KR20080091181A

KR20080091181A - 레이저 가공 장치 및 레이저 가공 방법

Info

Publication number: KR20080091181A
Application number: KR1020087018840A
Authority: KR
Inventors: 요시노리 나카가와; 미츠오 하라
Original assignee: 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
Priority date: 2006-12-22
Filing date: 2007-12-20
Publication date: 2008-10-09
Also published as: JP4737290B2; CN101489712A; EP1992443B1; KR100989255B1; US9421638B2; CN101489712B; WO2008084642A1; EP1992443A4; US20090173723A1; TWI404587B; EP1992443A1; TW200909117A; JPWO2008084642A1

Abstract

XY 테이블이 상하 이동가능한 복수의 분할 블록으로 구성되고, 적어도 1개의 분할 블록을 하강한 상태로 정지시켜, 이 분할 블록의 상방에 대응하는 영역의 피가공물에 레이저 빔을 조사하여 관통 구멍을 형성하는 레이저 가공 장치를 제공한다.

Description

레이저 가공 장치 및 레이저 가공 방법{LASER PROCESSING APPARATUS AND LASER PROCESSING METHOD USING THE SAME}

본 발명은 회로 기판 등의 피가공물에, 구멍을 뚫는 가공 등의 레이저 가공을 실행하는 레이저 가공 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

도 6은 종래의 레이저 가공 장치의 구성을 도시한 도면이다. 도 6에 있어서, 레이저 가공 장치는 기판(57) 등의 피가공물을 레이저 빔의 조사에 의해 미세 구멍을 형성한다. 종래의 레이저 가공 장치의 구성을 이하에 설명한다.

우선, 레이저 빔(52)이 레이저 발진기(51)로부터 출사되고, 반사경(53a)에서 방향 변환된 후, 반사경(53b, 53c)에 의해 X-Y 두 축의 갈바노 미러를 구비한 갈바노 미터(54, 55) 방향으로 인도된다. 그리고, 갈바노 미터(54, 55)의 동작에 의해 조사 방향을 바꾸어서 fθ렌즈(56)에 각각 입사되어 집속된 후, XY 테이블(58) 상에 위치결정된 기판(57)에 레이저 빔(52)이 조사된다.

기판(57)으로 레이저 빔(52)을 조사할 때에, 기판(57) 상의 소정 범위의 가공 구역(area)(A)을 X-Y 방향으로 주사하면서 조사한다. 가공 구역(A)의 조사가 종료한 시점에서, XY 테이블(58)을 X 또는 Y 방향 혹은 X 및 Y 방향으로 이동시켜서 다음 가공 구역에 도달한 후, 두 번째 기판(57)을 레이저 가공한다.

마찬가지로 해서 순차적으로 가공 구역의 기판(57)을 가공한다.

또, 이 출원의 발명에 관련하는 선행 기술 문헌 정보로서는, 예컨대 특허문헌 1, 특허문헌 2가 알려져 있다.

여기에서, 상기 레이저 가공 장치를 이용한 레이저 가공 방법에 있어서, 관통 구멍을 가공할 경우는 XY 테이블(58)과 기판(57)의 사이에 공간이 필요하게 된다. 한편, 비관통 구멍을 가공할 경우는 XY 테이블(58)과 기판(57)의 사이에는 공간은 필요하지 않다.

종래의 가공에 있어서는 XY 테이블 상에 지그 등을 설치해서 관통 구멍을 가공하고, 비관통 구멍의 가공은 XY 테이블 상에 기판을 탑재해서 가공을 실행하고 있었다.

즉, 프리프레그(prepreg)로 지칭되는 직포 또는 부직포에 수지를 함침시켜 반경화 상태로 한 얇은 시트(이하 프리프레그 시트)나 표층에 동박(도체 회로를 포함함)을 구비한 얇은 시트에 관통 구멍을 형성할 경우는, 이것들의 얇은 시트에 텐션(tension)을 주면서 중공으로 보지(保持)하기 위해서 시트 단부를 인장시키는 지그를 XY 테이블에 마련해서 구멍 가공을 실행하고 있었다.

특히, 프리프레그 시트에 관통 구멍을 마련할 경우, 프리프레그 시트를 XY 테이블 상에 직접 위치결정 탑재한 후에 레이저 가공을 실행하면, 레이저 가공 시의 열에 의해 프리프레그 시트 중의 반경화 상태의 수지가 XY 테이블에 용착하고, 원하는 관통 구멍을 형성할 수 없으므로, 상기의 시트 단부를 인장시키는 지그가 필요했다.

