JPH06285668A - レーザ処理アセンブリのための保護装置 - Google Patents

レーザ処理アセンブリのための保護装置

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JPH06285668A
JPH06285668A JP6009413A JP941394A JPH06285668A JP H06285668 A JPH06285668 A JP H06285668A JP 6009413 A JP6009413 A JP 6009413A JP 941394 A JP941394 A JP 941394A JP H06285668 A JPH06285668 A JP H06285668A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 基板のレーザ処理装置により発生する煙及び
他の副次物を除去し、処理装置を保護する装置の提供。 【構成】 レーザビームの集光を行うアセンブリ２１に
取付け被処理機との間のある容積を包囲するハウジング
２３はレーザビームの入力のための第１の開口及び基板
上をレーザビームが走査する範囲に等しい面積を有する
第２の開口２６を有する。また圧縮されたガスを注入す
るための第３の開口２９及びガスの排出口４１を備え
る。ハウジングガス注入口から注入されたガスは気流の
作用により多孔板３２およびハウジング底部に設けられ
た空気流入口３３からの空気流となり排出口に導びかれ
る。また第１の開口直下にレーザ光の吸収が低いポリマ
ーフイルム４２を備え副次物の飛散からレンズ等を保護
している。ガスは最大３ｍ／秒であり、排出口に真空装
置を接続することにより一層の効果が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ・ビームを使用
して基板から材料を選択的に除去するレーザ処理装置に
関する。更に具体的に言うならば、本発明は、レーザ処
理装置に関連する光学的焦点合わせアセンブリを保護
し、このプロセスにより生成された煙、粒子及び他の破
片（debris）を光学的焦点合わせアセンブリ及び作業領
域から除去し、そしてこのような煙、粒子及び破片を包
み込んでこれによりこれらが雰囲気中に入り込むのを防
止する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザは、基板から材料を除去するため
に種々な分野で使用されている。幾つかの用途では、レ
ーザは、情報を情報記憶媒体に書き込むために、又は回
路板にバイア及び他の通路を形成するために使用されて
いる。レーザは材料を焼き尽くし及び／若しくは蒸発さ
せることにより材料を除去する。このような方法によ
り、種々なコンポーネント及び装置の製造において材料
は非常に正確に除去されることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、レーザ
処理は、種々な酸化物及び微粒子を含む煙及び他の破片
を生じ、そしてこれらが被処理面上に散らばり又はこの
表面を覆い尽くしたり若しくは周囲雰囲気中に入り込む
という欠点を有する。被処理面上に付着した破片はこの
表面を覆いそしてレーザ・ビームがこの被処理面に当た
るのを妨げる。周囲雰囲気に入り込んだ煙及び他の破片
は、人間の健康を害しそして周囲雰囲気の他の物に対し
ても有害である。更に、飛翔する破片はレーザ及び／若
しくは関連する光学的装置に影響を与え、これらを損傷
し、そしてこれらの効率に悪影響を及ぼす。煙及び他の
破片はまたレーザ・エネルギーを吸収し、これによりビ
ームの効力に悪影響を及ぼす。
【０００４】
【課題を解決するための手段】従って、本発明の目的
は、レーザ発生装置により生じられる煙及び他の破片を
除去し、これによりこの装置を保護し、作業領域及び周
囲雰囲気から破片及び煙を除去することができる装置を
提供することである。
【０００５】本発明は、レーザ処理の用途に対する光学
的装置及び雰囲気保護装置を実現する。このようなレー
ザ処理装置は基板を処理するのに使用されるレーザ・ビ
