JPH10323788A - Laser processing device - Google Patents
Laser processing deviceInfo
- Publication number
- JPH10323788A JPH10323788A JP9138166A JP13816697A JPH10323788A JP H10323788 A JPH10323788 A JP H10323788A JP 9138166 A JP9138166 A JP 9138166A JP 13816697 A JP13816697 A JP 13816697A JP H10323788 A JPH10323788 A JP H10323788A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser beam
- laser
- processing apparatus
- mask
- laser processing
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/0011—Working of insulating substrates or insulating layers
- H05K3/0017—Etching of the substrate by chemical or physical means
Landscapes
- Lasers (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ発振器から
のパルス状のレーザビームを被加工基板に照射して穴あ
け加工を行うレーザ加工装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser processing apparatus for piercing a substrate by irradiating a substrate with a pulsed laser beam from a laser oscillator.
【０００２】[0002]
【従来の技術】電子機器の小形化、高密度実装化に伴
う、プリント配線基板の高密度化の要求に応えて、近
年、複数のプリント配線基板を積層した多層プリント配
線基板が提供されている。このような多層プリント配線
基板では、上下に積層されたプリント配線基板間で導電
層（銅箔）同士を電気的に接続する必要がある。このよ
うな接続は、プリント配線基板の絶縁層（通常、ポリイ
ミド、エポキシ系樹脂等のポリマー）に、下層の導電層
に達するバイアホールと呼ばれる穴を形成し、その穴の
内部に導電メッキを施すことによって実現されている。2. Description of the Related Art In response to the demand for higher density of printed wiring boards in accordance with the miniaturization and high-density mounting of electronic devices, multilayer printed wiring boards in which a plurality of printed wiring boards are stacked have recently been provided. . In such a multilayer printed wiring board, it is necessary to electrically connect conductive layers (copper foils) between printed wiring boards stacked one above another. In such a connection, a hole called a via hole that reaches a lower conductive layer is formed in an insulating layer (usually, a polymer such as polyimide or epoxy resin) of a printed wiring board, and conductive plating is performed inside the hole. This is achieved by:
【０００３】このようなバイアホールを形成するため
に、最近はレーザが利用されている。レーザを利用した
レーザ加工装置は、例えば、ＣＯ2 ガスレーザ発振器で
パルス状のレーザビームを発生し、これをレーザビーム
の断面形状を成形するためのマスクに導く。マスクで成
形されたレーザビームは、ガルバノスキャナと呼ばれる
走査系に入射し、ｆθレンズを通して被加工基板として
のプリント配線基板に照射される。ガルバノスキャナ
は、図７に示すように、レーザビームをＸ軸方向に振ら
せるための第１のガルバノミラー７１と、第１のガルバ
ノミラー７１からのレーザビームをＹ軸方向に振らせる
ための第２のガルバノミラー７２とを有する。In order to form such a via hole, a laser has recently been used. A laser processing apparatus using a laser generates, for example, a pulsed laser beam with a CO 2 gas laser oscillator and guides the pulsed laser beam to a mask for shaping the cross-sectional shape of the laser beam. The laser beam formed by the mask is incident on a scanning system called a galvano scanner, and is irradiated on a printed wiring board as a substrate to be processed through an fθ lens. As shown in FIG. 7, the galvano scanner includes a first galvanometer mirror 71 for oscillating the laser beam in the X-axis direction, and a second galvanometer for oscillating the laser beam from the first galvanometer mirror 71 in the Y-axis direction. And two galvanometer mirrors 72.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、ガルバノス
キャナは、あらかじめ定められた加工パターンに基づい
て制御され、レーザビームを走査範囲内（例えば一辺が
数十ｃｍの正方形領域）で振らせて、所定の位置に位置
決め照射することにより１個ずつ穴あけを行うものであ
る。そのために、被加工基板における加工領域はガルバ
ノスキャナの走査範囲で決まる。また、穴あけ加工の速
度は、主にガルバノミラーの応答速度で決まるので、制
限がある。By the way, the galvano scanner is controlled based on a predetermined processing pattern, and oscillates a laser beam within a scanning range (for example, a square area having a side of several tens of cm). The holes are drilled one by one by positioning and irradiating the position. Therefore, the processing area on the substrate to be processed is determined by the scanning range of the galvano scanner. Further, the speed of drilling is limited mainly by the response speed of the galvanomirror, so there is a limit.
