JPH11192570A - Device and method of laser beam machining - Google Patents

Device and method of laser beam machining

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JPH11192570A
JPH11192570A JP9338397A JP33839797A JPH11192570A JP H11192570 A JPH11192570 A JP H11192570A JP 9338397 A JP9338397 A JP 9338397A JP 33839797 A JP33839797 A JP 33839797A JP H11192570 A JPH11192570 A JP H11192570A
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detector
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真 加藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser beam machining device and its method that bring high yield and that realize high quality drilling. SOLUTION: This invention relates to a laser beam machining device and a method applicable to such device which is provided with a reflected light detector 12, a semiconductor device for detecting the intensity of light emitted by a laser generator 1 and reflected by a workpiece 7, with a control means 15 and the like for controlling the laser generator 1 based on a comparison between the intensity of the reflected light detected by the detector 12 and a prescribed reference value, and with a correcting means for correcting such intensity of the reflected light in accordance with the temperature change of the semiconductor device.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ加工装置及
びレーザ加工方法に関し、特に、絶縁層と導電層とを積
層して形成した回路基板に穴加工を行うに好適なレーザ
穴あけ加工装置及びレーザ加工方法に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser processing apparatus and a laser processing method, and more particularly, to a laser drilling apparatus and laser suitable for drilling a circuit board formed by laminating an insulating layer and a conductive layer. It relates to a processing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般的に、回路基板には、絶縁層と導電
層とを交互に積層して形成されたいわゆる多層回路基板
と呼ばれるものがあり、このような多層回路基板は、そ
の実装密度を増すために効果的であり、広く用いられる
ようになってきている。
2. Description of the Related Art In general, there is a so-called multilayer circuit board formed by alternately laminating insulating layers and conductive layers on a circuit board. Such a multilayer circuit board has a high mounting density. And is becoming widely used.

【0003】具体的には、多層回路基板は、隣接する導
電層間の導通を、絶縁層に穴を穿ち、その穴に半田や導
電性ペースト等を埋めることにより得ている。
More specifically, in a multilayer circuit board, conduction between adjacent conductive layers is obtained by making a hole in an insulating layer and filling the hole with a solder, a conductive paste, or the like.

【0004】このように絶縁層に穴の加工を行う加工技
術として、レーザ光を利用したものが広く用いられるよ
うにもなってきた。
[0004] As a processing technique for forming a hole in an insulating layer, a technique utilizing laser light has been widely used.

【0005】そして、用いるレーザ光の波長としては、
絶縁層に対しては、吸収されやすく、導電層に対して
は、反射されやすい波長を用いるが、例えば、絶縁層が
ガラスエポキシ樹脂、導電層が銅箔である場合には、炭
酸ガスレーザ光を用いることで、絶縁層のみを選択的に
除去加工することができる。
The wavelength of the laser beam used is
For the insulating layer, a wavelength that is easily absorbed and a wavelength that is easily reflected for the conductive layer is used.For example, when the insulating layer is a glass epoxy resin and the conductive layer is a copper foil, a carbon dioxide gas laser beam is used. With the use, only the insulating layer can be selectively removed.

【0006】ここで、もちろん必要とされるのは、近接
する導電層間の導通が確実に得られるような穴加工を行
うことである。
Here, it is needless to say that a hole is formed so that conduction between adjacent conductive layers can be surely obtained.

【0007】このような従来例として、例えば特開平2
−92482号公報に記載のものが挙げられる。
As such a conventional example, see, for example,
-92482.

【0008】これによると、加工対象物にレーザ光を照
射し穴を穿つ際に、レーザ発振器からの直接の透過光と
加工対象物からの反射光とをそれぞれ別のセンサにて検
出し、両者の光量から反射光量比を演算し、基準値との
比較でレーザ光の制御を行っている。
According to this, when a workpiece is irradiated with laser light and a hole is drilled, direct transmitted light from a laser oscillator and reflected light from the workpiece are detected by separate sensors, respectively. The reflected light amount ratio is calculated from the amount of light, and the control of the laser light is performed by comparison with the reference value.

【0009】具体的には、反射光量比が予め設定された
基準値よりも大きくなった場合に、発振器を停止させる
ものである。
More specifically, the oscillator is stopped when the reflected light amount ratio becomes larger than a preset reference value.

【0010】このような動作を行うことで、レーザ光に
よる導電層の損傷をなくすことができ、同時に加工時間
が短縮されるとしている。
By performing such an operation, the conductive layer can be prevented from being damaged by the laser beam, and at the same time, the processing time is shortened.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
従来の技術においては、以下に示すような課題が存在し
ている。
However, the above-mentioned prior art has the following problems.

【0012】まず、炭酸ガスレーザに代表される赤外レ
ーザ光を高速に検出するセンサとして、半導体素子、光
電子増倍管が挙げられるが、通常の半導体素子センサで
は、素子を液体窒素等で冷却を行わないと、充分な検出
ができない。
First, a semiconductor element and a photomultiplier tube can be cited as sensors for detecting infrared laser light typified by a carbon dioxide laser at high speed. In a typical semiconductor element sensor, the element is cooled with liquid nitrogen or the like. Otherwise, sufficient detection will not be possible.

【0013】又、光電子増倍管は、装置が大がかりにな
ることや、装置の取り扱いが不便であること等が課題と
なる。
Also, the photomultiplier tube has problems in that the device becomes large-scale and that handling of the device is inconvenient.

【0014】そこで、赤外レーザ光の高速検出が可能
で、取り扱いやすく、装置がコンパクトであるセンサと
して、室温動作型半導体素子が挙げられるが、この場合
にも課題は発生する。
A sensor that can detect infrared laser light at high speed, is easy to handle, and has a compact device is a semiconductor device that can be operated at room temperature. However, a problem also occurs in this case.

【0015】光検出用半導体素子は、光が入射するとそ
のエネルギーによって電気伝導度が増加したり起電力を
生じたりし、その伝導度の変化量や発生した起電力量か
ら入射した光量を検出する仕組みになっている。
The light detection semiconductor element increases the electrical conductivity or generates an electromotive force due to the energy of the light when the light is incident, and detects the amount of the incident light from the amount of change in the conductivity or the amount of the generated electromotive force. It works.

【0016】しかし、伝導度の変化や起電力の変化は、
入射光量の変化に応じて電子−正孔対の発生量も変化す
ることにより説明されるが、電子の発生は光の入射によ
るものだけでなく、温度の変化によって熱電子の発生量
も変化するため、半導体素子自身の温度がその検出感度
に大きく影響を与えてしまう。
However, the change in conductivity and the change in electromotive force are:
This is explained by the fact that the generation amount of electron-hole pairs also changes according to the change in the amount of incident light. Therefore, the temperature of the semiconductor element itself greatly affects the detection sensitivity.

【0017】すなわち、室温下で赤外線検出用半導体素
子を用いる場合、その温度変化によって検出感度が変化
するため、正確な光強度の検出が不可能になる。
That is, when a semiconductor element for infrared detection is used at room temperature, the detection sensitivity changes according to the temperature change, so that accurate light intensity detection becomes impossible.

【0018】よって、検出された反射光強度と基準値と
の比較に基づきレーザ発振器と光学系とを制御するレー
ザ加工装置においては、このような不正確なレーザ光強
度の検出は、不完全な穴加工や導電層の損傷を導き、加
工歩留まりの低下原因となってしまう。
Therefore, in a laser processing apparatus that controls a laser oscillator and an optical system based on a comparison between the detected reflected light intensity and a reference value, such inaccurate detection of the laser light intensity is incomplete. This leads to hole processing and damage to the conductive layer, which causes a reduction in processing yield.

【0019】そして、半導体素子の温度変化を検出する
方法として様々な手法が考えられるが、熱電対や抵抗変
化検出型温度計など、温度計測のみを目的とした検出器
の導入は、装置の煩雑化・大型化を招くため好ましくな
い。
Various methods can be considered as a method of detecting a temperature change of a semiconductor element. However, the introduction of a detector only for temperature measurement, such as a thermocouple or a resistance change detection type thermometer, requires complicated equipment. This is not preferable because it leads to an increase in size and size.

【0020】さらに、温度変化を検出する回数である
が、半導体素子にレーザ光を入射すると、その光量如何
に関わらず必ず半導体素子の温度は時々刻々と変化する
ため、たとえ室温の温度変化が無視できるほど小さくて
も、レーザ光入射開始直前一回きりの温度検出では不十
分な場合がある。
Further, the number of times the temperature change is detected is that, when a laser beam is incident on the semiconductor element, the temperature of the semiconductor element always changes every moment regardless of the amount of the laser light. Even if the temperature is as small as possible, there is a case where the temperature detection performed only once immediately before the start of laser beam incidence is insufficient.

【0021】又、光検出用半導体素子から出力される信
号は、通常大変微弱なため、アンプにより増幅される
が、半導体素子に個体差があった場合、アンプからの出
力信号の大きさは使用する半導体素子によりまちまちな
大きさとなってしまう。
The signal output from the semiconductor element for photodetection is usually very weak and is amplified by an amplifier. However, if there is an individual difference between the semiconductor elements, the magnitude of the output signal from the amplifier cannot be used. The size will vary depending on the semiconductor element used.

【0022】更に、アンプにはある有限の幅のダイナミ
ックレンジがあるため、半導体素子の違いによってオー
バーレンジを起こす場合もあり得る。
Further, since the amplifier has a certain finite dynamic range, an overrange may occur due to a difference between semiconductor elements.

【0023】つまり、このような半導体素子の個体差に
よる出力信号のばらつきを解消するために、アンプに入
力される信号の大きさを制御する必要がある。
That is, it is necessary to control the magnitude of the signal input to the amplifier in order to eliminate the variation of the output signal due to the individual difference of the semiconductor element.

【0024】ついで、従来の技術では、レーザ発振器か
らの直接の透過光と加工対象物からの反射光とをそれぞ
れ別のセンサにて検出し、両者の光量から反射光量比を
演算し、基準値との比較でレーザ光の制御を行ってい
る。
In the prior art, the transmitted light directly from the laser oscillator and the reflected light from the object to be processed are detected by separate sensors, and the reflected light amount ratio is calculated from the light amounts of the two to obtain a reference value. The control of the laser beam is performed in comparison with the above.

【0025】しかしながら、反射光量比を演算すること
で、加工を行うレーザ光のばらつきは補正されるもの
の、例えば基板表面の導電層のみに予め穴を穿ってある
コンフォーマルマスク形状の穴を加工する場合、レーザ
光の照射位置と穴位置との関係次第ではコンフォーマル
マスクにて反射される光量が異なることもある。
However, although the variation of the laser beam to be processed is corrected by calculating the reflected light amount ratio, for example, a hole of a conformal mask shape which is formed in advance only in the conductive layer on the substrate surface is processed. In this case, the amount of light reflected by the conformal mask may differ depending on the relationship between the irradiation position of the laser beam and the hole position.

【0026】というのは、レーザ光の空間強度分布は一
様ではないため、レーザ光と穴との重なり具合によっ
て、コンフォーマルマスク内へ入射する、すなわち絶縁
層の加工に使用されるレーザ光量に差が発生するためで
ある。
Since the spatial intensity distribution of the laser beam is not uniform, it depends on the degree of overlap between the laser beam and the hole, so that the laser beam enters the conformal mask, that is, the amount of laser beam used for processing the insulating layer. This is because a difference occurs.

【0027】つまり、レーザ光の照射位置と穴位置との
関係が異なる2つの加工対象穴に注目した場合、その反
射光量比中に含まれるコンフォーマルマスクからの反射
光量比は互いに異なるため、仮に2つの穴からの反射光
量比が同じ値であっても、2つの穴の加工状態は互いに
異なることになり、正しい反射光検出を行っていないこ
とになる。
That is, when attention is paid to two holes to be processed in which the relationship between the irradiation position of the laser beam and the hole position is different, the reflected light amount ratio from the conformal mask included in the reflected light amount ratio is different from each other. Even if the ratio of the amounts of reflected light from the two holes is the same value, the processing states of the two holes are different from each other, which means that the reflected light is not correctly detected.

【0028】このように、穴毎に異なる反射光量比とあ
る一定の基準値との比較に基づいてレーザ光の制御を行
っても、不完全な穴加工や導電層の損傷を導き、加工歩
留まりの低下原因となってしまう。
As described above, even if the control of the laser beam is performed based on the comparison between the ratio of the amount of reflected light different for each hole and a certain reference value, incomplete hole processing and damage to the conductive layer are led, and the processing yield is increased. Cause a decrease in

【0029】本発明は、以上のような点に鑑み、半導体
素子を用いたレーザ光検出器から出力されるレーザ光強
度を、適切なタイミングで検出された半導体素子の温度
変化に応じて補正を行い、場合によっては反射光強度だ
けでなく入射光強度も検出して正確な光強度を求め、基
準値との比較に基づきレーザ発振器を制御することで、
歩留まりが高く高品質な穴加工を実現するレーザ加工装
置及びレーザ加工方法を提供することを目的とする。
In view of the above points, the present invention corrects the intensity of a laser beam output from a laser beam detector using a semiconductor device in accordance with a temperature change of the semiconductor device detected at an appropriate timing. In some cases, by detecting not only reflected light intensity but also incident light intensity to obtain accurate light intensity, and controlling the laser oscillator based on comparison with a reference value,
An object of the present invention is to provide a laser processing apparatus and a laser processing method that realize high-yield drilling with high yield.

【0030】[0030]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、レーザ発振器から出射され加工対象物で
反射された反射光の強度を検出するための半導体素子で
ある反射光検出器と、反射光検出器が検出した反射光の
強度と所定の基準値との比較に基づきレーザ発振器を制
御する制御手段と、反射光検出器が検出した反射光の強
度をその半導体素子の温度変化に応じて補正する補正手
段を有するレーザ加工装置、又は、更に、レーザ発振器
から出射されたレーザ光が入射される入射光検出器を有
し、制御手段が、入射光検出器が検出した入射光強度と
反射光検出器が検出した反射光強度とから演算して得ら
れ加工対象物の加工部からの反射光の強度に対応した相
対反射光強度と所定の基準値との比較に基づき前記レー
ザ発振器を制御するレーザ加工装置に代表される。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention relates to a reflected light detector which is a semiconductor element for detecting the intensity of reflected light emitted from a laser oscillator and reflected by an object to be processed. Control means for controlling the laser oscillator based on a comparison between the intensity of the reflected light detected by the reflected light detector and a predetermined reference value; and a method of controlling the intensity of the reflected light detected by the reflected light detector to change in temperature of the semiconductor element. A laser processing apparatus having correction means for correcting according to the following, or further having an incident light detector on which laser light emitted from a laser oscillator is incident, wherein the control means detects the incident light detected by the incident light detector. The laser based on a comparison between a relative reference light intensity and a predetermined reference value corresponding to the intensity of the reflected light from the processing portion of the processing object, obtained by calculating from the intensity and the reflected light intensity detected by the reflected light detector. Control the oscillator Typified by the laser processing apparatus.