ーム源を含む。レーザ処理アセンブリは又、レーザ・ビ
ームを基板上に焦点合わせするために反射手段及び基板
の間に配置された少なくとも一つのレンズを有する光学
的焦点合わせアセンブリを含む。
【０００６】本発明の光学系及び雰囲気を保護する装置
は、保護室を形成するハウジングを含み、そしてこのハ
ウジングは光学的焦点合わせアセンブリ及び被処理基板
の間に配置される。ハウジングは、レーザ・ビームを保
護室内に通過させるために、光学的焦点合わせアセンブ
リに隣接して配置された第１開口を含む。レーザ・ビー
ムを保護室内から被処理基板に通過させるための第２の
開口が被処理基板に隣接して配置される。圧力ガス源に
隣接して第３の開口が配置される。
【０００７】真空源がハウジングの第４開口に隣接して
配置される。圧力ガス源がハウジングの第３開口に隣接
して配置される。圧力ガスは、レーザ処理の間に発生さ
れる煙、蒸気、粒子及び他の破片を光学的焦点合わせア
センブリ及び被処理基板から離しそして第４開口に向け
て導く。真空源がハウジングの第４開口に隣接して配置
される。真空源は、煙、蒸気、粒子及び他の破片を光学
的焦点合わせアセンブリ及び被処理基板から離してそし
てハウジングの第４開口に向けて送りそして保護室外に
出す。
【０００８】
【実施例】図１は、標準的な固定ビーム型レーザ加工装
置の断面を示す。レーザ光源（図示せず）により発生さ
れたレーザ・ビーム１は光学的焦点合わせアセンブリに
向けられる。これの代わりに、レーザは図１の基板に直
接向けられることができ、そして光学的焦点合わせアセ
ンブリ２１は少なくとも一つのレンズ２を含む。光学的
焦点合わせアセンブリ２１は、ビーム１を基板２２の特
定な領域４に焦点合わせする。ビーム１は、光学的焦点
合わせアセンブリ２１により焦点合わせされた時に、基
板２２の蒸発若しくは融除（アブレーション：加熱によ
り徐々に融解、蒸発する現象）を生じさせるような十分
な強度を有しなければならない。図１に示す固定ビーム
システムにおいては、レーザ・ビームは光学的焦点合わ
せアセンブリに対して移動せず、ビームを基板上の種々
な領域にアドレスするために、基板に対してビーム及び
光学的焦点合わせアセンブリが一緒に移動し又は基板が
レーザ・ビーム及び光学的焦点合わせアセンブリに対し
て移動する。このシステムにおいては、基板に作用する
レーザにより生ぜられた破片を封じ込め、このような破
片を作業領域から除去し又は破片が光学的焦点合わせア
センブリを損傷し若しくはレーザの効率を妨げるのを防
止するための手段は設けられていない。
【０００９】図２は図１のシステムの改良を示し、ここ
ではビーム及びレンズを覆う構造がノズル６の形で基板
にまで延長されている。ハウジングは、光学的焦点合わ
せアセンブリ２１及び基板の間に配置された開口５を有
し、そしてこれを通って圧力を加えられた空気若しくは
他のガスが導入されうる。ガスは、開口５から導入さ
れ、そしてノズル６の底部に形成された排出開口８を通
ってハウジング外に流出される。
【００１０】被処理体からノズル６の底部の開口に向か
って流れるガスは、破片をノズル内に流し込みそして光
学的焦点合わせアセンブリに向かって移動させる。ガス
は、破片を減速してこれを光学的焦点合わせアセンブリ
から離すようにする。又、ガスの流れは破片を矢印７の
方向に作業領域から遠ざける。
【００１１】このような従来のレーザ処理システムでは
レーザは固定であるので、ノズルの排出口は比較的狭く
つくられることができ、これにより比較的低い流量で高
いガス流速が得られる。しかしながら、図１の固定レー
ザ型の加工装置にノズル及び圧力ガスをつけ加えても、
破片を包み込みそして作業領域及び雰囲気の汚染を防止
する手段が設けられていないために、ノズルから飛び散
る破片が引き起こす問題点はいぜんとして解決されな
い。
【００１２】又、このようなレーザ・ビーム固定型の処
理システムの動作速度は制限される。
【００１３】その理由は、基板上の新たな領域の加工が
なされる毎に、レーザ及び光学的焦点合わせアセンブリ
又は基板が移動されねばならないからである。更に高い
パワーが使用される場合には、処理領域への排出開口の
