CN110587119B - 加工方法及加工装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够减小预先规定的被加工点的位置与实际加工的位置之间的偏差的加工方法。基板的被加工面被划分为多个单位区域，并且对应于每个单位区域而设置有对准标记。在单位区域的内部定义有多个被加工点的位置。对每个单位区域的内部的所述被加工点进行加工时，针对每个单位区域的加工，检测出与接下来要加工的单位区域相对应的对准标记的位置，并且根据检测结果对被加工点进行加工。

Description

加工方法及加工装置
本申请主张基于2018年6月11日申请的日本专利申请第2018-111015号的优先权。该日本申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。
技术领域
本发明涉及一种加工方法及加工装置。
背景技术
以往，在使用激光束对基板进行钻孔加工时，在加工前针对每个基板测量形成于规定位置的对准标记的位置(专利文献1)。根据对准标记的位置的测量结果检测基板的位置，使激光束入射到预先规定的被加工点。由此，能够对以对准标记作为基准的位置预先规定的被加工点进行激光加工(例如，钻孔加工)。
专利文献1：国际公开第2013/114593号
根据本申请发明人的评价实验可知，即使准确地检测(测量)出对准标记的位置并根据该检测结果将激光束照射到被加工点，实际照射激光束而进行了加工的位置有时也会偏离作为目标的被加工点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够减小预先规定的被加工点的位置与实际加工的位置之间的偏差的加工方法及加工装置。
根据本发明的一种观点，提供一种加工方法，其包括对基板的每个单位区域内部的被加工点进行加工的工序，其中，所述基板的被加工面被划分为多个单位区域，并且对应于每个单位区域而设置有对准标记，在所述单位区域的内部定义有多个被加工点的位置，
针对所述每个单位区域的加工，检测出与接下来要加工的单位区域相对应的对准标记的位置，并且根据检测结果对所述被加工点进行加工。
根据本发明的另一观点，提供一种加工装置，其具有：
激光光源，其输出激光束；
光束扫描器，使从所述激光光源输出的激光束入射到基板的表面，并且使入射位置在所述基板的表面上移动；
传感器，其检测设置于所述基板上的对准标记；
控制装置，将被加工面划分为多个单位区域，并且存储有所述被加工面的多个被加工点的位置，针对所述每个单位区域的加工，从所述传感器的检测结果检测出与接下来要加工的所述单位区域相对应的对准标记的位置，并根据检测结果控制所述光束扫描器以使激光束依次入射到所述被加工点。
根据本发明的又一观点，提供一种加工方法，其交替重复多次以下工序：
检测基板上的至少一部分对准标记的位置的工序，其中，所述基板上设置有多个对准标记，并且定义有应加工的多个被加工点的位置；及
根据所述对准标记的位置的检测结果依次对所述多个被加工点中的一部分被加工点进行加工。
根据本发明的又一观点，提供一种加工装置，其具有：
激光光源，其输出激光束；
光束扫描器，使从所述激光光源输出的激光束入射到基板的被加工面，并且使入射位置在所述基板的表面上移动；
传感器，其检测设置于所述基板上的多个对准标记；
控制装置，存储有所述被加工面的多个被加工点的位置，根据所述传感器的检测结果控制所述激光光源及所述光束扫描器，
所述控制装置交替重复多次以下处理：根据所述传感器的检测结果检测至少一部分所述对准标记的位置的处理；根据所述对准标记的位置的检测结果控制所述激光光源及所述光束扫描器从而依次对所述多个被加工点中的一部分被加工点进行加工的处理。
根据本发明，能够减小预先规定的被加工点的位置与实际加工的位置之间的偏差。
附图说明
图1是基于实施例的激光加工装置的概略图。
图2是加工对象的基板的平面图。
图3是基于实施例的加工方法的流程图。
图4是表示光束扫描器的可扫描范围与单位区域之间的大小关系的一例的图。
图5是表示光束扫描器的可扫描范围与单位区域之间的大小关系的另一例的图。
图6是通过基于另一实施例的加工方法进行加工的基板的平面图。
图7是在基于又一实施例的加工方法中成为加工对象的基板的平面图。
图8是基于对图7所示的基板进行加工的实施例的加工方法的流程图。
