(57)【要約】【課題】  加工性の異なる複数の材料からなる加工対象物を加工する。【解決手段】  第１レーザ光源を出射したレーザビームを第１光路に出射する状態と、第２光路に出射する状態とを切り替え可能な第１ビーム偏向器と、第２レーザ光源を出射したレーザビームを第３光路に出射する状態と、第４光路に出射する状態とを切り替え可能な第２ビーム偏向器と、第１乃至第４の光路のうちの２つの光路上に配置され、それぞれ入射したレーザビームの偏光方向を９０°旋回させて出射する第１及び第２偏光方向変化器と、第１偏光方向変化器の配置された光路を進行するレーザビームと、第２偏光方向変化器の配置されていない光路を進行するレーザビームとを合流させる第１ビーム合流器と、第２偏光方向変化器の配置された光路を進行するレーザビームと、第２偏光方向変化器の配置されていない光路を進行するレーザビームであって、第１ビーム合流器で合流されないレーザビームとを合流する第２ビーム合流器とを有するレーザ加工装置を提供する。【選択図】          図１
2010260080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザビームを出射する第１のレーザ光源及び第２のレーザ光源と、
前記第１のレーザ光源を出射したレーザビームの光路上に配置され、外部からの制御信号によって、入射したレーザビームを第１の光路に沿って出射する状態と、第２の光路に沿って出射する状態とを切り替えることのできる第１のビーム偏向器と、
前記第２のレーザ光源を出射したレーザビームの光路上に配置され、外部からの制御信号によって、入射したレーザビームを第３の光路に沿って出射する状態と、第４の光路に沿って出射する状態とを切り替えることのできる第２のビーム偏向器と、
前記第１乃至第４の光路のうちの相互に異なる２つの光路上に配置され、それぞれ入射したレーザビームの偏光方向を９０°旋回させて出射する第１の偏光方向変化器及び第２の偏光方向変化器と、
入射するレーザビームの偏光状態によって該レーザビームを透過するか反射するかが切り替わり、前記第１のレーザ光源を出射したレーザビームと、前記第２のレーザ光源を出射したレーザビームとを合流させる第１のビーム合流器であって、前記第１の偏光方向変化器の配置された光路を進行するレーザビームと、前記第２の偏光方向変化器の配置されていない光路を進行するレーザビームとを合流させる第１のビーム合流器と、
入射するレーザビームの偏光状態によって該レーザビームを透過するか反射するかが切り替わり、前記第１のレーザ光源を出射したレーザビームと、前記第２のレーザ光源を出射したレーザビームとを合流させる第２のビーム合流器であって、前記第２の偏光方向変化器の配置された光路を進行するレーザビームと、前記第２の偏光方向変化器の配置されていない光路を進行するレーザビームであって、前記第１のビーム合流器で合流されないレーザビームとを合流する第２のビーム合流器と
を有するレーザ加工装置。
【請求項２】
前記第１及び第２のビーム合流器は、偏光ビームスプリッタである請求項１に記載のレーザ加工装置。
【請求項３】
前記第１及び第２のビーム偏向器は、音響光学偏向器である請求項１または２に記載のレーザ加工装置。
【請求項４】
レーザビームを出射する第１のレーザ光源及び第２のレーザ光源と、前記第１のレーザ光源を出射したレーザビームの光路上に配置され、外部からの制御信号によって、入射したレーザビームを第１の光路に沿って出射する状態と、第２の光路に沿って出射する状態とを切り替えることのできる第１のビーム偏向器と、前記第２のレーザ光源を出射したレーザビームの光路上に配置され、外部からの制御信号によって、入射したレーザビームを第３の光路に沿って出射する状態と、第４の光路に沿って出射する状態とを切り替えることのできる第２のビーム偏向器と、前記第１乃至第４の光路のうちの相互に異なる２つの光路上に配置され、それぞれ入射したレーザビームの偏光方向を９０°旋回させて出射する第１の偏光方向変化器及び第２の偏光方向変化器と、入射するレーザビームの偏光状態によって該レーザビームを透過するか反射するかが切り替わり、前記第１のレーザ光源を出射したレーザビームと、前記第２のレーザ光源を出射したレーザビームとを合流させる第１のビーム合流器であって、前記