JP2001246484A - レーザ加工方法及び加工装置 - Google Patents
レーザ加工方法及び加工装置Info
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- JP2001246484A JP2001246484A JP2000058275A JP2000058275A JP2001246484A JP 2001246484 A JP2001246484 A JP 2001246484A JP 2000058275 A JP2000058275 A JP 2000058275A JP 2000058275 A JP2000058275 A JP 2000058275A JP 2001246484 A JP2001246484 A JP 2001246484A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 加工点間の移動に起因して生ずる加工速度の
制約を解消して加工速度の改善を図ること。 【解決手段】 加工点毎にレーザ光のエネルギー状態を
モニタするモニタリング手段と、レーザ光をワーク１６
における所望の加工点に照射するためのＸ−Ｙガルバノ
スキャナ１９と、モニタリング手段からのモニタ結果に
応じてガルバノスキャナを制御する制御装置１０とを含
む。制御装置は、１つの加工点へのレーザ光照射が終了
するとモニタリング手段によるエネルギー状態のモニタ
開始に伴ってガルバノスキャナに対して次の加工点への
移動を開始させるようにし、モニタの結果が正常でなけ
ればガルバノスキャナに対してレーザ光の照射位置を前
記１つの加工点に戻すようにして再度のレーザ光照射を
行わせるように制御する。
制約を解消して加工速度の改善を図ること。 【解決手段】 加工点毎にレーザ光のエネルギー状態を
モニタするモニタリング手段と、レーザ光をワーク１６
における所望の加工点に照射するためのＸ−Ｙガルバノ
スキャナ１９と、モニタリング手段からのモニタ結果に
応じてガルバノスキャナを制御する制御装置１０とを含
む。制御装置は、１つの加工点へのレーザ光照射が終了
するとモニタリング手段によるエネルギー状態のモニタ
開始に伴ってガルバノスキャナに対して次の加工点への
移動を開始させるようにし、モニタの結果が正常でなけ
ればガルバノスキャナに対してレーザ光の照射位置を前
記１つの加工点に戻すようにして再度のレーザ光照射を
行わせるように制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はレーザ加工方法及び
加工装置に関し、特に穴あけ加工を主目的とし、その加
工速度を向上させることができるように改良されたレー
ザ加工方法及び加工装置に関する。
加工装置に関し、特に穴あけ加工を主目的とし、その加
工速度を向上させることができるように改良されたレー
ザ加工方法及び加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】穴あけ加工を主目的としたレーザ加工装
置は、ワークを搭載するステージをＸ軸方向、Ｙ軸方向
に水平移動可能な、いわゆるＸ−Ｙステージを備えたも
のが一般的である。このレーザ加工装置は、Ｘ−Ｙステ
ージによりワークを移動させることでパルス状のレーザ
ビームの照射位置を変える。このため、Ｘ−Ｙステージ
によるポジショニングに時間がかかり、加工速度に制限
がある。便宜上、このレーザ加工装置を第１の方式と呼
ぶ。
置は、ワークを搭載するステージをＸ軸方向、Ｙ軸方向
に水平移動可能な、いわゆるＸ−Ｙステージを備えたも
のが一般的である。このレーザ加工装置は、Ｘ−Ｙステ
ージによりワークを移動させることでパルス状のレーザ
ビームの照射位置を変える。このため、Ｘ−Ｙステージ
によるポジショニングに時間がかかり、加工速度に制限
がある。便宜上、このレーザ加工装置を第１の方式と呼
ぶ。
【０００３】これに対し、ガルバノスキャナを用いてレ
ーザビームを振らせることで加工速度の向上を図ったレ
ーザ加工装置が提供されている。簡単に説明すると、レ
ーザ発振器から出力されたレーザビームを、その断面形
状を規定するためのマスクを通したうえでＸ−Ｙガルバ
ノスキャナに導く。Ｘ−Ｙガルバノスキャナは、良く知
られているように、入射したレーザビームを加工領域に
配置されたワーク上においてＸ軸方向に振らせるための
Ｘ軸ガルバノミラーと、Ｙ軸方向に振らせるためのＹ軸
ガルバノミラーとから成る。このようなＸ−Ｙガルバノ
スキャナにより、レーザ光はｆθレンズを通してワーク
上に設定された所定領域の全域にわたるように振られ
る。なお、ワークはＸ軸方向、Ｙ軸方向に可動のＸ−Ｙ
ステージに搭載されている。便宜上、このレーザ加工装
置を第２の方式と呼ぶ。
ーザビームを振らせることで加工速度の向上を図ったレ
ーザ加工装置が提供されている。簡単に説明すると、レ
ーザ発振器から出力されたレーザビームを、その断面形
状を規定するためのマスクを通したうえでＸ−Ｙガルバ
ノスキャナに導く。Ｘ−Ｙガルバノスキャナは、良く知
られているように、入射したレーザビームを加工領域に
配置されたワーク上においてＸ軸方向に振らせるための
Ｘ軸ガルバノミラーと、Ｙ軸方向に振らせるためのＹ軸
ガルバノミラーとから成る。このようなＸ−Ｙガルバノ
スキャナにより、レーザ光はｆθレンズを通してワーク
上に設定された所定領域の全域にわたるように振られ
る。なお、ワークはＸ軸方向、Ｙ軸方向に可動のＸ−Ｙ
ステージに搭載されている。便宜上、このレーザ加工装
置を第２の方式と呼ぶ。
【０００４】この第２の方式では、ワーク上の所定領域
に対してレーザ光を振らせることで加工を行った後、Ｘ
−Ｙステージにより次のワークを加工領域に配置する。