图9A是基于又一实施例的加工方法的加工前的基板的剖视图，图9B是对基板的上表面进行加工之后的基板的剖视图，图9C是使基板正反面反转之后的基板的剖视图，图9D是对基板的下表面进行加工之后的基板的剖视图。
图中：10-激光光源，11-声光元件(AOM)，12-反射镜，13-光束扫描器，14-聚光透镜，15-光束截止器，16-传感器，17-工作台，20-控制装置，21-存储装置，30-基板，31-对准标记，32-单位区域，33-被加工点，35-光束扫描器的可扫描范围，40-核芯层，41、42-铜箔，45-凹部，46-贯穿孔。
具体实施方式
下面，参考图1～图3，对基于实施例的加工方法及加工装置进行说明。
图1是基于实施例的激光加工装置的概略图。激光光源10输出脉冲激光束。作为激光光源10，例如可以使用二氧化碳激光振荡器。从激光光源10输出的脉冲激光束经由声光元件(AOM)11、反射镜12、光束扫描器13及聚光透镜14入射到保持于工作台17上的加工对象的基板30。
AOM11基于来自控制装置20的指令从激光光源10所输出的脉冲激光束的激光脉冲中切取一部分用于加工。切取的激光脉冲朝向加工对象物(即，基板30)，而剩余脉冲激光束则入射到光束截止器15。
光束扫描器13接收来自控制装置20的指令沿二维方向扫描激光束，从而使基板30的表面上的脉冲激光束的入射位置移动。作为光束扫描器13，例如可以使用具有一对加尔瓦诺镜的加尔瓦诺扫描仪。
聚光透镜14使由光束扫描器13扫描的脉冲激光束聚光到基板30的表面(被加工面)。作为聚光透镜14，例如可以使用fθ透镜。
在工作台17的上方配置有传感器16。传感器16检测保持于工作台17的基板30上设置的对准标记。例如，作为传感器16，使用摄像装置。摄像装置拍摄基板30的被加工面并生成图像数据。摄像装置所生成的图像数据被控制装置20读取。
工作台17接收来自控制装置20的指令使基板30沿与被加工面平行的二维方向移动。作为工作台17，例如可以使用XY工作台。通过移动基板30以使设置于基板30上的对准标记配置于传感器16的可检测范围内，能够用传感器16检测对准标记。
控制装置20包括存储装置21。存储装置21中存储有在基板30的被加工面上定义的多个被加工点的位置。控制装置20具有根据传感器16的检测结果检测出设置于基板30上的对准标记的位置的功能。例如，控制装置20通过对从传感器16获取的图像数据进行图像分析来检测出对准标记的位置。而且，控制装置根据对准标记的位置的检测结果来控制光束扫描器13以使激光束入射到被加工点。
在从激光光源10到基板30为止的脉冲激光束的光路上，根据需要有时还配置有透镜***及光圈等。
图2是加工对象的基板30的平面图。基板30的被加工面被划分为多个单位区域32。在此，所谓“划分”是指在进行加工时将单位区域32作为一个整体来进行处理，并不意味着外观上能够识别单位区域32。在图2中，作为一例，示出了六个单位区域32配置成两行三列的矩阵状且每个单位区域32的形状为长方形的例子。作为其他例子，单位区域32的数量也可以不是六个。多个单位区域32也可以配置成非矩阵状。并且，每个单位区域32的形状也可以不是长方形。
对应于每个单位区域32，在单位区域32的内部设置有多个对准标记31。在图2中，作为一例，示出了每个单位区域32的四个角的稍微内侧分别配置有对准标记31的例子。对准标记31优选配置成能够确定将工作台17作为基准的单位区域32的位置及将垂直于被加工面的轴为中心的旋转方向上的姿势。而且，对准标记31优选配置成还能够测量单位区域32的变形。
在每个单位区域32的内部预先定义有多个被加工点33的位置。定义多个被加工点33的位置的信息存储于控制装置20的存储装置21中。在加工前，从外观无法识别被加工点33。
图3是基于本实施例的加工方法的流程图。首先，控制装置20检测与接下来要加工的一个单位区域32(图2)相对应的对准标记31的位置(步骤SA1)。以下，对检测对准标记31的位置的顺序进行说明。控制装置20控制工作台17使与接下来要加工的单位区域32相对应的一个对准标记31移动到传感器16(图1)的可检测范围内。控制装置20通过对由传感器16获得的图像数据进行分析，检测出对准标记31的位置。控制装置20通过相同方式检测出其余多个对准标记31的位置。
控制装置20根据对准标记31的位置的检测结果控制激光光源10、AOM11及光束扫描器13。由此，使激光束依次入射到与检测出位置的对准标记31相对应的单位区域32内的多个被加工点33，对单位区域32内的所有被加工点33进行加工(步骤SA2)。
