KR101851024B1

KR101851024B1 - 레이저 가공 장치

Info

Publication number: KR101851024B1
Application number: KR1020127030986A
Authority: KR
Inventors: 미치노부 미즈무라
Original assignee: 브이 테크놀로지 씨오. 엘티디
Priority date: 2010-04-28
Filing date: 2011-04-15
Publication date: 2018-04-20
Also published as: TWI505896B; CN102869474B; JP2011230159A; CN102869474A; TW201213034A; KR20130058011A; JP5637526B2; WO2011136056A1; US20130284708A1; US9283640B2

Abstract

본 발명은, 프린트 배선 기판(9)에 레이저 광(L)을 조사하여 프린트 배선 기판(9) 상에 미리 정해진 복수 위치에 각각 구멍(22)을 가공하는 레이저 가공 장치이며, 레이저 광(L)의 광로상에서, 그 상류측으로부터 레이저 광(L)의 강도 분포를 균일화하는 제2 플라이 아이 렌즈(6)와, 제2 플라이 아이 렌즈(6)를 사출한 레이저 광(L)을 평행광으로 하는 제2 콘덴서 렌즈(7)와, 프린트 배선 기판(9)에 대향하여 배치되고, 프린트 배선 기판(9) 상의 상기 복수 위치에 대응하여 복수의 마이크로 렌즈(19)를 형성한 마이크로 렌즈 어레이(8)를 구비한 것이다. 이에 의해, 복수의 펀칭 가공의 위치 정밀도를 향상시키는 동시에 펀칭 가공의 택트를 단축한다.

Description

레이저 가공 장치 {LASER PROCESSING DEVICE}

본 발명은, 피가공물에 레이저 광을 조사하여 상기 피가공물 상의 미리 정해진 복수 위치에 각각 구멍을 가공하는 레이저 가공 장치에 관한 것으로, 상세하게는, 복수의 펀칭 가공의 위치 정밀도를 향상시키는 동시에 펀칭 가공의 택트를 단축하려고 하는 레이저 가공 장치에 관한 것이다.

종래의 레이저 가공 장치는, 갈바노 스캐너에 의해 레이저 광을 피가공물 상의 조사 위치로 유도하고, 가공 구멍이 되는 레이저 광의 조사 위치에 펄스형 레이저 광을 조사하여 버스트 샷 가공하는 것으로, 직교 2축 아래에 요동하는 2개의 갈바노 스캐너를 각각 고속 요동시켜 레이저 광의 조사 위치를 이동시키고, 피가공물 상의 목표 위치에 위치 부여하여 정지시킨 후, 상기 목표 위치에 펄스형 레이저 광을 조사하여 버스트 샷 가공하도록 되어 있었다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).

일본 특허 출원 공개 제2009-154198호 공보

그러나 이러한 종래의 레이저 가공 장치에 있어서, 갈바노 스캐너에 의한 레이저 광의 조사 위치의 위치 결정 정밀도는 ±15㎛ 정도이고, 예를 들어 BGA(Ball Grid Array)나 CSP(Chip Size Package) 등의 반도체 칩의 전극 단자에 대응하여 프린트 배선 기판에 형성된 복수의 전극 패드 상의 임포저에 예를 들어 직경이 30㎛ 내지 50㎛인 구멍을 각각 형성하려고 한 경우, 상기 전극 패드는, 상기 갈바노 스캐너의 위치 결정 정밀도에 기인하여 발생하는 위치 어긋남을 흡수하기 위해 100㎛ 사방 정도의 크기로 형성할 필요가 있었다. 이 경우, 상기 반도체 칩의 전극 단자의 배열 피치는 통상 300㎛ 정도이므로, 프린트 배선 기판의 상기 전극 패드 사이에 100㎛ 내지 150㎛의 배선을 형성하려고 하였을 때, 배선의 여유 공간은 25㎛ 내지 50㎛ 정도로 되어, 배선 쇼트 등의 불량이 발생할 우려가 있었다.

또한, 종래의 레이저 가공 장치에 있어서는, 상기 펀칭 가공의 위치 정밀도의 문제로부터, 프린트 배선 기판의 전극 패드의 크기를 100㎛보다도 작게 하는 것이 곤란하므로, 반도체 칩의 전극 단자의 배열 피치가 300㎛보다도 작아진 경우에는 대응하는 것이 곤란하였다.

