JPWO2002092276A1 - 積層材料のレーザ加工方法および装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、積層材料のレーザ加工方法および装置に関し、より詳細には、プリント基板と呼称される積層配線基板において、レーザ光により、穴あけ加工および溝加工を行う方法および装置に関する。
背景技術
例えば、図19に示すように、プリント基板1は、絶縁材2、絶縁材2の両表面に取り付けられた銅箔4および銅箔6から成る。絶縁材2は、直径が数μmのガラス繊維8を40本ないし60本束ねて一束とした繊維束(ガラスクロス)10を網目状に織ったものにエポキシ樹脂を含浸硬化させて形成される。
このようなプリント基板1において、絶縁材2の表面に取り付けられた2枚の銅箔4および銅箔6を電気的に接続する場合、従来は、プリント基板1を貫通するスルーホールと呼ばれる貫通穴をドリルによって形成し、この貫通穴の内壁に銅めっきを施して導通層を形成していた。しかし、このようにドリルによって穴あけを行う場合、穴径がφ200μm以下になると、ドリルの損耗が激しく、穴あけ中にドリル折れが発生しやすい、および、加工速度が著しく遅くなる等の問題があった。また、ドリルによって穴あけを行う場合には、加工された貫通穴の断面において表面粗さが数10μmと非常に大きくなり、めっき処理によってその断面に均一な導通層を形成することが困難であった。
このような問題を解決するため、ドリルに代わってレーザ光によって貫通穴を形成する方法が、American Society of Mechanical Engineers 90−WA/EFP−36に提案されている。これは、図20に示されるように、プリント基板1にレーザ光20を照射することにより、銅箔4や銅箔6、および、ガラス繊維8やエポキシ樹脂を除去して貫通穴14を形成する方法である。
また、特開平3−27885号公開公報は、レーザ光をパルス化し、銅箔を加工する場合と、絶縁材を加工する場合とで、レーザ光のピーク出力を変化させるレーザ加工方法を開示する。図19を用いて説明すると、このレーザ加工方法においては、銅箔4を加工する場合および銅箔6を加工する場合に、同じ高ピーク出力のレーザビームを使用し、絶縁材2を加工する場合に、低ピーク出力のレーザビームを使用することによって、上述の穴断面の表面粗さを小さくする。
発明の開示
(発明が解決しようとする技術的課題)
しかし、レーザ光を用いて加工を行った場合には、図21に示すように、加工された貫通穴14内に、20μm程度の、銅箔4、銅箔6およびガラスクロス10の穴内への突き出しが生じるという問題があった。また、貫通穴14の形状が中膨れ形状になるといった問題があった。さらに、銅箔4や銅箔6における穴径のばらつきが大きいという問題があった。貫通穴14内への銅箔4、銅箔6およびガラスクロス10の突き出しが10μm以上になったり、貫通穴14の形状が中膨れ形状になったり、銅箔4や銅箔6における穴径のばらつきが大きかったりすると、貫通穴14の内壁に均一な導通層を形成することが困難になり、銅箔4と銅箔6との間の電気的な接続の信頼性が低下する。
また、以上の課題は、プリント基板1においてブラインドバイアホール(止まり穴)を形成したり、溝加工を行う場合にもあてはまる。止まり穴内や溝内へ20μm程度の銅箔4やガラスクロス10の突き出しが生じたり、加工された穴や溝の形状が台形等の形状になると、その止まり穴や溝の内壁に導通用の金属膜等の均一な膜が形成できないといった問題があった。
さらに、レーザ加工における加工時間の短縮が望まれる。
本発明の目的は、積層配線基板において、穴あけ加工や溝加工等のレーザ加工を行う場合に、穴や溝の内部に積層材料の一部が突き出すことなく、穴形状が所望の形状になるような信頼性の高い加工を実現するレーザ加工方法および装置を提供することである。
(その解決方法)
本発明に係る第1の積層材料レーザ加工方法は、1以上の導体層と絶縁層とが積層された積層材料をレーザビームによって加工する方法である。この方法は、前記の導体層にレーザビームを照射して加工穴を形成する導体層加工ステップと、前記の導体層加工ステップに続けて、前記の加工穴に前記の導体層に照射したレーザビームよりも加工点におけるビーム径が小さいレーザビームを照射して、前記の導体層に積層した絶縁層を加工する絶縁層加工ステップとを含む。
本発明に係る第2の積層材料レーザ加工方法は、1以上の導体層と絶縁層とが積層された積層材料にレーザビームを照射して前記の積層材料を貫通する貫通穴を形成する方法である。ここで、前記の積層材料のレーザビームが出射する側の表面層は導体層である。この方法は、前記の表面層上にレーザビーム吸収材料を形成するステップと、前記の積層材料を貫通する貫通穴を形成するステップとから成る。
好ましくは、前記の第2の積層材料レーザ加工方法において、前記のレーザビーム吸収材料は高分子材料である。
なお、前記の第2の積層材料レーザ加工方法は、前記の第1の積層材料レーザ加工方法と併用できる。
本発明に係る第3の積層材料レーザ加工方法は、1以上の導体層と絶縁層とが積層された積層材料にレーザビームを照射して穴あけ加工を行う方法である。この方法は、前記の導体層において、穴あけ加工によって除去される部分をあらかじめ加熱する加熱ステップと、前記の加熱ステップにおいて加熱された部分にレーザビームを照射して穴あけ加工を行う加工ステップとを含む。
好ましくは、前記の第3の積層材料レーザ加工方法において、前記の加熱ステップは、レーザビームを照射することによって行われる。
なお、前記の第3の積層材料レーザ加工方法は、前記の第1の積層材料レーザ加工方法と併用できる。その場合、好ましくは、前記の第1の積層材料レーザ加工方法は、前記の導体層加工ステップの前に、前記の導体層において、加工によって除去される部分をあらかじめ加熱する加熱ステップを含み、前記の導体層加工ステップにおいて、前記の加熱ステップによって加熱された部分にレーザビームを照射して加工穴を形成する。
なお、前記の第3の積層材料レーザ加工方法は、前記の第2の積層材料レーザ加工方法と併用できる。その場合、積層材料のレーザビームが出射する側の表面層(導体層)にレーザビーム吸収材料を形成する一方、レーザビームが入射する導体層において穴あけ加工を行う場合に、穴あけ加工によって除去される部分をあらかじめ加熱してから、その加熱された部分にレーザビームを照射してもよい。
なお、前記の第3の積層材料レーザ加工方法は、前記の第1の積層材料レーザ加工方法および前記の第2のレーザ加工方法と併用できる。
本発明に係る第4の積層材料レーザ加工方法は、絶縁層とその絶縁層を挟む2つの導体層とから成る積層部を含む、導体層と絶縁層とが積層された積層材料において、レーザビームを照射して、前記の積層部を貫通する貫通穴を形成する方法である。この方法は、前記の積層部の第1の導体層に第1のレーザビームを照射して加工穴を形成する第1の加工ステップと、前記の第1の加工ステップに続けて、前記の第1の加工ステップの加工点におけるビーム径を一定にして、前記の第1の加工ステップにより形成された加工穴に、前記の第1のレーザビームよりもピーク出力が低い第2のレーザビームを照射して、前記の積層部の絶縁層の加工を行う第2の加工ステップと、前記の第2の加工ステップに続けて、前記の第2の加工ステップにの加工点におけるビーム径を一定にして、前記の第2の加工ステップによって形成された加工穴に、前記の第1のレーザビームよりもピーク出力が低く、かつ、前記の第2のレーザビームよりもピーク出力が高い第3のレーザビームを照射して、前記の積層部の第2の導体層の加工を行う第3の加工ステップとから成る。
なお、前記の第4の積層材料レーザ加工方法は、前記の第1の積層材料レーザ加工方法と併用できる。その場合、絶縁層とその絶縁層を挟む2つの導体層とから成る前記の積層部において、前記の第1の導体層に、前記の第1のレーザビームを照射して加工穴を形成し、次に、前記の加工穴に、前記の第1のレーザビームよりもピーク出力が低く、前記の第1のレーザビームよりも加工点におけるビーム径が小さい第2のレーザビームを照射して、前記の積層部の絶縁層を加工する。
なお、前記の第4の積層材料レーザ加工方法は、前記の第2の積層材料レーザ加工方法と併用できる。例えば、前記の積層部の第2の導体層が、前記の積層材料の表面層である場合、好ましくは、前記の第1の加工ステップの前に、前記の第2の導体層上にレーザビーム吸収材料を形成するステップを含む。
なお、前記の第4の積層材料レーザ加工方法は、前記の第3の積層材料レーザ加工方法と併用できる。その場合、前記の第4の積層材料レーザ加工方法によって、積層材料の導体層のレーザ加工を行う場合に、その積層材料の導体層において加工によって除去される部分をあらかじめ加熱してから、その加熱された部分にレーザビームを照射してもよい。
なお、前記の第4の積層材料レーザ加工方法は、前記の第1の積層材料レーザ加工方法、前記の第2の積層材料レーザ加工方法、および、前記の第3の積層材料レーザ加工方法のうち任意の2つの加工方法、または、全ての加工方法と併用できる。