控制装置20重复执行步骤SA1及步骤SA2直至对所有单位区域32内的所有被加工点33的加工结束(步骤SA3)。
接着，对本实施例的优异效果进行说明。
根据本申请发明人进行的评价实验可知，若照射激光束而在基板30(图2)的被加工点33形成贯穿孔，则基板30可能会产生变形。尤其可知，基板30的厚度为0.04mm以下时容易产生基板30的变形。以往，在对基板30进行加工之前检测对准标记31的位置，并根据该检测结果对所有单位区域32进行了加工。若随着加工的进行基板30产生变形，则在产生变形之后进行加工的被加工点33中，应加工的原来的被加工点33的位置与激光束的入射位置会出现偏差。在提交本申请时，该种现象尚未被人们所知。
在本实施例中，针对每个单位区域32的加工，在加工之前检测与接下来要加工的单位区域32相对应的对准标记31的位置。即使在对一个单位区域32进行加工导致基板30产生了变形，在对接下来要加工的单位区域32进行加工之前，检测出已产生变形之后的基板30的对准标记31的位置。由于根据该对准标记31的位置的检测结果对被加工点33进行加工，因此能够减轻基板30的变形带来的影响。其结果，能够减小基板30的被加工面内的原来的被加工点33的位置与实际加工位置之间的偏差。
接着，对用于减轻变形带来的影响的一例进行说明。例如，控制装置20根据产生变形之后的基板30的对准标记31的位置的检测结果获取与基板30的变形相关的信息(变形信息)。控制装置20根据基板30的变形信息来校正由存储于存储装置21中的被加工点33的位置信息确定的位置，并将激光束照射到校正后的被加工点33的位置。因此，能够将激光束照射到应加工的原来的位置，能够提高加工的位置精度。
尤其，在对基板30进行形成贯穿孔的加工时，若形成贯穿孔，则由于真空卡盘的吸引力下降，因此基板30容易产生变形。并且，在基板30的厚度为0.04mm以下时，基板容易产生变形。因此，在对厚度为0.04mm以下的基板进行形成贯穿孔的加工时，能够获得本实施例的显著效果。
接着，参考图4及图5，对光束扫描器13(图1)的可扫描范围与单位区域32之间的大小关系进行说明。
图4是表示光束扫描器13的可扫描范围35与单位区域32之间的大小关系的一例的图。光束扫描器13构成为，无需移动基板30即可将激光束照射到可扫描范围35内部的任意点。在图4所示的例子中，至少一个单位区域32落入可扫描范围35的内部。此时，在图3的步骤SA2中对一个单位区域32内的被加工点33进行加工时，无需移动工作台17而使基板30静止的状态下进行加工。若对一个单位区域32的加工结束，则在步骤SA1中检测对准标记31的位置时移动工作台17即可。
图5是表示光束扫描器13的可扫描范围35与单位区域32之间的大小关系的另一例的图。在图5所示的例子中，单位区域32大于可扫描范围35。此时，在图3的步骤SA2中对一个单位区域32内的被加工点33进行加工时，对可扫描范围35内的被加工点33进行加工。然后，移动工作台17，将加工中的单位区域32内的尚未加工的被加工点33的分布区域配置于可扫描范围35内即可。
图1～图3所示的实施例在可扫描范围35大于单位区域32的情况及单位区域32大于可扫描范围35的情况中均可应用。
接着，参考图6对另一实施例进行说明。
图6是通过基于另一实施例的加工方法进行加工的基板30的平面图。在图2所示的实施例中，与每个单位区域32相对应的多个对准标记31配置于该单位区域32的内部。在图6所示的实施例中，一部分对准标记31配置于彼此相邻的单位区域32之间的虚拟的边界线上。即，多个单位区域32共用一个对准标记31。也可以像本实施例那样将一个对准标记31与多个单位区域32建立对应关联。
接着，参考图7及图8，对另一实施例进行说明。以下，省略对与图1～图3所示的实施例相同的结构的说明。
图7是在基于本实施例的加工方法中成为加工对象的基板30的平面图。在图2所示的实施例中，基板30的被加工面被划分为多个单位区域32。在图7所示的实施例中，被加工面并未划分为单位区域32，而是多个对准标记31配置于基板30的被加工面内。
