KR20130095680A - Laser processing apparatus and laser processing method - Google Patents
Laser processing apparatus and laser processing method Download PDFInfo
- Publication number
- KR20130095680A KR20130095680A KR1020130017352A KR20130017352A KR20130095680A KR 20130095680 A KR20130095680 A KR 20130095680A KR 1020130017352 A KR1020130017352 A KR 1020130017352A KR 20130017352 A KR20130017352 A KR 20130017352A KR 20130095680 A KR20130095680 A KR 20130095680A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- laser
- focus
- shot
- focus surface
- lens
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/38—Removing material by boring or cutting
- B23K26/382—Removing material by boring or cutting by boring
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/062—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam
- B23K26/0622—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam by shaping pulses
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
- B23K26/083—Devices involving movement of the workpiece in at least one axial direction
- B23K26/0853—Devices involving movement of the workpiece in at least in two axial directions, e.g. in a plane
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
- B23K37/04—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups for holding or positioning work
- B23K37/0408—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups for holding or positioning work for planar work
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/0011—Working of insulating substrates or insulating layers
- H05K3/0017—Etching of the substrate by chemical or physical means
- H05K3/0026—Etching of the substrate by chemical or physical means by laser ablation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/36—Electric or electronic devices
- B23K2101/42—Printed circuits
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
Description
본 출원은, 2012년 2월 20일에 출원된 일본 특허출원 제2012-033847호에 근거하여 우선권을 주장한다. 그 출원의 전체 내용은 이 명세서 중에 참고로 원용되어 있다.This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2012-033847 for which it applied on February 20, 2012. The entire contents of which are incorporated herein by reference.
본 발명은, 빔 주사기에서 주사된 레이저 빔을, 텔레센트릭 fθ렌즈를 통하여 가공 대상물에 입사시켜 가공을 행하는 레이저 가공 장치, 및 레이저 가공 방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a laser processing apparatus and a laser processing method for performing processing by injecting a laser beam scanned by a beam syringe into a processing object through a telecentric f? Lens.
갈바노 스캐너와 텔레센트릭 fθ렌즈를 조합한 레이저 드릴이, 프린트기판의 천공 가공에 이용되고 있다. 주사가능범위 내의 임의의 장소에, 레이저 빔이 수직 입사되기 때문에, 주사범위의 중심과 주변에서, 형상의 편차가 적은 구멍을 형성할 수 있다.A laser drill combining a galvano scanner and a telecentric f? Lens is used for drilling a printed board. Since the laser beam is incident vertically at any place within the scannable range, it is possible to form a hole with little variation in shape at the center and the periphery of the scan range.
텔레센트릭 fθ렌즈를 사용하면, 이상적으로는, 주사가능범위 내의 어느 장소에도, 레이저 빔이 수직 입사한다. 그런데, 주사가능범위의 주변부 근방에 있어서, 텔레센트릭 에러가 발생함으로써, 레이저 빔의 입사각이 90°에서 약간 어긋나는 경우가 있다. 형성하는 구멍이 얕은 경우에는, 레이저 빔의 입사각이 90°에서 약간 어긋나도 문제는 표면화되지 않는다. 형성하는 구멍이 깊어지면, 레이저 빔의 입사각의 어긋남의 영향에 의하여, 형성되는 구멍의 중심축이 기판 표면에 대해서 경사지는 경우가 있다.Using a telecentric f? Lens, ideally, the laser beam is incident vertically anywhere in the scannable range. By the way, in the vicinity of the periphery of the scannable range, a telecentric error may occur, whereby the incident angle of the laser beam may shift slightly at 90 °. In the case where the hole to be formed is shallow, even if the incident angle of the laser beam is slightly displaced at 90 °, the problem is not surfaced. When the hole to be formed deepens, the center axis of the hole to be formed may be inclined with respect to the substrate surface under the influence of the deviation of the incident angle of the laser beam.
본 발명의 목적은, 텔레센트릭 에러의 영향을 경감하여, 원하는 형상의 구멍을 형성할 수 있는 레이저 가공 장치 및 레이저 가공 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a laser processing apparatus and a laser processing method which can reduce the influence of a telecentric error and form a hole having a desired shape.
본 발명의 하나의 관점에 의하면,According to one aspect of the present invention,
가공 대상물을 지지하는 스테이지와,A stage supporting the object to be processed,
펄스 레이저 빔을 출사하는 레이저 광원과,A laser light source for emitting a pulsed laser beam,
상기 레이저 광원으로부터 출사된 펄스 레이저 빔을 주사하는 빔 주사기와,A beam syringe for scanning a pulsed laser beam emitted from the laser light source;
상기 스테이지와 상기 빔 주사기와의 사이의 레이저 빔의 경로 상에 배치된 텔레센트릭 fθ렌즈와,A telecentric fθ lens disposed on a path of a laser beam between the stage and the beam syringe,
상기 스테이지에 지지된 상기 가공 대상물의 표면에 대해서, 상기 텔레센트릭 fθ렌즈의 포커스면의 높이를 변화시키는 포커스면 이동 기구와,A focus plane moving mechanism for changing a height of a focus plane of the telecentric fθ lens with respect to a surface of the object to be supported by the stage;
상기 레이저 광원, 상기 빔 주사기, 및 상기 포커스면 이동 기구를 제어하는 제어 장치를 가지고,And a control device for controlling the laser light source, the beam syringe, and the focus surface moving mechanism,
상기 제어 장치는, 상기 빔 주사기 및 상기 레이저 광원을 제어하여, 상기 가공 대상물의 표면에 획정된 복수의 가공점의 각각에 복수의 레이저 펄스를 입사시키며,The control device controls the beam syringe and the laser light source to inject a plurality of laser pulses into each of a plurality of processing points defined on the surface of the processing object,
상기 가공점의 각각에 입사하는 레이저 펄스의 쇼트마다, 상기 포커스면 이동 기구를 제어하여, 상기 포커스면의 높이를 변경하는 레이저 가공 장치가 제공된다.The laser processing apparatus which controls the said focus surface moving mechanism for every shot of the laser pulse which injects into each of the said processing points, and changes the height of the said focus surface is provided.
본 발명의 다른 하나의 관점에 의하면,According to another aspect of the present invention,
펄스 레이저 빔을, 빔 주사기 및 텔레센트릭 fθ렌즈를 경유하여, 가공 대상물의 가공점에 입사시켜 오목부를 형성하는 공정과,A step of injecting a pulsed laser beam into a processing point of the object to be processed via a beam syringe and a telecentric f? Lens to form a recess;
상기 오목부를 형성한 후, 상기 텔레센트릭 fθ렌즈의 포커스면을 하강시키는 공정과,Forming the concave portion and then lowering the focal plane of the telecentric f? Lens;
상기 포커스면을 하강시킨 후, 상기 빔 주사기 및 상기 텔레센트릭 fθ렌즈를 경유하여, 상기 오목부에 레이저 펄스를 입사시켜, 상기 오목부를 깊게 하는 공정을 가지는 레이저 가공 방법이 제공된다.After lowering the focus plane, a laser processing method is provided which has a step of deepening the concave portion by injecting a laser pulse into the concave portion via the beam syringe and the telecentric f? Lens.
레이저 펄스의 쇼트마다, 포커스면의 높이를 조절함으로써, 텔레센트릭 에러가 발생하고 있는 경우에도, 가공 대상물의 표면에 대해서 대략 수직인 구멍을 형성할 수 있다.By adjusting the height of the focus plane for each shot of the laser pulse, even when a telecentric error occurs, a hole substantially perpendicular to the surface of the object can be formed.
도 1은, 실시예 1에 의한 레이저 가공 장치의 개략도이다.
도 2에 있어서, (2A)는 가공 대상물의 평면도이며, (2B)는, 가공 대상물의 단면도이다.
도 3은, 실시예 1에 의한 레이저 가공 방법의 플로우차트이다.
도 4에 있어서, (4A)는 실시예 1에 의한 방법으로 가공하는 가공 대상물의 단면도이며, (4B)는, 실시예 1에 의한 레이저 가공 방법으로 형성된 구멍의 단면도이다.
도 5는, 비교예에 의한 레이저 가공 방법으로 형성한 구멍의 단면도이다.
도 6은, 실시예 2에 의한 레이저 가공 방법의 플로우차트이다.
도 7은, 실시예 3에 의한 레이저 가공 방법으로 형성되는 구멍의 단면도이다.1 is a schematic view of a laser processing apparatus according to the first embodiment.
In FIG. 2, (2A) is a top view of a process target object, (2B) is sectional drawing of a process target object.
3 is a flowchart of the laser processing method according to the first embodiment.
In FIG. 4, (4A) is sectional drawing of the object to be processed by the method of Example 1, (4B) is sectional drawing of the hole formed by the laser processing method of Example 1. FIG.
5 is a cross-sectional view of the hole formed by the laser processing method according to the comparative example.
6 is a flowchart of the laser processing method according to the second embodiment.
7 is a sectional view of a hole formed by the laser processing method according to the third embodiment.
[실시예 1][Example 1]
도 1에, 실시예 1에 의한 레이저 가공 장치의 개략도를 나타낸다. 기대(10)에, 스테이지 이동 기구(11)를 통하여 스테이지(12)가 지지되어 있다. 스테이지(12)의 지지면 상에, 프린트기판 등의 가공 대상물(13)이 지지되어 있다. 일반적으로는, 스테이지(12)의 지지면 및 가공 대상물(13)의 표면이 수평이 되도록, 기대(10)의 자세가 정해진다. 스테이지(12)의 지지면에 평행으로 서로 직교하는 2방향을 x방향 및 y방향으로 하고, 지지면의 법선방향을 z방향으로 하는 xyz직교좌표계를 정의한다. 스테이지 이동 기구(11)는, 스테이지(12) 및 가공 대상물(13)을 x방향 및 y방향으로 이동시킨다.1, the schematic of the laser processing apparatus by Example 1 is shown. The
레이저 광원(20)이 펄스 레이저 빔을 출사한다. 레이저 광원(20)으로서, 예를 들면 탄산가스 레이저, YAG 레이저, 엑시머 레이저 등이 이용된다. 레이저 광원(20)으로부터 출사된 펄스 레이저 빔이 빔 익스팬더(21), 마스크(22), 렌즈(23), 벤딩 미러(24), 빔 주사기(25), 및 fθ렌즈(26)를 경유하여, 가공 대상물(13)에 입사한다.The
빔 익스팬더(21)가, 레이저 빔의 빔 단면을 확대한다. 마스크(22)는, 레이저 빔의 빔 단면 형상을 정형한다. 렌즈(23)는, 마스크(22)를 투과한 레이저 빔을 콜리메이트 한다. 벤딩 미러(24)는 레이저 빔의 진행방향을 하방으로 향하게 한다. 빔 주사기(25)는, 가공 대상물(13)의 표면에 있어서, 레이저 빔의 입사점이 x방향 및 y방향으로 이동하도록, 레이저 빔을 주사한다. 빔 주사기(25)에는, 예를 들면 한 쌍의 갈바노 스캐너가 이용된다.The beam expander 21 enlarges the beam cross section of the laser beam. The
fθ렌즈(26)가, 빔 주사기(25)와 스테이지(12)와의 사이의 레이저 빔의 경로 상에 배치되어 있다. fθ렌즈(26)는, 마스크(22)의 위치의 빔 단면 형상을 가공 대상물(13)의 표면에 결상시킨다. 빔 주사기(25) 및 fθ렌즈(26)는, 상측 텔레센트릭 광학계를 구성한다. 즉, 빔 주사기(25)에서 주사된 레이저 빔의 주 광선은, 가공 대상물(13)에 수직 입사한다.The
포커스면 이동 기구(27)가, fθ렌즈(26)를 스테이지(12)에 대해서 승강시킨다(z방향으로 이동시킨다). fθ렌즈(26)를 z방향으로 이동시키면, 가공 대상물(13)의 표면을 기준으로 하여, 포커스면의 높이가 변화한다. 여기서, 포커스면이란, 마스크(22)의 위치의 빔 단면 형상이 결상하는 면을 의미한다.The focus
제어 장치(30)가, 레이저 광원(20), 빔 주사기(25), 포커스면 이동 기구(27), 및 스테이지 이동 기구(11)를 제어한다.The
도 2의 (2A)에, 가공 대상물(13)의 평면도를 나타낸다. 가공 대상물(13)의 표면이, 복수의 스캔 에리어(14)로 구분되어 있다. 1개의 스캔 에리어(14)는, 빔 주사기(25)로 주사 가능한 범위(이하, "주사가능범위"라고 한다.)와 동일하거나, 주사가능범위에 내포되는 크기 및 형상을 가진다. 가공 대상물(13)의 표면에, 구멍을 형성해야 할 복수의 가공점(45)의 좌표가 미리 정해져 있다. 가공점(45)의 좌표는, 제어 장치(30)에 등록되어 있다. 또한, 1개의 가공점(45)에 입사시키는 레이저 펄스의 쇼트수, 및 각 쇼트에 대응하는 레이저 펄스의 펄스 에너지에 관한 정보가 제어 장치(30)에 등록되어 있다.2A, a plan view of the object to be processed 13 is shown. The surface of the object to be processed 13 is divided into a plurality of
도 2의 (2B)에, 가공 대상물(13)의 1개의 가공점(45)의 근방의 단면도를 나타낸다. 유리 에폭시 등의 기판(40) 상에, 내층의 구리 패턴(41)이 형성되어 있다. 기판(40) 및 구리 패턴(41) 상에, 수지막(42)이 형성되어 있다. 수지막(42) 상에, 표층의 구리막(43)이 형성되어 있다. 가공 대상물(13)의 표면에, 구멍을 형성해야 할 가공점(45)의 위치가 정의되어 있다.2B is a cross-sectional view of the vicinity of one
도 3에, 실시예 1에 의한 레이저 가공 방법의 플로우차트를 나타낸다. 이하의 설명에 있어서, 필요에 따라서, 도 1, 도 2의 (2A) 및 (2B), 도 4의 (4A) 및 (4B)를 참조한다. 스텝 SA1에 있어서, 제어 장치(30)(도 1)가 스테이지 이동 기구(11)를 제어하여, 미가공의 스캔 에리어(14)[도 2의 (2A)]를 주사가능범위 내에 배치한다. 스텝 SA2에 있어서, 제어 장치(30)가 포커스면 이동 기구(27)을 제어하여, 포커스면의 높이를 조정한다. 예를 들면, 포커스면을, 가공 대상물(13)의 표면에 일치시킨다. 가공 대상물(13)의 두께는, 미리 제어 장치(30)에 등록되어 있다. 이로 인하여, 제어 장치(30)는, 가공 대상물(13)의 표면의 높이(z방향의 위치)를 산출할 수 있다.3, the flowchart of the laser processing method by Example 1 is shown. In the following description, reference is made to FIG. 1, FIG. 2 (A) and (2B), FIG. 4 (4A) and (4B) as needed. In step SA1, the control apparatus 30 (FIG. 1) controls the
스텝 SA3에 있어서, 제어 장치(30)가 빔 주사기(25)와 레이저 광원(20)을 제어하여, 스캔 에리어(14) 내의 가공점(45)[도 2의 (2A)]에, 차례로, 1쇼트씩 레이저 펄스를 입사시킨다. 레이저 펄스의 펄스폭 및 출력파워는, 미리 제어 장치(30)에 등록되어 있다. 다만, 필요에 따라서, 렌즈(23)와 빔 주사기(25)와의 사이의 레이저 빔의 경로 상에, 펄스폭 조정기를 배치해도 된다. 펄스폭 조정기는, 예를 들면, 음향 광학 소자와 빔 댐퍼에 의하여 구성할 수 있다.In step SA3, the
도 4의 (4A)에, 1 쇼트째의 레이저 펄스(LP1)가 가공점(45)에 입사할 때의 단면도를 나타낸다. 포커스면(FS1)이 가공 대상물(13)의 표면과 일치하고 있다. 이로 인하여, 가공 대상물(13)의 표면에, 마스크(22)(도 1)의 위치에 있어서의 빔 단면 형상의 상(47)이 형성된다. 도 4의 (4A)에서는, 텔레센트릭 에러가 발생하고 있는 경우를 나타내고 있다. 즉, 레이저 펄스(LP1)의 중심 광선은, 가공 대상물(13)의 표면의 법선 방향에 대해서 경사져 있다. 레이저 펄스(LP1)가 입사된 위치에 구멍(46)이 형성된다.4 (A), sectional drawing at the time of the 1st shot laser pulse LP1 injecting into the
도 3의 스텝 SA4에 있어서, 각 가공점(45)[도 2의 (2A)]에, 가공에 필요한 쇼트수의 레이저 펄스가 입사했는지 아닌지를 판정한다. 입사한 쇼트수가, 가공에 필요한 쇼트수에 이를 때까지, 스텝 SA2 및 스텝 SA3을 반복한다.In step SA4 of FIG. 3, it is determined whether the laser pulse of the number of shots required for a process has entered into each machining point 45 (2A of FIG. 2). Step SA2 and step SA3 are repeated until the number of shots entered reaches the number of shots required for processing.
도 4의 (4B)에, 2쇼트째 ~ 4쇼트째의 레이저 펄스(LP2 ~ LP4)가 가공점(45)에 입사할 때의 단면도를 나타낸다. 레이저 펄스를 입사시키기 전에, 스텝 SA2(도 3)에 있어서, 2쇼트째 ~ 4쇼트째의 레이저 펄스(LP2 ~ LP4)의 각각의 포커스면(FS2 ~ FS4)의 높이를, 전회의 쇼트의 레이저 펄스의 입사에 의하여 형성되어 있는 구멍(46)의 바닥면에 일치시킨다.In FIG. 4 (4B), sectional drawing when the laser pulses LP2-LP4 of 2nd-4th shot enters the
구멍(46)의 깊이는, 미리 동일한 레이저 조사조건으로 평가 실험을 행함으로써, 구해 둘 수 있다. 구멍(46)의 깊이로부터 산출된 포커스면의 이동량은, 제어 장치(30)에 등록되어 있다. 2쇼트째 ~ 4쇼트째의 레이저 펄스(LP2 ~ LP4)를 입사시킬 때마다, 구멍(46)이 파선으로 나타낸 바와 같이 깊어진다. 이로 인하여, 상대적으로 이후의 쇼트의 레이저 펄스의 포커스면(FS2 ~ FS4)을, 상대적으로 이전의 쇼트의 레이저 펄스의 포커스면(FS1 ~ FS3)보다 깊은 위치에 배치하면 된다. 포커스면의 이동량은, 각 쇼트간에서 동일하다고는 단정할 수 없다. 4쇼트째의 레이저 펄스(LP4)를 입사시킨 시점에서, 구멍(46)이 내층의 구리 패턴(41)에 이른다.The depth of the
구멍(46)이 깊어져도, 각 쇼트의 레이저 펄스(LP2 ~ LP4)의 중심 광선은, xy면 내에 관하여 동일한 위치에서 구멍(46)의 바닥면에 입사한다. 이로 인하여, 구멍(46)이, 가공 대상물(13)의 표면에 대해서 대략 수직 방향으로 파여진다.Even if the
구멍(46)이 깊어지면, 표층의 구리막(43)에 의하여 레이저 펄스의 비네팅이 발생한다. 단, 레이저 펄스의 중심 광선과, 가공 대상물(13)의 표면의 법선 방향이 이루는 각도는 작기 때문에, 비네팅에 의한 영향은 무시할 수 있는 정도이다.When the
도 3의 스텝 SA4에 있어서, 가공에 필요한 쇼트수분의 레이저 펄스가 입사했다고 판정되었을 경우에는, 스텝 SA5에 있어서, 모든 스캔 에리어(14)의 가공이 종료되었는지 아닌지를 판정한다. 미가공의 스캔 에리어(14)가 남아 있는 경우에는, 스텝 SA1로 되돌아와, 제어 장치(30)가 스테이지 이동 기구(11)를 제어함으로써, 미가공의 스캔 에리어(14)를 주사가능범위에 배치한다. 모든 스캔 에리어(14)의 가공이 종료되면, 천공 가공이 종료된다.In step SA4 of FIG. 3, when it is determined that the laser pulses for the short number of times required for processing are incident, it is determined in step SA5 whether or not the processing of all the
도 5에, 비교예에 의한 방법으로 형성된 구멍의 단면도를 나타낸다. 비교예에 의한 방법에서는, 포커스면의 위치를 고정하여 1쇼트째 ~ 4쇼트째의 레이저 펄스를 가공 대상물(13)에 입사시킨다. 1쇼트째 ~ 4쇼트째의 레이저 펄스의 중심 광선은 일치하고, 마스크(22)의 위치의 빔 단면 형상의 상(47)은, 가공 대상물(13)의 표면에 고정된다. 이로 인하여, 구멍(46)은, 레이저 펄스의 중심 광선을 따라 파여져 간다. 중심 광선이 가공 대상물(13)의 표면의 법선 방향으로부터 경사져 있는 경우에는, 형성되는 구멍(46)도, 표면에 대해서 경사진다. 본원의 발명자의 평가실험에 의하면, 형성된 구멍(46)의 경사는, 눈으로 확인할 수 있는 정도였다.5, the cross section of the hole formed by the method by a comparative example is shown. In the method according to the comparative example, the position of the focus plane is fixed and the laser pulses of the first shot to the fourth shot are incident on the object to be processed 13. The center rays of the laser pulses of the first to fourth shots coincide with each other, and the
실시예 1에 의한 레이저 가공 장치를 이용함으로써, 구멍(46)을, 가공 대상물(13)의 표면에 대해서 대략 수직 방향으로 파들어 갈 수 있다. 이로 인하여, 구멍(46)의 경사를 방지 또는 경감할 수 있다.By using the laser processing apparatus by Example 1, the
실시예 1에서는, 도 4의 (4B)에 나타낸 바와 같이, 포커스면(FS2 ~ FS4)의 높이를, 이미 형성되어 있는 구멍(46)의 바닥면의 위치에 일치시켰지만, 꼭 엄밀하게 일치시킬 필요는 없다. 일례로서, 최종적으로 형성되는 구멍(46)의 깊이(표층의 구리막(43)의 표면부터 내층의 구리패턴(41)의 상면까지의 깊이)를, 가공에 필요한 쇼트수로 등분한 값을, 포커스면의 이동거리로 해도 된다.In Example 1, although the height of the focus surface FS2-FS4 was made into the position of the bottom surface of the
또, 실시예 1에서는, 1개의 가공점(45)[도 4의 (4A) 및 (4B)]에 4쇼트의 레이저 펄스를 입사시키는 예를 나타냈지만, 1개의 가공점(45)에 입사시키는 쇼트수는 4쇼트로 한정되지 않는다. 가공에 필요한 쇼트수는, 가공 대상물(13)의 재료 및 두께에 의존한다. 포커스면을 이동시키는 상술의 실시예 1은, 1개의 가공점(45)에 복수 쇼트의 레이저 펄스를 입사시키는 경우에 유효하다.Moreover, in Example 1, although the example which injects four shot laser pulses into one machining point 45 ((4A) and (4B) of FIG. 4) was shown, it makes incident into one
[실시예 2][Example 2]
도 6에, 실시예 2에 의한 레이저 가공 방법의 플로우차트를 나타낸다. 이하, 실시예 1과의 상위점에 대하여 설명하고, 동일한 구성 및 공정에 대해서는 설명을 생략한다. 실시예 1에서는, 1개의 스캔 에리어(14)의 가공이 종료한 후에, 다음으로 가공해야 할 스캔 에리어(14)의 가공을 행했다. 실시예 2에서는, 모든 스캔 에리어(14)에 대해서, 1쇼트째의 레이저 펄스를 입사시킨다. 모든 스캔 에리어(14)에 대해서 1쇼트째의 레이저 펄스의 입사가 종료된 후, 다음의 쇼트의 레이저 펄스의 입사를, 모든 스캔 에리어(14)에 대해서 행한다.6, the flowchart of the laser processing method by Example 2 is shown. Hereinafter, the difference with Example 1 is demonstrated and description is abbreviate | omitted about the same structure and process. In Example 1, after the process of one
먼저, 스텝 SB1에 있어서, 쇼트번호를 초기설정한다. 구체적으로는, 쇼트번호를 "1"로 한다. 스텝 SB2에 있어서, 포커스면의 높이를 조정한다. 1쇼트째의 가공을 행하는 경우에는, 도 4의 (4A)에 나타낸 바와 같이, 포커스면(FS1)의 높이를 가공 대상물(13)의 표면에 일치시킨다.First, in step SB1, the short number is initially set. Specifically, the short number is "1". In step SB2, the height of the focus surface is adjusted. In the case of performing the first shot, as shown in Fig. 4A, the height of the focus surface FS1 coincides with the surface of the object to be processed.
스텝 SB3에 있어서, 1쇼트째의 레이저 펄스의 입사가 행해지지 않은 스캔 에리어(14)를 주사가능범위에 배치한다. 스텝 SB4에 있어서, 주사가능범위에 배치된 스캔 에리어(14) 내의 가공점에, 차례로 1쇼트째의 레이저 펄스를 입사시킨다. 스텝 SB5에 있어서, 모든 스캔 에리어(14)로의 1쇼트째의 레이저 펄스의 입사가 종료되었는지 아닌지를 판정한다. 미종료의 스캔 에리어(14)가 남아 있는 경우에는, 스텝 SB3으로 되돌아와, 미종료의 스캔 에리어(14)의 처리를 행한다.In step SB3, the
모든 스캔 에리어(14)로의 1쇼트째의 레이저 펄스의 입사가 종료되었을 경우에는, 스텝 SB6에 있어서, 필요 쇼트수의 입사가 종료되었는지 아닌지를 판정한다. 입사 쇼트수가, 필요 쇼트수보다 적은 경우에는, 스텝 SB7에 있어서 쇼트번호를 갱신한 후, 스텝 SB2로 되돌아온다. 스텝 SB2에서 스텝 SB5까지의 공정에 있어서, 모든 스캔 에리어(14)의 모든 가공점(45)에 대해서, 다음의 1쇼트의 레이저 펄스를 입사시킨다. 스텝 SB7에 있어서는, 구체적으로는 쇼트번호에 "1"을 더한다.When the incident of the 1st shot laser pulse to all the
스텝 SB6에서, 필요 쇼트수의 입사가 종료되었다고 판정되었을 경우에는, 레이저 가공을 종료한다.In step SB6, when it is determined that incidence of the required number of shots is finished, the laser processing is terminated.
실시예 2에 있어서도, 스텝 SB2에서, 쇼트마다 포커스면의 높이를 조정하고 있다. 이로 인하여, 실시예 1과 마찬가지로, 가공 대상물(13)의 표면에 대해서 대략 수직인 구멍을 형성할 수 있다.Also in Example 2, the height of a focus surface is adjusted for every shot in step SB2. For this reason, similarly to Example 1, the hole which is substantially perpendicular to the surface of the to-
[실시예 3][Example 3]
도 7에, 실시예 3에 의한 레이저 가공 방법으로 가공되는 구멍의 단면도를 나타낸다. 이하, 실시예 1과의 상위점에 대하여 설명하고, 동일한 구성 및 공정에 대해서는 설명을 생략한다. 실시예 1에서는, 도 4의 (4B)에 나타낸 바와 같이, 레이저 펄스의 1쇼트마다 포커스면을 하강시켰지만, 반드시 1쇼트마다 포커스면을 하강시킬 필요는 없다.7 is a sectional view of a hole processed by the laser processing method according to the third embodiment. Hereinafter, the difference with Example 1 is demonstrated and description is abbreviate | omitted about the same structure and process. In Example 1, as shown in Fig. 4B, the focusing surface is lowered for each shot of the laser pulse, but it is not necessary to necessarily lower the focusing surface for each shot.
도 7에 나타낸 바와 같이, 실시예 3에서는, 1쇼트째와 2쇼트째의 레이저 펄스(LP1, LP2)를 입사시킬 때에는, 포커스면(FS1)을, 가공 대상물(13)의 표면에 일치시킨다. 3쇼트째와 4쇼트째의 레이저 펄스(LP3, LP4)를 입사시킬 때에는, 포커스면(FS3)을, 2쇼트째의 레이저 펄스(LP2)의 조사 후의 구멍(46)의 바닥면에 일치시킨다.As shown in FIG. 7, in Example 3, when making the 1st shot and the 2nd shot laser pulse LP1, LP2 enter, the focus surface FS1 is made to match the surface of the
2쇼트째 및 4쇼트째의 레이저 펄스(LP2, LP4)의 중심 광선은, 1쇼트째의 레이저 펄스(LP1)의 중심 광선의 입사위치로부터 약간 어긋난 위치에서, 구멍(46)의 바닥면에 이른다. 단, 3쇼트째의 레이저 펄스(LP3)의 중심 광선이 구멍(46)의 바닥면에 입사하는 위치는, 1쇼트째의 레이저 펄스(LP1)의 중심 광선의 입사위치와 대략 일치한다. 이로 인하여, 포커스면을 가공 대상물(13)의 표면에 고정하여 가공하는 경우에 비해, 구멍(46)의 경사의 정도를 경감할 수 있다.The center rays of the second and fourth shot laser pulses LP2 and LP4 reach the bottom surface of the
보다 일반적으로는, 최초의 쇼트부터 마지막 쇼트까지의 사이에, 적어도 1회, 포커스면을 하강시킴으로써, 포커스면을 고정하여 가공하는 경우에 비해, 구멍의 경사 정도를 경감할 수 있다.More generally, by lowering the focus surface at least once between the first shot and the last shot, the degree of inclination of the hole can be reduced as compared with the case where the focus surface is fixed and processed.
이상 실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명은 이들에 제한되는 것은 아니다. 예를 들면, 다양한 변경, 개량, 조합 등이 가능한 것은 당업자에게 자명한 것이다.Although the present invention has been described in accordance with the above embodiments, the present invention is not limited thereto. For example, it will be apparent to those skilled in the art that various changes, improvements, combinations, and the like are possible.
10 기대
11 스테이지 이동 기구
12 스테이지
13 가공 대상물
14 스캔 에리어
20 레이저 광원
21 빔 익스팬더
22 마스크
23 렌즈
24 벤딩 미러
25 빔 주사기
26 fθ렌즈
27 포커스면 이동 기구
30 제어 장치
40 기판
41 내층의 구리 패턴
42 수지막
43 표층의 구리막
45 가공점
46 구멍
47 마스크 위치의 빔 단면 형상의 상10 expectations
11 stage moving mechanism
12 stage
13 Objects to be processed
14 scan areas
20 laser light sources
21 beam expander
22 masks
23 lens
24 bending mirror
25 beam syringe
26 fθ lens
27 focal plane shifting mechanism
30 control unit
40 substrates
41 inner layer copper pattern
42 resin film
43 Surface Copper Film
45 processing points
46 holes
47 Image of beam cross-sectional shape at mask position
Claims (7)
펄스 레이저 빔을 출사하는 레이저 광원과,
상기 레이저 광원으로부터 출사된 펄스 레이저 빔을 주사하는 빔 주사기와,
상기 스테이지와 상기 빔 주사기와의 사이의 레이저 빔의 경로 상에 배치된 텔레센트릭 fθ렌즈와,
상기 스테이지에 지지된 상기 가공 대상물의 표면에 대해서, 상기 텔레센트릭 fθ렌즈의 포커스면의 높이를 변화시키는 포커스면 이동 기구와,
상기 레이저 광원, 상기 빔 주사기, 및 상기 포커스면 이동 기구를 제어하는 제어 장치를 가지고,
상기 제어 장치는, 상기 빔 주사기 및 상기 레이저 광원을 제어하여, 상기 가공 대상물의 표면에 획정된 복수의 가공점의 각각에 복수의 레이저 펄스를 입사시키며,
상기 가공점의 각각에 입사하는 레이저 펄스의 최초의 쇼트부터 마지막 쇼트까지의 사이에, 적어도 1회, 상기 포커스면 이동 기구를 제어하여, 상기 포커스면의 높이를 변경하는 레이저 가공 장치.A stage supporting the object to be processed,
A laser light source for emitting a pulsed laser beam,
A beam syringe for scanning a pulsed laser beam emitted from the laser light source;
A telecentric fθ lens disposed on a path of a laser beam between the stage and the beam syringe,
A focus plane moving mechanism for changing a height of a focus plane of the telecentric fθ lens with respect to a surface of the object to be supported by the stage;
And a control device for controlling the laser light source, the beam syringe, and the focus surface moving mechanism,
The control device controls the beam syringe and the laser light source to inject a plurality of laser pulses into each of a plurality of processing points defined on the surface of the processing object,
The laser processing apparatus which changes the height of the said focus surface by controlling the said focus surface moving mechanism at least once between the first shot and the last shot of the laser pulse which injects into each of the said processing points.
상기 제어 장치는, 상기 가공점의 각각에 대하여, 상기 포커스면이 낮아지도록 상기 포커스면 이동 기구를 제어하는 레이저 가공 장치.The method according to claim 1,
And the control device controls the focus surface moving mechanism so that the focus surface is lowered for each of the processing points.
상기 제어 장치는, 상기 포커스면의 이동량을 기억하고 있으며, 상기 가공점의 각각에 입사하는 레이저 펄스의 쇼트간에서 상기 포커스면을 이동시키는 거리를, 기억되어 있는 상기 이동량과 동일하게 하는 레이저 가공 장치.The method according to claim 2,
The said control apparatus memorize | stores the movement amount of the said focus surface, The laser processing apparatus which makes the distance which moves the said focus surface between shots of the laser pulse which injects into each of the said processing points the same as the said moving amount stored. .
상기 가공 대상물의 표면에, 상기 빔 주사기로 주사 가능한 크기를 가지는 복수의 스캔 에리어가 획정되어 있으며,
상기 제어 장치는,
상기 빔 주사기로 주사가능한 주사가능범위 내에, 상기 스캔 에리어의 1개를 배치하고, 상기 주사가능범위 내에 배치된 상기 스캔 에리어의 상기 복수의 가공점에, 1쇼트씩 레이저 펄스를 입사시키며,
그 후, 상기 포커스면을 하강시키고,
상기 포커스면을 하강시킨 후, 상기 주사가능범위 내에 배치된 상기 스캔 에리어 내의 상기 복수의 가공점에, 다음 쇼트의 레이저 펄스를 입사시키는 레이저 가공 장치.The method according to any one of claims 1 to 3,
On the surface of the said process object, the several scanning area which has the magnitude | size which can be injected by the said beam syringe is defined,
The control device includes:
Placing one of the scan areas within the scanable range injectable with the beam syringe, and injecting a laser pulse into the plurality of processing points of the scan area disposed within the scanable range by one shot;
Thereafter, the focus surface is lowered,
And after lowering the focus plane, a laser pulse of a next shot is incident on the plurality of processing points in the scan area arranged in the scanable range.
상기 제어 장치는,
상기 스캔 에리어 내의 복수의 상기 가공점에, 1쇼트씩 차례로 레이저 펄스를 입사시키는 처리를, 복수의 상기 스캔 에리어에 대해 차례로 실행하고,
그 후, 상기 포커스면을 하강시키며,
상기 포커스면을 하강시킨 후, 상기 스캔 에리어 내의 복수의 상기 가공점에, 다음의 쇼트의 레이저 펄스를 1쇼트씩 차례로 입사시키는 처리를, 상기 복수의 스캔 에리어에 대해 차례로 실행하는 레이저 가공 장치.The method of claim 4,
The control device includes:
A process of injecting laser pulses into the plurality of processing points in the scan area one by one in sequence for the plurality of scan areas,
Thereafter, the focus surface is lowered,
The laser processing apparatus which performs the process which injects the next shot laser pulse one by one shot one by one to the said several processing points in the said scan area in order, after lowering the said focus surface.
상기 오목부를 형성한 후, 상기 텔레센트릭 fθ렌즈의 포커스면을 하강시키는 공정과,
상기 포커스면을 하강시킨 후, 상기 빔 주사기 및 상기 텔레센트릭 fθ렌즈를 경유하여, 상기 오목부에 레이저 펄스를 입사시켜, 상기 오목부를 깊게 하는 공정을 가지는 레이저 가공 방법.A step of injecting a pulsed laser beam into a processing point of the object to be processed via a beam syringe and a telecentric f? Lens to form a recess;
Forming the concave portion and then lowering the focal plane of the telecentric f? Lens;
And lowering the concave by injecting a laser pulse into the concave through the beam syringe and the telecentric f? Lens after the focusing surface is lowered.
상기 포커스면을 하강시키는 공정에 있어서, 상기 포커스면을 하강시키기 전의 상기 오목부의 바닥면에 상기 포커스면이 일치하도록, 상기 포커스면을 하강시키는 레이저 가공 방법.The method of claim 6,
In the step of lowering the focus surface, the focus surface is lowered so that the focus surface coincides with a bottom surface of the concave portion before the focus surface is lowered.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JPJP-P-2012-033847 | 2012-02-20 | ||
JP2012033847A JP5808267B2 (en) | 2012-02-20 | 2012-02-20 | Laser processing apparatus and laser processing method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20130095680A true KR20130095680A (en) | 2013-08-28 |
Family
ID=48956976
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020130017352A KR20130095680A (en) | 2012-02-20 | 2013-02-19 | Laser processing apparatus and laser processing method |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5808267B2 (en) |
KR (1) | KR20130095680A (en) |
CN (1) | CN103252576B (en) |
TW (1) | TWI546146B (en) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6185764B2 (en) * | 2013-06-19 | 2017-08-23 | キヤノン株式会社 | Laser processing apparatus, substrate processing method, and substrate manufacturing method |
CN103878495B (en) * | 2014-04-02 | 2015-10-07 | 温州大学 | A kind of method of varifocal laser precision machining deep trouth deep hole and device |
JP6328507B2 (en) * | 2014-07-14 | 2018-05-23 | 株式会社ディスコ | Laser processing equipment |
TWI577484B (en) * | 2014-11-20 | 2017-04-11 | 財團法人工業技術研究院 | Three-dimension laser processing apparatus and positioning error correction method |
CN105216455B (en) * | 2015-10-28 | 2017-07-28 | 京东方科技集团股份有限公司 | A kind of laser mark printing device and marking method, marking system |
JP2017113788A (en) * | 2015-12-24 | 2017-06-29 | 株式会社リコー | Optical processing device |
CN105728949A (en) * | 2016-04-18 | 2016-07-06 | 江苏博敏电子有限公司 | Laser cutting method |
JP2017217682A (en) * | 2016-06-10 | 2017-12-14 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Laser beam machining device and laser beam machining method |
JP7117903B2 (en) * | 2018-06-11 | 2022-08-15 | 住友重機械工業株式会社 | Processing method and processing equipment |
JP7108517B2 (en) * | 2018-10-30 | 2022-07-28 | 浜松ホトニクス株式会社 | Laser processing equipment |
JP6764976B1 (en) * | 2019-06-06 | 2020-10-07 | 株式会社アマダ | Laser processing machine and laser processing method |
JPWO2022196056A1 (en) * | 2021-03-17 | 2022-09-22 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11342485A (en) * | 1998-05-29 | 1999-12-14 | Nec Corp | Laser processing machine, and method for forming processing hole for through hole and blind via hole |
JP2003053572A (en) * | 2001-08-09 | 2003-02-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Device and method for laser beam machining |
DE60327206D1 (en) * | 2002-07-25 | 2009-05-28 | Panasonic Corp | Laser drilling system and method using a continuously optimized sharpness |
JP4800939B2 (en) * | 2006-01-06 | 2011-10-26 | 三菱電機株式会社 | Laser processing apparatus, program creation apparatus, and laser processing method |
JP5162977B2 (en) * | 2006-07-28 | 2013-03-13 | 日立化成株式会社 | Laser drilling method |
JP5223218B2 (en) * | 2007-03-29 | 2013-06-26 | 凸版印刷株式会社 | Method of manufacturing needle array by femtosecond laser processing |
CN100585450C (en) * | 2008-07-28 | 2010-01-27 | 重庆大学 | Self-adapting closed-loop control flight light path mechanism and control method thereof |
CN101419336B (en) * | 2008-11-17 | 2010-12-01 | 华中科技大学 | Mirror-vibrating laser three-dimensional scanning system |
JP5279949B2 (en) * | 2010-04-12 | 2013-09-04 | 三菱電機株式会社 | LASER MACHINE, LASER PROCESSING METHOD, AND LASER PROCESSING CONTROL DEVICE |
WO2011128929A1 (en) * | 2010-04-12 | 2011-10-20 | 三菱電機株式会社 | Laser-cutting method and laser-cutting device |
CN201889584U (en) * | 2010-12-01 | 2011-07-06 | 杭州中科新松光电有限公司 | High-power laser remote flying processing head |
-
2012
- 2012-02-20 JP JP2012033847A patent/JP5808267B2/en active Active
-
2013
- 2013-02-06 TW TW102104566A patent/TWI546146B/en active
- 2013-02-19 KR KR1020130017352A patent/KR20130095680A/en not_active Application Discontinuation
- 2013-02-20 CN CN201310055094.8A patent/CN103252576B/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TWI546146B (en) | 2016-08-21 |
CN103252576A (en) | 2013-08-21 |
CN103252576B (en) | 2015-06-17 |
JP5808267B2 (en) | 2015-11-10 |
JP2013169559A (en) | 2013-09-02 |
TW201341095A (en) | 2013-10-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR20130095680A (en) | Laser processing apparatus and laser processing method | |
KR101516742B1 (en) | Link processing with high speed beam deflection | |
US8680430B2 (en) | Controlling dynamic and thermal loads on laser beam positioning system to achieve high-throughput laser processing of workpiece features | |
WO2012011446A1 (en) | Laser processing method | |
CN111940910A (en) | Laser processing device, laser processing method, and correction data generation method | |
CN105163897A (en) | Coordination of beam angle and workpiece movement for taper control | |
US11192294B2 (en) | Three-dimensional printing system with integrated scan module calibration | |
KR101026356B1 (en) | Laser scanning device | |
KR20130101470A (en) | Laser processing apparatus and laser processing mehtod | |
KR20190140392A (en) | Processing apparatus and method | |
JP2004358550A (en) | Laser beam machining method and laser beam machining apparatus | |
TW202135965A (en) | Laser processing device and method for laser-processing a workpiece | |
TWI818242B (en) | Control device of laser processing device, laser processing device and laser processing method | |
KR101245803B1 (en) | Using a laser diode for makingyong IC titler | |
JP6920762B2 (en) | Laser machining equipment for brittle material substrates | |
JP7285465B2 (en) | LASER PROCESSING DEVICE, LASER PROCESSING METHOD, AND CORRECTION DATA GENERATION METHOD | |
CN103846554A (en) | Laser processing method and laser processing apparatus | |
KR102130060B1 (en) | Laser machining method | |
KR102390023B1 (en) | Multi-beam machining method and multi-beam machining apparatus | |
CN116323071A (en) | Device for generating laser lines on a working plane | |
KR20140022983A (en) | Laser cutting apparatus and method using laser beam absorption unit | |
TW202140821A (en) | Method and apparatus of performing laser ablation and method of depositing organic light emitting molecules | |
KR20180013680A (en) | Method and apparatus for laser processing substrate of brittle material | |
JP2003285177A (en) | Laser beam machining method and machining device | |
JP2012045554A (en) | Laser machining device and laser machining method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application |