JP2005111524A - Laser beam machining apparatus and laser beam machining method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser beam machining apparatus and a laser beam machining method in which energy losses of irradiated laser beams are reduced, and holes of a plurality of kinds of diameter are machined by a mask used in performing the laser beam machining of a work. <P>SOLUTION: The laser beam machining apparatus and the laser beam machining method using the apparatus comprises a light source 45 to irradiate laser beams, a mask 13 disposed on the optical path of the laser beams to shape the laser beams in a predetermined shape, and a plurality of lens members 3, 5 and 14 to be attached/detached to/from the optical path of the laser beams, and the laser beams are led to a work 35 via the mask 13 and at least one of the plurality of lens members 3, 5 and 14 in this order. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、レーザを用いた加工装置及びレーザ加工方法に関し、特に電子部品の穴開け加工を行うためのレーザ加工装置及びレーザ加工方法に関する。   The present invention relates to a laser processing apparatus and a laser processing method, and more particularly, to a laser processing apparatus and a laser processing method for drilling an electronic component.

従来より、マスクの開口径を任意縮小倍率で加工面に投影する、いわゆる縮小投影加工光学系を有するレーザ装置を用いて電子部品、例えばグリーンシートや回路基板の穴開け加工が行われている。この際、加工穴の直径を変えるために、異なる開口径を有するマスクに交換し、マスク開口部を介してレーザビームを絞り加工穴径を変更することが行われている。   Conventionally, drilling of electronic components such as green sheets and circuit boards has been performed using a laser apparatus having a so-called reduction projection processing optical system that projects the opening diameter of a mask onto a processing surface at an arbitrary reduction magnification. At this time, in order to change the diameter of the processed hole, the mask is replaced with a mask having a different opening diameter, and the diameter of the processed hole is changed by drawing the laser beam through the mask opening.

図４は、従来のレーザ加工装置１０１の構成図である。レーザ加工装置１０１は、レーザビーム発振器１４５から被加工物１３５に至る光路に沿って、反射ミラー１０７、マスク１１３、高反射ミラー１０９、転写レンズ１２９を備えている。さらに、レーザ加工装置１０１は、転写されたパターン像と所定パターンとの比である実転写倍率値を所定の転写倍率に変更するための転写倍率変更機構（不図示）を備える。この転写倍率変更機構は、転写レンズ１２９と被加工物１３５を矢印１３０、１３６方向すなわち光軸方向に移動させることが可能である。   FIG. 4 is a configuration diagram of a conventional laser processing apparatus 101. The laser processing apparatus 101 includes a reflection mirror 107, a mask 113, a high reflection mirror 109, and a transfer lens 129 along an optical path from the laser beam oscillator 145 to the workpiece 135. Further, the laser processing apparatus 101 includes a transfer magnification changing mechanism (not shown) for changing an actual transfer magnification value, which is a ratio between the transferred pattern image and a predetermined pattern, to a predetermined transfer magnification. This transfer magnification changing mechanism can move the transfer lens 129 and the workpiece 135 in the directions of arrows 130 and 136, that is, in the optical axis direction.

上記構成において、レーザ発振器１４５から放射されたレーザビームは反射ミラー１０７により斜め上方からマスク１１３に入射する。そのビームの一部はマスク１１３の開口部を通過し、転写レンズ１２９に至る。マスク１１３の反射部により反射されたビームは、高反射ミラー１０９により反射されて再度マスク１１３に至り、マスク１１３の開口部を通過し転写パネル１２９に至る。マスク１１３を通過したレーザビームは、転写レンズ１２９により被加工物１３５上に結像される。   In the above configuration, the laser beam emitted from the laser oscillator 145 is incident on the mask 113 obliquely from above by the reflecting mirror 107. Part of the beam passes through the opening of the mask 113 and reaches the transfer lens 129. The beam reflected by the reflection part of the mask 113 is reflected by the high reflection mirror 109 and reaches the mask 113 again, passes through the opening of the mask 113 and reaches the transfer panel 129. The laser beam that has passed through the mask 113 is imaged on the workpiece 135 by the transfer lens 129.

上記レーザ加工装置１０１では、転写レンズ１２９の長期使用による屈折率の変化や、被加工物１３５の厚みの変化等により被加工物上の実際の転写倍率が変化した場合であっても、転写倍率変更機構により所定の転写倍率に調整しレーザ加工を行うことが可能となる（特許文献１参照。）。   In the laser processing apparatus 101, even if the actual transfer magnification on the workpiece changes due to a change in refractive index due to long-term use of the transfer lens 129, a change in the thickness of the workpiece 135, or the like, the transfer magnification is increased. Laser processing can be performed by adjusting to a predetermined transfer magnification by the changing mechanism (see Patent Document 1).