本発明に係る第5の積層材料レーザ加工方法は、絶縁層とその絶縁層を挟む2つの導体層とから成る積層部を含む、導体層と絶縁層とが積層された積層材料において、レーザビームを照射して、前記の積層部を貫通する貫通穴を形成する方法である。この方法は、前記の積層部の第1の導体層に第1のレーザビームを照射して加工穴を形成する第1の加工ステップと、前記の第1の加工ステップに続けて、前記の第1の加工ステップよりもパワー密度を小さくして、第2のレーザビームを照射して、前記の積層部の絶縁層の加工を行う第2の加工ステップと、前記の第2の加工ステップに続けて、前記の第1の加工ステップよりもパワー密度を低く、かつ、前記の第2の加工ステップよりもパワー密度を高くして、前記の第2の加工ステップによって形成された加工穴に、第3のレーザビームを照射して、前記の積層部の第2の導体層の加工を行う第3の加工ステップとから成る。
本発明に係る第6の積層材料レーザ加工方法は、絶縁層とその絶縁層を挟む2つの導体層とから成る積層部を含む、導体層と絶縁層とが積層された積層材料において、パルス化されたレーザビームを照射して、前記の積層部を貫通する貫通穴を形成する方法である。この方法は、前記の積層部の第1の導体層に第1のレーザビームを照射して加工穴を形成する第1の加工ステップと、前記の第1の加工ステップに続けて、前記の第1の加工ステップの加工点におけるビーム径を一定にして、前記の第1の加工ステップにより形成された加工穴に、前記の第1のレーザビームよりもピーク出力が低く、かつ、前記の第1のレーザビームよりもパルス幅の長い第2のレーザビームを照射して、前記の積層部の絶縁層の加工を行う第2の加工ステップと、前記の第2の加工ステップに続けて、前記の第2の加工ステップの加工点におけるビーム径を一定にして、前記の第2の加工ステップによって形成された加工穴に、前記の第1のレーザビームよりもピーク出力が低く、かつ、前記の第1のレーザビームよりもパルス幅が長いレーザビームであって、前記の第2のレーザビームよりもピーク出力が高く、かつ、前記の第2のレーザビームよりもパルス幅が短い第3のレーザビームを照射して、前記の積層部の第2の導体層の加工を行う第3の加工ステップとから成る。
本発明に係る積層材料レーザ加工装置は、1以上の導体層と絶縁層とが積層された積層材料にレーザビームを照射して加工を行う装置である。この装置は、ピーク出力の異なる複数のパルス化されたレーザビームを出射できるレーザ発振器と、前記のレーザ発振器から出射されたレーザビームの一部を通過させる開口と、前記の開口を通過したレーザビームを光路変更させる光路変更光学系と、前記の開口の像を結像する結像レンズと、前記のレーザ発振器、前記の開口、前記の光路変更光学系、および、前記の結像レンズの位置および動作を制御する制御部とを備える。また、前記の制御部は、結像される像の大きさを可変にする。
好ましくは、前記の積層材料レーザ加工装置は、さらに、前記の開口と前記の光路変更光学系との間の光路中に光路長を可変にする光路長可変光学系を備える。また、前記の制御部は、前記の光路長可変光学系を制御して、前記の開口と前記の結像レンズとの間の距離を可変にする。
好ましくは、前記の積層材料レーザ加工装置は、さらに、前記の開口と前記の光路変更光学系との間の光路中に反射ミラーを備える。また、前記の制御部は、前記の反射ミラーの反射面形状を可変にする。
好ましくは、前記の積層材料レーザ加工装置において、前記の制御部は、前記の反射ミラーの反射面形状を回転双曲面の一部にする。
好ましくは、前記の積層材料レーザ加工装置において、前記の制御部は、前記の反射ミラーに装着された圧電素子を制御することによって、前記の反射ミラーの反射面形状を可変にする。
好ましくは、前記の積層材料レーザ加工装置において、前記の制御部は、前記の開口の開口径を可変にする。
好ましくは、前記の積層材料レーザ加工装置において、前記の制御部は、前記の結像レンズの焦点距離を可変にする。
(従来技術より有効な効果)
本発明による積層材料のレーザ加工方法により、貫通穴の中膨れが生じることを防ぐことができる。
本発明による積層材料のレーザ加工方法により、積層材料のレーザ光入射側の表面層である銅箔の穴径のばらつきを低減できる。
本発明による積層材料のレーザ加工方法により、貫通口内の銅箔やガラスクロスの突出を防ぐことができる。
本発明による積層材料のレーザ加工方法により、積層材料のレーザ光出射側の表面層である銅箔の穴径のばらつきを低減できる。
本発明による積層材料のレーザ加工装置により、レーザビームのビーム径の変化を簡便に実現でき、貫通穴の中膨れが生じることを簡便に防止できる。
発明を実施するための最良の形態
以下に、添付の図面を用いて、本発明の実施の形態を説明する。
<実施の形態1>
図1に、本発明の実施の形態1による積層材料のレーザ加工方法の工程を図式的に示す。本実施の形態において、積層材料とは、積層配線基板であり、プリント基板と呼称される。図1に示すように、プリント基板1は、絶縁材(絶縁層)2、絶縁材2の両表面に取り付けられた銅箔(導体層)4および銅箔(導体層)6から成る。絶縁材2は、ガラスエポキシ樹脂であり、直径が数μmのガラス繊維を40本ないし60本束ねて一束としたガラスクロス10を網目状に織ったものにエポキシ樹脂を含浸硬化させて形成される。図1に示される工程においては、銅箔4および銅箔6の厚さが12μmである厚さ0.4mmの両面銅張りプリント基板(ガラスエポキシ基板)1に、炭酸ガスレーザのパルス化したレーザビームを照射して、貫通穴14を形成する。
まず、φ120μmに集光したレーザビーム20を銅箔4に照射して、銅箔4の表面に加工穴22を形成する。この時、レーザビームのパルスON時間(パルス幅)を3μs、1パルスのレーザエネルギを24mJと設定し、そのレーザビームを1パルス照射することにより、銅箔4の表面にφ100μmの加工穴22を形成する。なお、以後の加工において、レーザビームの集光径(加工点におけるレーザビーム径)をφ120μmに固定する。
次に、加工穴22と同じ位置に、レーザビームのパルスON時間を100μs、1パルスのレーザエネルギを10mJと設定して、そのレーザビームを4パルス照射し、絶縁材2を加工する。さらに、その同じ位置に、レーザビームのパルスON時間を40μs、1パルスのレーザエネルギを8mJと設定して、そのレーザビームを1パルス照射し、銅箔6を加工する。これにより、プリント基板1にφ100μmの貫通穴14を形成する。
この貫通穴14の断面を顕微鏡により観察すると、穴径がほとんど変化せず、その穴の中心軸線の方向がレーザビームの光軸方向に一致する。また、貫通穴14内において、レーザ光入射側の銅箔4およびレーザ光出射側の銅箔6の穴内への突き出しは5μm以下であり、ガラスクロス10の穴内への突き出しはほとんど存在しないことがわかった。
一方、図1の工程による穴あけ加工と比較するために、同じプリント基板、かつ、同じ種類のレーザ光を用いて、他の異なる工程によって穴あけ加工を行う。以下に、これらの比較実験について、詳細に説明する。なお、以下の比較実験において、銅箔4、絶縁材2および銅箔6に照射するレーザビームの集光径は、φ120μmに固定される。第1の比較実験として、レーザビームを、図1において銅箔4を加工した条件(レーザビームのパルスON時間が3μs、1パルスのレーザエネルギが24mJ)に設定し、プリント基板1に1パルス照射する。そして、その同じ位置に、レーザビームのパルスON時間を100μs、1パルスのレーザエネルギを10mJと設定して、そのレーザビームを5パルス照射する。この工程によって、プリント基板1に貫通穴14が形成される。しかし、この貫通穴14の断面を、顕微鏡により観察すると、貫通穴14内に、レーザ光出射側の銅箔6が、20μm程度突き出していた。
また、第2の比較実験として、レーザビームを、図1において銅箔4を加工した条件(レーザビームのパルスON時間が3μs、1パルスのレーザエネルギが24mJ)に設定し、プリント基板1に5パルス連続して照射する。この工程によって、プリント基板1に貫通穴14が形成される。しかし、貫通穴14の断面を、顕微鏡により観察すると、貫通穴14の形状は中膨れ形状であり、さらに、貫通穴14内に、レーザ光入射側の銅箔4、レーザ光の出射側の銅箔6、および、ガラスクロス10が、20μm程度突き出していた。
さらに、第3の比較実験として、レーザビームを、図1において銅箔4を加工した条件(レーザビームのパルスON時間が3μs、1パルスのレーザエネルギが24mJ)に設定し、プリント基板1に1パルス照射する。そして、その同じ位置に、レーザビームのパルスON時間を100μs、1パルスのレーザエネルギを10mJと設定し、そのレーザビームを4パルス照射する。さらに、その同じ位置に、レーザビームのパルスON時間を3μs、1パルスのレーザエネルギを24mJと設定し、そのレーザビームを1パルス照射する。この工程によって、プリント基板1に貫通穴14が形成される。しかし、貫通穴14の断面を、顕微鏡により観察すると、貫通穴14内に、レーザ光出射側の銅箔6が、20μm程度突き出していた。なお、この第3の比較実験の方法は、上述の特開平3−27885号公開公報に記載された方法と同様の方法であり、銅箔4を加工する場合および銅箔6を加工する場合には、同じ高ピーク出力のレーザビームを使用し、絶縁材2を加工する場合には、低ピーク出力のレーザビームを使用する。
さらに、第4の比較実験として、レーザビームを、図1において銅箔4を加工した条件(レーザビームのパルスON時間が3μs、1パルスのレーザエネルギが24mJ)に設定し、プリント基板1に1パルス照射する。そして、その同じ位置に、レーザビームのパルスON時間を1μs、1パルスのレーザエネルギを10mJと設定して、そのレーザビームを10パルス照射する。この工程によって、プリント基板1に貫通穴14が形成される。しかし、貫通穴14の断面を、顕微鏡により観察すると、貫通穴14の形状は中膨れ形状であり、貫通穴14内に、レーザ光入射側の銅箔4、レーザ光出射側の銅箔6、および、ガラスクロス10が、20μm程度突き出していた。
