度比を、少なくとも3段階または連続的に変化させる制御装置と
を有し、
前記合成器に入射する前記第1及び第2のレーザビームの断面の大きさが互いに異なり、
前記制御装置が、前記合成器に入射する第1及び第2のレーザビームのうち、断面が大きい方の強度が時間の経過とともに大きくなるように、該第1及び第2のレーザビームの強度比を変化させるレーザ加工装置
を用いて行なわれ、
前記第1及び第2のレーザビームのうち、断面が大きい方の強度を、前記工程(a)に比べて前記工程(b)で大きくするレーザ加工方法。 (A) including a first layer made of a material processed by a laser beam and a second layer made of a resin laminated on the surface of the first layer, the laser beam being applied to the surface of the second layer Is irradiated with a laser beam to the surface of the second layer of the workpiece that reaches the surface of the first layer, a part of the laser beam passes through the second layer, Forming a recess penetrating the second layer and removing at least the surface layer of the first layer;
(B) After the step (a), the workpiece is irradiated with a laser beam that is thicker than the laser beam irradiated in the step (a), and the inner diameter of the recess formed in the step (a) is enlarged. and a step of viewing including,
A laser light source for emitting a laser beam;
A branching device capable of branching a laser beam emitted from the laser light source into a first laser beam and a second laser beam, and changing an intensity ratio of the first and second laser beams;
A synthesizer that synthesizes the first and second laser beams that are incident on the first and second laser beams emitted from the splitter and travels along the same optical axis;
An optical device disposed on an optical path of the first laser beam from the splitter to the combiner, and changing a cross-sectional size of the first laser beam;
A control device for controlling the splitter and changing the intensity ratio of the first and second laser beams in at least three steps or continuously;
Have
The cross-sectional sizes of the first and second laser beams incident on the combiner are different from each other;
The control device has an intensity ratio of the first and second laser beams so that the intensity of the larger cross-section of the first and second laser beams incident on the combiner increases with time. Laser processing equipment to change
Is performed using
The laser processing method of increasing the intensity of the larger cross-section of the first and second laser beams in the step (b) compared to the step (a) .
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US8288682B2 (en) * | 2007-09-28 | 2012-10-16 | Intel Corporation | Forming micro-vias using a two stage laser drilling process |
US8198564B2 (en) | 2008-09-09 | 2012-06-12 | Electro Scientific Industries, Inc. | Adaptive optic beamshaping in laser processing systems |
JP5188364B2 (en) * | 2008-11-11 | 2013-04-24 | パナソニック株式会社 | Laser processing method |
JP5293791B2 (en) * | 2011-09-27 | 2013-09-18 | 三星ダイヤモンド工業株式会社 | Laser processing apparatus and processing method of workpiece using laser processing apparatus |
JP2013197108A (en) * | 2012-03-15 | 2013-09-30 | Disco Abrasive Syst Ltd | Laser processing method for wafer |
JP5884614B2 (en) * | 2012-04-11 | 2016-03-15 | セイコーエプソン株式会社 | Ceramic processing method |
JP2013248659A (en) * | 2012-06-04 | 2013-12-12 | Micronics Japan Co Ltd | Irradiation apparatus and irradiation method |
DE102012017922B4 (en) | 2012-09-11 | 2024-03-14 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Optical arrangement and light microscope |
JP6210902B2 (en) * | 2014-02-18 | 2017-10-11 | 株式会社ディスコ | Laser processing groove detection method |
JP2015204379A (en) * | 2014-04-14 | 2015-11-16 | イビデン株式会社 | Printed wiring board |
KR102202933B1 (en) * | 2016-03-31 | 2021-01-14 | 주식회사 엘지화학 | Laser beam machining device and Laser beam machining method |
DE102017204587A1 (en) * | 2017-03-20 | 2018-09-20 | Robert Bosch Gmbh | Method and device for scanning a solid angle |
JP6998745B2 (en) * | 2017-12-01 | 2022-01-18 | 古河電気工業株式会社 | Laser processing equipment |
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