JP3259695B2 - レーザ加工装置及びレーザ加工方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ加工装置及
びレーザ加工方法に関し、特に、絶縁層と導電層とを積
層して形成した回路基板に穴加工を行うに好適なレーザ
穴あけ加工装置及びレーザ加工方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、回路基板には、絶縁層と導電
層とを交互に積層して形成されたいわゆる多層回路基板
と呼ばれるものがあり、このような多層回路基板は、そ
の実装密度を増すために効果的であり、広く用いられる
ようになってきている。

【０００３】具体的には、多層回路基板は、隣接する導
電層間の導通を、絶縁層に穴を穿ち、その穴に半田や導
電性ペースト等を埋めることにより得ている。

【０００４】このように絶縁層に穴の加工を行う加工技
術として、レーザ光を利用したものが広く用いられるよ
うにもなってきた。

【０００５】そして、用いるレーザ光の波長としては、
絶縁層に対しては、吸収されやすく、導電層に対して
は、反射されやすい波長を用いるが、例えば、絶縁層が
ガラスエポキシ樹脂、導電層が銅箔である場合には、炭
酸ガスレーザ光を用いることで、絶縁層のみを選択的に
除去加工することができる。

【０００６】ここで、もちろん必要とされるのは、近接
する導電層間の導通が確実に得られるような穴加工を行
うことである。

【０００７】このような従来例として、例えば特開平２
−９２４８２号公報に記載のものが挙げられる。

【０００８】これによると、加工対象物にレーザ光を照
射し穴を穿つ際に、レーザ発振器からの直接の透過光と
加工対象物からの反射光とをそれぞれ別のセンサにて検
出し、両者の光量から反射光量比を演算し、基準値との
比較でレーザ光の制御を行っている。

【０００９】具体的には、反射光量比が予め設定された
基準値よりも大きくなった場合に、発振器を停止させる
ものである。

【００１０】このような動作を行うことで、レーザ光に
よる導電層の損傷をなくすことができ、同時に加工時間
が短縮されるとしている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
従来の技術においては、以下に示すような課題が存在し
ている。反射光量比を演算することで、加工を行うレー
ザ光のばらつきは補正されるものの、例えば基板表面の
導電層のみに予め穴を穿ってあるコンタクトマスク形状
の穴を加工する場合、レーザ光の照射位置と穴位置との
関係次第ではコンタクトマスクにて反射される光量が異
なることもある。

【００１２】例えば、あいているはずのコンタクトマス
ク穴があいていない場合、レーザ光はすべて表面の導電
層で反射され、検出された反射光量比は予め設定された
基準値よりも大きいことになり、所望の穴があいていな
いにも拘わらずレーザ発振器は停止するよう制御されて
しまう。

【００１３】また、内層の導電層が傾斜を持っている場
合、この導電層からの反射光は傾斜がない場合と比べて
光量が小さくなり、検出された反射光量比は予め設定さ
れた基準値よりも小さいことになり、所望の穴があいて
いるにも拘わらずレーザ発振器は停止されることなくレ
ーザ光の照射を続けてしまう。

【００１４】このように、反射光量比と一定の基準値と
の比較に基づいてレーザ光の制御を行っても、不完全な
穴加工や導電層の損傷を導き、加工歩留まりの低下原因
となってしまう。

【００１５】本発明は、以上のような点に鑑み、反射光
強度や入射光強度から演算して得られる数値、すなわち
例えば、反射光強度の増加量、反射光強度の増加率、正
規化反射光強度の増加量、正規化反射光強度の増加率
と、予め設定された基準値との比較に基づきレーザ発振
器を制御することで、歩留まりが高く高品質な穴加工を
実現する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。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、レーザ発振器から出射され加工対象物で
反射された反射光の強度を検出するための反射光検出器
と、反射光検出器が検出した反射光の強度から演算して
得られる反射光強度の増加量および／または反射光強度
の増加率と所定の基準値との比較に基づきレーザ発振器
を制御する制御手段とを有するレーザ加工装置、又は、
更に、レーザ発振器から出射されたレーザ光が入射され
る入射光検出器を有し、制御手段が、入射光検出器が検
出した入射光強度と反射光検出器が検出した反射光強度
とから演算して得られる正規化反射光強度の増加量およ
び／または正規化反射光強度の増加率と所定の基準値と
の比較に基づき前記レーザ発振器を制御するレーザ加工
装置に代表される。