本実施の形態によるレーザ加工方法において、銅箔4を加工する時のレーザビーム条件(レーザビームのパルスON時間が3μs、1パルスのレーザエネルギが24mJ)、絶縁材2を加工する時のレーザビーム条件(レーザビームのパルスON時間が100μs、1パルスのレーザエネルギが10mJ)、および、銅箔6を加工する時のレーザビーム条件(レーザビームのパルスON時間が40μs、1パルスのレーザエネルギが8mJ)は異なる。ここで、それぞれの材料を加工する場合のレーザビームのピーク出力を、次の式(1)を用いて計算する。
ピーク出力=1パルスのエネルギ/パルスON時間(パルス幅) (1)
これによると、銅箔4を加工する時のレーザビームのピーク出力(8kW)は、絶縁材2を加工する時のレーザビームのピーク出力(100W)や銅箔6を加工する時のレーザビームのピーク出力(200W)よりも高く、銅箔6を加工する時のレーザビームのピーク出力(200W)は、絶縁材2を加工する時のレーザビームのピーク出力(100W)よりも高い。
また、銅箔4を加工する時のレーザビームのパルス幅(3μs)は、絶縁材2を加工する時のレーザビームのパルス幅(100μs)や銅箔6を加工する時のレーザビームのパルス幅(40μs)よりも短く、銅箔6を加工する時のレーザビームのパルス幅(40μs)は、絶縁材2を加工する時のレーザビームのパルス幅(100μs)よりも短い。以下に、レーザビームのピーク出力やパルス幅の値の設定について、詳細に説明する。
最初に、レーザビームのピーク出力の値の設定について説明する。なお、レーザ加工において被加工物の加工状態を決定する最も重要なパラメータは、レーザビームのパワー密度であり、次の式(2)によって表わされる。
パワー密度=レーザビームのピーク出力/レーザビームの集光径 (2)
本来であれば、このパワー密度の値を考慮するべきであるが、本実施の形態によるレーザ加工方法および比較実験のレーザ加工方法においては、照射するレーザビームの集光径が一定(φ120μm)に保たれるため、ピーク出力の値を用いて考察する。
まず、銅箔4および銅箔6を加工する場合のレーザビーム条件について説明する。銅は、一般的に、レーザ光の反射率が高く、熱伝導が良いため、レーザ加工が困難な材料である。特に、銅箔4および銅箔6等のプリント基板表面に均一に形成された銅箔は、その均一な表面に炭酸ガスレーザが照射されても、照射された炭酸ガスレーザの99%近くを反射し、加工が非常に困難である。図2は、銅箔の均一な表面にパルス幅や1パルスのエネルギが異なるレーザビームを等しい集光径で1パルス照射する場合において、そのレーザビームの銅箔加工能力を説明するグラフである。グラフの横軸はレーザビームのパルス幅、縦軸はレーザビームの1パルスのエネルギを示す。このグラフにおいて、あるパルス幅とある1パルス当たりのエネルギとを持つレーザビームを照射して、厚さ18μmの銅箔を貫通できた場合は、そのパルス幅の値とその1パルス当たりのエネルギの値の交点に◎が印される。同様に、あるパルス幅とある1パルス当たりのエネルギとを持つレーザビームを照射して、厚さ12μmの銅箔は貫通できたが18μmの銅箔は貫通できなかった場合は、そのパルス幅の値とその1パルス当たりのエネルギの値の交点に○が印される。同様に、あるパルス幅とある1パルス当たりのエネルギとを持つレーザビームを照射して、12μmの銅箔と18μmの銅箔が共に貫通できなかった場合は、そのパルス幅の値とそのエネルギの値の交点に×が印される。図2に示されるレーザビームのパルス幅と1パルスのエネルギとから、式(1)を用いて、ピーク出力を算出すると、集光径が一定の場合、レーザビームのピーク出力が高いほど、銅箔の貫通能力が高いことがわかる。
図2のグラフを参照すると、本実施の形態によるレーザ加工方法において銅箔4を加工したレーザビーム(レーザビームのパルスON時間が3μs、1パルスのレーザエネルギが24mJ)は、厚さ18μmの銅箔を貫通できるほどの高いピーク出力(8kW)を有し、本実施の形態によるレーザ加工方法で使用された厚さ12μmの銅箔も充分に加工できる。すなわち、銅箔4を加工する場合は、図2のグラフにおいて◎が印されたレーザビーム条件(レーザビームのピーク出力が約1kW以上)が必要である。
一方、本実施の形態によるレーザ加工方法において銅箔6を加工したレーザビーム(レーザビームのパルスON時間が40μs、1パルスのレーザエネルギが8mJ)は、そのピーク出力(200W)が、銅箔4を加工したレーザビームのピーク出力よりも低く、図2のグラフにおいて、厚さ12μmの銅箔も充分に貫通できない。
本実施の形態によるレーザ加工方法において、銅箔6のレーザビームが照射される表面は、銅箔4の場合と異なり、樹脂側の表面である。この樹脂側の表面は、樹脂との密着性を向上させるために粗面化されており、炭酸ガスレーザの反射率は、60%ないし70%である。これは、炭酸ガスレーザを銅箔6の均一な表面に照射した場合の反射率(約99%)よりも低い。従って、本実施の形態によるレーザ加工方法において銅箔6を加工する場合は、銅箔4を加工するために必要な高いピーク出力を必要としない。
しかし、銅箔6は、銅という材料の特性によって、熱伝導率および反射率が比較的高く、レーザ加工が困難な材料であることには変わりがない。よって、銅箔6を加工するためには、ある程度のピーク出力が必要である。例えば、第1の比較実験において、銅箔6に対し、絶縁材2の加工時と同じ低ピーク出力(100W)を有するレーザビームを照射すると、貫通穴14内に銅箔6の突き出しが発生する。
次に、絶縁材2を加工する場合のレーザビーム条件について説明する。絶縁材2を加工する場合は、レーザビームのピーク出力を、銅箔4および銅箔6を加工する場合のレーザビームのピーク出力より低くする必要がある。まず、ガラスクロス10の貫通穴14内への突き出しに関連して、絶縁材2を加工するレーザビーム条件について説明する。
レーザ加工時において、レーザ光は、レーザ加工によって生じる除去物によって、吸収、屈折および散乱される。ここで、除去物とは、レーザビームを照射することによって溶融した樹脂やガラス、および、樹脂やガラスの燃焼による残渣等である。穴あけ加工の場合には、加工中に発生する除去物が穴の内部に閉じこめられるため、表面付近での加工と比較して、レーザ光の吸収、屈折および散乱が、より生じやすくなる。この吸収等の現象は、レーザビームのパワー密度が高くなるほど顕著になる。
もし、絶縁材2の加工にパワー密度の高いレーザビームを用いるなら、発生する除去物によって、レーザ光の吸収、屈折および散乱が非常に起こりやすくなる。そして、加工を行うレーザ光は、屈折および散乱されてパワー密度が低下する。ここで、エポキシ樹脂はガラスクロス10よりも加工されやすいため、パワー密度が低下したレーザ光は、貫通穴14の内壁のエポキシ樹脂のみを加工する。結果として、貫通穴14内にガラスクロス10の突出が発生する。例えば、第2および第4の比較実験において、絶縁材2の加工時に、銅箔4の加工時と同様(8kW)またはそれ以上のピーク出力(10kW)を有するレーザビームを照射すると、ガラスクロス10の突出が発生する。
銅箔6の加工に高ピーク出力のレーザビームを用いる場合にも、吸収等によるレーザ光のパワー密度の低下によって、銅箔6の加工が困難となり、貫通穴14内に銅箔6の突出が生じやすくなる。例えば、第3および第4の比較実験において、銅箔6に対し、銅箔4の加工時と同様(8kW)またはそれ以上のピーク出力(10kW)を有するレーザビームを照射すると、貫通穴14内に銅箔6の突き出しが発生する。
本実施の形態によるレーザ加工方法では、絶縁材2および銅箔6を加工する場合に、レーザビームのピーク出力を、銅箔4を加工する場合のレーザビームのピーク出力よりも低くするため、絶縁材2および銅箔6を加工する場合のパワー密度は、銅箔4を加工する場合のパワー密度よりも小さくなり、除去物によるレーザ光の吸収、屈折および散乱の発生が抑制できる。よって、ガラスクロス10や銅箔6が、貫通穴14内に突出することを防ぐことができる。
次に、貫通穴14の形状に関連して、絶縁材2を加工するレーザビーム条件について説明する。銅箔4に加工穴22を形成し、その後、その同じ位置にレーザビームを照射すると、銅箔4の加工穴22においてレーザ光の回折現象が起こる。この回折現象により、銅箔4を通過したレーザ光は、ある角度で拡がる。回折角度は、レーザ波長に比例し、加工穴22の直径に反比例する。
一般に、銅箔4の加工穴22を通り抜けたレーザ光は、回折により拡がって、パワー密度が低下する。しかし、銅箔4を加工できるレーザ光の最小パワー密度は、樹脂やガラスクロス10を加工できる最小パワー密度に比べて著しく大きい。もし、樹脂やガラスクロス10の加工に、銅箔4の加工時のレーザビームと同様に、高ピーク出力のレーザビームを用いるなら、銅箔4の加工穴22を通過して拡がったレーザ光が、樹脂やガラスクロス10を加工するのに十分なパワー密度を持っているため、加工された貫通穴14は中膨れ形状になる。例えば、第2および第4の比較実験において、樹脂やガラスクロス10の加工時に、銅箔4の加工時と同様(8kW)またはそれ以上のピーク出力(10kW)を有するレーザビームを照射すると、加工された貫通穴14は中膨れ形状になる。