【０００５】そこで、本発明の課題は、穴あけ加工の速
度の向上を図ることのできるレーザ加工装置を提供する
ことにある。[0005] Therefore, an object of the present invention is to provide a laser processing apparatus capable of improving the speed of drilling.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、レーザ発振器
からのパルス状のレーザビームを被加工基板に照射して
穴あけ加工を行うレーザ加工装置において、前記レーザ
ビームの光路中に該レーザビームの光量を連続的に可変
の光量無段階調整機構を設け、該光量無段階調整機構の
後には更に、レーザビームエネルギーの強度分布を均一
にする均一光学系を設けて、該均一光学系からのレーザ
ビームの断面形状を長四角形にし、前記被加工基板に
は、前記長四角形の断面形状のレーザビームの照射域に
複数個の穴あけ用の穴パターンを持つマスクを通してレ
ーザビームを照射することにより、同時に複数個の穴あ
けを可能としたことを特徴とする。According to the present invention, there is provided a laser processing apparatus for piercing a substrate by irradiating a pulsed laser beam from a laser oscillator to a substrate to be processed. A light quantity stepless adjustment mechanism that continuously varies the light quantity is provided, and after the light quantity stepless adjustment mechanism, a uniform optical system for making the intensity distribution of the laser beam energy uniform is further provided, and the laser light from the uniform optical system is provided. The cross-sectional shape of the beam is formed into a rectangular shape, and the substrate to be processed is irradiated with a laser beam through a mask having a plurality of hole patterns for drilling the irradiation area of the laser beam having the rectangular cross-sectional shape. It is characterized in that a plurality of holes can be drilled.
【０００７】前記光量無段階調整機構は、レーザビーム
の通過域に配置された絞り機構とこれを駆動するモータ
とを含む。[0007] The stepless light amount adjustment mechanism includes a stop mechanism arranged in a pass area of the laser beam and a motor for driving the stop mechanism.
【０００８】一方、前記均一光学系は、多重反射により
レーザビームエネルギーの強度分布を均一化するカライ
ド反射鏡を含み、特に、前記カライド反射鏡は無酸素銅
あるいはベリリウムより成る中空角柱ブロックであり、
前記レーザビームの通過路となる中空部分が所定の断面
形状を持つように鏡面仕上げされていることを特徴とす
る。On the other hand, the uniform optical system includes a carbide reflector for making the intensity distribution of laser beam energy uniform by multiple reflections. In particular, the carbide reflector is a hollow prism block made of oxygen-free copper or beryllium,
The hollow portion serving as a passage for the laser beam is mirror-finished so as to have a predetermined sectional shape.
【０００９】本発明によればまた、前記カライド反射鏡
から出たレーザビームを、ガルバノスキャナにより前記
マスクの所定領域に振らせて照射するようにし、前記ガ
ルバノスキャナは、レーザビームを前記被加工基板上に
おいてＸ軸方向に振らせるためのＸ軸用の第１のガルバ
ノミラーと、該第１のガルバノミラーからのレーザビー
ムを前記被加工基板上においてＹ軸方向に振らせるため
のＹ軸用の第２のガルバノミラーとを含むことを特徴と
するレーザ加工装置が提供される。According to the present invention, a laser beam emitted from the kaleid reflector is radiated onto a predetermined area of the mask by a galvano scanner so as to irradiate the laser beam with the substrate. A first galvanomirror for X-axis for oscillating in the X-axis direction above, and a Y-axis for oscillating the laser beam from the first galvanomirror in the Y-axis direction on the substrate to be processed. There is provided a laser processing apparatus including a second galvanometer mirror.
【００１０】前記カライド反射鏡と前記ガルバノスキャ
ナとの間には、少なくとも１つの結像レンズにより前記
カライド反射鏡からのレーザビームの断面形状を縮小し
て前記マスクに投影するための縮小投影光学系を設ける
ことが好ましい。A reduction projection optical system for reducing the cross-sectional shape of the laser beam from the kalide reflector by at least one imaging lens and projecting the laser beam onto the mask, between the kaleid reflector and the galvano scanner. Is preferably provided.
【００１１】前記マスクにはコンタクトマスク、あるい
はコンフォーマルマスクが使用される。As the mask, a contact mask or a conformal mask is used.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明の
実施の形態について説明する。図１は、本発明によるレ
ーザ加工装置の概略構成を示す。図１において、ここで
は、レーザ発生源としてＴＥＡ（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ
ｌｙ Ｅｘｃｉｔｅｄ Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ ｐｒ
ｅｓｓｕｒｅ）ＣＯ2 ガスレーザ発振器（以下、レーザ
発振器と呼ぶ）を用いている。レーザ発振器１０から出
射したパルス状のレーザビームは、第１、第２の反射鏡
１１、１２を経由してレーザ光量無段階調整機構１３に
入射する。レーザ光量無段階調整機構１３は、絞り機構
とこれを駆動するステッピングモータとを含んで、カメ
ラの絞り機構のような原理で、入射するレーザの光量を
調整するものである。すなわち、レーザ光量無段階調整
機構１３に入射するレーザビームは、通常、断面が１１
ｍｍ×９ｍｍ程度のサイズの長方形になっている。レー
ザ光量無段階調整機構１３は、この断面長方形のレーザ
ビームを機械的に一部制限して切り出す。そして、切り
出されたレーザビームのエネルギーは、その切り出し面
積に関連して可変となり、この値はステッピングモータ
の回転量に関連して可変である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration of a laser processing apparatus according to the present invention. In FIG. 1, here, TEA (Transverse
ly Excited Atmospheric pr
essure) CO 2 gas laser oscillator (hereinafter referred to as laser oscillator) is used. The pulsed laser beam emitted from the laser oscillator 10 enters the laser light stepless adjustment mechanism 13 via the first and second reflecting mirrors 11 and 12. The laser light amount stepless adjustment mechanism 13 includes a diaphragm mechanism and a stepping motor for driving the same, and adjusts the amount of incident laser light based on the principle of a diaphragm mechanism of a camera. That is, the laser beam incident on the laser light stepless adjustment mechanism 13 usually has a cross section of 11 mm.