图8是基于本实施例的加工方法的流程图。首先，控制装置20检测至少一部分对准标记31的位置(步骤SB1)。根据对准标记31的位置的检测结果对接下来要加工的被加工点33进行加工(步骤SB2)。若对一个被加工点33的加工结束，则判定所有被加工点33的加工是否结束(步骤SB3)。若尚有未加工的被加工点33，则控制装置20判定是否再次检测对准标记31的位置(步骤SB4)。例如，优选在前一次检测对准标记31的位置的时刻开始对规定数量的被加工点33进行了加工时，进行再次检测。并且，优选在从前一次检测对准标记31的位置的时刻开始经过了规定时间时，进行再次检测。
若无需再次检测对准标记31的位置，则根据对准标记31的位置的前一次检测结果对接下来要加工的被加工点33进行加工(步骤SB2)。若需要再次检测对准标记31的位置，则检测至少一部分对准标记31的位置(步骤SB1)。然后，对接下来要加工的被加工点33进行加工(步骤SB2)。此时检测位置的一部分对准标记31并不限于与前一次检测位置的一部分对准标记31相同。通常，要检测的对准标记31的至少一个与前一次检测的对准标记31不同。
接着，交替重复多次被加工点33的加工处理及对准标记31的位置的再检测处理，直至对所有被加工点33的加工结束。
在步骤SB1中的检测至少一部分对准标记31的位置的处理中，优选以能够确定基板30的位置及将垂直于被加工面的轴为中心的旋转方向上的姿势的方式选择要检测位置的对准标记31。而且，优选以能够测量基板30的变形的方式选择检测对象的对准标记31。并且，优选选择与接下来要加工的被加工点33近的位置上的对准标记31。例如，优选以与接下来要加工的被加工点33近的顺序检测多个(例如四个)对准标记31的位置。
如上所述，在本实施例中，在依次对多个被加工点33进行加工的期间中，检测至少一部分对准标记31的位置。关于检测出对准标记31的位置之后要进行加工的被加工点33，根据加工期间中的前一次检测结果来进行加工。
接着，对图7及图8所示的实施例的优异效果进行说明。在本实施例中，在依次对多个被加工点33进行加工的期间中检测至少一部分对准标记31的位置。针对之后的加工，根据前一次检测对准标记31的位置的检测结果来对被加工点33进行加工。如此，与在加工之前仅检测一次对准标记31的位置的方法相比，能够在基板30较大变形之前考虑到变形而校正被加工点33的位置。其结果，能够减小原来应加工的被加工点33的位置与实际加工的位置之间的偏差。
为了减小位置偏差，作为要检测位置的一部分对准标记31，优选以与接下来要加工的被加工点33近的顺序采用多个对准标记31。为了获取与基板30的变形相关的信息，优选将要检测位置的对准标记31的个数设为四个以上。
接着，参考图9A～图9D，对基于又一实施例的加工方法进行说明。
图9A是加工前的基板30的剖视图。基板30保持于工作台17上。基板30为在由树脂构成的核芯层40的两面分别粘贴铜箔41、42而成的铜箔叠层板。将其中一个铜箔41的表面称为上表面，将另一铜箔42的表面称为下表面。基板30上设置有由从下表面贯穿到上表面的贯穿孔构成对准标记31。在基板30的上表面及下表面预先设定有多个被加工点33的位置。上表面的被加工点33的位置与下表面的被加工点33的位置在基板30的面内彼此相同，被加工点33的位置存储于控制装置20的存储装置21中。
图9B是对基板30的上表面进行加工之后的基板30的剖视图。控制装置20检测对准标记31的位置，并根据该检测结果将激光束依次照射到被加工点33(图9A)。由此，在被加工点33形成凹部45。凹部45贯穿铜箔41而到达核芯层40的中途。
图9C是使基板30正反面反转之后的基板30的剖视图。上表面侧的铜箔41紧贴于工作台17，下表面侧的铜箔42的表面朝向上方。控制装置20在该状态下检测一部分对准标记31的位置。
图9D是对基板30的下表面进行加工之后的基板30的剖视图。控制装置20将激光束依次照射到基板30的下表面的多个被加工点33(图9A)。此时，采用基于图3或图8所示的实施例的加工方法。通过在下表面的被加工点33形成凹部，其与形成于上表面的凹部45(图9B)连通而形成贯穿孔46。
接着，对图9A～图9D所示的实施例的优异效果进行说明。
在本实施例中，即使在基板30上形成贯穿孔46(图9D)而基板30产生变形的情况下，也能够减小激光束的入射位置与原来的被加工点33的位置之间的偏差。因此，能够使形成于上表面的凹部45(图9B)与形成于下表面的凹部连通而形成贯穿孔46(图9D)。
