JP4522322B2 - Laser processing method - Google Patents

Laser processing method Download PDF

Info

Publication number
JP4522322B2
JP4522322B2 JP2005159898A JP2005159898A JP4522322B2 JP 4522322 B2 JP4522322 B2 JP 4522322B2 JP 2005159898 A JP2005159898 A JP 2005159898A JP 2005159898 A JP2005159898 A JP 2005159898A JP 4522322 B2 JP4522322 B2 JP 4522322B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
processing
coordinate value
hole
lens
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2005159898A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2006339266A (en
Inventor
幸之助 北村
博志 青山
信總 小野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Via Mechanics Ltd
Original Assignee
Hitachi Via Mechanics Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Via Mechanics Ltd filed Critical Hitachi Via Mechanics Ltd
Priority to JP2005159898A priority Critical patent/JP4522322B2/en
Publication of JP2006339266A publication Critical patent/JP2006339266A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4522322B2 publication Critical patent/JP4522322B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Lasers (AREA)

Description

本発明は、目標位置のXY座標値に基づいてレーザビームの光軸を偏向する1対のミラーの回転角度を定め、被加工物の第1層と第2層に穴を加工するレーザ加工方法に関するものである。   The present invention relates to a laser processing method for determining a rotation angle of a pair of mirrors for deflecting an optical axis of a laser beam based on an XY coordinate value of a target position and processing holes in a first layer and a second layer of a workpiece. It is about.

レーザビームを走査する機能を持つレーザ装置の一例であるプリント基板穴明け用レーザ加工装置では、レーザとして波長が9μm〜10.6μmの炭酸ガスレーザまたは波長が355nmもしくは266nmのUVレーザを用いて、レーザをパルス状にプリント基板に照射し、基板の導体層間を接続するための穴を開ける。   In a laser processing apparatus for drilling a printed circuit board, which is an example of a laser apparatus having a function of scanning a laser beam, a laser using a carbon dioxide laser having a wavelength of 9 μm to 10.6 μm or a UV laser having a wavelength of 355 nm or 266 nm is used as the laser. Is applied to the printed circuit board in a pulsed manner to form holes for connecting the conductor layers of the circuit board.

以下、従来のプリント基板穴明け用レーザ加工装置について説明する。
図3は、レーザ加工装置の構成図である。
レーザ発振器8から出射されたレーザビーム2はアパーチャ9により外形を整形され、ガルバノミラー6,7で反射されてfθレンズ1に入射し、fθレンズ1により集光されてX−Y加工テーブル4上に配置されたプリント基板3に穴を加工する。ガルバノミラー6を回転させることによりレーザビーム2をプリント基板3上のY方向に、また、ガルバノミラー7を回転させることによりレーザビーム2をプリント基板3上のX方向に、それぞれ移動させることができる。
Hereinafter, a conventional laser processing apparatus for drilling a printed circuit board will be described.
FIG. 3 is a configuration diagram of the laser processing apparatus.
The outer shape of the laser beam 2 emitted from the laser oscillator 8 is shaped by the aperture 9, reflected by the galvanometer mirrors 6 and 7, incident on the fθ lens 1, condensed by the fθ lens 1, and collected on the XY processing table 4 A hole is processed in the printed circuit board 3 arranged in the above. The laser beam 2 can be moved in the Y direction on the printed circuit board 3 by rotating the galvanometer mirror 6, and the laser beam 2 can be moved in the X direction on the printed circuit board 3 by rotating the galvanometer mirror 7. .

ガルバノミラー6,7およびfθレンズ1で定まる加工領域11(ガルバノスキャンニング領域)の大きさは50mm×50mm程度である。1つの加工領域11’の穴の加工が終了すると、X−Yテーブル4を移動させ、次の加工領域11’をfθレンズ1に対して位置決めする。以下、プリント基板3全域の加工が終了するまで、上記の動作を繰り返す。   The size of the processing region 11 (galvano scanning region) determined by the galvanometer mirrors 6 and 7 and the fθ lens 1 is about 50 mm × 50 mm. When the processing of the hole in one processing region 11 ′ is completed, the XY table 4 is moved and the next processing region 11 ′ is positioned with respect to the fθ lens 1. Thereafter, the above operation is repeated until the processing of the entire printed circuit board 3 is completed.