It is a rectangle having a size of about mm × 9 mm. The laser light amount stepless adjusting mechanism 13 cuts out the laser beam having a rectangular cross section mechanically partially. The energy of the cut laser beam is variable in relation to the cut area, and this value is variable in relation to the rotation amount of the stepping motor.
【００１３】レーザ光量無段階調整機構１３からのレー
ザビームは、均一光学系２０に入射する。均一光学系２
０は、焦点距離ｆ1 の入射用集光レンズ２１、カライド
反射鏡２２を含む。均一光学系２０は、その構造につい
ては後述するが、シングルモードあるいはマルチモード
の強度分布を持つレーザを入射用集光レンズ２１により
カライド反射鏡２２に入射させ、カライド反射鏡２２で
はその内部での多重反射を利用してレーザビームのエネ
ルギー強度分布を均一にするためのものである。均一光
学系２０を出たレーザビームは、焦点距離ｆ2 、ｆ3 の
結像レンズ１４、１５により縮小投影され、前述したガ
ルバノスキャナによる走査系１６により振られ、Ｘ−Ｙ
ステージ３０上の被加工基板１７に照射される。The laser beam from the laser light stepless adjustment mechanism 13 enters the uniform optical system 20. Uniform optical system 2
Numeral 0 includes an incident condenser lens 21 having a focal length f1 and a callide reflecting mirror 22. Although the structure of the uniform optical system 20 will be described later, a laser having a single-mode or multi-mode intensity distribution is made incident on the kalide reflecting mirror 22 by the incident condenser lens 21, and the inside of the This is for making the energy intensity distribution of the laser beam uniform using multiple reflection. The laser beam that has exited the uniform optical system 20 is reduced and projected by the imaging lenses 14 and 15 having the focal lengths f2 and f3, is shaken by the above-described scanning system 16 using a galvano scanner, and is XY.
The light is applied to the substrate 17 on the stage 30.
【００１４】ここで、走査系１６は、前述したように、
レーザビームをＸ−Ｙステージ３０上における被加工基
板１７の被加工領域、すなわち走査領域に対してＸ軸方
向に振らせるための第１のガルバノミラー１６−１と、
第１のガルバノミラー１６−１からのレーザビームをＹ
軸方向に振らせるための第２のガルバノミラー１６−２
とを有する。Ｘ−Ｙステージ３０はＸ軸方向、Ｙ軸方向
に可動であり、被加工基板１７の１つの被加工領域に対
する加工が終了すると、走査系１６による走査領域に被
加工基板１７の次の被加工領域が位置するように被加工
基板１７を移動させる。Here, as described above, the scanning system 16
A first galvanomirror 16-1 for causing the laser beam to oscillate in the X-axis direction with respect to a processing area of the processing target substrate 17 on the XY stage 30, that is, a scanning area;
The laser beam from the first galvanomirror 16-1 is changed to Y
Second galvanometer mirror 16-2 for swinging in the axial direction
And The XY stage 30 is movable in the X-axis direction and the Y-axis direction. When the processing of one processing area of the processing target substrate 17 is completed, the next processing of the processing target substrate 17 is performed in the scanning area by the scanning system 16. The processed substrate 17 is moved so that the region is located.
【００１５】図２を参照して、カライド反射鏡２２につ
いて説明する。カライド反射鏡２２は、無酸素銅から成
る断面長四角形の４本の棒状体２２−１〜２２−４を、
これらの間に中空部２２−５ができるように組み合わせ
て成る。これらの組付けは、ボルト２２−６で行われ
る。特に、レーザビームの通過路となる中空部２２−５
は、四角形の断面形状を持ち、しかもその内面が反射鏡
となるように鏡面仕上げされている。Referring to FIG. 2, the callide reflector 22 will be described. The callide reflector 22 includes four rods 22-1 to 22-4 each having a rectangular cross section made of oxygen-free copper,
They are combined so that a hollow portion 22-5 is formed between them. These are assembled with bolts 22-6. In particular, the hollow portion 22-5 serving as a passage for the laser beam
Has a square cross-sectional shape and is mirror-finished so that its inner surface becomes a reflecting mirror.
