JPH08192280A - レーザ加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、下地である金属箔までダメージを与
えずに樹脂及び繊維に対してレーザ加工する。 【構成】ガラス・エポキシ基板１に対してＸ線を照射し
てその蛍光Ｘ線を検出し、この蛍光Ｘ線の強度からガラ
ス・エポキシ基板１におけるエポキシ樹脂２及びガラス
繊維３の存在位置を認識し、この位置認識データに従っ
てレーザ光を出力変調してガラス・エポキシ基板１に照
射する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばガラス繊維がエ
ポキシ樹脂に対して格子状に形成されたガラス繊維強化
エポキシ樹脂基板（以下、ガラス・エポキシ基板と省略
する）に溝加工等を施すレーザ加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複合材料により形成された基板には各種
あり、図２にはその１つであるガラス・エポキシ基板の
平面図が示されている。このガラス・エポキシ基板１
は、エポキシ樹脂２に対してガラス繊維３を格子状に形
成して基板を強化し、かつこれらエポキシ樹脂２及びガ
ラス繊維３に対して下地としての銅箔４を密着した構成
となっている。

【０００３】このようなガラス・エポキシ基板１に対し
ては、レーザ光を照射して例えば溝加工することが行わ
れている。このレーザ加工は、ガラス・エポキシ基板１
をＸＹテーブル上に載置し、このＸＹテーブルを駆動し
てガラス・エポキシ基板１をＸＹ方向に移動し、この状
態にレーザ発振器から出力したレーザ光をガラス・エポ
キシ基板１に照射する。

【０００４】これにより、レーザ光は、例えば図２に示
すようにレーザ光照射開始位置Ｑからエポキシ樹脂２及
びガラス繊維３上を移動する。このようにレーザ光が照
射されて移動することにより、エポキシ樹脂２及びガラ
ス繊維３は蒸発・溶解し、ガラス・エポキシ基板１上に
溝が形成される。

【０００５】しかしながら、エポキシ樹脂２の沸点（３
５０℃〜５００℃）とガラス繊維３の沸点（２３００
℃）とを比較すると、ガラス繊維３の沸点の方が高いた
め、レーザ発振器のレーザ出力をエポキシ樹脂２の蒸発
・溶解に必要な出力値に設定すると、ガラス繊維３の殆
どは蒸発・溶解せずに図３の切断面に示すように未切断
の部分が残存してしまう。

【０００６】これに対して、レーザ発振器のレーザ出力
をガラス繊維３の蒸発・溶解に十分に必要な出力値に設
定すると、下地としての銅箔４までダメージを与えてし
まう。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上のようにエポキシ
樹脂２とガラス繊維３との各沸点が異なるために、レー
ザ光を照射しても未切断の部分が残存してしまい、たと
えエポキシ樹脂２及びガラス繊維３の両方を蒸発・溶解
できたとしても、銅箔４までダメージを与えてしまう。
そこで本発明は、下地である金属箔までダメージを与え
ずに樹脂及び繊維に対してレーザ加工できるレーザ加工
装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１によれば、金属
箔を下地として樹脂及び繊維から形成される基板に対し
てレーザ光を照射して加工を行うレーザ加工装置におい
て、基板に対して放射線を照射し、このとき基板に発生
する放射線を検出する検出系と、この検出系により検出
される放射線の強度から基板における樹脂及び繊維の位
置を認識する位置認識手段と、この位置認識手段により
認識された樹脂及び繊維の位置に従ってレーザ光の出力
変調する変調手段と、を備えて上記目的を達成しようと
するレーザ加工装置である。

【０００９】請求項２によれば、基板は、エポキシ樹脂
に対してガラス繊維が格子状に形成されている。請求項
３によれば、検出系は、基板に対してＸ線を照射するＸ
線管と、基板に発生する蛍光Ｘ線を検出する検出器と、
を有する。

【００１０】請求項４によれば、変調手段は、基板上の
樹脂及び繊維の位置認識データに従い、樹脂の位置に対
してレーザ光の出力をこの樹脂の沸点を越える値に制御
し、繊維の位置に対してレーザ光の出力を樹脂の沸点よ
りも高い繊維の沸点を越える値に制御機能を有する。