制御装置13は、ガルバノミラー6,7、レーザ発振器8及びCCDカメラ12を制御する。   The control device 13 controls the galvanometer mirrors 6 and 7, the laser oscillator 8, and the CCD camera 12.

例えば、第1層(表面層)が銅箔、第1層の下層の第2層が絶縁物、第2層の下層の第3層が銅箔であるプリント基板の第1層と第3層を電気的に接続する場合、第1層から第3層に達する穴を明け、この穴をめっき処理することにより第1層と第3層を電気的に接続する。第1層に穴を加工することができる強度のレーザビームにより第2層を加工すると、第2層に形成される穴がビヤ樽状になり、めっき品質が低下する。そこで、第2層を加工するレーザビームの強度を小さくして加工をするようにしている(特許文献1)。   For example, the first layer and the third layer of the printed circuit board in which the first layer (surface layer) is a copper foil, the second layer under the first layer is an insulator, and the third layer under the second layer is a copper foil. Are electrically connected, the first layer and the third layer are electrically connected by forming a hole reaching the third layer from the first layer and plating the hole. When the second layer is processed with a laser beam having an intensity capable of processing holes in the first layer, the holes formed in the second layer are formed in a beer barrel shape, and the plating quality is deteriorated. Therefore, the second layer is processed by reducing the intensity of the laser beam (Patent Document 1).

次に、fθレンズ1の機能について説明する。
図4は、fθレンズ1の機能を説明する機能説明図である。
同図においてF1は前側焦点(偏向点)、F2は後側焦点であり、いずれもfθレンズ1の中心軸O上にある。また、fはfθレンズ1の焦点距離である。同図に実線で示すように、光軸が前側焦点F1を通り、中心軸Oに対して角度θで入射する光(すなわち、入射角θでfθレンズ1に入射する光)は、光軸が中心軸Oと平行になってfθレンズ1から出射し、後側焦点F2において中心軸Oに垂直な面Hの中心軸Oから
L=fθ ・・・(1)
で表されるLの位置Mに集光され、面Hから距離g離れた面K上にアパーチャ9の像J0を結像する。
Next, the function of the fθ lens 1 will be described.
FIG. 4 is a function explanatory diagram illustrating the function of the fθ lens 1.
In the figure, F1 is a front focal point (deflection point), and F2 is a rear focal point, both of which are on the central axis O of the fθ lens 1. F is the focal length of the fθ lens 1. As indicated by a solid line in the figure, the optical axis of the light passing through the front focal point F1 and incident on the central axis O at an angle θ (that is, light incident on the fθ lens 1 at an incident angle θ) has an optical axis of From the center axis O of the plane H perpendicular to the center axis O at the rear focal point F2 in parallel with the center axis O and emitted from the fθ lens 1 L = fθ (1)
An image J0 of the aperture 9 is formed on a surface K which is condensed at a position M of L represented by

そこで、プリント基板3の表面を面Kに合わせると、プリント基板3に所望の径の穴を明けることができる。また、プリント基板3に加工される穴の軸線がプリント基板3の表面に対して垂直になるので、品質に優れる穴を加工することができる。なお、通常、像J0の大きさは、アパーチャ9の直径の数十分の一であり、距離gは0.1〜0.3mm程度である。   Therefore, when the surface of the printed circuit board 3 is aligned with the surface K, a hole having a desired diameter can be formed in the printed circuit board 3. Moreover, since the axis line of the hole processed into the printed circuit board 3 becomes perpendicular | vertical with respect to the surface of the printed circuit board 3, the hole excellent in quality can be processed. In general, the size of the image J0 is several tenths of the diameter of the aperture 9, and the distance g is about 0.1 to 0.3 mm.

