JP6869623B2 - Laser processing equipment - Google Patents
Laser processing equipment Download PDFInfo
- Publication number
- JP6869623B2 JP6869623B2 JP2017206874A JP2017206874A JP6869623B2 JP 6869623 B2 JP6869623 B2 JP 6869623B2 JP 2017206874 A JP2017206874 A JP 2017206874A JP 2017206874 A JP2017206874 A JP 2017206874A JP 6869623 B2 JP6869623 B2 JP 6869623B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- processing
- path
- reflected light
- incident
- laser
- 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
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/38—Removing material by boring or cutting
- B23K26/382—Removing material by boring or cutting by boring
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/067—Dividing the beam into multiple beams, e.g. multifocusing
- B23K26/0676—Dividing the beam into multiple beams, e.g. multifocusing into dependently operating sub-beams, e.g. an array of spots with fixed spatial relationship or for performing simultaneously identical operations
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/70—Auxiliary operations or equipment
- B23K26/702—Auxiliary equipment
- B23K26/705—Beam measuring device
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/36—Electric or electronic devices
- B23K2101/42—Printed circuits
Description
本発明は、レーザ加工装置に関する。 The present invention relates to a laser processing apparatus.
プリント配線基板への穴明け等を行うレーザ加工装置において、加工対象物からの反射光を検出して加工状態を判定する技術が公知である。例えば、レーザ発振器から出射され加工対象物である多層基板で反射された反射光の反射光強度から、レーザ光を制御するレーザ加工装置が公知である(特許文献1)。 In a laser processing apparatus for drilling holes in a printed wiring board, a technique of detecting reflected light from an object to be processed to determine a processing state is known. For example, a laser processing apparatus that controls a laser beam from the reflected light intensity of the reflected light emitted from a laser oscillator and reflected by a multilayer substrate to be processed is known (Patent Document 1).
レーザ加工効率を高めるために、レーザ発振器から出力されたレーザビームを2分岐させて、2本のレーザビームでレーザ加工(2軸加工)を行うレーザ加工装置が用いられている。2軸加工を行う場合に、加工状態を判定するために、2本のレーザビームごとに反射光を測定しなければならない。 In order to improve the laser processing efficiency, a laser processing apparatus is used in which a laser beam output from a laser oscillator is branched into two and laser processing (two-axis processing) is performed with the two laser beams. When performing biaxial machining, the reflected light must be measured for each of the two laser beams in order to determine the machining state.
本発明の目的は、2本のレーザビームで加工を行い、2本のレーザビームごとに反射光の強度を測定することが可能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 capable of processing with two laser beams and measuring the intensity of reflected light for each of the two laser beams.
本発明の一観点によると、
レーザビームの分岐及び合流を行う分岐合流光学系であって、前記分岐合流光学系への入射経路に沿って前記分岐合流光学系に入射するレーザビームを偏光方向に応じて第1の加工経路及び第2の加工経路に分岐させ、前記第1の加工経路及び前記第2の加工経路に沿って前記分岐合流光学系にそれぞれ入射する第1の反射光及び第2の反射光を、前記入射経路とは異なる測定経路に合流させる前記分岐合流光学系と、
前記測定経路に合流された前記第1の反射光及び前記第2の反射光を異なる経路に分岐させる分岐素子と、
前記分岐素子で分岐された前記第1の反射光の強度を測定する第1の光検出器と、
前記分岐素子で分岐された前記第2の反射光の強度を測定する第2の光検出器と
を有するレーザ加工装置が提供される。
According to one aspect of the invention
A branching / merging optical system that branches and merges a laser beam, in which a laser beam incident on the branching / merging optical system along an incident path to the branching / merging optical system is subjected to a first processing path and a polarization direction according to the polarization direction. The first reflected light and the second reflected light, which are branched into the second processing path and are incident on the branching and merging optical system along the first processing path and the second processing path, respectively, are transferred to the incident path. The branch merging optical system that merging into a measurement path different from that of
A branching element that branches the first reflected light and the second reflected light merged into the measurement path into different paths.
A first photodetector that measures the intensity of the first reflected light branched by the branching element, and
A laser processing apparatus including a second photodetector for measuring the intensity of the second reflected light branched by the branching element is provided.
第1の加工経路と第2の加工経路との2本のレーザビームで加工を行うことができる。2本のレーザビームごとに反射光の強度を測定することが可能である。 Machining can be performed with two laser beams, a first machining path and a second machining path. It is possible to measure the intensity of reflected light for each of the two laser beams.