図５は、他の従来例であるレーザ加工装置２０１の構成図である。   FIG. 5 is a configuration diagram of a laser processing apparatus 201 which is another conventional example.

レーザ加工装置２０１は、レーザビーム発振器２４５から被加工物２３５に至る光路に沿って、コリメータレンズを構成する固定レンズ２０３と可動レンズ２０５，マスク２１３、転写レンズ２２９が配置される構成である。さらに、可動レンズ２０５には駆動装置２１０が連結され、可動レンズ２０５が矢印２０６すなわち光軸に沿って移動可能である。   The laser processing apparatus 201 has a configuration in which a fixed lens 203, a movable lens 205, a mask 213, and a transfer lens 229 constituting a collimator lens are disposed along an optical path from the laser beam oscillator 245 to the workpiece 235. Further, a driving device 210 is connected to the movable lens 205, and the movable lens 205 is movable along the arrow 206, that is, along the optical axis.

上記構成において、レーザ発振器２４５から照射されたレーザビームは、コリメータレンズを形成する固定レンズ２０３及び可動レンズ２０５に入射する。この時、可動レンズ２０５を光路に沿って移動（矢印２０６方向）して収束傾向又は発散傾向のビームを形成し、ビーム径をマスクの開口部の径に適合させる。そして、マスクを通過したレーザが転写レンズ２２９で被加工物２３５上に結像される（特許文献２参照。）。   In the above configuration, the laser beam emitted from the laser oscillator 245 enters the fixed lens 203 and the movable lens 205 forming the collimator lens. At this time, the movable lens 205 is moved along the optical path (in the direction of the arrow 206) to form a convergent or divergent beam, and the beam diameter is adapted to the opening diameter of the mask. Then, the laser beam that has passed through the mask is imaged on the workpiece 235 by the transfer lens 229 (see Patent Document 2).

特開平８−４７７９０号公報（段落番号〔００４４〕〜〔００５６〕、図１）JP-A-8-47790 (paragraph numbers [0044] to [0056], FIG. 1) 特開１１−３０９５９５号公報（段落番号〔００６７〕〜〔００６８〕、図１（ａ）、（ｂ））JP 11-309595 A (paragraph numbers [0067] to [0068], FIGS. 1A and 1B)

図４に示した従来技術のように、所定の縮小投影倍率で加工面に投影する場合において、マスクの遮光部により、透過部を通過するレーザビームの量が減り、レーザのエネルギー損失が生じてしまう。このエネルギ−損失は、加工穴の直径に合わせて、マスク１１３の透過部の直径を小さくすればするほどマスクで遮断されるエネルギーが大きくなる。   As in the prior art shown in FIG. 4, in the case of projecting onto the processing surface at a predetermined reduction projection magnification, the amount of the laser beam passing through the transmission part is reduced by the light shielding part of the mask, resulting in laser energy loss. End up. The energy loss increases as the diameter of the transmission part of the mask 113 is reduced in accordance with the diameter of the processing hole.

図４の従来例と同様に、図５に示したレーザ加工装置２０１は、固定レンズ２０３と移動レンズ２０５との相対的な距離を変更することでレーザビームの径をマスク２１３の開口部の直径に合わせて調整している。よって、図４のレーザ加工装置１０１と同様の不具合を有する。マスク２１３の遮光部により遮断される部分では依然としてエネルギーの損失が生じる。   Similar to the conventional example of FIG. 4, the laser processing apparatus 201 shown in FIG. 5 changes the relative distance between the fixed lens 203 and the moving lens 205 to change the diameter of the laser beam to the diameter of the opening of the mask 213. It is adjusted to match. Therefore, it has the same defect as the laser processing apparatus 101 of FIG. Energy is still lost at the portion of the mask 213 that is blocked by the light blocking portion.

また、上記レーザ加工装置１０１、２０１において、上記したようなエネルギーの損失があったとしてもその損失を補うだけの出力に余裕があればよいが、マスクによりレーザビームが絞られた結果、被加工物に対して十分エネルギーが到達せず、穴加工が不十分になる恐れがある。   Further, in the laser processing apparatuses 101 and 201, even if there is a loss of energy as described above, it is sufficient if there is a margin of output sufficient to compensate for the loss. Sufficient energy does not reach the object, and drilling may be insufficient.

