JPH09271972A - レーザ加工装置 - Google Patents
レーザ加工装置Info
- Publication number
- JPH09271972A JPH09271972A JP8082676A JP8267696A JPH09271972A JP H09271972 A JPH09271972 A JP H09271972A JP 8082676 A JP8082676 A JP 8082676A JP 8267696 A JP8267696 A JP 8267696A JP H09271972 A JPH09271972 A JP H09271972A
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- Japan
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- holes
- laser
- diameter
- hole
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 被加工部材に設けるビアホールの径を高速で
切り換えることのできるレーザ加工装置を提供するこ
と。 【解決手段】 レーザ光の導光路に、ワークに設ける穴
の径を規定する多種類の径の穴Ｈ１〜Ｈ１６を有するマ
スク１３−１を設け、レーザ光の通過位置に所望の径の
穴を位置せしめることができるようにした。
切り換えることのできるレーザ加工装置を提供するこ
と。 【解決手段】 レーザ光の導光路に、ワークに設ける穴
の径を規定する多種類の径の穴Ｈ１〜Ｈ１６を有するマ
スク１３−１を設け、レーザ光の通過位置に所望の径の
穴を位置せしめることができるようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はレーザ加工装置に関
し、特にプリント配線基板への微小なビアホールの形成
に適した穴あけ用のレーザ加工装置に関する。
し、特にプリント配線基板への微小なビアホールの形成
に適した穴あけ用のレーザ加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子機器の高機能化に伴い、プリ
ント配線基板に実装される実装部品の高密度化、狭リー
ドピッチ化が進んでいる。このような進歩に対応するた
めには、プリント配線基板に形成するビアホールの径も
０．３（ｍｍ）以下とすることが要求される。
ント配線基板に実装される実装部品の高密度化、狭リー
ドピッチ化が進んでいる。このような進歩に対応するた
めには、プリント配線基板に形成するビアホールの径も
０．３（ｍｍ）以下とすることが要求される。
【０００３】これまでのプリント配線基板に対する穴あ
け加工は、ＮＣドリルによる機械加工や露光加工（フォ
トビア方式）により行われている。しかし、ＮＣドリル
では、穴の径は０．２（ｍｍ）が限界で、ドリルが折れ
る場合も多い。一方、フォトビア方式では０．１５（ｍ
ｍ）が限界で、しかも材料費が高くなる。
け加工は、ＮＣドリルによる機械加工や露光加工（フォ
トビア方式）により行われている。しかし、ＮＣドリル
では、穴の径は０．２（ｍｍ）が限界で、ドリルが折れ
る場合も多い。一方、フォトビア方式では０．１５（ｍ
ｍ）が限界で、しかも材料費が高くなる。
【０００４】上記のような問題点を解消する手段とし
て、最近、レーザ光によって穴あけ加工を行うレーザ加
工装置が提供されている。このレーザ加工装置は、レー
ザ発振器でパルス状のレーザ光を発生し、一つの穴に対
するパルス個数やエネルギーを調整することで所望の深
さの穴あけ加工を行うものである。一方、穴の径につい
ては、レーザ光の導光路に径を規定するためのマスクを
配置し、このマスクでレーザ光を絞り込むことで被加工
部材に設ける穴を小さくすることができる。
て、最近、レーザ光によって穴あけ加工を行うレーザ加
工装置が提供されている。このレーザ加工装置は、レー
ザ発振器でパルス状のレーザ光を発生し、一つの穴に対
するパルス個数やエネルギーを調整することで所望の深
さの穴あけ加工を行うものである。一方、穴の径につい
ては、レーザ光の導光路に径を規定するためのマスクを
配置し、このマスクでレーザ光を絞り込むことで被加工