【0031】このような構成により、特に加工対象物の
穴加工の状態を的確に検出し、その後のレーザ発振器を
制御することで、理想とする穴加工を行い、結果として
近接する導電層間の導通が確実に得られるような穴加工
を行い得るレーザ加工装置を提供する。
With such a configuration, in particular, by accurately detecting the state of the hole drilling of the object to be processed, and by controlling the laser oscillator thereafter, ideal hole drilling is performed, and as a result, conduction between adjacent conductive layers is achieved. To provide a laser processing apparatus capable of performing a hole processing such that a hole can be reliably obtained.

【0032】[0032]

【発明の実施の形態】本発明は、まず、請求項1記載の
ように、レーザ光を出射するレーザ発振器と、前記レー
ザ光を加工対象物に伝搬する光学系と、前記加工対象物
からの反射光の強度を検出する反射光検出器と、前記反
射光を前記反射光検出器へ伝搬する光学系と、前記反射
光検出器が検出した反射光の強度と所定の基準値との比
較に基づき前記レーザ発振器から出射されたレーザ光を
制御する制御手段とを有し、前記反射光検出器が半導体
素子であり、更に、前記反射光検出器が検出した反射光
の強度を前記半導体素子の温度変化に応じて補正する補
正手段を有するレーザ加工装置である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention first provides a laser oscillator for emitting a laser beam, an optical system for transmitting the laser beam to an object to be processed, and a laser beam from the object to be processed. A reflected light detector that detects the intensity of the reflected light, an optical system that propagates the reflected light to the reflected light detector, and a comparison between the reflected light intensity detected by the reflected light detector and a predetermined reference value. Control means for controlling a laser beam emitted from the laser oscillator based on the semiconductor device, wherein the reflected light detector is a semiconductor element, and further, the intensity of the reflected light detected by the reflected light detector is measured by the semiconductor element. This is a laser processing apparatus having a correction unit that corrects according to a temperature change.

【0033】このような構成により、反射光検出器の温
度による影響を排して、加工対象物の例えば穴加工の状
態を的確に検出して、レーザ発振器を制御することで、
理想とする穴加工を行い、結果として近接する導電層間
の導通が確実に得られるような穴加工を行い得る。
With such a configuration, the influence of the temperature of the reflected light detector is eliminated, the state of, for example, drilling of the object to be processed is accurately detected, and the laser oscillator is controlled.
An ideal hole is formed, and as a result, a hole can be formed so that conduction between adjacent conductive layers is reliably obtained.

【0034】ここで、請求項2記載のように、補正手段
は、半導体素子の両端間の電位差から検出された温度変
化に応じて反射光検出器の出力信号を補正する構成が、
簡便かつ正確で好適である。つまり、温度計測のみを目
的とした検出器の導入による装置の煩雑化・大型化を避
けることができる。
Here, the correcting means may correct the output signal of the reflected light detector according to a temperature change detected from a potential difference between both ends of the semiconductor element.
Simple, accurate and suitable. That is, it is possible to avoid the complexity and size of the device due to the introduction of the detector for the purpose of temperature measurement only.

【0035】そして、請求項3記載のように、レーザ発
振器は、パルスレーザ発振器であり、nを2以上の整数
としたときに、反射光検出器が検出したn番目の信号を
補正するために用いる半導体素子の両端間の電位差を検
出する時刻が、n番目の信号の検出時刻以前であり、か
つ(n−1)番目の信号の検出時刻以降である構成によ
り、レーザ入射によって時々刻々と変化し続ける半導体
素子の温度変化を的確に把握するが故に好適である。
According to a third aspect of the present invention, the laser oscillator is a pulsed laser oscillator. When n is an integer of 2 or more, the laser oscillator is used to correct the n-th signal detected by the reflected light detector. The time when the potential difference between both ends of the semiconductor element used is detected before the detection time of the n-th signal and after the detection time of the (n-1) -th signal is changed every moment by laser incidence. This is preferable because the temperature change of the semiconductor element that continues to be accurately grasped.

【0036】又は、請求項4記載のように、レーザ光を
出射するレーザ発振器と、前記レーザ光の光強度を検出
する入射光検出器と、前記レーザ光を加工対象物に伝搬
する光学系と、前記加工対象物からの反射光の強度を検
出する反射光検出器と、記反射光を前記反射光検出器へ
伝搬する光学系と、前記入射光検出器が検出した入射光
強度と前記反射光検出器が検出した反射光強度とから演
算して得られ前記加工対象物の加工部からの反射光の強
度に対応した相対反射光強度と所定の基準値との比較に
基づき前記レーザ発振器から出射されたレーザ光を制御
する制御手段とを有するレーザ加工装置であってもよ
い。
Alternatively, a laser oscillator for emitting laser light, an incident light detector for detecting the light intensity of the laser light, and an optical system for propagating the laser light to an object to be processed. A reflected light detector that detects the intensity of the reflected light from the processing object, an optical system that propagates the reflected light to the reflected light detector, an incident light intensity detected by the incident light detector, and the reflection. From the laser oscillator based on a comparison between the relative reflected light intensity and a predetermined reference value corresponding to the intensity of the reflected light from the processed part of the processing object, which is obtained by calculating from the reflected light intensity detected by the photodetector. It may be a laser processing apparatus having control means for controlling the emitted laser light.

【0037】このような構成により、加工対象物の例え
ば穴加工の加工部からの反射光に実質的に基づいた加工
状態を的確に検出し得て、レーザ発振器を制御すること
で、理想とする穴加工を行い、結果として近接する導電
層間の導通が確実に得られるような穴加工を行い得る。
With such a configuration, it is possible to accurately detect a processing state substantially based on reflected light from a processing portion of a processing target, for example, a hole processing portion, and to control a laser oscillator to make it ideal. Drilling can be performed, and as a result, drilling can be performed such that conduction between adjacent conductive layers is reliably obtained.

【0038】ここでも、請求項5記載のように、反射光
検出器及び/又は入射光検出器が半導体素子であり、更
に、前記反射光検出器及び/又は入射光検出器が検出し
た反射光及び/又は入射光の強度を前記半導体素子の温
度変化に応じて補正する補正手段を有することにより、
反射光検出器や入射光検出器の温度による影響を排し得
て、その構成としては、請求項6記載のように、補正手
段は、前記反射光検出器及び/又は入射光検出器の半導
体素子の両端間の電位差から検出された温度変化に応じ
て前記反射光検出器及び/又は入射光検出器の出力信号
を補正することが好適である。
Also in this case, the reflected light detector and / or the incident light detector is a semiconductor device, and further, the reflected light detected by the reflected light detector and / or the incident light detector. And / or correcting means for correcting the intensity of the incident light according to the temperature change of the semiconductor element,
The influence of the temperature of the reflected light detector and the incident light detector can be eliminated, and as a configuration, the correcting means may be configured such that the correcting means includes a semiconductor of the reflected light detector and / or the incident light detector. Preferably, the output signal of the reflected light detector and / or the incident light detector is corrected according to a temperature change detected from a potential difference between both ends of the element.

【0039】又、請求項7記載のように、レーザ発振器
は、パルスレーザ発振器であり、nを2以上の整数とし
たときに、反射光及び/又は入射光検出器が検出したn
番目の信号を補正するために用いる半導体素子の両端間
の電位差を検出する時刻が、前記反射光検出器及び/又
は入射光検出器が検出したn番目の信号の検出時刻以前
であり、かつ(n−1)番目の信号の検出時刻以降であ
る構成により、レーザ入射によって時々刻々と変化し続
ける半導体素子の温度変化を的確に把握するが故に好適
である。
The laser oscillator is a pulse laser oscillator, and when n is an integer of 2 or more, the reflected light and / or the incident light detected by the incident light detector are n.
The time when the potential difference between both ends of the semiconductor element used for correcting the nth signal is detected is before the detection time of the nth signal detected by the reflected light detector and / or the incident light detector, and ( The configuration after the detection time of the (n-1) th signal is preferable because the temperature change of the semiconductor element, which keeps changing every moment due to laser incidence, can be accurately grasped.

【0040】そして、ここで、請求項8記載のように、
レーザ発振器は、パルスレーザ発振器であり、相対反射
光強度は、nを2以上の整数としたときに、n番目のパ
ルスレーザ光及びそれ以前のパルスレーザ光の各々の反
射光の強度及び入射光の強度を用いて得られることが、
パルスレーザ光を用いる場合には、加工状態を的確に検
出するが故に好適である。
Here, as described in claim 8,
The laser oscillator is a pulsed laser oscillator, and the relative reflected light intensity is such that when n is an integer of 2 or more, the reflected light intensity and the incident light of each of the nth pulsed laser light and the previous pulsed laser light. Can be obtained using the strength of
The use of pulsed laser light is preferable because the processing state is accurately detected.

【0041】そして、請求項9記載のように、更に、反
射光検出器の出力信号の大きさを制御する検出器信号制
御手段を有する構成であってもよく、具体的には、請求
項10記載のように、検出器信号制御手段は、反射光検
出器と直列に配された電源及び抵抗を有し、前記電源の
電圧及び/又は抵抗の抵抗値を変化させて前記反射光検
出器の出力信号の大きさを制御する構成、又は請求項1
1記載のように、検出器信号制御手段は、反射光検出器
と並列に配された抵抗を有し、前記抵抗の抵抗値を変化
させて前記反射光検出器の出力信号の大きさを制御する
構成であってもよく、半導体素子の個体差に基づく出力
信号の大きさのばらつきを解消する。
As described in the ninth aspect, the configuration may further include detector signal control means for controlling the magnitude of the output signal of the reflected light detector. As described, the detector signal control means has a power supply and a resistor arranged in series with the reflected light detector, and changes the voltage of the power supply and / or the resistance of the resistor to change the resistance of the reflected light detector. 2. A configuration for controlling the magnitude of an output signal,
As described in 1, the detector signal control means has a resistor arranged in parallel with the reflected light detector, and controls the magnitude of the output signal of the reflected light detector by changing the resistance value of the resistor. The configuration may be such that the variation of the magnitude of the output signal based on the individual difference of the semiconductor element is eliminated.

【0042】かかる構成は、入射光検出器にも適用可能
で、請求項12記載のように、更に、入射光検出器の出
力信号の大きさを制御する検出器信号制御手段を有する
構成であってもよく、具体的には、請求項13記載のよ
うに、検出器信号制御手段は、入射光検出器と直列に配
された電源及び抵抗を有し、前記電源の電圧及び/又は
抵抗の抵抗値を変化させて前記入射光検出器の出力信号
の大きさを制御する構成、又は請求項14記載のよう
に、検出器信号制御手段は、入射光検出器と並列に配さ
れた抵抗を有し、前記抵抗の抵抗値を変化させて前記入
射光検出器の出力信号の大きさを制御する構成であって
もよく、同様に半導体素子の個体差に基づく出力信号の
大きさのばらつきを解消する。
This configuration can be applied to an incident light detector, and further has a detector signal control means for controlling the magnitude of the output signal of the incident light detector. Specifically, the detector signal control means may include a power supply and a resistor arranged in series with the incident photodetector, and the voltage and / or the resistance of the power supply may be adjusted. A configuration in which the magnitude of the output signal of the incident light detector is controlled by changing the resistance value, or as described in claim 14, the detector signal control means includes a resistor arranged in parallel with the incident light detector. It may have a configuration in which the magnitude of the output signal of the incident light detector is controlled by changing the resistance value of the resistor, and similarly, the variation of the magnitude of the output signal based on the individual difference of the semiconductor element is reduced. To eliminate.

【0043】次に、本発明は、請求項15記載のよう
に、レーザ発振器から出射したレーザ光を加工対象物に
照射する照射行程と、前記加工対象物からの反射光の強
度を半導体素子を用いて検出する反射光検出行程と、前
記反射光検出行程で検出された反射光の強度を前記半導
体素子の温度変化に応じて補正演算式に従って補正する
補正行程と、前記補正行程で補正された反射光の強度と
所定の基準値との比較に基づき前記レーザ発振器から出
射されたレーザ光を制御する制御行程とを有するレーザ
加工方法である。
Next, according to the present invention, an irradiation step of irradiating a laser beam emitted from a laser oscillator onto a processing object and the intensity of light reflected from the processing object are measured by a semiconductor device. A reflected light detection step for detecting the intensity of the reflected light detected in the reflected light detection step, a correction step of correcting the intensity of the reflected light detected in the reflected light detection step according to a temperature change of the semiconductor element, and a correction step of correcting the intensity of the reflected light. A laser processing method for controlling a laser beam emitted from the laser oscillator based on a comparison between the intensity of the reflected light and a predetermined reference value.

【0044】このような構成により、反射光検出行程に
おける温度による影響を排して、加工対象物の例えば穴
加工の状態を的確に検出して、レーザ発振器を制御する
ことで、理想とする穴加工を行い、結果として近接する
導電層間の導通が確実に得られるような穴加工を行い得
る。
With such a configuration, the influence of the temperature in the reflected light detection process is eliminated, the state of, for example, the hole drilling of the object to be processed is accurately detected, and the laser oscillator is controlled so that the ideal hole is formed. Processing can be performed, and as a result, hole processing can be performed such that conduction between adjacent conductive layers is reliably obtained.

【0045】ここで、請求項16に記載のように、補正
行程では、半導体素子の両端間の電位差から検出された
温度変化に応じ、補正演算式に従って反射光検出器の出
力信号を補正することが簡便かつ確実で好適である。
In this case, in the correcting step, the output signal of the reflected light detector is corrected according to a correction operation formula according to a temperature change detected from a potential difference between both ends of the semiconductor element. Is simple, reliable and suitable.