さらに、エネルギ−の損失分を見込んでレーザ加工装置の出力を上げると、レーザ加工装置に大型化やコストの上昇が生してしまうばかりでなく、マスクの遮光部により遮断されたレーザビームは熱としてマスクに吸収されてしまいマスクに損傷を与え寿命が短くなってしまう恐れがある。上記悪影響を防ぐために、マスクの熱対策が必要となってしまう。   Further, if the output of the laser processing apparatus is increased in anticipation of energy loss, not only will the laser processing apparatus increase in size and cost, but the laser beam blocked by the mask's light-shielding part will be heated. As a result, it may be absorbed by the mask, damaging the mask and shortening its life. In order to prevent the adverse effects described above, it is necessary to take measures against heat of the mask.

さらに、加工穴の径が小さい場合、それに合わせてマスクの開口径を合わせてしまうと、加工穴の径を大きくすることが困難となってしまう。   Furthermore, when the diameter of the processed hole is small, it is difficult to increase the diameter of the processed hole if the opening diameter of the mask is adjusted accordingly.

そこで本発明は、被加工物をレーザ加工する際に、レーザビームのエネルギ−を有効に利用し、かつ被加工物に形成する加工穴の種々の径に対応できるようなレーザ加工装置及びレーザ加工方法を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention provides a laser processing apparatus and a laser processing which can effectively use the energy of a laser beam and can cope with various diameters of a processing hole formed in a workpiece when laser processing the workpiece. It aims to provide a method.

また、被加工物に形成する加工穴の径の大きさを変更するために、開口部の径を異なるマスクに取り換える必要がなく、加工時間を短縮化できるレーザ加工装置及び加工方法を提供することを目的とする。   It is also possible to provide a laser processing apparatus and a processing method capable of shortening the processing time without changing the diameter of the opening to a different mask in order to change the diameter of the processing hole formed in the workpiece. With the goal.

上記目的を達成するための本発明のレーザビーム加工装置の第１の態様は、レーザビームを放射するための光源と、前記レーザビームを所定の形状に成形するために前記レーザビームの光路上に配置されたマスクと、前記レーザビームの光路に対して挿脱可能な複数のレンズ部材と、を備え、前記マスク、前記複数のレンズ部材の少なくとも１つの順にこれらを介して前記レーザビームを前記被加工物に導く装置である。   In order to achieve the above object, a first aspect of the laser beam processing apparatus of the present invention includes a light source for emitting a laser beam, and an optical path of the laser beam for shaping the laser beam into a predetermined shape. And a plurality of lens members that can be inserted into and removed from the optical path of the laser beam, and the laser beam is passed through the mask and the plurality of lens members in this order. A device that leads to a workpiece.

さらに、本発明のレーザビーム加工装置の第２の態様は、前記レンズ部材がコリメータレンズである。   Furthermore, in a second aspect of the laser beam processing apparatus of the present invention, the lens member is a collimator lens.

本発明のレーザビーム加工方法によれば、レーザビームを放射するための光源と、前記レーザビームを所定の形状に成形するために前記レーザビームの光路上に配置されたマスクと、前記レーザビームの光路に対して挿脱可能な複数のレンズ部材と、を備える加工装置を用い、前記マスク、前記複数のレンズ部材の少なくとも１つの順にこれらを介して前記レーザビームを前記被加工物に導くレーザ加工方法である。   According to the laser beam processing method of the present invention, a light source for emitting a laser beam, a mask disposed on an optical path of the laser beam for shaping the laser beam into a predetermined shape, Laser processing that uses a processing device including a plurality of lens members that can be inserted into and removed from an optical path, and guides the laser beam to the workpiece through the mask and at least one of the lens members in that order. Is the method.