図1〜図4を参照して、実施例によるレーザ加工装置について説明する。
図1は、実施例によるレーザ加工装置の概略図である。レーザ光源10が、加工用のパルスレーザビームを出力する。レーザ光源10には、例えば炭酸ガスレーザが用いられる。
The laser processing apparatus according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
FIG. 1 is a schematic view of a laser processing apparatus according to an embodiment. The
レーザ光源10から出力されたパルスレーザビームが入射経路Piに沿って分岐合流光学系11に入射する。分岐合流光学系11は、入射経路Piに沿って入射するレーザビームを、偏光方向に応じて、加工対象物50に向かう第1の加工経路P1及び第2の加工経路P2に分岐させる。さらに、加工対象物50で反射され、第1の加工経路P1及び第2の加工経路P2をそれぞれ逆方向に進行する第1の反射光及び第2の反射光を、入射経路Piとは異なる測定経路Pmに合流させる。
The pulsed laser beam output from the
分岐合流光学系11は、例えば第1の偏光ビームスプリッタ12、第1の偏光光学素子13A、及び第2の偏光光学素子13Bを含む。第1の偏光ビームスプリッタ12は、入射経路Piに沿って入射するレーザビームのP偏光成分を透過させ、S偏光成分を反射する。P偏光成分とS偏光成分とのパワーが等しくなるように、入射するレーザビームの偏光方向が調整されている。第1の偏光ビームスプリッタ12を透過したP偏光成分が第1の加工経路P1に沿って伝搬し、第1の偏光ビームスプリッタ12で反射されたS偏光成分が第2の加工経路P2に沿って伝搬する。
The branching and merging
第1の偏光光学素子13Aは、第1の加工経路P1に配置されている。第1の加工経路P1を往路と復路とで2回通過するレーザビームは、その偏光方向を90°回転させる。これにより、第1の加工経路P1を戻る第1の反射光は、第1の偏光ビームスプリッタ12で反射される。第2の偏光光学素子13Bは、第2の加工経路P2に配置されている。第2の加工経路P2を往路と復路とで2回通過するレーザビームは、その偏光方向を90°回転させる。これにより、第2の加工経路P2を戻る第2の反射光は、第1の偏光ビームスプリッタ12を透過する。第1の偏光光学素子13A及び第2の偏光光学素子13Bには、例えば1/4波長板を用いることができる。
The first polarizing
分岐合流光学系11と加工対象物50との間の第1の加工経路P1に、第1のビーム走査器20A及び第1の集光レンズ22Aが配置されている。同様に、第2の加工経路P2に、第2のビーム走査器20B及び第2の集光レンズ22Bが配置されている。第1の加工経路P1及び第2の加工経路P2の脇に、それぞれ第1のビームダンパ21A及び第2のビームダンパ21Bが配置されている。
The
加工対象物50がステージ45に保持されている。ステージ45は、加工対象物50を、その表面(被加工面)に平行な二次元方向(x方向とy方向)に移動させる機能を持つ。加工対象物50は例えばプリント基板であり、レーザビームによって穴明け加工が行われる。
The object to be processed 50 is held on the
第1のビーム走査器20Aは、レーザビームを二次元方向に走査する。第1のビーム走査器20Aとして、例えば一対の可動ミラーを持つガルバノスキャナを用いることができる。走査されたレーザビームが第1の集光レンズ22Aによって加工対象物50の被加工面に集光される。第1の集光レンズ22Aとして、例えばfθレンズが用いられる。第1のビーム走査器20Aは、第1のビームダンパ21Aに向けてレーザビームを偏向させる機能を持つ。レーザビームが第1のビームダンパ21Aに向けて偏向されている状態のとき、レーザビームは加工対象物50に入射しない。
The
第2の加工経路P2に配置された第2のビーム走査器20B、第2の集光レンズ22B、及び第2の加工経路P2の脇に配置された第2のビームダンパ21Bは、それぞれ第1のビーム走査器20A、第1の集光レンズ22A、及び第1のビームダンパ21Aと同様の機能を持つ。
The
第1の加工経路P1を逆方向に伝搬して第1の偏光ビームスプリッタ12で反射された第1の反射光、及び第2の加工経路P2を逆方向に伝搬して第1の偏光ビームスプリッタ12を透過した第2の反射光は、測定経路Pmに合流する。測定経路Pmに合流した第1の反射光及び第2の反射光が、第2の偏光ビームスプリッタ30に入射する。第2の偏光ビームスプリッタ30は、第1の反射光と第2の反射光とを異なる経路に分岐させる分岐素子としての機能を持つ。第2の偏光ビームスプリッタ30で分岐された後の2つの経路に、それぞれ第1の光検出器31A及び第2の光検出器31Bが配置されている。第1の反射光及び第2の反射光が、それぞれ第1の光検出器31A及び第2の光検出器31Bに入射する。
The first reflected light propagating in the first processing path P1 in the opposite direction and reflected by the first polarizing
第1の光検出器31A及び第2の光検出器31Bは、それぞれ第1の反射光及び第2の反射光の強度を測定する。測定結果が制御装置40に入力される。
The
制御装置40は、レーザ光源10から出力されるパルスレーザビームの出力タイミング及び出力パワーを制御する。さらに、第1のビーム走査器20A及び第2のビーム走査器20Bを制御することにより、第1の加工経路P1及び第2の加工経路P2を伝搬するレーザビームを走査する。さらに、ステージ45を制御することにより、加工対象物50を目標とする位置に移動させる。
The
記憶装置41に、加工に必要となる情報、例えば、加工対象物50上の複数の被加工点の位置情報、加工順序を指令する情報、レーザ照射条件等が記憶されている。レーザ照射条件には、パルス幅、出力パワー、被加工点の各々に入射させるショット数等が含まれる。制御装置40は、レーザ加工中に第1の光検出器31A及び第2の光検出器31Bで測定された反射光の強度の検出結果を、被加工点の各々に対応付けて記憶装置41に記憶させる機能を持つ。
The
制御装置40は、第1の光検出器31A及び第2の光検出器31Bによってそれぞれ検出された被加工点ごとの反射光の強度に応じて、被加工点ごとにレーザビームの照射条件を決定する機能を有する。第1の加工経路P1を伝搬して加工対象物50に入射するレーザビームの照射条件と、第2の加工経路P2を伝搬して加工対象物50に入射するレーザビームの照射条件とは、別々に調整することが可能である。
The
次に、図2A〜図2Cを参照して、加工対象物50の加工前の構造、加工途中段階の構造、及び加工後の構造について説明する。 Next, with reference to FIGS. 2A to 2C, the structure of the object to be machined 50 before machining, the structure in the middle of machining, and the structure after machining will be described.