一方、同図に点線で示すように、前側焦点F1は通らないが光軸の中心軸Oに対する角度がθであるレーザビームも位置Mに集光され、面K上にアパーチャ9の像J1を結蔵する。しかし、光軸が中心軸Oに対して角度εだけ傾いているため、像J1の位置は像J0に対してずれる。この角度εに起因する像のずれをテレセントリック誤差という。テレセントリック誤差により、入射光が前側焦点F1の前側(fθレンズ1から遠い側)で中心軸Oと交差する場合の入射光の光軸は面Hよりも下方で中心軸Oに近づく。一方、入射光が前側焦点F1の後側(fθレンズ1に近い側)で中心軸Oと交差する場合の入射光の光軸は面Hよりも下方で中心軸Oから離れる。   On the other hand, as indicated by a dotted line in FIG. 8, a laser beam that does not pass through the front focal point F1 but has an angle θ with respect to the central axis O of the optical axis is also condensed at the position M, and an image J1 of the aperture 9 is formed on the surface K. Kyuzo. However, since the optical axis is inclined by the angle ε with respect to the central axis O, the position of the image J1 is deviated from the image J0. The image shift caused by the angle ε is called a telecentric error. Due to the telecentric error, the optical axis of the incident light when the incident light intersects the central axis O on the front side of the front focal point F1 (the side far from the fθ lens 1) approaches the central axis O below the surface H. On the other hand, when the incident light intersects the central axis O on the rear side of the front focal point F1 (side closer to the fθ lens 1), the optical axis of the incident light is separated from the central axis O below the surface H.

加工部の表面に所望の像を結像させる加工を、以下、フォーカス加工という。   Processing for forming a desired image on the surface of the processing portion is hereinafter referred to as focus processing.

以上の説明から明らかなように、ガルバノミラー6,7の反射面をfθレンズ1の前側焦点F1に合わせることが理想である。しかし、2つのミラーの反射面を同一位置に配置することはできない。そこで、通常、ガルバノミラー6とガルバノミラー7を前側焦点F1の前後に配置し、かつガルバノミラー6とガルバノミラー7の反射面をできるだけ前側焦点F1に近づけるように配置し、加工される穴の軸線がプリント基板に対して垂直になるようにしている。テレセントリック誤差の大きさは、ガルバノミラー6、7とfθレンズ1との距離が定まれば計算で求めることができる。   As is clear from the above description, it is ideal to match the reflecting surfaces of the galvanometer mirrors 6 and 7 with the front focal point F1 of the fθ lens 1. However, the reflecting surfaces of the two mirrors cannot be arranged at the same position. Therefore, normally, the galvanometer mirror 6 and the galvanometer mirror 7 are arranged before and after the front focal point F1, and the reflecting surfaces of the galvano mirror 6 and the galvano mirror 7 are arranged as close as possible to the front focal point F1, and the axis of the hole to be processed Is perpendicular to the printed circuit board. The magnitude of the telecentric error can be obtained by calculation if the distance between the galvanometer mirrors 6 and 7 and the fθ lens 1 is determined.

しかし、ガルバノミラー6とガルバノミラー7の取り付け位置は周囲温度によって変化する。そこで、加工に先立ちあるいは一定時間毎に、図3に示すアクリル板10に座標を定めて(例えば、5mmピッチ)穴を加工し、CCDカメラ12により加工した穴の中心の座標値を測定して目標値に対するXY方向のずれをそれぞれ求め、求めたずれを補正値として記憶する。そして、加工時には、加工プログラムで指定される加工位置のXY座標値に記憶した補正値を加算して目標位置のXY座標値とし、この目標位置の座標値に基づいてガルバノミラー6,7の角度を定めている。この補正値を求める作業を、以下、「補正値取得作業」という。
特開平3−27855号公報
However, the mounting position of the galvanometer mirror 6 and the galvanometer mirror 7 varies depending on the ambient temperature. Therefore, prior to processing or at certain time intervals, the coordinates are set on the acrylic plate 10 shown in FIG. 3 (for example, 5 mm pitch), the hole is processed, and the coordinate value of the center of the processed hole is measured by the CCD camera 12. Deviations in the XY directions with respect to the target value are obtained, and the obtained deviations are stored as correction values. At the time of machining, the correction value stored in the XY coordinate value of the machining position specified by the machining program is added to obtain the XY coordinate value of the target position, and the angles of the galvanometer mirrors 6 and 7 are based on the coordinate value of the target position Is stipulated. The operation for obtaining the correction value is hereinafter referred to as “correction value acquisition operation”.
JP-A-3-27855

レーザ加工の場合、レーザ発振器の出力を変更したり、レーザビームの周波数を変更するだけでもレーザ発振器から出力されるレーザビームの出射位置が変化する。このため、第2層を加工する際、レーザ発振器の出力を変更することは得策ではない。   In the case of laser processing, the emission position of the laser beam output from the laser oscillator changes only by changing the output of the laser oscillator or changing the frequency of the laser beam. For this reason, it is not a good idea to change the output of the laser oscillator when processing the second layer.