또한, 갈바노 스캐너에 의해 레이저 광의 조사 위치의 이동·정지를 반복하면서 복수의 구멍을 레이저 가공하도록 되어 있었으므로, 복수의 펀칭 가공의 택트가 길다고 하는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명은 이러한 문제점에 대처하여, 복수의 펀칭 가공의 위치 정밀도를 향상시키는 동시에 펀칭 가공의 택트를 단축하려고 하는 레이저 가공 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의한 레이저 가공 장치는, 피가공물에 레이저 광을 조사하여 상기 피가공물 상의 미리 정해진 복수 위치에 각각 구멍을 가공하는 레이저 가공 장치이며, 레이저 광의 광로상에서, 그 상류측으로부터 레이저 광의 강도 분포를 균일화하는 광 균일화 수단과, 상기 광 균일화 수단을 사출한 레이저 광을 평행광으로 하는 집광 소자와, 상기 피가공물에 대향하여 배치되고, 상기 피가공물 상의 상기 복수 위치에 대응하여 복수의 마이크로 렌즈를 형성한 마이크로 렌즈 어레이를 구비한 것이다.

이러한 구성에 의해, 광 균일화 수단에 의해 레이저 광의 강도 분포를 균일화하고, 집광 소자에 의해 광 균일화 수단을 사출한 레이저 광을 평행광으로 하고, 피가공물에 대향하여 배치되고, 상기 피가공물 상의 미리 정해진 복수 위치에 대응하여 복수의 마이크로 렌즈를 형성한 마이크로 렌즈 어레이에서 레이저 광을 피가공물 상의 상기 복수 위치에 조사하여 각각 펀칭 가공한다.

또한, 상기 광 균일화 수단은, 복수의 렌즈를 종횡으로 나열하여 배치한 플라이 아이 렌즈이다. 이에 의해, 플라이 아이 렌즈에 의해 레이저 광의 강도 분포를 균일화하여 마이크로 렌즈 어레이에 조사한다.

또한, 상기 광 균일화 수단은, 호모지나이저이다. 이에 의해, 호모지나이저에 의해 레이저 광의 강도 분포를 균일화하여 마이크로 렌즈 어레이에 조사한다.

또한, 상기 광 균일화 수단은, 상기 레이저 광의 광축을 중심으로 하여 회전하는 것이다. 이에 의해, 광 균일화 수단을 레이저 광의 광축을 중심으로 하여 회전시킨다.

그리고 미리 정해진 깊이의 상기 구멍을 레이저 광의 n회 샷(n은 2 이상의 정수)으로 형성할 때에, 상기 광 균일화 수단은, 상기 레이저 광의 n회 샷 중에 1회전 이상 하도록 회전이 제어되어 있다. 이에 의해, 레이저 광의 n회 샷 중에 1회전 이상 하도록 광 균일화 수단의 회전을 제어하여, 진원의 구멍을 미리 정해진 깊이로 가공한다.

청구항 1에 관한 발명에 따르면, 포토리소그래피 기술에 의해 형성 가능한 마이크로 렌즈 어레이를 사용하여 피가공물 상의 미리 정해진 복수 위치에 레이저 광을 조사할 수 있어, 상기 복수의 펀칭 가공의 위치 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 피가공물 상의 복수 위치에 동시에 레이저 광을 조사할 수 있어, 펀칭 가공의 택트를 단축할 수 있다.

또한, 청구항 2 또는 3에 관한 발명에 따르면, 레이저 광의 강도 분포를 균일화할 수 있어, 깊이가 균일한 펀칭 가공을 할 수 있다.