図2Aは、加工前の加工対象物50の、1つの被加工点の近傍部分の断面図である。ガラスエポキシ等の誘電体基板51の内層に、内層導体膜52が配置されている。誘電体基板51の被加工面に表面導体膜53が配置され、裏面に裏面導体膜54が配置されている。
FIG. 2A is a cross-sectional view of a portion of the
図2Bは、加工用のパルスレーザビームを1ショット入射させた後の、加工対象物50の部分断面図である。パルスレーザビームの1ショットの入射により、表面導体膜53を貫通する凹部55が形成される。表面導体膜53の下の誘電体基板51の一部もレーザ照射によって除去され、凹部55は、内層導体膜52の上面よりやや浅い位置まで達する。
FIG. 2B is a partial cross-sectional view of the object to be processed 50 after one shot of a pulsed laser beam for processing is incident. The incident of one shot of the pulsed laser beam forms a
図2Cは、加工後の加工対象物50の部分断面図である。図2Bに示した加工時よりパルスエネルギ密度の小さなパルスレーザビームを1ショットまたは複数ショット入射させる。これにより、凹部55が内層導体膜52の上面まで達し、内層導体膜52が露出する。
FIG. 2C is a partial cross-sectional view of the processed
図2Bに示した加工時のパルスエネルギ密度のばらつき、誘電体基板51内のガラス繊維の密度のばらつき、表面導体膜53の厚さのばらつき等により、1ショットで形成される凹部55の深さにもばらつきが生じる。凹部55が内層導体膜52に達し、内層導体膜52の一部分が露出する場合もある。内層導体膜52が露出すると、反射光の強度が大きくなる。第1の光検出器31A及び第2の光検出器31B(図1)で、それぞれ第1の反射光の強度及び第2の反射光の強度を測定することにより、図2Bに示した1ショットで加工された凹部55の深さ、大きさ等の加工状況に関する情報を得ることができる。
Depth of the
1ショット目の加工で既に内層導体膜52が露出している状態のときに、規定の照射条件で2ショット目以降の加工を行うと、内層導体膜52が受けるダメージが大きくなる。この場合には、2ショット目以降のパルスレーザビームのパルスエネルギ密度を低下させるか、ショット数を少なくすることが好ましい。
If the inner
次に、図3A及び図3Bを参照して、パルスレーザビームの入射と、入射位置の移動手順について説明する。 Next, with reference to FIGS. 3A and 3B, the incident of the pulsed laser beam and the procedure for moving the incident position will be described.