【００１６】このようなカライド反射鏡２２によれば、
入射したレーザビームは中空部２２−５内で多重反射
し、その結果レーザビームのエネルギー強度分布が均一
にされる。エネルギー強度分布の均一度は、入射するレ
ーザビームの断面形状のサイズ、入射用集光レンズ２１
の焦点距離、中空部２２−５の断面形状の大きさ、及び
中空部２２−５の全長により決定される。中空部２２−
５の全長が長いほど、多重反射の回数が増え、均一度が
向上する。本形態では、中空部２２−５の全長は、少な
くとも３回の多重反射が行われる長さに設定されるが、
多重反射の回数が増えるとロスが増加するので、数回程
度の反射が行われるような長さが好ましい。According to such a kalide reflecting mirror 22,
The incident laser beam is multiply reflected in the hollow portion 22-5, and as a result, the energy intensity distribution of the laser beam is made uniform. The uniformity of the energy intensity distribution depends on the size of the cross-sectional shape of the incident laser beam,
, The size of the cross-sectional shape of the hollow portion 22-5, and the total length of the hollow portion 22-5. Hollow part 22-
As the total length of 5 is longer, the number of multiple reflections increases, and the uniformity improves. In this embodiment, the total length of the hollow portion 22-5 is set to a length at which multiple reflections are performed at least three times.
Since the loss increases as the number of multiple reflections increases, the length is preferably such that reflection is performed about several times.
【００１７】なお、カライド反射鏡２２の材料として
は、ＣＯ2 レーザ発振器の場合には、無酸素銅の他にベ
リリウムが考えられる。他方、ＹＡＧレーザ発振器、エ
キシマレーザ発振器を使用する場合には、石英のような
ガラス材料を使用することもできる。[0017] As a material for Callide reflector 22, in the case of CO 2 laser oscillator, in addition to beryllium free copper are considered. On the other hand, when a YAG laser oscillator or an excimer laser oscillator is used, a glass material such as quartz can be used.
【００１８】このような均一光学系２０を用いることに
より、レーザビーム照射域でのレーザのエネルギー強度
分布が均一化され、プリント配線基板への穴あけ加工の
場合、レーザ光量無段階調整機構１３によるレーザビー
ムエネルギーの調整と合わせて、均一なエネルギー強度
分布を持つレーザビームを照射することができる。これ
は、次のような点で有効である。すなわち、プリント配
線基板の下面には通常、銅箔による導電層が形成されて
いる。そして、これまでのレーザ加工装置では、レーザ
照射域でのレーザビームのエネルギー強度分布はガウシ
アン分布となり、レーザビームの中心ほどエネルギーが
大きい。その結果、プリント配線基板に穴をあけるにと
どまらず、導電層に損傷を与えやすいという問題点があ
る。これに対し、本形態によれば、レーザ照射域でのレ
ーザビームのエネルギーが調整されていると共に、エネ
ルギー強度分布も均一となっているので、導電層に損傷
を与えることが無い。By using such a uniform optical system 20, the energy intensity distribution of the laser in the laser beam irradiation area is made uniform, and in the case of drilling a printed wiring board, the laser light intensity stepless adjustment mechanism 13 is used. Along with the adjustment of the beam energy, a laser beam having a uniform energy intensity distribution can be irradiated. This is effective in the following points. That is, a conductive layer made of copper foil is usually formed on the lower surface of the printed wiring board. In the conventional laser processing apparatus, the energy intensity distribution of the laser beam in the laser irradiation area is a Gaussian distribution, and the energy is larger toward the center of the laser beam. As a result, there is a problem that the conductive layer is easily damaged in addition to making holes in the printed wiring board. On the other hand, according to this embodiment, the energy of the laser beam in the laser irradiation area is adjusted and the energy intensity distribution is uniform, so that the conductive layer is not damaged.