그러나, 시트 단부를 인장시키는 지그에 의해 프리프레그 시트에 텐션을 주면서 중공으로 유지하면, 수지가 반경화 상태로 또한 얇은 프리프레그 시트에 있어서는 레이저 가공 시에 있어서 치수가 변화되어 버릴 우려가 있다. 특히, 레이저 가공 구멍에 도전성 페스트가 충전된 프리프레그 시트를 층간 접속 수단으로서 이용하는 다층 프린트 배선판에 있어서는, 프리프레그 시트의 치수 변화나 불규칙에 의해 층간 도통 구멍의 위치 어긋남이 발생하여, 전기적 접속의 신뢰성을 저하시킬 우려도 있다.

한편, 표층에 비관통의 도통 구멍을 구비한, 이른바 빌드업 다층 프린트 배선판을 제조하는 과정에 있어서, 표층으로의 비관통 구멍의 형성은 시트 형상의 기판을 XY 테이블 상에 위치결정 탑재하여 하면으로부터 기판을 흡착함으로써 고정해서 가공할 필요가 있다. 빌드업 다층 프린트 배선판에 있어서의 시트 형상의 기판은 보통 4층∼10층의 다층구조를 가져, 시트 단부를 인장시키는 지그를 이용하여 중공으로 유지하면 자중에 의한 휘어짐이 발생하여, 표층의 비관통 구멍을 고정밀도로 형성할 수 없기 때문이다.

따라서, 시트 형상의 기판에 비관통 구멍과 관통 구멍 중 어느 쪽도 형성하고 싶을 경우, 관통 구멍을 형성할 때는 시트 단부를 인장시키는 지그를 이용하여 중공으로 유지하면서 레이저 가공을 실행하고, 비관통 구멍을 형성할 때는 상기 시트 형상의 기판을 XY 테이블 상에 탑재해서 레이저 가공을 실행하는 방법으로 대처 하고 있었다.

그러나, 상기의 종래의 방법에 있어서는, 1개의 시트 형상의 기판의 구멍 가공에 대하여 레이저 가공 장치로의 세팅을 두 번 실행하게 되고, 그것이 가공 구멍의 위치 정밀도를 저하시키는 요인이 되는 동시에, 프린트 배선판의 생산성도 현저하게 저하시키는 것이었다.

[특허문헌 1] 일본 특허 공개 공보 제 1999-254166 호

[특허문헌 2] 일본 특허 공개 공보 제 2000-233291 호

도 1은 본 발명의 실시형태에 있어서의 레이저 가공 장치의 구성을 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명의 실시형태에 있어서의 레이저 가공 장치의 XY 테이블의 개략도이다.

도 3은 본 발명의 실시형태에 있어서의 레이저 가공 장치의 구성의 요부를 도시한 도면이다.

도 4는 본 발명의 실시형태에 있어서의 레이저 가공 방법을 도시한 개략도이다.

도 5는 본 발명의 실시형태에 있어서의 레이저 가공 장치의 구성과 레이저 가공 방법을 도시한 개략도이다.

도 6은 종래의 레이저 가공 장치의 구성을 도시한 도면이다.

부호의 설명

1 : 레이저 발진기 2 : 레이저 빔

3 : 반사경 4, 5 : 갈바노 미터

6 : fθ렌즈 7 : 기판

8a, 8b : XY 테이블 9, 9a, 9b, 9c : 분할 블록

10 : 간극 R : 갈바노 가공 구역

P : 가공 구역

본 발명의 레이저 가공 장치는, 프리프레그 시트나 시트 형상의 기판에 관통 구멍이나 비관통 구멍을 형성할 때에, 레이저 가공 장치의 XY 테이블 상에 시트 단부를 인장시키는 지그를 사용하는 일없이, 관통 구멍 및 비관통 구멍에 대하여도 레이저 가공을 실행한다.