図3Aは、加工対象物50の一部の概略平面図である。加工対象物50の被加工面に複数の走査領域61が画定されている。1つの走査領域61は、第1のビーム走査器20A及び第2のビーム走査器20B(図1)で走査可能な大きさである。1つの走査領域61が第1の加工経路P1を伝搬するレーザビームで加工され、他の1つの走査領域61が第2の加工経路P2を伝搬するレーザビームによって加工される。
FIG. 3A is a schematic plan view of a part of the object to be processed 50. A plurality of
走査領域61の各々の内部に、複数の被加工点62が画定されている。複数の被加工点62に順番にパルスレーザビームを入射させることにより、穴明け加工を行う。本実施例では、まず、1つの走査領域61内のすべての被加工点62に、図2Bに示した表面導体膜53を貫通する凹部55を形成する。その後、同一の走査領域61内の各被加工点62に2ショット目以降のレーザパルスを入射させて、図2Cに示したように凹部55を掘り進める。2ショット目以降のレーザパルスは、1つの被加工点62に連続して入射させる。このように、1ショット目をすべての被加工点62に入射させた後、2ショット目以降の加工を行う方法は、サイクル加工と呼ばれる。
A plurality of work points 62 are defined inside each of the
図3Bは、加工対象物50へのパルスレーザビームの入射、及び第1のビーム走査器20A、第2のビーム走査器20B(図1)の駆動期間を示すタイミングチャートである。期間T1において、図2Bに示した表面導体膜53の加工が行われる。期間T1においては、複数の被加工点62の各々へのレーザパルスLP1の出力と、第1のビーム走査器20A及び第2のビーム走査器20Bの駆動とを交互に繰り返す。第1のビーム走査器20A及び第2のビーム走査器20Bによって走査されたレーザビーム入射位置が被加工点62に整定された後、レーザパルスLP1が出力される。
FIG. 3B is a timing chart showing the incident of the pulsed laser beam on the object to be processed 50 and the driving period of the
期間T2及び期間T3において、図2Cに示した誘電体基板51の加工が行われる。期間T2においては、複数の被加工点62に1つずつレーザパルスLP2を入射させる。同様に、期間T3においても、複数の被加工点62に1つずつレーザパルスLP3を入射させる。図3Bでは、図2Cに示した工程で1つの被加工点62に2つのレーザパルスLP2、LP3を入射させる例を示している。なお、1つの被加工点62に入射させるショット数は、照射するパルスレーザビームのパルスエネルギ密度、内層導体膜52までの深さ、誘電体基板51の材質等によって最適な個数に設定される。図2Cに示した工程で1つのレーザパルスのみを入射させる場合には、図3Bに示した期間T3の処理は不要である。
During the period T2 and the period T3, the
次に、図4を参照して本実施例によるレーザ加工装置を用いて穴明け加工する手順について説明する。 Next, a procedure for drilling a hole using the laser machining apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
図4は、本実施例によるレーザ加工装置を用いて穴明け加工を行う手順を示すフローチャートである。まず、制御装置40(図1)が第1のビーム走査器20A及び第2のビーム走査器20Bを制御して、第1の加工経路P1及び第2の加工経路P2のレーザビームの入射位置を、最初に加工すべき被加工点62(図3A)の位置に整定させる(ステップS1)。被加工点62の位置は、記憶装置41に記憶されている。第1のビーム走査器20A及び第2のビーム走査器20Bが整定されると、制御装置40がレーザ光源10を制御し、1ショットのパルスレーザビームを出力させる(ステップS2)。これにより、図2Bに示した凹部55が形成される。
FIG. 4 is a flowchart showing a procedure for drilling using the laser machining apparatus according to the present embodiment. First, the control device 40 (FIG. 1) controls the
第1の加工経路P1及び第2の加工経路P2をそれぞれ逆方向に伝搬する第1の反射光及び第2の反射光の強度が第1の光検出器31A及び第2の光検出器31B(図1)で測定される。制御装置40(図1)は、第1の光検出器31A及び第2の光検出器31Bによって測定された第1の反射光及び第2の反射光の強度の検出結果を取得し、被加工点62ごとに第1の反射光及び第2の反射光の強度の測定結果を記憶装置41に記憶させる(ステップS3)。
The intensities of the first reflected light and the second reflected light propagating in the opposite directions in the first processing path P1 and the second processing path P2 are the
走査領域61(図1)内のすべての被加工点62への1ショット目のレーザビームの入射が終了した場合には、第1の加工経路P1及び第2の加工経路P2のレーザビームの入射位置を、それぞれ最初の被加工点62の位置に整定させる(ステップS5)。走査領域61(図1)内に未加工の被加工点62が残っている場合には、第1の加工経路P1及び第2の加工経路P2のレーザビームの入射位置を、次に加工すべき被加工点62の位置に整定させ(ステップS4)、ステップS2及びS3を繰り返し実行する。
When the incident of the laser beam of the first shot to all the processing points 62 in the scanning region 61 (FIG. 1) is completed, the incident of the laser beam of the first processing path P1 and the second processing path P2 is completed. The positions are set at the positions of the first work points 62 (step S5). If an
ステップS5の後、第1の加工経路P1及び第2の加工経路P2ごとに、記憶装置41に記憶されている被加工点62(図3A)に対応する反射光の強度に基づいて、レーザビームの照射条件を決定する(ステップS6)。
After step S5, for each of the first processing path P1 and the second processing path P2, the laser beam is based on the intensity of the reflected light corresponding to the processed point 62 (FIG. 3A) stored in the
以下、照射条件の決定方法について説明する。例えば、反射光の強度が標準値より高い場合、1ショット目の加工で既に内層導体膜52(図2B)の一部が露出していると考えられる。反射光の強度が高いほど、内層導体膜52が露出している面積が大きいと考えられる。内層導体膜52が露出している状態のとき、内層導体膜52の損傷を抑制するために、2ショット目以降のパルスレーザビームの照射によるエネルギ投入量を標準値より少なくすることが好ましい。例えば、反射光の強度が高いほど、エネルギ投入量を少なくすることが好ましい。エネルギ投入量は、1パルス当たりのエネルギ密度(パルスエネルギ密度)、または照射するショット数により調整することができる。パルスエネルギ密度を調整するには、パルス幅及びレーザパルスの強度の少なくとも一方を調整するとよい。
Hereinafter, a method for determining irradiation conditions will be described. For example, when the intensity of the reflected light is higher than the standard value, it is considered that a part of the inner layer conductor film 52 (FIG. 2B) is already exposed by the processing of the first shot. It is considered that the higher the intensity of the reflected light, the larger the exposed area of the inner