【0046】又は、請求項17記載のように、レーザ発
振器から出射したレーザ光を加工対象物に照射する照射
行程と、前記レーザ光の強度を検出する入射光検出行程
と、前前記加工対象物からの反射光の強度を半導体素子
を用いて検出する反射光検出行程と、前記入射光検出行
程で検出された入射光の強度及び前記反射光検出行程で
検出された反射光の強度とから演算して得られ前記加工
対象物の加工部からの反射光の強度に対応した相対反射
光強度と所定の基準値との比較に基づき前記レーザ発振
器から出射されたレーザ光を制御する制御行程とを有す
るレーザ加工方法である。
Alternatively, an irradiation step of irradiating a laser beam emitted from a laser oscillator to a processing object, an incident light detection step of detecting an intensity of the laser light, A reflected light detection step of detecting the intensity of the reflected light from the semiconductor device using a semiconductor element, and calculating from the intensity of the incident light detected in the incident light detection step and the intensity of the reflected light detected in the reflected light detection step And a control step of controlling the laser light emitted from the laser oscillator based on a comparison between a relative reflected light intensity corresponding to the intensity of the reflected light from the processed portion of the processing target and a predetermined reference value. It is a laser processing method having.

【0047】このような構成により、加工対象物の穴加
工の加工部からの反射光に実質的に基づいた加工状態を
的確に検出し得て、レーザ発振器を制御することで、理
想とする穴加工を行い、結果として近接する導電層間の
導通が確実に得られるような穴加工を行い得る。
With such a configuration, it is possible to accurately detect the processing state substantially based on the reflected light from the processing portion of the hole processing of the processing object, and to control the laser oscillator to obtain the ideal hole. Processing can be performed, and as a result, hole processing can be performed such that conduction between adjacent conductive layers is reliably obtained.

【0048】ここで具体的には、請求項18記載のよう
に、照射行程では、パルスレーザ光を照射し、制御工程
で用いる相対反射光強度は、以下の(数2)で示される
演算式により求められることが、加工対象物の穴加工の
加工部からの反射光に実質的に基づいた加工状態を的確
に検出する点で好ましい。
Here, specifically, in the irradiation step, a pulse laser beam is irradiated in the irradiation step, and the relative reflected light intensity used in the control step is calculated by the following equation (2). Is preferable in that a processing state substantially based on reflected light from a processing portion of a hole in a processing target is accurately detected.

【0049】[0049]

【数2】 (Equation 2)

【0050】ここで、cn=k×(bn/an)、cmax
k×(bmax/amax)、kは任意の定数、anはn番目
の入射レーザ光強度に関する情報、bnはn番目の反射
レーザ光強度に関する情報、amaxは入射レーザ光強度
に関する情報の最大値、bmaxは反射レーザ光強度に関
する情報の最大値、及びnは2以上の整数である。
Here, c n = k × (b n / a n ), c max =
k × (b max / a max ), k is an arbitrary constant, a n is the information about the n-th incident laser beam intensity, b n information about n-th reflected laser beam intensity, a max relates the incident laser beam intensity The maximum value of the information, b max is the maximum value of the information regarding the reflected laser beam intensity, and n is an integer of 2 or more.

【0051】そして、請求項19記載のように、加工対
象物は、絶縁層及び導電層が積層された多層基板が好適
に用いられ得る。
Further, as the object to be processed, a multi-layer substrate on which an insulating layer and a conductive layer are laminated can be suitably used as the object to be processed.

【0052】(実施の形態1)以下、本発明の実施の形
態1について、図面を参照しながら詳細に説明する。
(Embodiment 1) Hereinafter, Embodiment 1 of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0053】図1は、本実施の形態のレーザ加工装置の
概略図である。図1において、1は加工用光源の一例と
して用いるパルスレーザ発振器、2はベンドミラー、3
はビームスプリッタ、4は第1の走査ミラー、5は第2
の走査ミラー、6は加工用集光レンズであり、光路にお
ける光学系を構成する。
FIG. 1 is a schematic diagram of a laser processing apparatus according to the present embodiment. In FIG. 1, 1 is a pulse laser oscillator used as an example of a processing light source, 2 is a bend mirror, 3
Is a beam splitter, 4 is a first scanning mirror, 5 is a second scanning mirror.
A scanning mirror 6 is a condenser lens for processing, and constitutes an optical system in an optical path.

【0054】ここで、本実施の形態で用いたパルスレー
ザ発振器1は、例えばマイクロ波により励起される炭酸
ガスレーザ発振器が好適に用いられ得る。
Here, as the pulse laser oscillator 1 used in the present embodiment, for example, a carbon dioxide laser oscillator excited by microwaves can be suitably used.

【0055】ついで、7は加工対象物たる多層基板であ
り、多層基板は絶縁層8、導電層9から構成され、加工
穴10が形成され得る。11はかかる多層基板7の移動
機構で、多層基板7を載置している。
Next, reference numeral 7 denotes a multi-layer substrate which is an object to be processed. The multi-layer substrate includes an insulating layer 8 and a conductive layer 9, and a processing hole 10 can be formed. Reference numeral 11 denotes a moving mechanism for the multilayer substrate 7, on which the multilayer substrate 7 is placed.

【0056】そして、12は多層基板7からの反射光を
検出する反射光検出器、13は反射光検出器12からの
信号を増幅するアンプ、14は反射光検出器12からの
出力信号を用いて演算する演算処理装置、及び15はパ
ルスレーザ発振器1、第1の走査ミラー4及び第2の走
査ミラー5を制御するための制御装置である。
Reference numeral 12 denotes a reflected light detector for detecting reflected light from the multilayer substrate 7, reference numeral 13 denotes an amplifier for amplifying a signal from the reflected light detector 12, and reference numeral 14 denotes an output signal from the reflected light detector 12. And a control device 15 for controlling the pulse laser oscillator 1, the first scanning mirror 4, and the second scanning mirror 5.

【0057】なお、100a〜100gは、レーザ発振
器1から発振されたパルス化出力レーザ光が、光学系2
〜6を介して多層基板7に至り、加工対象物たる多層基
板7で反射され光学系6〜4を介してビームスプリッタ
3を透過して反射光検出器12に入射するレーザ光をそ
の光路とともに示している。ここで、多層基板7方向へ
向かう光路におけるレーザ光と、多層基板7で反射され
てレーザ発振器1方向に戻る光路におけるレーザ光と
は、ビームスプリッタ3と多層基板7との間で、方向は
逆向きであるが光路は一致する光束となっている。
The reference numerals 100a to 100g denote the pulsed output laser light oscillated from the laser oscillator 1 and the optical system 2
6, the laser beam reflected by the multilayer substrate 7 as the object to be processed, transmitted through the beam splitter 3 through the optical systems 6 to 4, and incident on the reflected light detector 12, together with the optical path thereof. Is shown. Here, the laser light in the optical path toward the multilayer substrate 7 and the laser light in the optical path reflected by the multilayer substrate 7 and returning toward the laser oscillator 1 are opposite in direction between the beam splitter 3 and the multilayer substrate 7. Although the direction is the same, the optical path is the same light beam.

【0058】以上の構成により、多層基板7には、加工
穴10が形成されることになるが、この動作についてよ
り詳細に説明する。
With the above configuration, the processing hole 10 is formed in the multilayer substrate 7. This operation will be described in more detail.

【0059】まず、パルスレーザ発振器1から出射され
た出力レーザ光100aは、100b及び100cで示
すように、ベンドミラー2、ビームスプリッタ3にてそ
れぞれ反射され、ついでガルバノミラーにより構成され
る第1の走査ミラー4及び同じくガルバノミラーにより
構成される第2の走査ミラー5により、100d及び1
00eで示すレーザ光が、要求される加工形態に対応し
て走査可能な態様で順次反射される。
First, as shown by 100b and 100c, the output laser beam 100a emitted from the pulse laser oscillator 1 is reflected by the bend mirror 2 and the beam splitter 3, respectively, and then the first laser beam is constituted by a galvano mirror. The scanning mirror 4 and the second scanning mirror 5 also composed of a galvano mirror make 100 d and 1
Laser light indicated by 00e is sequentially reflected in a scannable manner corresponding to a required processing mode.

【0060】ここで、本実施の形態の場合、第1の走査
ミラー4と第2の走査ミラー5とは、互いに直交する方
向にレーザ光を走査するように構成されており、結果、
レーザ光で多層基板7上を二次元的に走査可能な構成と
している。
Here, in the case of the present embodiment, the first scanning mirror 4 and the second scanning mirror 5 are configured to scan laser beams in directions orthogonal to each other.
The laser beam is used to scan the multilayer substrate 7 two-dimensionally.

【0061】ついで、fθレンズにて構成される加工用
集光レンズ6に入射され、100fで示すように集光さ
れながら、移動機構11上に載置され、加工位置にある
多層基板7へ入射される。
Then, the light is incident on the processing condenser lens 6 composed of the fθ lens, and while being condensed as indicated by 100f, placed on the moving mechanism 11 and incident on the multilayer substrate 7 at the processing position. Is done.

【0062】そして、このように、集光された出力レー
ザ光を用いて多層基板7に加工穴10を形成すべく加工
を行うことになる。
Then, processing is performed to form a processing hole 10 in the multilayer substrate 7 by using the condensed output laser light as described above.

【0063】そして更に、このように多層基板7に照射
されたレーザ光の一部は、多層基板7にて反射され、反
射レーザ光となる。
Further, a part of the laser light irradiated on the multilayer substrate 7 in this way is reflected by the multilayer substrate 7 to become a reflected laser light.

【0064】この反射レーザ光は、入射されたレーザ光
が通ってきたレーザ光路を反対方向へと伝搬され、10
0f〜100cで示すように、集光レンズ6、走査ミラ
ー5、4の順でビームスプリッタ3に至り、ビームスプ
リッタ3では透過されて、100gで示すように反射光
検出器12へと入射されることになる。
This reflected laser light propagates in the opposite direction through the laser light path through which the incident laser light has passed, and
As indicated by reference numerals 0f to 100c, the light reaches the beam splitter 3 in the order of the condenser lens 6, the scanning mirrors 5, 4 and is transmitted through the beam splitter 3 to enter the reflected light detector 12 as indicated by 100g. Will be.

【0065】そして、反射光検出器12で検出されたレ
ーザ光の光強度に関する検出信号は、アンプ13にてあ
る任意の定数倍に増幅された後、演算処理装置14に送
出されて演算処理されることとなり、演算処理装置14
の出力信号は、制御装置15へ送出され、制御装置15
はレーザ発振器1と走査ミラー4、5を制御する。
The detection signal relating to the light intensity of the laser light detected by the reflected light detector 12 is amplified by an amplifier 13 to an arbitrary constant multiple, and then sent out to an arithmetic processing unit 14 for arithmetic processing. That is, the arithmetic processing unit 14
Is output to the control device 15 and the control device 15
Controls the laser oscillator 1 and the scanning mirrors 4 and 5.

【0066】次に、反射光検出器12で検出されたレー
ザ光の光強度に関する検出信号をもとにレーザ発振器
1、走査ミラー4、5を制御する構成について説明す
る。
Next, a configuration for controlling the laser oscillator 1 and the scanning mirrors 4 and 5 based on a detection signal relating to the light intensity of the laser light detected by the reflected light detector 12 will be described.

【0067】図2は、加工穴10が徐々に深くなってい
く様子を示し、図2(a)は加工穴がまだ導電層9まで
達していない様子、図2(b)は加工穴の一部が導電層
9まで達した様子、図2(c)は加工穴の大部分が導電
層9まで達した様子をそれぞれ示す模式図である。
FIG. 2 shows how the processing hole 10 gradually becomes deeper. FIG. 2 (a) shows that the processing hole has not yet reached the conductive layer 9, and FIG. 2 (b) shows one of the processing holes. FIG. 2C is a schematic diagram showing a state where the portion has reached the conductive layer 9, and FIG.

【0068】ここで、レーザ光の反射のほとんどは絶縁
層9にて発生するため、反射レーザ光の光量は、図2
(a)、(b)、(c)の順で大きくなる。
Here, since most of the reflection of the laser beam occurs in the insulating layer 9, the amount of the reflected laser beam is as shown in FIG.
(A), (b), and (c) increase in this order.

【0069】そして、反射光検出器12にて検出された
レーザ光の光強度に関する信号は、アンプ13を経て演
算処理装置14へ送出され、演算処理装置14内部に予
め設定しておいた基準値と比較され、加工が終了したか
否かを判断し、その情報を制御装置15へ送出する。
The signal relating to the light intensity of the laser beam detected by the reflected light detector 12 is sent to the arithmetic processing unit 14 via the amplifier 13 and is supplied to the reference value preset in the arithmetic processing unit 14. It is determined whether or not the processing is completed, and the information is sent to the control device 15.

【0070】例えば、基準値を図2(b)の穴の状態か
らの反射光量と図2(c)の穴の状態からの反射光量と
の中間に設定した場合、図2(b)の穴からの反射光量
は基準値よりも小さいため、演算処理装置14は加工が
未達成であると判断し、制御装置15へ更にレーザ発振
器1へレーザ光を照射するような命令信号を送る。
For example, when the reference value is set to an intermediate value between the amount of reflected light from the state of the hole in FIG. 2B and the amount of reflected light from the state of the hole in FIG. Since the amount of reflected light from is smaller than the reference value, the arithmetic processing unit 14 determines that the processing has not been achieved, and sends a command signal to the control device 15 to irradiate the laser oscillator 1 with laser light.

【0071】一方、図2(c)の穴からの反射光量は基
準値よりも大きいため、演算処理装置14は加工が終了
したと判断し、制御装置15へは当該穴位置に対しては
これ以上のレーザ照射を行わないような命令信号を送
り、レーザ発振器1へレーザ光の出射を停止するような
命令信号を送る。ここで、もちろん、レーザ発振器1か
らのレーザ光は出射し続けたままで、その後の光学系で
多層基板7にレーザ光が到達しないようにしてもよい。
On the other hand, since the amount of reflected light from the hole shown in FIG. 2C is larger than the reference value, the arithmetic processing unit 14 determines that the processing has been completed, and the control unit 15 notifies the control unit 15 of the position of the hole. A command signal for not performing the above laser irradiation is sent, and a command signal for stopping emission of laser light is sent to the laser oscillator 1. Here, of course, the laser light from the laser oscillator 1 may be kept emitted, and the laser light may not reach the multilayer substrate 7 in the subsequent optical system.