【００１７】このような構成により、特に加工対象物の
穴加工の状態を的確に検出し、その後のレーザ発振器を
制御することで、理想とする穴加工を行い、結果として
近接する導電層間の導通が確実に得られるような穴加工
を行い得るレーザ加工装置を提供する。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明は、まず、請求項１記載の
ように、レーザ光を出射するレーザ発振器と、前記レー
ザ光を加工対象物に伝搬する光学系と、前記加工対象物
からの反射光の強度を検出する反射光検出器と、前記反
射光を前記反射光検出器へ伝搬する光学系とを有し、前
記反射光検出器が検出した反射光強度から（数１）で示
される演算式により求められる反射光強度の増加量と所
定の基準値との比較に基づき前記レーザ発振器から出射
されるレーザ光を制御するレーザ加工装置である。

【００１９】このような構成により、単なる反射光強度
と所定の基準値との比較だけでは実現できない、加工対
象物の穴の状態の的確な検出を可能とし、レーザ発振器
を制御することで、理想とする穴加工を行い、結果とし
て近接する導電層間の導通が確実に得られるような穴加
工を行い得る。

【００２０】具体的には、反射光強度を用いて（数１）
で示される演算式により演算した数値が反射光強度の増
加量であると、表面の導電層にコンタクトマスクがあい
ていない場合には、反射光の強度が一定であるため、反
射光強度の増加量は常に０となり、穴の状態が正常では
ないことを検出できるなど、加工対象物の穴加工の加工
部からの反射光に実質的に基づいた加工状態を的確に検
出することができる。

【００２１】

【００２２】又は、請求項２記載のように、レーザ光を
出射するレーザ発振器と、前記レーザ光を加工対象物に
伝搬する光学系と、前記加工対象物からの反射光の強度
を検出する反射光検出器と、前記反射光を前記反射光検
出器へ伝搬する光学系とを有し、前記反射光検出器が検
出した反射光強度から（数２）で示される演算式により
求められる反射光強度の増加率と所定の基準値との比較
に基づき前記レーザ発振器から出射されるレーザ光を制
御するレーザ加工装置である。このような構成によって
も、単なる反射光強度と所定の基準値との比較だけでは
実現できない、加工対象物の穴の状態の的確な検出を可
能とし、レーザ発振器を制御することで、理想とする穴
加工を行い、結果として近接する導電層間の導通が確実
に得られるような穴加工を行い得る。具体的には、内層
の導電層が傾斜を持っている場合には、この導電層から
の反射光は傾斜がない場合と比べて光量が小さいため、
（数２）で示される演算式により反射光強度の増加率を
求めることで、穴の状態を的確に検出することができる
など、加工対象物の穴加工の加工部からの反射光に実質
的に基づいた加工状態を的確に検出することができる。

【００２３】

【００２４】かかる構成は、レーザ発振器が出射するレ
ーザ光強度のばらつきを補正するために入射光検出器で
検出した入射光強度をもって反射光強度を正規化する場
合にも適用可能で、請求項３記載のように、更に、レー
ザ光の光強度を検出する入射光検出器を有し、入射光強
度検出器が検出した入射光強度により前記反射光検出器
が検出した反射光強度を正規化した正規化反射光強度か
ら、（数３）で示される演算式により求められる正規化
反射光強度の増加量と所定の基準値との比較に基づき前
記レーザ発振器から出射されるレーザ光を制御するレー
ザ加工装置であってもよく、表面の導電層にコンタクト
マスクがあいていない場合には、正規化反射光の強度が
一定であるため、正規化反射光強度の増加量は常に０と
なり、穴の状態が正常ではないことを検出できるなど、
加工対象物の穴加工の加工部からの反射光に実質的に基
づいた加工状態を的確に検出することができる。