反射光の強度と、2ショット目以降のパルスレーザビームの照射条件との関係は、予め種々の評価実験を行って決めておき、記憶装置41に記憶しておくとよい。制御装置40は、記憶装置41に記憶されているこの関係を参照して、2ショット目以降の照射条件を決定する。
The relationship between the intensity of the reflected light and the irradiation conditions of the pulsed laser beam after the second shot may be determined in advance by conducting various evaluation experiments and stored in the
照射条件を決定した後、制御装置40は、ステップS6で決定された照射条件で被加工点62にレーザ照射を行う(ステップS7)。この照射により、図2Cに示した凹部55が形成され、凹部55の底面に内層導体膜52が露出する。
After determining the irradiation conditions, the
走査領域61(図1)内のすべての被加工点62への2ショット目以降のレーザビームの入射が終了した場合には、現在加工している走査領域61の加工を終了する。未加工の走査領域61が残っている場合には、ステージ45を駆動した後、図4に示した処理を再度実行する。
When the incident of the laser beam from the second shot onward to all the processing points 62 in the scanning area 61 (FIG. 1) is completed, the processing of the
走査領域61(図1)内に、2ショット目以降のレーザビームの入射が行われていない被加工点62が残っている場合には、第1の加工経路P1及び第2の加工経路P2のレーザビームの入射位置を次に加工すべき被加工点62の位置に整定させる(ステップS8)。その後、ステップS6及びS7を実行する。
When the processed
次に、ステップS6で決定された照射条件でレーザ照射を行う(ステップS7)方法の具体例について説明する。 Next, a specific example of the method of performing laser irradiation under the irradiation conditions determined in step S6 (step S7) will be described.
第1の加工経路P1の照射条件と第2の加工経路P2の照射条件とが同一である場合、制御装置40はレーザ光源10から出力されるパルスレーザビームのパルス幅を、決定された照射条件になるように調整する。その他に、レーザ光源10から出力されるパルスレーザビームのショット数を調整してもよい。
When the irradiation condition of the first processing path P1 and the irradiation condition of the second processing path P2 are the same, the
第1の加工経路P1の照射条件と第2の加工経路P2の照射条件とが異なる場合には、例えば、以下に説明するいずれかの具体的な方法により加工経路ごとに照射条件を調整する。 When the irradiation conditions of the first processing path P1 and the irradiation conditions of the second processing path P2 are different, for example, the irradiation conditions are adjusted for each processing path by any specific method described below.
第1の具体例では、第1の加工経路P1と第2の加工経路P2とでショット数を異ならせる。制御装置40は、第1の加工経路P1と第2の加工経路P2とで必要なショット数の多い方に基づいてレーザ光源10を制御する。必要なショット数が少ない方の加工経路では、制御装置40が第1のビーム走査器20Aまたは第2のビーム走査器20Bを制御して、余分なレーザパルスを第1のビームダンパ21Aまたは第2のビームダンパ21Bに入射させる。
In the first specific example, the number of shots is made different between the first processing path P1 and the second processing path P2. The
第2の具体例では、第1の偏光ビームスプリッタ12によるレーザビームの分岐比を調整することにより、第1の加工経路P1を伝搬するレーザビームの強度と第2の加工経路P2を伝搬するレーザビームの強度とを異ならせる。第1の偏光ビームスプリッタ12による分岐比の調整は、第1の偏光ビームスプリッタ12の手前にレーザビームの偏光方向を微調整する光学素子を配置し、偏光方向を微調整することにより行うことができる。
In the second specific example, the intensity of the laser beam propagating in the first processing path P1 and the laser propagating in the second processing path P2 are performed by adjusting the branching ratio of the laser beam by the first
次に、本実施例によるレーザ加工装置が持つ優れた効果について説明する。
本実施例では、1ショット目の加工時に生じる反射光の強度に応じて、2ショット目以降の照射条件を決定することにより、加工品質の向上を図ることができる。例えば、内層導体膜52(図2C)の損傷を抑制することができる。
Next, the excellent effect of the laser processing apparatus according to this embodiment will be described.
In this embodiment, the processing quality can be improved by determining the irradiation conditions for the second and subsequent shots according to the intensity of the reflected light generated during the processing of the first shot. For example, damage to the inner layer conductor film 52 (FIG. 2C) can be suppressed.
さらに、本実施例では、第1の加工経路P1を戻る第1の反射光と、第2の加工経路P2を戻る第2の反射光とを共通の測定経路Pm(図1)に合流させた後、分岐させることにより第1の反射光の強度と第2の反射光の強度とを別々に測定している。このため、加工経路ごとに、入射レーザビームの加工経路から反射光を分岐させる構成に比べて、光学素子の個数を削減することができる。 Further, in this embodiment, the first reflected light returning from the first processing path P1 and the second reflected light returning from the second processing path P2 are merged into the common measurement path Pm (FIG. 1). After that, the intensity of the first reflected light and the intensity of the second reflected light are measured separately by branching. Therefore, the number of optical elements can be reduced as compared with the configuration in which the reflected light is branched from the processing path of the incident laser beam for each processing path.