本実施の形態によるレーザ加工方法では、銅箔4を加工した後、絶縁材2を加工する場合に、ピーク出力の低いレーザビームを照射することにより、回折光のパワー密度を、樹脂やガラスクロス10を加工できる最小パワー密度以下にする。これにより、貫通穴14が中膨れ形状になることを防ぐことができる。
なお、本実施の形態によるレーザ加工方法においては、加工点におけるレーザビーム径が一定であり、レーザビームのピーク出力を変化させることにより、パワー密度を変化させた。しかし、式(2)によれば、加工点におけるレーザビーム径を可変にしても、パワー密度を変化させることができる。本実施の形態による方法においても、加工点におけるレーザビーム径を変えて、パワー密度を変化させることができる。例えば、絶縁材2を加工する場合にパワー密度を低下させるために、絶縁材2に、銅箔4に照射したレーザビームよりも加工点におけるビーム径の大きいレーザビームを照射してもよい。絶縁材2に、銅箔4に照射したレーザビームよりも加工点におけるビーム径の大きいレーザビームを照射しても、銅箔4に形成された加工穴22の外側に照射したレーザビームは、銅箔4によって反射され、絶縁材2に照射されるレーザビームのビーム径が、銅箔4を加工した場合のレーザビーム径に等しくなる。よって、加工点におけるレーザビーム径を可変にしても、断面における穴径が一定の貫通穴14を形成することが可能である。
次に、レーザビームのパルス幅の値の設定について説明する。一般的に、パルス化されたレーザビームを用いるレーザ加工において、レーザビームのパルス幅は、レーザビームの照射時間に等しい。よって、被加工物において、レーザビームのパルス幅が短いほど、1パルス当たりの除去深さは浅くなり、レーザビームのパルス幅が長いほど、1パルス当たりの除去深さが深くなる。そのため、本実施の形態による方法において、銅箔4を加工する場合は、銅箔4を深く加工しすぎて絶縁材2に達しないように、レーザビームのパルス幅を3μs程度まで短くする。また、絶縁材2を加工する場合は、1パルス当たりの除去深さを深くして効率良く加工するためにレーザビームのパルス幅を100μm程度まで長くする。
さらに、本実施の形態による方法において、銅箔6を加工する場合は、レーザビームのパルス幅を、30μs乃至50μs程度に設定する。これは、銅箔6にこの範囲のパルス幅より小さいパルス幅のレーザビームを照射すると、加工の効率が低下し、銅箔6にこの範囲のパルス幅より大きいパルス幅のレーザビームを照射すると、溶融する銅が増加して、貫通穴14の開口部付近にその溶融した銅が残留しやすくなるから(実施の形態7を参照)である。
レーザビームのピーク出力を変化させるためには、1パルスのレーザエネルギーを変えることも考えられるが、本実施の形態によるレーザ加工方法においては、レーザ加工中にレーザビームのパルス幅を変えることにより、レーザビームのピーク出力(パワー密度)とレーザビームの照射時間を同時に変化させるので、積層材料の一部が貫通穴14内へ突き出すことの抑制と加工時間の短縮とを両立させることができる。
なお、本実施の形態によるレーザ加工方法では、最上層および最下層が導体層であるプリント基板1を用いたが、その最上層の導体層の上、および/または、その最下層の導体層の下に、さらに絶縁層が形成されていてもよい。その場合であっても、本実施の形態によるレーザ加工方法を適用することができ、同様の効果が得られる。
<実施の形態2>
図3に、本発明の実施の形態2による積層材料レーザ加工方法の工程を図式的に示す。本実施の形態において、積層材料とは、実施の形態1で用いたプリント基板1と同様に、厚さ0.4mmの両面銅張り(銅箔厚さ12μm)プリント基板(ガラスエポキシ基板)1である。図3において、図1におけるプリント基板1の構造と同じ構造には、同じ符号を付す。図3に示される工程においては、このプリント基板1に、炭酸ガスレーザのパルス化したレーザビームを照射して、貫通穴14を形成する。
本実施の形態によるレーザ加工方法では、銅箔4を加工する場合の加工点におけるレーザビーム径と、絶縁材2および銅箔6を加工する場合の加工点におけるレーザビーム径は異なる。これは、図4に示されるレーザ加工装置によって実現される。図4は、加工点におけるレーザビーム径を変更できるレーザ加工装置100を図式的に示す図である。レーザ加工装置100は、パルス炭酸ガスレーザ発振器102、転写マスク104、位置決めミラー(ガルバノミラー)106、転写レンズ108、加工テーブル110を備える。さらに、レーザ加工装置100は、上述の構成要素の動作を電気的に制御する制御装置112を備える。例えば、制御装置112は、パルス炭酸ガスレーザ発振器110に、所望のパルス幅や所望の1パルスのエネルギーを有するパルス化されたレーザビームを発振させる。また、制御装置112は、位置決めミラー106の回転を制御し、転写マスク104および転写レンズ108の光路上の位置決めを行う。さらに、制御装置112は、加工テーブル110を、プリント基板1が設置される平面に平行に移動させる。図4においては、簡略化のため、それらの構成要素の各々と制御装置112との接続を省略する。
以下に、このレーザ加工装置100の動作を説明する。まず、φ1.8mmの転写マスク104、および、転写レンズ108を使用し、レーザ光を、銅箔4に、φ120μm程度に結像する。詳しく説明すると、パルス炭酸ガスレーザ発振器102から出射したレーザビーム120の一部は、転写マスク104を通過し、2枚の位置決めミラー106を経て、転写レンズ108に到達する。2枚の位置決めミラー106は、レーザビームの転写レンズ108への入射角(入射位置)を決める。転写レンズ108は、入射されたレーザ光を集光し、加工テーブル110上に設置したプリント基板1上に転写マスク104の像を結像する。プリント基板1の位置決めは、プリント基板1が設置された加工テーブル110が移動することによって行われる。最初に、レーザビームのパルスON時間を3μs、1パルスのレーザエネルギを24mJと設定し、そのレーザビームを1パルス照射して、銅箔4にφ100μmの加工穴22を形成する(図3)。
次に、転写マスク104をφ1.2mmに変えて、レーザビームを、パルスON時間を100μs、1パルスのレーザエネルギを10mJと設定して、加工穴22と同じ位置に4パルス照射し、絶縁材2を加工する。さらに、その同じ位置に、レーザビームのパルスON時間を40μs、1パルスのレーザエネルギを8mJと設定して、そのレーザビームを1パルス照射し、銅箔6を加工する。ここで、加工点でのレーザビームのビーム径は、φ100μm程度である。これにより、プリント基板1に貫通穴14を形成する。
この貫通穴14の断面を顕微鏡により観察すると、穴径がほとんど変化せず、その穴の中心軸線の方向がレーザビームの光軸方向に一致する。また、貫通穴14内において、レーザ光入射側の銅箔4およびガラスクロス10の穴内への突き出しはほとんど存在せず、レーザ光出射側の銅箔6の穴内への突き出しは5μm以下であった。
本実施の形態によるレーザ加工方法においては、少なくとも絶縁材2および銅箔6にレーザビームを照射する場合に、銅箔4に形成された加工穴22の径よりも小径のレーザビームを照射する。これにより、加工穴22によるレーザビームの回折の発生が抑制され、貫通穴14が中膨れ形状になることを防ぐことができる。
また、本実施の形態によるレーザ加工方法において、加工穴22によるレーザビームの回折の発生が抑制されることにより、レーザ光入射側の銅箔4の貫通穴14内への突き出しを防止できる。
なお、レーザ加工装置100においては、転写マスク104を、途中でφ1.8mmのものからφ1.2mmのものへ交換して、加工点におけるレーザビーム径を変化させている。しかし、転写マスク104の代わりに、図5に示されるような開口径連続可変ビーム絞りを用いてもよい。この開口径連続可変絞りを制御装置112に接続して、その開口径を制御することにより、プリント基板1の加工点におけるレーザビーム径を簡単に変えることができ、上述のレーザ加工方法を容易に実現できる。また、レーザ加工の加工時間を短縮できる。
なお、本実施の形態によるレーザ加工方法は、プリント基板1に貫通穴14を形成する場合について説明されたが、プリント基板1において止まり穴を形成したり、溝加工を行ったりする場合に適用されても同様の効果が得られる。例えば、銅箔4にレーザビームを照射して加工穴22を形成した後、絶縁材2に、その銅箔4に照射したレーザビームよりも加工点におけるビーム径が小さいレーザビームを照射して加工を行うことにより、止まり穴や溝の形状が、台形等の所望の形状と異なる形状になることを防止でき、レーザ光入射側の銅箔4の止まり穴内や溝内への突き出しを防止できる。
なお、本実施の形態によるレーザ加工方法では、最上層および最下層が導体層であるプリント基板1を用いたが、その最上層の導体層の上、および/または、その最下層の導体層の下に、さらに絶縁層が形成されていてもよい。その場合であっても、本実施の形態によるレーザ加工方法を適用することができ、同様の効果が得られる。
なお、本実施の形態によるレーザ加工方法においては、パルス化されたレーザビームを用いて加工を行ったが、連続発振のレーザビームを用いた場合であっても、レーザ加工におけるパワー密度や加工点におけるレーザビーム径を変えることによって、同様の効果が得られる。その場合には、炭酸ガスレーザ発振器110は、レーザビームを連続発振する。
<実施の形態3>