寸法の制限により必要とされる高いガス流速に起因し
て、高いパワーのレーザ処理システムの光学系を保護す
るために固定ビーム・ノズルは非常に高価となる。又、
図２に示すこのような固定ビーム・ノズルは、高パワー
レーザ処理システムにより発生される多量の破片を散乱
させ、そして許容されない量の破片を作業領域及び雰囲
気中に生じる。このことは多くの用途において許容され
ない。
【００１４】処理速度が遅くそして比較的パワーが低い
という固定ビーム・システムにおける固有的な問題を解
決するために、走査型のレーザ処理システムが開発され
た。図３に示すような走査型のレーザ処理システムにお
いては、レーザ・ビームは、慣性が低い反射システムに
より焦点合わせ光学系に対して移動される。このような
走査型のレーザ処理システムは、レーザ・ビーム源（図
示せず）により発生されるレーザ・ビーム１を有する。
このレーザ・ビームは、少なくとも一つの移動可能な走
査反射面１１に当てられ、そしてこの反射面が光学的焦
点合わせアセンブリを介してビームを被処理面若しくは
基板２２に向けて反射する。この反射面は、特定な波長
のレーザを反射するために、コーティングが設けられ若
しくは設けられない鏡若しくは他の任意の材料でもよ
い。
【００１５】２組の点線１４及び１５により示されてい
るように、レーザ・ビームは、走査反射面１１の位置を
変えることにより基板２２上に被処理面の作業領域に指
向されることができる。このような走査レーザ型の処理
システムの最大の利点の一つは、全体の装置が静止的に
保たれていて、そして走査反射面がその位置をシフトし
て、レーザ・ビームの通路を基板の種々な領域に位置ず
けるように変えることができるので、基板の処理速度を
著しく増大することができる点である。従って、このシ
ステムの比較的大きなレーザ・ビーム源及び光学的焦点
合わせアセンブリの移動量が減少される。
【００１６】このような走査型のレーザ処理システムの
最大の用途は、比較的低パワーでそして破片をあまり生
じない用途である。このような用途では、走査型レーザ
処理システムは、レーザ・ビーム・プリンタ、マーカー
及びプロジェクタ等である。しかしながら最近になっ
て、高パワーの走査型レーザ処理システムの新たな用途
が開発された。このような高パワーを使用する用途は、
例えば回路板及びカードを穴開け及びミーリングする用
途である。このような走査型レーザ処理システムは、従
来の処理システムに比べて処理時間を非常に減少すると
いる可能性を有している。
【００１７】ここで比較をすると、固定レーザ・ビーム
処理システムのノズルは、高いガス流速が必要とされる
ので、高パワー走査システムの光学的焦点合わせアセン
ブリを保護するために非常に高価となる。このような固
定ビーム・ノズルでは、排出口の寸法は被走査領域の寸
法に制限される。更に、このような固定ビーム・ノズル
は、高パワーで且つ高速度の走査レーザ処理システムに
より発生される多量の破片を散乱させる。このような多
量の破片は、作業領域に散乱し、レーザ・ビームの効率
に影響を与え、そしてこれは多くの用途では許容されな
い。
【００１８】本発明は、高パワー・レーザ走査型処理シ
ステムの光学系を保護する効果的で且つ低価格の手段を
実現する。図４に示される本発明の一つの実施例は、少
なくとも一つの走査反射面１１に向けられるレーザ・ビ
ーム１を発生するためのレーザ・ビーム源（図示せず）
を含む。この走査反射面はハウジング２０内に配置され
ることができる。少なくとも一つのレンズを含む光学的
焦点合わせアセンブリ２１は、ビーム１を被処理材料上
に焦点合わせする。光学的焦点合わせアセンブリ２１は
ハウジング２０に取り付けられることができる。ビーム
は、処理されるべき基板２２の材料上に焦点合わせされ
る。
【００１９】図４に示される本発明の光学系及び雰囲気
を保護する装置は、保護ハウジング２３を含むのが望ま
しい。このハウジングは、漂遊するレーザの反射に耐え
ることができる任意の材料で形成されることができる。
一つの実施例では、このハウジングは、黒色の陽極酸化
されたアルミニウムで形成される。