【0072】以上説明したような過程を経ることによ
り、原理的には、近接する導電層間の導通が確実に得ら
れる穴加工を、高い歩留まりで達成することができるこ
とになる。
Through the above-described processes, in principle, a hole can be formed at a high yield so that conduction between adjacent conductive layers can be reliably obtained.

【0073】さて、以上の過程で、充分な穴加工が達成
されたか否かの判断は、反射レーザ光の光強度に関する
信号が、基準値よりも大きいか小さいかの判断に基づい
ている。
The determination as to whether or not sufficient drilling has been achieved in the above process is based on whether the signal relating to the light intensity of the reflected laser light is larger or smaller than a reference value.

【0074】しかし、反射光検出器12が半導体である
場合、周囲温度の変動が反射レーザ光の光強度に関する
信号の大きさに影響を及ぼす場合おそれがある。
However, when the reflected light detector 12 is a semiconductor, the fluctuation of the ambient temperature may affect the signal intensity related to the light intensity of the reflected laser light.

【0075】このように信号の大きさが温度変化に伴い
変わってしまうと、基準値との比較において正しい判断
が行われないことになる。
If the magnitude of the signal changes in accordance with the temperature change, a correct judgment cannot be made in comparison with the reference value.

【0076】つまり、温度が変化したことで本来の信号
よりも大きな信号が反射光検出器12からアンプ13を
経て演算処理装置14へ送出されてしまうと、実際の穴
加工が終了していないにも関わらず演算処理装置14は
加工が終了したと判断し、制御装置15へ当該穴位置に
対してはこれ以上のレーザ照射を行わないような命令信
号を送ってしまい、結果、近接する導電層間の導通が確
実に得られる穴が得られないことになる。
That is, if a signal larger than the original signal is sent from the reflected light detector 12 to the arithmetic processing unit 14 via the amplifier 13 due to a change in temperature, the actual drilling has not been completed. Nevertheless, the arithmetic processing unit 14 determines that the processing has been completed, and sends a command signal to the control unit 15 not to perform further laser irradiation on the hole position. Therefore, it is impossible to obtain a hole that ensures the conduction of the hole.

【0077】又、反対に本来の信号よりも小さな信号が
反射光検出器12からアンプ13を経て演算処理装置1
4へ送出されると、実際の穴加工が終了しているにも関
わらず演算処理装置14は加工がまだ終了していないと
判断し、制御装置15へ更にレーザ光を照射するような
命令信号を送るが、加工が既に終了している穴へレーザ
照射を行うことで所望の穴加工形状が得られなかった
り、導電層9が損傷したりしてしまうことになる。
On the other hand, a signal smaller than the original signal is transmitted from the reflected light detector 12 through the amplifier 13 to the arithmetic processing unit 1.
4, the arithmetic processing unit 14 determines that the drilling has not been completed even though the actual hole drilling has been completed, and issues a command signal for further irradiating the controller 15 with laser light. However, if laser irradiation is performed on a hole that has already been processed, a desired hole processing shape cannot be obtained, or the conductive layer 9 will be damaged.

【0078】図3は、本実施の形態の測定系の概略図を
示し、図4はこのような測定系による温度変化に伴うア
ンプ13から出力される信号の変化の様子を示すグラフ
である。
FIG. 3 is a schematic diagram of a measuring system according to the present embodiment, and FIG. 4 is a graph showing a state of a change in a signal output from the amplifier 13 due to a temperature change by such a measuring system.

【0079】図3において、1はパルスレーザ発振器、
13はアンプであり、図1で説明したものと同様であ
る。そして、30はレーザ光検出器、31は温度計及び
32はオシロスコープである。
In FIG. 3, 1 is a pulse laser oscillator,
Reference numeral 13 denotes an amplifier, which is the same as that described with reference to FIG. Reference numeral 30 denotes a laser beam detector, 31 denotes a thermometer, and 32 denotes an oscilloscope.

【0080】ここで、レーザ光検出器30は、図1にお
ける反射光検出器12に対応し、レーザ光検出用半導体
素子として、室温動作型水銀系半導体素子の一つである
水銀カドミウムテルル(HgCdTe)化合物半導体素
子を用いている。
Here, the laser light detector 30 corresponds to the reflected light detector 12 in FIG. 1, and as a semiconductor element for laser light detection, mercury cadmium telluride (HgCdTe) which is one of the mercury-based semiconductor elements operating at room temperature. ) A compound semiconductor element is used.

【0081】このような構成において、レーザ発振器1
から出射されたレーザ光を代表的に示したレーザ光10
0hは、レーザ光検出器30へ入射され、レーザ光検出
器30は入射されたレーザ光の大きさに応じた電圧信号
を出力し、アンプ13にて任意の定数倍に増幅された
後、その信号がオシロスコープ32へ伝達される。
In such a configuration, the laser oscillator 1
Laser light 10 representatively showing the laser light emitted from
0h is incident on the laser light detector 30, and the laser light detector 30 outputs a voltage signal corresponding to the size of the incident laser light, and after being amplified by the amplifier 13 to an arbitrary constant times, The signal is transmitted to the oscilloscope 32.

【0082】図4において、横軸は温度計31で測定し
たレーザ光検出器30の筐体の温度を示し、縦軸はおよ
そ100mWのピークを持つ炭酸ガスレーザ光(波長1
0.6μm)パルスをレーザ光検出器30へ入射したと
きのオシロスコープ32上で確認されたピーク高さ電圧
を示す。
In FIG. 4, the horizontal axis represents the temperature of the housing of the laser beam detector 30 measured by the thermometer 31, and the vertical axis represents a carbon dioxide laser beam having a peak of about 100 mW (wavelength 1).
0.6 μm) shows a peak height voltage confirmed on the oscilloscope 32 when a pulse is incident on the laser light detector 30.

【0083】図4に示されるように、温度が約10℃上
昇したことにより、ピーク高さ電圧は7Vから4Vまで
約3Vほど線形的に減少している。
As shown in FIG. 4, as the temperature rises by about 10 ° C., the peak height voltage decreases linearly by about 3 V from 7 V to 4 V.

【0084】つまり、1℃の温度上昇によりピーク高さ
電圧は0.3V減少することになるが、1℃程度の温度
変化は容易に起こり得ると考えられ、例えば5Vのピー
ク高さ電圧(24℃程度での値に相当)にとっての0.
3Vの減少幅は、6%の誤差に相当する。
In other words, although the peak height voltage decreases by 0.3 V due to the temperature rise of 1 ° C., it is considered that a temperature change of about 1 ° C. can easily occur. For example, the peak height voltage of 5 V (24 (Corresponding to the value at about ° C).
A decrease of 3 V corresponds to a 6% error.

【0085】このように、半導体素子の温度が変化した
場合、出力信号も変化してしまい、結果、正しいレーザ
光検出が行われないことになり、加工の歩留まりや品質
に悪影響を及ぼしてしまう。
As described above, when the temperature of the semiconductor element changes, the output signal also changes, and as a result, correct laser light detection is not performed, which adversely affects the processing yield and quality.

【0086】そこで、温度変化に起因する誤差発生を抑
制するためには、出力信号の温度補正を行うことが必要
となる。
Therefore, in order to suppress the occurrence of an error due to a temperature change, it is necessary to correct the temperature of the output signal.

【0087】すなわち、出力信号との比較対象となる基
準値を、ある任意の温度での値、例えば22℃での値と
決めておいた場合、図1の演算処理装置14において反
射光検出器12が検出した信号を、前もって求めておい
た補正演算式(例えば図4に示した直線を示す式)に基
づいて22℃での信号に補正し、その補正された信号と
基準値とを比較することで精度の高い判断を行うことが
できる。
That is, if the reference value to be compared with the output signal is determined to be a value at an arbitrary temperature, for example, a value at 22 ° C., the reflected light detector The signal detected by 12 is corrected to a signal at 22 ° C. based on a correction operation expression (for example, an expression showing a straight line shown in FIG. 4) determined in advance, and the corrected signal is compared with a reference value. By doing so, highly accurate judgment can be made.

【0088】ところで、半導体素子の温度変化を検出す
る方法として様々な手法が考えられるが、熱電対や抵抗
変化検出型温度計など、温度計測のみを目的とした検出
器の導入は、装置の煩雑化・大型化を招くため好ましく
ない。
By the way, various methods can be considered as a method of detecting a temperature change of a semiconductor element. However, introduction of a detector for only temperature measurement, such as a thermocouple or a resistance change detection type thermometer, requires complicated equipment. This is not preferable because it leads to an increase in size and size.

【0089】そこで、半導体素子の温度変化検出方法と
して、その半導体素子自体の抵抗値の変化、すなわち具
体的には半導体素子両端の電位差の変化から温度変化を
検出することが特に好適である。
Therefore, as a method of detecting a temperature change of a semiconductor element, it is particularly preferable to detect a temperature change from a change in the resistance value of the semiconductor element itself, specifically, a change in a potential difference between both ends of the semiconductor element.

【0090】とうのは、半導体に限らず導電性物質全般
は、温度が変化すると自身を構成している分子の振動状
態も変化するため抵抗値も変化し、抵抗値が変化すれば
光検出用半導体素子の両端の電位差も変化するため、こ
の電位差を測定することで、他の温度検出器を用いずと
も半導体素子の温度変化を検出することができることに
着目したからである。
The reason for this is that not only semiconductors but also conductive substances in general change in temperature as the vibration state of the molecules constituting them also changes, so that the resistance value also changes. This is because, since the potential difference between both ends of the semiconductor element also changes, it has been noted that by measuring this potential difference, a temperature change of the semiconductor element can be detected without using another temperature detector.

【0091】図5は、レーザ光検出器30の両端の電位
差を測定する測定系の概略図を示し、図6は、温度変化
に伴う電位Eの変化の様子を示すグラフである。
FIG. 5 is a schematic diagram of a measurement system for measuring a potential difference between both ends of the laser light detector 30, and FIG. 6 is a graph showing a state of a change in the potential E with a change in temperature.

【0092】図5に示したように、半導体素子で構成さ
れたレーザ光検出器30の両端の電位差は電位eであ
り、電位eの電圧値はアンプ13にて任意の定数倍に増
幅され電位Eとなり、その後オシロスコープ32へ伝達
される。
As shown in FIG. 5, the potential difference between both ends of the laser light detector 30 composed of a semiconductor element is a potential e, and the voltage value of the potential e is amplified by the amplifier 13 to an arbitrary constant multiple and the potential is increased. E, and then transmitted to the oscilloscope 32.

【0093】このとき、レーザ光検出器30へのレーザ
光の入射は行われていない。ここで、レーザ光検出器3
0の温度が変化すると、レーザ光検出器である半導体素
子の抵抗値も変化し、それに伴って電位eも変化する。
At this time, no laser light is incident on the laser light detector 30. Here, the laser light detector 3
When the temperature of 0 changes, the resistance of the semiconductor element as the laser light detector also changes, and the potential e changes accordingly.

【0094】この様子を示したのが図6のグラフであ
る。図6において、横軸は温度計31で測定したレーザ
光検出器30の筐体の温度を示し、縦軸はオシロスコー
プ32上で確認された電位Eを示す。
FIG. 6 is a graph showing this state. 6, the horizontal axis indicates the temperature of the housing of the laser light detector 30 measured by the thermometer 31, and the vertical axis indicates the potential E confirmed on the oscilloscope 32.

【0095】図6に示されるように、温度が約10℃上
昇したことにより、電位Eの値は7Vから−4Vまでや
はり線形的に減少している。
As shown in FIG. 6, as the temperature rises by about 10 ° C., the value of potential E also decreases linearly from 7 V to −4 V.

【0096】このように、半導体素子の温度と電位Eと
の間には一定の関係が存在し、電位Eを測定することに
より半導体素子の温度、すなわちレーザ光検出器21の
温度を求めることができる。
As described above, there is a certain relationship between the temperature of the semiconductor element and the potential E, and the temperature of the semiconductor element, that is, the temperature of the laser light detector 21 can be obtained by measuring the potential E. it can.

【0097】よって、このように電位Eを測定すること
で、熱電対や温度計などの温度計測のみを目的とした検
出器の導入による装置の煩雑化・大型化を回避しつつ、
図1における反射光検出器12の温度を求めることがで
きる。
Thus, by measuring the potential E in this way, it is possible to avoid the complexity and size increase of the device due to the introduction of a detector such as a thermocouple or a thermometer for the purpose of temperature measurement only.
The temperature of the reflected light detector 12 in FIG. 1 can be obtained.

【0098】更に、このように電位Eの測定から求めた
反射光検出器12の温度を基にして測定された反射レー
ザ光に補正を行い、補正された光強度に関する信号と基
準値とを比較することで、的確な穴加工の合否判断を行
うことが可能となり、近接する導電層間の導通が確実に
得られるような穴加工を確実に行うことができるばかり
でなく、出力レーザ光の無駄な発振を回避することが可
能であり、加工のスループットも上昇することができ
る。
Further, the reflected laser light measured based on the temperature of the reflected light detector 12 obtained from the measurement of the potential E is corrected, and a signal related to the corrected light intensity is compared with a reference value. By doing so, it is possible to make an accurate pass / fail judgment of the hole processing, and it is possible not only to reliably perform the hole processing so that the conduction between the adjacent conductive layers can be reliably obtained, but also to waste the output laser light. Oscillation can be avoided and processing throughput can be increased.

【0099】以上のように、本実施の形態によれば、電
位Eを測定することで、つまり半導体素子の両端の電位
を測定することで反射光検出器の温度を求めることがで
き、熱電対や温度計などの温度計測のみを目的とした検
出器の導入による装置の煩雑化・大型化を回避しつつ、
出力信号の温度補正を行うことができ、精度の高い加工
状態の適否の判断を行うことができる。
As described above, according to the present embodiment, the temperature of the reflected light detector can be obtained by measuring the potential E, that is, by measuring the potential at both ends of the semiconductor element. While avoiding the complexity and size of the equipment by introducing detectors only for temperature measurement such as
The temperature of the output signal can be corrected, and the accuracy of the processing state can be determined with high accuracy.