本発明のレーザ加工装置及びレーザ加工方法によれば、光路に挿脱可能な複数のレンズ部材を備え、光源側からマスク、上記複数のレンズ部材の少なくとも１つの順に光路上に配置する構成である。光路に挿脱可能な複数のレンズの一を適宜選択して、マスク、前記選択したレンズを介してレーザビームを被加工物に導くことにより、マスクの交換なしにレーザビームの径を穴加工の直径を変更することが可能となる。よって、加工穴の径に合わせてマスクを変更する手間や、マスクの遮光部によりレーザビームのエネルギー損失を防止もしくは低減することが可能となる。   According to the laser processing apparatus and the laser processing method of the present invention, a plurality of lens members that can be inserted into and removed from the optical path are provided, and the mask is arranged from the light source side on the optical path in the order of at least one of the plurality of lens members. . By appropriately selecting one of a plurality of lenses that can be inserted into and removed from the optical path, and guiding the laser beam to the workpiece through the mask and the selected lens, the diameter of the laser beam can be drilled without replacing the mask. The diameter can be changed. Therefore, it is possible to prevent or reduce the energy loss of the laser beam by the trouble of changing the mask in accordance with the diameter of the processed hole and the light shielding portion of the mask.

また、マスクを変える必要無しに穿孔する穴の寸法を自由に変えることが可能となり、加工の自由度を高めることが可能となる。   In addition, it is possible to freely change the size of the hole to be drilled without having to change the mask, and it is possible to increase the degree of freedom of processing.

以下、本発明によるレーザ加工装置及びレーザ加工方法の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。   Hereinafter, embodiments of a laser processing apparatus and a laser processing method according to the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、本発明によるレーザ加工装置１の基本構成図を示す。レーザ加工装置１は、レーザ発振器４５及びガイドレーザ発振器４３を有するビーム発生部２、レーザビームを被加工物であるグリーンシート３５に導く光学系６、ｘガルバノスキャン３１、ｙガルバノスキャン４７等を載置するための支持架台３３、及びセラミックグリーンシート３５を搬送する搬送部８からなる。   FIG. 1 shows a basic configuration diagram of a laser processing apparatus 1 according to the present invention. The laser processing apparatus 1 includes a beam generator 2 having a laser oscillator 45 and a guide laser oscillator 43, an optical system 6 for guiding the laser beam to a green sheet 35 as a workpiece, an x galvano scan 31, a y galvano scan 47, and the like. It consists of a support frame 33 for placing and a transport unit 8 for transporting the ceramic green sheet 35.

まず、光学系６について説明する。光学系６は、複数の全反射ミラー７、１１、１５，１７、１９、コンバイナ９、マスク１３、第１〜第３コリメータレンズ３、５、２１、ｘガルバノスキャナ３１、ｙガルバノスキャナ４７の各々が有するガルバノスキャンミラー３２，４８、集光レンズ２９からなる。第１〜第３コリメータレンズ３、５、２１は、それぞれ光軸に対して垂直方向（矢印１０、１２、１４）に移動可能であって、各コリメータレンズ３、５、２１は、光路上の位置及び光路から離間した位置の間で移動できる。   First, the optical system 6 will be described. The optical system 6 includes a plurality of total reflection mirrors 7, 11, 15, 17, 19, a combiner 9, a mask 13, first to third collimator lenses 3, 5, 21, an x galvano scanner 31, and a y galvano scanner 47. The galvano scan mirrors 32 and 48 and the condensing lens 29 are included. The first to third collimator lenses 3, 5, and 21 can be moved in a direction perpendicular to the optical axis (arrows 10, 12, and 14), and the collimator lenses 3, 5, and 21 are on the optical path. It can move between a position and a position away from the optical path.

さらに、ｘガルバノスキャナ３１、ｙガルバノスキャナ４７は、ガルバノボックス２３内に配置されている。各スキャナに設けられたガルバノスキャンミラー３２、４８は、その反射角度を調節してレーザビームの照射位置を規定する。   Further, the x galvano scanner 31 and the y galvano scanner 47 are arranged in the galvano box 23. Galvano scan mirrors 32 and 48 provided in each scanner regulate the reflection angle to define the irradiation position of the laser beam.

また、ガルバノスキャンミラー３２、４８により反射したレーザビームを集光するためのｆθレンズ２９もガルバノボックス２３内に配置されている。   An fθ lens 29 for condensing the laser beam reflected by the galvano scan mirrors 32 and 48 is also disposed in the galvano box 23.