【００２０】ハウジング２３は、内側の保護室２４を規
定即ち形成する。この保護ハウジング２３は、レーザ・
ビームが光学的焦点合わせアセンブリを最初に通過した
後に保護室内に入り込むための第１の開口２５を有す
る。第１の開口は、光学的焦点合わせアセンブリの端部
を密に取り囲むように形づくられており、これにより、
レーザの溶融プロセスにより発生される浮遊材料が逃げ
る道を閉ざす。保護ハウジング２３は処理される材料即
ち基板２２及び光学的焦点合わせアセンブリ２１の間の
或る容積を包囲するのが望ましく、ハウジング２３は、
この処理される基板２２のほぼ表面から光学的焦点合わ
せアセンブリ及びレーザ・ビームを囲むこの容積にまで
延びる。
【００２１】処理される材料２２に隣接してこの保護ハ
ウジング２３に形成されている第２の開口２６の寸法
は、走査鏡の移動だけによるレーザ・ビームによりアド
レスされうる面積の寸法にほぼ等しい。図４に示されて
いるように、反射面１１の位置を変えることにより、材
料２２とのビームの交差点は点線で示されるように点２
７及び２８の間で変化する。又、ビームは、図４の断面
の両側のある面積の間に延びることができる。
【００２２】圧縮されたガスの採り入れ孔を与えるため
に、保護ハウジング２３の側壁に第３の開口２９が形成
されている。圧縮ガスは、保護ハウジング２３に流れ込
んで保護室２４に入り込み、煙、破片及び粒子を光学的
焦点合わせアセンブリから遠ざける。保護室２４に入る
空気の速度を増大して、破片が光学的焦点合わせアセン
ブリに当たって損傷するのを防止する付加的な力を与え
るように、流速増大器３０及び３１が地点Ａ及びＢにそ
れぞれ配置されている。図４に示す実施例はこのような
流速増大器を２つ備えているが、このような流速増大器
をに任意の数だけ使用することができる。実際において
は、もしも所望されるならば、この流速増大器はこの実
施例から除去されることができる。
【００２３】保護室内に流れ込むガスの速度は、特定な
用途及び装置の設計により変動する。一つの実施例で
は、最大秒速９ｍのガス流速が使用された。ガスの流速
に対して必要とされることの一つは、これがどのような
粒子若しくは破片をも光学系から遠ざけるに十分な強さ
を持つことである。ガスの流速は特定な実施例が必要と
する最大パワーの処理時に機能するように設定されるこ
とが望ましい。
【００２４】保護室２４内への追加のガス流入源を与え
るために、多孔板３２がハウジング２３の側壁に挿入さ
れることができる。この多孔板３２は複数個の開口５５
を有することが望ましい。この多孔板は、金属で形成さ
れるのが望ましいが、漂遊的なレーザ反射及び例えばド
リル・プロセスにより発生される熱のような他の条件に
耐えることができる他の任意の材料で形成されることが
できる。
【００２５】更に、これの材料は、ドリル処理により生
じる破片が当たった際に焼けたり若しくは融解してはな
らない。又、空気の流れを増大するためにこれの開口の
数を増大したときに、この多孔板の材料の構造的一体性
が維持されねばならない。
【００２６】ガスの流入孔即ち第３開口２９及び多孔板
３２に加えて、基板２２の作業表面３４の近くのハウジ
ングの底部にガス流入孔３３が設けられることができ
る。このガス流入孔３３は作業面の上側に空気流を与
え、これにより作業面上に破片が堆積するのを防止し、
そして破片を光学的焦点合わせアセンブリに向かう通路
から離すことを助ける。更に、作業面の近くに空気の高
い流速を維持しそして作業面の上側にガス流を維持する
ために一つ以上の流速増大器３５が地点Ｃに設けられる
ことができる。
【００２７】ガスは、第３開口２９、多孔板３２及びガ
ス流入孔３３から保護室２４内に導入されることがで
き、ガス、粒子及び他の破片を被処理面から遠ざけるだ
けでなく、保護室、作業面及び光学系を冷却する。これ
らの流体導入路に加えて、第３開口２９、多孔板３２及
びガス流入孔３３から流入するガスに窒素を導入してこ
れら入り口に流れ込むガスに冷却効果を与える手段が本
発明の装置に追加されることができる。保護室２４内及
びこれを通過するガスの流れの方向は矢印３６、３７、