【0100】なお、本実施の形態ではアンプを用いて信
号の増幅を行ったが、レーザ光検出器から送り出される
信号の大きさが、演算処理装置が信号検出を行う際に充
分な大きさを持っているならば、アンプは必ずしも必要
とされるものではない。
In this embodiment, the signal is amplified by using the amplifier. However, the magnitude of the signal sent from the laser beam detector must be large enough when the arithmetic processing unit performs signal detection. If you have, an amplifier is not always required.

【0101】又、本実施の形態では、レーザ発振器をパ
ルスレーザ発振器としたが、加工対象物との関係では、
連続的にレーザ光を出射するレーザ発振器を用いること
ができる場合もある。
Further, in this embodiment, the laser oscillator is a pulse laser oscillator.
In some cases, a laser oscillator that emits laser light continuously can be used.

【0102】又、本実施の形態では、走査ミラーとして
ガルバノミラーを用いたが、ポリゴンミラー、音響光学
素子、電気光学素子、ホログラムスキャナ等を用いても
同様な効果が得られるものである。
In this embodiment, a galvano mirror is used as a scanning mirror. However, a similar effect can be obtained by using a polygon mirror, an acousto-optic device, an electro-optic device, a hologram scanner, or the like.

【0103】更に、本実施の形態では、加工用集光レン
ズとしてfθレンズを用いたが、単レンズやフレネルレ
ンズを複数枚組み合わせた光学系を用いても、同様な効
果が得られるものである。
Further, in the present embodiment, the fθ lens is used as the condensing lens for processing, but the same effect can be obtained by using an optical system in which a single lens or a plurality of Fresnel lenses are combined. .

【0104】(実施の形態2)以下、本発明の実施の形
態2について、図面を参照しながら詳細に説明する。
(Embodiment 2) Hereinafter, Embodiment 2 of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0105】図7は、本実施の形態のレーザ加工装置の
概略図である。図7において、図1の実施の形態1の構
成におけるベンドミラー2をビームスプリッタ40に置
き換え、ビームスプリッタ40を透過した出力レーザ光
の一部100iを検出するよう入射光検出器41を設
け、入射光検出器41で検出されたレーザ光の光強度に
関する検出信号は、アンプ42にてある任意の定数倍に
増幅された後、演算処理装置14へ送出されて演算処理
されることと、加工対象物たる多層基板43が第1の導
電層44、絶縁層45、第2の導電層46から構成され
ること以外は、実施の形態1と同様な構成である。
FIG. 7 is a schematic diagram of a laser processing apparatus according to the present embodiment. 7, the bend mirror 2 in the configuration of the first embodiment shown in FIG. 1 is replaced with a beam splitter 40, and an incident light detector 41 is provided so as to detect a part 100i of the output laser light transmitted through the beam splitter 40. A detection signal relating to the light intensity of the laser light detected by the photodetector 41 is amplified by an amplifier 42 to an arbitrary constant multiple, and then sent out to the arithmetic processing unit 14 for arithmetic processing. The configuration is the same as that of the first embodiment, except that the target multilayer substrate 43 includes a first conductive layer 44, an insulating layer 45, and a second conductive layer 46.

【0106】つまり、本実施の形態においては、反射レ
ーザ光の検出を行い、加工を制御する基本機能は、実施
の形態1と同様であるが、実施の形態1に対して反射レ
ーザ光強度の検出の際の機能をより強化した構成を有す
る。
That is, in this embodiment, the basic function of detecting the reflected laser light and controlling the processing is the same as that of the first embodiment. It has a configuration that enhances the function of detection.

【0107】前述した実施の形態1では、反射レーザ光
の光強度に関する信号を検出し、基準値と比較した結果
に基づき加工を制御している。
In the first embodiment described above, a signal relating to the light intensity of the reflected laser light is detected, and processing is controlled based on the result of comparison with the reference value.

【0108】しかし、実施の形態1は、レーザ発振器1
からの出力レーザ光100aの強度が時間的に不変の強
度を有している場合、又はパルスレーザにおいては時間
的に不変のプロファイルを有している場合を基本的には
想定しているが、出力レーザ光の強度が時間的にばらつ
く場合や、多層基板7からの反射レーザ光100fの絶
対強度が弱いとき、例えば、パルスレーザ光強度の時間
プロファイルが三角関数や二次関数であって、かつその
パルスの立ち上がりや立ち下がりのときの光強度を検出
する場合等、検出精度を確保するのは困難であることが
考えられる。
However, in the first embodiment, the laser oscillator 1
Although it is basically assumed that the intensity of the output laser light 100a from has a temporally invariant intensity, or that the pulse laser has a temporally invariant profile, When the intensity of the output laser light varies with time or when the absolute intensity of the reflected laser light 100f from the multilayer substrate 7 is weak, for example, the time profile of the pulsed laser light intensity is a trigonometric function or a quadratic function, and It is considered that it is difficult to secure the detection accuracy, for example, when detecting the light intensity at the time of rising or falling of the pulse.

【0109】又、図7に示したような第1の導電層44
を表面に有する多層基板43を加工する場合には、加工
穴17の状態に関わらず、反射レーザ光100fには第
一の導電層23からの反射光も含まれていることにな
り、レーザ光の照射位置と穴位置との関係次第では、仮
に2つの穴からの反射光量が同じ値であっても、2つの
穴の加工状態は互いに異なることになり、正しい反射光
検出を行っていない状態も起こり得る。
The first conductive layer 44 as shown in FIG.
When the multi-layer substrate 43 having the surface is processed, the reflected laser light 100f includes the reflected light from the first conductive layer 23 regardless of the state of the processed hole 17, and the laser light Depending on the relationship between the irradiation position and the hole position, even if the amount of reflected light from the two holes is the same value, the processing states of the two holes will be different from each other, and the state in which the reflected light detection is not performed correctly Can also occur.

【0110】かかる場合を考慮すると、前述の(数2)
で示す演算式を用いて入射レーザ光強度と反射レーザ光
強度とから相対反射光強度を求め、求められた相対反射
光強度と基準値との比較に基づきレーザ発振器と光学系
とを制御することが好適である。
In consideration of such a case, the above (Equation 2)
Calculating the relative reflected light intensity from the incident laser light intensity and the reflected laser light intensity by using the arithmetic expression shown in the above, and controlling the laser oscillator and the optical system based on a comparison between the obtained relative reflected light intensity and the reference value. Is preferred.

【0111】以下、具体的に数字を挙げて説明する。ま
ず、簡略化のため、(数2)に記載されている定数kの
値を、k×bmax=amaxを満たすような値に決めてお
く。
In the following, a specific description will be given with reference to figures. First, for the sake of simplicity, the value of the constant k described in (Equation 2) is set to a value that satisfies k × b max = a max .

【0112】これにより、cmax=1となり、(数2)
に示された式は以下の(数3)のように表される。
As a result, c max = 1, and (Equation 2)
Is represented as the following (Equation 3).

【0113】[0113]

【数3】 (Equation 3)

【0114】最初に、ある任意の穴Aからの反射光に関
して検討する。穴Aにパルスレーザ光を時間連続的に照
射したとき、1番目のパルスレーザ光のピーク値に関す
る情報がc1=0.1であり、N番目のパルスレーザ光
のピーク値に関する情報がcN=0.7だったとする。
First, consider the light reflected from a given hole A. When the hole A is continuously irradiated with the pulse laser light over time, the information about the peak value of the first pulse laser light is c 1 = 0.1, and the information about the peak value of the N-th pulse laser light is c N. = 0.7.

【0115】これは、1番目のパルスレーザ光では、第
1の導電層44で反射されるレーザ光は0.1であって
0.9は穴加工に使用されることを意味し、ついでN番
目のパルスレーザ光では、0.7から0.1を減算した
0.6が穴内部からの反射光であることを意味してい
る。
This means that in the first pulse laser beam, the laser beam reflected by the first conductive layer 44 is 0.1, and 0.9 is used for drilling holes. In the second pulse laser beam, 0.6 obtained by subtracting 0.1 from 0.7 means reflected light from the inside of the hole.

【0116】このとき、N番目の相対反射光強度は(数
3)より、0.667であることがわかる。
At this time, the Nth relative reflected light intensity is found to be 0.667 from (Equation 3).

【0117】次に、ある任意の穴Bからの反射光に関し
て検討する。穴Bにパルスレーザ光を時間連続的に照射
したとき、1番目のパルスレーザ光のピーク値に関する
情報がc1=0.3であり、N番目のパルスレーザ光の
ピーク値に関する情報がcN=0.7だったとする。
Next, the reflected light from an arbitrary hole B will be discussed. When the hole B is continuously irradiated with the pulse laser light over time, the information about the peak value of the first pulse laser light is c 1 = 0.3, and the information about the peak value of the N-th pulse laser light is c N. = 0.7.

【0118】これは、第1の導電層44で反射されるレ
ーザ光は0.3であり、0.7は穴加工に使用されるこ
とを意味し、又N番目のパルスでは0.7から0.3を
減算した0.4が穴内部からの反射光であることを意味
している。
This means that the laser beam reflected by the first conductive layer 44 is 0.3, 0.7 means that the laser beam is used for drilling, and that the N-th pulse has a value of 0.7. 0.4 obtained by subtracting 0.3 means reflected light from the inside of the hole.

【0119】このときは、N番目の相対反射光強度は
(数3)より、0.571である。しかし、どちらの穴
A、BもN番目のパルスレーザ光のピーク値に関する情
報cNは0.7という同じ値を持つため、単純にN番目
のパルスレーザ光のピーク値に関する情報だけから穴加
工の適否判断を行おうとすると、誤った結論を導いてし
まう。
At this time, the N-th relative reflected light intensity is 0.571 from (Equation 3). However, neither of the holes A, since B also has information c N about the peak value of the N-th pulse laser beam having the same value of 0.7, simply drilling only from the information about the peak value of the N-th pulse laser beam If you try to judge the suitability of this, you will lead to incorrect conclusions.

【0120】よって、実際に穴の内部に照射された光量
に対してどれくらいの光量比が反射光として戻ってくる
かを(数2)や(数3)に基づく相対反射光強度を用い
て検討することで、的確な穴加工の合否判断を行うこと
が可能となり、近接する導電層間の導通が確実に得られ
るような穴加工を確実に行うことができるばかりでな
く、出力レーザ光の無駄な発振を回避することが可能で
あり、加工のスループットも上昇させることができる。
Therefore, it is examined by using the relative reflected light intensity based on (Equation 2) and (Equation 3) how much light amount ratio returns as reflected light with respect to the light amount actually irradiated inside the hole. By doing so, it is possible to make an accurate pass / fail judgment of the hole processing, and it is possible not only to reliably perform the hole processing so that the conduction between the adjacent conductive layers can be reliably obtained, but also to waste the output laser light. Oscillation can be avoided and processing throughput can be increased.

【0121】なお、本実施の形態においては、演算式に
用いるレーザ光強度に関する情報の値として、パルスレ
ーザ光のピーク値を想定して説明を行ったが、レーザ光
の発振やレーザの発振命令信号の立ち上がり又は立ち下
がりをトリガーとして、その時点からある任意の時間経
過後のレーザ光強度を用いても同様な効果が得られるこ
とはいうまでもない。
In this embodiment, the description has been made assuming the peak value of the pulsed laser light as the value of the information on the laser light intensity used in the arithmetic expression. It is needless to say that the same effect can be obtained by using the laser beam intensity after a certain time has elapsed from the rise or fall of the signal as a trigger.

【0122】又、説明の簡略化のため定数kをk×b
max=amaxを満たすような値として説明を行ったが、も
ちろん定数kは、実数であるならばどのような値を用い
てもかまわない。
For the sake of simplicity, the constant k is set to k × b
The description has been made assuming that max = a max is satisfied. However, any value may be used as the constant k as long as it is a real number.

【0123】更に、(数2)におけるcmaxを求めるに
は、実際の加工に先立って金ミラーや銅ミラー等につい
てのデータを加工対象物の代わりに用いて求めておく方
法が好適であるが、必要に応じて実際の加工中に取得さ
れたデータを用いて求めてもかまわない。
Furthermore, in order to obtain c max in (Equation 2), it is preferable to use a method in which data on a gold mirror, a copper mirror, or the like is used instead of a processing object before actual processing. Alternatively, it may be obtained by using data acquired during actual processing as needed.

【0124】又、(数2)や(数3)に記述した式中の
1は、1番目の入射レーザ光強 度と1番目の反射光強
度とから求めた値であるが、加工穴の穴底からの反射光
量がほとんど0に近い条件であれば、1番目の値を用い
ずともかまわない。
In the equations described in (Equation 2) and (Equation 3), c 1 is a value obtained from the first incident laser light intensity and the first reflected light intensity. If the amount of light reflected from the bottom of the hole is almost zero, the first value may not be used.

【0125】更に、入射レーザ光強度の時空間的なばら
つきがほとんど無視できる状態であるならば、anはn
の値に関わらずほぼ一定と見なせることになるので、
(数2)の代わりに、以下の(数4)で示される演算式
を用いても同様な効果が得られることはもちろんであ
る。
[0125] Further, if the spatial variation when the incident laser beam intensity is in the state almost negligible, a n is n
Can be considered almost constant regardless of the value of
Of course, a similar effect can be obtained by using an arithmetic expression represented by the following (Equation 4) instead of (Equation 2).

【0126】[0126]

【数4】 (Equation 4)

【0127】ここで、bnは、n番目の反射レーザ光強
度に関する情報、及びbmaxは、反射レーザ光強度に関
する情報の最大値である。このとき、anがnの値に関
わらずほぼ一定であることが前もってわかっているので
あれば、入射光検出器41を設定する必要がないことは
もちろんである。
Here, b n is the information on the n-th reflected laser light intensity, and b max is the maximum value of the information on the reflected laser light intensity. At this time, if it is known in advance a n is almost constant regardless of the value of n, there is no need to set the incident light detector 41, as a matter of course.

【0128】また、本実施の形態の入射光検出器におい
ても、実施の形態1の反射光検出器の出力信号に温度を
補正する構成を適用することももちろん可能である。
Also, in the incident light detector of the present embodiment, it is of course possible to apply a configuration for correcting the temperature to the output signal of the reflected light detector of the first embodiment.