【００２５】

【００２６】又は、請求項４記載のように、更に、レー
ザ光の光強度を検出する入射光検出器を有し、入射光強
度検出器が検出した入射光強度により前記反射光検出器
が検出した反射光強度を正規化した正規化反射光強度か
ら、（数４）で示される演算式により求められる正規化
反射光強度の増加率と所定の基準値との比較に基づき前
記レーザ発振器から出射されるレーザ光を制御するレー
ザ加工装置であってもよく、内層の導電層が傾斜を持っ
ている場合には、この導電層からの正規化反射光は傾斜
がない場合と比べて光量が小さいため、正規化反射光強
度の増加率を求めることで、穴の状態を的確に検出する
ことができるなど、加工対象物の穴加工の加工部からの
反射光に実質的に基づいた加工状態を的確に検出するこ
とができる。

【００２７】

【００２８】次に、本発明は、請求項５記載のように、
レーザ発振器から出射したレーザ光を加工対象物に照射
する照射工程と、前記加工対象物からの反射光の強度を
検出する反射光検出工程と、前記反射光検出工程で検出
された反射光の強度から演算して得られる反射光強度の
増加量または反射光強度の増加率と所定の基準値との比
較に基づき前記レーザ発振器から出射されるレーザ光を
制御する制御工程とを有するレーザ加工方法である。

【００２９】このような構成により、単なる反射光強度
と所定の基準値との比較だけでは実現できない、加工対
象物の穴の状態の的確な検出を可能とし、レーザ発振器
を制御することで、理想とする穴加工を行い、結果とし
て近接する導電層間の導通が確実に得られるような穴加
工を行い得る。

【００３０】又は、請求項６記載のように、レーザ発振
器から出射したレーザ光を加工対象物に照射する照射工
程と、前記レーザ光の強度を検出する入射光検出工程
と、前記加工対象物からの反射光の強度を検出する反射
光検出工程と、前記入射光検出工程で検出された入射光
の強度及び前記反射光検出工程で検出された反射光の強
度とから演算して得られる正規化反射光強度の増加量ま
たは正規化反射光強度の増加率と所定の基準値との比較
に基づき前記レーザ発振器から出射されるレーザ光を制
御する制御工程とを有するレーザ加工方法である。

【００３１】このような構成により、レーザ発振器が出
射するレーザ光強度のばらつきを補正することが可能と
なり、加工対象物の穴の状態のより一層的確な検出を可
能とし、レーザ発振器を制御することで、理想とする穴
加工を行い、結果として近接する導電層間の導通が確実
に得られるような穴加工を行い得る。

【００３２】

【００３３】（実施の形態１）以下、本発明の実施の形
態１について、図面を参照しながら詳細に説明する。

【００３４】図１は、本実施の形態のレーザ加工装置の
概略図である。図１において、１は加工用光源の一例と
して用いるパルスレーザ発振器、２はベンドミラー、３
はビームスプリッタ、４は第１の走査ミラー、５は第２
の走査ミラー、６は加工用集光レンズであり、光路にお
ける光学系を構成する。

【００３５】ここで、本実施の形態で用いたパルスレー
ザ発振器１は、例えばマイクロ波により励起される炭酸
ガスレーザ発振器が好適に用いられ得る。

【００３６】ついで、７は加工対象物たる多層基板であ
り、多層基板は第１の導電層８、絶縁層９、第２の導電
層１０から構成され、加工穴１１が形成され得る。１２
はかかる多層基板７の移動機構で、多層基板７を載置し
ている。

【００３７】そして、１３は多層基板７からの反射光を
検出する反射光検出器、１４は反射光検出器１３からの
信号を増幅するアンプ、１５は反射光検出器１３からの
出力信号を用いて演算する演算処理装置、及び１６はパ
ルスレーザ発振器１、第１の走査ミラー４及び第２の走
査ミラー５を制御するための制御装置である。

【００３８】なお、１００ａ〜１００ｇは、レーザ発振
器１から発振されたパルス化出力レーザ光が、光学系２
〜６を介して多層基板７に至り、加工対象物たる多層基
板７で反射され光学系６〜４を介してビームスプリッタ
３を透過して反射光検出器１３に入射するレーザ光をそ
の光路とともに示している。ここで、多層基板７方向へ
向かう光路におけるレーザ光と、多層基板７で反射され
てレーザ発振器１方向に戻る光路におけるレーザ光と
は、ビームスプリッタ３と多層基板７との間で、方向は
逆向きであるが光路は一致する光束となっている。