第１の偏光方向変化器の配置された光路を進行するレーザビームと、前記第２の偏光方向変化器の配置されていない光路を進行するレーザビームとを合流させる第１のビーム合流器と、入射するレーザビームの偏光状態によって該レーザビームを透過するか反射するかが切り替わり、前記第１のレーザ光源を出射したレーザビームと、前記第２のレーザ光源を出射したレーザビームとを合流させる第２のビーム合流器であって、前記第２の偏光方向変化器の配置された光路を進行するレーザビームと、前記第２の偏光方向変化器の配置されていない光路を進行するレーザビームであって、前記第１のビーム合流器で合流されないレーザビームとを合流する第２のビーム合流器とを有するレーザ加工装置を用いて行うレーザ加工方法であって、
（ａ）レーザビームによって相対的に加工されやすい材料からなる部分と、レーザビームによって相対的に加工されにくい材料からなる部分とを備える第１及び第２の加工対象物を準備する工程と、
（ｂ）前記第１のレーザ光源を出射したレーザビームと、前記第２のレーザ光源を出射したレーザビームとを、前記第１のビーム合流器で合流して、前記第１の加工対象物の加工されにくい材料からなる部分に入射させる工程と、
（ｃ）前記第１のレーザ光源を出射したレーザビームと、前記第２のレーザ光源を出射したレーザビームとを、前記第２のビーム合流器で合流して、前記第２の加工対象物の加工されにくい材料からなる部分に入射させる工程と、
（ｄ）前記第１のレーザ光源を出射したレーザビームと、前記第２のレーザ光源を出射したレーザビームとのうちの一方を、前記第１のビーム合流器を介して、前記第１の加工対象物の加工されやすい材料からなる部分に入射させるとともに、他方を、前記第２のビーム合流器を介して、前記第２の加工対象物の加工されやすい材料からなる部分に入射させる工程と
を有するレーザ加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工対象物にレーザビームを照射して加工を行うレーザ加工装置、及びレーザ加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図５（Ａ）及び（Ｂ）を参照して、従来技術によるレーザ加工（多軸穴開け加工）について説明する。
【０００３】
図５（Ａ）は、レーザのエネルギ分岐を用いた多軸穴開け装置を示す概略図である。レーザ光源１０から、パルスレーザビーム３０が発振周波数ｆ［ｋＨｚ］で出射する。パルスレーザビーム３０は、ビーム径を調整するエキスパンダ１１を経由してマスク１２に入射し、ビーム断面が整形される。マスク１２の透光領域を透過したパルスレーザビーム３０は、分岐ミラー１３によって多軸分岐される。本図には２軸に分岐される例を示した。分岐ミラー１３に入射したパルスレーザビーム３０は、相互に異なる経路を進行するパルスレーザビーム３０ａ及び３０ｂに分けられ、それぞれチューブレンズ（フィールドレンズ）１５ａ、１５ｂ、ガルバノスキャナ１６ａ、１６ｂ、及びｆθレンズ１７ａ、１７ｂを経て、加工対象物であるプリント基板２０ａ、２０ｂに入射する。パルスレーザビーム３０ａ、３０ｂの照射によって、プリント基板２０ａ、２０ｂの穴開け加工が行われる。
【０００４】
基板２０ａ、２０ｂの穴開け加工の加工周波数は、それぞれｆ［ｋＨｚ］である。また、分岐ミラー１３によってパルスレーザビーム３０のパルスエネルギは分割され、たとえば分岐ミラー１３における透過と反射の割合が１：１である場合、マスク１２透過後のパルスレーザビーム３０のパルスエネルギをＥ［Ｊ］とすると、加工に利用されるパルスエネルギはＥ／２［Ｊ］以下となる。
【０００５】
レーザビーム３０のパルス幅を大きくすることで、加工に必要なパルスエネルギを確保することは可能である。しかし、特に熱影響を排除したいピークパワー（レーザパルスのエネルギをパルス幅で除して得られる値）が必要な加工においては、高価な高出力レーザ発振器の使用が要求される。だが、高出力レーザ発振器は安定性が低い点で、良質な加工を実現しにくい。
【０００６】
図５（Ｂ）は、時間分岐を用いた多軸穴開け装置を示す概略図である。図５（Ａ）に示す装置とは、分岐ミラー１３の代わりに音響光学偏向器１８(Acousto-Optic Deflector ;AOD）を備えている点において相違する。