図6に、本実施の形態3による積層材料のレーザ加工装置200の構成を図式的に示す。レーザ加工装置200は、図4におけるレーザ加工装置100に、光路長調整用凸V型ミラー(以下、「凸V型ミラー」という。)122と光路長調整用凹V型ミラー(以下、「凹V型ミラー」という。)124とが付加されたものである。図6において、図4のレーザ加工装置100と同じ構成には同一の符号を付し、説明を省略する。このレーザ加工装置200を用いて、実施の形態2のレーザ加工方法と同じ方法で、プリント基板1のレーザ加工を行う(図3)。
ここで、凸V型ミラー122は、2つの反射面がV字型に結合されて凸型の反射面を形成する光学素子であり、凹V型ミラー124は、2つの反射面がV字型に結合されて凹型の反射面を形成する光学素子である。レーザ加工装置200において、凸V型ミラー122と凹V型ミラー124を、転写マスク104と位置決めミラー106との間の光路中に設置することにより、光路長を変化させる。本実施の形態によるレーザ加工装置200においては、凸V型ミラー122の2つの反射面のなす角度、および、凹V型ミラー124の2つの反射面のなす角度は90度である。そして、凸V型ミラー122の一方(第1)の反射面が、転写マスク104を通過したレーザ光と45度の角度をなすように設置される。転写マスク104を通過したレーザ光は、この凸V型ミラー122の第1の反射面によって、凹V型ミラー124に向けて反射される。この凸V型ミラー122の反射面におけるレーザ光の入射方向と反射方向との間の角度は90度である。凸V型ミラー122によって反射されたレーザ光は、凹V型ミラー124の一方(第1)の反射面に到達する。ここで、その凹V型ミラー124の第1の反射面は、凸V型ミラー122の第1の反射面によって反射された反射光と45度の角度をなすように設置されている。レーザ光は、この凹V型ミラー124の第1の反射面によって再び反射される。凹V型ミラー122の第1の反射面におけるレーザ光の入射方向と反射方向との間の角度は90度である。凹V型ミラー124の第1の反射面によって反射されたレーザ光は、凹V型ミラー124の他方(第2)の反射面に到達する。そして、凹V型ミラー124の第2の反射面に到達したレーザ光は、この反射面によって、凸V型ミラー122に向けて反射される。凹V型ミラー124の第2の反射面におけるレーザ光の入射方向と反射方向との間の角度は90度である。凹V型ミラー124の第2の反射面によって反射されたレーザ光は、凸V型ミラー122の第2の反射面に到達する。凸V型ミラー122の第2の反射面は、受け取ったレーザ光を反射して、位置決めミラー106に導く。凸V型ミラー122の第2の反射面におけるレーザ光の入射方向と反射方向との間の角度は90度である。以上の構成により、凸V型ミラー122を固定して、凹V型ミラー124を、凸V型ミラー122と凹V型ミラー124との間のレーザ光に平行に移動させることにより、レーザ加工装置200における光路長を変化させることができる。
以下に、このレーザ加工装置200の動作を説明する。まず、φ1.8mmの転写マスク104、および、転写レンズ108を使用し、レーザ光を、銅箔4に、φ120μm程度に結像する。これについて、以下に詳細に説明する。パルス炭酸ガスレーザ発振器102から出射したレーザビーム120の一部は、転写マスク104を通過し、凸V型ミラー122、凹V型ミラー124、および、2枚の位置決めミラー106を経て、転写レンズ108に到達する。2枚の位置決めミラー106は、レーザビームの転写レンズ108への入射角(入射位置)を決める。転写レンズ108は、入射されたレーザ光を集光し、加工テーブル110上に設置したプリント基板1上に転写マスク104の像を結像する。最初に、レーザビームのパルスON時間を3μs、1パルスのレーザエネルギを24mJと設定して、そのレーザビームを1パルス照射し、銅箔4にφ100μmの加工穴22を形成する。
次に、転写マスクはφ1.8mmのままで、凸V型ミラー122を固定して、凹V型ミラー124を、凸V型ミラー122と凹V型ミラー124との間のレーザ光に平行に、凸V型ミラー122から離れるように移動させる。かつ、転写レンズ108と加工テーブル110上に設置したプリント基板1との距離を近づける。これらの構成要素の位置決めは、制御装置112よって行われる。そして、レーザビームを、パルスON時間を3μs、1パルスのレーザエネルギを11mJと設定して、加工穴22と同じ位置に4パルス照射し、絶縁材2を加工する。さらに、その同じ位置に、レーザビームのパルスON時間を40μs、1パルスのレーザエネルギを8mJと設定して、そのレーザビームを1パルス照射し、銅箔6を加工する。ここで、加工点でのレーザビームのビーム径は、φ100μm程度である。これにより、プリント基板1に貫通穴14を形成する。
転写マスク104と転写レンズ108と間の光路長を変化させることによって、加工点でのビーム径が変化する理由について述べる。図7に結像光学系の基本構成を図式的に示す。マスク30(転写マスク104)を通過したレーザビーム32は、結像レンズ34(転写レンズ104)により、結像点36(プリント基板1における加工点)に集光される。この光学系において、式(3)の関係が成り立つ。
1/a+1/b=1/f (3)
a:マスク30と結像レンズ34の主面との間の距離(以下、「マスク−レンズ間距離」という。)
b:結像レンズ34の主面と結像点36との間の距離(以下、「レンズ−結像点間距離」という。)
f:結像レンズ34の焦点距離
式(3)によると、マスク30の像は、マスクのb/a倍の大きさで結像される(横倍率β=b/a)。ここで、横倍率βを、マスク−レンズ間距離aと焦点距離fとによって示すと、式(4)の関係が成り立つ。
β=f/(a−f) (4)
式(4)により、焦点距離fが一定の場合、マスク−レンズ間距離aを可変とすることで、横倍率βを連続的に変化させることができる。従って、転写マスク104(マスク30)と転写レンズ108(結像レンズ34)との間の光路長を可変にすることによって、加工点でのビーム径が変化する。
また、レンズ−結像点間距離bを、マスク−レンズ間距離aと焦点距離fとによって示すと、式(5)の関係が成り立つ。
b=fa/(a−f) (5)
式(5)により、焦点距離fが一定の場合、マスク−レンズ間距離aを可変とすると、レンズ−結像点間距離bも変化させる必要がある。従って、転写マスク104と転写レンズ108との間の光路長を変化させると同時に、転写レンズ108と加工テーブル110上に設置したプリント基板1との間の距離を変化させる必要がある。本実施の形態によるレーザ加工装置200においては、凸V型ミラー122と凹V型ミラー124との間の距離を変化させることにより、上述のマスク−レンズ間距離aを変更できる。また、その変化に連動して、転写レンズ108と加工テーブル110上に設置したプリント基板1との距離を変化させることにより、上述のレンズ−結像点間距離bを変更できる。
本実施の形態によるレーザ加工装置200においては、凸V型ミラー122および凹V型ミラー124を用いて、転写マスク104と転写レンズ108との間の光路長を変化させ、加工点のビーム径を変化させる。最も簡単に上述の転写マスク104と転写レンズ108との間の光路長を変える方法としては、実施の形態2で説明されたレーザ加工装置100において、制御装置112等を用いて転写マスク104の位置を移動させる方法がある。しかし、転写マスク104を大きく稼動できるようにすれば、レーザ加工装置200の外形が大きくなる。例えば、転写倍率を2/3にしようとすると、転写マスク104と転写レンズ108との間の距離を、ほぼ1.5倍にする必要がある。本実施の形態によるレーザ加工装置200のように、凸V型ミラー122および凹V型ミラー124を用いて、転写マスク104と転写レンズ108との間の光路を迂回させて光路長を調節できるようにすれば、装置の外形の拡大が低減できる。
なお、本実施の形態によるレーザ加工装置を用いた場合であっても、実施の形態2で説明された効果と同様の効果が得られる。
<実施の形態4>
図8に、本実施の形態4による積層材料のレーザ加工装置300の構成を図式的に示す。レーザ加工装置300は、図4におけるレーザ加工装置100に、倍率調整用反射面形状可変反射ミラー(以下、「反射面形状可変反射ミラー」という。)132および反射面形状可変反射ミラー134が付加されたものである。反射面形状可変反射ミラーは、その反射面の形状を変化させることにより、入射するレーザビームのビーム広がり角を制御できるミラーである。この2つの反射面形状可変反射ミラー(132、134)は、転写マスク104と位置決めミラー106との間の光路中に設置され、その反射面の形状変化が制御装置112によって制御される。図8において、図4のレーザ加工装置100と同じ構成には同一の符号を付し、説明を省略する。このレーザ加工装置300を用いて、実施の形態2のレーザ加工方法と同じ方法で、プリント基板1のレーザ加工を行う(図3)。
以下に、このレーザ加工装置300の動作を説明する。まず、φ1.8mmの転写マスク104、および、転写レンズ108を使用し、レーザ光を、銅箔4に、φ120μm程度に結像する。これについて、以下に詳細に説明する。パルス炭酸ガスレーザ発振器102から出射したレーザビーム120の一部は、転写マスク104を通過し、反射面形状可変反射ミラー132、反射面形状可変反射ミラー134、および、2枚の位置決めミラー106を経て、転写レンズ108に到達する。最初、反射面形状可変反射ミラー132および反射面形状可変反射ミラー134の反射面は共に平坦であり、通常の反射ミラーとして動作する。2枚の位置決めミラー106は、レーザビームの転写レンズ108への入射角(入射位置)を決める。転写レンズ108は、入射されたレーザ光を集光し、加工テーブル110上に設置したプリント基板1上に転写マスク104の像を結像する。最初に、レーザビームのパルスON時間を3μs、1パルスのレーザエネルギを24mJと設定して、そのレーザビームを1パルス照射し、銅箔4にφ100μmの加工穴22を形成する。