【００１１】請求項５によれば、金属箔の密着したエポ
キシ樹脂に対してガラス繊維が格子状に形成された基板
に対してレーザ光を照射して加工を行うレーザ加工装置
において、レーザ光を出力するレーザ発振器と、このレ
ーザ発振器と基板とを相互に移動して基板に対するレー
ザ光の照射位置を移動させる移動手段と、基板に対して
Ｘ線を照射するＸ線管と、基板に発生する蛍光Ｘ線を検
出する検出器と、この検出器により検出される蛍光Ｘ線
の強度とこの強度を検出した基板上の位置と対応して記
憶し、かつ蛍光Ｘ線の強度から基板におけるエポキシ樹
脂及びガラス繊維の位置を認識する位置認識手段と、こ
の位置認識手段に記憶されているエポキシ樹脂及びガラ
ス繊維の位置認識データに従い、エポキシ樹脂の位置に
対してレーザ光の出力をこのエポキシ樹脂の沸点を越え
る値に制御し、かつガラス繊維の位置に対してレーザ光
の出力をエポキシ樹脂の沸点よりも高いガラス繊維の沸
点を越える値に制御する変調手段と、を備えて上記目的
を達成しようとするレーザ加工装置である。

【００１２】

【作用】請求項１によれば、基板に対して放射線を照射
してその発生する放射線を検出系により検出し、この放
射線の強度から基板における樹脂及び繊維の位置を位置
認識手段により認識し、この認識された樹脂及び繊維の
位置に従ってレーザ光を出力変調して基板に照射する。
これにより、樹脂及び繊維の応じたレーザ出力に制御さ
れ、下地である銅箔までダメージを与えずに樹脂及び繊
維に対するレーザ加工ができる。

【００１３】請求項２によれば、基板は、エポキシ樹脂
に対してガラス繊維が格子状に形成されているので、こ
れらエポキシ樹脂とガラス繊維とに応じたレーザ出力に
制御される。

【００１４】請求項３によれば、Ｘ線管から放射された
Ｘ線を基板に照射し、このとき基板に発生する蛍光Ｘ線
を検出器により検出するので、この蛍光Ｘ線の強度によ
りエポキシ樹脂とガラス繊維との位置が認識される。

【００１５】請求項４によれば、レーザ光を基板上に照
射して移動する際、樹脂の位置に移動すると、レーザ光
の出力を樹脂の沸点を越える値に制御し、レーザ光が繊
維の位置に移動すると、レーザ光の出力をこの繊維の沸
点を越える値に制御する。

【００１６】請求項５によれば、Ｘ線管から放射された
Ｘ線を基板に対して照射してこのとき生じる蛍光Ｘ線を
検出器により検出し、この蛍光Ｘ線の強度を基板上の位
置と対応して記憶し、かつ蛍光Ｘ線の強度から基板にお
けるエポキシ樹脂及びガラス繊維の位置を位置認識手段
により認識し、この認識の後、レーザ光を基板上に照射
して移動する際、エポキシ樹脂及びガラス繊維の位置認
識データに従い、樹脂の位置に移動すると、レーザ光の
出力を樹脂の沸点を越える値に制御し、レーザ光が繊維
の位置に移動すると、レーザ光の出力を樹脂の沸点より
も高い繊維の沸点を越える値に制御する。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。図１はレーザ加工装置の構成図である。
ＸＹテーブル１０は、ＸＹ平面に対して移動自在に構成
されたもので、このＸＹテーブル１０上には、ガラス・
エポキシ基板１が載置され固定されている。

【００１８】なお、このガラス・エポキシ基板１は、上
記の如くエポキシ樹脂２に対してガラス繊維３を格子状
に形成して基板を強化し、かつこれらエポキシ樹脂２及
びガラス繊維３に対して下地としての銅箔４を密着した
構成となっている。

【００１９】一方、ＸＹテーブル１０の斜め上方には、
検出系としてのＸ線管１１が配置され、このＸ線管１１
から放射されたＸ線が細く絞られてガラス・エポキシ基
板１に対して所定の入射角で照射されるようになってい
る。

【００２０】又、ＸＹテーブル１０の斜め上方には、同
検出系としての検出器１２が配置されている。この検出
器１２は、Ｘ線の照射によりガラス・エポキシ基板１上
に発生する蛍光Ｘ線を投影波形として検出し、この蛍光
Ｘ線の投影波形に応じた検出信号を出力する機能を有し
ている。

【００２１】この検出器１２の出力端子には、検出器１
２から出力された検出信号を処理に適切な信号に変換す
る検出回路１３が接続されている。この検出回路１４の
出力端子には、Ａ／Ｄ変換器１４を介して像復元処理回
路１５が接続されている。