【００１９】本形態のレーザ加工装置においては、レー
ザ発振器１０からのレーザビームの最大広がり角度を５
ｍｒａｄとし、入射用集光レンズ２１の焦点距離ｆ1 を
１２０ｍｍとすると、カライド反射鏡２２の入り口で集
光されるレーザビームのスポットサイズは、最大直径１
２０×５＝６００μｍとなる。このため、カライド反射
鏡２２の中空部２２−５の断面形状のサイズは、９００
μｍ×４５００μｍとした。この均一化されたカライド
反射鏡２２の出射端のレーザビームの像は、９００μｍ
×４５００μｍのサイズの矩形となる。この像をレーザ
ビームの照射域、すなわち加工面上でのサイズを１／３
に縮小して投影するために、結像レンズ１４、１５の焦
点距離ｆ2 、ｆ3 の比を３：１になるようにした。本形
態では、焦点距離ｆ2 を６００ｍｍ、焦点距離ｆ3 を２
００ｍｍとし、カライド反射鏡２２の出射端から結像レ
ンズ１４までの距離が６００ｍｍになるように設定し
た。In the laser processing apparatus of this embodiment, the maximum spread angle of the laser beam from the laser
mrad and the focal length f1 of the incident condenser lens 21 is 120 mm, the spot size of the laser beam condensed at the entrance of the kaleid reflector 22 has a maximum diameter of 1 mm.
20 × 5 = 600 μm. For this reason, the size of the cross-sectional shape of the hollow portion 22-5 of the callide reflector 22 is 900
μm × 4500 μm. The uniformized image of the laser beam at the exit end of the kalide reflecting mirror 22 is 900 μm
It becomes a rectangle having a size of × 4500 μm. The size of the image on the laser beam irradiation area, that is, the size on the processing surface
The ratio of the focal lengths f2 and f3 of the imaging lenses 14 and 15 is set to 3: 1 in order to project the image at a reduced size. In this embodiment, the focal length f2 is 600 mm, and the focal length f3 is 2
The distance was set to 00 mm, and the distance from the exit end of the callide reflecting mirror 22 to the imaging lens 14 was set to 600 mm.
【００２０】その結果、加工面上でのレーザビームのス
ポットサイズは、３００μｍ×１５００μｍでエネルギ
ー強度分布が均一化されている。As a result, the spot size of the laser beam on the processing surface is 300 μm × 1500 μm, and the energy intensity distribution is uniform.
【００２１】本発明は、このようにエネルギー強度分布
が均一化された、これまでのものより大きなスポットサ
イズを持つレーザビームにより一度に複数個の穴あけ加
工を可能にした点に特徴を有する。以下に、これを説明
する。The present invention is characterized in that a plurality of holes can be formed at once by using a laser beam having a uniform energy intensity distribution and having a larger spot size than the conventional one. This will be described below.
【００２２】図３を参照して、グリーンシートに穴あけ
加工を行う場合について説明する。近年、電子部品の高
密度化、高集積化に伴い、グリーンシートに必要とされ
る穴のサイズ、ピッチが縮小化されてきている。穴のサ
イズは直径１００μｍ、ピッチは短ピッチ側が６００μ
ｍ、長ピッチ側が１２００μｍで、短ピッチ側の幅が最
大１５０ｍｍといったグリーンシートが提供されてい
る。勿論、これは一例であり、グリーンシートの種類
（製品）により短ピッチ側が８００μｍあるいは１００
０μｍで、長ピッチ側が１６００μｍあるいは２０００
μｍという場合もある。Referring to FIG. 3, a case where a green sheet is punched will be described. In recent years, with the increase in density and integration of electronic components, the size and pitch of holes required for a green sheet have been reduced. Hole size is 100μm in diameter, pitch is 600μ on short pitch side
m, a green sheet having a long pitch side of 1200 μm and a short pitch side having a maximum width of 150 mm is provided. Of course, this is only an example, and the short pitch side is 800 μm or 100 μm depending on the type (product) of the green sheet.
0 μm, long pitch side is 1600 μm or 2000
μm.
【００２３】本形態では、上記のようなグリーンシート
の穴あけにコンタクトマスク方式を採用する。これは、
図４に示すように、グリーンシート１００上に所望の穴
の径とピッチを持つコンタクトマスク２００を設置し、
上述したスポットサイズのレーザビームをコンタクトマ
スク２００を通して照射することで、必要な穴の径とピ
ッチとを実現する。１０１は導電層である。In the present embodiment, a contact mask method is adopted for drilling the green sheet as described above. this is,
As shown in FIG. 4, a contact mask 200 having a desired hole diameter and pitch is set on the green sheet 100,
By irradiating the laser beam having the above-mentioned spot size through the contact mask 200, the required hole diameter and pitch are realized. 101 is a conductive layer.
【００２４】図５に示すように、図１で説明したスポッ
トサイズ、すなわち３００μｍ×１５００μｍのレーザ
ビームで図３に示すようなグリーンシートの穴あけを行
う場合には、一度に３個の穴あけ加工を行うことができ
ることが理解できよう。As shown in FIG. 5, when drilling a green sheet as shown in FIG. 3 with the spot size described with reference to FIG. 1, that is, a laser beam of 300 μm × 1500 μm, three holes are drilled at a time. You can see what can be done.