次に、転写マスクはφ1.8mmのままで、反射面形状可変反射ミラー132の反射面を凸面に変化させ、反射面形状可反射ミラー134の反射面を凹面に変化させる。これにより、反射面形状可変反射ミラー132および反射面形状可変反射ミラー134は、それぞれ、ビーム広がり角136およびビーム広がり角138を制御する。そして、ビーム広がり角が制御されたレーザビームを、パルスON時間を3μs、1パルスのレーザエネルギを11mJと設定して、加工穴22と同じ位置に4パルス照射し、絶縁材2を加工する。さらに、その同じ位置に、レーザビームのパルスON時間を40μs、1パルスのレーザエネルギを8mJと設定して、そのレーザビームを1パルス照射し、銅箔6を加工する。ここで、加工点でのレーザビームのビーム径は、φ100μm程度である。これにより、プリント基板1に貫通穴14を形成する。
反射面形状可変反射ミラー132および反射面形状可変反射ミラー134のそれぞれの反射面形状を変化させることによって、加工点でのビーム径が変化する理由について述べる。図9に、凸面鏡と凹面鏡を用いた場合の結像光学系の基本構成を図式的に示す。図9において、マスク40(転写マスク104)を通過したレーザビーム42のビーム広がり角は、結像レンズ48(転写レンズ108)への入射前に、曲面形状を変化させた2枚のミラー(反射面形状可変反射ミラー132)44およびミラー(反射面形状可変反射ミラー134)46によって変化する。これは、見かけ上、結像レンズ48のレンズ位置が移動したことに相当する。このとき、次の式(6)が成り立つ。
a+b=a1+b1
β=b1/a1 (6)
a:マスク40と結像レンズ48の主面との間の距離(マスク−レンズ間距離)
b:結像レンズ48の主面と結像点52(プリント基板1における加工点)との間の距離(レンズ−結像点間距離)
a1:マスク40と見かけ上のレンズ50の主面との間の距離(以下、「見かけ上のマスク−レンズ間距離」という。)
b1:見かけ上のレンズ50の主面と結像点52との間の距離(以下、「見かけ上のレンズ−結像点間距離」という。)
式(6)により、横倍率βは、見かけ上のマスク−レンズ間距離a1と見かけ上のレンズ−結像点間距離b1によって決まる。従って、反射面形状可変反射ミラー132および反射面形状可変反射ミラー134の反射面の形状を変化させることにより、見かけ上のマスク−レンズ間距離a1および見かけ上のレンズ−結像点間距離b1を連続的に変化させることができるので、結果として、横倍率βを連続的に変化させることができる。
なお、反射面形状可変反射ミラー132および反射面形状可変反射ミラー134の反射面形状は、図10に示されるように、それぞれ、回転双曲面の一部である。回転双曲面の反射面を用いると、反射面からマスク60までの距離と、反射面からマスクの虚像62までの距離が異なるので、結果として、レーザビーム64のビーム広がり角を変えることができる。図11に、本実施の形態によるレーザ加工装置300において用いられた反射面形状可変反射ミラー(132、134)の構成を図式的に示す。図11において、反射ミラー66は、裏面の一点で圧電素子68と接合されている。この圧電素子68に、制御装置112を利用して、電圧を印可すると、圧電素子68が伸縮し、反射ミラー66の裏面に外力を加える。反射ミラー66は、圧電素子68によって外力が加えられた場合に、その反射面形状が所望の形状(凸型または凹型の回転双曲面の一部をなす形状)になるように構成される。
本実施の形態によるレーザ加工装置300においては、圧電素子68によってその反射面が凸型または凹型に変形される反射ミラー66を用いるため、転写倍率を高速で変化させることができる。従って、加工時間を短縮させることができる。
なお、本実施の形態によるレーザ加工装置300においては、反射面形状可変反射ミラー132の反射面および反射面形状可変反射ミラー134の反射面を、それぞれ、凸型および凹型に変化させたが、両方を凹型に変化させても、加工点におけるビーム径を変化させることができる。
なお、本実施の形態によるレーザ加工装置300を用いて図3に示される工程でレーザ加工する場合、銅箔4の穴あけ加工を行った後に、2枚の反射面形状可変反射ミラー(132、134)の反射面を変形させて絶縁材2と銅箔6を加工したが、逆に、2枚の反射面形状可変反射ミラー(132、134)の反射面を変形させて銅箔4の穴あけ加工を行った後に、それらの反射面の変形を解除して、その反射面んを平坦にして絶縁材2と銅箔6を加工しても、同様の効果が得られる。
なお、本実施の形態によるレーザ加工装置を用いた場合であっても、実施の形態2で説明された効果と同様の効果が得られる。
<実施の形態5>
図12に、本実施の形態5による積層材料のレーザ加工装置400の構成を図式的に示す。レーザ加工装置400は、図4におけるレーザ加工装置100に、開口径連続可変ビーム絞り142(図5)が付加されたものである。この開口径連続可変ビーム絞り142は、転写マスク104と位置決めミラー106との間の光路中に設置され、その開口径が制御装置112によって制御される。図12において、図4のレーザ加工装置100と同じ構成には同一の符号を付し、説明を省略する。このレーザ加工装置400を用いて、実施の形態2のレーザ加工方法と同じ方法で、プリント基板1のレーザ加工を行う(図3)。
以下に、このレーザ加工装置400の動作を説明する。まず、φ1.2mmの転写マスク104、開口径連続可変ビーム絞り142および転写レンズ108を使用し、レーザ光を、銅箔4に、φ120μm程度に結像する。これについて、以下に詳細に説明する。パルス炭酸ガスレーザ発振器102から出射したレーザビーム120の一部は、転写マスク104を通過し、開口径連続可変ビーム絞り142によって絞られる。開口径連続可変ビーム絞り142は、転写マスク104によって回折されて広がったレーザビームのビーム径を絞る。ここで、開口径連続可変ビーム絞り142は、転写マスク104から距離1200mmの位置に設置され、その開口径はφ18mmである。開口径連続可変ビーム絞り142によって絞られたレーザ光は、2枚の位置決めミラー106を経て、転写レンズ108に到達する。2枚の位置決めミラー106は、レーザビームの転写レンズ108への入射角(入射位置)を制御する。転写レンズ108は、入射されたレーザ光を集光し、加工テーブル110上に設置したプリント基板1上に転写マスク104の像を結像する。最初に、レーザビームのパルスON時間を3μs、1パルスのレーザエネルギを24mJと設定して、そのレーザビームを1パルス照射し、銅箔4にφ100μmの加工穴22を形成する(図3)。
次に、転写マスクはφ1.2mmのままで、制御装置112を利用して、開口径連続可変ビーム絞り142の開口径を、φ36mmまで広げる。そして、レーザビームを、パルスON時間を3μs、1パルスのレーザエネルギを11mJと設定して、加工穴22と同じ位置に4パルス照射し、絶縁材2を加工する。さらに、その同じ位置に、レーザビームのパルスON時間を40μs、1パルスのレーザエネルギを8mJと設定して、そのレーザビームを1パルス照射し、銅箔6を加工する。ここで、加工点でのレーザビームのビーム径は、φ100μm程度である。これにより、プリント基板1に貫通穴14を形成する。
開口径連続可変ビーム絞り142の開口径を変化させることによって、加工点でのビーム径が変化する理由について述べる。図13に開口とレンズとによる集光状態を図式的に示す。開口72(開口径連続可変ビーム絞り142)に平行なレーザビーム70が照射された場合、開口72を通過したレーザビームは、レンズ74(転写レンズ108)によって絞られる。レンズ74によって絞られる集光点(プリント基板1における加工点)でのビーム径dは次の式(7)によって表される。
d=2.44×λ×f/D (7)
λ:レーザビーム70の波長
f:レンズ74の焦点距離
D:開口径
式(7)により、開口径Dと集光点でのビーム径dとは反比例の関係にあることがわかる。よって、開口径Dを大きくすれば集光点でのビーム径dを小さくすることができ、開口径Dを小さくすれば集光点でのビーム径dを大きくすることができる。
本実施の形態によるレーザ加工装置400においては、開口径連続可変ビーム絞り142を設置したことにより、図4のレーザ加工装置100における転写マスク104を、径の異なる別の転写マスクに交換する手間を省くことができる。また、レーザ加工の加工時間を短縮できる。さらに、本実施の形態によるレーザ加工装置400においては、開口径連続可変ビーム絞り142を用いて、連続的に転写マスク104によって回折されて広がったレーザ光を絞るため、より精度良く積層材料の加工点におけるビーム径を変化させることができる。
なお、本実施の形態によるレーザ加工装置を用いた場合であっても、実施の形態2で説明された効果と同様の効果が得られる。
<実施の形態6>