接着，对本实施例的变形例进行说明。在本实施例中，对基板30的上表面的被加工点33(图9B)的加工中，并没有采用基于图3或图8所示的实施例的加工方法。这是因为，在上表面的加工中并不形成贯穿孔，基板30的变形不会大。但是，在对上表面进行加工时基板30的变形会变大的情况下，优选对上表面进行加工时也采用基于图3或图8所示的实施例的加工方法。由此，能够进一步减小形成于上表面的凹部45(图9B)与形成于下表面的凹部之间的位置偏差。
在本实施例中，首先在基板30的上表面形成凹部，然后使基板30正反面反转后在下面形成凹部，从而使上表面的凹部与下表面的凹部连通而形成贯穿孔。但是，也可以从基板30的一侧照射激光束而直接形成贯穿孔。此时，在形成贯穿孔时，可以采用基于图3或图8所示的实施例的加工方法。
上述各实施例为示例，理所当然，在不同的实施例中示出的结构可以进行局部置换或组合。对于多个实施例的基于相同的结构的相同的作用效果，不在每个实施例中逐一提及。而且，本发明并不只限制于上述实施例。例如，可以进行各种变更、改良、组合等，这对本领域技术人员来说是显而易见的。

Claims (6)

1.一种加工方法，其特征在于，包括对基板的每个单位区域内部的多个被加工点进行加工的工序，其中，所述基板的被加工面被划分为多个单位区域，并且对应于每个所述单位区域而设置有多个对准标记，在所述单位区域的内部定义有多个被加工点的位置，定义的多个被加工点的位置信息存储于存储装置中，针对所述每个单位区域的加工，检测出与接下来要加工的一个单位区域相对应的所述多个对准标记的位置，并且根据检测结果校正存储于存储装置中的所述被加工点的位置，将激光束依次照射至校正后的所述多个被加工点的位置。
2.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，检测出所述对准标记的位置之后，根据所述对准标记的位置的检测结果求出表示所述基板的变形的变形信息，并根据所述变形信息校正所述被加工点的位置，在对所述被加工点进行加工时，将激光束照射至校正后的被加工点的位置。
3.一种加工装置，其特征在于，具有：激光光源，其输出激光束；光束扫描器，使从所述激光光源输出的激光束入射到基板的表面，并且使入射位置在所述基板的表面上移动；传感器，其检测设置于所述基板的多个对准标记；控制装置，将被加工面划分为多个单位区域，在所述单位区域的内部定义有多个被加工点的位置，并且存储有所述被加工面的多个被加工点的位置信息，针对所述每个单位区域的加工，从所述传感器的检测结果检测出与接下来要加工的一个单位区域相对应的所述多个对准标记的位置，并根据检测结果校正所存储的所述被加工点的位置，控制所述光束扫描器以使激光束依次入射到校正后的所述多个被加工点的位置。
4.一种加工方法，其特征在于，交替重复多次以下工序：检测基板上的多个对准标记中的一部分多个对准标记的位置的工序，其中，所述基板上设置有多个对准标记，并且定义有要加工的多个被加工点的位置，定义的多个被加工点的位置信息存储于存储装置中，所述一部分多个对准标记为与接下来要加工的被加工点近的位置上的对准标记；及根据所述对准标记的位置的检测结果校正存储于存储装置中的被加工点的位置，将激光束依次照射至校正后的所述接下来要加工的被加工点的位置的工序，其中所述接下来要加工的被加工点为所述多个被加工点中的一部分多个被加工点。
5.根据权利要求4所述的加工方法，其特征在于，检测出所述对准标记的位置之后，根据所述对准标记的位置的检测结果求出表示所述基板的变形的变形信息，并根据所述变形信息校正所述被加工点的位置，在对所述被加工点进行加工时，将激光束照射至校正后的所述被加工点的位置。
6.一种加工装置，其特征在于，具有：激光光源，其输出激光束；光束扫描器，使从所述激光光源输出的激光束入射到基板的被加工面，并且使入射位置在所述基板的表面上移动；传感器，其检测设置于所述基板上的多个对准标记；控制装置，存储有所述被加工面的多个被加工点的位置，并且根据所述传感器的检测结果控制所述激光光源及所述光束扫描器，所述控制装置交替重复多次以下处理：根据所述传感器的检测结果检测所述多个对准标记中的一部分多个对准标记的位置的处理，所述一部分多个对准标记为与接下来要加工的被加工点近的位置上的对准标记；根据所述对准标记的位置的检测结果校正存储的被加工点的位置，再控制所述激光光源及所述光束扫描器以使激光束依次照射至校正后的所述接下来要加工的被加工点的位置的处理，其中所述接下来要加工的被加工点为所述多个被加工点中的一部分多个被加工点。
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