【0129】(実施の形態3)以下、本発明の実施の形
態3について、図面を参照しながら詳細に説明する。
Embodiment 3 Hereinafter, Embodiment 3 of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0130】図8は、本実施の形態のレーザ加工装置に
おいて、反射光検出器12の近傍の構成をより詳細に示
した概略図である。
FIG. 8 is a schematic diagram showing the configuration near the reflected light detector 12 in more detail in the laser processing apparatus of the present embodiment.

【0131】図8において、12は反射光検出器、13
はアンプ、14は演算処理装置であり、実施の形態1の
構成と同様である。そして、100gは図示されていな
いビームスプリッタを透過した反射レーザ光、50は定
電圧源及び51は直列抵抗である。
In FIG. 8, reference numeral 12 denotes a reflected light detector;
Denotes an amplifier, and 14 denotes an arithmetic processing unit, which has the same configuration as that of the first embodiment. 100 g is a reflected laser beam transmitted through a beam splitter (not shown), 50 is a constant voltage source, and 51 is a series resistor.

【0132】以上の構成により、反射光検出器12は、
反射レーザ光100gを検出し、反射レーザ光強度に関
する信号は、アンプ13を介して演算処理装置14に送
出されることになるが、この動作についてより詳細に説
明する。
With the above configuration, the reflected light detector 12
The reflected laser light 100g is detected, and a signal relating to the reflected laser light intensity is transmitted to the arithmetic processing unit 14 via the amplifier 13. This operation will be described in more detail.

【0133】まず、反射レーザ光100gが反射光検出
器12へ入射されると、その反射レーザ光の大きさに比
例して、反射光検出器12の抵抗値が変化する。
First, when the reflected laser light 100g is incident on the reflected light detector 12, the resistance value of the reflected light detector 12 changes in proportion to the size of the reflected laser light.

【0134】ここで、直列抵抗51の抵抗値Rと定電圧
源50の電圧値Vが一定なので、反射光検出器10の抵
抗値の変化量に比例して、電位eも変化する。
Since the resistance value R of the series resistor 51 and the voltage value V of the constant voltage source 50 are constant, the potential e also changes in proportion to the amount of change in the resistance value of the reflected light detector 10.

【0135】この電位eの変化量が、反射光検出器12
が出力する信号である。そして、反射光検出器12から
の出力信号は、アンプ13でアンプの持つゲイン倍に増
幅され、演算処理装置14へと送出されることになる。
The amount of change in the potential e is determined by the reflected light detector 12.
Is a signal to be output. The output signal from the reflected light detector 12 is amplified by the amplifier 13 by the gain of the amplifier and sent to the arithmetic processing unit 14.

【0136】ところで、反射光検出器12を構成する半
導体素子は、その光電特性に個体差を持ち、全く同じレ
ーザ光を入射した場合でも、出力される信号の大小は、
各半導体素子によって異なる。
By the way, the semiconductor elements constituting the reflected light detector 12 have individual differences in their photoelectric characteristics, and even when the same laser light is incident, the magnitude of the output signal is
It differs depending on each semiconductor element.

【0137】そして、アンプ13のダイナミックレンジ
には上限があるため、出力信号が大きい場合、増幅しき
れずにオーバーレンジを起こすおそれもある。
Since the dynamic range of the amplifier 13 has an upper limit, when the output signal is large, there is a possibility that the amplification cannot be completed and an overrange occurs.

【0138】このような半導体素子の個体差による出力
信号のばらつきを解消するためには、アンプ13に入力
される信号の大きさを制御する必要がある。
In order to eliminate the variation of the output signal due to the individual difference of the semiconductor element, it is necessary to control the magnitude of the signal input to the amplifier 13.

【0139】さて、図9は、反射光検出器12のバイア
ス電流とアンプ13から出力される信号との関係を示す
グラフである。
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the bias current of the reflected light detector 12 and the signal output from the amplifier 13.

【0140】図9において、その横軸は、反射光検出器
12に印加されるバイアス電流値を示し、バイアス電流
値は、定電圧源50の電圧値をV、直列抵抗51の抵抗
値R、及び反射光検出器12にレーザ光が入射されてい
ないときの抵抗値をrdとすると、バイアス電流値I
bは、以下の(数5)で示される式により決定される。
In FIG. 9, the horizontal axis represents the bias current value applied to the reflected light detector 12, and the bias current value is represented by V, the voltage value of the constant voltage source 50, the resistance value R of the series resistor 51, and if the resistance value when the reflected light detector 12 the laser beam is not incident to r d, the bias current value I
b is determined by the following equation (5).

【0141】[0141]

【数5】 (Equation 5)

【0142】又、その縦軸は、アンプ13から出力され
た信号の大きさを示す。なお、このとき反射光検出器1
2に入射される反射レーザ光100gの大きさは一定で
あるとする。
The vertical axis indicates the magnitude of the signal output from the amplifier 13. At this time, the reflected light detector 1
It is assumed that the size of 100 g of the reflected laser light incident on 2 is constant.

【0143】図9が示すように、バイアス電流値が2倍
になると、出力信号の大きさは1/2倍になり、両者の
関係は反比例的な関係にある。
As shown in FIG. 9, when the bias current value is doubled, the magnitude of the output signal is halved, and the relationship between the two is inversely proportional.

【0144】ここで、アンプ13のゲインは一定値なの
で、アンプ13からの出力信号がこのような変化を示す
ということは、反射光検出器12からの出力信号の大き
さが変化したこと意味している。
Since the gain of the amplifier 13 is constant, the fact that the output signal from the amplifier 13 shows such a change means that the magnitude of the output signal from the reflected light detector 12 has changed. ing.

【0145】つまり、反射光検出器12からの出力信号
の大きさを制御するには、バイアス電流Ibを制御すれ
ばよいということになるが、(数5)からは、直列抵抗
51の抵抗値Rを変えることや、定電圧源50の電圧値
Vを変えること、更にはそれらを組み合わせて変えるこ
とにより出力信号の大きさを制御することが可能である
ことがわかる。
[0145] That is, in order to control the magnitude of the output signal from the reflected light detector 12, becomes to the fact that it is sufficient to control the bias current I b, from equation (5), the resistance of the series resistor 51 It can be seen that the magnitude of the output signal can be controlled by changing the value R, changing the voltage value V of the constant voltage source 50, and further changing the combination thereof.

【0146】以上のように、本実施の形態によれば、直
列抵抗51の抵抗値R及び/又は定電圧源50の電圧値
Vを変えることで、反射光検出器12からの出力信号の
大きさを制御することが可能であり、反射光検出器に個
体差があってもアンプ13の出力のオーバーレンジを回
避することができる。
As described above, according to the present embodiment, by changing the resistance value R of the series resistor 51 and / or the voltage value V of the constant voltage source 50, the magnitude of the output signal from the reflected light detector 12 is increased. The output of the amplifier 13 can be prevented from being over-ranged even if the reflected light detector has individual differences.

【0147】なお、本実施の形態は、反射光検出器12
を用いて説明を行ったが、実施の形態2の入射光検出器
41に対してかかる構成を適用しても、同様な効果が得
られることはいうまでもない。
In this embodiment, the reflected light detector 12
However, it is needless to say that a similar effect can be obtained by applying such a configuration to the incident light detector 41 of the second embodiment.

【0148】又、直列抵抗51は、固定抵抗でも可変抵
抗でもかまわないが、温度変動に対する誤差の小さい抵
抗、例えば金属皮膜抵抗等が好適に用いられる。
The series resistor 51 may be a fixed resistor or a variable resistor, but a resistor having a small error with respect to temperature fluctuation, for example, a metal film resistor is preferably used.

【0149】(実施の形態4)以下、本発明の実施の形
態4について、図面を参照しながら詳細に説明する。
Embodiment 4 Hereinafter, Embodiment 4 of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0150】図10は、本実施の形態のレーザ加工装置
において、反射光検出器12の近傍の構成をより詳細に
示した概略図である。
FIG. 10 is a schematic diagram showing the configuration near the reflected light detector 12 in more detail in the laser processing apparatus of the present embodiment.

【0151】図10において、12は反射光検出器、1
3はアンプ、14は演算処理装置であり、実施の形態1
の構成と同様である。そして、100gは図示されてい
ないビームスプリッタを透過した反射レーザ光、50は
定電圧源、51は直列抵抗、52は第1の並列抵抗、及
び53は第二の並列抵抗である。
In FIG. 10, 12 is a reflected light detector, 1
Reference numeral 3 denotes an amplifier, and 14 denotes an arithmetic processing unit.
The configuration is the same as that described above. 100 g is a reflected laser beam transmitted through a beam splitter (not shown), 50 is a constant voltage source, 51 is a series resistor, 52 is a first parallel resistor, and 53 is a second parallel resistor.

【0152】以上の構成は、反射光検出器10に対する
二つの並列抵抗31、32が加わった点を除けば、実施
の形態3と同様の構成である。
The above configuration is the same as that of the third embodiment except that two parallel resistors 31 and 32 are added to the reflected light detector 10.

【0153】実施の形態3では、反射光検出器12を構
成する半導体素子は個体差を持ち、場合によってはアン
プ18からの出力がオーバーレンジを起こすおそれがあ
ることを考慮し、その回避するための構成につき説明し
たが、本実施の形態では、反射光検出器12に対する二
つの並列抵抗52、53を加えることで、アンプ13に
入力される信号の大きさを制御する別の構成について説
明する。
In the third embodiment, the semiconductor elements constituting the reflected light detector 12 have individual differences, and in some cases, the output from the amplifier 18 may be over-ranged. In the present embodiment, another configuration for controlling the magnitude of a signal input to the amplifier 13 by adding two parallel resistors 52 and 53 to the reflected light detector 12 will be described. .

【0154】図10において、第1の並列抵抗52の抵
抗値をr1、第2の並列抵抗53の抵抗値をr2とする
と、反射光検出器12から出力される信号は並列抵抗5
2、53の値に応じて減少し、減少された信号がアンプ
13へ入力されることで、アンプ13からの出力のオー
バーレンジを回避することができる。
In FIG. 10, if the resistance of the first parallel resistor 52 is r 1 and the resistance of the second parallel resistor 53 is r 2 , the signal output from the reflected light detector 12 is
By decreasing the signal according to the values of 2, 53 and inputting the reduced signal to the amplifier 13, it is possible to avoid an overrange of the output from the amplifier 13.

【0155】ここで、アンプ13に入力される信号の大
きさは、第1の並列抵抗52の抵抗値r1及び/又は第
2の並列抵抗53の抵抗値r2を変えることで制御が可
能であり、反射光検出器12の出力信号をp、アンプ1
3に入力される信号の大きさをPとすると、その関係は
以下の(数6)に示した式によって表される。
Here, the magnitude of the signal input to the amplifier 13 can be controlled by changing the resistance value r 1 of the first parallel resistor 52 and / or the resistance value r 2 of the second parallel resistor 53. Where p is the output signal of the reflected light detector 12 and
Assuming that the magnitude of the signal input to P.3 is P, the relationship is represented by the following equation (6).

【0156】[0156]

【数6】 (Equation 6)

【0157】この(数6)に示したように、二つの並列
抵抗52、53の抵抗値を変えることでアンプ13に入
力される信号の大きさを制御することが可能であり、こ
れによりアンプ13からの出力のオーバーレンジを回避
することができる。
As shown in (Equation 6), the magnitude of the signal input to the amplifier 13 can be controlled by changing the resistance values of the two parallel resistors 52 and 53. 13 can be avoided.

【0158】但し、ここで注意しなければならないの
は、r1、r2の大きさである。というのは、反射光検出
器12のバイアス電流Ibを変えることは好ましくない
ので、並列回路側への電流の流入をできるだけ回避すべ
く、r1、r2の抵抗値を反射光検出器12の持つ抵抗値
よりもできるだけ大きい値とすることが好適である。
However, what should be noted here is the size of r 1 and r 2 . Because, since it is not desirable to change the bias current I b of the reflected light detector 12, to avoid as much as possible the flow of current to the parallel circuit side, r 1, light reflecting the resistance value of r 2 detector 12 It is preferable that the resistance value be as large as possible than the resistance value possessed by.

【0159】以上のように、本実施の形態によれば、二
つの並列抵抗52、53の抵抗値を変えることで、アン
プ13に入力される信号の大きさを制御することが可能
であり、反射光検出器12に個体差があってもアンプ1
3からの出力のオーバーレンジを回避することができ
る。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to control the magnitude of the signal input to the amplifier 13 by changing the resistance values of the two parallel resistors 52 and 53. Even if there is an individual difference in the reflected light detector 12, the amplifier 1
3 can be avoided.

【0160】なお、本実施の形態は、反射光検出器12
を用いて説明を行ったが、入射光検出器にかかる構成を
用いても同様な効果が得られることはいうまでもない。
In this embodiment, the reflected light detector 12
However, it is needless to say that a similar effect can be obtained by using the configuration relating to the incident light detector.

【0161】又、二つの並列抵抗52、53は、固定抵
抗でも可変抵抗でもかまわないが、温度変動に対する誤
差の小さい抵抗、例えば金属皮膜抵抗等が好適に用いら
れる。
The two parallel resistors 52 and 53 may be fixed resistors or variable resistors, but a resistor having a small error with respect to temperature fluctuation, for example, a metal film resistor is preferably used.

【0162】(実施の形態5)以下、本発明の実施の形
態5について、図面を参照しながら詳細に説明する。
(Embodiment 5) Hereinafter, Embodiment 5 of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0163】図11は、実施の形態1の図3に示した測
定系中のオシロスコープ32にて検出された出力信号波
形の模式図であり、図11(a)はレーザ光100h入
射開始直後の、(b)はレーザ光100hの入射開始か
ら少なくとも0.1秒以上経過した任意の時刻での、ア
ンプ13からの出力の時間変化の様子をそれぞれ示して
いる。
FIG. 11 is a schematic diagram of the output signal waveform detected by the oscilloscope 32 in the measuring system shown in FIG. 3 of the first embodiment, and FIG. (B) shows the time change of the output from the amplifier 13 at an arbitrary time at least 0.1 second or more after the start of the incidence of the laser beam 100h.

【0164】又図11(a)に示された3個の信号波形
は、それぞれ左から順に1、2、3ショット目のレーザ
パルス波形であり、(b)に示された3個の信号波形
は、同様にN、N+1、N+2ショット目である。
The three signal waveforms shown in FIG. 11A are the laser pulse waveforms of the first, second, and third shots from the left, respectively, and the three signal waveforms shown in FIG. Are the N, N + 1, and N + 2 shots in the same manner.