【０００７】
ＡＯＤ１８は、ＢＢＯ、ＫＴＰ、ＬｉＴａＯ結晶、Ｇｅ単結晶等を用いて形成され、たとえば超音波媒体、トランスジューサ、及び超音波吸収体の各部を含んで構成される。ＡＯＤ１８は、超音波媒体中におけるブラッグ回折現象を利用し、外部からの制御信号によって、ＡＯＤ１８に負荷する超音波の周波数（波長）を変化させることで、入射するレーザビーム３０の偏向角を変えることができる。超音波が負荷されないときに入射したレーザビーム３０は、ＡＯＤ１８を直進透過する。
【０００８】
図５（Ｂ）に示した、時間分岐を用いた多軸穴開け装置においては、たとえばレーザパルスごとにビームを軸に振り分ける。たとえばあるレーザパルスを光路Ａに振り分けたら、その次に出射されるレーザパルスを光路Ｂに振り分け、以後これを繰り返す。このため、基板２０ａ、２０ｂの穴開け加工の加工周波数は、それぞれｆ／２［ｋＨｚ］となる。本図には２軸方向に振り分ける装置を示したが、Ｎ軸に振り分ける装置においては、穴開け加工の加工周波数は、１軸につきｆ／Ｎ［ｋＨｚ］となる。
【０００９】
このような多軸穴開け装置においては、少なくともマスク１２透過後のレーザパルスのパルスエネルギ及びピークパワーが加工に関して十分となるレーザ発振器が必要となる。しかしながら、上述のように、高出力レーザ発振器は高価であり、また、安定性が低い点で、良質な加工を実現しにくい。
【００１０】
レーザビームによって相対的に穴が形成されやすい材料（たとえば樹脂）からなる下地部材の上に、レーザビームによって相対的に穴が形成されにくい材料（たとえば銅）からなる表面層が形成された加工対象物（たとえばプリント基板）に、高い時間効率で穴開け加工を行うレーザ照射装置及びレーザ加工方法の発明が開示されている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００８−１３２５１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、加工性の異なる複数の材料からなる加工対象物を加工することができるレーザ加工装置及びレーザ加工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一観点によれば、レーザビームを出射する第１のレーザ光源及び第２のレーザ光源と、前記第１のレーザ光源を出射したレーザビームの光路上に配置され、外部からの制御信号によって、入射したレーザビームを第１の光路に沿って出射する状態と、第２の光路に沿って出射する状態とを切り替えることのできる第１のビーム偏向器と、前記第２のレーザ光源を出射したレーザビームの光路上に配置され、外部からの制御信号によって、入射したレーザビームを第３の光路に沿って出射する状態と、第４の光路に沿って出射する状態とを切り替えることのできる第２のビーム偏向器と、前記第１乃至第４の光路のうちの相互に異なる２つの光路上に配置され、それぞれ入射したレーザビームの偏光方向を９０°旋回させて出射する第１の偏光方向変化器及び第２の偏光方向変化器と、入射するレーザビームの偏光状態によって該レーザビームを透過するか反射するかが切り替わり、前記第１のレーザ光源を出射したレーザビームと、前記第２のレーザ光源を出射したレーザビームとを合流させる第１のビーム合流器であって、前記第１の偏光方向変化器の配置された光路を進行するレーザビームと、前記第２の偏光方向変化器の配置されていない光路を進行するレーザビームとを合流させる第１のビーム合流器と、入射するレーザビームの偏光状態によって該レーザビームを透過するか反射するかが切り替わり、前記第１のレーザ光源を出射したレーザビームと、前記第２のレーザ光源を出射したレーザビームとを合流させる第２のビーム合流器であって、前記第２の偏光方向変化器の配置された光路を進行するレーザビームと、前記第２の偏光方向変化器の配置されていない光路を進行するレーザビームであって、前記第１のビーム合流器で合流されないレーザビームとを合流する第２のビーム合流器とを有するレーザ加工装置が提供される。
【００１４】