３８、３９及び４０により示されている。保護室内に流
れ込むガスは、ドリル動作により発生されるガス、粒子
及び他の破片を包み込み、保護室２４から排出開口を介
して外部に出す。
【００２８】保護室２４内に流入されるガスに加えて、
本発明は、この保護室２４の側壁に設けられている第５
開口４１に接続された真空源（図示せず）を含むことが
できる。真空源が本発明の装置に装着される場合、この
真空源は保護室２４内及びこれを通過する空気流を増大
する。この空気流の増大により、破片が光学的焦点合わ
せアセンブリ２１に当たることが更に防止され、このア
センブリの冷却を更に増大し、そしてレーザ処理により
発生される煙、粒子及び他の破片を除去する効果が更に
増大される。これらの煙、粒子及び破片は、レーザ・ビ
ームが材料２２に当たる地点でこれらが生成されると直
ちにこの場所から吸引除去され、そして保護室を通り開
口４１を介してこのハウジング２３から外部の集塵手段
（図示せず）に引き込まれる。
【００２９】光学的焦点合わせアセンブリ２１を更に保
護するために本発明に従って設けられる手段は、図５に
示すように、光学的焦点合わせアセンブリ２１及び被処
理材料２２の間に配置された薄いポリマー・フィルム４
２を含む。このフィルム４２は、材料２２を処理するの
に使用される特定な波長のレーザに対する吸収が低く、
そして特定なプロセスで使用されるレーザ光の特定な波
長に耐えることができる任意の薄いポリマー・フィルム
でもよい。一つの実施例では、ポリエチレンがこの薄い
フィルム４２として使用された。このフィルムは、基板
２２をレーザにより融解することにより発生されうる例
えば融解金属粒のような、高温で、質量が大きく且つ高
速の粒子から光学的焦点合わせアセンブリを保護するた
めに特に有用である。
【００３０】このフィルムは、フィルム・フレームに装
着されて開口２９を通ってこの保護室２４内にいれられ
ることが望ましい。前述のようにこの開口２９は又ガス
導入口として働く。図６に示すように、フィルム４２及
びフィルム・フレーム４３は、フィルム及びフィルム・
フレーム支持装置４４上に装着されるのが望ましい。フ
ィルム及びフィルム・フレーム支持装置４４は少なくと
も一つのスプリング・バイアスされたローラ４５を含む
ことが望ましく、そしてこのローラは、保護室２３に取
り付けられた支持体４４に装着されている。
【００３１】図７に示されているように、フィルム及び
フィルム・レーム支持体４４は、保護ハウジング２３に
取り付けられている。フィルム４２及びフィルム・フレ
ーム４３は、この支持体上に、少なくとも一つのスプリ
ング・バイアスされたローラ４５、少なくとも一つのガ
イド・ローラ４６及び少なくとも一つの駆動ローラ４７
により支持されている。図６の断面図から明らかなよう
に、全てのローラは、フィルム・フレーム４３のエッジ
に係合するように設計された収容溝４８を有することが
望ましい。図７に示されるように、スプリング・バイア
スされたローラ４５は、関節アーム４９を有し、そして
これは、フィルム及びフィルム・フレーム支持体４４か
ら延びている延長部５０に取り付けられている。スプリ
ング・バイアスされたローラ４５は、スプリング５２に
よりフィルム・フレームに接触してこれを押しつける。
スプリング・バイアスされたローラがガイド・ローラ及
び駆動ローラの反対側でフィルム・フレームに係合する
この構成においては、フィルム・フレームはガイド・ロ
ーラ及び駆動ローラに接触するように押しつけられる。
【００３２】フィルム４２及びフィルム・フレーム４３
は、駆動ローラ４７に取り付けられている駆動モータ５
２により回転される。フィルム４２及びフィルム・フレ
ーム４３は、矢印５３で示される方向に回転する。材料
２２をレーザ処理する間、フィルムに熱が貯まるのを減
少するためにそして光学的焦点合わせアセンブリの素子
を冷却するために、フィルムは駆動モータにより連続的
に回転されうる。フィルムの回転速度は、単位面積当た
りの熱の蓄積を最小にするように特定な用途に応じて調
整されることができる。本発明の好適な実施例では、フ
ィルムは１分当たり０乃至１５００回転の速度で回転す