このような第２の方式によれば、Ｘ−Ｙガルバノスキャ
ナとＸ−Ｙステージとの組み合わせにより第１の方式に
比べて加工速度の向上を図ることができる。
に対してレーザ光を振らせることで加工を行った後、Ｘ
−Ｙステージにより次のワークを加工領域に配置する。
このような第２の方式によれば、Ｘ−Ｙガルバノスキャ
ナとＸ−Ｙステージとの組み合わせにより第１の方式に
比べて加工速度の向上を図ることができる。
【０００５】ところで、上記のようなレーザ加工におい
ては、加工に際し、加工点毎にレーザ光のエネルギー状
態をモニタしながら加工を行うことが行われている。こ
れを第１の方式の場合について図３、図４を参照して説
明する。
ては、加工に際し、加工点毎にレーザ光のエネルギー状
態をモニタしながら加工を行うことが行われている。こ
れを第１の方式の場合について図３、図４を参照して説
明する。
【０００６】図３において、レーザ発振器２１からのパ
ルスレーザ光はベンディングミラー２２、２３を経て一
部透過型のベンディングミラー２４に至り、ここで約９
９％は反射されてｆθレンズとも呼ばれる加工レンズ２
５を通してワーク２６に照射される。ワーク２６は、Ｘ
軸方向及びＹ軸方向に可動のＸ−Ｙステージ３０に搭載
されている。ベンディングミラー２４を透過した約１％
のレーザ光はエネルギーモニタ２７に導入されてパルス
毎にパルスエネルギーが検出される。検出されたパルス
エネルギーはエネルギー比較回路２８に送られる。エネ
ルギー比較回路２８は加工条件、例えばワーク２６の材
質や加工厚に応じてスレッシュホールド値を任意に変更
可能であり、検出されたパルスエネルギーとスレッシュ
ホールド値との比較を行い、検出されたパルスエネルギ
ーの方が低い時にはそれを示す信号をトリガパルス発生
器２９に出力する。トリガパルス発生器２９はこの信号
を受けるとレーザ発振器２１にトリガパルスを出力し、
追加のパルスレーザ光を発生せしめる。
ルスレーザ光はベンディングミラー２２、２３を経て一
部透過型のベンディングミラー２４に至り、ここで約９
９％は反射されてｆθレンズとも呼ばれる加工レンズ２
５を通してワーク２６に照射される。ワーク２６は、Ｘ
軸方向及びＹ軸方向に可動のＸ−Ｙステージ３０に搭載
されている。ベンディングミラー２４を透過した約１％
のレーザ光はエネルギーモニタ２７に導入されてパルス
毎にパルスエネルギーが検出される。検出されたパルス
エネルギーはエネルギー比較回路２８に送られる。エネ
ルギー比較回路２８は加工条件、例えばワーク２６の材
質や加工厚に応じてスレッシュホールド値を任意に変更
可能であり、検出されたパルスエネルギーとスレッシュ
ホールド値との比較を行い、検出されたパルスエネルギ
ーの方が低い時にはそれを示す信号をトリガパルス発生
器２９に出力する。トリガパルス発生器２９はこの信号
を受けるとレーザ発振器２１にトリガパルスを出力し、
追加のパルスレーザ光を発生せしめる。
【０００７】上記の動作を、具体的な数値を例示して説
明する。加工条件により加工点１つ当たりのパルスレー
ザ光の個数が決定される。例えば、１発当たり０．４
（Ｊ）のパルスエネルギーを持つパルスレーザ光によ
り、１つの穴あけ（スルーホールの形成）加工につき１
つのパルスレーザ光を照射するものとする。光路中での
エネルギーロスが無いものとすると、エネルギーモニタ
２７での正常なパルスエネルギーの検出値は４（ｍＪ）
となる。これを考慮して、スレッシュホールド値Ｖ SLと
しては２．５（ｍＪ）が設定されるものとする。１つ目
の穴あけ加工ではパルスレーザ光のエネルギーがスレッ
シュホールド値ＶSLを越え、ワーク２６には正常に穴が
形成されたものとする。
明する。加工条件により加工点１つ当たりのパルスレー
ザ光の個数が決定される。例えば、１発当たり０．４
（Ｊ）のパルスエネルギーを持つパルスレーザ光によ
り、１つの穴あけ（スルーホールの形成）加工につき１
つのパルスレーザ光を照射するものとする。光路中での
エネルギーロスが無いものとすると、エネルギーモニタ
２７での正常なパルスエネルギーの検出値は４（ｍＪ）
となる。これを考慮して、スレッシュホールド値Ｖ SLと
しては２．５（ｍＪ）が設定されるものとする。１つ目
の穴あけ加工ではパルスレーザ光のエネルギーがスレッ
シュホールド値ＶSLを越え、ワーク２６には正常に穴が
形成されたものとする。
【０００８】２つ目の穴あけ加工において、レーザ発振
器２１に起因してパルスレーザ光のエネルギーが低く、
スレッシュホールド値ＶSLを下回ったとすると、ワーク
２６に形成されるホールはスルーホールとならない。エ
ネルギー比較回路２８はパルスエネルギーがスレッシュ
ホールド値ＶSLを下回ったことを検出してトリガパルス
発生器２９に信号を出力する。トリガパルス発生器２９
はこの信号を受けるとレーザ発振器２１にトリガパルス
を出力する。レーザ発振器２１はこのトリガパルスを受
けると、通常のパルスレーザ光と同じ周期で追加のパル
スレーザ光を出力する。その結果、ワーク２６には完全
に貫通したスルーホールが形成されることとなる。
器２１に起因してパルスレーザ光のエネルギーが低く、
スレッシュホールド値ＶSLを下回ったとすると、ワーク
２６に形成されるホールはスルーホールとならない。エ
ネルギー比較回路２８はパルスエネルギーがスレッシュ
ホールド値ＶSLを下回ったことを検出してトリガパルス
発生器２９に信号を出力する。トリガパルス発生器２９
はこの信号を受けるとレーザ発振器２１にトリガパルス
を出力する。レーザ発振器２１はこのトリガパルスを受
けると、通常のパルスレーザ光と同じ周期で追加のパル
スレーザ光を出力する。その結果、ワーク２６には完全
に貫通したスルーホールが形成されることとなる。