【0165】図11(a)からわかるように、レーザ光
入射開始直後においては、入射されたレーザパルス光の
増加に伴い全体の電位が徐々に低下していく。
As can be seen from FIG. 11A, immediately after the start of laser beam incidence, the overall potential gradually decreases with an increase in the incident laser pulse light.

【0166】そして、この電位の低下現象は、パルスの
繰り返し周波数が50Hzから1000Hzの間ではそ
の周波数に関わらず、レーザ光入射開始から0.1秒程
度後まで続き、その後は図11(b)に示したように電
位の変動は見られなくなることを確認した。
This potential drop phenomenon continues until about 0.1 second after the start of laser beam irradiation, regardless of the pulse repetition frequency between 50 Hz and 1000 Hz, and thereafter, FIG. It was confirmed that no change in the potential was observed as shown in FIG.

【0167】例えば、繰り返し周波数100Hz、パル
ス幅約100マイクロ秒の条件下では、レーザ光入射開
始から0.1秒までの間に、電位はおよそ0.4V低下
した。
For example, under the conditions of a repetition frequency of 100 Hz and a pulse width of about 100 microseconds, the potential dropped by about 0.4 V from the start of laser beam incidence to 0.1 second.

【0168】この0.4Vの電位低下は、図6のグラフ
より0.36℃の温度上昇に相当することがわかるが、
温度計31で同時にモニタしていたレーザ光検出器30
の筐体温度に変化は見られなかった。
It can be seen from the graph of FIG. 6 that this potential drop of 0.4 V corresponds to a temperature rise of 0.36 ° C.
Laser light detector 30 which was simultaneously monitored by thermometer 31
No change was observed in the temperature of the housing.

【0169】これは、レーザ光入射により半導体素子自
身の温度は変化するが、0.1秒というレーザ照射時間
は、半導体素子で発生した熱が筐体温度測定点に伝導す
るには短すぎるためである。
This is because the temperature of the semiconductor element itself changes due to the incidence of the laser beam, but the laser irradiation time of 0.1 second is too short for heat generated in the semiconductor element to conduct to the case temperature measuring point. It is.

【0170】このように、かかる条件下ではレーザ光入
射開始直後から0.1秒後までの間は、半導体素子の温
度は変化し続け、0.1秒後以降は熱的平衡状態に達
し、レーザ光入射による半導体素子の温度変化は見られ
なくなる。
As described above, under such conditions, the temperature of the semiconductor element continues to change from immediately after the start of laser beam incidence until 0.1 seconds later, and reaches a thermal equilibrium state after 0.1 seconds. No change in the temperature of the semiconductor element due to the incidence of the laser beam is observed.

【0171】図4に示したように、半導体素子の温度が
変化すると、レーザ光強度を示しているピーク高さ電圧
も変化するので、温度変化に応じて出力信号の補正が必
要となることは前述したとおりである。
As shown in FIG. 4, when the temperature of the semiconductor element changes, the peak height voltage indicating the laser beam intensity also changes. Therefore, it is necessary to correct the output signal according to the temperature change. As described above.

【0172】よって、半導体素子の両端間の電位差検出
の回数は、レーザ光入射開始直後から0.1秒後までの
間は、補正対象となる信号毎に温度検出、すなわち半導
体素子の両端間の電位差検出を行うことが精度の高い補
正を行うことにつながる。
Therefore, the number of times of detection of the potential difference between both ends of the semiconductor element is such that the temperature is detected for each signal to be corrected during the period from immediately after the start of laser beam incidence to 0.1 seconds later, ie, between the both ends of the semiconductor element. Performing the potential difference detection leads to highly accurate correction.

【0173】そして、具体的には、かかる場合、半導体
素子の両端間の電位差検出のタイミングとしては、nシ
ョット目の出力信号の補正に用いる電位差検出時刻は、
nショット目のパルスレーザ光の検出時刻以前であり、
かつ(n−1)ショット目のパルスレーザ光の検出時刻
以降のいずれかの時刻であればよいことになる。
More specifically, in such a case, the timing of detecting the potential difference between both ends of the semiconductor element is as follows.
before the detection time of the pulse laser light of the n-th shot,
In addition, any time after the detection time of the pulse laser beam of the (n-1) -th shot may be used.

【0174】ただし、信号出力が指数関数的に減衰する
ようなレーザパルスである場合には、(n−1)ショッ
ト目の影響が最も薄れた時刻、すなわち、nショット目
のレーザパルスの照射開始時刻の直前が、電位差検出に
好適な時刻である。
However, when the signal output is a laser pulse that attenuates exponentially, the time at which the influence of the (n-1) th shot is minimized, that is, the irradiation of the nth shot starts. Immediately before the time is a time suitable for detecting the potential difference.

【0175】一方、Qスイッチレーザや、機械的あるい
は電気的にチョッピングを施しているパルスレーザで
は、出力はステップ関数的に急速に0まで落ちるので、
nショット目のレーザパルスの照射開始時刻の直前に限
定する必然性はない。
On the other hand, in the case of a Q-switched laser or a pulse laser that is mechanically or electrically chopped, the output rapidly drops to 0 in a step function.
It is not necessary to limit the time immediately before the irradiation start time of the n-th laser pulse.

【0176】次に、レーザ光入射開始から0.1秒後以
降における電位差検出の回数であるが、図11(b)に
示したように、熱的平衡状態に達した以降は、レーザ光
入射による半導体素子の温度変化は見られなくなるた
め、パルス毎に電位差を検出する必要はなくなる。
Next, the number of times of potential difference detection after 0.1 second from the start of laser beam injection, as shown in FIG. No change in the temperature of the semiconductor element due to the above-mentioned phenomenon is observed, so that it is not necessary to detect the potential difference for each pulse.

【0177】ここで、パルス毎に電位差を検出する方法
は、精度の高い補正を行うために好適ではあるが、信号
測定の都度電位差を検出して温度変化を求めることは、
演算処理装置にかかる負荷が大きくなることに他ならな
い。
Here, the method of detecting the potential difference for each pulse is suitable for performing highly accurate correction. However, detecting the potential difference each time a signal is measured to obtain a temperature change is as follows.
This is nothing less than an increase in the load on the processing unit.

【0178】よって、レーザ光入射開始から0.1秒後
以降の電位差検出のタイミングは、例えば室温の変化が
激しい場合には1秒に1回の電位差検出を行い、ほとん
ど室温が変動しない場合には10秒に1回の電位差検出
で済ませる、というように周囲の環境に合わせて予め決
めておくことが好適である。
Therefore, the timing of detecting the potential difference after 0.1 second from the start of the laser beam incidence is such that the potential difference is detected once per second when the room temperature changes drastically, and when the room temperature hardly changes. Is preferably determined in advance in accordance with the surrounding environment, such as detecting the potential difference once every 10 seconds.

【0179】なお、本実施の形態では、レーザパルスの
繰り返し周波数が50Hzから1000Hzの場合、半
導体素子が熱的平衡状態に達する時間が0.1秒である
として説明を行ったが、一例であって、繰り返し周波数
が50Hz以下、あるいは1000Hz以上のときに
は、平衡状態に達する時間は0.1秒であるとは限らな
いことはもちろんである。
In this embodiment, when the repetition frequency of the laser pulse is from 50 Hz to 1000 Hz, the time when the semiconductor element reaches the thermal equilibrium state is 0.1 second. However, this is only an example. When the repetition frequency is 50 Hz or less or 1000 Hz or more, the time to reach the equilibrium state is not necessarily 0.1 second.

【0180】又、本実施の形態は、反射光検出器を用い
て説明を行ったが、実施の形態2の入射光検出器に対し
てかかる構成を適用しても、同様な効果が得られること
はいうまでもない。
Although the present embodiment has been described using the reflected light detector, similar effects can be obtained by applying such a configuration to the incident light detector of the second embodiment. Needless to say.

【0181】ただし、電位差の検出回数を減らすことが
できるのは、常時一定のレーザ光が照射される入射光検
出器においてはきわめて好適であるが、レーザ光照射の
タイミングが加工穴の状態に依存する反射光検出器で
は、精度の高い補正を行うためには、入射光検出器のよ
うに電位差の検出回数を減らすことは望ましくない場合
があることはもちろんである。
However, it is very suitable for the incident light detector to be constantly irradiated with a constant laser beam that the number of times of detecting the potential difference can be reduced, but the timing of laser beam irradiation depends on the state of the machined hole. In a reflected light detector, it is needless to say that it may not be desirable to reduce the number of times of detecting the potential difference as in the case of the incident light detector in order to perform highly accurate correction.

【0182】又、以上の各実施の形態は、機能上支障の
ない範囲内であれば、適宜各構成同士を組み合わせるこ
とができることはもちろんである。
In each of the embodiments described above, it goes without saying that the components can be appropriately combined with each other as long as the functions are not impaired.

【0183】[0183]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、半導体
素子を用いた反射光検出器や入射光検出素子の温度補正
をしてレーザ発振器を制御することにより、加工対象物
の穴加工等の状態を的確に検出して、理想とする穴加工
を行い、結果として近接する導電層間の導通が確実に得
られるような穴加工をスループットよく行い得る。
As described above, according to the present invention, by controlling the laser oscillator by correcting the temperature of the reflected light detector or the incident light detecting element using the semiconductor element, the hole processing of the object to be processed can be performed. Such a state can be accurately detected, and ideal hole processing can be performed. As a result, hole processing can be performed with high throughput so that conduction between adjacent conductive layers can be reliably obtained.

【0184】ここで、半導体素子を用いた反射光検出器
や入射光検出素子の両端の電位差から温度補正をするこ
とにより、熱電対や温度計など、温度計測のみを目的と
した検出器の導入による装置の煩雑化・大型化を排した
簡便な構成を可能とする。
Here, by correcting the temperature based on the potential difference between both ends of the reflected light detector using semiconductor elements or the incident light detection element, it is possible to introduce a detector such as a thermocouple or a thermometer for the purpose of temperature measurement only. This makes it possible to achieve a simple configuration that eliminates the complexity and size of the device.

【0185】又、半導体素子の両端の電位差を測定する
回数を最適化することで、精度の高い補正を行うことが
可能となり、又演算処理装置にかかる負荷を低減させる
ことができる。
By optimizing the number of times of measuring the potential difference between both ends of the semiconductor element, highly accurate correction can be performed, and the load on the arithmetic processing unit can be reduced.

【0186】そして、入射光検出器が検出した入射光強
度と反射光検出器が検出した反射光強度とから演算して
得られ加工対象物の加工部からの反射光の強度に対応し
た相対反射光強度と所定の基準値との比較に基づきレー
ザ発振器を制御することにより、加工対象物の穴加工等
の加工部からの反射光に実質的に基づいた加工状態を的
確に検出し得て、レーザ発振器を制御することで、理想
とする穴加工を行い、結果として近接する導電層間の導
通が確実に得られるような穴加工をスループットよく行
うことができる。
Then, the relative reflection corresponding to the intensity of the reflected light from the processed portion of the object to be processed, which is obtained by calculating from the incident light intensity detected by the incident light detector and the reflected light intensity detected by the reflected light detector. By controlling the laser oscillator based on a comparison between the light intensity and a predetermined reference value, it is possible to accurately detect a processing state substantially based on reflected light from a processing portion such as a hole processing of a processing object, By controlling the laser oscillator, ideal hole processing is performed, and as a result, hole processing can be performed with high throughput so that conduction between adjacent conductive layers can be reliably obtained.

【0187】そして、更に、直列抵抗の抵抗値や定電圧
源の電圧値を変えることで、反射光検出器や入射光検出
器のバイアス電流を制御することが可能であり、検出器
に個体差があってもアンプからの出力のオーバーレンジ
を回避することができる。
Further, by changing the resistance value of the series resistor and the voltage value of the constant voltage source, it is possible to control the bias current of the reflected light detector and the incident light detector. Even if there is, overrange of the output from the amplifier can be avoided.

【0188】又は、二つの並列抵抗の抵抗値を変えるこ
とで、アンプに入力される信号の大きさを制御すること
が可能であり、反射光検出器に個体差があってもアンプ
からの出力のオーバーレンジを回避することができる。
Alternatively, the magnitude of the signal input to the amplifier can be controlled by changing the resistance value of the two parallel resistors, so that the output from the amplifier can be controlled even if there is an individual difference in the reflected light detector. Over-range can be avoided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態1のレーザ加工装置の概略
FIG. 1 is a schematic diagram of a laser processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】同加工穴の状態の様子を示す模式図FIG. 2 is a schematic view showing a state of the machined hole;

【図3】同温度変化とアンプ出力信号との関係を測定す
る際の測定系概略図
FIG. 3 is a schematic diagram of a measurement system when measuring a relationship between the temperature change and an amplifier output signal.

【図4】同温度変化とアンプ出力信号との関係を示すグ
ラフ
FIG. 4 is a graph showing a relationship between the temperature change and an amplifier output signal.

【図5】同温度変化とレーザ光検出器両端の電位差との
関係を測定する際の測定系概略図
FIG. 5 is a schematic diagram of a measurement system when measuring the relationship between the temperature change and the potential difference between both ends of the laser light detector.

【図6】同温度変化とレーザ光検出器両端の電位差との
関係を示すグラフ
FIG. 6 is a graph showing a relationship between the temperature change and a potential difference between both ends of the laser light detector.

【図7】本発明の実施の形態2のレーザ加工装置の概略
FIG. 7 is a schematic diagram of a laser processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施の形態3のレーザ加工装置の反射
光検出器周辺の状態を示した概略図
FIG. 8 is a schematic diagram showing a state around a reflected light detector of the laser processing apparatus according to the third embodiment of the present invention.

【図9】同バイアス電流とアンプ出力信号との関係を示
すグラフ
FIG. 9 is a graph showing a relationship between the bias current and an amplifier output signal.

【図10】本発明の実施の形態4のレーザ加工装置の反
射光検出器周辺の状態を示した概略図
FIG. 10 is a schematic diagram showing a state around a reflected light detector of a laser processing apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.