본 발명의 레이저 가공 장치는, 적어도 레이저 발진기와 반사경과 갈바노 미러와 렌즈와 피가공물을 탑재하기 위한 XY 테이블을 구비하고, 상기 XY 테이블은 상하 이동가능한 복수의 분할 블록으로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 이 레이저 가공 장치를 이용한 본 발명의 레이저 가공 방법은, 상하 이동가능한 복수의 분할 블록 중 적어도 한 개의 분할 블록을 하강 정지 상태로 하고, 상기 분할 블록의 상방에 대응하는 영역의 피가공물에 레이저 빔을 조사해서 관통 구멍을 형성하는 것이며, 또는 상하 이동가능한 복수의 분할 블록 중 적어도 한 개의 분할 블록을 상승 정지 상태로 하고, 상기 분할 블록 상에 대응하는 영역의 피가공물에 레이저 빔을 조사해서 비관통 구멍을 형성하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 있어서의 레이저 가공 장치 및 레이저 가공 방법에 의하면, 프리프레그 시트 등의 얇은 기판 재료를 레이저 가공할 경우에 있어서도, 텐션을 걸 필요가 없고, 기판의 치수를 안정하게 유지하면서 레이저 가공을 실행할 수 있다.

또한, 기판의 구멍 가공에 대하여 레이저 가공 장치로의 한 번의 세팅만으로, 관통 구멍, 비관통 구멍의 레이저 가공을 실행할 수 있고, 위치결정에 의한 어긋남을 해소하여, 레이저 가공 위치의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

특히, 내층에 회로를 갖는 다층의 기판을 가공할 경우, 기판의 자중에 의한 휘어짐를 해소할 수 있으므로, 관통 구멍 및 비관통 구멍을 함께 형성하는 것이 가능하고, 특히 비관통 구멍의 형상, 정밀도를 향상시킬 수 있다.

본 발명의 레이저 가공 장치를 구성하는 분할 블록은, 복수의 흡착 구멍을 구비하고 있다. 이로써, 분할 블록이 독립하여 기판을 흡착, 해제하는 것이 가능하고, 또한 흡착 구멍은 흡기, 흡기 해제, 배기, 배기 해제의 동작을 구비한 흡배기 수단에 연결되어 있는 것에 의해, 각각의 분할 블록이 독립하여 상하 이동하면서도 기판은 흡착하여 유지할 수 있다.

또한, 흡착 구멍에 연결된 흡배기 장치는, 분할 블록이 상승해서 정지한 상태일 때 흡기 또는 흡기 해제를 실행하는 동작과, 분할 블록이 하강해서 정지한 상태일 때 배기 및 배기 해제를 실행하는 동작을 구비하고 있다. 이로써, 상승해서 정지한 상태에 있는 분할 블록이 하강할 때에, 흡착해 보지(保持)된 기판의 흡착을 해제하고, 원활하게 분할 블록을 하강시킬 수 있다. 또한, 하강해서 정지한 상태인 분할 블록에 있어서는, 흡착 구멍이 배기를 실행하는 것에 의해 흡기 구멍을 배압상태로 함으로써 레이저 가공시에 발생하는 흡착 구멍으로의 분진에 의한 구멍의 막힘을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 레이저 가공 장치는, 레이저 발진기는 레이저 빔을 출사하고, 반사경, 갈바노 미러 렌즈를 거쳐서 XY 테이블 상으로 레이저 빔을 조사하는 동작을 구비하고, 갈바노 미터의 동작에 의해 피가공물을 레이저 가공하는 영역인 갈바노 가공 구역을 갖고, 이 갈바노 가공 구역에 대응하는 분할 블록은 하강해서 정지한 상태이며, 이 갈바노 가공 구역에 대응하지 않는 분할 블록은 상승해서 정지한 상태가 되는 동작을 구비한다. 이로써, 위치결정된 기판의 위치 및 상태를 유지하고, 치수를 안정하게 유지하면서 레이저 가공에 의해 관통 구멍을 형성할 수 있다.

또한, 갈바노 가공 구역은 XY 테이블의 수평방향의 동작에 의해 이동하는 것이고, XY 테이블의 일 방향만의 이동에 의한 갈바노 가공 구역이 1열 또는 1행의 복수로 이루어지는 가공 구역의 영역은, 1개의 분할 블록으로 동등한 영역에 설정되어 있는 것이 바람직하다. 이로써, 분할 블록이 상승 하강 및 흡착 구멍의 흡기, 흡기 해제, 배기, 배기 해제의 동작 회수를 적게 할 수 있고, 생산성을 향상시키는 동시에, 동작에 의한 가공 정밀도의 영향을 최소한으로 줄일 수 있다.

또한, 분할 블록은 직사각형이며, 갈바노 가공 구역이 1열 또는 1행의 복수로 이루어지는 가공 구역의 영역의 길이방향의 길이는, 이 분할 블록의 길이방향의 길이보다 짧도록 설정되어 있는 것이 바람직하다. 이로써, 한 개의 분할 블록의 영역 내에 갈바노 가공 구역이 1열 또는 1행의 복수로 이루어지는 가공 구역의 영역을 설정하는 것이 가능하고, 생산성을 향상시키는 동시에, 동작에 의한 가공 정밀도의 영향을 최소한으로 줄일 수 있다.

또한, 서로 인접하는 분할 블록은, 어느 하나의 분할 블록이 하강했을 때에 인접하는 분할 블록과의 사이에 간극을 이루고, 이 간극은 피가공물로부터 생기는 가공 분진을 집진하기 위한 집진용의 간극인 것이 바람직하다. 이로써, 하강하는 분할 블록 부분, 즉 갈바노 가공 구역의 영역만의 집진이 가능하게 되어 집진 효율을 높일 수 있으며, 상기 영역에 있어서의 집진의 개시와 정지를 분할 블록의 하강, 상승과 동시에 실행할 수 있고, 또한 장치기구를 간소화할 수 있다.

또한, 본 발명의 레이저 가공 장치에 있어서의 XY 테이블은, 탑재되는 피가공물을 흡착해 유지하기 위한 흡기 구멍과 흡기 장치를 XY 테이블의 4변 단부에 구비하는 것이 바람직하다. 이로써, 위치결정된 기판 등의 피가공물을 흡착 유지하는 것이 가능하고, XY 테이블의 수평 평방으로의 이동이나 분할 블록의 상하 이동에 있어서도 안정해서 피가공물을 유지할 수 있다.

이상의 구성을 구비하는 것에 의해, 본 발명은 얇은 시트 형상의 피가공물을 레이저 가공할 경우에 있어서도, 피가공물에 하등의 텐션을 걸 필요도 없고, 치수를 안정하게 유지하면서 레이저 가공을 실행할 수 있다.

또한, 피가공물을 레이저 가공 장치에 한 번의 세팅만으로, 관통 구멍, 비관통 구멍의 레이저 가공을 실행할 수 있고, 위치결정에 의한 어긋남을 해소하고, 레저가공 위치의 정밀도를 향상시킬 수 있는 동시에 생산성을 현저하게 향상시킬 수 있다.

(실시형태)

도 1은 본 발명의 실시형태에 있어서의 레이저 가공 장치의 구성을 도시한 도면이다. 도 2는 본 발명의 실시형태에 있어서의 레이저 가공 장치의 XY 테이블의 개략도이다. 도 1, 도 2에 있어서, 본 발명의 레이저 가공 장치는 레이저 발진기(1), 반사경(3), X-Y 두 축의 갈바노 미러를 구비한 갈바노 미터(4, 5), fθ렌즈(6) 등을 구비한다. 그 동작 및 레이저 발진기(1)로부터 출사되는 레이저 빔(2)의 피가공물인 기판(7)으로 조사하는 경로 등의 광학계의 구성은 종래와 거의 같으므로, 여기에서는 상세한 설명은 생략한다. 또한, 본 실시형태에 있어서는 설명 및 도면을 간소화하기 위해서 광학계의 구성을 한 개로 하고 있지만, 레이저 발진기(1)와 반사경(3)의 사이에 분기 수단을 마련하고, 두 개의 광학계를 갖는 이른바 2축의 레이저 가공 장치로 하는 것도 가능하다.

피가공물을 탑재하는 XY 테이블(8a)은 복수의 분할 블록(9)이 집합해서 전체의 가공 구역을 구성한다. 전체의 가공 구역 중 갈바노 가공 구역(R)의 1열 또는 1행 단위에 상당하는 부분을 한 개의 가공 구역(P)으로 해서 거기에 대응하는 분할 블록(9)의 복수의 집합체로서 XY 테이블(8a)의 대부분의 영역을 구성한다. 그리 고, 각각의 분할 블록(9)은 각각이 독립하여 상하 이동하는 기능을 갖는다.

본 발명의 레이저 가공 장치는, 후술하는 바과 같이, 갈바노 가공 구역(R)에 대응하는 분할 블록을 하강 정지 상태로 하고 갈바노 가공 구역(R)에 대응하지 않는 분할 블록은 상승 정지상태로 하는 동작을 구비하고 있다. 또, 상승 정지 상태가 된 분할 블록을 갈바노 가공 구역(R)으로 하는 것도 가능하다.

또한, XY 테이블(8a)은, 탑재되는 기판(7)을 XY 테이블(8a)의 4변 단부에 의해 흡착해 보지하기 위한 흡기 구멍과 흡기 장치(도시하지 않음)를 구비하고 있다. 이로써, 위치결정된 기판 등의 피가공물을 흡착 보지하는 것이 가능하고, XY 테이블(8a)의 수평방향으로의 이동이나 분할 블록(9)의 상하 이동에 있어서도 안정해서 피가공물을 보지할 수 있다.

여기서 갈바노 가공 구역(R)은, 레이저 발진기(1)로부터 출사된 레이저 빔(2)이 광학계를 거쳐서 XY 테이블(8a)상에 조사될 때에, 갈바노 미터(4, 5)의 동작에 의해 형성되는 영역조사이고, 도 1의 정방형의 R의 구역에 상당한다.

갈바노 가공 구역(R)은, XY 테이블(8a, 8b)의 X방향 또는 Y방향으로의 수평동작에 의해 이동한다. 본 실시형태에서는, XY 테이블(8a)의 일 방향(X방향)만, 즉 분할 블록(9)을 따라 이동한 후, 옆의 분할 블록으로 이동(Y방향)하는 사례를 도시한다.

또한, 분할 블록(9)은 직사각형이고, 분할 블록(9)의 길이방향의 길이와 비교하여, 갈바노 가공 구역(R)이 1열 또는 1행의 복수로 이루어지는 가공 구역의 길이방향의 길이가 짧도록 설정하는 것이 바람직하다. 이로써, 한 개의 분할 블 록(9)의 영역 내에 갈바노 가공 구역(R)이 1열 또는 1행의 복수로 이루어지는 가공 구역(P)의 영역을 설정하는 것이 가능하고, XY 테이블(8a, 8b)의 동작을 간소화하여, 생산성을 향상시키는 동시에 동작에 의한 가공 정밀도의 악화를 최소한으로 줄일 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시형태에 있어서의 레이저 가공 장치의 구성의 요부를 도시한 도면이다. 도 3에 있어서, 분할 블록(9a, 9b, 9c)은 기판을 흡착하기 위한 흡기 구멍(11)을 갖고, 각각의 분할 블록이 독립하여 흡기, 흡기 해제 및 배기의 수단과 기능을 갖추고 있다. 구체적으로는, 각 분할 블록(9a, 9b, 9c)의 흡기 구멍(11)이 흡기, 흡기 해제, 배기, 배기 해제의 동작을 구비한 흡배기 장치에 가요성 튜브 등을 거쳐서 연결되어, 흡배기 장치는 분할 블록(9a, 9b, 9c)의 상하 이동의 동작의 타이밍에 따라 제어 회로에서 제어되고 있다.

상기의 구성을 구비하는 것에 의해, 분할 블록(9b)과 같이 하강한 상태는 소량의 배기에 의해 흡기 구멍(11)을 배압 상태로 함으로써, 흡착 구멍(11)으로의 분진에 의한 구멍 막힘을 방지할 수 있다.

또한, 복수의 분할 블록(9)의 집합체로 구성되는 XY 테이블(8a)은, 한 개의 분할 블록(9b)이 하강한 상태일 때, 인접하는 분할 블록(9a, 9c)과의 사이에 생기는 집진용의 간극(10)으로부터 가공시에 발생하는 분진을 집진할 수 있다. 집진된 분진은, 집진구(12)(도 2에 도시)를 거쳐서 외부에 설치한 집진 장치에 보내진다.

상기의 구조에 의해, 하강하는 분할 블록(9b)의 부분, 즉 갈바노 가공 구역(R)[또는 가공 구역(P)]의 영역만의 집진이 가능하게 되고, 집진 효율을 높일 수 있다. 또한, 이 영역에 있어서의 집진의 개시와 정지를 분할 블록(9)의 하강, 상승과 동시에 실행할 수 있기 때문에 장치 기구를 간소화할 수 있다.

또, 인접하는 분할 블록(9) 사이의 집진용의 간극의 구조는 상기의 사례 이외에, 각 분할 블록(9)이 벽면을 구비하고, 그 벽면에 복수의 구멍을 마련하는 것에 의해 집진용의 간극으로 하는 것도 가능하다.

다음에, 본 발명의 레이저 가공 장치를 이용한 레이저 가공 방법에 대해서 이하에 설명한다.

기판(7)은, 유리 섬유의 직포에 에폭시 수지를 함침시켜 반경화 상태(B 스테이지 상태)의 통칭 프리프레그라 불리는 두께가 약 O.1mm의 시트이다. 그리고, 기판(7)은 XY 테이블(8a) 상에 위치결정해서 탑재되고, XY 테이블(8a)의 4변으로부터 흡착되어, 그 위치가 보지되어 있다. 레이저 가공 장치의 레이저 발진기(1)로부터 출사된 레이저 빔(2)은 반사경(3), 갈바노 미터(4, 5) 등의 광학계의 조사 경로를 거쳐서 기판(7)으로 조사된다.

도 4는 본 발명의 실시형태에 있어서의 레이저 가공 방법을 도시한 개략도이다. 도 4에 있어서, 레이저 빔(2)은, XY 테이블(8a)이 X방향으로 움직이는 것에 의해 갈바노 가공 구역(R1a∼R1f)의 순서로 레이저 가공한다. 갈바노 가공 구역(R1f)이 종료하면, XY 테이블(8b)이 Y방향으로 움직이는 것에 의해 옆의 갈바노 가공 구역(R2f)으로 이동하고, 갈바노 가공 구역(R2f∼R2a)의 순서로 레이저 가공해 간다. 이후의 가공 구역으로의 이동도 마찬가지로 실행하고, 기판(7) 전체를 레이저 가공해 간다.

본 발명의 레이저 가공 장치의 XY 테이블(8a)의 복수의 분할 블록(9)에 있어서의 한 개의 분할 블록(9)이 차지하는 영역은, 상기의 갈바노 가공 구역의 1열 또는 1행에 상당한다. 즉, 갈바노 가공 구역(R1a∼R1f) 또는 갈바노 가공 구역(R2f∼R2a)은, 각각 분할 블록(9a), 분할 블록(9b) 상에 위치하는 기판(7)의 구역과 거의 동등하게 된다. 도 5는 본 발명의 실시형태에 있어서의 레이저 가공 장치의 구성과 레이저 가공 방법을 도시한 개략도이다. 도 5에 있어서, 도 4에 도시하는 갈바노 가공 구역(R2f∼R2a)의 영역에 있어서 레이저 가공이 행하여지는 것으로 한다.

이 가공 구역에 있어서의 레이저 가공시 분할 블록(9b)은 하강한 상태이고, 분할 블록(9b)에 마련되어 있는 흡착 구멍(11)은 소량의 배기가 행하여지고 있다. 한편, 분할 블록(9b)에 인접하는 분할 블록(9a, 9c)은 상승한 상태이며, 그것들의 흡착 구멍(11)의 흡기에 의해 기판(7)이 흡착 유지되어 있다.

또, 분할 블록(9b)에 인접하는 분할 블록(9a)은 도 4에 도시하는 갈바노 가공 구역(R1a∼R1f)에 대응하는 분할 블록이고, 분할 블록(9a)의 상태는 레이저 가공이 종료한 후에 상승해서 정지한 상태를 도시한 것이다. 분할 블록(9a)이 하강하고 있었던 상태에 있어서는, 분할 블록(9a) 상의 흡착 구멍(11)이 소량의 배기를 실행하고 있고, 분할 블록(9a)은 상승해서 정지한 시점에서 분할 블록(9a)상의 흡착 구멍(11)은 흡기를 개시하고, 기판(7)을 흡착 보지한다.

레이저 빔(2)은 하강하고 있는 분할 블록(9b)에 대응하는 영역[갈바노 가공 구역(R2f∼R2a)]을 레이저 가공한다. 가공시에 발생하는 분진은 인접하는 분할 블 록(9a, 9c)의 사이에 생기는 간극(10)으로부터 흡인되어, 집진구(12)를 거쳐서 외부에 설치한 집진 장치로 보내진다. 갈바노 가공 구역(R2f)의 레이저 가공을 종료한 시점에서, 갈바노 가공 구역(R2e)으로 이동한다. 분할 블록(9b)에 따른 영역의 갈바노 가공 구역 내의 가공을 순서대로 실행하고, 갈바노 가공 구역(R2a)의 레이저 가공을 종료한 시점에서, 옆의 분할 블록(9c)상의 갈바노 가공 구역(R3a)으로 이동한다.

이때, 분할 블록(9b)은 상승하는 동시에, 흡착 구멍(11)으로부터의 배기를 정지한다. 그리고, 분할 블록(9b)의 상승이 정지해 기판(7)에 접한 시점에서 흡착 구멍(11)은 흡기를 실행하고 기판(7)을 흡착 보지한다. 이 시점에서, 분할 블록(9c)의 흡착 구멍(11)은 흡기를 해제하고, 소량의 배기로 전환됨과 동시에 분할 블록(9c)은 하강한다.

하강한 분할 블록(9c)의 상방의 기판(7)의 갈바노 가공 구역(R3a∼R3f)도 상기와 동등하게 레이저 가공하여 간다.

이후의 가공도 동일하게, 갈바노 가공 구역이 이동할 때마다 분할 블록(9)의 상하 이동과 흡착 구멍의 흡기, 흡기 해제, 배기, 배기 해제를 되풀이하면서 가공 최단의 갈바노 가공 구역까지 레이저 가공을 행하여 간다.

이상과 같이, 본 발명에 있어서의 레이저 가공 장치를 이용하여 얇은 프리프레그 시트를 레이저 가공할 경우, 종래와 같이 프리프레그 시트에 텐션을 걸 필요가 없고, 치수를 안정하게 유지하면서 레이저 가공을 실행할 수 있다.

특히, 표층에 비관통의 도통 구멍 및 표리(表裏)를 도통하는 관통 구멍의 어 느 것이나 구비하고 있는 다층 프린트 배선판의 구조에 있어서, 본 발명의 레이저 가공 장치를 이용하여 실행하면 유효하다. 그 프로세스를 이하에 설명한다.

우선, 레이저 가공 장치의 XY 테이블(8a)의 모든 분할 블록이 상승하고 있는 상태에서, 피가공물의 기판(7)을 XY 테이블(8a) 상에 위치결정해서 설치하고, 모든 분할 블록에 구비한 흡착 구멍(11)에서 기판을 흡착한다. 또, 피가공물로서의 기판(7)은, 내층회로를 갖는 다층의 기판으로 한다. 또한, 표층에 동박을 구비한 다층의 동장(銅張) 적층판의 경우는, 관통 혹은 비관통의 구멍을 레이저 가공하는 부분의 동박은, 레이저 가공 장치에 세팅하는 전 공정에 있어서 미리 에칭 등으로 제거해 두는 것이 바람직하다.

다음에, 레이저 가공 조건을 비관통 구멍의 형성에 알맞은 조건으로 설정하고, 기판(7)의 전 영역의 비관통 구멍을 형성한다.

그 다음에, 레이저 가공 조건을 관통 구멍의 형성에 알맞은 조건으로 설정하고, 관통 구멍이 위치하는 분할 블록(9)을 하강시켜서 레이저 가공을 실행한다. 어떤 특정한 갈바노 가공 구역(R)에 있어서의 레이저 가공시에 분할 블록(9) 및 그것에 인접하는 분할 블록 및 그것들의 흡착 구멍(11)의 동작은, 상기의 도 3 내지 도 5에 설명한 것과 같은 방법으로 실행하고, 기판(7)의 전 영역의 필요한 개소에 관통 구멍을 형성한다.

이와 같이, 본 발명의 레이저 가공기를 이용하여 레이저 가공을 실행할 경우는, 한 번의 위치결정 설치의 상태를 유지한 채, 비관통 구멍, 관통 구멍을 함께 형성할 수 있다.

이로써, 종래의 레이저 가공 장치에 의한 레이저 가공에 있어서의 두 번의 위치결정에 의한 어긋남을 해소하여, 레이저 가공 위치의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 기판의 자중에 의한 휘어짐을 해소할 수 있기 때문에, 특히 비관통 구멍의 형상, 정밀도를 향상시킬 수 있다.

이상과 같이, 본 발명의 레이저 가공 장치는 얇은 시트 형상의 피가공물의 치수를 안정하게 유지하면서 레이저 가공을 실행할 수 있다. 또한, 피가공물을 레이저 가공 장치로의 한 번의 세팅만으로, 관통 구멍, 비관통 구멍의 레이저 가공을 실행할 수 있기 때문에, 위치결정에 의한 어긋남을 해소하고, 레이저 가공 위치의 정밀도를 향상시킨다. 따라서, 생산성이 현저하게 향상하고, 산업상의 이용가능성은 매우 크다.

Claims

레이저 가공 장치에 있어서,

레이저 발진기와,

반사경과,

갈바노 미러와,

렌즈와 피가공물을 탑재하기 위한 XY 테이블을 구비하고,

상기 XY 테이블은 상하 이동가능한 복수의 분할 블록으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는

레이저 가공 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 분할 블록은 복수의 흡착 구멍을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는

레이저 가공 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 흡착 구멍은 흡기, 흡기 해제, 배기, 배기 해제의 동작을 구비한 흡배기 장치에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는

레이저 가공 장치.
제 3 항에 있어서,

상기 흡배기 장치는, 상기 분할 블록이 상승 정지 상태일 때 흡기 또는 흡기 해제를 실행하고, 상기 분할 블록이 하강 정지 상태일 때 배기 및 배기 해제를 실행하는 것을 특징으로 하는

레이저 가공 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 레이저 발진기는 레이저 빔을 출사하고, 상기 반사경, 상기 갈바노 미러 렌즈를 거쳐서 상기 XY 테이블 상으로 상기 레이저 빔을 조사하고,

상기 갈바노 미러의 동작에 의해 피가공물을 레이저 가공하는 영역인 갈바노 가공 구역을 갖고,

상기 갈바노 가공 구역에 대응하는 분할 블록은 하강한 상태에서 정지하고,

상기 갈바노 가공 구역에 대응하지 않는 분할 블록은 상승한 상태에서 정지 하는 것을 특징으로 하는

레이저 가공 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 레이저 발진기는 레이저 빔을 출사하고, 상기 반사경, 상기 갈바노 미러 렌즈를 거쳐서 상기 XY 테이블 상으로 상기 레이저 빔을 조사하고,

상기 갈바노 미터의 동작에 의해 피가공물을 레이저 가공하는 영역인 갈바노 가공 구역을 갖고,

상기 갈바노 가공 구역은 상기 XY 테이블의 수평방향의 동작에 의해 이동하며,

상기 XY 테이블의 일 방향만의 이동에 의한 상기 갈바노 가공 구역이 1열 또는 1행의 복수로 이루어지는 가공 구역의 영역은 1개의 분할 블록과 동등한 영역으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는

레이저 가공 장치.
제 6 항에 있어서,

상기 분할 블록은 직사각형이며,

상기 가공 구역의 영역의 길이방향의 길이는 상기 분할 블록의 길이방향의 길이보다 짧게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는

레이저 가공 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 분할 블록은 서로 인접하여, 상기 분할 블록 중 어느 하나가 하강했을 때에 인접하는 분할 블록과의 사이에 마련된 간극이 생기고,

상기 간극은 피가공물로부터 생기는 가공 분진을 집진하기 위한 집진용의 간극인 것을 특징으로 하는

레이저 가공 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 XY 테이블은 탑재되는 피가공물을 흡착하여 보지(保持)하기 위한 흡기 구멍과 흡기 장치를 상기 XY 테이블의 4변 단부에 구비하고 있는 것을 특징으로 하는

레이저 가공 장치.
레이저 가공 방법에 있어서,

제 1 항에 기재된 레이저 가공 장치의 XY 테이블에 피가공물을 탑재하는 단계와,

상하 이동가능한 복수의 분할 블록 중 적어도 1개의 분할 블록을 하강시킨 상태로 정지시키는 단계와,

상기 분할 블록의 상방에 대응하는 영역의 피가공물에 레이저 빔을 조사해서 관통 구멍을 형성하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는

레이저 가공 방법.
레이저 가공 방법에 있어서,

제 1 항에 기재된 레이저 가공 장치의 XY 테이블에 피가공물을 탑재하는 단계와,

상하 이동가능한 복수의 분할 블록 중 적어도 1개의 분할 블록을 상승시킨 상태에서 정지시키는 단계와,

상기 분할 블록 위에 대응하는 영역의 피가공물에 레이저 빔을 조사해서 비관통 구멍을 형성하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는

레이저 가공 방법.