面Hで集光されたレーザビームは面Hから遠ざかるにつれて拡大するので、プリント基板をfθレンズから相対的に遠ざけると、レーザビームの単位面積当たりの強度を小さくすることができる。しかし、テレセントリック誤差のため、照射位置がずれる。レーザービームの光軸の位置を面Kおよび遠ざけた面の両者で測定し、それぞれの補正値を記憶させることもできるが、測定に時間を要し、加工能率を向上させることができない。   Since the laser beam focused on the surface H expands as the distance from the surface H increases, the intensity per unit area of the laser beam can be reduced by moving the printed circuit board relatively away from the fθ lens. However, the irradiation position is shifted due to a telecentric error. Although the position of the optical axis of the laser beam can be measured on both the surface K and the surface away from each other and the respective correction values can be stored, the measurement takes time and the processing efficiency cannot be improved.

本発明の目的は、プリント基板とfθレンズとの間隔を変えることによりレーザビームの単位面積当たりのエネルギ強度を変えるようにしたレーザ加工(以下、「デフォーカス加工」という。)の場合であっても、品質に優れる穴を効率よく加工することができるレーザ加工方法を提供するにある。   An object of the present invention is in the case of laser processing (hereinafter referred to as “defocus processing”) in which the energy intensity per unit area of the laser beam is changed by changing the distance between the printed circuit board and the fθ lens. The present invention also provides a laser processing method capable of efficiently processing a hole having excellent quality.

本発明は、実際の照射位置の設計上の照射位置に対するずれを予め補正値として求めておき、加工プログラムで指定された穴の中心のXY座標値に前記補正値を加算して目標位置のXY座標値を定め、定めた目標位置のXY座標値に基づいて1対のミラーの回転角度を定め、前記1対のミラーで位置を定められたレーザビームをfθレンズにより集光して複数の材質の異なる層が積層された被加工物の表面第1層から第1層の下層の第2層を貫通し第3層に達する穴を加工するレーザ加工方法において、所望の形状を被加工物表面に結像させて前記第1層に穴を加工した後、前記fθレンズと前記被加工物表面との間隔を予め定める距離だけ拡げ、前記第1層を加工した目標位置のXY座標値に基づいて前記第2層を加工する場合の目標位置のXY座標値を定め、定めたXY座標値に基づいて前記第2層に穴を加工することを特徴とする。   According to the present invention, the deviation of the actual irradiation position from the designed irradiation position is obtained in advance as a correction value, and the correction value is added to the XY coordinate value of the center of the hole designated by the machining program to obtain the target position XY. A coordinate value is determined, a rotation angle of a pair of mirrors is determined based on an XY coordinate value of a determined target position, and a laser beam whose position is determined by the pair of mirrors is condensed by an fθ lens, and a plurality of materials are collected. In a laser processing method for processing a hole reaching the third layer through the second layer under the first layer from the first surface of the workpiece on which the different layers are laminated, a desired shape is obtained on the surface of the workpiece After forming a hole in the first layer and forming a hole in the first layer, the distance between the fθ lens and the workpiece surface is increased by a predetermined distance, and based on the XY coordinate value of the target position where the first layer is processed. The target position when processing the second layer Defining a Y coordinate value, characterized by machining a hole in the second layer based on the XY coordinate value determined.

デフォーカス加工時における光軸のずれを実測しなくてもレーザビームの光軸を加工しようとする穴の略中心に位置決めできるので、品質に優れる穴を効率よく加工することができる。   Since it is possible to position the optical axis of the laser beam at the approximate center of the hole to be processed without actually measuring the deviation of the optical axis during the defocus processing, it is possible to efficiently process a hole with excellent quality.

先ず、本発明の原理をX座標値を定めるガルバノミラー6の場合について説明する。   First, the principle of the present invention will be described in the case of the galvanometer mirror 6 that determines the X coordinate value.

図1は、本発明の原理を説明するための原理説明図であり、図4と同じものまたは同一機能のものは同一の符号を付して重複する説明を省略する。なお、fθレンズ1の厚さは0とし、レーザビームは光軸のみを示してある。また、ガルバノミラー6の反射面とfθレンズ1の前側焦点F1との距離はdxであり、プリント基板3の表面は面Kに位置決めされている。   FIG. 1 is a principle explanatory diagram for explaining the principle of the present invention. Components having the same or the same functions as those in FIG. The thickness of the fθ lens 1 is 0, and the laser beam shows only the optical axis. The distance between the reflecting surface of the galvanometer mirror 6 and the front focal point F1 of the fθ lens 1 is dx, and the surface of the printed circuit board 3 is positioned on the surface K.