【０００９】次に、１発当たり０．４（Ｊ）のパルスエ
ネルギーを持つパルスレーザ光により、１つの穴あけ
（スルーホールの形成）加工につき２つのパルスレーザ
光を照射する場合について図４を参照して説明する。こ
れは、加工条件により加工点１つ当たりのパルスレーザ
光の個数が決定されるからである。この場合、光路中で
のエネルギーロスが無いものとすると、エネルギーモニ
タ２７での正常なパルスエネルギーの検出値は４（ｍ
Ｊ）となる。これを考慮して、スレッシュホールド値Ｖ
SLとして２．５（ｍＪ）が設定されるものとする。１つ
目の穴あけ加工では１発目、２発目のパルスレーザ光Ｐ
１、Ｐ２共にスレッシュホールド値ＶSLを越え、ワーク
２６には正常に穴が形成される。
ネルギーを持つパルスレーザ光により、１つの穴あけ
（スルーホールの形成）加工につき２つのパルスレーザ
光を照射する場合について図４を参照して説明する。こ
れは、加工条件により加工点１つ当たりのパルスレーザ
光の個数が決定されるからである。この場合、光路中で
のエネルギーロスが無いものとすると、エネルギーモニ
タ２７での正常なパルスエネルギーの検出値は４（ｍ
Ｊ）となる。これを考慮して、スレッシュホールド値Ｖ
SLとして２．５（ｍＪ）が設定されるものとする。１つ
目の穴あけ加工では１発目、２発目のパルスレーザ光Ｐ
１、Ｐ２共にスレッシュホールド値ＶSLを越え、ワーク
２６には正常に穴が形成される。
【００１０】２つ目の穴あけ加工において、レーザ発振
器２１に起因して１発目、２発目のパルスレーザ光Ｐ
３、Ｐ４共にパルスエネルギーが低く、特に２発目のパ
ルスエネルギーがスレッシュホールド値ＶSLを下回った
とすると、ワーク２６に形成されるホールはスルーホー
ルとならない。エネルギー比較回路２８はパルスエネル
ギーがスレッシュホールド値ＶSLを下回ったことを検出
してトリガパルス発生器２９に信号を出力する。トリガ
パルス発生器２９はこの信号を受けるとレーザ発振器２
１にトリガパルスを出力する。レーザ発振器２１はこの
トリガパルスを受けると、通常のパルスレーザ光と同じ
周期で追加のパルスレーザ光Ｐ５を出力する。その結
果、ワーク２６には完全に貫通したスルーホールが形成
されることとなる。
器２１に起因して１発目、２発目のパルスレーザ光Ｐ
３、Ｐ４共にパルスエネルギーが低く、特に２発目のパ
ルスエネルギーがスレッシュホールド値ＶSLを下回った
とすると、ワーク２６に形成されるホールはスルーホー
ルとならない。エネルギー比較回路２８はパルスエネル
ギーがスレッシュホールド値ＶSLを下回ったことを検出
してトリガパルス発生器２９に信号を出力する。トリガ
パルス発生器２９はこの信号を受けるとレーザ発振器２
１にトリガパルスを出力する。レーザ発振器２１はこの
トリガパルスを受けると、通常のパルスレーザ光と同じ
周期で追加のパルスレーザ光Ｐ５を出力する。その結
果、ワーク２６には完全に貫通したスルーホールが形成
されることとなる。
【００１１】なお、レーザ発振器２１は、上記のよう
に、１つの穴当たりのパルス個数が２個の場合、２個目
のパルスレーザ光を出力した後、パルスレーザ光の周期
よりも短い一定時間トリガパルスの有無を監視し、トリ
ガパルスが無ければ次の加工へ移される。勿論、図４で
説明したように、追加のパルスレーザ光を出力した後
も、一定時間トリガパルスの有無を監視し、トリガパル
スが無ければ次の加工へ移される。
に、１つの穴当たりのパルス個数が２個の場合、２個目
のパルスレーザ光を出力した後、パルスレーザ光の周期
よりも短い一定時間トリガパルスの有無を監視し、トリ
ガパルスが無ければ次の加工へ移される。勿論、図４で
説明したように、追加のパルスレーザ光を出力した後
も、一定時間トリガパルスの有無を監視し、トリガパル
スが無ければ次の加工へ移される。
【００１２】図３、図４は、上述した第１の方式を採用
した場合であるが、第２の方式の場合にはベンディング
ミラー２４に代えてＸ−Ｙガルバノスキャナが用いられ
ることになり、動作自体は変わらない。
した場合であるが、第２の方式の場合にはベンディング
ミラー２４に代えてＸ−Ｙガルバノスキャナが用いられ
ることになり、動作自体は変わらない。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】ここで、これまでは、
１つの加工点について上記の動作を行って、加工が正常
であると判定されてから次の加工点に移動させるという
方式をとっている。Ｘ−Ｙガルバノスキャナを使用した
場合、隣接する加工点間の距離にもよるが、通常１つの
加工点から次の加工点への移動に要する時間は２ｍｓｅ
ｃ程度である。これを図５を参照して説明する。
１つの加工点について上記の動作を行って、加工が正常
であると判定されてから次の加工点に移動させるという
方式をとっている。Ｘ−Ｙガルバノスキャナを使用した
場合、隣接する加工点間の距離にもよるが、通常１つの
加工点から次の加工点への移動に要する時間は２ｍｓｅ
ｃ程度である。これを図５を参照して説明する。
【００１４】図５において、時刻Ｔ１においてある加工
点に移動してパルスレーザ光が照射される。例えば、１
つの穴につき１つのパルスレーザ光を照射する場合、パ
ルスレーザ光が照射されるとエネルギーモニタ２７、エ
ネルギー比較回路２８により正常であるかどうかの判定
が行われる。この判定に要する時間は１５０μｓｅｃ程
度である。そして、正常と判定された時刻Ｔ２ではじめ
て次の加工点への移動が開始される。
点に移動してパルスレーザ光が照射される。例えば、１
つの穴につき１つのパルスレーザ光を照射する場合、パ
ルスレーザ光が照射されるとエネルギーモニタ２７、エ
ネルギー比較回路２８により正常であるかどうかの判定