【００２２】この像復元処理回路１５は、コンピュータ
により構成されるもので、ディジタル変換された蛍光Ｘ
線の投影波形データに対して像復元処理を行い、エポキ
シ樹脂２とガラス繊維３との各存在する部分からの各蛍
光Ｘ線の強度の異なることから、これら蛍光Ｘ線の強度
に応じてエポキシ樹脂２とガラス繊維３との各蛍光Ｘ線
強度に分離し、かつこれら蛍光Ｘ線の強度をガラス・エ
ポキシ基板１上の位置と対応させた位置認識データとし
てメモリ１６に記憶し、ガラス・エポキシ基板１上にお
けるエポキシ樹脂２とガラス繊維３との位置を認識する
位置認識手段の機能を有している。

【００２３】コントローラ１７は、ＸＹテーブル１０を
移動制御し、かつこのＸＹテーブル１０を移動制御する
際、メモリ１６に記憶されているエポキシ樹脂２及びガ
ラス繊維３の位置認識データに従い、エポキシ樹脂２又
はガラス繊維３の位置に応じてレーザ発振器１８のレー
ザ出力値を変調する変調手段としての機能を有してい
る。

【００２４】すなわち、コントローラ１７には、レーザ
電源１９が接続され、このレーザ電源１９からレーザ発
振器１８に対して電気エネルギーが供給されている。従
って、コントローラ１７は、レーザ電源１９に対し、エ
ポキシ樹脂２の存在位置に対してレーザ光の出力をエポ
キシ樹脂２の沸点（３５０℃〜５００℃）を越える値と
なる電気エネルギーに制御し、かつガラス繊維３の存在
位置に対してレーザ光の出力をこのガラス繊維３の沸点
（２３００℃）を越える値となる電気エネルギーに制御
する機能を有している。

【００２５】レーザ発振器１８は、連続出力のガスレー
ザ発振器であり、例えば炭酸ガスレーザが用いられてい
る。このレーザ発振器１８は、ＸＹテーブル１０の上方
に配置され、レーザ光がガラス・エポキシ基板１に対し
てほぼ垂直方向に照射されるように配置されている。

【００２６】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。先ず、ガラス・エポキシ基板１における
エポキシ樹脂２及びガラス繊維３に対する存在位置の認
識が行われる。すなわち、コントローラ１７は、ガラス
・エポキシ基板１に対してレーザ光を照射して溝加工を
施す場合と同様にＸＹテーブル１０を移動制御する。

【００２７】このＸＹテーブル１０に対する移動制御に
より、ＸＹテーブル１０上に載置されたガラス・エポキ
シ基板１は、溝加工の場合と同一の移動パターンで、か
つ同一速度で移動する。

【００２８】この状態に、Ｘ線管１１から細く絞られた
Ｘ線が連続に放射されると、このＸ線は、ガラス・エポ
キシ基板１上におけるレーザ光の照射位置と同一位置に
照射される。

【００２９】例えば、Ｘ線は、図２に示すようにレーザ
光の照射開始位置Ｑから照射開始され、その照射位置が
移動してエポキシ樹脂２及びガラス繊維３上に照射され
る。このＸ線の照射によりガラス・エポキシ基板１上に
は、蛍光Ｘ線が発生する。この蛍光Ｘ線の強度は、エポ
キシ樹脂２の存在する部分とガラス繊維３の存在する部
分とに対してそれぞれ異なる値を示す。

【００３０】検出器１２は、ガラス・エポキシ基板１上
に発生する蛍光Ｘ線を投影波形として検出し、この蛍光
Ｘ線の投影波形に応じた検出信号を出力する。この検出
器１２から出力された検出信号は、検出回路１３により
後段において処理しやすい適切な信号に変換され、Ａ／
Ｄ変換器１４によりディジタル値に変換されて像復元処
理回路１５に転送される。

【００３１】この像復元処理回路１５は、ディジタル変
換された蛍光Ｘ線の投影波形データに対して像復元処理
を行い、蛍光Ｘ線の強度に応じてエポキシ樹脂２とガラ
ス繊維３との各蛍光Ｘ線の強度にそれぞれ分離し、かつ
これら蛍光Ｘ線の強度をガラス・エポキシ基板１上の位
置と対応させた位置認識データとしてメモリ１６に記憶
する。