또한, 청구항 4 및 5에 관한 발명에 따르면, 진원의 구멍을 가공할 수 있다. 따라서, 레이저 광의 조사에 의한 열응력이 국부적으로 집중되어 피가공물에 균열이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 레이저 가공 장치의 실시 형태를 도시하는 정면도이다.
도 2는 본 발명에 사용하는 프린트 배선 기판의 일 구성예를 도시하는 평면도이다.
도 3은 상기 프린트 배선 기판의 칩 탑재 영역을 도시하는 설명도이다.
도 4는 상기 레이저 가공 장치의 마이크로 렌즈 어레이의 일 구성예를 도시하는 평면도이다.
도 5는 상기 레이저 가공 장치를 사용한 펀칭 가공을 도시하는 설명도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 첨부 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명에 의한 레이저 가공 장치의 실시 형태를 도시하는 정면도이다. 이 레이저 가공 장치는, 피가공물에 레이저 광을 조사하여 상기 피가공물 상의 미리 정해진 복수 위치에 각각 구멍을 가공하는 것으로, XY 스테이지(1)와, 레이저 광원(2)과, 제1 플라이 아이 렌즈(3)와, 제1 콘덴서 렌즈(4)와, 확산판(5)과, 제2 플라이 아이 렌즈(6)와, 제2 콘덴서 렌즈(7)와, 마이크로 렌즈 어레이(8)를 구비하여 구성되어 있다.

상기 XY 스테이지(1)는, 피가공물인 예를 들어 프린트 배선 기판(9)을 상면에 위치 결정 적재하여 XY의 2차원 평면 내를 이동시키는 것으로, 도시 생략한 X축 및 Y축의 위치 센서를 구비하고 있다. 또한, XY 스테이지(1)의 중심을 축으로 하여 소정 각도만큼 회전할 수도 있게 되어 있다.

여기서, 상기 프린트 배선 기판(9)은, 도 2에 도시하는 바와 같이, 표면에 BGA나 CSP의 반도체 칩을 탑재하는 직사각 형상의 복수의 칩 탑재 영역(10)이 미리 설정되어 있고, 상기 각 칩 탑재 영역(10)에서 그 최상층인 임포저의 하측의 층에는, 도 3에 도시하는 바와 같이 상기 반도체 칩의 복수의 전극 단자에 대응하여 복수의 전극 패드(11)가 형성되어 있다. 또한, 도 3은, 복수의 전극 패드(11)가 칩 탑재 영역(10)의 직사각 형상 중앙 영역(12)을 둘러싸는 주변 영역(13)에 형성되어 있는 경우를 예시하고 있다. 또한, 도 2에 도시하는 바와 같이, 직사각 형상의 칩 탑재 영역(10)의 외측에서 칩 탑재 영역(10)의 적어도 하나의 대각선상에는, 칩 탑재 영역(10)의 중심으로부터 서로 반대 방향으로 미리 정해진 거리만큼 이격되어, 예를 들어 한 쌍의 십자 형상의 기판측 얼라인먼트 마크(14)가 형성되어 있다.

상기 XY 스테이지(1)의 상방에는, 레이저 광원(2)이 설치되어 있다. 이 레이저 광원(2)은, 레이저 광(L)을 펄스 발진하는 YAG 레이저나 CO₂ 레이저 등이며, 본 실시 형태에 있어서는, 파장이 355㎚인 CO₂ 레이저를 사용한 경우에 대해 서술한다. 이에 의해, 약 30㎛ 직경의 펀칭 가공이 가능해진다.

상기 레이저 광(L)의 광로상에서 상기 레이저 광원(2)의 하류측에는, 제1 플라이 아이 렌즈(3)가 설치되어 있다. 이 제1 플라이 아이 렌즈(3)는, 레이저 광(L)의 강도 분포를 균일화하는 동시에 광속(光束) 직경을 확장하는 빔 익스팬더의 기능을 하는 것이며, 레이저 광(L)의 광속 직경 내에 복수의 집광 렌즈를 종횡으로 배치하여 구비하고 있다. 그리고 레이저 광원(2)으로부터 방사된 레이저 광(L)을 받아 이것을 각 집광 렌즈의 후 초점 위치에 일단 집광한 후, 방사상으로 발산시켜 레이저 광(L)의 광속 직경을 확장하도록 되어 있다.

상기 레이저 광(L)의 광로상에서 상기 제1 플라이 아이 렌즈(3)의 하류측에는, 제1 콘덴서 렌즈(4)가 설치되어 있다. 이 제1 콘덴서 렌즈(4)는, 제1 플라이 아이 렌즈(3)를 사출한 레이저 광(L)을 평행광으로 하기 위한 것이고, 그 전 초점 위치를 제1 플라이 아이 렌즈(3)의 후 초점 위치[각 집광 렌즈의 후 초점 위치를 포함하는 면과 레이저 광(L)의 광축(OA)과의 교점 위치]에 대략 합치시켜 배치되어 있다.