が行われる。この判定に要する時間は１５０μｓｅｃ程
度である。そして、正常と判定された時刻Ｔ２ではじめ
て次の加工点への移動が開始される。
【００１５】ところが、上記のレーザ加工装置を、例え
ばプリント配線基板の樹脂層への穴あけ加工に用いる場
合には、一辺が数ｃｍの正方形領域に数十μｍの径を持
つ穴が数十μｍのピッチで多数、例えば数千個程度を設
けるような穴あけ加工が行われる。このような穴あけ加
工においては、上記のように１つの加工点における加工
が正常であると判定されてから次の加工点に移動させる
という方式では加工速度の向上に制約が生ずることにな
る。
ばプリント配線基板の樹脂層への穴あけ加工に用いる場
合には、一辺が数ｃｍの正方形領域に数十μｍの径を持
つ穴が数十μｍのピッチで多数、例えば数千個程度を設
けるような穴あけ加工が行われる。このような穴あけ加
工においては、上記のように１つの加工点における加工
が正常であると判定されてから次の加工点に移動させる
という方式では加工速度の向上に制約が生ずることにな
る。
【００１６】そこで、本発明の課題は、加工点間の移動
に起因して生ずる加工速度の制約を解消して加工速度の
改善を図ることのできるレーザ加工方法を提供すること
にある。
に起因して生ずる加工速度の制約を解消して加工速度の
改善を図ることのできるレーザ加工方法を提供すること
にある。
【００１７】本発明の他の課題は、上記のレーザ加工方
法に適したレーザ加工装置を提供することにある。
法に適したレーザ加工装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、レーザ
光をワークに照射して加工を行うに際し、加工点毎にレ
ーザ光のエネルギー状態をモニタしながら加工を行うレ
ーザ加工方法において、１つの加工点へのレーザ光照射
が終了すると前記エネルギー状態のモニタ開始に伴って
次の加工点への移動を開始し、モニタ結果が正常でなけ
れば前記１つの加工点に戻して再度のレーザ光照射を行
うことを特徴とするレーザ加工方法が提供される。
光をワークに照射して加工を行うに際し、加工点毎にレ
ーザ光のエネルギー状態をモニタしながら加工を行うレ
ーザ加工方法において、１つの加工点へのレーザ光照射
が終了すると前記エネルギー状態のモニタ開始に伴って
次の加工点への移動を開始し、モニタ結果が正常でなけ
れば前記１つの加工点に戻して再度のレーザ光照射を行
うことを特徴とするレーザ加工方法が提供される。
【００１９】本発明によればまた、レーザ発振器からの
レーザ光をワークに照射して加工を行うレーザ加工装置
において、加工点毎にレーザ光のエネルギー状態をモニ
タするモニタリング手段と、前記レーザ光を前記ワーク
における所望の加工点に照射するためのガルバノスキャ
ナと、前記モニタリング手段からのモニタ結果に応じて
前記ガルバノスキャナを制御する制御装置とを含み、前
記制御装置は、１つの加工点へのレーザ光照射が終了す
ると前記モニタリング手段による前記エネルギー状態の
モニタ開始に伴って前記ガルバノスキャナに対して次の
加工点への移動を開始させるようにし、モニタの結果が
正常でなければ前記ガルバノスキャナに対してレーザ光
の照射位置を前記１つの加工点に戻すようにして再度の
レーザ光照射を行わせるように制御することを特徴とす
るレーザ加工装置が提供される。
レーザ光をワークに照射して加工を行うレーザ加工装置
において、加工点毎にレーザ光のエネルギー状態をモニ
タするモニタリング手段と、前記レーザ光を前記ワーク
における所望の加工点に照射するためのガルバノスキャ
ナと、前記モニタリング手段からのモニタ結果に応じて
前記ガルバノスキャナを制御する制御装置とを含み、前
記制御装置は、１つの加工点へのレーザ光照射が終了す
ると前記モニタリング手段による前記エネルギー状態の
モニタ開始に伴って前記ガルバノスキャナに対して次の
加工点への移動を開始させるようにし、モニタの結果が
正常でなければ前記ガルバノスキャナに対してレーザ光
の照射位置を前記１つの加工点に戻すようにして再度の
レーザ光照射を行わせるように制御することを特徴とす
るレーザ加工装置が提供される。
【００２０】上記のレーザ加工装置においては、前記モ
ニタリング手段は、１つの加工点に照射されたレーザ光
のエネルギーを検出する検出手段と、該検出手段により
検出されたエネルギー値とあらかじめ設定されているス
レッシュホールド値とを比較し、前記検出されたエネル
ギー値が前記スレッシュホールド値より低い時に正常で
ない旨を示す信号を出力する比較手段とを含む。
ニタリング手段は、１つの加工点に照射されたレーザ光
のエネルギーを検出する検出手段と、該検出手段により
検出されたエネルギー値とあらかじめ設定されているス
レッシュホールド値とを比較し、前記検出されたエネル
ギー値が前記スレッシュホールド値より低い時に正常で
ない旨を示す信号を出力する比較手段とを含む。
【００２１】
【発明の実施の形態】図１、図２を参照して、本発明に
よるレーザ加工装置の実施の形態について説明する。図
１において、本形態によるレーザ加工装置は、図３で説
明した構成に加えてＸ−Ｙガルバノスキャナ１９を備
え、トリガパルス発生器２９に代えて制御装置１０を備
えている。これら以外の構成は、図３に示したものと同
様である。すなわち、レーザ発振器１１からのパルスレ
ーザ光はベンディングミラー１２、１３を経て一部透過
型のベンディングミラー１４に至り、ここで約９９％は
反射されてＸ−Ｙガルバノスキャナ１９に入射する。前
に述べたように、Ｘ−Ｙガルバノスキャナ１９は、入射
したパルスレーザ光をワーク１６上においてＸ軸方向に
振らせるためのＸ軸ガルバノミラーと、Ｙ軸方向に振ら
せるためのＹ軸ガルバノミラーとから成る。このような