次に、支持架台３３について説明する。支持架台３３は逆Ｕ字形状であり、鉛直方向に延びる一対の脚部７９、８５と、両脚部７９、８５の上端部間を連結しほぼ水平に延在する一対の横断部材８１、８３からなる。横断部材８１、８３は、平行でかつ互いに離間している。横断部材８１、８３間には矢印３９方向（ｙ軸方向）に摺動可能なガルバノボックス２３が装着されている。ガルバノボックス２３の側面には、鉛直方向下方に向けられセラミックグリーンシート１３の位置を認識するための画像処理用カメラ２５が配置されている。   Next, the support frame 33 will be described. The support frame 33 has an inverted U shape, and includes a pair of legs 79 and 85 extending in the vertical direction and a pair of cross members 81 and 83 extending between the upper ends of the legs 79 and 85 and extending substantially horizontally. Become. The transverse members 81 and 83 are parallel and spaced apart from each other. A galvano box 23 slidable in the direction of arrow 39 (y-axis direction) is mounted between the cross members 81 and 83. On the side surface of the galvano box 23, an image processing camera 25 is disposed that is directed vertically downward to recognize the position of the ceramic green sheet 13.

さらに、搬送部８について説明する。搬送部８は、Ｘ軸ステージ３７及び連続リール状セラミックグリーンシート３５を支持する一対のローラ８７、８９とからなる。連続リール状セラミックグリーンシート３５は、支持架台３３の横断部材８１、８３と交差する方向（すなわち、図１において左から右方向）に搬送される。また、Ｘ軸ステージ３７は、グリーンシート３５の延在する方向、すなわちｘ軸方向（矢印４１）に移動可能な構成である。   Further, the transport unit 8 will be described. The transport unit 8 includes a pair of rollers 87 and 89 that support the X-axis stage 37 and the continuous reel-shaped ceramic green sheet 35. The continuous reel-shaped ceramic green sheet 35 is conveyed in a direction intersecting with the transverse members 81 and 83 of the support frame 33 (that is, from left to right in FIG. 1). The X-axis stage 37 is configured to be movable in the direction in which the green sheet 35 extends, that is, in the x-axis direction (arrow 41).

上記構成のレーザ加工装置１によるレーザビームの照射について説明する。
被加工物を加工するための加工用レーザビーム（波長３５５ｎｍ）は、ビーム発生部２のレーザ発振器４５から放射される。レーザ発振器４５としては、従来から知られるエキシマレーザ、ＹＡＧレーザ、ＣＯ２レーザ等を用いる。 The laser beam irradiation by the laser processing apparatus 1 having the above configuration will be described.
A processing laser beam (wavelength 355 nm) for processing the workpiece is emitted from the laser oscillator 45 of the beam generator 2. As the laser oscillator 45, a conventionally known excimer laser, YAG laser, CO 2 laser, or the like is used.

レーザ発振器４５から照射された加工用レーザビームは全反射ミラー７により所定の方向に反射されコンバイナ９に入射する。他方、ガイドレーザ発振器４３から照射された可視光領域のガイドレーザビームも同じくコンバイナ９に入射する。加工用レーザビームとガイドレーザビームは、コンバイナ９により光軸が互いに一致される。   The processing laser beam emitted from the laser oscillator 45 is reflected in a predetermined direction by the total reflection mirror 7 and enters the combiner 9. On the other hand, the guide laser beam in the visible light region irradiated from the guide laser oscillator 43 is also incident on the combiner 9. The processing laser beam and the guide laser beam are aligned with each other by the combiner 9.

さらに、コンバイナ９で同軸になった加工用レーザビームとガイドレーザビームは、反射ミラー１１を介してマスク１３の開口部を通過する。マスク１３を通過したレーザビーム４は、加工形状と同一の形状に成形される。   Further, the processing laser beam and the guide laser beam that are coaxial with each other by the combiner 9 pass through the opening of the mask 13 via the reflection mirror 11. The laser beam 4 that has passed through the mask 13 is formed into the same shape as the processed shape.

成形されたレーザビームは、第１コリメータレンズ３に入射して、拡大されると共に平行光束に成形される。   The shaped laser beam enters the first collimator lens 3 and is enlarged and shaped into a parallel light beam.

拡大し平行光束とされたレーザビーム４は、反射ミラー１５、１７、１９、さらに、ｘガルバノスキャナー３１、ｙガルバノスキャナー４７のｘガルバノスキャンミラー３２、ｙガルバノスキャンミラー４８で反射する。   The laser beam 4 that has been expanded into a parallel light beam is reflected by the reflection mirrors 15, 17, and 19, and the x galvano scan mirror 32 and the y galvano scan mirror 48 of the x galvano scanner 31 and y galvano scanner 47.

ガルバノスキャンミラー３２、４８で反射したレーザビームは集光レンズであるｆθレンズ２９に入射する。ｆθレンズ２９に入射したレーザビームは集光され、セラミックグリーンシート３５に照射される。   The laser beams reflected by the galvano scan mirrors 32 and 48 enter the fθ lens 29 that is a condenser lens. The laser beam incident on the fθ lens 29 is condensed and applied to the ceramic green sheet 35.

