激光加工装置及激光加工方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种激光加工装置及激光加工方法，该激光加工装置能够减轻远心误差的影响并形成所希望的形状的孔。本发明专利技术的激光加工装置的光束扫描器扫描从激光光源射出的脉冲激光束。在载物台与光束扫描器之间的激光束的路径上配置有远心fθ透镜。聚焦面移动机构使远心fθ透镜的聚焦面的高度相对于由载物台保持的加工对象物的表面变化。控制装置控制光束扫描器及激光光源，使多条激光脉冲分别入射到在加工对象物的表面上划定的多个加工点。进而，在入射于各加工点的激光脉冲的最初发射至最后发射期间，至少控制1次聚焦面移动机构来改变聚焦面的高度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种通过远心f Θ透镜使由光束扫描器扫描的激光束入射于加工对象物来进行加工的。
技术介绍
印制基板的开孔加工中使用组合了电流扫描仪和远心f Θ透镜的激光钻孔。激光束垂直入射到可扫描范围内的任意位置，因此能够在扫描范围的中心与周边形成形状偏差较少的孔。专利文献1:日本特开2000-301374号公报若使用远心f0透镜，则最好是激光束垂直入射到可扫描范围内的任何位置。然而，在可扫描范围的周边部附近产生远心误差，从而存在激光束的入射角从90°稍微偏离的情况。当所形成的孔较浅时，即使激光束的入射角从90°稍微偏离问题，也不会明显化。若所形成的孔变深，则有时因激光束的入射角的偏离的影响，所形成的孔的中心轴相对于基板表面倾斜。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够减轻远心误差的影响并形成所希望的形状的孔的。依据本专利技术的一观点，提供一种激光加工装置，其中，该激光加工装置具有:载物台，其 保持加工对象物；激光光源，其射出脉冲激光束；光束扫描器，其扫描从所述激光光源射出的脉冲激光束；远心f Θ透镜，其配置于所述载物台与所述光束扫描器之间的激光束的路径上；聚焦面移动机构，其使所述远心f Θ透镜的聚焦面的高度相对于由所述载物台保持的所述加工对象物的表面变化；及控制装置，其对所述激光光源、所述光束扫描器及所述聚焦面移动机构进行控制，所述控制装置控制所述光束扫描器及所述激光光源，使多条激光脉冲分别入射到在所述加工对象物的表面上划定的多个加工点，按入射到各所述加工点的激光脉冲的每次发射，控制所述聚焦面移动机构，改变所述聚焦面的高度。依据本专利技术的另一观点，提供一种激光加工方法，其中，该激光加工方法具有如下工序:经由光束扫描器及远心f Θ透镜使脉冲激光束入射到加工对象物的加工点而形成凹部的工序；在形成所述凹部之后，使所述远心f Θ透镜的聚焦面下降的工序；及在使所述聚焦面下降之后，经由所述光束扫描器及所述远心fe透镜，使激光脉冲入射到所述凹部而加深所述凹部的工序。专利技术效果通过针对激光脉冲的每次发射都调节聚焦面的高度，即便在产生远心误差时，也能够形成相对于加工对象物的表面大致垂直的孔。附图说明图1是基于实施例1的激光加工装置的概要图。图2A是加工对象物的俯视图，图2B是加工对象物的剖视图。图3是基于实施例1的激光加工方法的流程图。图4A是通过基于实施例1的方法加工的加工对象物的剖视图，图4B是通过基于实施例1的激光加工方法形成的孔的剖视图。图5是通过基于比较例的激光加工方法形成的孔的剖视图。图6是基于实施例2的激光加工方法的流程图。图7是通过基于实施例3的激光加工方法形成的孔的剖视图。图中:10_基座，11-载物台移动机构，12-载物台，13-加工对象物，14-扫描区，20-激光光源，21-光束扩展器，22-掩模，23-透镜，24-折射镜，25-光束扫描器，26-f Θ透镜，27-聚焦面移动机构，30-控制装置，40-基板，41-内层的铜图案，42-树脂膜，43-表层的铜膜，45-加工点，46-孔，47-掩模位置的光束截面形状的图像。具体实施例方式图1示出基于实施例1的激光加工装置的概要图。在基座10上经载物台移动机构11支承有载物台12。在载物台12的保持面上保持有印制基板等加工对象物13。通常，以载物台12的保持面与加工对象物13的表面水平的方式确定基座10的姿势。如下定义xyz直角坐标系:即将平行于载物台12的保持面且相互正交的2方向设为X方向及y方向，将保持面的法线方向设为z方向。载物台移动机构11使载物台12及加工对象物13在X方向及I方向上移动。激光光源20射出脉冲激光束。作为激光光源20使用例如二氧化碳激光器、YAG激光器、准分子激光器等。从激光光源20射出的脉冲激光束经由光束扩展器21、掩模22、透镜23、折射镜24、光束扫描器25及f Θ透镜26入射于加工对象物13。光束扩展器21放大激光束的光束截面。掩模22对激光束的光束截面形状进行整形。透镜23对透过掩模22的激光束进行校准。折射镜24使激光束的行进方向朝向下方。光束扫描器25以使激光束的入射点在加工对象物13的表面上在X方向及y方向上移动的方式扫描激光束。光束扫描器25上使用例如一对电流扫描仪。f Θ透镜26配置于光束扫描器25与载物台12之间的激光束的路径上。f0透镜26使掩模22的位置的光束截面形状成像于加工对象物13的表面。光束扫描器25及f Θ透镜26构成像方远心光学系统。S卩，由光束扫描器25扫描的激光束的主光线垂直入射于加工对象物13。 聚焦面移动机构27使f Θ透镜26相对于载物台12升降(在z方向上移动)。若使 .θ透镜26在ζ方向上移动，则聚焦面的高度以加工对象物13的表面为基准变化。其中，聚焦面是指掩模22的位置的光束截面形状所成像的面。控制装置30对激光光源20、光束扫描器25、聚焦面移动机构27及载物台移动机构11进行控制。图2Α示出加工对象物13的俯视图。加工对象物13的表面被划分为多个扫描区14。I个扫描区14具有与能够由光束扫描器25扫描的范围(以下称为“可扫描范围”)相同或者内含于可扫描范围的大小及形状。在加工对象物13的表面预先确定有待形成孔的多个加工点45的坐标。加工点45的坐标记录于控制装置30。而且，在控制装置30存储入射到I个加工点45的激光脉冲的发射数、及与每次发射相对应的激光脉冲的脉冲能量有关的信息。图2Β示出加工对象物13的I个加工 点45的附近的剖视图。在玻璃环氧等基板40上形成有内层的铜图案41。基板40及铜图案41上形成有树脂膜42。在树脂膜42上形成有表层的铜膜43。在加工对象物13的表面定义有待形成孔的加工点45的位置。图3示出基于实施例1的激光加工方法的流程图。在以下的说明中，依据需要参考图1、图2Α、图2Β、图4Α及图4Β。在步骤SAl中，控制装置30 (图1)控制载物台移动机构11来将未加工的扫描区14 (图2Α)配置在可扫描范围内。在步骤SA2中，控制装置30控制聚焦面移动机构27来调整聚焦面的高度。例如，使聚焦面与加工对象物13的表面一致。加工对象物13的厚度预先记录于控制装置30。因此，控制装置30能够计算加工对象物13的表面的高度(ζ方向上的位置)。在步骤SA3中，控制装置30控制光束扫描器25和激光光源20，使激光脉冲I发I发地依次入射到扫描区14内的加工点45 (图2Α)。激光脉冲的脉冲宽度及输出功率预先记录于控制装置30。另外，可依据需要在透镜23与光束扫描器25之间的激光束的路径上配置脉冲宽度调整器。脉冲宽度调整器能够由例如声光元件和光束阻尼器构成。图4Α示出第I发激光脉冲LPl入射到加工点45时的剖视图。聚焦面FSl与加工对象物13的表面一致。因此，在加工对象物13的表面形成有掩模22 (图1)的位置的光束截面形状的图像47。图4Α中示出发生远心误差的情况。即，激光脉冲LPl的中心光线相对于加工对象物13的表面的法线方向倾斜。在激光脉冲LPl所入射的位置形成孔46。在图3的步骤SA4中，判定在各加工点45 (图2Α)是否入射了加工所需的发射数的激光脉冲。重复进行步骤SA2及步骤SA3直至所入射的发射数达到加工所需的发射数。图4Β示出第2发激光脉冲LP2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光加工装置，其中，该激光加工装置具有：载物台，其保持加工对象物；激光光源，其射出脉冲激光束；光束扫描器，其扫描从所述激光光源射出的脉冲激光束；远心fθ透镜，其配置于所述载物台与所述光束扫描器之间的激光束的路径上；聚焦面移动机构，其使所述远心fθ透镜的聚焦面的高度相对于由所述载物台保持的所述加工对象物的表面变化；及控制装置，其对所述激光光源、所述光束扫描器及所述聚焦面移动机构进行控制，所述控制装置控制所述光束扫描器及所述激光光源，使多条激光脉冲分别入射到在所述加工对象物的表面上划定的多个加工点，在入射到各所述加工点的激光脉冲的最初发射至最后发射之间，至少对所述聚焦面移动机构控制1次来改变所述聚焦面的高度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：石原裕，
申请(专利权)人：住友重机械工业株式会社，
类型：发明
国别省市：