Ｘ−Ｙガルバノスキャナ１９により、パルスレーザ光は
加工レンズ（ｆθレンズ）１５を通してワーク１６上に
設定された所定領域の全域にわたるように振られる。ワ
ーク１６はＸ軸方向、Ｙ軸方向に可動のＸ−Ｙステージ
２０に搭載されている。Ｘ−Ｙステージ２０は、Ｘ−Ｙ
ガルバノスキャナ１９によるスキャン範囲、すなわち加
工領域には制限があるので、加工領域をシフトさせる場
合に用いられる。なお、図示していないが、通常、レー
ザ発振器１１とＸ−Ｙガルバノスキャナ１９との間の光
路中には、ワーク１６に照射されるレーザ光の断面形状
を規定するためのマスクが配置される。
よるレーザ加工装置の実施の形態について説明する。図
１において、本形態によるレーザ加工装置は、図３で説
明した構成に加えてＸ−Ｙガルバノスキャナ１９を備
え、トリガパルス発生器２９に代えて制御装置１０を備
えている。これら以外の構成は、図３に示したものと同
様である。すなわち、レーザ発振器１１からのパルスレ
ーザ光はベンディングミラー１２、１３を経て一部透過
型のベンディングミラー１４に至り、ここで約９９％は
反射されてＸ−Ｙガルバノスキャナ１９に入射する。前
に述べたように、Ｘ−Ｙガルバノスキャナ１９は、入射
したパルスレーザ光をワーク１６上においてＸ軸方向に
振らせるためのＸ軸ガルバノミラーと、Ｙ軸方向に振ら
せるためのＹ軸ガルバノミラーとから成る。このような
Ｘ−Ｙガルバノスキャナ１９により、パルスレーザ光は
加工レンズ（ｆθレンズ）１５を通してワーク１６上に
設定された所定領域の全域にわたるように振られる。ワ
ーク１６はＸ軸方向、Ｙ軸方向に可動のＸ−Ｙステージ
２０に搭載されている。Ｘ−Ｙステージ２０は、Ｘ−Ｙ
ガルバノスキャナ１９によるスキャン範囲、すなわち加
工領域には制限があるので、加工領域をシフトさせる場
合に用いられる。なお、図示していないが、通常、レー
ザ発振器１１とＸ−Ｙガルバノスキャナ１９との間の光
路中には、ワーク１６に照射されるレーザ光の断面形状
を規定するためのマスクが配置される。
【００２２】ベンディングミラー１４を透過した約１％
のレーザ光はエネルギーモニタ１７に導入されてパルス
毎にパルスエネルギーが検出される。検出されたパルス
エネルギーはエネルギー比較回路１８に送られる。エネ
ルギー比較回路１８は加工条件、例えばワーク１６の材
質や加工厚に応じてスレッシュホールド値を任意に変更
可能であり、検出されたパルスエネルギーとスレッシュ
ホールド値との比較を行い、検出されたパルスエネルギ
ーの方が低い時にはそれを示す信号を制御装置１０に出
力する。
のレーザ光はエネルギーモニタ１７に導入されてパルス
毎にパルスエネルギーが検出される。検出されたパルス
エネルギーはエネルギー比較回路１８に送られる。エネ
ルギー比較回路１８は加工条件、例えばワーク１６の材
質や加工厚に応じてスレッシュホールド値を任意に変更
可能であり、検出されたパルスエネルギーとスレッシュ
ホールド値との比較を行い、検出されたパルスエネルギ
ーの方が低い時にはそれを示す信号を制御装置１０に出
力する。
【００２３】制御装置１０は、１つの加工点への照射が
終了するとすぐにＸ−Ｙガルバノスキャナ１９に対して
次の加工点への移動を開始させるようにし、エネルギー
比較回路１８から検出されたパルスエネルギーの方が低
いことを示す信号を受けた場合には、Ｘ−Ｙガルバノス
キャナ１９に対してパルスレーザ光の照射位置を前記１
つの加工点に戻すようにし、しかもレーザ発振器１１に
トリガパルスを出力して追加のパルスレーザ光を発生さ
せることにより、前記１つの加工点に再度のレーザ光照
射を行わせるように制御する。
終了するとすぐにＸ−Ｙガルバノスキャナ１９に対して
次の加工点への移動を開始させるようにし、エネルギー
比較回路１８から検出されたパルスエネルギーの方が低
いことを示す信号を受けた場合には、Ｘ−Ｙガルバノス
キャナ１９に対してパルスレーザ光の照射位置を前記１
つの加工点に戻すようにし、しかもレーザ発振器１１に
トリガパルスを出力して追加のパルスレーザ光を発生さ
せることにより、前記１つの加工点に再度のレーザ光照
射を行わせるように制御する。
【００２４】上記の動作を、図２をも参照しながら具体
的な数値を例示して説明する。例えば、１発当たり０．
４（Ｊ）のパルスエネルギーを持つパルスレーザ光によ
り、１つの穴あけ（スルーホールの形成）加工につき１
つのパルスレーザ光を照射するものとする。光路中での
エネルギーロスが無いものとすると、エネルギーモニタ
１７での正常なパルスエネルギーの検出値は４（ｍＪ）
となる。これを考慮して、スレッシュホールド値ＶSLと
しては２．５（ｍＪ）が設定されるものとする。図２に
おいて、１つ目の穴あけ加工ではパルスレーザ光のエネ
ルギーがスレッシュホールド値ＶSLを越え、ワーク１６
には正常に穴が形成される。エネルギーモニタ１７、エ
ネルギー比較回路１８における判定には、前に述べたよ
うに１５０μｓｅｃ程度の時間を要するが、制御装置１
０はこの判定結果を待たずに、１つ目の穴あけのための
パルスレーザ光の照射が終了するとすぐにＸ−Ｙガルバ
ノスキャナ１９に対してレーザ光照射を次の加工点に移
動させるべく制御する。以下、同様にして２つ目、３つ
目の穴あけ加工も正常であったとする。
的な数値を例示して説明する。例えば、１発当たり０．
４（Ｊ）のパルスエネルギーを持つパルスレーザ光によ
り、１つの穴あけ（スルーホールの形成）加工につき１
つのパルスレーザ光を照射するものとする。光路中での
エネルギーロスが無いものとすると、エネルギーモニタ
１７での正常なパルスエネルギーの検出値は４（ｍＪ）
となる。これを考慮して、スレッシュホールド値ＶSLと
しては２．５（ｍＪ）が設定されるものとする。図２に