【００３２】すなわち、像復元処理回路１５は、メモリ
１６に各蛍光Ｘ線の強度をガラス・エポキシ基板１上の
位置と対応させた記憶することにより、ガラス・エポキ
シ基板１上におけるエポキシ樹脂２とガラス繊維３との
存在位置を認識する。

【００３３】このようにして溝加工するパターンに対す
るエポキシ樹脂２とガラス繊維３との存在位置の認識が
行われる。次に、レーザ光照射による溝加工が行われ
る。

【００３４】コントローラ１７は、ガラス・エポキシ基
板１に対してレーザ光を照射して溝加工を施すための位
置パータンでＸＹテーブル１０を移動制御する。このＸ
Ｙテーブル１０に対する移動制御によりガラス・エポキ
シ基板１は、溝加工の移動パターンに従って所定の速度
で移動する。

【００３５】この状態に、コントローラ１７は、レーザ
電源１９を動作させ、このレーザ電源１９からレーザ発
振器１８に対して電気エネルギーを供給する。これによ
り、レーザ発振器１８からは、連続的にレーザ光が出力
される。

【００３６】又、コントローラ１７は、ＸＹテーブル１
０を移動制御すると共に、メモリ１６に記憶されている
位置認識データを読み出し、この位置認識データに従っ
てエポキシ樹脂２又はガラス繊維３の位置に応じてレー
ザ発振器１８に供給する電気エネルギーを制御する。

【００３７】すなわち、コントローラ１７は、レーザ電
源１９に対し、エポキシ樹脂２の存在位置に対してレー
ザ光の出力をエポキシ樹脂２の沸点を越える値となる電
気エネルギーに制御し、かつガラス繊維３の存在位置に
対してレーザ光の出力をこのガラス繊維３の沸点を越え
る値となる電気エネルギーに制御する。

【００３８】この結果、レーザ光の照射位置がエポキシ
樹脂２の部分にあるときは、このエポキシ樹脂２を切断
するに必要な出力のレーザ光が照射される。又、レーザ
光の照射位置がガラス繊維３の部分にあるときは、この
ガラス繊維３を切断するに必要な出力のレーザ光が照射
される。

【００３９】このようにレーザ光の出力が、エポキシ樹
脂２及びガラス繊維３の沸点に応じた値に制御されて、
ガラス・エポキシ基板１に対して連続的に切断が行わ
れ、ガラス・エポキシ基板１上に溝が形成される。

【００４０】このとき、レーザ光の出力は、エポキシ樹
脂２及びガラス繊維３の沸点に応じた値に制御されるこ
とから、下地である銅箔４に対してレーザ光によるダメ
ージを与えることはない。

【００４１】このように上記一実施例においては、ガラ
ス・エポキシ基板１に対してＸ線を照射してその蛍光Ｘ
線を検出し、この蛍光Ｘ線の強度からガラス・エポキシ
基板１におけるエポキシ樹脂２及びガラス繊維３の存在
位置を認識し、この位置認識データに従ってレーザ光を
出力変調してガラス・エポキシ基板１に照射するように
したので、エポキシ樹脂２及びガラス繊維３の応じてレ
ーザ出力を制御でき、下地である銅箔４までダメージを
与えずにエポキシ樹脂２及びガラス繊維３を残存するこ
となく溝加工ができる。

【００４２】この場合、エポキシ樹脂２に対してガラス
繊維３が格子状に形成されていても、これらエポキシ樹
脂２とガラス繊維３との各存在部分に応じてレーザ出力
を制御して精度高い溝加工ができる。

【００４３】又、エポキシ樹脂２及びガラス繊維３の存
在位置を認識する際、Ｘ線をガラス・エポキシ基板１に
照射し、この基板１に発生する蛍光Ｘ線の強度により位
置認識するので、正確にエポキシ樹脂２とガラス繊維３
との位置を認識できる。

【００４４】さらに、レーザ光の出力を、エポキシ樹脂
２の存在位置に対してエポキシ樹脂２の沸点に制御し、
ガラス繊維３の存在位置に対してガラス繊維３の沸点に
制御するので、確実にエポキシ樹脂２及びガラス繊維３
のみを蒸発・溶解し、銅箔４にダメージを与えずに精度
高い溝加工ができる。