いま、加工プログラムで指定された加工位置のX座標がLx0であるとすると、設計上のレーザビームの光軸は一点鎖線x11で示すように前側焦点F1および点Mを通り、面K上の点Lx0にアパーチャの像を結像(以下、単に「結像」という。)する。また、ガルバノミラー6で反射された実際のレーザビームは、一点鎖線x12で示すように、点Mを通り面K上のX座標値がLx1の点Lx1に結像する。   Assuming that the X coordinate of the processing position specified by the processing program is Lx0, the optical axis of the designed laser beam passes through the front focal point F1 and the point M as indicated by the alternate long and short dash line x11, and the point on the surface K An aperture image is formed on Lx0 (hereinafter simply referred to as “image formation”). Further, the actual laser beam reflected by the galvanometer mirror 6 passes through the point M and forms an image at the point Lx1 where the X coordinate value on the plane K is Lx1, as indicated by the alternate long and short dash line x12.

点Lx1の点Lx0からの距離がaであるとすると、補正値取得作業により、X座標値Lx0に対する補正値aが得られる。そして、加工時には目標座標としてLx2(ただし、Lx2≒Lx0+a)が決定され、ガルバノミラー6は、
α=Lx2/f ・・・(2)
で表される角度αに位置決めされる。
If the distance of the point Lx1 from the point Lx0 is a, the correction value a for the X coordinate value Lx0 is obtained by the correction value acquisition operation. At the time of processing, Lx2 (where Lx2≈Lx0 + a) is determined as a target coordinate, and the galvanometer mirror 6 is
α = Lx2 / f (2)
Is positioned at an angle α represented by

ガルバノミラー6の回転角度が角度αの場合、設計上のレーザビームの光軸は点線x21で示すように前側焦点F1および点M1を通り、面K上の点Lx2に結像する。また、ガルバノミラー6で反射された実際のレーザビームの光軸は、点線x22で示すように、点M1を通り面K上の点Lx0に結像する。   When the rotation angle of the galvanometer mirror 6 is the angle α, the optical axis of the designed laser beam passes through the front focal point F1 and the point M1 as shown by the dotted line x21 and forms an image at the point Lx2 on the surface K. Further, the optical axis of the actual laser beam reflected by the galvanometer mirror 6 passes through the point M1 and forms an image at the point Lx0 on the plane K as indicated by a dotted line x22.

次に、第2層を加工するため、プリント基板3の表面を面Kからzだけ下方の面Qに位置決めする。すると、ガルバノミラー6で反射された実際のレーザビームの光軸x22は、面Q上の点Px1に入射することになる。   Next, in order to process the second layer, the surface of the printed circuit board 3 is positioned on the surface Q below the surface K by z. Then, the optical axis x22 of the actual laser beam reflected by the galvanometer mirror 6 enters the point Px1 on the surface Q.

ここで、fθレンズ1から出射した光軸x22の中心軸Oに対する角度をβとすると、角度βおよび点Px1の座標値Px1は、
tanβ=dx・tanα/f ・・・(3)
Px1=Lx2−(z+g)・tanβ ・・・(4)
で表される。
Here, when the angle with respect to the central axis O of the optical axis x22 emitted from the fθ lens 1 is β, the coordinate value Px1 of the angle β and the point Px1 is
tan β = dx · tan α / f (3)
Px1 = Lx2- (z + g) · tanβ (4)
It is represented by

品質に優れる加工をするためには、ガルバノミラー6で反射された実際のレーザビームの光軸を面Q上の座標がLx0である点Px0に入射させなければならない。すなわち、目標位置の座標値Lx3を
Lx3=Lx2+(z+g)・tanβ ・・・(5)
で表される値にする必要がある。
In order to perform processing with excellent quality, the optical axis of the actual laser beam reflected by the galvanometer mirror 6 must be incident on the point Px0 whose coordinates on the plane Q are Lx0. That is, the coordinate value Lx3 of the target position is expressed as Lx3 = Lx2 + (z + g) · tan β (5)
It must be a value represented by.