部材に設ける穴を小さくすることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、プリン
ト配線基板に設けられるビアホールの径は一種類とは限
らず、複数種類の径の穴を設けることが要求される場合
が多い。これに対し、これまでのレーザ加工装置では、
穴の径を変えるにはその都度マスクを交換しなければな
らず、穴あけ工程の時間短縮化のネックになっている。
ト配線基板に設けられるビアホールの径は一種類とは限
らず、複数種類の径の穴を設けることが要求される場合
が多い。これに対し、これまでのレーザ加工装置では、
穴の径を変えるにはその都度マスクを交換しなければな
らず、穴あけ工程の時間短縮化のネックになっている。
【０００６】そこで、本発明の課題は、被加工部材に設
けるビアホールの径を高速で切り換えることのできるレ
ーザ加工装置を提供することにある。
けるビアホールの径を高速で切り換えることのできるレ
ーザ加工装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、レーザ発振器
からのビーム状のレーザ光を被加工部材に照射して穴あ
け加工を行うレーザ加工装置において、レーザ光の導光
路に、前記穴の径を規定する多種類の径の穴を有するマ
スクを設け、レーザ光の通過位置に所望の径の穴を位置
せしめることができるようにしたことを特徴とする。
からのビーム状のレーザ光を被加工部材に照射して穴あ
け加工を行うレーザ加工装置において、レーザ光の導光
路に、前記穴の径を規定する多種類の径の穴を有するマ
スクを設け、レーザ光の通過位置に所望の径の穴を位置
せしめることができるようにしたことを特徴とする。
【０００８】なお、前記マスクは円板状であって、周方
向に間隔をおいて前記多種類の径の穴が設けられている
ことが好ましい。
向に間隔をおいて前記多種類の径の穴が設けられている
ことが好ましい。
【０００９】また、設定に応じて前記所望の径の穴をレ
ーザ光の通過位置に位置決めするように前記マスクを回
転駆動する駆動機構を有することが好ましい。
ーザ光の通過位置に位置決めするように前記マスクを回
転駆動する駆動機構を有することが好ましい。
【００１０】更に、前記レーザ発振器からのレーザ光
は、１つ以上の反射ミラーと、２つのガルバノミラーの
組合わせによるＸ−Ｙスキャナと、焦点合わせ用のｆθ
レンズを経由して前記被加工部材に照射され、前記マス
クは、前記反射ミラーと前記Ｘ−Ｙスキャナとの間の導
光路に設けられるのが好ましい。
は、１つ以上の反射ミラーと、２つのガルバノミラーの
組合わせによるＸ−Ｙスキャナと、焦点合わせ用のｆθ
レンズを経由して前記被加工部材に照射され、前記マス
クは、前記反射ミラーと前記Ｘ−Ｙスキャナとの間の導
光路に設けられるのが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１〜図３を参照して、本発明の
好ましい実施の形態について説明する。図１において、
レーザ発振器１０で発生されたパルス状のレーザ光は、
第１，第２の反射ミラー１１，１２を経由してビアホー
ル径の切換機構１３に導かれる。切換機構１３について
は後に詳しく説明するが、ビアホール径を規定する穴を
持つマスクを備えており、ここでレーザ光のビーム径が
絞り込まれて次のＸ−Ｙスキャナ１４に導かれる。この
Ｘ−Ｙスキャナ１４についても後に説明するが、レーザ
光を振らせるためのものである。Ｘ−Ｙスキャナ１４で
振られたレーザ光は焦点合わせ用レンズとして作用する
ｆθレンズ１５を通してワークステージ１６上に置かれ
たワーク（プリント配線基板）１７に照射される。ワー
クステージ１６は、Ｘ軸方向の駆動機構とＹ軸方向の駆
動機構とを有して、ワーク１７をＸ−Ｙ平面上で移動さ
せて位置調整することができる。
好ましい実施の形態について説明する。図１において、
レーザ発振器１０で発生されたパルス状のレーザ光は、
第１，第２の反射ミラー１１，１２を経由してビアホー
ル径の切換機構１３に導かれる。切換機構１３について
は後に詳しく説明するが、ビアホール径を規定する穴を
持つマスクを備えており、ここでレーザ光のビーム径が
絞り込まれて次のＸ−Ｙスキャナ１４に導かれる。この
Ｘ−Ｙスキャナ１４についても後に説明するが、レーザ
光を振らせるためのものである。Ｘ−Ｙスキャナ１４で
振られたレーザ光は焦点合わせ用レンズとして作用する
ｆθレンズ１５を通してワークステージ１６上に置かれ
たワーク（プリント配線基板）１７に照射される。ワー
クステージ１６は、Ｘ軸方向の駆動機構とＹ軸方向の駆
動機構とを有して、ワーク１７をＸ−Ｙ平面上で移動さ
せて位置調整することができる。
【００１２】図２において、この種のＸ−Ｙスキャナ１
４は、２つのガルバノミラー１４−１，１４−２を組み
合わせて成るガルバノミラー方式と呼ばれるものであ
る。すなわち、２つの反射ミラーをガルバノメータの駆
動原理で独立して回動させることにより、レーザ光をワ
ーク１７上のＸ−Ｙ方向に振らせることができる。
４は、２つのガルバノミラー１４−１，１４−２を組み
合わせて成るガルバノミラー方式と呼ばれるものであ
る。すなわち、２つの反射ミラーをガルバノメータの駆
動原理で独立して回動させることにより、レーザ光をワ
ーク１７上のＸ−Ｙ方向に振らせることができる。
【００１３】図３は本発明の特徴部分である切換機構１
３を示している。この切換機構１３は、周方向に等角度
間隔をおいて異なる径の穴（ここでは１６個）Ｈ１〜Ｈ
１６を有する円板状のマスク１３−１と、このマスク１
３−１よりやや大きく、マスク１３−１の各穴Ｈ１〜Ｈ
１６に対応する領域に窓Ｗ１〜Ｗ８を有してマスク１３
−１を保持するマスクホルダ１３−２と、図３（ｃ）に
示すように一体に組み合わされたマスク１３−１とマス
クホルダ１３−２とを回転駆動するモータを含む駆動部
１３−３とを含む。
３を示している。この切換機構１３は、周方向に等角度
間隔をおいて異なる径の穴（ここでは１６個）Ｈ１〜Ｈ
１６を有する円板状のマスク１３−１と、このマスク１
３−１よりやや大きく、マスク１３−１の各穴Ｈ１〜Ｈ
１６に対応する領域に窓Ｗ１〜Ｗ８を有してマスク１３
−１を保持するマスクホルダ１３−２と、図３（ｃ）に
示すように一体に組み合わされたマスク１３−１とマス
クホルダ１３−２とを回転駆動するモータを含む駆動部
１３−３とを含む。
【００１４】この切換機構１３は、マスク１３−１が回
転した時穴Ｈ１〜Ｈ１６がレーザ光の光路を通過するよ
うに配置される。言い換えれば、マスク１３−１の回転
軸がレーザ光の光路と平行であり、しかも穴Ｈ１〜Ｈ１
６の中心を結ぶ仮想円がレーザ光の光路に位置するよう
に配置される。切換機構１３は更に、図示していない
が、マスク１３−１とマスクホルダ１３−２との組合わ
せ体あるいは機構全体を、マスク１３−１の面に関して
平行に位置を微調整することで、レーザ光の光路に対応
した穴の中心位置を微調整するマスク位置２軸微調整機
構を備えている。
転した時穴Ｈ１〜Ｈ１６がレーザ光の光路を通過するよ
うに配置される。言い換えれば、マスク１３−１の回転
軸がレーザ光の光路と平行であり、しかも穴Ｈ１〜Ｈ１
６の中心を結ぶ仮想円がレーザ光の光路に位置するよう
に配置される。切換機構１３は更に、図示していない
が、マスク１３−１とマスクホルダ１３−２との組合わ
せ体あるいは機構全体を、マスク１３−１の面に関して
平行に位置を微調整することで、レーザ光の光路に対応
した穴の中心位置を微調整するマスク位置２軸微調整機
構を備えている。
【００１５】マスク１３−１の材料としては、ＳＵＳ等
の金属材が使用され、レーザ光の反射光がレーザ導光系
の他の光学部品に影響を及ぼさないように、乱反射させ
る必要があるので、表面にショットブラスト等の加工を
施す。マスク１３−１の穴の径は、高密度多層プリント
配線基板に使用されるエポキシやＰＩ等の樹脂に対して
加工性が良く、加工面のエネルギー密度（フルエンス）
が１０Ｊ／ｃｍ2 程度になるようにマスク投影法の原理
にもとづいて設計される。本例では縮小率（Ｍ値）は１
０程度に設計している。この場合、マスク１３−１の穴
Ｈ１０が選択されると、ビアホールの径は０．１（ｍ
ｍ）となる。この縮小率（Ｍ値）は、マスク１３−１と
ｆθレンズ１５との間の距離を変えることで任意に設定
できる。
の金属材が使用され、レーザ光の反射光がレーザ導光系
の他の光学部品に影響を及ぼさないように、乱反射させ
る必要があるので、表面にショットブラスト等の加工を
施す。マスク１３−１の穴の径は、高密度多層プリント
配線基板に使用されるエポキシやＰＩ等の樹脂に対して
加工性が良く、加工面のエネルギー密度（フルエンス）
が１０Ｊ／ｃｍ2 程度になるようにマスク投影法の原理
にもとづいて設計される。本例では縮小率（Ｍ値）は１
０程度に設計している。この場合、マスク１３−１の穴
Ｈ１０が選択されると、ビアホールの径は０．１（ｍ
ｍ）となる。この縮小率（Ｍ値）は、マスク１３−１と
ｆθレンズ１５との間の距離を変えることで任意に設定
できる。
【００１６】現在使用されるビアホールの径は０．１
（ｍｍ）が主流であるため、マスク１３−１に設けられ
る穴Ｈ１〜Ｈ１６の径は１〜２（ｍｍ）を主としてそれ
らの前後の値、すなわち、Ｈ１：８，Ｈ２：６，Ｈ３：
４，Ｈ４：３，Ｈ５：２，Ｈ６：１．８，Ｈ７：１．
６，Ｈ８：１．４，Ｈ９：１．２，Ｈ１０：１．０，Ｈ
１１：０．９，Ｈ１２：０．８，Ｈ１３：０．７，Ｈ１
４：０．６，Ｈ１５：０．５，Ｈ１６：０．４（いずれ
も単位はｍｍ）としている。これらの穴は大きい方から
順に反時計回りに配列されている。
（ｍｍ）が主流であるため、マスク１３−１に設けられ
る穴Ｈ１〜Ｈ１６の径は１〜２（ｍｍ）を主としてそれ
らの前後の値、すなわち、Ｈ１：８，Ｈ２：６，Ｈ３：
４，Ｈ４：３，Ｈ５：２，Ｈ６：１．８，Ｈ７：１．
６，Ｈ８：１．４，Ｈ９：１．２，Ｈ１０：１．０，Ｈ
１１：０．９，Ｈ１２：０．８，Ｈ１３：０．７，Ｈ１
４：０．６，Ｈ１５：０．５，Ｈ１６：０．４（いずれ
も単位はｍｍ）としている。これらの穴は大きい方から
順に反時計回りに配列されている。
【００１７】駆動部１３−３は、図示しない主制御部の
制御下でマスク１３−１の回転駆動を行う。すなわち、
主制御部ではオペレータにより設定されるドリルデー
タ、ＣＡＤファイル等のマスタデータにもとづいて指定
されたビアホールの径に対応する穴を選択し、この穴が
レーザ光の光路に位置するようにマスク１３−１を回転
させる。一般に、ドリルデータ内ではＴコードで穴径が
指定されている。本例では、このＴコードにもとづいて
マスク１３−１を回転させることで、所望の穴径を設定
できる。
制御下でマスク１３−１の回転駆動を行う。すなわち、
主制御部ではオペレータにより設定されるドリルデー
タ、ＣＡＤファイル等のマスタデータにもとづいて指定
されたビアホールの径に対応する穴を選択し、この穴が
レーザ光の光路に位置するようにマスク１３−１を回転
させる。一般に、ドリルデータ内ではＴコードで穴径が
指定されている。本例では、このＴコードにもとづいて
マスク１３−１を回転させることで、所望の穴径を設定
できる。
【００１８】なお、ビアホールの加工位置精度（±２０
μｍ程度）を満足するために、マスク１３−１の製作精
度は±１０μｍ、マスク位置２軸微調整機構も１０μｍ
単位で調整できるようにしている。
μｍ程度）を満足するために、マスク１３−１の製作精
度は±１０μｍ、マスク位置２軸微調整機構も１０μｍ
単位で調整できるようにしている。
【００１９】上記の説明では、マスクとして円板状のも
のを用いているが、円板に限らずレーザ光の光路を横切
るように配置した平板に等間隔で異なる径の穴を設けて
往復動させることで穴の径を変えるようにしても良い。
また、本発明は、レーザ発振器がＣＯ2 レーザ、ＹＡＧ
レーザ、エキシマレーザ等のどのようなレーザ加工装置
にも適用可能であり、レーザ光の形態もパルス状、連続
波のいずれでも良い。更に、被加工物は、特にプリント
配線基板に適しているが、その他の樹脂、金属のいずれ
にも適用できる。
のを用いているが、円板に限らずレーザ光の光路を横切
るように配置した平板に等間隔で異なる径の穴を設けて
往復動させることで穴の径を変えるようにしても良い。
また、本発明は、レーザ発振器がＣＯ2 レーザ、ＹＡＧ
レーザ、エキシマレーザ等のどのようなレーザ加工装置
にも適用可能であり、レーザ光の形態もパルス状、連続
波のいずれでも良い。更に、被加工物は、特にプリント
配線基板に適しているが、その他の樹脂、金属のいずれ
にも適用できる。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、高密度多層のプリント
配線基板のような被加工物に任意のビアホール径の穴あ
け加工を自動で高速かつ高精度で行うことができ、穴あ
け工程の時間短縮化に大きく寄与せしめることができ
る。
配線基板のような被加工物に任意のビアホール径の穴あ
け加工を自動で高速かつ高精度で行うことができ、穴あ
け工程の時間短縮化に大きく寄与せしめることができ
る。
【図１】本発明によるレーザ加工装置の概略構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】図１に示されたＸ−Ｙスキャナの概略構成を示
した図である。
した図である。
【図３】図１に示された切換機構の概略構成を示した図
である。
である。
１１ 第１の反射ミラー １２ 第２の反射ミラー １５ ｆθレンズ １６ ワークステージ １７ ワーク １３−１ マスク １３−２ マスクホルダ １３−３ 駆動部
Claims (4)
- 【請求項１】 レーザ発振器からのビーム状のレーザ光
を被加工部材に照射して穴あけ加工を行うレーザ加工装
置において、レーザ光の導光路に、前記穴の径を規定す
る多種類の径の穴を有するマスクを設け、レーザ光の通
過位置に所望の径の穴を位置せしめることができるよう
にしたことを特徴とするレーザ加工装置。 - 【請求項２】 前記マスクは円板状であって、周方向に
間隔をおいて前記多種類の径の穴が設けられていること
を特徴とする請求項１記載のレーザ加工装置。 - 【請求項３】 設定に応じて前記所望の径の穴をレーザ
光の通過位置に位置決めするように前記マスクを回転駆
動する駆動機構を有することを特徴とする請求項２記載
のレーザ加工装置。 - 【請求項４】 前記レーザ発振器からのレーザ光は、１
つ以上の反射ミラーと、２つのガルバノミラーの組合わ
せによるＸ−Ｙスキャナと、焦点合わせ用のｆθレンズ
を経由して前記被加工部材に照射され、前記マスクは、
前記反射ミラーと前記Ｘ−Ｙスキャナとの間の導光路に
設けられることを特徴とする請求項３記載のレーザ加工
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8082676A JPH09271972A (ja) | 1996-04-04 | 1996-04-04 | レーザ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8082676A JPH09271972A (ja) | 1996-04-04 | 1996-04-04 | レーザ加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09271972A true JPH09271972A (ja) | 1997-10-21 |
Family
ID=13781027
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8082676A Pending JPH09271972A (ja) | 1996-04-04 | 1996-04-04 | レーザ加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09271972A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004209505A (ja) * | 2002-12-27 | 2004-07-29 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | レーザ加工装置における加工位置ずれ補正方法 |
| CN112654148A (zh) * | 2019-10-09 | 2021-04-13 | 无锡深南电路有限公司 | 一种印制线路板的制作方法 |
-
1996
- 1996-04-04 JP JP8082676A patent/JPH09271972A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004209505A (ja) * | 2002-12-27 | 2004-07-29 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | レーザ加工装置における加工位置ずれ補正方法 |
| CN112654148A (zh) * | 2019-10-09 | 2021-04-13 | 无锡深南电路有限公司 | 一种印制线路板的制作方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19990324 |