【００４５】なお、本発明は、上記一実施例に限定され
るものでなく次の通り変形してもよい。例えば、ガラス
繊維強化エポキシ樹脂基板に限らず、繊維としてはアラ
ミド繊維やカーボン繊維を用いたもの、樹脂としてはポ
リエステル樹脂等を用いたもの、さらには下地として銅
箔に限らず他の金属箔を用いた基板のレーザ加工にも適
用できる。又、樹脂及び繊維の存在位置の認識には、Ｘ
線の照射に限らず、放射線源からのβ線、γ線を照射し
てもよい。

【００４６】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、下
地である金属箔までダメージを与えずに樹脂及び繊維に
対してレーザ加工できるレーザ加工装置を提供できる。
又、本発明によれば、エポキシ樹脂に対してガラス繊維
を格子状に形成したガラス繊維強化エポキシ樹脂基板に
対し、これらエポキシ樹脂及びガラス繊維の存在位置に
従ってレーザ光を出力変調することにより、確実にエポ
キシ樹脂及びガラス繊維のみを蒸発・溶解して残存させ
ることなく、かつ銅箔にダメージを与えずに精度高い溝
加工ができるレーザ加工装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるレーザ加工装置の一実施例を示
す構成図。

【図２】ガラス繊維強化エポキシ樹脂基板の平面から見
た構成図。

【図３】ガラス繊維強化エポキシ樹脂基板をレーザ切断
した断面図。

【符号の説明】

１…ガラス繊維強化エポキシ樹脂基板（ガラス・エポキ
シ基板）、２…エポキシ樹脂、３…ガラス繊維、４…銅
箔、１０…ＸＹテーブル、１１…Ｘ線管、１２…検出
器、１３…検出回路、１４…Ａ／Ｄ変換器、１５…像復
元処理回路、１６…メモリ、１７…コントローラ、１８
…レーザ発振器、１９…レーザ電源。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属箔を下地として樹脂及び繊維から形
   成される基板に対してレーザ光を照射して加工を行うレ
   ーザ加工装置において、 前記基板に対して放射線を照射し、このとき前記基板に
   発生する放射線を検出する検出系と、 この検出系により検出された前記放射線の強度から前記
   基板における前記樹脂及び前記繊維の位置を認識する位
   置認識手段と、 この位置認識手段により認識された前記樹脂及び前記繊
   維の位置に従って前記レーザ光の出力変調する変調手段
   と、を具備したことを特徴とするレーザ加工装置。
2. 【請求項２】 基板は、エポキシ樹脂に対してガラス繊
   維が格子状に形成されていることを特徴とする請求項１
   記載のレーザ加工装置。
3. 【請求項３】 検出系は、基板に対してＸ線を照射する
   Ｘ線管と、 前記基板に発生する蛍光Ｘ線を検出する検出器と、を有
   することを特徴とする請求項１記載のレーザ加工装置。
4. 【請求項４】 変調手段は、基板上の樹脂及び繊維の位
   置認識データに従い、前記樹脂の存在位置に対して前記
   レーザ光の出力を前記樹脂の沸点を越える値に制御し、
   かつ前記繊維の位置に対して前記レーザ光の出力を前記
   樹脂の沸点よりも高い前記繊維の沸点を越える値に制御
   する機能を有することを特徴とする請求項１記載のレー
   ザ加工装置。
5. 【請求項５】 金属箔の密着したエポキシ樹脂に対して
   ガラス繊維が格子状に形成された基板に対してレーザ光
   を照射して加工を行うレーザ加工装置において、 前記レーザ光を出力するレーザ発振器と、 このレーザ発振器と前記基板とを相互に移動して前記基
   板に対する前記レーザ光の照射位置を移動させる移動手
   段と、 前記基板に対してＸ線を照射するＸ線管と、 前記基板に発生する蛍光Ｘ線を検出する検出器と、 この検出器により検出される前記蛍光Ｘ線の強度とこの
   強度を検出した前記基板上の位置と対応して記憶し、か
   つ前記蛍光Ｘ線の強度から前記基板における前記エポキ
   シ樹脂及び前記ガラス繊維の位置を認識する位置認識手
   段と、 この位置認識手段に記憶されている前記エポキシ樹脂及
   び前記ガラス繊維の位置認識データに従い、前記樹脂の
   存在位置に対して前記レーザ光の出力を前記樹脂の沸点
   を越える値に制御し、かつ前記繊維の位置に対して前記
   レーザ光の出力を前記樹脂の沸点よりも高い前記繊維の
   沸点を越える値に制御する変調手段と、を具備したこと
   を特徴とするレーザ加工装置。