【図11】本発明の実施の形態5のオシロスコープにて
検出された出力信号波形の模式図
FIG. 11 is a schematic diagram of an output signal waveform detected by the oscilloscope according to the fifth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 パルスレーザ発振器 2 ベンドミラー 3 ビームスプリッタ 4 第1の走査ミラー 5 第2の走査ミラー 6 加工用集光レンズ 7 多層基板 8 絶縁層 9 導電層 10 加工穴 11 移動機構 12 反射光検出器 13 アンプ 14 演算処理装置 15 制御装置 30 レーザ光検出器 31 温度計 32 オシロスコープ 33 直列抵抗 40 ビームスプリッタ 41 入射光検出器 42 アンプ 43 多層基板 44 第1の導電層 45 絶縁層 46 第2の導電層 50 定電圧源 51 直列抵抗 52 第1の並列抵抗 53 第2の並列抵抗 REFERENCE SIGNS LIST 1 pulse laser oscillator 2 bend mirror 3 beam splitter 4 first scan mirror 5 second scan mirror 6 processing condensing lens 7 multilayer substrate 8 insulating layer 9 conductive layer 10 processing hole 11 moving mechanism 12 reflected light detector 13 amplifier Reference Signs List 14 arithmetic processing unit 15 control device 30 laser light detector 31 thermometer 32 oscilloscope 33 series resistance 40 beam splitter 41 incident light detector 42 amplifier 43 multilayer substrate 44 first conductive layer 45 insulating layer 46 second conductive layer 50 constant Voltage source 51 Series resistance 52 First parallel resistance 53 Second parallel resistance

Claims (19)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザ光を出射するレーザ発振器と、前
記レーザ光を加工対象物に伝搬する光学系と、前記加工
対象物からの反射光の強度を検出する反射光検出器と、
前記反射光を前記反射光検出器へ伝搬する光学系と、前
記反射光検出器が検出した反射光の強度と所定の基準値
との比較に基づき前記レーザ発振器から出射されたレー
ザ光を制御する制御手段とを有し、前記反射光検出器が
半導体素子であり、更に、前記反射光検出器が検出した
反射光の強度を前記半導体素子の温度変化に応じて補正
する補正手段を有するレーザ加工装置。
A laser oscillator that emits laser light; an optical system that propagates the laser light to an object to be processed; a reflected light detector that detects the intensity of light reflected from the object to be processed;
An optical system that propagates the reflected light to the reflected light detector, and controls the laser light emitted from the laser oscillator based on a comparison between the intensity of the reflected light detected by the reflected light detector and a predetermined reference value. Laser processing having control means, wherein the reflected light detector is a semiconductor element, and further comprising correction means for correcting the intensity of the reflected light detected by the reflected light detector according to a temperature change of the semiconductor element. apparatus.
【請求項2】 補正手段は、半導体素子の両端間の電位
差から検出された温度変化に応じて反射光検出器の出力
信号を補正する請求項1記載のレーザ加工装置。
2. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the correction means corrects an output signal of the reflected light detector according to a temperature change detected from a potential difference between both ends of the semiconductor element.
【請求項3】 レーザ発振器は、パルスレーザ発振器で
あり、nを2以上の整数としたときに、反射光検出器が
検出したn番目の信号を補正するために用いる半導体素
子の両端間の電位差を検出する時刻が、n番目の信号の
検出時刻以前であり、かつ(n−1)番目の信号の検出
時刻以降である請求項2記載のレーザ加工装置。
3. The laser oscillator is a pulse laser oscillator, and when n is an integer of 2 or more, a potential difference between both ends of a semiconductor element used for correcting an n-th signal detected by a reflected light detector. 3. The laser processing apparatus according to claim 2, wherein the detection time is before the detection time of the nth signal and after the detection time of the (n−1) th signal. 4.
【請求項4】 レーザ光を出射するレーザ発振器と、前
記レーザ光の光強度を検出する入射光検出器と、前記レ
ーザ光を加工対象物に伝搬する光学系と、前記加工対象
物からの反射光の強度を検出する反射光検出器と、前記
反射光を前記反射光検出器へ伝搬する光学系と、前記入
射光検出器が検出した入射光強度と前記反射光検出器が
検出した反射光強度とから演算して得られ前記加工対象
物の加工部からの反射光の強度に対応した相対反射光強
度と所定の基準値との比較に基づき前記レーザ発振器か
ら出射されたレーザ光を制御する制御手段とを有するレ
ーザ加工装置。
4. A laser oscillator that emits laser light, an incident light detector that detects the light intensity of the laser light, an optical system that propagates the laser light to an object to be processed, and a reflection from the object to be processed. A reflected light detector for detecting the intensity of light, an optical system for propagating the reflected light to the reflected light detector, an incident light intensity detected by the incident light detector, and a reflected light detected by the reflected light detector Controlling the laser light emitted from the laser oscillator based on a comparison between a predetermined reference value and a relative reflected light intensity corresponding to the intensity of the reflected light from the processing portion of the processing object, obtained by calculating from the intensity. A laser processing apparatus having control means.
【請求項5】 反射光検出器及び/又は入射光検出器が
半導体素子であり、更に、前記反射光検出器及び/又は
入射光検出器が検出した反射光及び/又は入射光の強度
を前記半導体素子の温度変化に応じて補正する補正手段
を有する請求項4記載のレーザ加工装置。
5. The reflected light detector and / or the incident light detector is a semiconductor element, and the reflected light detector and / or the incident light detector detects the intensity of the reflected light and / or the incident light. 5. The laser processing apparatus according to claim 4, further comprising a correction unit that corrects according to a temperature change of the semiconductor element.
【請求項6】 補正手段は、前記反射光検出器及び/又
は入射光検出器の半導体素子の両端間の電位差から検出
された温度変化に応じて前記反射光検出器及び/又は入
射光検出器の出力信号を補正する請求項5記載のレーザ
加工装置。
6. The reflected light detector and / or the incident light detector according to a temperature change detected from a potential difference between both ends of the semiconductor element of the reflected light detector and / or the incident light detector. 6. The laser processing apparatus according to claim 5, wherein the output signal is corrected.
【請求項7】 レーザ発振器は、パルスレーザ発振器で
あり、nを2以上の整数としたときに、反射光検出器及
び/又は入射光検出器が検出したn番目の信号を補正す
るために用いる半導体素子の両端間の電位差を検出する
時刻が、前記反射光検出器及び/又は入射光検出器が検
出したn番目の信号の検出時刻以前であり、かつ(n−
1)番目の信号の検出時刻以降である請求項6記載のレ
ーザ加工装置。
7. The laser oscillator is a pulse laser oscillator, and is used to correct the n-th signal detected by the reflected light detector and / or the incident light detector when n is an integer of 2 or more. The time when the potential difference between both ends of the semiconductor element is detected is before the detection time of the n-th signal detected by the reflected light detector and / or the incident light detector, and (n−
7. The laser processing apparatus according to claim 6, wherein the time is after the detection time of the 1) th signal.
【請求項8】 レーザ発振器は、パルスレーザ発振器で
あり、相対反射光強度は、nを2以上の整数としたとき
に、n番目のパルスレーザ光及びそれ以前のパルスレー
ザ光の各々の反射光の強度及び入射光の強度を用いて得
られる請求項4から7のいずれかに記載のレーザ加工装
置。
8. The laser oscillator is a pulsed laser oscillator, and the relative reflected light intensity is such that when n is an integer of 2 or more, the reflected light of each of the n-th pulsed laser light and the previous pulsed laser light. The laser processing apparatus according to claim 4, wherein the laser processing apparatus is obtained by using the intensity of the incident light and the intensity of the incident light.
【請求項9】 更に、反射光検出器の出力信号の大きさ
を制御する検出器信号制御手段を有する請求項1から8
のいずれかに記載のレーザ加工装置。
9. The apparatus according to claim 1, further comprising detector signal control means for controlling the magnitude of the output signal of the reflected light detector.
The laser processing device according to any one of the above.
【請求項10】 検出器信号制御手段は、反射光検出器
と直列に配された電源及び抵抗を有し、前記電源の電圧
及び/又は抵抗の抵抗値を変化させて前記反射光検出器
の出力信号の大きさを制御する請求項9記載のレーザ加
工装置。
10. The detector signal control means has a power supply and a resistor arranged in series with the reflected light detector, and changes the voltage of the power supply and / or the resistance of the resistor to change the resistance of the reflected light detector. The laser processing apparatus according to claim 9, wherein a magnitude of the output signal is controlled.
【請求項11】 検出器信号制御手段は、反射光検出器
と並列に配された抵抗を有し、前記抵抗の抵抗値を変化
させて前記反射光検出器の出力信号の大きさを制御する
請求項9記載のレーザ加工装置。
11. The detector signal control means has a resistor arranged in parallel with the reflected light detector, and controls a magnitude of an output signal of the reflected light detector by changing a resistance value of the resistor. The laser processing device according to claim 9.
【請求項12】 更に、入射光検出器の出力信号の大き
さを制御する検出器信号制御手段を有する請求項4から
8のいずれかに記載のレーザ加工装置。
12. The laser processing apparatus according to claim 4, further comprising a detector signal control means for controlling a magnitude of an output signal of the incident light detector.
【請求項13】 検出器信号制御手段は、入射光検出器
と直列に配された電源及び抵抗を有し、前記電源の電圧
及び/又は抵抗の抵抗値を変化させて前記入射光検出器
の出力信号の大きさを制御する請求項12記載のレーザ
加工装置。
13. The detector signal control means has a power supply and a resistor arranged in series with the incident light detector, and changes the voltage of the power supply and / or the resistance of the resistor to change the resistance of the incident light detector. 13. The laser processing apparatus according to claim 12, wherein the magnitude of the output signal is controlled.
【請求項14】 検出器信号制御手段は、入射光検出器
と並列に配された抵抗を有し、前記抵抗の抵抗値を変化
させて前記入射光検出器の出力信号の大きさを制御する
請求項12記載のレーザ加工装置。
14. The detector signal control means has a resistor arranged in parallel with the incident light detector, and controls a magnitude of an output signal of the incident light detector by changing a resistance value of the resistor. The laser processing device according to claim 12.
【請求項15】 レーザ発振器から出射したレーザ光を
加工対象物に照射する照射行程と、前記加工対象物から
の反射光の強度を半導体素子を用いて検出する反射光検
出行程と、前記反射光検出行程で検出された反射光の強
度を前記半導体素子の温度変化に応じて補正演算式に従
って補正する補正行程と、前記補正行程で補正された反
射光の強度と所定の基準値との比較に基づき前記レーザ
発振器から出射されたレーザ光を制御する制御行程とを
有するレーザ加工方法。
15. An irradiation step of irradiating a laser beam emitted from a laser oscillator to a processing object, a reflected light detection step of detecting the intensity of reflected light from the processing object by using a semiconductor element, and a step of detecting the reflected light. A correction step of correcting the intensity of the reflected light detected in the detection step in accordance with a correction operation equation in accordance with a temperature change of the semiconductor element, and comparing the intensity of the reflected light corrected in the correction step with a predetermined reference value. Controlling the laser beam emitted from the laser oscillator based on the laser processing method.
【請求項16】 補正行程では、半導体素子の両端間の
電位差から検出された温度変化に応じ、補正演算式に従
って反射光検出器の出力信号を補正する請求項15記載
のレーザ加工方法。
16. The laser processing method according to claim 15, wherein in the correction step, the output signal of the reflected light detector is corrected in accordance with a correction operation formula according to a temperature change detected from a potential difference between both ends of the semiconductor element.
【請求項17】 レーザ発振器から出射したレーザ光を
加工対象物に照射する照射行程と、前記レーザ光の強度
を検出する入射光検出行程と、前記加工対象物からの反
射光の強度を半導体素子を用いて検出する反射光検出行
程と、前記入射光検出行程で検出された入射光の強度及
び前記反射光検出行程で検出された反射光の強度とから
演算して得られ前記加工対象物の加工部からの反射光の
強度に対応した相対反射光強度と所定の基準値との比較
に基づき前記レーザ発振器から出射されたレーザ光を制
御する制御行程とを有するレーザ加工方法。
17. An irradiation step of irradiating a laser beam emitted from a laser oscillator to a processing object, an incident light detection step of detecting an intensity of the laser light, and a semiconductor element for measuring an intensity of light reflected from the processing object. The reflected light detection step to be detected using, and the intensity of the incident light detected in the incident light detection step and the intensity of the reflected light detected in the reflected light detection step, obtained by calculating from the processing object A laser processing method comprising: controlling a laser beam emitted from the laser oscillator based on a comparison between a relative reflected light intensity corresponding to an intensity of the reflected light from the processing unit and a predetermined reference value.
【請求項18】 照射行程では、パルスレーザ光を照射
し、制御工程で用いる相対反射光強度は、以下の(数
1)で示される演算式により求められる請求項17記載
のレーザ加工方法。 【数1】 ここで、cn=k×(bn/an)、cmax=k×(bmax
/amax)、kは任意の定数、anはn番目の入射レーザ
光強度に関する情報、bnはn番目の反射レーザ光強度
に関する情報、amaxは入射レーザ光強度に関する情報
の最大値、bmaxは反射レーザ光強度に関する情報の最
大値、及びnは2以上の整数である。
18. The laser processing method according to claim 17, wherein in the irradiation step, the pulse laser light is irradiated, and the relative reflected light intensity used in the control step is obtained by the following equation (1). (Equation 1) Here, c n = k × (b n / a n), c max = k × (b max
/ A max), k is an arbitrary constant, a n is the n-th information about incident laser beam intensity b n information about n-th reflected laser beam intensity a max is the maximum value of information about incident laser beam intensity, b max is the maximum value of the information on the reflected laser beam intensity, and n is an integer of 2 or more.
【請求項19】 加工対象物は、絶縁層及び導電層が積
層された多層基板である請求項15から18記載のレー
ザ加工方法。
19. The laser processing method according to claim 15, wherein the object to be processed is a multilayer substrate on which an insulating layer and a conductive layer are stacked.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006528071A (en) * 2003-07-22 2006-12-14 カール ツァイス メディテック アクチエンゲゼルシャフト Material processing method using laser pulses with wide spectral bandwidth and apparatus for performing the method
JP2008068288A (en) * 2006-09-14 2008-03-27 Sumitomo Heavy Ind Ltd Laser beam machining apparatus and laser beam machining method
CN114425668A (en) * 2021-12-28 2022-05-03 西安中科微精光子制造科技有限公司 Method, apparatus and medium for monitoring micropore penetration during laser machining

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