おいて、１つ目の穴あけ加工ではパルスレーザ光のエネ
ルギーがスレッシュホールド値ＶSLを越え、ワーク１６
には正常に穴が形成される。エネルギーモニタ１７、エ
ネルギー比較回路１８における判定には、前に述べたよ
うに１５０μｓｅｃ程度の時間を要するが、制御装置１
０はこの判定結果を待たずに、１つ目の穴あけのための
パルスレーザ光の照射が終了するとすぐにＸ−Ｙガルバ
ノスキャナ１９に対してレーザ光照射を次の加工点に移
動させるべく制御する。以下、同様にして２つ目、３つ
目の穴あけ加工も正常であったとする。
【００２５】続いて、４つ目の穴あけ加工において、レ
ーザ発振器１１に起因してパルスレーザ光のエネルギー
が低く、スレッシュホールド値ＶSLを下回ったとする
と、ワーク１６に形成されるホールはスルーホールとな
らない。エネルギー比較回路１８はパルスエネルギーが
スレッシュホールド値ＶSLを下回ったことを検出して制
御装置１０に信号を出力する。
ーザ発振器１１に起因してパルスレーザ光のエネルギー
が低く、スレッシュホールド値ＶSLを下回ったとする
と、ワーク１６に形成されるホールはスルーホールとな
らない。エネルギー比較回路１８はパルスエネルギーが
スレッシュホールド値ＶSLを下回ったことを検出して制
御装置１０に信号を出力する。
【００２６】制御装置１０は、４つ目の穴加工のための
レーザ光照射が終了するとすぐにＸ−Ｙガルバノスキャ
ナ１９に対して次の加工点への移動を開始させるが、エ
ネルギー比較回路１８から検出されたパルスエネルギー
の方が低いことを示す信号を受けると、Ｘ−Ｙガルバノ
スキャナ１９に対してパルスレーザ光の照射位置を４つ
目の穴加工位置に戻すようにし、しかもレーザ発振器１
１にトリガパルスを出力して追加のパルスレーザ光を発
生させることにより、４つ目の穴加工位置に再度のレー
ザ光照射を行わせるようにする。レーザ発振器１１は制
御装置１０からのトリガパルスを受けると、通常のパル
スレーザ光と同じ周期で追加のパルスレーザ光を出力す
る。その結果、ワーク１６には完全に貫通したスルーホ
ールが形成されることとなる。
レーザ光照射が終了するとすぐにＸ−Ｙガルバノスキャ
ナ１９に対して次の加工点への移動を開始させるが、エ
ネルギー比較回路１８から検出されたパルスエネルギー
の方が低いことを示す信号を受けると、Ｘ−Ｙガルバノ
スキャナ１９に対してパルスレーザ光の照射位置を４つ
目の穴加工位置に戻すようにし、しかもレーザ発振器１
１にトリガパルスを出力して追加のパルスレーザ光を発
生させることにより、４つ目の穴加工位置に再度のレー
ザ光照射を行わせるようにする。レーザ発振器１１は制
御装置１０からのトリガパルスを受けると、通常のパル
スレーザ光と同じ周期で追加のパルスレーザ光を出力す
る。その結果、ワーク１６には完全に貫通したスルーホ
ールが形成されることとなる。
【００２７】以上の動作は、１つの穴について２発以上
のパルスレーザ光を照射する場合についても同様であ
る。例えば、１発当たり０．４（Ｊ）のパルスエネルギ
ーを持つパルスレーザ光により、１つの穴あけ（スルー
ホールの形成）加工につき２つのパルスレーザ光を照射
する場合について説明する。この場合、光路中でのエネ
ルギーロスが無いものとすると、エネルギーモニタ１７
での正常なパルスエネルギーの検出値は４（ｍＪ）とな
る。これを考慮して、スレッシュホールド値ＶSLとして
２．５（ｍＪ）が設定されるものとする。１つ目の穴あ
け加工では１発目、２発目のパルスレーザ光共にスレッ
シュホールド値ＶSLを越え、ワーク１６には正常に穴が
形成されたとする。エネルギーモニタ１７、エネルギー
比較回路１８における判定には、前に述べたように１５
０μｓｅｃ程度の時間を要するが、制御装置１０はこの
判定結果を待たずにＸ−Ｙガルバノスキャナ１９に対し
てレーザ光照射を次の加工点に移動させるべく制御す
る。
のパルスレーザ光を照射する場合についても同様であ
る。例えば、１発当たり０．４（Ｊ）のパルスエネルギ
ーを持つパルスレーザ光により、１つの穴あけ（スルー
ホールの形成）加工につき２つのパルスレーザ光を照射
する場合について説明する。この場合、光路中でのエネ
ルギーロスが無いものとすると、エネルギーモニタ１７
での正常なパルスエネルギーの検出値は４（ｍＪ）とな
る。これを考慮して、スレッシュホールド値ＶSLとして
２．５（ｍＪ）が設定されるものとする。１つ目の穴あ
け加工では１発目、２発目のパルスレーザ光共にスレッ
シュホールド値ＶSLを越え、ワーク１６には正常に穴が
形成されたとする。エネルギーモニタ１７、エネルギー
比較回路１８における判定には、前に述べたように１５
０μｓｅｃ程度の時間を要するが、制御装置１０はこの
判定結果を待たずにＸ−Ｙガルバノスキャナ１９に対し
てレーザ光照射を次の加工点に移動させるべく制御す
る。
【００２８】次に、２つ目の穴あけ加工において、レー
ザ発振器１１に起因して１発目、２発目のパルスレーザ
光共にパルスエネルギーが低く、特に２発目のパルスエ
ネルギーがスレッシュホールド値ＶSLを下回ったとする
と、ワーク１６に形成されるホールはスルーホールとな
らない。エネルギー比較回路１８はパルスエネルギーが
スレッシュホールド値ＶSLを下回ったことを検出して制
御装置１０に信号を出力する。制御装置１０は、２つ目
の穴加工のための２発目のレーザ光照射が終了するとす
ぐにＸ−Ｙガルバノスキャナ１９に対して次の加工点へ
の移動を開始させるが、エネルギー比較回路１８から検
出されたパルスエネルギーの方が低いことを示す信号を
受けると、Ｘ−Ｙガルバノスキャナ１９に対してパルス
レーザ光の照射位置を２つ目の穴加工位置に戻すように
し、しかもレーザ発振器１１にトリガパルスを出力して