상기 레이저 광(L)의 광로상에서 상기 제1 콘덴서 렌즈(4)의 하류측에는, 확산판(5)이 설치되어 있다. 이 확산판(5)은, 상기 제1 플라이 아이 렌즈(3)의 각 집광 렌즈를 사출한 복수의 레이저 빔이 후술하는 제2 플라이 아이 렌즈(6)의 입사측면 상에서 간섭하는 것을 방지하기 위한 것이고, 표면에 미세한 요철 패턴을 랜덤하게 형성한 불투명 글래스 형상의 판이다.

상기 레이저 광(L)의 광로상에서 상기 확산판(5)의 하류측에는, 제2 플라이 아이 렌즈(6)가 설치되어 있다. 이 제2 플라이 아이 렌즈(6)는, 입사하는 레이저 광(L)의 강도 분포를 균일화하기 위한 것이며 광 균일화 수단이 되는 것으로, 레이저 광(L)의 확장된 빔 직경 내에 복수의 집광 렌즈를 종횡으로 배치하여 구비한 2개의 렌즈 어레이(15a, 15b)를 서로 대응하는 집광 렌즈의 중심축이 합치하도록 대향 배치한 구성을 갖고 있다. 그리고 상기 제2 플라이 아이 렌즈(6)는, 도시 생략한 회전 구동 기구에 의해, 레이저 광(L)의 광축(OA)(광로의 중심축)을 중심으로 하여 회전하도록 되어 있다. 이 경우, 제2 플라이 아이 렌즈(6)는, 미리 정해진 소정 깊이의 구멍(비아 홀)을 레이저 광(L)의 n회 샷(n은 2 이상의 정수)으로 형성할 때에, 레이저 광(L)의 n회 샷 중에 1회전 이상 하도록 회전이 제어되어 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 레이저 광(L)의 40회 샷으로 소정 깊이의 구멍으로서 약 40㎛의 펀칭 가공이 가능하다. 따라서, 제2 플라이 아이 렌즈(6)는, 레이저 광(L)의 40회 샷 중에 1회전 이상 하도록 회전이 제어된다.

상기 레이저 광(L)의 광로상에서 상기 제2 플라이 아이 렌즈(6)의 하류측에는, 제2 콘덴서 렌즈(7)가 설치되어 있다. 이 제2 콘덴서 렌즈(7)는, 제2 플라이 아이 렌즈(6)를 사출한 레이저 광(L)을 평행광으로 하는 것이며 집광 소자가 되는 것으로, 그 전 초점 위치를 상기 제2 플라이 아이 렌즈(6)의 후 초점 위치[한 쌍의 렌즈 어레이(15a, 15b) 중 하류측의 렌즈 어레이(15b)의 각 집광 렌즈의 후 초점 위치를 포함하는 면과 레이저 광(L)의 광축(OA)과의 교점 위치]에 대략 합치시켜 배치되어 있다. 또한, 도 1에 있어서, 부호 23은 광로를 직각으로 절곡하는 전반사 미러이다.

상기 레이저 광(L)의 광로상에서 상기 제2 콘덴서 렌즈(7)의 하류측에는, 프린트 배선 기판(9)에 대향하여 마이크로 렌즈 어레이(8)가 배치되어 있다. 이 마이크로 렌즈 어레이(8)는, 프린트 배선 기판(9) 상에 미리 형성된 복수의 전극 패드(11)의 위치에 대응하여 복수의 마이크로 렌즈(19)를 형성한 것이다. 구체적으로는, 예를 들어 도 4에 도시하는 바와 같이, 직사각 형상의 투명 기재(16)의 직사각 형상 중앙 영역(17)을 둘러싸는 주변 영역(18)에 복수의 마이크로 렌즈(19)가 형성되어 있다. 이 경우, 종횡으로 배치된 복수의 마이크로 렌즈(19)의 중심선 간격 w는, 프린트 배선 기판(9)의 전극 패드(11)의 배열 피치 w(도 3 참조)와 동등하다. 또한, 직사각 형상의 투명 기재(16)의 적어도 하나의 대각선상에는, 프린트 배선 기판(9)의 기판측 얼라인먼트 마크(14)에 대응하여 예를 들어 한 쌍의 프레임 형상의 렌즈측 얼라인먼트 마크(20)가 형성되어 있다. 이러한 마이크로 렌즈 어레이(8)는, 예를 들어 포토리소그래피의 기술을 이용하여 제조할 수 있고, 각 마이크로 렌즈(19)의 배열 피치를 서브 마이크로미터로부터 수 마이크로미터의 정밀도로 형성할 수 있다.