図14に、本実施の形態6による積層材料のレーザ加工装置500の構成を図式的に示す。レーザ加工装置500は、図4におけるレーザ加工装置100の転写レンズ108が、焦点距離可変転写レンズ150に置き換えられたものである。焦点距離可変転写レンズ150の焦点距離は、制御装置112によって制御される。図14において、図4のレーザ加工装置100と同じ構成には同一の符号を付し、説明を省略する。このレーザ加工装置500を用いて、実施の形態2のレーザ加工方法と同じ方法で、プリント基板1のレーザ加工を行う(図3)。
以下に、このレーザ加工装置500の動作を説明する。まず、φ1.8mmの転写マスク104、および、焦点距離可変転写レンズ150を使用し、レーザ光を、銅箔4に、φ120μm程度に結像する。これについて、以下に、詳細に説明する。パルス炭酸ガスレーザ発振器102から出射したレーザビーム120の一部は、転写マスク104を通過し、2枚の位置決めミラー106を経て、焦点距離可変転写レンズ150に到達する。2枚の位置決めミラー106は、レーザビームの焦点距離可変転写レンズ150への入射角(入射位置)を決める。焦点距離可変転写レンズ150は、入射されたレーザ光を集光し、加工テーブル110上に設置したプリント基板1上に転写マスク104の像を結像する。ここで、レーザビームのパルスON時間を3μs、1パルスのレーザエネルギを24mJと設定して、そのレーザビームを1パルス照射し、銅箔4にφ100μmの加工穴22を形成する。
次に、転写マスクはφ1.8mmのままで、焦点距離可変転写レンズ150の焦点距離を縮め、レーザビームを、パルスON時間を3μs、1パルスのレーザエネルギを11mJと設定して、加工穴22と同じ位置に4パルス照射し、絶縁材2を加工する。さらに、その同じ位置に、レーザビームのパルスON時間を40μs、1パルスのレーザエネルギを8mJと設定して、そのレーザビームを1パルス照射し、銅箔6を加工する。ここで、加工点でのレーザビームのビーム径は、φ100μm程度である。これにより、プリント基板1に貫通穴14を形成する。
焦点距離可変転写レンズ150の焦点距離を変化させることによって、加工点でのビーム径が変化する理由について述べる。ここで、焦点距離可変転写レンズ150の焦点距離を、焦点距離fから、新たに焦点距離f2に変化させたとすると、図7および式(3)を参照して、以下の式(8)が成り立つ。
1/a2+1/b2=1/f2 (8)
a2:新たなマスク(転写マスク104)と結像レンズ(転写レンズ108)の主面との間の距離(以下、「新たなマスク−レンズ間距離」という。)
b2:新たな結像レンズの主面と結像点(プリント基板1における加工点)との間の距離(以下、「新たなレンズ−結像点間距離」という。)
なお、レーザ加工装置500においては、マスク−レンズ間距離a+レンズ−結像点間距離b=(一定)の関係が成り立つので、式(9)の関係が成り立つ。
a+b=a2+b2 (9)
新たなマスク−レンズ間距離a2と新たなレンズ−結像点間距離b2は、式(8)および式(9)を満たすように変更される。焦点距離f2を変化させることにより、新たなマスク−レンズ間距離a2および新たなレンズ−結像点間距離b2が変化すると、横倍率β(β=b2/a2)も変化するので、加工点でのビーム径を連続的に変化させることができる。
焦点距離可変転写レンズ150は、図15に示すように、2枚以上のレンズから成る組レンズである。組レンズのそれぞれのレンズ間隔は制御装置112によって制御され、そのそれぞれのレンズ間隔を変化させることによって、焦点距離可変転写レンズ150自体の焦点距離を変えることができる。
本実施の形態によるレーザ加工装置500においては、焦点距離可変転写レンズ150を採用することにより、図4のレーザ加工装置100における転写マスク104を、径の異なる別の転写マスクに交換する手間を省くことができる。また、レーザ加工の加工時間を短縮できる。
なお、本実施の形態によるレーザ加工装置を用いた場合であっても、実施の形態2で説明された効果と同様の効果が得られる。
<実施の形態7>
図16に、本発明の実施の形態7による積層材料レーザ加工方法の工程を図式的に示す。本実施の形態において、積層材料とは、実施の形態1で用いたプリント基板1と同様に、厚さ0.4mmの両面銅張り(銅箔厚さ12μm)プリント基板(ガラスエポキシ基板)1である。図16において、図1におけるプリント基板1の構造と同じ構造には、同じ符号を付す。さらに、本実施の形態によるレーザ加工方法においては、プリント基板1のビーム出射側の銅箔6に、吸収層として厚さ80μmのPETシート90が貼り付けられる。このプリント基板1に、炭酸ガスレーザのパルス化したレーザビームを照射して、φ100μmの貫通穴14を形成する
まず、銅箔4にレーザ光を照射し、銅箔4の表面に加工穴22を形成する。この時、レーザビームのパルスON時間を3μs、1パルスのレーザエネルギを24mJとし、そのレーザビームを1パルス照射することによって、銅箔4にφ100μmの加工穴22を形成する。
次に、加工穴22と同じ位置に、レーザビームのパルスON時間を100μs、1パルスのレーザエネルギを10mJと設定して、そのレーザビームを4パルス照射し、絶縁材2を加工する。さらに、その同じ位置に、レーザビームのパルスON時間を40μs、1パルスのレーザエネルギを8mJと設定して、そのレーザビームを1パルス照射し、銅箔6を加工する。
この貫通穴14の断面を顕微鏡により観察すると、穴径がほとんど変化せず、その穴の中心軸線の方向がレーザビームの光軸方向に一致する。また、貫通穴14内において、レーザ光入射側の銅箔4、レーザ光出射側の銅箔6、および、ガラスクロス10の突き出しがほとんど存在しないことがわかった。
また、銅箔6の穴径は、PET90付きプリント基板1において、最大100μm、最小90μmと測定された。一方、PET90を貼り付けない通常のプリント基板1を同じレーザビーム条件で加工した場合、測定された穴径は、最大100μm、最小80μmであった。
本実施の形態による方法において、銅箔6にPETシート90を貼り付けて穴あけ加工を行うことにより、銅箔6の穴径のばらつきを低減できる。これは、貫通穴14の出口付近において溶融かつ再凝固した銅箔6の滞留が抑制されることによる。以下に、詳細に説明する。レーザビームの照射によって銅箔6の温度が上昇し、銅箔6が溶融する時には、銅箔6に貼り付けられたPET90は、すでに気化を始めている(ちなみに、絶縁材2は、銅箔6よりも沸点が高いので変化はない)。溶融した銅箔6は、PET90が気化する場合に、PET90と共に、その位置から若しくは貫通穴14を通り抜けて、プリント基板1の外部に吹き飛ばされる。従って、溶融した銅箔6は、貫通穴14の出口付近に留まらない。
なお、本実施の形態による積層材料のレーザ加工方法は、実施の形態1による方法と同様の効果が得られる。
なお、銅箔6にPET90が貼り付けられたプリント基板1を、実施の形態2によるレーザ加工方法で加工することもできる。
なお、本実施の形態によるレーザ加工方法において、銅箔6に貼り付けるレーザビーム吸収材料としてPETを用いたが、これに限定されない。例えば、ポリブチレンテレフータラート(PBT)、ポリアミド(PA)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリイミド(PI)等の高分子材料であっても、同様の効果が得られる。
なお、本実施の形態によるレーザ加工方法では、最上層が導体層であるプリント基板1を用いたが、その最上層の導体層の上に、さらに絶縁層が形成されていてもよい。その場合であっても、本実施の形態によるレーザ加工方法を適用することができ、同様の効果が得られる。
<実施の形態8>
図17に、本発明の実施の形態8による積層材料レーザ加工方法の工程を図式的に示す。本実施の形態において、積層材料とは、実施の形態1で用いたプリント基板1と同様に、厚さ0.4mmの両面銅張り(銅箔厚さ12μm)プリント基板(ガラスエポキシ基板)1である。図17において、図1におけるプリント基板1の構造と同じ構造には、同じ符号を付す。さらに、本実施の形態によるレーザ加工方法では、加工する銅箔4をあらかじめ加熱する。このプリント基板1に、炭酸ガスレーザのパルス化したレーザビームを照射して、φ100μmの貫通穴14を形成する。
まず、銅箔4にレーザビームを照射し、銅箔4の表面温度を上昇させる。この時、レーザビームのパルスON時間を3μs、1パルスのレーザエネルギを3mJと設定し、そのレーザビームを4kHzで3パルス照射することによって、銅箔4の表面を300℃(573K)程度まで上昇させる。次に、レーザビームのパルスON時間を3μs、1パルスのレーザエネルギを24mJと設定し、そのレーザビームを銅箔4の同じ位置に1パルス照射して、銅箔4にφ100μmの加工穴22を形成する。
次に、加工穴22と同じ位置に、レーザビームのパルスON時間を100μs、1パルスのレーザエネルギを10mJと設定して、そのレーザビームを4パルス照射し、絶縁材2を加工する。さらに、その同じ位置に、レーザビームのパルスON時間を40μs、1パルスのレーザエネルギを8mJと設定して、そのレーザビームを1パルス照射し、銅箔6を加工する。
この貫通穴14の断面を顕微鏡により観察すると、穴径がほとんど変化せず、その穴の中心軸線の方向がレーザビームの光軸方向に一致する。また、貫通穴14内において、レーザ光入射側の銅箔4、レーザ光出射側の銅箔6、および、ガラスクロス10の突き出しがほとんど存在しないことがわかった。また、銅箔4の穴径は、最大110μm、最小100μmと測定された。一方、あらかじめ加熱されない通常の基板において、銅箔4の穴径は、最大110μm、最小90μmと測定された。