図２は、上記実施形態の光学系６の主要要素を示す構成図である。この光学系６の主要要素としては、レーザ発振器４５から、マスク１３、焦点距離がそれぞれ異なる第１〜第３コリメータレンズ３、５、２１、ｘガルバノスキャンミラー３２、ｙガルバノスキャンミラー４８、ｆθレンズ２９の順に配置されている。ここで、焦点距離がｆ１である第１コリメータレンズ３は光路上に配置され、第２及び第３コリメータレンズ５、２１は光路から外れた位置に配置される。   FIG. 2 is a configuration diagram showing the main elements of the optical system 6 of the above embodiment. The main elements of the optical system 6 include a laser oscillator 45, a mask 13, first to third collimator lenses 3, 5, and 21, having different focal lengths, an x galvano scan mirror 32, a y galvano scan mirror 48, and an fθ lens. 29 are arranged in this order. Here, the first collimator lens 3 having a focal length f1 is disposed on the optical path, and the second and third collimator lenses 5 and 21 are disposed at positions off the optical path.

上記光学系において、セラミックグリーンシート３５に形成される加工穴の直径φｄは以下のような関係を有する。
φｄ＝（ｆ０／ｆ１）×φｂ In the optical system, the diameter φd of the processed hole formed in the ceramic green sheet 35 has the following relationship.
φd = (f0 / f1) × φb

ここで、マスク１３から第１コリメータレンズ３までの距離をｆ１とし、ｆθレンズ２９からグリーンシート３５までの距離をｆ０とする。ｆ０／ｆ１は転写倍率を意味する。   Here, the distance from the mask 13 to the first collimator lens 3 is f1, and the distance from the fθ lens 29 to the green sheet 35 is f0. f0 / f1 means transfer magnification.

同様に、他のコリメータレンズ５、２１を光路上に選択的に矢印１２、１４の方向に移動することでグリーンシート３５に形成される加工穴の直径φｄを変更することが可能である。すなわち、第１〜第３コリメータレンズ３、５、２１を適宜選択することにより、転写倍率を変えて加工穴の直径を変更することができる。   Similarly, the diameter φd of the processed hole formed in the green sheet 35 can be changed by selectively moving the other collimator lenses 5 and 21 in the directions of the arrows 12 and 14 on the optical path. That is, by appropriately selecting the first to third collimator lenses 3, 5, and 21, the diameter of the processed hole can be changed by changing the transfer magnification.

次に、レーザ加工装置１の制御について説明する。図３は、レーザ加工装置の制御系を示すブロック図である。   Next, control of the laser processing apparatus 1 will be described. FIG. 3 is a block diagram showing a control system of the laser processing apparatus.

レーザ加工装置１はＣＰＵ（制御部）５３と、所定の加工穴の径に対応するコリメータレンズ等に関する情報等を格納するためのメモリ（記憶部）５５と、を備えている。メモリ５５は、フラッシュメモリ、ＲＯＭ等を利用できる。   The laser processing apparatus 1 includes a CPU (control unit) 53 and a memory (storage unit) 55 for storing information on a collimator lens or the like corresponding to a diameter of a predetermined processing hole. As the memory 55, a flash memory, a ROM, or the like can be used.

制御部５３は、レーザ発振器４５、ガイドレーザ発振器４３に連結されそれらの制御を行う。さらに、制御部５３は、第１〜第３コリメータレンズ３、５、２１を制御するためのコリメータレンズ切り換え制御部５７、ｘガルバノスキャンミラー３２，ｙガルバノスキャンミラー４８を制御するガルバノスキャナ制御部５９、グリーンシート３５の位置を認識するカメラ２５を制御するための画像処理装置６１、及びＸ軸ステージ３７、及びｙ軸方向（矢印３９）（図１参照。）に移動するガルバノボックス２３を駆動するための駆動系制御部６３に接続されている。   The control unit 53 is connected to the laser oscillator 45 and the guide laser oscillator 43 and controls them. The control unit 53 further includes a collimator lens switching control unit 57 for controlling the first to third collimator lenses 3, 5, and 21, a galvano scanner control unit 59 for controlling the x galvano scan mirror 32 and the y galvano scan mirror 48. The image processing device 61 for controlling the camera 25 for recognizing the position of the green sheet 35, the X-axis stage 37, and the galvano box 23 that moves in the y-axis direction (arrow 39) (see FIG. 1) are driven. Is connected to a drive system controller 63 for the purpose.