그리고 상기 마이크로 렌즈 어레이(8)의 상방에 배치된 도시 생략된 얼라인먼트용 카메라에 의해, 상기 렌즈측 얼라인먼트 마크(20)와 그 아래에 위치하는 기판측 얼라인먼트 마크(14)를 동일 시야 내에 포착하여 예를 들어 각 얼라인먼트 마크(20, 14)의 중심 위치의 어긋남량을 계측하고, 상기 어긋남량이 제로로 되도록 XY 스테이지(1)를 이동하여 마이크로 렌즈 어레이(8)와 프린트 배선 기판(9)의 칩 탑재 영역(10)의 위치 정렬을 하도록 되어 있다.

또한, 마이크로 렌즈 어레이(8)는, 마이크로 렌즈(19)의 외측 영역에 차광막이 형성되어 있어도 되고, 형성되어 있지 않아도 된다. 차광막이 형성되어 있지 않은 경우에도, 마이크로 렌즈(19) 외부를 투과하는 레이저 광(L)은 프린트 배선 기판(9) 상에 집광되지 않으므로, 프린트 배선 기판(9) 상에 레이저 광(L)의 에너지가 집중되지 않아, 이들 레이저 광(L)에 의해 프린트 배선 기판(9)이 가공되는 일은 없다.

다음에, 이와 같이 구성된 레이저 가공 장치의 동작에 대해 설명한다.

우선, XY 스테이지(1) 상에 프린트 배선 기판(9)이 위치 결정되어 적재된다. 계속해서, 기동 스위치가 투입되면, XY 스테이지(1)가 XY 평면 내를 이동하여 프린트 배선 기판(9)의 최초의 칩 탑재 영역(10)[예를 들어, 도 2에 있어서 좌측 상단부에 위치하는 칩 탑재 영역(10)]을 마이크로 렌즈 어레이(8)의 바로 아래의 위치에 위치 부여한다.

다음에, 도시 생략된 얼라인먼트용 카메라에 의해, 마이크로 렌즈 어레이(8)의 렌즈측 얼라인먼트 마크(20)와 기판측 얼라인먼트 마크(14)를 동일 시야에 포착하여 촬상하고, 상기 화상을 도시 생략된 제어 수단에 의해 화상 처리하여, 예를 들어 렌즈측 얼라인먼트 마크(20) 및 기판측 얼라인먼트 마크(14)의 중심간 거리를 계측한다. 그리고 양자의 중심간 거리가 미리 정해진 값, 예를 들어 제로로 되도록 XY 스테이지(1)를 미동하여 마이크로 렌즈 어레이(8)와 프린트 배선 기판(9)의 최초의 칩 탑재 영역(10) 사이의 위치 정렬을 한다. 또한, 필요에 따라서 XY 스테이지(1)를 그 중심을 축으로 회전하여 위치 정렬을 한다.

상기 위치 정렬이 종료되면, 레이저 광원(2)이 점등되어 일정 주파수로 발진하는 펄스 레이저 광(L)을 방사한다. 이 레이저 광(L)은, 제1 플라이 아이 렌즈(3)에 의해 강도 분포가 균일화되는 동시에 광속 직경이 확대되어 제1 콘덴서 렌즈(4)에 입사한다.

제1 콘덴서 렌즈(4)에 입사한 레이저 광(L)은, 상기 제1 콘덴서 렌즈(4)에 의해 상기 제1 플라이 아이 렌즈(3)의 각 집광 렌즈를 사출한 레이저 빔의 주 광선이 광축(OA)에 평행한 평행광으로 되어 확산판(5)에 입사한다.

상기 확산판(5)에 있어서, 레이저 광(L)은 일정한 각도 범위 내에서 랜덤한 방향으로 확산된다. 이에 의해, 제2 플라이 아이 렌즈(6)의 입사측면 상에서는, 상기 제1 플라이 아이 렌즈(3)의 각 집광 렌즈를 사출한 레이저 빔이 간섭하지 않아, 간섭 무늬가 발생하는 일이 없다.

확산판(5)을 사출한 레이저 광(L)은, 제2 플라이 아이 렌즈(6)에 의해 강도 분포가 균일화되고, 또한 제2 콘덴서 렌즈(7)에 의해, 제2 플라이 아이 렌즈(6)의 각 집광 렌즈를 사출한 레이저 빔의 주 광선이 광축(OA)에 평행한 평행광으로 되어 마이크로 렌즈 어레이(8)에 입사한다.

마이크로 렌즈 어레이(8)의 각 마이크로 렌즈(19)는, 레이저 광(L)을 프린트 배선 기판(9)의 각 전극 패드(11)에 대응한 위치에 집광하고, 프린트 배선 기판(9) 상에 제2 플라이 아이 렌즈(6)의 사출측 단부면 형상과 상사형인 예를 들어 사각형의 빔 스폿을 형성한다. 이에 의해, 프린트 배선 기판(9)의 전극 패드(11) 상의 임포저에는, 도 5에 도시하는 바와 같이 예를 들어 사각형의 구멍(21)이 가공되게 된다.

상기 실시 형태에 있어서는, 일정 깊이(예를 들어, 40㎛)의 펀칭 가공이 레이저 광(L)의 n회 샷(n은 2 이상의 정수이며, 예를 들어 40회 샷)으로 형성되는 경우에, 도시 생략된 회전 구동 기구에 의해 제2 플라이 아이 렌즈(6)가 광축(OA)(광로의 중심축)을 중심으로 레이저 광(L)의 n회 샷(40회 샷) 중에 1회전 이상 된다. 이에 의해, 프린트 배선 기판(9) 상에 조사되는 상기 사각형의 복수의 빔 스폿은, 복수의 전극 패드(11) 상의 임포저에 펀칭 가공을 하면서, 도 5의 예를 들어 화살표 방향으로 회전된다. 따라서, 각 전극 패드(11) 상에는, 마이크로 렌즈 어레이(8)의 각 마이크로 렌즈(19)의 중심축을 중심으로 하는 횡단면 원형 형상의 복수의 구멍(22)이 동시에 가공되게 된다. 이 경우, 각 구멍(22)의 배열 피치는, 마이크로 렌즈 어레이(8)의 각 마이크로 렌즈(19)의 형성 정밀도에 따라 정해지므로, 그 위치 정밀도는 서브 마이크로미터로부터 수 마이크로미터 정도로 된다.

계속해서, XY 스테이지(1)를 칩 탑재 영역(10)의 배열 피치와 동등한 거리만큼, 예를 들어 도 2에 있어서 좌측으로 이동하여, 2번째의 칩 탑재 영역(10)을 마이크로 렌즈 어레이(8)의 바로 아래에 위치를 부여한다. 그 후, 상술한 바와 마찬가지로 하여 마이크로 렌즈 어레이(8)와 2번째의 칩 탑재 영역(10)의 위치 정렬을 한 후, 제2 플라이 아이 렌즈(6)를 회전시키면서 레이저 광(L)을 조사하여 2번째의 칩 탑재 영역(10)의 복수의 전극 패드(11)에 대응시켜 복수의 구멍(22)을 가공한다. 이후, 이것을 반복 실행함으로써, 프린트 배선 기판(9) 상의 모든 칩 탑재 영역(10)에 펀칭 가공을 한다.

본 발명에 따르면, 프린트 배선 기판(9)의 복수의 전극 패드(11)에 대응하여 복수의 마이크로 렌즈(19)를 형성한 마이크로 렌즈 어레이(8)에 의해, 상기 복수의 전극 패드(11) 상에 레이저 광(L)을 각각 집광하여 펀칭 가공을 하도록 하고 있으므로, 종래의 갈바노 미러에 의해 레이저 광(L)을 스텝 이동하면서 펀칭 가공하는 경우에 비해 펀칭 가공의 위치 정밀도가 훨씬 향상된다. 따라서, 종래와 동일한 직경의 구멍(22)을 동일한 배열 피치로 형성하는 경우, 전극 패드(11)의 크기를 종래보다도 작게 할 수 있다. 그러므로, 인접하는 전극 패드(11) 사이에 배선을 형성하는 경우에도, 충분한 여유 공간을 확보할 수 있어, 배선의 쇼트 등의 불량의 발생을 저감할 수 있다.

또한, 반도체 칩의 전극 단자 간격이 좁아진 경우에도, 그것에 따라서 각 마이크로 렌즈(19)의 직경을 작게 하는 동시에 그 간격을 좁힌 마이크로 렌즈 어레이(8)를 준비함으로써 용이하게 대응할 수 있다.

또한, 하나의 칩 탑재 영역(10)의 복수의 전극 패드(11)에 대응하여 복수의 펀칭 가공을 동시에 행할 수 있으므로, 펀칭 가공의 택트를 단축할 수 있다.

또한, 상기 실시 형태에 있어서는, 광 균일화 수단이 플라이 아이 렌즈[제2 플라이 아이 렌즈(6)]인 경우에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 광 균일화 수단은 호모지나이저라도 좋다.

또한, 상기 실시 형태에 있어서는, 집광 소자가 콘덴서 렌즈인 경우에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 집광 소자는 오목 거울이라도 좋다.

또한, 상기 실시 형태에 있어서는, 마이크로 렌즈 어레이(8)와 프린트 배선 기판(9)의 위치 정렬을 XY 스테이지(1)를 미동시켜 행하는 경우에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 마이크로 렌즈(8)측, 또는 마이크로 렌즈(8) 및 XY 스테이지(1)의 양쪽을 미동시켜도 좋다.

그리고 이상의 설명에 있어서는, 피가공물이 프린트 배선 기판(9)인 경우에 대해 서술하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 피가공물은 복수의 구멍(22)을 레이저 가공하려고 하는 부재이면 어느 것이라도 좋다.

6 : 제2 플라이 아이 렌즈(균일화 수단)
7 : 제2 콘덴서 렌즈(집광 소자)
8 : 마이크로 렌즈 어레이
9 : 프린트 배선 기판(피가공물)
19 : 마이크로 렌즈
22 : 구멍
L : 레이저 광
OA : 레이저 광의 광축

Claims

피가공물에 레이저 광을 조사하여 상기 피가공물 상의 미리 정해진 복수 위치에 각각 구멍을 가공하는 레이저 가공 장치이며,
레이저 광의 광로상에서, 그 상류측으로부터
상기 레이저 광의 강도 분포를 균일화하는 광 균일화 수단과,
상기 광 균일화 수단을 사출한 레이저 광을 평행광으로 하는 집광 소자와,
상기 피가공물에 대향하여 배치되고, 상기 피가공물 상의 상기 복수 위치에 대응하여 복수의 마이크로 렌즈를 형성한 마이크로 렌즈 어레이를 구비하고,
레이저 가공 중에 상기 광 균일화 수단을 상기 레이저 광의 광축을 중심으로 하여 1회전 이상시켜, 상기 복수의 마이크로 렌즈의 중심축을 중심으로 하는 원형의 복수의 구멍을 동시에 가공하는 것을 특징으로 하는, 레이저 가공 장치.
제1항에 있어서, 상기 광 균일화 수단은, 복수의 렌즈를 종횡으로 나열하여 배치한 플라이 아이 렌즈인 것을 특징으로 하는, 레이저 가공 장치.
제1항에 있어서, 상기 광 균일화 수단은 호모지나이저인 것을 특징으로 하는, 레이저 가공 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 미리 정해진 깊이의 상기 구멍을 레이저 광의 n회 샷(n은 2 이상의 정수)으로 형성할 때에, 상기 광 균일화 수단은, 상기 레이저 광의 n회 샷 중에 1회전 이상 하도록 회전이 제어되어 있는 것을 특징으로 하는, 레이저 가공 장치.
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