ここで、角度αは±0〜10度であるので、tanαをαに置き換えると、式3は式6に変形できる。   Here, since the angle α is ± 0 to 10 degrees, when tan α is replaced with α, Equation 3 can be transformed into Equation 6.

tanβ=dx・α/f ・・・(6)
式6を式5に代入し、さらにzに比べて十分小さいgを無視すると、
Lx3=Lx2+z・dx・α/f ・・・(7)
が得られる。
tan β = dx · α / f (6)
Substituting Equation 6 into Equation 5 and ignoring g sufficiently smaller than z,
Lx3 = Lx2 + z · dx · α / f (7)
Is obtained.

式2を式7に代入すると、
Lx3=Lx2+z・dx・(Lx2/f)/f
=Lx2(1+z・dx/f) ・・・(8)
が得られる。
Substituting Equation 2 into Equation 7,
Lx3 = Lx2 + z · dx · (Lx2 / f) / f
= Lx2 (1 + z · dx / f 2 ) (8)
Is obtained.

式8におけるdx、fは装置によって予め定まる値であり、zは予め定める値である。したがって、第2層を加工する場合の目標位置のX座標値Lx3を第1層を加工する場合の目標位置のX座標値Lx2から定めることができる。   In Expression 8, dx and f are values determined in advance by the apparatus, and z is a predetermined value. Therefore, the X coordinate value Lx3 of the target position when processing the second layer can be determined from the X coordinate value Lx2 of the target position when processing the first layer.

そして、同図に示すように、設計上のレーザビームの光軸x31は前側焦点F1および点M3を通り、ガルバノミラー6で反射された実際のレーザビームの光軸x32は点M3を通り面Q上のX座標値がLx0の点Px0に結像する。   As shown in the figure, the optical axis x31 of the designed laser beam passes through the front focal point F1 and the point M3, and the optical axis x32 of the actual laser beam reflected by the galvanometer mirror 6 passes through the point M3 and passes through the surface Q. An image is formed at a point Px0 where the upper X coordinate value is Lx0.

また、Y座標についても、X座標値を求める手順と同様にして定めることができる。すなわち、ガルバノミラー7の反射面とfθレンズ1の前側焦点F1との距離をdy、第1層を加工する場合の目標位置のY座標値をLy2とすると、第2層を加工する場合の目標位置のY座標値Ly3を、
Ly3=Ly2(1−z・dy/f) ・・・(9)
式9により定めることができる。
Also, the Y coordinate can be determined in the same manner as the procedure for obtaining the X coordinate value. That is, if the distance between the reflecting surface of the galvano mirror 7 and the front focal point F1 of the fθ lens 1 is dy, and the Y coordinate value of the target position when processing the first layer is Ly2, the target when processing the second layer The Y coordinate value Ly3 of the position is
Ly3 = Ly2 (1-z · dy / f 2 ) (9)
Equation 9 can be used.

なお、上記において、dx,dy,α,θ,Lx,Lyの符号は以下のように定める。   In the above, the signs of dx, dy, α, θ, Lx, Ly are determined as follows.

すなわち、前側焦点F1を基準にして、fθレンズ1に対して遠い側のdxはプラス,fθレンズ1に対して近い側のdyはマイナス、また、α,θは中心軸0に対して右下りに入射する場合はプラス、左下りに入射する場合はマイナスである。また、中心軸0を加工領域の中心(原点)においた時、Lxは右方向がプラス、左方向がマイナス、Lyは上方向がプラス、下方向がマイナスである。   That is, with reference to the front focal point F1, dx on the side far from the fθ lens 1 is plus, dy on the side near the fθ lens 1 is minus, and α and θ are descending to the right with respect to the central axis 0. Is positive when incident on the left, and negative when incident on the left-hand side. When the center axis 0 is set at the center (origin) of the machining area, Lx is positive in the right direction, negative in the left direction, Ly is positive in the upward direction, and negative in the downward direction.

次に、本発明の動作を説明する。
加工に先立ち、補正値取得作業を行う。次に、加工プログラムで指定される座標値(Lx0,Ly0)に代えて補正された座標値(Lx2,Ly2)にレーザビームを位置決めし、第1層に穴を加工する。第1層のすべての加工が終了したら、プリント基板3とfθレンズ1との距離をzだけ広げ、加工プログラムで指定される座標値(Lx0,Ly0)に代えてLx2とLy2および式8,9を用いて得られる座標値(Lx3,Ly3)にレーザビームを位置決めし、第2層に穴を加工する。
Next, the operation of the present invention will be described.
Prior to processing, correction value acquisition work is performed. Next, the laser beam is positioned at the corrected coordinate values (Lx2, Ly2) instead of the coordinate values (Lx0, Ly0) specified by the machining program, and a hole is machined in the first layer. When all the processing of the first layer is completed, the distance between the printed circuit board 3 and the fθ lens 1 is increased by z, and Lx2 and Ly2 and Expressions 8 and 9 are used instead of the coordinate values (Lx0, Ly0) specified by the processing program. The laser beam is positioned at the coordinate values (Lx3, Ly3) obtained using, and a hole is processed in the second layer.

以上説明したように、本発明では、フォーカス条件での加工穴位置ズレ量を計測することによりフォーカス加工およびデフォーカス加工双方の補正情報の処理が完了するので、作業能率を向上させることができる。   As described above, according to the present invention, since the processing of the correction information for both the focus processing and the defocus processing is completed by measuring the amount of displacement of the processing hole position under the focus condition, the work efficiency can be improved.

図2は、本発明の効果を説明する図であり、zを3.5mmとした場合の第2層をLx2およびLy2を用いて加工した場合と、Lx3およびLy3を用いて加工した場合の目標位置に対するずれを実測した値である。なお、加工領域は50mm×50mm、加工ピッチは10mmである。   FIG. 2 is a diagram for explaining the effect of the present invention. The target when the second layer is processed using Lx2 and Ly2 and the processing is performed using Lx3 and Ly3 when z is 3.5 mm. It is a value obtained by actually measuring the displacement with respect to the position. The processing area is 50 mm × 50 mm, and the processing pitch is 10 mm.

同図から明らかなように、本発明により、すなわち目標位置の座標値を(Lx3,Ly3)として第2層を加工する場合のずれ量は−8μmから+7μmの範囲である。これに対して、第2層を第1層を加工する位置とした場合、すなわち目標位置の座標値を(Lx2,Ly2)とした場合には、ずれ量が−56μmから+84μmの範囲になっている。したがって、小径例えば50μmの穴を加工する場合、第2層を加工するためのレーザビームのエネルギ密度を第1層を加工する場合の1/4(直径は2倍)にすると、レーザビームが所望の加工位置から外れてしまい穴を加工することができない。   As is apparent from the figure, the amount of deviation in the case of processing the second layer according to the present invention, that is, with the coordinate value of the target position as (Lx3, Ly3) is in the range of −8 μm to +7 μm. On the other hand, when the second layer is the position where the first layer is processed, that is, when the coordinate value of the target position is (Lx2, Ly2), the deviation amount is in the range of −56 μm to +84 μm. Yes. Therefore, when processing a hole having a small diameter, for example, 50 μm, if the energy density of the laser beam for processing the second layer is ¼ (the diameter is twice) that for processing the first layer, the laser beam is desired. The hole cannot be machined because it is out of the machining position.

本発明の原理を説明するための原理説明図である。It is a principle explanatory drawing for demonstrating the principle of this invention. 本発明の効果を説明する図である。It is a figure explaining the effect of this invention. レーザ加工装置の構成図である。It is a block diagram of a laser processing apparatus. fθレンズ1の機能を説明する機能説明図である。FIG. 2 is a function explanatory diagram for explaining functions of an fθ lens 1.

符号の説明Explanation of symbols

1 fθレンズ
3 プリント基板
1 fθ lens 3 Printed circuit board

Claims (1)