る。しかしながら、レーザによる反復的な照射に耐える
任意の速度でフィルムを回転することができる。
【００３３】本発明の他の実施例において、フィルム
は、フィルム・ロールから繰り出されるシステムにより
若しくは連続的なベルト・システムにより直線的に移動
されることができる。この実施例において、直線的なフ
ィルム速度はディスク状フィルムの回転速度に一致する
ことが望ましい。図５に示す実施例において、フィルム
・ロールは、断面図の両側に配置され、そしてフィルム
はこの断面図の一方の側から他方の側へ直線的に移動す
る。
【００３４】スプリング・バイアスされるローラを使用
すると、フイルム及びフィルム・アセンブリを短時間で
容易に交換することができる。図７に示されているよう
に、スプリング・バイアスされた関節アーム４９は、こ
れの取り付け点５６の回りで時計方向に回転されること
ができる。これにより、使用済みのフィルム及びフィル
ム・フレームは簡単に新品と交換されることができる。
そしてこのローラはスプリングの動作によりフィルム・
フレームに押しつけられる。
【００３５】フィルムに開口が生じたり、若しくはフィ
ルム上に破片が堆積してもはやレーザ光を通過させなく
なったことによりフィルムが機能しなくなった時にフィ
ルムが交換される。フィルムが耐えるレーザ照射の回数
は、フィルムの組成及び処理条件に依存する。或る処理
条件では、フィルムは３５０、０００回のレーザ照射に
耐えた。
【００３６】図７に示されるように、この走査装置によ
りアドレスされる基板２２の領域は矩形領域５４により
示されている。この領域は、走査鏡を移動させることに
より走査されうる材料の領域を表している。保護ハウジ
ング２３の開口２６は、破片が作業表面上に散乱するの
を最小にするためにそして煙、粒子及び他の破片が雰囲
気中にはいるのを防止するために、この走査領域５４を
近接して取り囲んでいる。保護ハウジング２３の第１開
口２５もまた図７に示されている。
【００３７】図４及び図６に示されているように、付加
的な冷却が、このフィルムの両側に配置されている流速
増大器３０及び３１により行われる。フィルムが挿入さ
れる開口２９の周囲に追加の流速増大器が配置されるこ
とができる。保護室内に流入するガス及び空気を保護室
から除去する真空源は、煙、粒子及び他の破片を除去す
ることに加えて、光学系及び作業領域の間の破片を除去
して清浄にし、この結果破片により吸収されるレーザ・
ビーム・エネルギは最小となる。真空源は、レーザ処理
により発生される全ての破片を収容して雰囲気の汚染を
防止することを確証する。
【００３８】ガスの流入及び真空源に加えて、本発明は
イオン化装置（図示せず）を含むことができ、そしてこ
のイオン化装置は、支持体４４により覆われないフィル
ム表面、又は光学的焦点合わせアセンブリ及び保護ハウ
ジング２３に隣接して装着されることができる。イオン
化装置は、静電気がフィルムに蓄積するのを防止し、従
って粒子がフィルム上に堆積するのを防止する。流入ガ
スに導入されて保護室内に流入する窒素は、前述のよう
にフィルムを冷却する助けをする。
【００３９】本発明の一つの実施例において、印刷回路
板に開口及びめくら孔を生成するために１５００ワット
のＣＯ2レーザ走査システムが使用された。この特定な
用途のために使用されたフィルムは、ビーム・エネルギ
の約４％を吸収しそして約８％を反射する０．０３３ｍ
ｍの厚さのポリエチレンである。この実施例は、６．４
及び０．７ジュール／レーザ・ストライクのそれぞれを
使用して１秒当たり１００及び２００の開口を形成する
ために使用された。
【００４０】上に説明したのは本発明の一つに実施例で
あり、本発明は上述のレーザ波長、フィルムの厚さ、フ
ィルムの材料若しくはヒット率若しくはレーザ・ストラ
イク当たりのエネルギに限定されない。本発明を使用す
る用途に応じた任意の波長を有する任意に型及びパワー
のレーザが本発明において使用されることができ、そし
てフィルムは選択的に使用されることができ又或る機能
的なフィルムが使用されることができる。一つの実施例
では、ＣＯ2レーザが使用された。