【００３９】以上の構成により、多層基板７には、加工
穴１１が形成されることになるが、この動作についてよ
り詳細に説明する。

【００４０】まず、パルスレーザ発振器１から出射され
た出力レーザ光１００ａは、１００ｂ及び１００ｃで示
すように、ベンドミラー２、ビームスプリッタ３にてそ
れぞれ反射され、ついでガルバノミラーにより構成され
る第１の走査ミラー４及び同じくガルバノミラーにより
構成される第２の走査ミラー５により、１００ｄ及び１
００ｅで示すレーザ光が、要求される加工形態に対応し
て走査可能な態様で順次反射される。

【００４１】ここで、本実施の形態の場合、第１の走査
ミラー４と第２の走査ミラー５とは、互いに直交する方
向にレーザ光を走査するように構成されており、結果、
レーザ光で多層基板７上を二次元的に走査可能な構成と
している。

【００４２】ついで、ｆθレンズにて構成される加工用
集光レンズ６に入射され、１００ｆで示すように集光さ
れながら、移動機構１２上に載置され、加工位置にある
多層基板７へ入射される。

【００４３】そして、このように、集光された出力レー
ザ光を用いて多層基板７に加工穴１１を形成すべく加工
を行うことになる。

【００４４】そして更に、このように多層基板７に照射
されたレーザ光の一部は、多層基板７にて反射され、反
射レーザ光となる。

【００４５】この反射レーザ光は、入射されたレーザ光
が通ってきたレーザ光路を反対方向へと伝搬され、１０
０ｆ〜１００ｃで示すように、集光レンズ６、走査ミラ
ー５、４の順でビームスプリッタ３に至り、ビームスプ
リッタ３では透過されて、１００ｇで示すように反射光
検出器１２へと入射されることになる。

【００４６】そして、反射光検出器１３で検出されたレ
ーザ光の光強度に関する検出信号は、アンプ１４にてあ
る任意の定数倍に増幅された後、演算処理装置１５に送
出されて演算処理、並びに記憶されることとなる。

【００４７】演算処理装置１５の出力信号は、制御装置
１６へ送出され、制御装置１６はレーザ発振器１と走査
ミラー４、５を制御する。

【００４８】次に、反射光検出器１３で検出されたレー
ザ光の光強度に関する検出信号をもとにレーザ発振器
１、走査ミラー４、５を制御する構成について説明す
る。

【００４９】図２は、加工穴１１が徐々に深くなってい
く様子を示し、図２（ａ）は加工穴がまだ第２の導電層
１０まで達していない様子、図２（ｂ）は加工穴の一部
が第２の導電層１０まで達した様子、図２（ｃ）は加工
穴の大部分が第２の導電層１０まで達した様子をそれぞ
れ示す模式図である。

【００５０】ここで、レーザ光の反射のほとんどは第２
の導電層１０にて発生するため、反射レーザ光の光量
は、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の順で大きくなる。

【００５１】まず、図２（ａ）の場合において反射光検
出器１３にて検出されたレーザ光の光強度に関する信号
は、アンプ１４を経て演算処理装置１５へ送出され、演
算処理装置１５にて記憶される。

【００５２】このとき、第２の導電層１０からの反射光
は存在しないが、第１の導電層８からの反射光があり、
多層基板７へ照射されるレーザ光量を１００％とする
と、例えば２０％の反射光が反射光検出器１３にて検出
される。

【００５３】図２（ｂ）の場合では、加工が第２の導電
層１０に達しているため、第１の導電層８からの反射光
２０％と、第２の導電層１０からの反射光６０％との合
計８０％の反射光が検出される。

【００５４】そして図２（ｃ）の場合では、加工がすべ
て完了しており、第１の導電層８からの反射光２０％
と、第２の導電層１０からの反射光８０％との合計１０
０％の反射光が検出される。

【００５５】これら検出結果の数値は、演算処理装置１
５にそれぞれ記憶されており、前述の（数５）で示され
る演算式により反射光強度の増加量が求められる。

【００５６】

【数５】

【００５７】この式を用いると、Δｂ２＝８０％−２０
％＝６０％、Δｂ３＝１００％−８０％＝２０％という
値が得られる。

【００５８】反射光強度増加量は、演算処理装置１５の
内部に予め設定しておいた基準値と比較され、加工が終
了したか否かを判断し、その情報を制御装置１６へ送出
する。

【００５９】この場合には、例えば、基準値を３０％と
設定しておけば、Δｂ３が基準値よりも小さいため、演
算処理装置１５は加工が完了したと判断し、制御装置１
６へは当該穴位置に対してはこれ以上のレーザ照射を行
わないような命令信号を送り、レーザ発振器１へレーザ
光の出射を停止するような命令信号を送る。

【００６０】ここで、もちろん、レーザ発振器１からの
レーザ光は出射し続けたままで、その後の光学系で多層
基板７にレーザ光が到達しないようにしてもよい。

【００６１】更に、反射光強度の増加率をもって同様な
制御を行うこともできる。反射光強度の検出結果の数値
は、演算処理装置にそれぞれ記憶され、前述の（数６）
で示される演算式により反射光強度の増加率を求める。

【００６２】

【数６】

【００６３】この式を用いると、Ｓ２＝（８０％−２０
％）／８０％＝０．７５、Ｓ３＝（１００％−８０％）
／１００％＝０．２という値が得られる。

【００６４】反射光強度増加率は、演算処理装置１５の
内部に予め設定しておいた基準値と比較され、加工が終
了したか否かを判断し、その情報を制御装置１６へ送出
する。

【００６５】この場合には、例えば、基準値を０．３と
設定しておけば、Ｓ３が基準値よりも小さいため、演算
処理装置１５は加工が完了したと判断し、制御装置１６
へは当該穴位置に対してはこれ以上のレーザ照射を行わ
ないような命令信号を送り、レーザ発振器１へレーザ光
の出射を停止するような命令信号を送る。

【００６６】以上のように、本実施の形態によれば、反
射光強度から演算して得られる数値と所定の基準値との
比較に基づき、レーザ発振器から出射されるレーザ光を
制御することで、加工対象穴の状態の的確な検出を可能
とし、理想とする穴加工を行い、結果として近接する導
電層間の導通が確実に得られるような穴加工を行い得
る。

【００６７】そしてこの場合、反射光強度から演算して
得られる数値は、反射光強度の増加量や増加率であるこ
とが好適である。

【００６８】なお、本実施の形態ではアンプを用いて信
号の増幅を行ったが、レーザ光検出器から送り出される
信号の大きさが、演算処理装置が信号検出を行う際に充
分な大きさを持っているならば、アンプは必ずしも必要
とされるものではない。

【００６９】又、本実施の形態ではレーザ発振器をパル
スレーザ発振器としたが、加工対象物との関係では、連
続的にレーザ光を出射するレーザ発振器を用いることが
できる場合もある。

【００７０】又、本実施の形態では、走査ミラーとして
ガルバノミラーを用いたが、ポリゴンミラー、音響光学
素子、電気光学素子、ホログラムスキャナ等を用いても
同様な効果が得られるものである。

【００７１】更に、本実施の形態では、加工用集光レン
ズとしてｆθレンズを用いたが、単レンズやフレネルレ
ンズを複数枚組み合わせた光学系を用いても、同様な効
果が得られるものである。

【００７２】（実施の形態２）以下、本発明の実施の形
態２について、図面を参照にしながら詳細に説明する。

【００７３】図３は、本実施の形態のレーザ加工装置の
概略図である。図３において、図１の実施の形態１の構
成におけるベンドミラー２をビームスプリッタ１７に置
き換え、ビームスプリッタ１７を透過した出力レーザ光
の一部１００ｈを検出するよう入射光検出器１８を設
け、入射光検出器１８で検出されたレーザ光の光強度に
関する検出信号は、アンプ１９にてある任意の定数倍に
増幅された後、演算処理装置１５へ送出されて演算処理
されること以外は、実施の形態１と同様な構成である。

【００７４】つまり、本実施の形態においては、反射レ
ーザ光の検出を行い、加工を制御する基本機能は、実施
の形態１と同様であるが、実施の形態１に対して反射レ
ーザ光強度の検出の際の機能をより強化した構成を有す
る。

【００７５】前述した実施の形態１では、反射レーザ光
の光強度に関する信号を検出し、反射光強度を演算処理
し、得られた数値と基準値とを比較した結果に基づき加
工を制御している。

【００７６】しかし、実施の形態１は、レーザ発振器１
からの出力レーザ光１００ａの強度が時間的に不変の強
度を有している場合、又はパルスレーザにおいては時間
的に不変のプロファイルを有している場合を基本的には
想定しているが、出力レーザ光の強度が時間的にばらつ
く場合や、多層基板７からの反射レーザ光１００ｆの絶
対強度が弱いとき、例えば、パルスレーザ光強度の時間
プロファイルが三角関数や二次関数であって、かつその
パルスの立ち上がりや立ち下がりのときの光強度を検出
する場合等、検出精度を確保するのは困難であることが
考えられる。

【００７７】又、図２に示したような第１の導電層８を
表面に有する多層基板を加工する場合には、加工穴１１
の状態に関わらず、反射レーザ光１００ｆには第１の導
電層８からの反射光も含まれていることになり、レーザ
光の照射位置と穴位置との関係次第では、仮に２つの穴
からの反射光量が同じ値であっても、２つの穴の加工状
態は互いに異なることになり、正しい反射光検出を行っ
ていない状態も起こり得る。

【００７８】かかる場合を考慮すると、入射レーザ光強
度と反射レーザ光強度とから正規化反射光強度を求める
ことが好適である。

【００７９】次に、反射光検出器１３で検出された反射
光強度に関する検出信号と入射光検出器１８で検出され
た入射光強度に関する検出信号とをもとにレーザ発振器
１、走査ミラー４、５を制御する構成について説明す
る。

【００８０】図２（ａ）の場合において反射光検出器１
３にて検出されたレーザ光の光強度に関する信号は、ア
ンプ１４を経て演算処理装置１５へ送出され、演算処理
装置１５にて記憶される。

【００８１】また同時に入射光検出器１８にて検出され
たレーザ光の光強度に関する信号は、アンプ１９を経て
演算処理装置１５へ送出され、演算処理装置１５にて反
射光強度を入射光強度による正規化処理を行い、さらに
記憶される。

【００８２】このとき、第２の導電層１０からの反射光
は存在しないが、第１の導電層８からの反射光があり、
完全反射された場合の反射光強度を入射光強度により正
規化した正規化反射光強度を１とすると、例えば０．２
という数値が正規化反射光強度として演算処理装置１５
に記憶される。

【００８３】図２（ｂ）の場合では、加工が第２の導電
層１０に達しているため、第１の導電層８からの正規化
反射光強度０．２と、第２の導電層１０からの正規化反
射光強度０．６との合計０．８という数値が正規化反射
光強度として演算処理装置１５に記憶される。

【００８４】そして図２（ｃ）の場合では、加工がすべ
て完了しており、第１の導電層８からの正規化反射光強
度０．２と、第２の導電層１０からの正規化反射光強度
０．８との合計１．０という数値が正規化反射光強度と
して演算処理装置１５に記憶される。

【００８５】これら検出結果の数値から、演算処理装置
１５にて、（数７）で示される演算式により正規化反射
光強度の増加量が求められる。

【００８６】

【数７】

【００８７】この式を用いると、Δｃ２＝０．８−０．
２＝０．６、Δｃ３＝１．０−０．８＝０．２という値
が得られる。

【００８８】正規化反射光強度増加量は、演算処理装置
１５の内部に予め設定しておいた基準値と比較され、加
工が終了したか否かを判断し、その情報を制御装置１６
へ送出する。

【００８９】この場合には、例えば、基準値を０．３と
設定しておけば、Δｃ３が基準値よりも小さいため、演
算処理装置１５は加工が完了したと判断し、制御装置１
６へは当該穴位置に対してはこれ以上のレーザ照射を行
わないような命令信号を送り、レーザ発振器１へレーザ
光の出射を停止するような命令信号を送る。

【００９０】ここで、もちろん、レーザ発振器１からの
レーザ光は出射し続けたままで、その後の光学系で多層
基板７にレーザ光が到達しないようにしてもよい。

【００９１】更に、正規化反射光強度の増加率をもって
同様な制御を行うこともできる。正規化反射光強度の検
出結果の数値から、演算処理装置１５にて、（数８）で
示される演算式により正規化反射光強度の増加率を求め
る。

【００９２】

【数８】

【００９３】この式を用いると、Ｔ２＝（０．８−０．
２）／０．８＝０．７５、Ｔ３＝（１．０−０．８）／
１．０＝０．２という値が得られる。

【００９４】正規化反射光強度増加率は、演算処理装置
１５の内部に予め設定しておいた基準値と比較され、加
工が終了したか否かを判断し、その情報を制御装置１６
へ送出する。

【００９５】この場合には、例えば、基準値を０．３と
設定しておけば、Ｔ３が基準値よりも小さいため、演算
処理装置１５は加工が完了したと判断し、制御装置１６
へは当該穴位置に対してはこれ以上のレーザ照射を行わ
ないような命令信号を送り、レーザ発振器１へレーザ光
の出射を停止するような命令信号を送る。

【００９６】以上のように、本実施の形態によれば、入
射光強度と反射光強度とから演算して得られる数値と所
定の基準値との比較に基づき、レーザ発振器から出射さ
れるレーザ光を制御することで、加工対象穴の状態の的
確な検出を可能とし、理想とする穴加工を行い、結果と
して近接する導電層間の導通が確実に得られるような穴
加工を行い得る。

【００９７】そしてこの場合、入射光強度と反射光強度
とから演算して得られる数値は、反射光強度を入射光強
度によって正規化した正規化反射光強度の増加量や増加
率であることが好適である。

【００９８】なお、本実施の形態ではアンプを用いて信
号の増幅を行ったが、レーザ光検出器から送り出される
信号の大きさが、演算処理装置が信号検出を行う際に充
分な大きさを持っているならば、アンプは必ずしも必要
とされるものではない。

【００９９】又、本実施の形態ではレーザ発振器をパル
スレーザ発振器としたが、加工対象物との関係では、連
続的にレーザ光を出射するレーザ発振器を用いることが
できる場合もある。

【０１００】又、本実施の形態では、走査ミラーとして
ガルバノミラーを用いたが、ポリゴンミラー、音響光学
素子、電気光学素子、ホログラムスキャナ等を用いても
同様な効果が得られるものである。

【０１０１】更に、本実施の形態では、加工用集光レン
ズとしてｆθレンズを用いたが、単レンズやフレネルレ
ンズを複数枚組み合わせた光学系を用いても、同様な効
果が得られるものである。

【０１０２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、反射光
強度から演算して得られる数値と所定の基準値との比較
に基づき、レーザ発振器から出射されるレーザ光を制御
することで、加工対象穴の状態の的確な検出を可能と
し、理想とする穴加工を行い、結果として近接する導電
層間の導通が確実に得られるような穴加工を行い得る。

【０１０３】そしてこの場合、反射光強度から演算して
得られる数値は、反射光強度の増加量や増加率であるこ
とが好適である。

【０１０４】また、入射光強度と反射光強度とから演算
して得られる数値と所定の基準値との比較に基づき、レ
ーザ発振器から出射されるレーザ光を制御することで
も、加工対象穴の状態の的確な検出を可能とし、理想と
する穴加工を行い、結果として近接する導電層間の導通
が確実に得られるような穴加工を行い得る。

【０１０５】そしてこの場合、入射光強度と反射光強度
とから演算して得られる数値は、反射光強度を入射光強
度によって正規化した正規化反射光強度の増加量や増加
率であることが好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１のレーザ加工装置の概略
図

【図２】同加工穴の状態の様子を示す模式図

【図３】本発明の実施の形態２のレーザ加工装置の概略
図

【符号の説明】

１ パルスレーザ発振器 ２ ベンドミラー ３ ビームスプリッタ ４ 第１の走査ミラー ５ 第２の走査ミラー ６ 加工用集光レンズ ７ 多層基板 ８ 第１の導電層 ９ 絶縁層 １０ 第２の導電層 １１ 加工穴 １２ 移動機構 １３ 反射光検出器 １４ アンプ １５ 演算処理装置 １６ 制御装置 １７ ビームスプリッタ １８ 入射光検出器 １９ アンプ

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−85976（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−79606（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−339616（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−361886（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−92482（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23K 26/00

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ光を出射するレーザ発振器と、前
   記レーザ光を加工対象物に伝搬する光学系と、前記加工
   対象物からの反射光の強度を検出する反射光検出器と、
   前記反射光を前記反射光検出器へ伝搬する光学系とを有
   し、前記反射光検出器が検出した反射光強度から以下の
   （数１）で示される演算式により求められる反射光強度
   の増加量と所定の基準値との比較に基づき前記レーザ発
   振器から出射されるレーザ光を制御するレーザ加工装
   置。 【数１】
2. 【請求項２】 レーザ光を出射するレーザ発振器と、前
   記レーザ光を加工対象物に伝搬する光学系と、前記加工
   対象物からの反射光の強度を検出する反射光検出器と、
   前記反射光を前記反射光検出器へ伝搬する光学系とを有
   し、前記反射光検出器が検出した反射光強度から以下の
   （数２）で示される演算式により求められる反射光強度
   の増加率と所定の基準値との比較に基づき前記レーザ発
   振器から出射されるレーザ光を制御するレーザ加工装
   置。 【数２】
3. 【請求項３】 レーザ光を出射するレーザ発振器と、前
   記レーザ光の光強度を検出する入射光検出器と、前記レ
   ーザ光を加工対象物に伝搬する光学系と、前記加工対象
   物からの反射光の強度を検出する反射光検出器と、前記
   反射光を前記反射光検出器へ伝搬する光学系とを有し、
   前記入射光強度検出器が検出した入射光強度により前記
   反射光検出器が検出した反射光強度を正規化した正規化
   反射光強度から、以下の（数３）で示される演算式によ
   り求められる正規化反射光強度の増加量と所定の基準値
   との比較に基づき前記レーザ発振器から出射されるレー
   ザ光を制御するレーザ加工装置。 【数３】
4. 【請求項４】 レーザ光を出射するレーザ発振器と、前
   記レーザ光の光強度を検出する入射光検出器と、前記レ
   ーザ光を加工対象物に伝搬する光学系と、前記加工対象
   物からの反射光の強度を検出する反射光検出器と、前記
   反射光を前記反射光検出器へ伝搬する光学系とを有し、
   前記入射光強度検出器が検出した入射光強度により前記
   反射光検出器が検出した反射光強度を正規化した正規化
   反射光強度から、以下の（数４）で示される演算式によ
   り求められる正規化反射光強度の増加率と所定の基準値
   との比較に基づき前記レーザ発振器から出射されるレー
   ザ光を制御するレーザ加工装置。 【数４】
5. 【請求項５】 レーザ発振器から出射したレーザ光を加
   工対象物に照射する照射工程と、前記加工対象物からの
   反射光の強度を検出する反射光検出工程と、前記反射光
   検出工程で検出された反射光の強度から演算して得られ
   る反射光強度の 増加量または反射光強度の増加率と所定
   の基準値との比較に基づき前記レーザ発振器から出射さ
   れるレーザ光を制御する制御工程とを有するレーザ加工
   方法。
6. 【請求項６】 レーザ発振器から出射したレーザ光を加
   工対象物に照射する照射工程と、前記レーザ光の強度を
   検出する入射光検出工程と、前記加工対象物からの反射
   光の強度を検出する反射光検出工程と、前記入射光検出
   工程で検出された入射光の強度及び前記反射光検出工程
   で検出された反射光の強度とから演算して得られる正規
   化反射光強度の増加量または正規化反射光強度の増加率
   と所定の基準値との比較に基づき前記レーザ発振器から
   出射されるレーザ光を制御する制御工程とを有するレー
   ザ加工方法。