上記のように構成されたレーザ加工装置１を用いてセラミックグリーンシートに加工穴を形成する方法について図４を参照して説明する。   A method of forming a processed hole in a ceramic green sheet using the laser processing apparatus 1 configured as described above will be described with reference to FIG.

まず、リール状のセラミックグリーンシート３５をＸ軸ステージ３７上に載置した後、グリーンシート３５に設けられている位置決め用基準穴（不図示）をカメラ２５により認識し、画像処理装置６１により位置情報に変換されＣＰＵ５３に送られる。グリーンシート３５の位置情報に基づいて、照射位置を規定すべく、ガルバノスキャナ制御部５９によりｘガルバノスキャンミラー３２及びｙガルバノスキャンミラー４８を、または駆動系制御部６３によりＸ軸ステージ３７、ガルバノボックス２３を移動させて、レーザビームの照射位置を加工位置に設定する。   First, after the reel-shaped ceramic green sheet 35 is placed on the X-axis stage 37, a positioning reference hole (not shown) provided in the green sheet 35 is recognized by the camera 25, and the image processing device 61 detects the position. It is converted into information and sent to the CPU 53. Based on the position information of the green sheet 35, the galvano scanner control unit 59 sets the x galvano scan mirror 32 and the y galvano scan mirror 48, or the drive system control unit 63 sets the X axis stage 37 and the galvano box to define the irradiation position. 23 is moved to set the irradiation position of the laser beam as the processing position.

さらに、グリーンシート３５に設ける加工穴３６に関する情報がＣＰＵ５３に入力され、メモリ５５に格納された情報を参照してその加工穴３６に対応する一のコリメータレンズが選択される。選択されたコリメータレンズに関する情報は、コリメータレンズ切り換え制御部５７に送られ、第１〜第３コリメータレンズ３、５、２１の何れか一つが光路上に配置される。   Further, information regarding the processing hole 36 provided in the green sheet 35 is input to the CPU 53, and one collimator lens corresponding to the processing hole 36 is selected with reference to the information stored in the memory 55. Information about the selected collimator lens is sent to the collimator lens switching control unit 57, and any one of the first to third collimator lenses 3, 5, and 21 is arranged on the optical path.

上記設定が行われた後、レーザ発振器４５、ガイドレーザ発振器４５からそれぞれ加工用レーザビーム及びガイドレーザビームを照射する。照射された加工用レーザビームは光学系６によりグリーンシート３５上の所定位置に穿孔加工を行う。この穿孔工程は、ｘガルバノスキャンミラー３２、ｙガルバノスキャンミラー４８の反射角度を変化させてグリーンシート３５への照射を繰り返して行われる。   After the above setting is performed, a laser beam for processing and a guide laser beam are irradiated from the laser oscillator 45 and the guide laser oscillator 45, respectively. The irradiated processing laser beam is drilled at a predetermined position on the green sheet 35 by the optical system 6. This punching process is performed by repeatedly irradiating the green sheet 35 by changing the reflection angle of the x galvano scan mirror 32 and the y galvano scan mirror 48.

以上説明した実施形態では、第１コリメータレンズ３のみを使用しているが、加工穴の直径に応じて他の第２及び第３コリメータレンズ５、２１を使用することは言うまでもない。   In the embodiment described above, only the first collimator lens 3 is used, but it goes without saying that other second and third collimator lenses 5 and 21 are used according to the diameter of the processing hole.

また、レーザ加工装置には、第１〜第３コリメータレンズ３、５、２１を備える実施形態としたが、その一部をレーザビームを拡張するためのエキスパンダに変更したり、３個全てをエキスパンダとしてもよい。すなわち、レーザビームを拡大し、平行光束とする機能を有するレンズ部材であれば特にレンズの種類が制限されることはない。また、上記レンズの個数は３つに限られず、必要な加工穴の直径の種類に応じてレンズ部材の個数を変更することが可能である。   In addition, the laser processing apparatus has the first to third collimator lenses 3, 5, and 21. However, a part of the laser processing apparatus can be changed to an expander for expanding the laser beam, or all three can be replaced. It may be an expander. In other words, the type of lens is not particularly limited as long as it is a lens member having a function of expanding a laser beam to form a parallel light beam. The number of lenses is not limited to three, and the number of lens members can be changed according to the type of diameter of the required processing hole.