【００４１】特定なレーザ・パワー及び波長に対して吸
収及び反射を最小にするフィルムを形成するために任意
の型の材料が使用されることができる。更に任意のヒッ
ト率及びヒット当たりのエネルギが使用されることがで
きる。本発明のシステムは、印刷回路板及び高密度の回
路板上の絶縁層に窓状の開口を開けるのに、そして高密
度の回路板にめくら孔をドリルするのに使用された。
又、このシステムは、銅、テフロン及びＦＲ４樹脂を含
浸されたガラス・クロースを処理するために使用され
た。
【００４２】
【発明の効果】本発明によると、レーザ発生装置により
生じられる煙及び他の破片を除去し、これによりこの装
置を保護し、作業領域及び周囲雰囲気から破片及び煙を
除去することができる装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的なレーザ融解装置の断面を示す図であ
る。
【図２】標準的な固定レーザ・ビーム加工装置の断面を
示す図である。
【図３】本発明に従う光学装置及び雰囲気保護装置の一
実施例の断面を示す図である。
【図４】図３に示す本発明の実施例の側面の断面を示す
図である。
【図５】保護フィルムを含む本発明の他の実施例の断面
を示す図である。
【図６】フィルム・フレームに装着された保護フィルム
を含む本発明の他の実施例の断面を示す図である。
【図７】図６に示す本発明の実施例を上から見た図であ
る。
【符号の説明】
１・・・レーザ・ビーム １１・・・走査反射鏡 ２１・・・光学的焦点合わせアセンブリ ２３・・・保護ハウジング ２２・・・基板 ２４・・・保護室 ２５、２６、２９・・・開口 ３０、３１、３５・・・流速増大器 ４２・・・フィルム ４３・・・フィルム・フレーム ４５、４６、４７・・・ローラ
フロントページの続き (72)発明者 クリフォード・ミルトン・バリエット、ジ ュニア アメリカ合衆国ニューヨーク州、エンディ コット、リッジフィールド・ロード 211 番地 (72)発明者 ディビッド・アール・ハウザー アメリカ合衆国ニューヨーク州、アパレイ ティン、クレッセント・ドライブ ９番地

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】レーザ・ビームを発生するレーザ・ビーム
    源、上記レーザ・ビームを被処理基板上に焦点合わせす
    るために上記レーザ・ビーム源及び上記被処理基板の間
    に配置された少なくとも一つのレンズを含む光学的焦点
    合わせアセンブリを有し上記基板を処理するレーザ処理
    アセンブリのための保護装置において、 上記光学的焦点合わせアセンブリ及び上記被処理基板の
    間に配置されて室を形成するハウジングを備え、該ハウ
    ジングは、上記光学的焦点合わせアセンブリに隣接して
    配置され上記レーザ・ビームを上記室に通過させる第１
    開口、上記被処理基板に隣接して配置され上記レーザ・
    ビームを上記室から上記被処理基板に通過させる第２開
    口、圧力ガス源に隣接して配置された第３開口、及び真
    空源に隣接して配置された第４開口を有し、 上記圧力ガスは、レーザ処理により発生された煙、蒸
    気、粒子及び破片を上記光学的焦点合わせアセンブリ及
    び上記被処理基板から離して上記第４開口に向けて運
    び、そして上記真空源は、上記煙、上記蒸気、上記粒子
    及び上記破片を上記光学的焦点合わせアセンブリ及び上
    記被処理基板から離して上記第４開口に運びそしてこれ
    らを上記室から除去することを特徴とする上記レーザ処
    理アセンブリのための保護装置。
  2. 【請求項２】上記ハウジングは、陽極酸化されたアルミ
    ニウムで形成されていることを特徴とする請求項１の保
    護装置。
  3. 【請求項３】上記圧力ガスは、最大秒速３メートルであ
    ることを特徴とする請求項１の保護装置。
  4. 【請求項４】上記装置は、秒当たり最大２００個の開口
    をドリルするために使用されることを特徴とする請求項
    １の保護装置。
  5. 【請求項５】上記室から除去された上記煙、上記蒸気、