追加のパルスレーザ光を発生させることにより、２つ目
の穴加工位置に再度のレーザ光照射を行わせるようにす
る。レーザ発振器１１は制御装置１０からのトリガパル
スを受けると、通常のパルスレーザ光と同じ周期で追加
のパルスレーザ光を出力する。その結果、ワーク１６に
は完全に貫通したスルーホールが形成されることとな
る。
ザ発振器１１に起因して１発目、２発目のパルスレーザ
光共にパルスエネルギーが低く、特に２発目のパルスエ
ネルギーがスレッシュホールド値ＶSLを下回ったとする
と、ワーク１６に形成されるホールはスルーホールとな
らない。エネルギー比較回路１８はパルスエネルギーが
スレッシュホールド値ＶSLを下回ったことを検出して制
御装置１０に信号を出力する。制御装置１０は、２つ目
の穴加工のための２発目のレーザ光照射が終了するとす
ぐにＸ−Ｙガルバノスキャナ１９に対して次の加工点へ
の移動を開始させるが、エネルギー比較回路１８から検
出されたパルスエネルギーの方が低いことを示す信号を
受けると、Ｘ−Ｙガルバノスキャナ１９に対してパルス
レーザ光の照射位置を２つ目の穴加工位置に戻すように
し、しかもレーザ発振器１１にトリガパルスを出力して
追加のパルスレーザ光を発生させることにより、２つ目
の穴加工位置に再度のレーザ光照射を行わせるようにす
る。レーザ発振器１１は制御装置１０からのトリガパル
スを受けると、通常のパルスレーザ光と同じ周期で追加
のパルスレーザ光を出力する。その結果、ワーク１６に
は完全に貫通したスルーホールが形成されることとな
る。
【００２９】例えば、Ｘ−Ｙガルバノスキャナ１９によ
るある加工点から次の加工点への移動時間が２ｍｓｅｃ
で、エネルギーモニタ１７、エネルギー比較回路１８に
おける判定時間が１５０μｓｅｃとし、１００，０００
個の穴あけ加工を行う場合を想定すると、図３で説明し
た方式の場合、トータル加工時間は（２ｍｓｅｃ＋０．
１５ｍｓｅｃ）×１０００００＝２１５ｓｅｃとなる。
一方、本形態による方式の場合、エネルギー不足による
追加ショットの発生確率を１／１０００００とすると、
トータル加工時間は（２ｍｓｅｃ×１０００００）＋
（追加ショットのために必要となる再移動時間２ｍｓｅ
ｃ×２）となり約２００ｓｅｃとなる。その結果、約１
５秒の加工時間短縮を実現することができる。
るある加工点から次の加工点への移動時間が２ｍｓｅｃ
で、エネルギーモニタ１７、エネルギー比較回路１８に
おける判定時間が１５０μｓｅｃとし、１００，０００
個の穴あけ加工を行う場合を想定すると、図３で説明し
た方式の場合、トータル加工時間は（２ｍｓｅｃ＋０．
１５ｍｓｅｃ）×１０００００＝２１５ｓｅｃとなる。
一方、本形態による方式の場合、エネルギー不足による
追加ショットの発生確率を１／１０００００とすると、
トータル加工時間は（２ｍｓｅｃ×１０００００）＋
（追加ショットのために必要となる再移動時間２ｍｓｅ
ｃ×２）となり約２００ｓｅｃとなる。その結果、約１
５秒の加工時間短縮を実現することができる。
【００３０】このような加工時間の短縮は、前に述べた
ように、プリント配線基板の樹脂層への穴あけ加工にお
いて、一辺が数ｃｍの正方形領域に数十μｍの径を持つ
穴を数十μｍのピッチで多数、例えば数千個程度を設け
るような穴あけ加工を連続して行う場合には非常に有効
である。
ように、プリント配線基板の樹脂層への穴あけ加工にお
いて、一辺が数ｃｍの正方形領域に数十μｍの径を持つ
穴を数十μｍのピッチで多数、例えば数千個程度を設け
るような穴あけ加工を連続して行う場合には非常に有効
である。
【００３１】なお、上記の説明では、エネルギー比較回
路１８は、パルスレーザ光の１発毎に比較を行う場合に
ついて説明したが、１つの穴あけに例えば２発のパルス
レーザ光を照射する場合には、２発分のパルスエネルギ
ーを加算したうえでこれを２発分のスレッシュホールド
値と比較して判定を行うようにしても良い。
路１８は、パルスレーザ光の１発毎に比較を行う場合に
ついて説明したが、１つの穴あけに例えば２発のパルス
レーザ光を照射する場合には、２発分のパルスエネルギ
ーを加算したうえでこれを２発分のスレッシュホールド
値と比較して判定を行うようにしても良い。
【００３２】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば加工点間の移動に起因して生ずる加工速度の制約を解
消して加工速度の改善を図ることができる。
ば加工点間の移動に起因して生ずる加工速度の制約を解
消して加工速度の改善を図ることができる。
【図１】本発明の実施の形態によるレーザ加工装置の概
略構成を示した図である。
略構成を示した図である。
【図２】図１に示されたレーザ加工装置においてパルス
レーザ光のエネルギー判定と加工点間の移動時間の関係
を説明するための図である。
レーザ光のエネルギー判定と加工点間の移動時間の関係
を説明するための図である。
【図３】従来のレーザ加工装置の概略構成を示した図で
ある。
ある。
【図４】図３に示されたレーザ加工装置におけるパルス
レーザ光のエネルギー判定動作を説明するための図であ
る。
レーザ光のエネルギー判定動作を説明するための図であ
る。
【図５】図３に示されたレーザ加工装置においてパルス
レーザ光のエネルギー判定と加工点間の移動時間の関係
を説明するための図である。
レーザ光のエネルギー判定と加工点間の移動時間の関係
を説明するための図である。
１０ 制御装置 １１、２１ レーザ発振器 １２、１３、２２、２３ ベンディングミラー １４、２４ 一部透過型のベンディングミラー １５、２５ 加工レンズ １６、２６ ワーク １７、２７ エネルギーモニタ １８、２８ エネルギー比較回路 １９ Ｘ−Ｙガルバノスキャナ ２０、３０ Ｘ−Ｙステージ