さらに、セラミックグリーンシートに加工穴を設ける構成としたが、キャリアフィルム付きのセラミックグリーンシートや電子部品等に加工穴を設けるための装置として適用できることは言うまでもない。   Further, although the processing hole is provided in the ceramic green sheet, it is needless to say that the processing can be applied as an apparatus for providing the processing hole in the ceramic green sheet with a carrier film or an electronic component.

また、正面円形の加工穴を設ける構成としたが、円形に限らず矩形状のものや、加工穴に限らず溝加工等にも適用できることは言うまでもない。   Further, although the front circular machining hole is provided, it is needless to say that the present invention can be applied not only to the circular shape but also to the rectangular shape, and not only to the machining hole but also to the groove processing.

この発明は、その本質的特性から逸脱することなく数多くの形式のものとして具体化することができる。よって、上述した実施形態は専ら説明上のものであり、本発明を制限するものではないことは言うまでもない。   The present invention can be embodied in many forms without departing from its essential characteristics. Therefore, it is needless to say that the above-described embodiment is exclusively for description and does not limit the present invention.

本発明によるレーザ加工装置及びレーザ加工方法は、セラミックグリーンシート、キャリアフィルム付きセラミックグリーンシート、電子部品等の穿孔に利用できる。   The laser processing apparatus and laser processing method according to the present invention can be used for drilling ceramic green sheets, ceramic green sheets with a carrier film, electronic components, and the like.

本発明によるレーザ加工装置１の基本構成図である。1 is a basic configuration diagram of a laser processing apparatus 1 according to the present invention. 図１の光学系の構成図である。It is a block diagram of the optical system of FIG. 図１のレーザ加工装置の制御に関するブロック図である。It is a block diagram regarding control of the laser processing apparatus of FIG. 従来のレーザ加工装置の構成図であるIt is a block diagram of the conventional laser processing apparatus. 他の従来のレーザ加工装置の構成図であるIt is a block diagram of the other conventional laser processing apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

１ レーザ加工装置
３、５、１４ コリメータレンズ
２９ ｆθレンズ
３１、４７ ｘｙガルバノスキャナ
３５ グリーンシート
４５ レーザ発振器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser processing apparatus 3, 5, 14 Collimator lens 29 f (theta) lens 31, 47 xy galvano scanner 35 Green sheet 45 Laser oscillator

Claims (3)

被加工物にレーザビームを用いて穴開け加工するためのレーザ加工装置であって、
前記レーザビームを放射するための光源と、
前記レーザビームを所定の形状に成形するために前記レーザビームの光路上に配置されたマスクと、
前記レーザビームの光路に対して挿脱可能な複数のレンズ部材と、を備え、
前記マスク、前記複数のレンズ部材の少なくとも１つの順にこれらを介して前記レーザビームを前記被加工物に導くことを特徴とするレーザ加工装置。 A laser processing apparatus for drilling a workpiece using a laser beam,
A light source for emitting the laser beam;
A mask disposed on the optical path of the laser beam to shape the laser beam into a predetermined shape;
A plurality of lens members that can be inserted into and removed from the optical path of the laser beam,
A laser processing apparatus, wherein the laser beam is guided to the workpiece through at least one of the mask and the plurality of lens members in this order. 前記レンズ部材は、コリメータレンズであることを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置。   The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the lens member is a collimator lens. 被加工物にレーザビームを用いて穴開け加工するレーザ加工方法であって、前記レーザビームを放射するための光源と、前記レーザビームを所定の形状に成形するために前記レーザビームの光路上に配置されたマスクと、前記レーザビームの光路に対して挿脱可能な複数のレンズ部材と、を備える加工装置を用い、
前記マスク、前記複数のレンズ部材の少なくとも１つの順にこれらを介して前記レーザビームを前記被加工物に導くことを特徴とするレーザ加工方法。
A laser machining method for drilling a workpiece using a laser beam, the light source for emitting the laser beam, and an optical path of the laser beam for shaping the laser beam into a predetermined shape Using a processing apparatus comprising a mask arranged and a plurality of lens members that can be inserted into and removed from the optical path of the laser beam,
A laser processing method, wherein the laser beam is guided to the workpiece through at least one of the mask and the plurality of lens members in this order.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2009084148A1 (en) 2007-12-28 2009-07-09 Panasonic Corporation Roller for machining metal foil
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