    上記粒子及び上記破片を受け取りそして収容する手段を
    有することを特徴とする請求項１の保護装置。
  6. 【請求項６】上記ハウジングは、上記室内への圧力ガス
    の流速を増大するための開口が開けられている少なくと
    も一つの壁を含むことを特徴とする請求項１の保護装
    置。
  7. 【請求項７】上記ハウジングは、第５の開口を含み、複
    数個の開口が形成されている板が上記第５の開口に配置
    されていることを特徴とする請求項１の保護装置。
  8. 【請求項８】上記板は、漂遊レーザ反射に耐える材料で
    形成されていることを特徴とする請求項７の保護装置。
  9. 【請求項９】上記板は金属で形成されていることを特徴
    とする請求項８の保護装置。
  10. 【請求項１０】上記ハウジングは、上記被処理基板のう
    ち上記レーザ・ビームが焦点合わせされる場所に隣接す
    る部分を流れるガスの流れを増大するために上記第２開
    口に隣接して配置された第５開口を含むことを特徴とす
    る請求項１の保護装置。
  11. 【請求項１１】上記ハウジングに流入するガスの流れを
    増大するために上記第３開口に隣接して配置された少な
    くとも一つの流速増大手段及び上記ハウジングの第５開
    口に隣接して配置された少なくとも一つの流速増大手段
    を有することを特徴とする請求項１０の保護装置。
  12. 【請求項１２】上記第５開口は、上記第２開口のエッジ
    を上方に向けることにより形成され、上記第５開口及び
    上記第２開口は連続していることを特徴とする請求項１
    ０の保護装置。
  13. 【請求項１３】上記レーザ処理により発生される粒子及
    び破片が上記光学的焦点合わせアセンブリに当たるのを
    防止するために上記レーザ・ビーム源及び上記被処理基
    板の間にポリマー・フィルムが配置されていることを特
    徴とする請求項１の保護装置。
  14. 【請求項１４】上記フィルムはポリエチレンであること
    を特徴とする請求項１３の保護装置。
  15. 【請求項１５】上記フィルムは、上記レーザ・ビームに
    よる３５０、０００回の照射に耐えることができること
    を特徴とする請求項１３の保護装置。
  16. 【請求項１６】上記ポリマー・フィルムは、フィルム・
    フレームに装着され、そして該フィルム・フレームは上
    記ハウジングに装着されている支持体に支持されている
    ことを特徴とする請求項１３の保護装置。
  17. 【請求項１７】上記フィルムはポリエチレンであること
    を特徴とする請求項１６の保護装置。
  18. 【請求項１８】上記フィルムは円形状のシートであり、
    上記フィルム・フレームは円形状でありそして上記支持
    体上に回転可能に装着されており、上記支持体は、上記
    フィルム・フレームに係合する少なくとも一つの固定さ
    れた案内ローラ、モータにより駆動されるローラ、及び
    スプリング・バイアスされた案内ローラを含み、上記フ
    ィルムの少なくとも一部分が上記レーザ・ビームを横切
    って延びることを特徴とする請求項１６の保護装置。
  19. 【請求項１９】上記フィルム及びフィルム・フレーム
    は、分当たり最大１５００回転されることを特徴とする
    請求項１８の保護装置。
  20. 【請求項２０】上記フィルムは、上記第３開口を通って
    延びることを特徴とする請求項１６の保護装置。
  21. 【請求項２１】上記少なくとも一つの流速増大手段は、
    上記ハウジング及び上記フィルム上に流入するガスの流
    れを増大するために上記フィルムに隣接して配置されて
    いることを特徴とする請求項１６の保護装置。
  22. 【請求項２２】上記フィルムは上記レーザ・ビームを横
    切って直線方向に移動されることを特徴とする請求項１
    ３の保護装置。
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