本実施の形態による方法において、穴あけ加工を行う部分の銅箔をあらかじめ加熱することにより、穴径のばらつき量を低減できる。これは、加熱により、銅のレーザ光に対する吸収率が増加し、銅の安定した加工が可能になるからである。これについて、以下に詳細に説明する。
上述したように、銅は、一般的に、レーザ光の反射率が高く、熱伝導が良いため、レーザ加工が困難である。特に、銅箔4および銅箔6等のプリント基板表面に均一に形成された銅箔は、その均一な表面に炭酸ガスレーザが照射されても、照射された炭酸ガスレーザの99%近くを反射し、加工が非常に困難である。しかし、銅は、温度が上昇すると、炭酸ガスレーザの吸収率が増加する。図18は、銅における炭酸ガスレーザ吸収率の温度依存性を示すグラフである。ここで、横軸は銅の温度、縦軸は銅における炭酸ガスレーザの吸収率を示す。
図18のグラフより、銅の温度が上昇すると、銅における炭酸ガスレーザの吸収率が増加することがわかる。例えば、本実施の形態によるレーザ加工方法においては、銅箔4を常温(約300K)から573K程度まで上昇させるので、銅箔4における炭酸ガスレーザの吸収率が、約0.8%増加する。これにより、銅箔4において、温度を上昇させないときの約2倍のレーザエネルギが吸収されるようになるので、銅箔4の安定した加工が容易になり、銅箔4の穴径のばらつきが小さくなる。
なお、本実施の形態によるレーザ加工方法において、銅箔4を加熱するためにレーザビームを用いたが、他の任意の方法で銅箔4を加熱してもよい。
なお、本実施の形態によるレーザ加工方法において、銅箔4にのみ加熱を実施したが、銅箔6を加熱すれば、銅箔6においても同様の効果が得られる。
なお、本実施の形態による積層材料のレーザ加工方法は、実施の形態1による方法と同様の効果が得られる。
なお、銅箔4を加熱した後、プリント基板1を実施の形態2による方法で加工することもできる。
なお、本実施の形態によるレーザ加工方法では、最上層および最下層が導体層であるプリント基板1を用いたが、その最上層の導体層の上、および/または、その最下層の導体層の下に、さらに絶縁層が形成されていてもよい。その場合であっても、本実施の形態によるレーザ加工方法を適用することができ、同様の効果が得られる。
なお、本実施の形態によるレーザ加工方法は、プリント基板1に貫通穴14を形成する場合について説明されたが、プリント基板1において止まり穴を形成したり、溝加工を行ったりする場合に適用されても同様の効果が得られる。
なお、上述の実施の形態1から実施の形態8において、プリント基板1の導体層を銅箔としたが、他の導電性材料であってもよい。また、上述の実施の形態1から実施の形態8において、プリント基板1の絶縁材2をガラスエポキシ樹脂としたが、これに限定されない。例えば、アラミド樹脂やガラスポリイミド樹脂等であってもよい。
なお、本発明は、特定の実施形態について説明されてきたが、当業者にとっては他の多くの変形例、修正、他の利用が明らかである。それ故、本発明は、ここでの特定の開示に限定されず、添付の請求の範囲によってのみ限定されうる。
【図面の簡単な説明】
図1は、本発明の実施の形態1による積層材料のレーザ加工方法の工程を図式的に示す図である。
図2は、銅箔の均一な表面にパルス幅や1パルスのエネルギが異なるレーザビームを1パルス照射する場合において、そのレーザビームの銅箔加工能力を説明するグラフ図である。
図3は、本発明の実施の形態2による積層材料のレーザ加工方法の工程を図式的に示す図である。
図4は、本発明の実施の形態2による積層材料のレーザ加工装置を図式的に示す図である。
図5は、開口径連続可変ビーム絞りを図式的に示す図である。
図6は、本発明の実施の形態3による積層材料のレーザ加工装置を図式的に示す図である。
図7は、結像光学系の基本構成を図式的に示す図である。
図8は、本実施の形態4による積層材料のレーザ加工装置を図式的に示す図である。
図9は、凸面鏡と凹面鏡を用いた場合の結像光学系の基本構成を図式的に示す図である。
図10は、反射ミラーの反射面の形状による反射の仕方の違いを図式的に示す図である。
図11は、図8のレーザ加工装置で用いられる反射面形状可変反射ミラーの構成を図式的に示す図である。
図12は、本発明の実施の形態5による積層材料のレーザ加工装置を図式的に示す図である。
図13は、開口とレンズとによる集光状態を図式的に示す図である。
図14は、本発明の実施の形態6による積層材料のレーザ加工装置を図式的に示す図である。
図15は、焦点距離可変転写レンズの構成を図式的に示す図である。
図16は、本発明の実施の形態7による積層材料のレーザ加工方法の工程を図式的に示す図である。
図17は、本発明の実施の形態8による積層材料のレーザ加工方法の工程を図式的に示す図である。
図18は、銅における炭酸ガスレーザ吸収率の温度依存性を示すグラフ図である。
図19は、プリント基板の断面を図式的に示す図である。
図20は、従来のレーザ加工によるスルーホール形成工程を図式的に示す図である。
図21は、従来のレーザ加工により形成したスルーホールの断面を図式的に示す図である。
Claims (13)
- 1以上の導体層と絶縁層とが積層された積層材料をレーザビームによって加工する方法であって、
前記導体層にレーザビームを照射して加工穴を形成する導体層加工ステップと、
前記導体層加工ステップに続けて、前記加工穴に前記導体層に照射したレーザビームよりも加工点におけるビーム径が小さいレーザビームを照射して、前記導体層に積層した絶縁層を加工する絶縁層加工ステップと
を含む積層材料レーザ加工方法。 - 1以上の導体層と絶縁層とが積層された積層材料にレーザビームを照射して穴あけ加工を行う方法であって、
前記導体層において、穴あけ加工によって除去される部分をあらかじめ加熱する加熱ステップと、
前記加熱ステップにおいて加熱された部分にレーザビームを照射して穴あけ加工を行う加工ステップと
を含む積層材料レーザ加工方法。 - 前記加熱ステップが、レーザビームを照射することによって行われる請求項2に記載の積層材料レーザ加工方法。
- 絶縁層とその絶縁層を挟む2つの導体層とから成る積層部を含む、導体層と絶縁層とが積層された積層材料において、レーザビームを照射して、前記積層部を貫通する貫通穴を形成する方法であって、
前記積層部の第1の導体層に第1のレーザビームを照射して加工穴を形成する第1の加工ステップと、
前記第1の加工ステップに続けて、前記第1の加工ステップの加工点におけるビーム径を一定にして、前記第1の加工ステップにより形成された加工穴に、前記第1のレーザビームよりもピーク出力が低い第2のレーザビームを照射して、前記積層部の絶縁層の加工を行う第2の加工ステップと、
前記第2の加工ステップに続けて、前記第2の加工ステップの加工点におけるビーム径を一定にして、前記第2の加工ステップによって形成された加工穴に、前記第1のレーザビームよりもピーク出力が低く、かつ、前記第2のレーザビームよりもピーク出力が高い第3のレーザビームを照射して、前記積層部の第2の導体層の加工を行う第3の加工ステップと
から成る積層材料レーザ加工方法。 - 前記積層部の第2の導体層が、前記積層材料の表面層であり、
前記第1の加工ステップの前に、前記第2の導体層上にレーザビーム吸収材料を形成するステップを含む請求項4に記載の積層材料レーザ加工方法。 - 前記レーザビーム吸収材料が高分子材料である請求項5に記載の積層材料レーザ加工方法。
- 1以上の導体層と絶縁層とが積層された積層材料にレーザビームを照射して加工を行う積層材料レーザ加工装置であって、
ピーク出力の異なる複数のパルス化されたレーザビームを出射できるレーザ発振器と、
前記レーザ発振器から出射されたレーザビームの一部を通過させる開口と、
前記開口を通過したレーザビームを光路変更させる光路変更光学系と、
前記開口の像を結像する結像レンズと、
前記レーザ発振器、前記開口、前記光路変更光学系、および、前記結像レンズの位置および動作を制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、結像される像の大きさを可変にすることを特徴とする装置。 - さらに、前記開口と前記光路変更光学系との間の光路中に光路長を可変にする光路長可変光学系を備え、
前記制御部は、前記光路長可変光学系を制御して、前記開口と前記結像レンズとの間の距離を可変にすることを特徴とする請求項7に記載のレーザ加工装置。 - さらに、前記開口と前記光路変更光学系との間の光路中に反射ミラーを備え、
前記制御部は、前記反射ミラーの反射面形状を可変にすることを特徴とする請求項7に記載のレーザ加工装置。 - 前記制御部は、前記反射ミラーの反射面形状を回転双曲面の一部にすることを特徴とする請求項9に記載のレーザ加工装置。
- 前記制御部は、前記反射ミラーに装着された圧電素子を制御することによって、前記反射ミラーの反射面形状を可変にすることを特徴とする請求項9または請求項10に記載のレーザ加工装置。
- 前記制御部は、前記開口の開口径を可変にすることを特徴とする請求項7に記載のレーザ加工装置。
- 前記制御部は、前記結像レンズの焦点距離を可変にすることを特徴とする請求項7に記載のレーザ加工装置。
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