Claims (3)
- 【請求項１】 レーザ光をワークに照射して加工を行う
に際し、加工点毎にレーザ光のエネルギー状態をモニタ
しながら加工を行うレーザ加工方法において、１つの加
工点へのレーザ光照射が終了すると前記エネルギー状態
のモニタ開始に伴って次の加工点への移動を開始し、モ
ニタ結果が正常でなければ前記１つの加工点に戻して再
度のレーザ光照射を行うことを特徴とするレーザ加工方
法。 - 【請求項２】 レーザ発振器からのレーザ光をワークに
照射して加工を行うレーザ加工装置において、 加工点毎にレーザ光のエネルギー状態をモニタするモニ
タリング手段と、 前記レーザ光を前記ワークにおける所望の加工点に照射
するためのガルバノスキャナと、 前記モニタリング手段からのモニタ結果に応じて前記ガ
ルバノスキャナを制御する制御装置とを含み、 前記制御装置は、１つの加工点へのレーザ光照射が終了
すると前記モニタリング手段による前記エネルギー状態
のモニタ開始に伴って前記ガルバノスキャナに対して次
の加工点への移動を開始させるようにし、モニタの結果
が正常でなければ前記ガルバノスキャナに対してレーザ
光の照射位置を前記１つの加工点に戻すようにして再度
のレーザ光照射を行わせるように制御することを特徴と
するレーザ加工装置。 - 【請求項３】 請求項２記載のレーザ加工装置におい
て、前記モニタリング手段は、１つの加工点に照射され
たレーザ光のエネルギーを検出する検出手段と、該検出
手段により検出されたエネルギー値とあらかじめ設定さ
れているスレッシュホールド値とを比較し、前記検出さ
れたエネルギー値が前記スレッシュホールド値より低い
時に正常でない旨を示す信号を出力する比較手段とを含
むことを特徴とするレーザ加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000058275A JP4205282B2 (ja) | 2000-03-03 | 2000-03-03 | レーザ加工方法及び加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000058275A JP4205282B2 (ja) | 2000-03-03 | 2000-03-03 | レーザ加工方法及び加工装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001246484A true JP2001246484A (ja) | 2001-09-11 |
| JP4205282B2 JP4205282B2 (ja) | 2009-01-07 |
Family
ID=18578892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000058275A Expired - Fee Related JP4205282B2 (ja) | 2000-03-03 | 2000-03-03 | レーザ加工方法及び加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4205282B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6721343B2 (en) * | 2000-06-06 | 2004-04-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Laser processing apparatus with position controller |
| US7247813B2 (en) | 2004-10-13 | 2007-07-24 | Advanced Lcd Technologies Development Center Co., Ltd. | Crystallization apparatus using pulsed laser beam |
-
2000
- 2000-03-03 JP JP2000058275A patent/JP4205282B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6721343B2 (en) * | 2000-06-06 | 2004-04-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Laser processing apparatus with position controller |
| US7247813B2 (en) | 2004-10-13 | 2007-07-24 | Advanced Lcd Technologies Development Center Co., Ltd. | Crystallization apparatus using pulsed laser beam |
| US7405141B2 (en) | 2004-10-13 | 2008-07-29 | Advanced Lcd Technologies Development Center Co., Ltd. | Processing method, processing apparatus, crystallization method and crystallization apparatus using pulsed laser beam |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4205282B2 (ja) | 2009-01-07 |
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