【００２５】ところで、コンタクトマスクとしては、レ
ーザ光を良く反射し、熱伝導性の良好な材料、例えばベ
リリウム銅や無酸素銅を使用し、必要な貫通穴はエッチ
ング処理により形成した。As a contact mask, a material that reflects laser light well and has good thermal conductivity, for example, beryllium copper or oxygen-free copper was used, and necessary through holes were formed by etching.
【００２６】上記の説明は、一度に３個の穴を加工する
例であるが、図３に示すようなグリーンシートであって
も、レーザ発振器の出力向上とレーザ広がり角度の低下
に応じて４個以上の穴を同時加工するレーザ加工装置を
提供できる。The above description is an example in which three holes are processed at one time. However, even with a green sheet as shown in FIG. It is possible to provide a laser processing apparatus for simultaneously processing more than one hole.
【００２７】本発明はまた、コンタクトマスク方式に限
らず、図６に示すような、コンフォーマルマスク方式に
も適用できる。コンフォーマルマスク方式では、被加工
基板であるプリント配線基板１１０とマスク２１０とが
あらかじめ一体化されているものである。１１１は導電
層である。したがって、マスク２１０への照射領域をレ
ーザビームのスポットサイズに対応する領域に分割する
ようにし、ガルバノスキャにより各領域に順次レーザビ
ームを照射するようにすることで、穴のサイズやピッチ
が一定でない場合でも、レーザビームのスポットサイズ
内に入る複数の穴を同時に加工できる。The present invention can be applied not only to the contact mask system but also to a conformal mask system as shown in FIG. In the conformal mask method, a printed wiring board 110, which is a substrate to be processed, and a mask 210 are integrated in advance. 111 is a conductive layer. Therefore, by dividing the irradiation area on the mask 210 into areas corresponding to the spot size of the laser beam and sequentially irradiating the laser beam to each area with a galvano scan, the size and pitch of the holes are not constant. Even in this case, a plurality of holes that fall within the spot size of the laser beam can be simultaneously processed.
【００２８】なお、上記の説明では、穴あけをレーザビ
ーム１ショットで行うようにしているが、これまでの穴
あけ加工では、通常２〜４ショットで行われており、こ
のような場合でも本発明が適用できることは言うまでも
無い。また、レーザ発振器は、ＴＥＡ−ＣＯ2 レーザ発
振器に限らず、エキシマレーザ発振器、ＹＡＧレーザ発
振器等のどのようなレーザ発振器でも使用できる。In the above description, the drilling is performed by one shot of the laser beam. However, in the conventional drilling, the drilling is usually performed in 2 to 4 shots. It goes without saying that it can be applied. Further, the laser oscillator is not limited to the TEA-CO 2 laser oscillator, and any laser oscillator such as an excimer laser oscillator and a YAG laser oscillator can be used.
【００２９】[0029]
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明による
レーザ加工装置は、複数の穴あけを同時に行うことがで
きるので、加工速度が飛躍的に向上する。また、レーザ
ビーム照射域でのレーザのエネルギーの調整及び強度分
布を均一化できるので、特に銅箔による導電層が形成さ
れるプリント配線基板への穴あけ加工に適している。す
なわち、導電層に損傷を与えることなく穴あけを行うこ
とができる。As described above, the laser processing apparatus according to the present invention can perform a plurality of holes at the same time, so that the processing speed is dramatically improved. In addition, since the adjustment of laser energy and the intensity distribution in the laser beam irradiation region can be made uniform, it is particularly suitable for drilling a printed wiring board on which a conductive layer of copper foil is formed. That is, drilling can be performed without damaging the conductive layer.
【図１】本発明によるレーザ加工装置の概略構成を示し
た図である。FIG. 1 is a view showing a schematic configuration of a laser processing apparatus according to the present invention.
【図２】図１に示された均一光学系におけるカライド反
射鏡の構造を説明するための正面図である。FIG. 2 is a front view for explaining the structure of a carbide reflector in the uniform optical system shown in FIG. 1;
【図３】本発明に使用される被加工基板の一例として、
グリーンシートの場合についてそこに形成される穴の配
置例を示した図である。FIG. 3 shows an example of a substrate to be processed used in the present invention.
It is the figure which showed the example of arrangement | positioning of the hole formed there in the case of a green sheet.
【図４】本発明が適用されるコンタクトマスク方式によ
る穴あけを説明するための断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining drilling by a contact mask method to which the present invention is applied.
【図５】本発明により得られるレーザビームの加工面上
でのサイズと図３に示された穴との関係を説明するため
の図である。5 is a diagram for explaining the relationship between the size of a laser beam obtained by the present invention on a processing surface and the holes shown in FIG. 3;
【図６】本発明が適用されるコンフォーマルマスク方式
による穴あけを説明するための断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining drilling by a conformal mask method to which the present invention is applied.
【図７】ガルバノスキャナの概略構成を示した図であ
る。FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of a galvano scanner.