また、本実施例では、2ショット目以降の照射条件が2本の加工経路の間で異なる場合でも、加工経路ごとに別々に照射条件を調整することが可能である。その結果、2つの加工経路で加工される2つの被加工点62の両方の加工品質を高めることができる。 Further, in this embodiment, even if the irradiation conditions for the second and subsequent shots are different between the two processing paths, the irradiation conditions can be adjusted separately for each processing path. As a result, it is possible to improve the processing quality of both the two work points 62 processed in the two processing paths.
次に、図5及び図6を参照して、他の実施例によるレーザ加工装置について説明する。以下、図1〜図4に示した実施例と共通の構成については説明を省略する。 Next, the laser processing apparatus according to another embodiment will be described with reference to FIGS. 5 and 6. Hereinafter, the description of the configuration common to the examples shown in FIGS. 1 to 4 will be omitted.
図5は、本実施例によるレーザ加工装置における加工対象物50へのパルスレーザビームの入射、及び第1のビーム走査器20A、第2のビーム走査器20B(図1)の駆動期間を示すタイミングチャートである。図3Bに示した実施例では、1つの被加工点62に1ショット目のレーザパルスLP1を入射させた後、次の被加工点62に1ショット目のレーザパルスLP1を入射させた。本実施例では、1つの被加工点62に1ショット目のレーザパルスLP1を入射させた後、続けて2ショット目以降のレーザパルスLP2を同一の被加工点62に入射させる。1つの被加工点62の加工が完了したら、次の被加工点62の加工を行う。このような加工方法は、バースト加工と呼ばれる。
FIG. 5 shows the timing at which the pulsed laser beam is incident on the
図6は、本実施例によるレーザ加工装置を用いて穴明け加工を行う手順を示すフローチャートである。2本の加工経路のレーザビームの入射位置をそれぞれ被加工点62の位置に整定する処理(ステップS11)、及び1ショットのパルスレーザビームを出力させる処理(ステップS12)は、図4に示した実施例のステップS1及びステップS2の処理と同一である。 FIG. 6 is a flowchart showing a procedure for drilling using the laser machining apparatus according to the present embodiment. FIG. 4 shows a process of setting the incident positions of the laser beams of the two processing paths to the positions of the processing points 62 (step S11) and a process of outputting a one-shot pulsed laser beam (step S12). It is the same as the processing of step S1 and step S2 of the embodiment.
1ショットのレーザパルスを出力させた後、制御装置40(図1)は、第1の光検出器31A及び第2の光検出器31Bで測定された第1の反射光の強度及び第2の反射光の強度の測定結果を取得する(ステップS13)。2本の加工経路ごとに、ステップS13で取得された反射光の強度の測定結果に基づいて2ショット目以降のレーザビームの照射条件を決定する(ステップS14)。
After outputting the laser pulse of one shot, the control device 40 (FIG. 1) determines the intensity of the first reflected light and the second reflected light measured by the
照射条件を決定した後、制御装置40は、ステップS14で決定された照射条件で被加工点62へのレーザ照射を行う(ステップS15)。この照射により、図2Cに示した凹部55が形成され、凹部55の底面に内層導体膜52が露出する。
After determining the irradiation conditions, the
走査領域61(図3A)内に未加工の被加工点62が残っている場合には、2本の加工経路のレーザビームの入射位置を、それぞれ次の被加工点62の位置に整定させる(ステップS16)。その後、ステップS12からステップS15までの処理を繰り返す。走査領域61内のすべての被加工点62の加工が終了したら、現在加工中の走査領域61に対する処理を終了する。
When an
本実施例においても、図1〜図4に示した実施例と同様の効果が得られる。また、本実施例では、1つの被加工点62に対する1ショット目の加工と、2ショット目以降の加工とが連続して行われるため、反射光の強度の測定結果を記憶装置41に記憶させておくことなく、反射光の強度の測定後、直ちに2ショット目以降の照射条件を決定する。
Also in this example, the same effect as that of the examples shown in FIGS. 1 to 4 can be obtained. Further, in this embodiment, since the processing of the first shot and the processing of the second and subsequent shots with respect to one
上述の各実施例は例示であり、異なる実施例で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることは言うまでもない。複数の実施例の同様の構成による同様の作用効果については実施例ごとには逐次言及しない。さらに、本発明は上述の実施例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。 It goes without saying that each of the above embodiments is exemplary and the configurations shown in different examples can be partially replaced or combined. Similar effects and effects due to the same configuration of a plurality of examples will not be mentioned sequentially for each example. Furthermore, the present invention is not limited to the above-mentioned examples. For example, it will be obvious to those skilled in the art that various changes, improvements, combinations, etc. are possible.