実際の照射位置の設計上の照射位置に対するずれを予め補正値として求めておき、加工プログラムで指定された穴の中心のXY座標値に前記補正値を加算して目標位置のXY座標値を定め、定めた目標位置のXY座標値に基づいて1対のミラーの回転角度を定め、前記1対のミラーで位置を定められたレーザビームをfθレンズにより集光して複数の材質の異なる層が積層された被加工物の表面第1層から第1層の下層の第2層を貫通し第3層に達する穴を加工するレーザ加工方法において、
所望の形状を被加工物表面に結像させて前記第1層に穴を加工した後、前記fθレンズと前記被加工物表面との間隔を予め定める距離だけ拡げ、前記第1層を加工した目標位置のXY座標値に基づいて前記第2層を加工する場合の目標位置のXY座標値を定め、定めたXY座標値に基づいて前記第2層に穴を加工することを特徴とするレーザ加工方法。
A deviation of the actual irradiation position from the designed irradiation position is obtained in advance as a correction value, and the XY coordinate value of the target position is determined by adding the correction value to the XY coordinate value of the center of the hole designated by the machining program. The rotation angle of the pair of mirrors is determined based on the XY coordinate value of the determined target position, and the laser beam whose position is determined by the pair of mirrors is condensed by the fθ lens, and a plurality of layers made of different materials are formed. In the laser processing method for processing a hole that penetrates the second layer under the first layer from the surface first layer of the stacked workpieces and reaches the third layer,
After forming a desired shape on the workpiece surface and machining a hole in the first layer, the distance between the fθ lens and the workpiece surface is increased by a predetermined distance to process the first layer. A laser which defines an XY coordinate value of a target position when processing the second layer based on an XY coordinate value of a target position, and processes a hole in the second layer based on the determined XY coordinate value Processing method.
JP2005159898A 2005-05-31 2005-05-31 Laser processing method Active JP4522322B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005159898A JP4522322B2 (en) 2005-05-31 2005-05-31 Laser processing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005159898A JP4522322B2 (en) 2005-05-31 2005-05-31 Laser processing method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006339266A JP2006339266A (en) 2006-12-14
JP4522322B2 true JP4522322B2 (en) 2010-08-11

Family

ID=37559592

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005159898A Active JP4522322B2 (en) 2005-05-31 2005-05-31 Laser processing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4522322B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017217682A (en) * 2016-06-10 2017-12-14 パナソニックIpマネジメント株式会社 Laser beam machining device and laser beam machining method
JP7412925B2 (en) * 2019-08-26 2024-01-15 キヤノン株式会社 Optical device and article manufacturing method
JP2021087967A (en) * 2019-12-03 2021-06-10 株式会社ディスコ Method for adjusting laser processing device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004249364A (en) * 2002-12-26 2004-09-09 Hitachi Via Mechanics Ltd Multi-beam laser drilling apparatus
JP2006259127A (en) * 2005-03-16 2006-09-28 Sumitomo Heavy Ind Ltd Optical device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004249364A (en) * 2002-12-26 2004-09-09 Hitachi Via Mechanics Ltd Multi-beam laser drilling apparatus
JP2006259127A (en) * 2005-03-16 2006-09-28 Sumitomo Heavy Ind Ltd Optical device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006339266A (en) 2006-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2008238184A (en) Laser beam machining apparatus
JP2003200286A (en) Laser microspot welding equipment
US20130235387A1 (en) Three-dimensional measuring device and method
JP2013169559A (en) Laser beam machining apparatus and laser beam machining method
WO2018047823A1 (en) Laser machining device
JP2010162559A (en) Laser processing method, processing device and workpiece
CN104384727A (en) Device for processing aluminum oxide ceramic by fiber laser and method thereof
JP2010036196A (en) Laser scribing method and apparatus
JP2007290932A (en) Scribing apparatus and scribing method
JPH10328873A (en) Laser beam machining device
JP4522322B2 (en) Laser processing method
JP2005177788A (en) Laser beam machining apparatus
JP4711774B2 (en) Processing method for flat work
JP2007029989A (en) Apparatus and method for laser beam machining
JP2005118815A (en) Laser beam machining method and laser beam machining apparatus
JP7262081B2 (en) LASER PROCESSING DEVICE AND OPTICAL ADJUSTMENT METHOD
JP2007029990A (en) Laser beam machining apparatus, and laser beam machining method
JP3682295B2 (en) Laser processing equipment
JP2002001561A (en) Oval hole machining method and its apparatus
JP2021037527A (en) Laser processing device and optical adjustment method
JP2006289419A (en) Laser beam machining apparatus
JP4351955B2 (en) Reference point position determination method
KR101519920B1 (en) Apparatus and method for forming fine pattern of printing roll
JP7285465B2 (en) LASER PROCESSING DEVICE, LASER PROCESSING METHOD, AND CORRECTION DATA GENERATION METHOD
CN102649194A (en) Laser processing method and laser processing device for optical blind spots

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070828

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100511

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100525

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4522322

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130604

Year of fee payment: 3

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313532

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350