１０ レーザ発振器 １１、１２ 反射鏡 １３ レーザ光量無段階調整機構 １４、１５ 結像レンズ １６ 走査系 １６−１、１６−２ 第１、第２のガルバノミラー １７ 被加工基板 ２０ 均一光学系 ２１ 入射用集光レンズ ２２ カライド反射鏡 ３０ Ｘ−Ｙステージ REFERENCE SIGNS LIST 10 laser oscillator 11, 12 reflecting mirror 13 laser light intensity stepless adjustment mechanism 14, 15 imaging lens 16 scanning system 16-1, 16-2 first and second galvano mirrors 17 substrate to be processed 20 uniform optical system 21 for incidence Condenser lens 22 Callide reflector 30 XY stage
Claims (8)
ームを被加工基板に照射して穴あけ加工を行うレーザ加
工装置において、前記レーザビームの光路中に該レーザ
ビームの光量を連続的に可変の光量無段階調整機構を設
け、該光量無段階調整機構の後には更に、レーザビーム
エネルギーの強度分布を均一にする均一光学系を設け
て、該均一光学系からのレーザビームの断面形状を長四
角形にし、前記被加工基板には、前記長四角形の断面形
状のレーザビームの照射域に複数個の穴あけ用の穴パタ
ーンを持つマスクを通してレーザビームを照射すること
により、同時に複数個の穴あけを可能としたことを特徴
とするレーザ加工装置。1. A laser processing apparatus for performing a boring process by irradiating a pulsed laser beam from a laser oscillator onto a substrate to be processed, wherein a light amount of the laser beam is continuously variable in an optical path of the laser beam. A stepless adjusting mechanism is provided, and after the light amount stepless adjusting mechanism, a uniform optical system for uniformizing the intensity distribution of the laser beam energy is further provided, and the cross-sectional shape of the laser beam from the uniform optical system is formed into a rectangular shape. On the substrate to be processed, by irradiating a laser beam through a mask having a hole pattern for a plurality of holes in the irradiation area of the laser beam having the rectangular cross-sectional shape, a plurality of holes can be simultaneously formed. A laser processing apparatus characterized by the above-mentioned.
て、前記光量無段階調整機構は、レーザビームの通過域
に配置された絞り機構とこれを駆動するモータとを含む
ことを特徴とするレーザ加工装置。2. A laser processing apparatus according to claim 1, wherein said stepless light amount adjustment mechanism includes a stop mechanism arranged in a pass area of a laser beam and a motor for driving the stop mechanism. apparatus.
て、前記均一光学系は、多重反射によりレーザビームエ
ネルギーの強度分布を均一化するカライド反射鏡を含む
ことを特徴とするレーザ加工装置。3. A laser processing apparatus according to claim 2, wherein said uniform optical system includes a carbide reflector for making the intensity distribution of laser beam energy uniform by multiple reflection.
て、前記カライド反射鏡は無酸素銅あるいはベリリウム
より成る中空角柱ブロックであり、前記レーザビームの
通過路となる中空部分が所定の断面形状を持つように鏡
面仕上げされていることを特徴とするレーザ加工装置。4. The laser processing apparatus according to claim 3, wherein the carbide reflector is a hollow prismatic block made of oxygen-free copper or beryllium, and a hollow portion serving as a passage of the laser beam has a predetermined sectional shape. Laser processing apparatus characterized in that it is mirror-finished as described above.
て、前記カライド反射鏡から出たレーザビームを、ガル
バノスキャナにより前記マスクの所定領域に振らせて照
射するようにし、前記ガルバノスキャナは、レーザビー
ムを前記被加工基板上においてＸ軸方向に振らせるため
のＸ軸用の第１のガルバノミラーと、該第１のガルバノ
ミラーからのレーザビームを前記被加工基板上において
Ｙ軸方向に振らせるためのＹ軸用の第２のガルバノミラ
ーとを含むことを特徴とするレーザ加工装置。5. The laser processing apparatus according to claim 4, wherein a laser beam emitted from said kaleid reflector is radiated onto a predetermined area of said mask by a galvano scanner, and said laser beam is emitted. A first galvanomirror for the X-axis for oscillating the laser beam in the X-axis direction on the substrate to be processed, and a laser beam from the first galvanomirror in the Y-axis direction on the substrate for processing. And a second galvanometer mirror for the Y-axis.
て、前記カライド反射鏡と前記ガルバノスキャナとの間
に、少なくとも１つの結像レンズにより前記カライド反
射鏡からのレーザビームの断面形状を縮小して前記マス
クに投影するための縮小投影光学系を設けたことを特徴
とするレーザ加工装置。6. The laser processing apparatus according to claim 5, wherein a cross-sectional shape of a laser beam from the kaleid reflector is reduced between the kaleid reflector and the galvano scanner by at least one imaging lens. A laser processing apparatus provided with a reduction projection optical system for projecting onto the mask.