10 レーザ光源
11 分岐合流光学系
12 第1の偏光ビームスプリッタ
13A 第1の偏光光学素子
13B 第2の偏光光学素子
20A 第1のビーム走査器
20B 第2のビーム走査器
21A 第1のビームダンパ
21B 第2のビームダンパ
22A 第1の集光レンズ
22B 第2の集光レンズ
30 第2の偏光ビームスプリッタ
31A 第1の光検出器
31B 第2の光検出器
40 制御装置
41 記憶装置
45 ステージ
50 加工対象物
51 誘電体基板
52 内層導体膜
53 表面導体膜
54 裏面導体膜
55 凹部
61 走査領域
62 被加工点
10 Laser
Claims (5)
前記測定経路に合流された前記第1の反射光及び前記第2の反射光を異なる経路に分岐させる分岐素子と、
前記分岐素子で分岐された前記第1の反射光の強度を測定する第1の光検出器と、
前記分岐素子で分岐された前記第2の反射光の強度を測定する第2の光検出器と
を有するレーザ加工装置。 A branching / merging optical system that branches and merges a laser beam, in which a laser beam incident on the branching / merging optical system along an incident path to the branching / merging optical system is subjected to a first processing path and a polarization direction according to the polarization direction. The first reflected light and the second reflected light, which are branched into the second processing path and are incident on the branching and merging optical system along the first processing path and the second processing path, respectively, are transferred to the incident path. The branch merging optical system that merging into a measurement path different from that of
A branching element that branches the first reflected light and the second reflected light merged into the measurement path into different paths.
A first photodetector that measures the intensity of the first reflected light branched by the branching element, and
A laser processing apparatus including a second photodetector for measuring the intensity of the second reflected light branched by the branching element.
前記入射経路に沿って入射するレーザビームの一部の成分を透過させて前記第1の加工経路に伝搬させ、一部の成分を反射して前記第2の加工経路に伝搬させる第1の偏光ビームスプリッタと、
前記第1の反射光が前記第1の偏光ビームスプリッタで反射されるように前記第1の加工経路を伝搬するレーザビームの偏光方向を回転させる第1の偏光光学素子と、
前記第2の反射光が前記第1の偏光ビームスプリッタを透過するように前記第2の加工経路を伝搬するレーザビームの偏光方向を回転させる第2の偏光光学素子と
を含む請求項1に記載のレーザ加工装置。 The branch merging optical system is
A first polarization that transmits a part of a component of a laser beam incident along the incident path and propagates it to the first processing path, and reflects a part of the component and propagates it to the second processing path. Beam splitter and
A first polarized optical element that rotates the polarization direction of the laser beam propagating in the first processing path so that the first reflected light is reflected by the first polarizing beam splitter.
The first aspect of claim 1 includes a second polarized optical element that rotates the polarization direction of the laser beam propagating in the second processing path so that the second reflected light passes through the first polarizing beam splitter. Laser processing equipment.
前記第1の加工経路を伝搬するレーザビームを走査する第1のビーム走査器と、
前記第2の加工経路を伝搬するレーザビームを走査する第2のビーム走査器と、
加工対象物上の複数の被加工点の位置を記憶する記憶装置と
を有し、
前記制御装置は、前記第1の光検出器及び前記第2の光検出器で検出された検出結果を、複数の前記被加工点の各々に対応付けて前記記憶装置に記憶させ、
複数の前記被加工点に入射させるレーザビームの照射条件を、前記被加工点に対応付けられて前記記憶装置に記憶された測定結果に基づいて決定する請求項3または4に記載のレーザ加工装置。 further,
A first beam scanner that scans a laser beam propagating in the first processing path, and
A second beam scanner that scans the laser beam propagating in the second processing path, and
It has a storage device that stores the positions of a plurality of work points on the object to be machined.
The control device stores the detection results detected by the first photodetector and the second photodetector in the storage device in association with each of the plurality of work points.
The laser processing apparatus according to claim 3 or 4, wherein the irradiation conditions of the laser beams incident on the plurality of processing points are determined based on the measurement results stored in the storage device in association with the processing points. ..
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017206874A JP6869623B2 (en) | 2017-10-26 | 2017-10-26 | Laser processing equipment |
TW107124415A TWI694880B (en) | 2017-10-26 | 2018-07-16 | Laser processing device |
KR1020180083469A KR102333897B1 (en) | 2017-10-26 | 2018-07-18 | Laser Processing Apparatus |
CN201810807564.4A CN109702328B (en) | 2017-10-26 | 2018-07-18 | Laser processing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017206874A JP6869623B2 (en) | 2017-10-26 | 2017-10-26 | Laser processing equipment |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019076937A JP2019076937A (en) | 2019-05-23 |
JP6869623B2 true JP6869623B2 (en) | 2021-05-12 |
Family
ID=66253813
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017206874A Active JP6869623B2 (en) | 2017-10-26 | 2017-10-26 | Laser processing equipment |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6869623B2 (en) |
KR (1) | KR102333897B1 (en) |
CN (1) | CN109702328B (en) |
TW (1) | TWI694880B (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102217738B1 (en) * | 2019-09-09 | 2021-02-22 | 원텍 주식회사 | Optical system for measuring irradiation position of laser beam |
CN112620964B (en) * | 2021-03-15 | 2021-06-04 | 金洲数控(北京)软件技术有限公司 | Laser processing control method based on cladding modeling |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3259695B2 (en) * | 1998-10-22 | 2002-02-25 | 松下電器産業株式会社 | Laser processing apparatus and laser processing method |
JP3491545B2 (en) | 1998-12-25 | 2004-01-26 | 松下電器産業株式会社 | Laser processing apparatus and processing method |
JP3642969B2 (en) * | 1999-02-09 | 2005-04-27 | 松下電器産業株式会社 | Laser processing apparatus and method |
US6639177B2 (en) * | 2001-03-29 | 2003-10-28 | Gsi Lumonics Corporation | Method and system for processing one or more microstructures of a multi-material device |
JP3926620B2 (en) | 2001-12-19 | 2007-06-06 | 日立ビアメカニクス株式会社 | Laser processing apparatus and method |
KR100584838B1 (en) * | 2004-10-13 | 2006-05-30 | 주식회사 이오테크닉스 | Method of calibrating of via hole laser drilling system |
JP4765378B2 (en) * | 2005-04-08 | 2011-09-07 | パナソニック株式会社 | Laser processing equipment |
JP2009123421A (en) * | 2007-11-13 | 2009-06-04 | Canon Inc | Method of manufacturing air tight container |
KR101300575B1 (en) * | 2011-09-30 | 2013-08-27 | 앰코 테크놀로지 코리아 주식회사 | Laser optical system for semiconductor package |
JP2013219168A (en) | 2012-04-09 | 2013-10-24 | Panasonic Corp | Laser machining device |
KR20150009123A (en) * | 2013-07-15 | 2015-01-26 | 삼성전자주식회사 | Apparatus of processing semiconductor using LASERs |
FR3020684B1 (en) * | 2014-04-30 | 2017-05-19 | Horiba Jobin Yvon Sas | SYSTEM AND METHOD FOR LUMINESCENT DISCHARGE SPECTROMETRY AND IN SITU MEASUREMENT OF THE DEPOSITION DEPTH OF A SAMPLE |
JP2016129203A (en) * | 2015-01-09 | 2016-07-14 | 株式会社ディスコ | Wafer processing method |
JP6277986B2 (en) | 2015-03-24 | 2018-02-14 | トヨタ自動車株式会社 | Laser welding apparatus and laser welding method |
JP6590382B2 (en) * | 2016-01-18 | 2019-10-16 | 三菱電機株式会社 | Power balance device and laser processing device for laser light |
-
2017
- 2017-10-26 JP JP2017206874A patent/JP6869623B2/en active Active
-
2018
- 2018-07-16 TW TW107124415A patent/TWI694880B/en active
- 2018-07-18 KR KR1020180083469A patent/KR102333897B1/en active IP Right Grant
- 2018-07-18 CN CN201810807564.4A patent/CN109702328B/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20190046609A (en) | 2019-05-07 |
TWI694880B (en) | 2020-06-01 |
CN109702328A (en) | 2019-05-03 |
JP2019076937A (en) | 2019-05-23 |
TW201916963A (en) | 2019-05-01 |
CN109702328B (en) | 2021-03-12 |
KR102333897B1 (en) | 2021-12-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101233229B1 (en) | A laser processing apparatus | |
JP6234296B2 (en) | Laser processing apparatus and laser processing method | |
JP4847435B2 (en) | Laser processing apparatus and laser processing method | |
JP4174267B2 (en) | Laser processing method | |
JP4559260B2 (en) | How to drill printed circuit boards | |
JP2001347388A (en) | Laser beam machining device and method of machining | |
JP6869623B2 (en) | Laser processing equipment | |
TWI784164B (en) | Processing method and processing device | |
JP4937011B2 (en) | Laser processing apparatus and laser processing method | |
TW201934236A (en) | Laser control apparatus and Laser processing method | |
TW201403980A (en) | Laser resonator control power, laser oscillator, and laser oscillation system | |
CN209895009U (en) | Diaphragm device and gene sequencer | |
JP3980289B2 (en) | Laser processing equipment | |
TWI818242B (en) | Control device of laser processing device, laser processing device and laser processing method | |
JP2008068288A (en) | Laser beam machining apparatus and laser beam machining method | |
JP3926620B2 (en) | Laser processing apparatus and method | |
JP2014183152A (en) | Via hole formation method and desmear device | |
JP2007111749A (en) | Laser beam machining device and laser beam machining method | |
JPH11320155A (en) | Laser beam machining method, machining equipment, and work | |
JP3180807B2 (en) | Laser processing method and processing device | |
KR100817824B1 (en) | Method of controlling the unit of determining laser beam position | |
JP2005118814A (en) | Laser beam machining method and laser beam machining apparatus | |
JP5178622B2 (en) | Laser processing apparatus and laser processing method | |
KR20230107364A (en) | Controlling the laser repair process of electronic circuits using the spectral components of the light induced and emitted during repair | |
KR20230146680A (en) | Laser device and method for aligning the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200413 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210218 |
|
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: 20210413 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210413 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6869623 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |