JPH11320156A - レーザによる加工方法及び装置 - Google Patents

レーザによる加工方法及び装置

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JPH11320156A
JPH11320156A JP10145113A JP14511398A JPH11320156A JP H11320156 A JPH11320156 A JP H11320156A JP 10145113 A JP10145113 A JP 10145113A JP 14511398 A JP14511398 A JP 14511398A JP H11320156 A JPH11320156 A JP H11320156A
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JP
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laser beam
scanning direction
work
sub
laser
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JP10145113A
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Inventor
Shingen Kinoshita
真言 木下
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Ricoh Microelectronics Co Ltd
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Ricoh Microelectronics Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークのハーフエッチング加工部位に略直角
な形状の段差や凹凸が発生することのないレーザによる
加工方法及び装置を提供すること。 【解決手段】 ワーク10に照射されるレーザービーム
17bのビーム形状の副走査方向(X方向)の幅を、ピ
ッチpの約2倍の幅(2p)に形成するとともに、該レ
ーザービーム17bのエネルギー密度を、該レーザービ
ーム17bの副走査方向の中心部を最大値として、該中
心部から該副走査方向の周辺部に向けて減衰させる。該
レーザービーム17cの照射光軸に対して略垂直な平面
に沿うように、該レーザービーム17cと該レーザービ
ーム17cが照射されるワーク10とを、該照射光軸に
対して略直交する主走査方向に相対的に往復移動させる
とともに、該主走査方向に対して略直交する副走査方向
に向けて、所定のピッチpで相対移動させながら、該ワ
ーク10に所定の深さの掘り込み加工を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザによる加工
方法及び装置に関し、詳しくは、レーザービームの照射
光軸に対して略垂直な平面に沿うように、該レーザービ
ームと該レーザービームが照射されるワークとを、該照
射光軸に対して略直交する主走査方向に相対的に往復ス
キャンさせるとともに、該主走査方向に対して略直交す
る副走査方向に向けて、所定のピッチで相対移動させな
がら、該ワークに所定の深さの掘り込み加工を行うレー
ザによる加工装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】エキシマレーザを使用したワークの加工
は、非常に短い波長(193,248,308,351
nm)のレーザービームにより誘起される化学反応によ
ってワークを加工する非熱加工であり、CO2レーザ
(赤外線域の9〜11μm)やYAGレーザ(近赤外線
域の1.064μm)などのような長波長のレーザービ
ームによって誘起される熱効果による熱加工に比べて、
加工精度の優れたワーク加工が可能である。
【0003】このように非常に短い波長のエキシマレー
ザを用いた加工では、例えば、ポリイミド、ポリエステ
ル、エポキシ、ポリカーポネート等の合成樹脂に対し
て、熱的に溶解させることなく、レーザービームが照射
された表面から順次、その高分子の分子の一つ一つを励
起させて分子間結合を開裂させ、固体の状態にある分子
を直接飛散させることにより、加工することができる。
この加工法は、通常、アブレーション加工と言われてい
る。このアブレーション加工は、CO2レーザやYAG
レーザによる加工に比べ、高精細な加工を行うことがで
きる。
【0004】このようなエキシマレーザの特質を生かし
て、本出願人により、樹脂板に穴開け加工やハーフエッ
チング加工を施すことによって、例えば、プリント基板
にクリーム半田を印刷して、電子部品の半田付け用の柱
状バンプを形成するための印刷用プラスチックマスクな
どを製造する技術が提案されている(特開平7−016
924号公報、特開平7−081027号公報、特開平
9−232720号公報など)。
【0005】上記ハーフエッチング加工は、比較的厚手
の樹脂板などのワークの表面を一定の深さに掘り下げる
加工方法であって、例えば、印刷用マスクに形成される
周辺の開口部と比べさらにファインな微細孔のクリーム
半田やインキなどのペーストの抜け性を向上させる目的
で、該印刷用マスクの微細孔形成部の板厚を薄くする際
の加工方法として利用されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
なレーザから発生されるレーザービームは、通常、アパ
ーチャーや集光レンズ等を介して、ワークの加工面に照
射されるビーム形状が、一辺が約2mm程度の矩形状に
なるように絞り込まれている。従って、このレーザを用
いた加工方法では、ワークに形成される加工部の大きさ
が、該レーザービームのビーム形状の大きさを超える場
合には、スキャニング法またはステッピング法のよう
に、該レーザービームと該ワークとを相対移動させなが
ら加工する必要がある。
【0007】そのため、この種のワーク加工装置では、
一般的に、レーザービームの照射光軸に対して略垂直な
平面に沿うように、該レーザービームと該レーザービー
ムが照射されるワークとを、該照射光軸に対して略直交
する主走査方向に相対的に往復スキャンさせるととも
に、該主走査方向に対して略直交する副走査方向に向け
て、所定のピッチで相対移動させながら、該ワークに所
定の深さの掘り込み加工を行うように構成されている。
具体的には、例えば、上記ワークが載置される略水平な
ワーク載置面を有するワーク載置台を、そのワーク載置
面をX−Y方向に移動させることができるX−Yテーブ
ル上に配設し、該X−YテーブルをX−Y方向に移動さ
せて、上記レーザービームに対して、該ワーク載置台上
に載置されたワークを、主走査方向に往復スキャンさせ
るとともに、該主走査方向に対して略直交する副走査方
向に、該ワークに照射されるレーザービームのビーム形
状の一辺の長さに相当するピッチづつ移動させて、該ワ
ークの加工面を該レーザービームでスキャンして加工す
るように構成されている。
【0008】ところが、従来のワーク加工装置では、上
記X−Yテーブルを駆動するための駆動系に遊びや誤差
等が生じたり、上記ワークにレーザービームを照射する
ための光学系の精度にバラツキが生じたりするため、上
記ワークに照射されるレーザービームのビーム形状の一
辺の長さと、該ワークを上記副走査方向に移動する際の
ピッチとを正確に一致させることが難しく、該ワークが
上記副走査方向に移動される際のピッチが、必ずしも正
確な一定のピッチになっていなかった。また、該ワーク
に照射されるレーザービームは、そのエネルギー密度が
略均一で、且つ、そのビーム形状の各辺の方向が該ワー
クの移動方向に略平行な矩形状に形成されていた。
【0009】従って、このような加工装置では、上述の
ように、上記ワークをX−Y方向にスキャンしながら該
ワークにレーザービームを照射した場合に、該ワークに
対する該レーザービームの照射位置を副走査方向に1ピ
ッチ分移動した際の該ワークに対する該レーザービーム
の照射範囲が、1ピッチ手前の主走査時のレーザービー
ムの照射範囲に対して重なったり離れたりすることがあ
る。
【0010】このため、この種の従来の加工装置におい
ては、上述のように、上記ワークをX−Y方向にスキャ
ンしながら該ワークにレーザービームを照射して、該ワ
ークにハーフエッチング加工を施した場合に、該ワーク
のレーザービームの照射範囲が重なった部位では、該ワ
ークに照射されるレーザービームの加工ショット数が約
2倍になって、このレーザービームの照射範囲が重なっ
たワークの加工部位にスリット状の凹部が生じたり、ま
た、該ワークのレーザービームの照射範囲が離れた部位
では、該ワークに照射されるレーザービームの加工ショ
ット数がゼロになり、この部位のワークの加工が行われ
なくなって、この部位に衝立状の凸部が生じたりする不
具合があった。
【0011】このように、従来のレーザによる加工装置
では、ワークのハーフエッチング加工部に凹凸が発生す
ることがあるため、例えば、該ワークが前述したような
印刷用マスクの場合に、該印刷用マスクのハーフエッチ
ング部に形成された微細孔にペーストをスキージングす
る際に、該凹凸によってスキージがダメージを受けて、
該スキージの寿命が短くなったり、良好な印刷の実現が
阻害されたりする不具合があった。また、スリット状の
凹部によってマスクにダメージが入りやすくなる不具合
があった。更に、このような従来の加工装置では、ワー
クのハーフエッチング加工部の周縁部が、略直角な形状
の段差に形成されるため、この段差により上記スキージ
がダメージを受ける不具合もあった。
【0012】本発明は以上の問題点に鑑みなされたもの
であり、その目的とするところは、ワークのハーフエッ
チング加工部位に略直角な形状の段差や凹凸が発生する
ことのないレーザによる加工方法及び装置を提供するこ
とである。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1の発明は、レーザービームの照射光軸に対
して略垂直な平面に沿うように、該レーザービームと該
レーザービームが照射されるワークとを、該照射光軸に
対して略直交する主走査方向に相対的に往復スキャンさ
せるとともに、該主走査方向に対して略直交する副走査
方向に向けて、所定のピッチで相対移動させながら、該
ワークに所定の深さの掘り込み加工を行うレーザによる
加工方法であって、上記ワークに照射される上記レーザ
ービームのビーム形状の上記副走査方向の幅を、上記ピ
ッチの約2倍の幅に形成するとともに、該レーザービー
ムのエネルギー密度を、該レーザービームの副走査方向
の中心部を最大値として、該中心部から該副走査方向の
周辺部に向けて減衰させたレーザービームにより、該ワ
ークにハーフエッチング加工を行うことを特徴とするも
のである。
【0014】請求項2の発明は、レーザービームの照射
光軸に対して略垂直な平面に沿うように、該レーザービ
ームと該レーザービームが照射されるワークとを、該照
射光軸に対して略直交する主走査方向に相対的に往復ス
キャンさせるとともに、該主走査方向に対して略直交す
る副走査方向に向けて、所定のピッチで相対移動させな
がら、該ワークに所定の深さの掘り込み加工を行うレー
ザによる加工装置において、上記ワークに照射されるレ
ーザービームのビーム形状の上記副走査方向の幅を、上
記ピッチの約2倍の幅に形成するとともに、該レーザー
ビームのエネルギー密度を、該レーザービームの副走査
方向の中心部を最大値として、該中心部から該副走査方
向の周辺部に向けて減衰させる形状の開口を有するアパ
ーチャーを、該レーザービームの照射光路に配置したこ
とを特徴とするものである。
【0015】請求項3の発明は、レーザービームの照射
光軸に対して略垂直な平面に沿うように、該レーザービ
ームと該レーザービームが照射されるワークとを、該照
射光軸に対して略直交する主走査方向に相対的に往復ス
キャンさせるとともに、該主走査方向に対して略直交す
る副走査方向に向けて、所定のピッチで相対移動させな
がら、該ワークに所定の深さの掘り込み加工を行うレー
ザによる加工装置において、上記ワークに照射されるレ
ーザービームのビーム形状の上記副走査方向の幅を、上
記ピッチの約2倍の幅に形成するとともに、該レーザー
ビームのエネルギー密度を、該レーザービームの副走査
方向の中心部を最大値として、該中心部から該副走査方
向の周辺部に向けて減衰させる曲率を有するシリンドリ
カルレンズを、該レーザービームの照射光路に配置した
ことを特徴とするものである。
【0016】このレーザによる加工方法及び装置におい
ては、上記ワークに照射される上記レーザービームのビ
ーム形状の上記副走査方向の幅が、上記ピッチの約2倍
の幅に形成されている。従って、この加工方法及び装置
においては、上記ワークをX−Y方向にスキャンしなが
ら該ワークにレーザービームを照射して、該ワークにハ
ーフエッチング加工を施した場合に、該ワークに対する
レーザービームの照射範囲が必ず重なるので、前記従来
の加工方法のように、該ワークのレーザービームの照射
範囲が離れて、該ワークに照射されるレーザービームの
加工ショット数がゼロになることがなく、このレーザー
ビームの照射範囲が離れた部位のワークの加工が行われ
なくなって、この部位に衝立状の凸部が生じることがな
い。
【0017】また、このレーザによる加工方法及び装置
においては、上記レーザービームのエネルギー密度が、
該レーザービームの副走査方向の中心部を最大値とし
て、該中心部から該副走査方向の周辺部に向けて減衰さ
れるように構成されている。従って、この加工方法及び
装置においては、上述のように、上記ワークに対するレ
ーザービームの照射範囲が重なった部位における該ワー
クに照射されるレーザービームの加工ショット数が、略
均等化された値になるので、前記従来の加工方法のよう
に、このレーザービームの照射範囲が重なった部位の加
工ショット数が倍加されることがなく、このレーザービ
ームの照射範囲が重なったワークの加工部位にスリット
状の凹部が生じることがない。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明を、エキシマレーザ
を用いて、樹脂板からなるワークにハーフエッチング加
工や穴開け加工を行う樹脂加工装置に適用した実施形態
について説明する。図1は、エキシマレーザによって樹
脂板に微細孔を穿って印刷用プラスッチクマスクを製造
する樹脂加工装置の全体構成の一例を示す概略図であ
る。
【0019】図1において、ワーク10は、略水平なワ
ーク載置面11aを有するワーク載置台11上に載置さ
れる。該ワーク載置台11は、そのワーク載置面11a
を、図1の紙面に対して直交する水平な平面のX方向
と、Y方向とに移動させることができるX−Yテーブル
12上に配設されている。該X−Yテーブル12は、ボ
ール軸やリニアモータなどで構成されたX−Yテーブル
駆動系13を介して、サーボモータ(ステッピングモー
タでもよい)からなる駆動モータ14により、X−Y方
向に駆動される。該駆動モータ14は、図示しない駆動
制御装置からの駆動指令により該駆動モータ14に駆動
電力を供給するモータ駆動回路15により駆動される。
【0020】一方、エキシマレーザ17は、所定の周波
数(通常、200Hz)の駆動トリガに基づいて該エキ
シマレーザ17を駆動するためのレーザ駆動回路18に
より、該周波数に基づく加工周波数のレーザービーム1
7aを発生する。このレーザービーム17aは、そのビ
ーム形状(断面形状)が、a=9〜12mm、b=20
〜27mm程度の長円形状になっている(図9参照)。
【0021】上記エキシマレーザ17から発せられたレ
ーザービーム17aは、図1に示すように、アッテネー
タ30により、該レーザービーム17aのエネルギー密
度が、ワーク10の加工に適したエネルギー密度に調整
される。このアッテネータ30によりエネルギー密度が
調整されたレーザービーム17bは、上記ワーク10の
加工面に対して該レーザービーム17bが略垂直に入射
されるように、該レーザービーム17bの照射光路を変
更させるための反射鏡19により、その光路が変更され
る。
【0022】この反射鏡19によって光路を変更された
レーザービーム17bは、アパーチャー20の開口20
aを透過して、集光レンズ21により、該ワーク10の
加工面におけるビーム形状が、約2mm角程度になるよ
うに絞り込まれる。そして、この集光レンズ21により
絞り込まれたレーザービーム17bは、前記X−Yテー
ブル12により所定の加工部位が該レーザービーム17
bの照射位置に臨むように移動された該ワーク10の加
工面に照射され、該ワーク10に該アパーチャー20の
開口20aの形状に応じたレーザ加工が行われる。
【0023】ところで、このような加工装置により加工
されるワーク10が、上述のような印刷用プラスチック
マスクの場合には、例えば、図2(a)、(b)に示す
ように、プリント基板60に、比較的大きな電子部品4
0aを半田付けするためのクリーム半田50aがスキー
ジングされる比較的大きな開口部10aと、比較的小さ
な電子部品40bを半田付けするためのクリーム半田5
0bがスキージングされる比較的小さな開口部10bと
が、一つのワーク10に混在して形成されることがあ
る。
【0024】このように、一つのワーク10に、比較的
大きな開口部10aと比較的小さな開口部10bとが混
在して形成される印刷用プラスチックマスクでは、図3
(a)に示すように、該ワーク10の板厚を薄くする
と、上記の大きな開口部10aに充填されるクリーム半
田50aが不足する。このような大きな開口部10aに
充填されるクリーム半田50aの不足を解消するため
に、該ワーク10の板厚を厚くすると、図3(b)に示
すように、上記の小さな開口部10bに充填されるクリ
ーム半田50aが縦長に形成されるため、その抜け性が
低下して印刷不良が発生したり、リフローにより形成さ
れた柱状バンプが周辺に広がったり倒れたりして、上記
プリント基板60の電子回路をショートさせたりする不
具合がある。
【0025】そこで、上述のように、一つの印刷用プラ
スチックマスクとしてのワーク10に、比較的大きな開
口部10aと比較的小さな開口部10bとを混在して形
成する場合には、図3(c)に示すように、上記の小さ
な開口部10bが形成される部分のワーク10の表面
に、一定の深さに掘り下げられたハーフエッチング加工
部10cを形成する。
【0026】このようなハーフエッチング加工を施した
部位に比較的小さな開口部10bを形成した印刷用プラ
スッチクマスクを用いて、クリーム半田50a、50b
を印刷することにより、図3(c)に示すように、上記
プリント基板60に、電子部品40a、40bの大きさ
に見合った高さの、抜け性が良く、且つ、電子回路をシ
ョートさせる虞のない形状にクリーム半田50a、50
bを印刷することが可能になる。
【0027】なお、前述したように、上記エキシマレー
ザ17から発生されるレーザービーム17aは、アパー
チャー20や集光レンズ21等を介して、ワーク10の
加工面に照射されるレーザービーム17bのビーム形状
が、一辺が約2mm程度の矩形状になるように絞り込ま
れている。従って、このレーザビーム17bを用いた加
工方法では、ワーク10に形成されるハーフエッチング
加工部の大きさが、該レーザービーム17bのビーム形
状の大きさを超える場合には、該レーザービーム17b
と該ワーク10とを相対移動させながら加工する必要が
ある。
【0028】すなわち、このような場合のハーフエッチ
ング加工時には、例えば、図4に示すように、上記レー
ザービーム17bの照射光軸に対して略垂直な平面に沿
うように、該レーザービーム17bと該レーザービーム
17bが照射されるワーク10とを、該照射光軸に対し
て略直交する主走査方向(Y方向)に相対的に往復スキ
ャンさせるとともに、該主走査方向に対して略直交する
副走査方向(X方向))に向けて、所定のピッチで相対
移動させながら、該ワーク10に所定の深さの掘り込み
加工を行って、該ワーク10にハーフエッチング加工部
10cを形成するようにしている。
【0029】具体的には、例えば、図1に示したよう
に、上記ワーク10が載置される略水平なワーク載置面
11aを有するワーク載置台11をX−Yテーブル12
上に配設し、該X−Yテーブル12をX−Y方向に移動
させて、上記レーザービーム17bに対して、該ワーク
載置台11上に載置されたワーク10を、主走査方向
(図1において紙面に対して垂直なY方向)に往復スキ
ャンさせるとともに、該主走査方向に対して略直交する
副走査方向(X方向)に、該ワーク10に照射されるレ
ーザービーム17bのビーム形状の一辺の長さ(ここで
は、約2mm)に相当するピッチづつ移動させて、該ワ
ーク10の加工面を該レーザービーム17bでスキャン
して加工する。
【0030】ところが、このような加工方法では、上記
X−Yテーブル12を駆動するためのX−Yテーブル駆
動系13に遊びや誤差等が生じたり、上記ワーク10に
レーザービーム17bを照射するための集光レンズ21
の精度にバラツキが生じたりするため、図4に示す、上
記ワーク10に照射されるレーザービーム17bのビー
ム形状の上記副走査方向(X方向)の一辺の長さcと、
該ワーク10を上記副走査方向(X方向)に移動する際
のピッチpとを正確に一致させることが難しく、該ワー
ク10が上記副走査方向に移動される際のピッチpが、
必ずしも正確な一定のピッチになっていなかった。ま
た、該ワーク10に照射されるレーザービーム17b
は、そのエネルギー密度が略均一で、且つ、そのビーム
形状の各辺の方向が、図4に示すように、該ワーク10
の移動方向に略平行な矩形状に形成されていた。
【0031】従って、このような加工装置では、上述の
ように、上記ワーク10をX−Y方向にスキャンしなが
ら該ワーク10にレーザービーム17bを照射した場合
に、図5(a)に示すように、該ワーク10に対する該
レーザービーム17bの副走査方向の移動ピッチが、p
−α、p、p+αなどのように変化するため、副走査方
向に移動した際の該ワーク10に対する該レーザービー
ム17bの照射範囲が、1ピッチ手前の主走査時のレー
ザービーム17bの照射範囲に対して重なったり離れた
りすることがある。
【0032】このため、この種の従来の加工装置におい
ては、上述のように、上記ワーク10をX−Y方向にス
キャンしながら該ワーク10にレーザービーム17bを
照射して、該ワーク10にハーフエッチング加工を施し
た場合に、図5(b)、(c)に示すように、該ワーク
10のレーザービーム17bの照射範囲が重なった部位
では、該ワーク10に照射されるレーザービーム17b
の加工ショット数が約2倍になって、図5(d)に示す
ように、このレーザービーム17bの照射範囲が重なっ
たワーク10の加工部位に、スリット状の凹部10dが
生じたり、また、該ワーク10のレーザービーム17b
の照射範囲が離れた部位では、該ワーク10に照射され
るレーザービーム17bの加工ショット数がゼロにな
り、この部位のワーク10の加工が行われなくなって、
この部位に衝立状の凸部10eが生じたりする不具合が
生じる。
【0033】図5(d)に示すように、この加工装置で
は、ワーク10のハーフエッチング加工部10cに凹凸
が発生することがあるため、例えば、該ワーク10が前
述したような印刷用マスクの場合には、該印刷用マスク
のハーフエッチング加工部10cに形成された微細孔に
ペーストをスキージングする際に、該凹凸によってスキ
ージがダメージを受けて、該スキージの寿命が短くなっ
たり、良好な印刷の実現が阻害されたりする不具合があ
った。また、スリット状の凹部によって該印刷用マスク
にダメージが入りやすくなる不具合があった。また、こ
のような加工装置では、図5(d)に示すように、ワー
ク10のハーフエッチング加工部10cの周縁部10f
が、略直角な形状の段差に形成されるため、この段差に
より上記スキージがダメージを受ける不具合もある。 (以下、余白)
【0034】そこで、本実施形態に係る加工方法では、
図6に示すように、上記ワーク10に照射される上記レ
ーザービーム17bのビーム形状の上記副走査方向(X
方向)の幅を、上記ピッチpの約2倍の幅(2p)に形
成するとともに、該レーザービーム17bのエネルギー
密度を、該レーザービーム17bの副走査方向の中心部
を最大値として、該中心部から該副走査方向の周辺部に
向けて減衰させる。
【0035】このようなエネルギー密度を有するレーザ
ービーム17bは、そのビーム形状を、例えば、図7
(a)、(b)、(c)、(d)に示すような形状に形
成することによって得られる。また、図7(a)、
(b)、(c)、(d)に示すようなビーム形状は、図
1におけるアパーチャー20の開口20aを、図7
(a)、(b)、(c)、(d)に示すような形状に形
成することによって得られる。
【0036】図8に、上記の図7(a)に示す形状のレ
ーザービーム17cを使用して、上記ワーク10にハー
フエッチング加工を行った場合の一加工例を示す。この
加工例では、図8(a)に示すように、該レーザービー
ム17cの照射光軸に対して略垂直な平面に沿うよう
に、該レーザービーム17cと該レーザービーム17c
が照射されるワーク10とを、該照射光軸に対して略直
交する主走査方向に相対的に往復スキャンさせるととも
に、該主走査方向に対して略直交する副走査方向に向け
て、所定のピッチpで相対移動させながら、該ワーク1
0に所定の深さの掘り込み加工を行う。
【0037】ここで、上記ワーク10に照射される上記
レーザービーム17cのビーム形状の上記副走査方向の
幅は、図7(a)に示したように、上記ピッチpの約2
倍の幅に形成されている。従って、このビーム形状のレ
ーザービーム17cの場合には、上記ワーク10をX−
Y方向にスキャンしながら該ワーク10にレーザービー
ム17cを照射して、該ワーク10にハーフエッチング
加工を施した場合に、図8(a)に示すように、該ワー
ク10に対するレーザービーム17cの照射範囲が必ず
重なる。
【0038】これにより、この加工方法においては、図
8(b)、(c)に示すように、該ワーク10に対して
上記レーザービーム17cが照射されない範囲が生じる
ことがなく、該ワーク10に照射されるレーザービーム
17cの加工エネルギーがゼロになることがないので、
ワーク10に、図5(d)に示したような衝立状の凸部
10eが生じることがない。
【0039】また、上記レーザービーム17cは、図8
(b)に示すように、上記レーザービーム17cのエネ
ルギー密度が、該レーザービーム17cの副走査方向の
中心部を最大値として、該中心部から該副走査方向の周
辺部に向けて減衰されるようになっている。
【0040】従って、この加工方法においては、上述の
ように、上記ワーク10に対するレーザービーム17b
の照射範囲が重なった部位における該ワーク10に照射
されるレーザービーム17cの加工エネルギーが、図8
(c)に示すように、略均等化された値になるので、こ
のレーザービーム17cの照射範囲が重なった部位の加
工エネルギーが倍加されることがなく、このレーザービ
ーム17cの照射範囲が重なったワーク10の加工部位
に、図5(d)に示したように、スリット状の凹部10
dが生じることがない。また、この加工方法において
は、図8(d)に示すように、該ワーク10のハーフエ
ッチング加工部10cの周縁部10fが、緩やかに傾斜
した形状の段差に形成されるので、この段差により上記
スキージがダメージを受けることがなくなり、該スキー
ジの寿命が短くなったり、良好な印刷の実現が阻害され
たりすることがなくなる。また、スリット状の凹部によ
って該印刷マスクにダメージが入りやすくなることもな
い。
【0041】なお、ここで、上記ワーク10の副走査方
向の移動ピッチが、移動誤差等により、p+αのように
若干大きくなった場合には、この移動ピッチの増大した
箇所におけるレーザービーム17cのエネルギー密度
が、他の部位のエネルギー密度よりも若干低くなるが、
図5(c)に示したように、該エネルギー密度がゼロに
なることはないので、このワーク10の移動ピッチの増
大した箇所に、図8(e)に示すような、僅かな凸部1
0gが生じるだけである。
【0042】また、ここで、上記ワーク10の副走査方
向の移動ピッチが、移動誤差等により、p−αのように
若干小さくなった場合には、この移動ピッチの減少した
箇所におけるレーザービーム17cのエネルギー密度
が、他の部位のエネルギー密度よりも若干大きくなる
が、図5(c)に示したように、該エネルギー密度が倍
増することはないので、このワーク10の移動ピッチの
減少した箇所に、図8(f)に示すような、僅かな凹部
10hが生じるだけである。
【0043】ところで、図1に示したレーザによる加工
装置におけるエキシマレーザ17から発せられるレーザ
ービーム17aは、そのビーム形状(断面形状)が、通
常、図9に示すように、a=9〜12mm、b=20〜
27mm程度の長円形状になっている。
【0044】このエキシマレーザ17から発せられたレ
ーザービーム17aは、図10に示すように、該レーザ
ービーム17aのエネルギー密度を、ワーク10の加工
に適したエネルギー密度に調整するためのアッテネータ
30のレーザービーム光路下流側に、断面形状が半月状
の所定の曲率を有するシリンドリカルレンズ31を配置
することによって、図11に示すように、少なくとも、
上記エキシマレーザ17から発せられたレーザービーム
17aのビーム形状の長円部の長さbを、上記ワーク1
0の副走査方向の移動ピッチpの約2倍の長さを持った
矩形形状のレーザービーム17dに整形することができ
る。
【0045】そして、このようなシリンドリカルレンズ
31を用いてビーム形状が整形されたレーザービーム1
7dは、そのワーク110に照射されるエネルギー密度
が、図12に示すように、該レーザービーム17dの副
走査方向の中心部を最大値として、該中心部から該副走
査方向の周辺部に向けて減衰された状態となる。
【0046】従って、このようなシリンドリカルレンズ
31を用いてビーム形状を整形したレーザービーム17
dを使用して、図13(a)に示すように、該レーザー
ビーム17dと該レーザービーム17dが照射されるワ
ーク10とを、該照射光軸に対して略直交する主走査方
向に相対的に往復スキャンさせるとともに、該主走査方
向に対して略直交する副走査方向に向けて、該レーザー
ビーム17dのビーム幅2pの約半分のピッチpで、相
対移動させながら、該ワーク10に所定の深さのハーフ
エッチング加工を行うことによって、図13(b)、
(c)、(d)に示すように、図8に示した加工例の場
合と同様なハーフエッチング加工を行うことが可能とな
る。
【0047】
【発明の効果】請求項1乃至3の発明によれば、ワーク
のハーフエッチング加工部に凹凸が発生することがない
ので、例えば、該ワークが前述したような印刷用マスク
の場合に、該印刷用マスクのハーフエッチング部に形成
された微細孔にペーストをスキージングする際に、該ス
キージがダメージを受けることがなく、該スキージの寿
命が短くなったり、良好な印刷の実現が阻害されたりす
ることがない。また、スリット状の凹部によってマスク
にダメージが入りやすくなることもない。更に、該ワー
クのハーフエッチング加工部の周縁部が、緩やかに傾斜
した形状の段差に形成されるので、この段差により上記
スキージがダメージを受けることがないという優れた効
果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】エキシマレーザによる樹脂加工装置の全体的な
構成の一例を示す概略図。
【図2】(a)は、上記加工装置によって形成される印
刷用マスクの概略断面図。(b)は、上記印刷用マスク
によって印刷される柱状バンプの概略断面図。
【図3】(a)は、上記加工装置によって形成されるハ
ーフエッチング加工部を有する印刷用マスクの概略断面
図。(b)は、上記ハーフエッチング加工部を有する印
刷用マスクによって印刷される柱状バンプの概略断面
図。
【図4】上記加工装置によるハーフエッチング加工時の
レーザービームとワークとの動作を説明するための概略
平面図。
【図5】(a)乃至(d)は、上記加工装置におけるハ
ーフエッチング加工時のレーザービームとワークとの関
係を説明するための説明図。
【図6】本実施形態に係るレーザによる加工方法に用い
られるレーザービームのビーム形状とエネルギー密度と
の関係を示す概略斜視図。
【図7】(a)乃至(d)は、本実施形態に係るレーザ
による加工方法に用いられるレーザービームのビーム形
状の形状例を示す概略図。
【図8】(a)乃至(f)は、本実施形態に係るレーザ
による加工方法におけるハーフエッチング加工時のレー
ザービームとワークとの関係を説明するための説明図。
【図9】上記加工装置のエキシマレーザから発せられる
レーザービームのビーム形状の一例を示す概略図。
【図10】本実施形態に係るレーザによる加工装置の一
例を示す概略構成図。
【図11】本実施形態に係るレーザによる加工装置のシ
リンドリカルレンズにより整形されるレーザービームの
ビーム形状を説明するための概略斜視図。
【図12】本実施形態に係るレーザによる加工装置のシ
リンドリカルレンズにより整形されるレーザービームの
ビーム形状とエネルギー密度との関係を示す概略斜視
図。
【図13】(a)乃至(d)は、上記シリンドリカルレ
ンズにより整形されたレーザービームを用いたハーフエ
ッチング加工時のレーザービームとワークとの関係を説
明するための説明図。
【符号の説明】
10 ワーク 10c ハーフエッチング加工部 10f ハーフエッチング加工部の周縁部 11 ワーク載置台 11a ワーク載置面 12 ワーク載置台のX−Yテーブル 13 ワーク載置台のX−Yテーブル駆動系 14 ワーク載置台の駆動モータ 15 ワーク載置台のモータ駆動回路 17 エキシマレーザ 17a、17b、17c、17d レーザービーム 18 レーザ駆動回路 19 反射鏡 20 アパーチャー 20a アパーチャーの開口 21 集光レンズ 30 アッテネータ 31 シリンドリカルレンズ p ワークの副走査方向の移動ピッチ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】レーザービームの照射光軸に対して略垂直
    な平面に沿うように、該レーザービームと該レーザービ
    ームが照射されるワークとを、該照射光軸に対して略直
    交する主走査方向に相対的に往復スキャンさせるととも
    に、該主走査方向に対して略直交する副走査方向に向け
    て、所定のピッチで相対移動させながら、該ワークに所
    定の深さの掘り込み加工を行うレーザによる加工方法で
    あって、 上記ワークに照射される上記レーザービームのビーム形
    状の上記副走査方向の幅を、上記ピッチの約2倍の幅に
    形成するとともに、該レーザービームのエネルギー密度
    を、該レーザービームの副走査方向の中心部を最大値と
    して、該中心部から該副走査方向の周辺部に向けて減衰
    させたレーザービームにより、該ワークにハーフエッチ
    ング加工を行うことを特徴とするレーザによる加工方
    法。
  2. 【請求項2】レーザービームの照射光軸に対して略垂直
    な平面に沿うように、該レーザービームと該レーザービ
    ームが照射されるワークとを、該照射光軸に対して略直
    交する主走査方向に相対的に往復スキャンさせるととも
    に、該主走査方向に対して略直交する副走査方向に向け
    て、所定のピッチで相対移動させながら、該ワークに所
    定の深さの掘り込み加工を行うレーザによる加工装置に
    おいて、 上記ワークに照射されるレーザービームのビーム形状の
    上記副走査方向の幅を、上記ピッチの約2倍の幅に形成
    するとともに、該レーザービームのエネルギー密度を、
    該レーザービームの副走査方向の中心部を最大値とし
    て、該中心部から該副走査方向の周辺部に向けて減衰さ
    せる形状の開口を有するアパーチャーを、該レーザービ
    ームの照射光路に配置したことを特徴とするレーザによ
    る加工装置。
  3. 【請求項3】レーザービームの照射光軸に対して略垂直
    な平面に沿うように、該レーザービームと該レーザービ
    ームが照射されるワークとを、該照射光軸に対して略直
    交する主走査方向に相対的に往復スキャンさせるととも
    に、該主走査方向に対して略直交する副走査方向に向け
    て、所定のピッチで相対移動させながら、該ワークに所
    定の深さの掘り込み加工を行うレーザによる加工装置に
    おいて、 上記ワークに照射されるレーザービームのビーム形状の
    上記副走査方向の幅を、上記ピッチの約2倍の幅に形成
    するとともに、該レーザービームのエネルギー密度を、
    該レーザービームの副走査方向の中心部を最大値とし
    て、該中心部から該副走査方向の周辺部に向けて減衰さ
    せる曲率を有するシリンドリカルレンズを、該レーザー
    ビームの照射光路に配置したことを特徴とするレーザに
    よる加工装置。
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