て、前記マスクはコンタクトマスクであることを特徴と
するレーザ加工装置。7. A laser processing apparatus according to claim 6, wherein said mask is a contact mask.
て、前記マスクはコンフォーマルマスクであることを特
徴とするレーザ加工装置。8. A laser processing apparatus according to claim 6, wherein said mask is a conformal mask.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13816697A JP3175006B2 (en) | 1997-05-28 | 1997-05-28 | Laser processing apparatus and processing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13816697A JP3175006B2 (en) | 1997-05-28 | 1997-05-28 | Laser processing apparatus and processing method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10323788A true JPH10323788A (en) | 1998-12-08 |
| JP3175006B2 JP3175006B2 (en) | 2001-06-11 |
Family
ID=15215579
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13816697A Expired - Fee Related JP3175006B2 (en) | 1997-05-28 | 1997-05-28 | Laser processing apparatus and processing method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3175006B2 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001079678A (en) * | 1999-09-13 | 2001-03-27 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Method for laser piercing and device therefor |
| JP2002033539A (en) * | 2000-07-18 | 2002-01-31 | Nec Corp | Drilling apparatus for green sheet |
| JP2002178323A (en) * | 2000-12-12 | 2002-06-26 | Taiyo Yuden Co Ltd | Ceramic green sheet processing apparatus |
| WO2004020140A1 (en) * | 2002-08-30 | 2004-03-11 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Laser processing method and processing device |
| US7402772B2 (en) | 2002-08-30 | 2008-07-22 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Laser processing method and processing device |
| US7807944B2 (en) | 2002-08-09 | 2010-10-05 | Tdk Corporation | Laser processing device, processing method, and method of producing circuit substrate using the method |
-
1997
- 1997-05-28 JP JP13816697A patent/JP3175006B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001079678A (en) * | 1999-09-13 | 2001-03-27 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Method for laser piercing and device therefor |
| JP2002033539A (en) * | 2000-07-18 | 2002-01-31 | Nec Corp | Drilling apparatus for green sheet |
| JP2002178323A (en) * | 2000-12-12 | 2002-06-26 | Taiyo Yuden Co Ltd | Ceramic green sheet processing apparatus |
| US7807944B2 (en) | 2002-08-09 | 2010-10-05 | Tdk Corporation | Laser processing device, processing method, and method of producing circuit substrate using the method |
| WO2004020140A1 (en) * | 2002-08-30 | 2004-03-11 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Laser processing method and processing device |
| US7402772B2 (en) | 2002-08-30 | 2008-07-22 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Laser processing method and processing device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3175006B2 (en) | 2001-06-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8729426B2 (en) | Method and apparatus for laser machining relatively narrow and relatively wide structures | |
| JP3929084B2 (en) | How to irradiate the surface of an untreated product | |
| US5367143A (en) | Apparatus and method for multi-beam drilling | |
| US6906282B2 (en) | Laser processing apparatus, mask for laser processing, and method for making the mask | |
| US6791060B2 (en) | Beam shaping and projection imaging with solid state UV gaussian beam to form vias | |
| US6359255B1 (en) | Method for forming a through hole in a ceramic green sheet | |
| EP1386689A1 (en) | Method and device for laser beam machining of laminated material | |
| EP1231013A1 (en) | Method and apparatus for laser drilling | |
| JP2003517931A (en) | Apparatus for processing a substrate and method for processing a substrate using the apparatus | |
| US6833528B2 (en) | Method and apparatus for laser processing | |
| US7170912B2 (en) | Laser drilling system and method for flexible printed circuit board | |
| JP3175006B2 (en) | Laser processing apparatus and processing method | |
| JPH11103150A (en) | Laser beam machining apparatus | |
| JPH11245071A (en) | Laser processing device | |
| GB2466221A (en) | Method and apparatus for laser machining structures of different sizes by means of two different laser processes | |
| KR100504234B1 (en) | Laser drilling method | |
| JP3385504B2 (en) | Laser processing apparatus and irradiation method using laser processing apparatus | |
| JP3208659B2 (en) | Laser processing equipment | |
| JP3175005B2 (en) | Laser processing equipment | |
| US6577448B2 (en) | Laser system by modulation of power and energy | |
| JPH10323777A (en) | Laser piercing processing device for printed wire plate board | |
| JP2002079384A (en) | Marking apparatus for copper-plated laminated substrate and method therefor | |
| JP4948923B2 (en) | Beam irradiation apparatus and beam irradiation method | |
| JP3353134B2 (en) | Laser processing equipment | |
| JP3312294B2 (en) | Laser processing apparatus and laser processing method using multi-axis galvano scanner |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20010307 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |