WO2011148492A1 - レーザ加工方法およびレーザ加工機 - Google Patents

レーザ加工方法およびレーザ加工機 Download PDF

Info

Publication number
WO2011148492A1
WO2011148492A1 PCT/JP2010/059033 JP2010059033W WO2011148492A1 WO 2011148492 A1 WO2011148492 A1 WO 2011148492A1 JP 2010059033 W JP2010059033 W JP 2010059033W WO 2011148492 A1 WO2011148492 A1 WO 2011148492A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
laser
workpiece
processing
hole
laser beam
Prior art date
Application number
PCT/JP2010/059033
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
伊藤 健治
裕 本木
賢光 木村
Original Assignee
三菱電機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱電機株式会社 filed Critical 三菱電機株式会社
Priority to JP2012517061A priority Critical patent/JP5183826B2/ja
Priority to KR1020127032272A priority patent/KR101412850B1/ko
Priority to CN201080067047.XA priority patent/CN102917834B/zh
Priority to PCT/JP2010/059033 priority patent/WO2011148492A1/ja
Priority to TW099136900A priority patent/TWI386269B/zh
Publication of WO2011148492A1 publication Critical patent/WO2011148492A1/ja

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36Removing material
    • B23K26/38Removing material by boring or cutting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/082Scanning systems, i.e. devices involving movement of the laser beam relative to the laser head
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/083Devices involving movement of the workpiece in at least one axial direction
    • B23K26/0853Devices involving movement of the workpiece in at least in two axial directions, e.g. in a plane
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36Removing material
    • B23K26/38Removing material by boring or cutting
    • B23K26/382Removing material by boring or cutting by boring
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36Removing material
    • B23K26/38Removing material by boring or cutting
    • B23K26/382Removing material by boring or cutting by boring
    • B23K26/389Removing material by boring or cutting by boring of fluid openings, e.g. nozzles, jets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/30Organic material
    • B23K2103/42Plastics
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/50Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26

Definitions

  • the present invention relates to a laser processing method and a laser processing machine which perform drilling processing on a workpiece by irradiating the workpiece with laser light.
  • the laser processing machine is, for example, an apparatus that applies a laser beam to a workpiece to perform drilling on the workpiece.
  • a printed wiring board having a three-layer structure of a copper foil (conductor layer), a resin (insulation layer), and a copper foil (conductor layer) is one of the workpieces to be drilled by a laser beam machine.
  • This invention is made in view of the above, Comprising: It aims at obtaining the laser processing method and laser processing machine which form the through-hole to a to-be-processed object stably.
  • the laser beam is irradiated at a first energy density from one principal surface side of the workpiece to halfway through the thickness direction of the workpiece
  • a first processing step of forming a processing hole to a position laser light is irradiated from the other principal surface side of the workpiece to a position of the processing hole with a second energy density, and the processing hole is penetrated
  • a second processing step of forming a hole wherein the second energy density is larger than the first energy density.
  • ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is effective in the ability to form stably the through-hole to a to-be-processed object.
  • FIG. 1 is a view showing a configuration of a laser processing machine according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a figure for demonstrating the drilling method to the surface.
  • FIG. 3 is a figure for demonstrating the processing principle of the drilling process by a laser beam.
  • FIG. 4 is a view for explaining a method of forming a hole on the back surface.
  • FIG. 5 is a figure for demonstrating the other example of the drilling method to a back surface.
  • FIG. 6 is a view showing an example of the relationship between the laser processing condition between the front surface and the back surface and the quality of the through hole.
  • FIG. 1 is a view showing a configuration of a laser processing machine according to an embodiment of the present invention.
  • the laser beam machine 100 is a device that performs laser drilling on a work (work) 4 by irradiating a laser beam L (pulsed laser beam).
  • the laser processing machine 100 includes a laser oscillator 1 for oscillating a laser beam L, a laser processing unit 3 for laser processing a workpiece 4, and a processing control device (control unit) 2.
  • the laser oscillator 1 oscillates the laser light L and sends it to the laser processing unit 3.
  • the laser beam machine 100 of the present embodiment sends out the laser beam L with pulse energy (energy per pulse of the laser beam L) according to the instruction from the processing control device 2.
  • the laser processing unit 3 includes an irradiation area control unit 31, galvano mirrors 35X and 35Y, galvano scanners 36X and 36Y, a condensing lens (f ⁇ lens) 34, an XY table (processing table) 30, and a position detection unit 39.
  • the irradiation area control unit 31 is disposed, for example, on the optical path on the front side (the laser oscillator 1 side) of the galvano mirrors 35X and 35Y.
  • the irradiation area control unit 31 includes, for example, two lenses (collimator lenses and the like).
  • the laser beam (laser beam) L is adjusted to a beam system according to the two lenses by passing through the two lenses.
  • An irradiation area control unit 31 corresponding to the irradiation area (laser light irradiation area) of the laser beam L irradiated to the workpiece 4 is disposed in the laser processing unit 3.
  • a plurality of irradiation area control units 31 are prepared in advance.
  • the irradiation area control unit 31 a plurality of sets of two lenses are prepared.
  • the irradiation area control part 31 according to the surface is arrange
  • the irradiation area control unit 31 corresponding to the back surface is disposed on the light path of the laser processing unit 3.
  • the irradiation area control unit 31 may be a means other than a lens such as an aperture for adjusting the beam diameter of the laser light L.
  • an aperture corresponding to the surface is disposed on the light path of the laser processing unit 3, and when laser processing the back surface of the workpiece 4, A corresponding aperture is placed on the light path of the laser processing unit 3.
  • the galvano scanners 36X and 36Y have a function of changing the trajectory of the laser beam L to move the irradiation position to the workpiece 4, and within each processing area set for the workpiece 4 the laser beam L. Scan in two dimensions.
  • the galvano scanners 36X and 36Y rotate the galvano mirrors 35X and 35Y (deflecting mirrors 33 described later) to a predetermined angle in order to scan the laser light L in the XY direction.
  • the galvano mirrors 35X and 35Y reflect the laser beam L and deflect it to a predetermined angle.
  • the galvano mirror 35X deflects the laser beam L in the X direction
  • the galvano mirror 35Y deflects the laser beam L in the Y direction.
  • the condenser lens 34 is a telecentric condenser lens.
  • the condensing lens 34 deflects the laser beam L in a direction perpendicular to the main surface of the workpiece 4 and condenses (irradiates) the laser beam L on the processing position (hole position Hx) of the workpiece 4.
  • the workpiece 4 is a printed wiring board or the like, and a plurality of holes are drilled from both the front surface as one main surface and the back surface as the other main surface to form through holes.
  • the workpiece 4 has, for example, a three-layer structure of a copper foil (conductor layer), a resin (insulation layer), and a copper foil (conductor layer).
  • the XY table 30 mounts the workpiece 4 and moves in the XY plane by driving of an X-axis motor and a Y-axis motor (not shown). Thereby, the XY table 30 moves the workpiece 4 in the in-plane direction.
  • a range (scannable area) in which laser processing can be performed by operation of the galvano mechanism (movement of the galvano scanners 36X and 36Y) without moving the XY table 30 is a processing area (scan area).
  • the laser beam machine 100 after moving the XY table 30 in the XY plane, the laser beam L is two-dimensionally scanned by the galvano scanners 36X and 36Y.
  • the XY table 30 moves in order such that the center of each processing area is directly below the center of the condenser lens 34 (galvano origin).
  • the galvano mechanism operates such that each hole position Hx set in the processing area becomes the irradiation position of the laser light L in order.
  • the position detection unit 39 detects the position of a positioning through hole (not shown) provided in advance in the workpiece 4, and sends the detection result to the processing control device 2.
  • the processing control device 2 controls the laser processing position of the workpiece 4 based on the processing program and the detection result of the position by the position detection unit 39.
  • the processing control device 2 receives a processing program for laser processing the front surface of the workpiece 4 and a processing program for laser processing the back surface of the workpiece 4.
  • the processing control device 2 is connected to the laser oscillator 1 and the laser processing unit 3 (not shown), and controls the laser oscillator 1 and the laser processing unit 3.
  • the laser beam machine 100 according to the present embodiment performs the laser processing on the surface of the workpiece 4 under the laser light irradiation condition set on the surface (one main surface) of the workpiece 4. Laser processing is performed on the back surface of the workpiece 4 under the laser beam irradiation conditions set on the back surface (the other main surface).
  • the laser light irradiation conditions set on the surface of the workpiece 4 are the laser light irradiation area to the workpiece 4 and the pulse energy.
  • the laser beam irradiation condition set on the back surface of the workpiece 4 is the laser beam irradiation area or pulse energy to the workpiece 4.
  • the laser beam irradiation conditions set on the surface of the workpiece 4 may be set in a processing program for laser processing the surface of the workpiece 4 or in the processing control device 2. You may leave it.
  • the laser light irradiation conditions set on the back surface of the workpiece 4 may be set in a processing program for laser processing the back surface of the workpiece 4 or in the processing control device 2. You may set it.
  • the processing control device 2 instructs the laser oscillator 1 and the laser processing unit 3 on the laser light irradiation conditions set on the surface, and performs laser processing on the back surface of the workpiece 4. At this time, the laser oscillator 1 and the laser processing unit 3 are instructed on the laser light irradiation conditions set on the back surface.
  • the processing control device 2 instructs the laser oscillator 1 to irradiate the laser light with pulse energy corresponding to the laser light irradiation conditions to the surface.
  • the processing control device 2 sends an instruction to the laser oscillator 1 so that the laser light L is irradiated with pulse energy corresponding to the laser light irradiation condition to the back surface.
  • the processing control device 2 is configured by a computer or the like, and controls the laser oscillator 1 and the laser processing unit 3 by NC (Numerical Control) control or the like.
  • the processing control device 2 is configured to include a central processing unit (CPU), a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), and the like.
  • CPU central processing unit
  • ROM read only memory
  • RAM random access memory
  • the CPU reads the processing program stored in the ROM according to the input from the input unit (not shown) by the user, and stores it in the program storage area in the RAM. Deploy and execute various processes. Various data generated during this process are temporarily stored in a data storage area formed in the RAM.
  • the processing control device 2 controls the laser oscillator 1 and the laser processing unit 3.
  • the laser beam machine 100 deflects the laser beam L emitted from the laser oscillator 1 to an arbitrary angle by the galvano mirrors 35X and 35Y, and connects the laser beam L to a predetermined position on the workpiece 4 through the condenser lens 34. Image and irradiate. Thereby, the to-be-processed object 4 is laser-processed and the through hole is formed in the to-be-processed object 4.
  • the laser beam machine 100 irradiates the surface of the workpiece 4 with a laser beam, then turns the workpiece 4 over, and irradiates the back surface of the workpiece 4 with a laser beam.
  • the laser beam is irradiated from both sides of the surface of the workpiece 4 to form through holes in the workpiece 4.
  • FIG. 2 is a figure for demonstrating the drilling method to the surface.
  • sectional drawing of the process hole (unpenetrated hole) formed when the laser beam L is irradiated from the surface 20A side of the to-be-processed object 4 is shown.
  • the workpiece 4 has a copper foil 21A formed on the surface 20A side and a copper foil 21B formed on the back surface 20B side. And resin 22 is formed between copper foil 21A and copper foil 21B.
  • the workpiece 4 is configured by laminating the copper foil 21B, the resin 22, and the copper foil 21A in this order from the back surface 20B side to the front surface 20A side.
  • the workpiece 4 When laser processing the surface 20A, the workpiece 4 is placed on the XY table 30 such that the surface 20A faces the upper surface side.
  • FIG. 2 the case where laser processing to the surface hole HA which is a hole by the side of the surface 20A of the to-be-processed object 4 is performed via the deflection
  • the laser beam machine 100 applies the laser beam L to each hole position Hx from the side of the surface 20A of the workpiece 4 to perform laser processing to an intermediate position in the thickness direction of the workpiece 4.
  • the processing control device 2 is set on the surface 20A so as to remove the resin 22 in the lower part (within the workpiece 4) of each hole position Hx scheduled to become a through hole by a predetermined amount set in advance.
  • the laser oscillator 1 and the laser processing unit 3 are controlled based on the stored laser light irradiation conditions. In other words, each front hole HA is laser-processed to a predetermined depth according to the laser beam irradiation condition.
  • each surface hole HA is laser-processed so that the resin 22 is removed by 1 ⁇ 2 or more and a resin residue is generated by a predetermined amount.
  • FIG. 3 is a figure for demonstrating the processing principle of the drilling process by a laser beam.
  • the laser light L is irradiated from the surface 20A side of the workpiece 4 (ST1)
  • the copper foil 21A on the surface 20A side is melted (ST2)
  • the resin 22 is further melted (ST3).
  • the copper foil 21A is only melted and does not evaporate.
  • the resin 22 is evaporated (ST4). Then, the resin 22 is blown to the outside of the processing hole by the evaporation pressure of the resin 22. As a result, the copper foil 21A in the molten state is scattered along with the resin 22 to the outside of the processed hole (ST5).
  • the resin 22 that only scatters the copper foil 21A is required. Therefore, even when drilling is performed from the back surface 20B side by the laser light L, the resin 22 only for scattering the copper foil 21B is required. For this reason, in the present embodiment, drilling is performed from the surface 20A side so that the resin 22 of a predetermined amount or more remains on the copper foil 21B side.
  • the workpiece 4 is placed on the XY table 30 so that the back surface 20B faces the upper surface side, and the laser processing to each hole position Hx is performed.
  • the laser beam machine 100 irradiates the laser beam L from the back surface 20B side of the workpiece 4 to each hole position Hx in which the processed hole is formed halfway, and forms a through hole to the hole position Hx.
  • FIG. 4 is a view for explaining a method of forming a hole on the back surface.
  • sectional drawing of the process hole (through hole) formed when the laser beam L is irradiated from the surface 20A side and back surface 20B side of the to-be-processed object 4 is shown.
  • the back hole HB is a hole at the same hole position as the front hole HA, and is a hole formed in the lower portion of the front hole HA when viewed from the surface 20A side.
  • the laser beam machine 100 applies laser light L to each hole position Hx from the back surface 20B side of the workpiece 4 to perform laser processing on the back surface 20B side of the workpiece 4.
  • the processing control device 2 of the present embodiment controls the laser oscillator 1 and the laser processing unit 3 based on the laser light irradiation conditions set on the back surface 20B.
  • the laser beam irradiation condition set on the back surface 20B is a condition capable of removing the copper foil 21B and the resin 22 remaining when drilling is performed from the surface 20A side.
  • the resin 22 which has been drilled from the surface 20A side has only a depth of 1/2 or less remaining in the through hole.
  • the evaporation pressure of the resin 22 is reduced.
  • the laser beam machine 100 uses the laser beam L from the back surface 20B as compared to the pulse energy at the time of irradiating the laser beam L from the surface 20A.
  • the processing control device 2 sends an instruction to the laser oscillator 1 to emit a laser beam L having a pulse energy of 15 mJ.
  • the laser oscillator 1 emits a laser beam L having a pulse energy of 15 mJ in accordance with an instruction from the processing control device 2.
  • the pulse energy (15 mJ) in the case of irradiating the laser light L from the back surface 20B is 10% or more larger than the pulse energy (10 mJ) in the case of irradiating the laser light L from the front surface 20A.
  • the laser light irradiation area is made the same on the front surface 20A and the rear surface 20B, and the pulse energy of the laser light L on the rear surface 20B is compared with the pulse energy of the laser light L on the front surface 20A. Increase the energy by, for example, 10% or more.
  • the amount of the resin 22 is reduced by laser processing from the front surface 20A, but when irradiating the back surface 20B with laser energy, pulse energy 10% or more higher than the surface 20A is applied. The evaporation pressure of the resin 22 is increased. Therefore, the copper foil 21B can be stably removed. As described above, since the laser beam L is irradiated with pulse energy larger than that of the front surface 20A when the rear surface 20B is laser-processed, it is possible to stably process the through hole.
  • gas may be sprayed onto the front surface 20A and the back surface 20B simultaneously with the irradiation of the laser light L. Thereby, it is possible to easily remove the copper foil 21A and the copper foil 21B using kinetic energy of gas.
  • FIG. 5 is a figure for demonstrating the other example of the drilling method to a back surface.
  • sectional drawing of the process hole (through hole) formed when the laser beam L is irradiated from the surface 20A side and the back surface 20B side of the to-be-processed object 4 is shown.
  • the laser beam machine 100 applies laser light L to each hole position Hx from the back surface 20B side of the workpiece 4 to perform laser processing on the back surface 20B side of the workpiece 4. At this time, only 1/2 or less of the resin residue after drilling processing from the surface 20A side remains in the through hole. For this reason, the laser beam machine 100 makes the pulse energy density of the laser beam L irradiated with the surface 20A and the back surface 20B substantially constant, and compared with the laser beam irradiation area in the case of irradiating the laser beam L from the surface 20A. In the case of irradiating the laser light L from 20B, the laser light irradiation area is increased.
  • the laser beam machine 100 has a laser beam L having a laser beam irradiation area of 7850 ⁇ m 2 (a laser beam L with a diameter ⁇ of 100 ⁇ m) and a pulse energy of 15 mJ in each back hole HC. I irradiate only a shot. Specifically, after the irradiation area control unit 31 is replaced with the irradiation area control unit 31 according to the laser processing conditions of the surface 20A, the laser processing on the workpiece 4 is performed.
  • the pulse energy density of the laser beam L irradiated to each front hole HA and each back hole HB becomes substantially the same.
  • the amount of the resin 22 in the depth direction is reduced by the laser processing from the surface 20A.
  • the laser light L is irradiated with a laser light irradiation area that is 10% or more larger than when laser processing the front surface 20A. Therefore, the laser light L is irradiated from the back surface 20B.
  • the volume of the resin 22 to be removed is increased by an amount corresponding to the increase of the laser beam irradiation area. Thereby, the evaporation pressure of resin 22 which blows away molten copper foil 21B increases. Therefore, the copper foil 21B can be stably removed.
  • the laser light L is irradiated with a laser light irradiation area larger than that of the front surface 20A, so that through holes can be stably processed.
  • the laser processing condition is a combination of the ratio of the laser light irradiation area of the back surface 20B to the front surface 20A and the energy density of the back surface 20B to the front surface 20A.
  • FIG. 6 is a view showing an example of the relationship between the laser processing condition between the front surface and the back surface and the quality of the through hole.
  • the laser beam irradiation area shown by the horizontal axis of FIG. 6 has shown the laser beam irradiation area of the laser beam L irradiated to back surface 20B.
  • the ratio shown on the horizontal axis of FIG. 6 has shown the ratio of the laser beam irradiation area to back surface 20B with respect to the laser beam irradiation area to surface 20A.
  • shaft of FIG. 6 has shown the ratio of the energy density to back surface 20B with respect to the energy density to surface 20A.
  • the ⁇ marks shown in FIG. 6 are laser processing conditions that can stably process through holes
  • the x marks shown in FIG. 6 are laser processing conditions that can not stably process through holes. is there.
  • the through holes can be stably processed.
  • the ratio of the energy density of the front surface 20A and the back surface 20B is the same or when the energy density of the back surface 20B is larger than the energy density of the front surface 20A (when the ratio is 1.00 or more)
  • laser light of the back surface 20B to the front surface 20A If the ratio of the irradiation area is 1.10 or more, the through hole can be processed stably.
  • the through hole can be stably processed if the ratio of the laser light irradiation area of the back surface 20B to the front surface 20A is 1.15 or more.
  • the through hole can be stably processed if the ratio of the laser light irradiation area of the back surface 20B to the surface 20A is less than 1.10. I can not
  • the ratio of the laser light irradiation area of the back surface 20B to the surface 20A is less than 1.15.
  • the through hole can not be processed.
  • the ratio of the energy density of the back surface 20B to the front surface 20A is less than 0.95, the through hole can not be processed stably.
  • the resin 22 may not remain in the lower part of the front hole HA after the front hole HA is opened.
  • the laser light irradiation area and the energy density when drilling the back surface 20B may be determined based on the volume (predicted value) of the resin 22 removed when the back surface 20B is drilled. This makes it possible to set appropriate laser processing conditions according to the volume of the resin 22 to be removed when the back surface 20B is drilled. Therefore, it is not necessary to unnecessarily increase the laser light irradiation area and the energy density when laser processing the back surface 20B, and it becomes possible to perform the laser drilling processing efficiently.
  • the workpiece 4 is not limited to the printed wiring board, and may be another member.
  • the copper foils 21A and 21B other types of layers may be used which are only melted when the workpiece 4 is irradiated with the laser light L and which does not evaporate.
  • the resin 22 instead of the resin 22, another type of layer which is melted and evaporated when the workpiece 4 is irradiated with the laser light L may be used.
  • the back surface 20B is subjected to laser processing after the front surface 20A of the workpiece 4 is subjected to laser processing.
  • the laser processing is performed on the front surface 20A after the back surface 20B of the workpiece 4 is subjected to laser processing.
  • the above-described laser processing conditions for the front surface 20A are applied to the back surface 20B
  • the above-described laser processing conditions for the back surface 20B are applied to the front surface 20A.
  • the relationship between the laser processing condition between the front surface 20A and the back surface 20B and the finish of the through hole shown in FIG. 6 is an example, and the back surface 20B is a laser processing condition other than the circle shown in FIG.
  • the laser beam L may be irradiated to
  • the through hole can be stably processed by making the energy density when laser processing the back surface 20B larger than the energy density when laser processing the front surface 20A.
  • the through hole can be stably processed by setting the laser light irradiation area when laser processing the back surface 20B larger than the laser light irradiation area when laser processing the front surface 20A.
  • the energy density at the time of laser processing the back surface 20B of the workpiece 4 is larger than the energy density at the time of laser processing the front surface 20A. It becomes possible to remove the copper foil 21B currently comprised from the to-be-processed object 4 stably.
  • the workpiece 4 is configured It becomes possible to remove the copper foil 21B from the workpiece 4 stably. Therefore, it becomes possible to stably form the through hole to the workpiece 4.
  • the laser processing method and the laser processing machine according to the present invention are suitable for drilling a workpiece with laser light.

Abstract

 被加工物の一方の主面側である表面20A側から第1のエネルギー密度でレーザ光Lを照射して被加工物の厚さ方向の途中位置まで表穴HAを形成する第1の加工ステップと、被加工物の他方の主面側である裏面20B側から表穴HAの位置に第2のエネルギー密度でレーザ光Lを照射して表穴HAの裏側の位置に裏穴HBを形成して貫通穴を形成する第2の加工ステップと、を含み、第2のエネルギー密度を第1のエネルギー密度よりも大きくする。

Description

レーザ加工方法およびレーザ加工機
 本発明は、被加工物にレーザ光を照射して被加工物に穴あけ加工を行うレーザ加工方法およびレーザ加工機に関する。
 レーザ加工機は、例えば、被加工物にレーザ光を照射して被加工物に穴あけ加工を行う装置である。レーザ加工機によって穴あけ加工される被加工物の1つとして、銅箔(導体層)、樹脂(絶縁層)、銅箔(導体層)の3層構造を有したプリント配線板がある。このようなプリント配線板への貫通穴加工を行う際に、プリント配線版の表面側(片面)からのみレーザ光を照射すると、プリント配線版の裏面側の銅箔にレーザ光を到達させることができない。このため、プリント配線板への安定した貫通穴加工を行うことは困難であった。
 プリント配線板への安定したレーザ加工を行う方法として、表面および裏面の両面からレーザ光の照射を行う方法がある。このレーザ加工方法では、プリント配線板に対して表面からレーザ光を照射して途中までの穴を形成し、その後、プリント配線板の裏面からレーザ光を照射して貫通穴を形成している(例えば、特許文献1参照)。
特開2003-218539号公報
 しかしながら、上記従来の技術では、表面(一方の主面側)からレーザ光を照射した後に、裏面(他方の主面側)からレーザ光を照射する場合に、裏面側の銅箔(導体層)を安定して除去することができなかった。
 本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、被加工物への貫通穴を安定して形成するレーザ加工方法およびレーザ加工機を得ることを目的とする。
 上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、被加工物の一方の主面側から第1のエネルギー密度でレーザ光を照射して前記被加工物の厚さ方向の途中位置まで加工穴を形成する第1の加工ステップと、前記被加工物の他方の主面側から前記加工穴の位置に第2のエネルギー密度でレーザ光を照射して前記加工穴の位置に貫通穴を形成する第2の加工ステップと、を含み、前記第2のエネルギー密度が前記第1のエネルギー密度よりも大きいことを特徴とする。
 本発明によれば、被加工物への貫通穴を安定して形成することが可能になるという効果を奏する。
図1は、本発明の実施の形態に係るレーザ加工機の構成を示す図である。 図2は、表面への穴あけ加工方法を説明するための図である。 図3は、レーザ光による穴あけ加工の加工原理を説明するための図である。 図4は、裏面への穴あけ加工方法を説明するための図である。 図5は、裏面への穴あけ加工方法の他の例を説明するための図である。 図6は、表面と裏面との間のレーザ加工条件と、貫通穴の出来栄えと、の関係の一例を示す図である。
 以下に、本発明の実施の形態に係るレーザ加工方法およびレーザ加工機を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態.
 図1は、本発明の実施の形態に係るレーザ加工機の構成を示す図である。レーザ加工機100は、レーザ光L(パルスレーザ光)を照射することによって被加工物(ワーク)4にレーザ穴あけ加工する装置である。レーザ加工機100は、レーザ光Lを発振するレーザ発振器1と、被加工物4のレーザ加工を行うレーザ加工部3と、加工制御装置(制御部)2と、を備えている。
 レーザ発振器1は、レーザ光Lを発振し、レーザ加工部3に送出する。本実施の形態のレーザ加工機100は、加工制御装置2からの指示に応じたパルスエネルギー(レーザ光Lの1パルス当たりのエネルギー)でレーザ光Lを送出する。レーザ加工部3は、照射面積制御部31、ガルバノミラー35X,35Y、ガルバノスキャナ36X,36Y、集光レンズ(fθレンズ)34、XYテーブル(加工テーブル)30、位置検出部39を備えている。
 照射面積制御部31は、例えばガルバノミラー35X,35Yよりも前段側(レーザ発振器1側)の光路上に配置される。照射面積制御部31は、例えば、2枚のレンズ(コリメートレンズなど)で構成されている。レーザ光(レーザビーム)Lは、2枚のレンズを通過することによって2枚のレンズに応じたビーム系に調整される。
 レーザ加工部3へは、被加工物4へ照射するレーザ光Lの照射面積(レーザ光照射面積)に応じた照射面積制御部31を配置しておく。具体的には、本実施の形態では、予め複数の照射面積制御部31を準備しておく。例えば、照射面積制御部31として、2枚からなるレンズの組を複数組準備しておく。そして、被加工物4の表面をレーザ加工する際には、表面に応じた照射面積制御部31をレーザ加工部3の光路上に配置し、被加工物4の裏面をレーザ加工する際には、裏面に応じた照射面積制御部31をレーザ加工部3の光路上に配置する。
 なお、照射面積制御部31は、レーザ光Lのビーム径を調整するアパーチャなどのようなレンズ以外の手段であってもよい。この場合、被加工物4の表面をレーザ加工する際には、表面に応じたアパーチャをレーザ加工部3の光路上に配置し、被加工物4の裏面をレーザ加工する際には、裏面に応じたアパーチャをレーザ加工部3の光路上に配置する。
 ガルバノスキャナ36X,36Yは、レーザ光Lの軌道を変化させて被加工物4への照射位置を移動させる機能を有しており、レーザ光Lを被加工物4に設定された各加工エリア内で2次元的に走査する。ガルバノスキャナ36X,36Yは、レーザ光LをX-Y方向に走査するために、ガルバノミラー35X,35Y(後述の偏向ミラー33)を所定の角度に回転させる。
 ガルバノミラー35X,35Yは、レーザ光Lを反射して所定の角度に偏向させる。ガルバノミラー35Xは、レーザ光LをX方向に偏向させ、ガルバノミラー35Yは、レーザ光LをY方向に偏向させる。
 集光レンズ34は、テレセントリック性を有した集光レンズである。集光レンズ34は、レーザ光Lを被加工物4の主面に対して垂直な方向に偏向させるとともに、レーザ光Lを被加工物4の加工位置(穴位置Hx)に集光(照射)させる。
 被加工物4は、プリント配線板などであり、一方の主面である表面および他方の主面である裏面の両面から複数の穴あけ加工が行なわれて貫通穴が形成される。被加工物4は、例えば、銅箔(導体層)、樹脂(絶縁層)、銅箔(導体層)の3層構造をなしている。
 XYテーブル30は、被加工物4を載置するとともに、図示しないX軸モータおよびY軸モータの駆動によってXY平面内を移動する。これにより、XYテーブル30は、被加工物4を面内方向に移動させる。
 XYテーブル30を移動させることなくガルバノ機構の動作(ガルバノスキャナ36X,36Yの移動)によってレーザ加工が可能な範囲(走査可能領域)が加工エリア(スキャンエリア)である。レーザ加工機100では、XYテーブル30をXY平面内で移動させた後、ガルバノスキャナ36X,36Yによってレーザ光Lを2次元走査する。XYテーブル30は、各加工エリアの中心が集光レンズ34の中心直下(ガルバノ原点)となるよう順番に移動していく。ガルバノ機構は、加工エリア内に設定されている各穴位置Hxが順番にレーザ光Lの照射位置となるよう動作する。XYテーブル30による加工エリア間の移動とガルバノ機構による加工エリア内でのレーザ光Lの2次元走査とが、被加工物4内で順番に行なわれていく。これにより、被加工物4内の全ての穴位置Hxが全てレーザ加工される。
 位置検出部39は、被加工物4に予め設けられている位置決め用の貫通穴(図示せず)の位置を検出し、検出結果を加工制御装置2に送る。加工制御装置2は、加工プログラムおよび位置検出部39による位置の検出結果に基づいて、被加工物4のレーザ加工位置を制御する。加工制御装置2には、被加工物4の表面をレーザ加工するための加工プログラムと、被加工物4の裏面をレーザ加工するための加工プログラムと、が入力される。
 加工制御装置2は、レーザ発振器1およびレーザ加工部3に接続されており(図示せず)、レーザ発振器1およびレーザ加工部3を制御する。本実施の形態のレーザ加工機100は、被加工物4の表面(一方の主面)に設定されるレーザ光照射条件で被加工物4の表面へのレーザ加工を行い、被加工物4の裏面(他方の主面)に設定されるレーザ光照射条件で被加工物4の裏面へのレーザ加工を行う。
 被加工物4の表面に設定されるレーザ光照射条件は、被加工物4へのレーザ光照射面積やパルスエネルギーである。同様に、被加工物4の裏面に設定されるレーザ光照射条件は、被加工物4へのレーザ光照射面積やパルスエネルギーである。
 被加工物4の表面に設定されるレーザ光照射条件は、被加工物4の表面をレーザ加工するための加工プログラム内に設定しておいてもよいし、加工制御装置2内に設定しておいてもよい。同様に、被加工物4の裏面に設定されるレーザ光照射条件は、被加工物4の裏面をレーザ加工するための加工プログラム内に設定しておいてもよいし、加工制御装置2内に設定しておいてもよい。
 加工制御装置2は、被加工物4の表面をレーザ加工する際には表面に設定されたレーザ光照射条件をレーザ発振器1とレーザ加工部3に指示し、被加工物4の裏面をレーザ加工する際には裏面に設定されたレーザ光照射条件をレーザ発振器1とレーザ加工部3に指示する。本実施の形態では、被加工物4の表面をレーザ加工する際には、表面へのレーザ光照射条件に対応するパルスエネルギーでレーザ光を照射するよう、加工制御装置2がレーザ発振器1に指示を送る。同様に、被加工物4の裏面をレーザ加工する際には、裏面へのレーザ光照射条件に対応するパルスエネルギーでレーザ光Lを照射するよう、加工制御装置2がレーザ発振器1に指示を送る。
 加工制御装置2は、コンピュータなどによって構成されており、レーザ発振器1、レーザ加工部3をNC(Numerical Control)制御等によって制御する。加工制御装置2は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)などを備えて構成されている。加工制御装置2がレーザ加工を制御する際には、CPUが、ユーザによる入力部(図示せず)からの入力によって、ROM内に格納されている加工プログラムを読み出してRAM内のプログラム格納領域に展開して各種処理を実行する。この処理に際して生じる各種データは、RAM内に形成されるデータ格納領域に一時的に記憶される。これにより、加工制御装置2は、レーザ発振器1およびレーザ加工部3を制御する。
 レーザ加工機100は、この構成によりレーザ発振器1から出射されたレーザ光Lをガルバノミラー35X,35Yによって任意の角度に偏向させ、集光レンズ34を介して被加工物4上の所定位置に結像し照射する。これにより、被加工物4がレーザ加工されて被加工物4に貫通穴が形成される。
 本実施の形態のレーザ加工機100は、被加工物4の表面にレーザ光を照射してから被加工物4を裏返して被加工物4の裏面にレーザ光を照射することによって被加工物4の両面からレーザ光を照射し、これにより被加工物4に貫通穴を形成する。
 つぎに、本実施の形態の穴あけ加工方法について説明する。図2は、表面への穴あけ加工方法を説明するための図である。図2では、被加工物4の表面20A側からレーザ光Lを照射した場合に形成される加工穴(未貫通の穴)の断面図を示している。
 被加工物4は、表面20A側に銅箔21Aが形成されるとともに、裏面20B側に銅箔21Bが形成されている。そして、銅箔21Aと銅箔21Bとの間に、樹脂22が形成されている。換言すると、被加工物4は、裏面20B側から表面20A側に向かって、銅箔21B、樹脂22、銅箔21Aの順番でこれらが積層されて構成されている。
 表面20Aをレーザ加工する場合、被加工物4は、表面20Aが上面側を向くようXYテーブル30上に載置される。図2では、偏向ミラー33、集光レンズ34を介して、被加工物4の表面20A側の穴である表穴HAへのレーザ加工が行われた場合を示している。
 レーザ加工機100は、各穴位置Hxに対し、被加工物4の表面20A側からレーザ光Lを照射して被加工物4の厚さ方向の途中位置までレーザ加工を行う。このとき、加工制御装置2は、貫通穴となる予定の各穴位置Hxの下部(被加工物4内)にある樹脂22を予め設定しておいた所定量だけ除去するよう、表面20Aに設定しておいたレーザ光照射条件に基づいて、レーザ発振器1とレーザ加工部3を制御する。換言すると、各表穴HAは、レーザ光照射条件に応じた所定の深さまでレーザ加工される。本実施の形態では、各表穴HAは、樹脂22が1/2以上除去され、且つ所定量だけ樹脂残りが発生するよう、レーザ加工される。例えば、各表穴HAへは、レーザ光照射面積が5024μm2(直径φ=80μmのレーザ光L)で且つパルスエネルギーが10mJ(エネルギー密度=1.99J/m2)のレーザ光Lが1ショットだけ表面20Aへ照射される。
 ここで、表面をレーザ加工する際の加工深さについて説明する。図3は、レーザ光による穴あけ加工の加工原理を説明するための図である。被加工物4の表面20A側からレーザ光Lを照射すると(ST1)、表面20A側の銅箔21Aが溶融し(ST2)、さらに樹脂22が溶融する(ST3)。このとき、銅箔21Aは溶融するのみであり蒸発はしない。
 銅箔21Aおよび樹脂22が溶融した後、樹脂22が蒸発する(ST4)。そして、樹脂22の蒸発圧力によって加工穴の外側に樹脂22が吹き飛ばされる。これにより、溶融状態であった銅箔21Aが、樹脂22とともに加工穴の外側に飛散する(ST5)。
 このように、レーザ光Lによって、銅箔21Aおよび樹脂22を有した複合材料に穴あけ加工を行う場合には、銅箔21Aを飛散させるだけの樹脂22が必要となる。したがって、レーザ光Lによって、裏面20B側から穴あけ加工を行う場合にも、銅箔21Bを飛散させるだけの樹脂22が必要となる。このため、本実施の形態では、銅箔21B側に所定量以上の樹脂22が残るよう、表面20A側からの穴あけ加工を行う。
 表面20Aへのレーザ加工が完了した後、被加工物4は、裏面20Bが上面側を向くようXYテーブル30上に載置されて各穴位置Hxへのレーザ加工が行われる。レーザ加工機100は、途中まで加工穴が形成された各穴位置Hxに対し、被加工物4の裏面20B側からレーザ光Lを照射して穴位置Hxへ貫通穴を形成する。
 図4は、裏面への穴あけ加工方法を説明するための図である。図4では、被加工物4の表面20A側および裏面20B側からレーザ光Lを照射した場合に形成される加工穴(貫通穴)の断面図を示している。
 被加工物4の裏面20B側からは、偏向ミラー33、集光レンズ34を介して、裏面20B側の穴である裏穴HBへのレーザ加工が行われる。裏穴HBは、表穴HAと同じ穴位置の穴であり、表面20A側から見て表穴HAの下部に形成される穴である。
 レーザ加工機100は、各穴位置Hxに対し、被加工物4の裏面20B側からレーザ光Lを照射して被加工物4の裏面20B側のレーザ加工を行う。このとき、本実施の形態の加工制御装置2は、裏面20Bに設定しておいたレーザ光照射条件に基づいて、レーザ発振器1とレーザ加工部3を制御する。裏面20Bに設定しておくレーザ光照射条件は、銅箔21Bと、表面20A側から穴あけ加工した際に残っている樹脂22と、を除去できる条件である。
 表面20A側から穴あけ加工した後の樹脂22は、貫通穴内に1/2以下の深さ分しか残っていない。そして、貫通穴を形成する位置に残っている樹脂22の量が少ない場合、樹脂22の蒸発圧力が小さくなる。このため、裏面20B側から穴あけ加工をする際には、表面20A側から穴あけ加工をした場合よりも、大きなパルスエネルギーでレーザ光Lを照射する。換言すると、レーザ加工機100は、照射するレーザ光Lの面積(レーザ光照射面積)を一定とした場合、表面20Aからレーザ光Lを照射する際のパルスエネルギーに比べ、裏面20Bからレーザ光Lを照射する際のパルスエネルギーを大きくする。例えば、図4に示すように、レーザ加工機100は、各裏穴HBに、レーザ光照射面積が5024μm2(直径φ=80μmのレーザ光L)で且つパルスエネルギーが15mJのレーザ光Lを1ショットだけ照射する。
 具体的には、加工制御装置2がレーザ発振器1に対してパルスエネルギーが15mJのレーザ光Lを出射するよう指示を送る。レーザ発振器1は、加工制御装置2からの指示に従って、パルスエネルギーが15mJのレーザ光Lを出射する。
 これにより、各表穴HAおよび各裏穴HBへのレーザ光照射面積は、40×40×3.14=5024μm2となる。また、表面20Aからレーザ光Lを照射する場合のパルスエネルギー(10mJ)に比べて、裏面20Bからレーザ光Lを照射する場合のパルスエネルギー(15mJ)が10%以上大きくなる。
 このように、本実施の形態では、表面20Aと裏面20Bとでレーザ光照射面積を同じにし、且つ、表面20Aへのレーザ光Lのパルスエネルギーに比べて、裏面20Bへのレーザ光Lのパルスエネルギーを例えば10%以上大きくする。
 裏面20Bをレーザ加工する際には、表面20Aからのレーザ加工によって樹脂22の量が減っているが、裏面20Bをレーザ加工する際に表面20Aよりも10%以上大きいパルスエネルギーを照射するので、樹脂22の蒸発圧力が増加する。したがって、銅箔21Bを安定して除去することが可能となる。このように、裏面20Bをレーザ加工する際に表面20Aよりも大きいパルスエネルギーでレーザ光Lを照射するので、安定して貫通穴を加工することが可能となる。
 なお、表面20Aや裏面20Bをレーザ加工する際には、レーザ光Lの照射と同時に表面20Aや裏面20Bにガスを吹き付けてもよい。これにより、ガスの運動エネルギーを利用して銅箔21Aや銅箔21Bを容易に除去することが可能となる。
 なお、裏面20Bにレーザ加工を行う場合に、表面20Aにレーザ加工を行う場合よりも、レーザ光照射面積を大きくしてもよい。図5は、裏面への穴あけ加工方法の他の例を説明するための図である。図5では、被加工物4の表面20A側および裏面20B側からレーザ光Lを照射した場合に形成される加工穴(貫通穴)の断面図を示している。
 レーザ加工機100は、各穴位置Hxに対し、被加工物4の裏面20B側からレーザ光Lを照射して被加工物4の裏面20B側のレーザ加工を行う。このとき、表面20A側から穴あけ加工した後の樹脂残りは、貫通穴内に1/2以下しか残っていない。このため、レーザ加工機100は、表面20Aと裏面20Bとで照射するレーザ光Lのパルスエネルギー密度をほぼ一定とし、且つ表面20Aからレーザ光Lを照射する場合のレーザ光照射面積に比べ、裏面20Bからレーザ光Lを照射する場合のレーザ光照射面積を大きくする。
 例えば、図5に示すように、レーザ加工機100は、各裏穴HCに、レーザ光照射面積が7850μm2(直径φ=100μmのレーザ光L)で且つパルスエネルギーが15mJのレーザ光Lを1ショットだけ照射する。具体的には、照射面積制御部31を表面20Aのレーザ加工条件に応じた照射面積制御部31に交換した後に、被加工物4へのレーザ加工が行なわれる。
 これにより、各表穴HAおよび各裏穴HBへ照射するレーザ光Lのパルスエネルギー密度は、ほぼ同じとなる。また、表面20Aからレーザ光Lを照射する場合のレーザ光照射面積(40×40×3.14=5024μm2)に比べて、裏面20Bからレーザ光Lを照射する場合のレーザ光照射面積(50×50×3.14=7850μm2)が10%以上大きくなる。
 裏面20Bをレーザ加工する際には、表面20Aからのレーザ加工によって樹脂22の深さ方向の量が減っている。本実施の形態では、裏面20Bをレーザ加工する際に表面20Aをレーザ加工する場合よりも10%以上大きなレーザ光照射面積でレーザ光Lを照射するので、裏面20Bからのレーザ光Lの照射によって除去される樹脂22の体積がレーザ光照射面積の増加に応じた量だけ増える。これにより、溶融した銅箔21Bを吹き飛ばす樹脂22の蒸発圧力が増加する。したがって、銅箔21Bを安定して除去することが可能となる。このように、裏面20Bをレーザ加工する際に表面20Aよりも大きなレーザ光照射面積でレーザ光Lを照射するので、安定して貫通穴を加工することが可能となる。
 つぎに、表面20Aと裏面20Bとの間のレーザ加工条件と、貫通穴の出来栄えと、の関係について説明する。ここでは、レーザ加工条件が、表面20Aに対する裏面20Bのレーザ光照射面積の比率と、表面20Aに対する裏面20Bのエネルギー密度と、の組合せである場合について説明する。
 図6は、表面と裏面との間のレーザ加工条件と、貫通穴の出来栄えと、の関係の一例を示す図である。図6の横軸に示すレーザ光照射面積は、裏面20Bに照射するレーザ光Lのレーザ光照射面積を示している。また、図6の横軸に示す比率は、表面20Aへのレーザ光照射面積に対する裏面20Bへのレーザ光照射面積の比率を示している。また、図6の縦軸に示す比率は、表面20Aへのエネルギー密度に対する裏面20Bへのエネルギー密度の比率を示している。
 また、図6に示す○印は、安定して貫通穴を加工することができるレーザ加工条件であり、図6に示す×印は、安定して貫通穴を加工することができないレーザ加工条件である。
 表面20Aに対する裏面20Bのエネルギー密度の比率が1.10以上の場合、安定して貫通穴を加工することができる。また、表面20Aと裏面20Bのエネルギー密度の比率が同じ場合または裏面20Bのエネルギー密度が表面20Aのエネルギー密度よりも大きい場合(比率が1.00以上の場合)、表面20Aに対する裏面20Bのレーザ光照射面積の比率が1.10以上であれば、安定して貫通穴を加工することができる。
 また、表面20Aに対する裏面20Bのエネルギー密度の比率が0.95以上の場合、表面20Aに対する裏面20Bのレーザ光照射面積の比率が1.15以上であれば、安定して貫通穴を加工することができる。
 一方、表面20Aに対する裏面20Bのエネルギー密度の比率が1.10未満の場合、表面20Aに対する裏面20Bのレーザ光照射面積の比率が1.10未満であれば、安定して貫通穴を加工することができない。
 また、裏面20Bのエネルギー密度が表面20Aのエネルギー密度よりも小さい場合(比率が1.00未満の場合)、表面20Aに対する裏面20Bのレーザ光照射面積の比率が1.15未満であれば、安定して貫通穴を加工することができない。また、表面20Aに対する裏面20Bのエネルギー密度の比率が0.95未満の場合、安定して貫通穴を加工することができない。
 なお、表面20Aに対する裏面20Bのレーザ光照射面積の比率が1.10以上の場合、表穴HAをあけた後に表穴HAの下部に樹脂22が残っていなくてもよい。また、裏面20Bに穴あけ加工した場合に除去される樹脂22の体積(予測値)に基づいて、裏面20Bを穴あけする際のレーザ光照射面積やエネルギー密度を決定してもよい。これにより、裏面20Bに穴あけ加工した場合に除去される樹脂22の体積に応じた適切なレーザ加工条件を設定することが可能となる。したがって、裏面20Bをレーザ加工する際の、レーザ光照射面積やエネルギー密度を無駄に大きくする必要がなくなり、効率良くレーザ穴あけ加工を行うことが可能となる。
 また、被加工物4は、プリント配線板に限らず他の部材であってもよい。例えば、銅箔21A,21Bの代わりに、被加工物4にレーザ光Lを照射した際に溶融するのみで蒸発しない他種類の層を用いてもよい。また、樹脂22の代わりに、被加工物4にレーザ光Lを照射した際に溶融し蒸発する他種類の層を用いてもよい。
 また、本実施の形態では、被加工物4の表面20Aをレーザ加工した後に裏面20Bをレーザ加工する場合について説明したが、被加工物4の裏面20Bをレーザ加工した後に表面20Aをレーザ加工してもよい。この場合、裏面20Bに対し、前述した表面20Aへのレーザ加工条件を適用し、表面20Aに対し、前述した裏面20Bへのレーザ加工条件を適用する。
 なお、図6に示した、表面20Aと裏面20Bとの間のレーザ加工条件と、貫通穴の出来栄えと、の関係は一例であり、図6に示した○印以外のレーザ加工条件で裏面20Bにレーザ光Lを照射してもよい。例えば、裏面20Bをレーザ加工する際のエネルギー密度を、表面20Aをレーザ加工する際のエネルギー密度よりも大きくすることによって、安定して貫通穴を加工することができる。また、裏面20Bをレーザ加工する際のレーザ光照射面積を、表面20Aをレーザ加工する際のレーザ光照射面積よりも大きくすることによって、安定して貫通穴を加工することができる。
 このように実施の形態によれば、被加工物4の裏面20Bをレーザ加工する際のエネルギー密度を、表面20Aをレーザ加工する際のエネルギー密度よりも大きくしているので、被加工物4を構成している銅箔21Bを被加工物4から安定して除去することが可能になる。また、被加工物4の裏面20Bをレーザ加工する際のレーザ光照射面積を、表面20Aをレーザ加工する際のレーザ光照射面積よりも大きくしているので、被加工物4を構成している銅箔21Bを被加工物4から安定して除去することが可能になる。したがって、被加工物4への貫通穴を安定して形成することが可能になる。
 以上のように、本発明に係るレーザ加工方法およびレーザ加工機は、レーザ光による被加工物への穴あけ加工に適している。
 1 レーザ発振器
 2 加工制御装置
 3 レーザ加工部
 4 被加工物
 20A 表面
 20B 裏面
 21A,21B 銅箔
 22 樹脂
 31 照射面積制御部
 100 レーザ加工機
 HA 表穴
 HB,HC 裏穴
 L レーザ光

Claims (6)

  1.  被加工物の一方の主面側から第1のエネルギー密度でレーザ光を照射して前記被加工物の厚さ方向の途中位置まで加工穴を形成する第1の加工ステップと、
     前記被加工物の他方の主面側から前記加工穴の位置に第2のエネルギー密度でレーザ光を照射して前記加工穴の位置に貫通穴を形成する第2の加工ステップと、
     を含み、
     前記第2のエネルギー密度が前記第1のエネルギー密度よりも大きいことを特徴とするレーザ加工方法。
  2.  前記第2のエネルギー密度は、前記加工穴の位置に前記第2の照射面積で前記貫通穴を形成する際に前記被加工物内から蒸発させる部材の体積に応じて決定されることを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工方法。
  3.  被加工物の一方の主面側から第1の照射面積でレーザ光を照射して前記被加工物の厚さ方向の途中位置まで加工穴を形成する第1の加工ステップと、
     前記被加工物の他方の主面側から前記加工穴の位置に第2の照射面積でレーザ光を照射して前記加工穴の位置に貫通穴を形成する第2の加工ステップと、
     を含み、
     前記第2の照射面積が前記第1の照射面積よりも大きいことを特徴とするレーザ加工方法。
  4.  前記第2の照射面積は、前記加工穴の位置に前記第2の照射面積で前記貫通穴を形成する際に前記被加工物内から蒸発させる部材の体積に応じて決定されることを特徴とする請求項2に記載のレーザ加工方法。
  5.  レーザ光を出射するレーザ発振器と、
     被加工物の一方の主面側から第1のエネルギー密度で前記レーザ光を照射して前記被加工物の厚さ方向の途中位置まで加工穴を形成し、その後、前記被加工物の他方の主面側から前記加工穴の位置に第2のエネルギー密度で前記レーザ光を照射して前記加工穴の位置に貫通穴を形成するレーザ加工部と、
     前記レーザ発振器から送出するレーザ光のパルスエネルギーを制御する制御部と、
     を備え、
     前記制御部は、前記第2のエネルギー密度が前記第1のエネルギー密度よりも大きくなるよう前記レーザ発振器が送出するパルスエネルギーを制御することを特徴とするレーザ加工機。
  6.  被加工物の一方の主面側から第1の照射面積で前記レーザ光を照射して前記被加工物の厚さ方向の途中位置まで加工穴を形成し、その後、前記被加工物の他方の主面側から前記加工穴の位置に第2の照射面積で前記レーザ光を照射して前記被加工物に貫通穴を形成するレーザ加工部と、
     前記レーザ加工部が前記被加工物に照射するレーザ光の照射面積を調整する照射面積制御部と、
     を備え、
     前記照射面積制御部は、前記第2の照射面積が前記第1の照射面積よりも大きくなるよう前記レーザ光の照射面積を調整することを特徴とするレーザ加工機。
PCT/JP2010/059033 2010-05-27 2010-05-27 レーザ加工方法およびレーザ加工機 WO2011148492A1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012517061A JP5183826B2 (ja) 2010-05-27 2010-05-27 レーザ加工方法およびレーザ加工機
KR1020127032272A KR101412850B1 (ko) 2010-05-27 2010-05-27 레이저 가공방법 및 레이저 가공기
CN201080067047.XA CN102917834B (zh) 2010-05-27 2010-05-27 激光加工方法及激光加工机
PCT/JP2010/059033 WO2011148492A1 (ja) 2010-05-27 2010-05-27 レーザ加工方法およびレーザ加工機
TW099136900A TWI386269B (zh) 2010-05-27 2010-10-28 雷射加工方法及雷射加工機

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2010/059033 WO2011148492A1 (ja) 2010-05-27 2010-05-27 レーザ加工方法およびレーザ加工機

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011148492A1 true WO2011148492A1 (ja) 2011-12-01

Family

ID=45003499

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2010/059033 WO2011148492A1 (ja) 2010-05-27 2010-05-27 レーザ加工方法およびレーザ加工機

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP5183826B2 (ja)
KR (1) KR101412850B1 (ja)
CN (1) CN102917834B (ja)
TW (1) TWI386269B (ja)
WO (1) WO2011148492A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150104608A1 (en) * 2013-10-15 2015-04-16 Samsung Display Co., Ltd. Metal mask and manufacturing method thereof
WO2016088555A1 (ja) * 2014-12-05 2016-06-09 オムロン株式会社 メッシュの製造方法およびメッシュ
EP4046742A4 (en) * 2019-11-22 2022-12-07 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. LASER PROCESSING METHOD AND LASER PROCESSING DEVICE

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI621497B (zh) * 2013-05-27 2018-04-21 Nippon Sharyo Ltd Laser processing machine
KR20170127034A (ko) * 2015-05-20 2017-11-20 엘지전자 주식회사 복합 절연부재 및 그의 제조방법, 복합 절연부재를 구비한 전기장치
JPWO2019038860A1 (ja) * 2017-08-23 2019-11-07 三菱電機株式会社 レーザ加工方法およびレーザ加工装置
CN114260602A (zh) * 2021-12-30 2022-04-01 东莞市镭源电子科技有限公司 一种基于二氧化碳激光通孔技术的电子零部件通孔方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02182390A (ja) * 1989-01-10 1990-07-17 Canon Inc レーザーを用いた孔加工方法
JPH0327885A (ja) * 1989-06-22 1991-02-06 Canon Inc レーザーによる加工方法
WO1999059761A1 (fr) * 1998-05-21 1999-11-25 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Procede d'usinage laser
JP2004335655A (ja) * 2003-05-06 2004-11-25 Internatl Business Mach Corp <Ibm> 穴形成方法、プリント配線基板および穴形成装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5841102A (en) * 1996-11-08 1998-11-24 W. L. Gore & Associates, Inc. Multiple pulse space processing to enhance via entrance formation at 355 nm
JPH11188882A (ja) * 1997-12-26 1999-07-13 Canon Inc 液体噴射記録ヘッドおよびその製造方法
JP2000061667A (ja) * 1998-08-19 2000-02-29 Junichi Ikeno ガラスのレーザ加工方法及びガラス成形品
ATE323569T1 (de) * 2001-03-22 2006-05-15 Xsil Technology Ltd Ein laserbearbeitungssystem und -verfahren
DE10296376T5 (de) * 2001-04-05 2004-04-15 Mitsubishi Denki K.K. Kohlenstoffdioxidlaser-Bearbeitungsverfahren von Mehrschichtmaterial
CA2451077A1 (en) * 2001-07-02 2003-01-16 Virtek Laser Systems, Inc. Method of ablating an opening in a hard, non-metallic substrate

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02182390A (ja) * 1989-01-10 1990-07-17 Canon Inc レーザーを用いた孔加工方法
JPH0327885A (ja) * 1989-06-22 1991-02-06 Canon Inc レーザーによる加工方法
WO1999059761A1 (fr) * 1998-05-21 1999-11-25 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Procede d'usinage laser
JP2004335655A (ja) * 2003-05-06 2004-11-25 Internatl Business Mach Corp <Ibm> 穴形成方法、プリント配線基板および穴形成装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150104608A1 (en) * 2013-10-15 2015-04-16 Samsung Display Co., Ltd. Metal mask and manufacturing method thereof
US9676063B2 (en) * 2013-10-15 2017-06-13 Samsung Display Co., Ltd. Method of manufacturing a metal mask by laser cutting
WO2016088555A1 (ja) * 2014-12-05 2016-06-09 オムロン株式会社 メッシュの製造方法およびメッシュ
JP2016107515A (ja) * 2014-12-05 2016-06-20 オムロン株式会社 メッシュの製造方法およびメッシュ
US10525658B2 (en) 2014-12-05 2020-01-07 Omron Corporation Method for producing mesh, and mesh
EP4046742A4 (en) * 2019-11-22 2022-12-07 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. LASER PROCESSING METHOD AND LASER PROCESSING DEVICE

Also Published As

Publication number Publication date
KR101412850B1 (ko) 2014-06-30
KR20130027529A (ko) 2013-03-15
CN102917834A (zh) 2013-02-06
TW201141645A (en) 2011-12-01
JPWO2011148492A1 (ja) 2013-07-25
CN102917834B (zh) 2016-08-03
TWI386269B (zh) 2013-02-21
JP5183826B2 (ja) 2013-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2011148492A1 (ja) レーザ加工方法およびレーザ加工機
US6706998B2 (en) Simulated laser spot enlargement
EP2011599B1 (en) Laser processing method and laser processing apparatus
TW564196B (en) Simulated laser spot enlargement
Mottay et al. Industrial applications of ultrafast laser processing
JP5414467B2 (ja) レーザ加工方法
US20090266801A1 (en) Method of laser welding metal plated plates
JP2007167875A (ja) レーザ内部スクライブ方法
JP6671145B2 (ja) 加工樹脂基板の製造方法およびレーザー加工装置
JP2008126241A (ja) レーザ溶接方法およびその装置
JP2007237242A (ja) レーザ加工装置
JP2005532908A5 (ja)
TWI666699B (zh) 雷射加工方法及雷射加工裝置
JP2007157659A (ja) 有機el素子の配線パターンの形成方法及び有機el素子の形成装置
JP2010201479A (ja) レーザ光加工装置及びレーザ光加工方法
JP5279949B2 (ja) レーザ加工機、レーザ加工方法およびレーザ加工制御装置
JP2004160524A (ja) レーザー加工方法及び液滴吐出ヘッド
JP3524855B2 (ja) レーザ照射装置及びレーザ加工方法
JP2000271777A (ja) レーザ穴あけ加工装置用のデスミア方法及びデスミア装置
KR102627353B1 (ko) 하이브리드 펄스 스캐너가 구비된 레이저 조사장치및 이를 이용한 버큠플레이트의 마이크로홀 가공방법
JP2008284577A (ja) レーザ加工方法、フレキシブルプリント基板
JP2022108281A (ja) 窒化皮膜形成装置及び窒化皮膜形成方法
JP2011147965A (ja) レーザ加工用レンズ装置及びレーザ加工装置
JPH11342490A (ja) レーザ穴あけ加工装置用のデスミア装置及びデスミア方法
JP2002120081A (ja) レーザ加工方法および装置

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201080067047.X

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10852162

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2012517061

Country of ref document: JP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20127032272

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 10852162

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1