また、本発明の他の観点によれば、レーザビームを出射する第１のレーザ光源及び第２のレーザ光源と、前記第１のレーザ光源を出射したレーザビームの光路上に配置され、外部からの制御信号によって、入射したレーザビームを第１の光路に沿って出射する状態と、第２の光路に沿って出射する状態とを切り替えることのできる第１のビーム偏向器と、前記第２のレーザ光源を出射したレーザビームの光路上に配置され、外部からの制御信号によって、入射したレーザビームを第３の光路に沿って出射する状態と、第４の光路に沿って出射する状態とを切り替えることのできる第２のビーム偏向器と、前記第１乃至第４の光路のうちの相互に異なる２つの光路上に配置され、それぞれ入射したレーザビームの偏光方向を９０°旋回させて出射する第１の偏光方向変化器及び第２の偏光方向変化器と、入射するレーザビームの偏光状態によって該レーザビームを透過するか反射するかが切り替わり、前記第１のレーザ光源を出射したレーザビームと、前記第２のレーザ光源を出射したレーザビームとを合流させる第１のビーム合流器であって、前記第１の偏光方向変化器の配置された光路を進行するレーザビームと、前記第２の偏光方向変化器の配置されていない光路を進行するレーザビームとを合流させる第１のビーム合流器と、入射するレーザビームの偏光状態によって該レーザビームを透過するか反射するかが切り替わり、前記第１のレーザ光源を出射したレーザビームと、前記第２のレーザ光源を出射したレーザビームとを合流させる第２のビーム合流器であって、前記第２の偏光方向変化器の配置された光路を進行するレーザビームと、前記第２の偏光方向変化器の配置されていない光路を進行するレーザビームであって、前記第１のビーム合流器で合流されないレーザビームとを合流する第２のビーム合流器とを有するレーザ加工装置を用いて行うレーザ加工方法であって、（ａ）レーザビームによって相対的に加工されやすい材料からなる部分と、レーザビームによって相対的に加工されにくい材料からなる部分とを備える第１及び第２の加工対象物を準備する工程と、（ｂ）前記第１のレーザ光源を出射したレーザビームと、前記第２のレーザ光源を出射したレーザビームとを、前記第１のビーム合流器で合流して、前記第１の加工対象物の加工されにくい材料からなる部分に入射させる工程と、（ｃ）前記第１のレーザ光源を出射したレーザビームと、前記第２のレーザ光源を出射したレーザビームとを、前記第２のビーム合流器で合流して、前記第２の加工対象物の加工されにくい材料からなる部分に入射させる工程と、（ｄ）前記第１のレーザ光源を出射したレーザビームと、前記第２のレーザ光源を出射したレーザビームとのうちの一方を、前記第１のビーム合流器を介して、前記第１の加工対象物の加工されやすい材料からなる部分に入射させるとともに、他方を、前記第２のビーム合流器を介して、前記第２の加工対象物の加工されやすい材料からなる部分に入射させる工程とを有するレーザ加工方法が提供される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、加工性の異なる複数の材料からなる加工対象物を加工することが可能なレーザ加工装置及びレーザ加工方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施例によるレーザ加工装置を示す概略図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例によるレーザ加工方法とその効果を説明するための図である。
【図３】第２の実施例によるレーザ加工装置を示す概略図である。
【図４】第３の実施例によるレーザ加工装置を示す概略図である。
【図５】（Ａ）及び（Ｂ）は、従来技術によるレーザ加工について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、第１の実施例によるレーザ加工装置を示す概略図である。第１の実施例によるレーザ加工装置は、レーザ光源１０Ａ、１０Ｂ、エキスパンダ１１Ａ、１１Ｂ、マスク１２Ａ、１２Ｂ、折り返しミラー１４ａ〜１４ｈ、チューブレンズ（フィールドレンズ）１５Ａ、１５Ｂ、ガルバノスキャナ１６Ａ、１６Ｂ、ｆθレンズ１７Ａ、１７Ｂ、ＡＯＤ１８Ａ、１８Ｂ、半波長板２１Ｂ１、２１Ｂ２、偏光ビームスプリッタ(Polarizing Beam Splitter ;PBS）２２Ａ、２２Ｂ、及びステージ４０を含んで構成される。
【００１８】
レーザ光源１０Ａ、１０Ｂは、たとえばＰＢＳ２２Ａ、２２Ｂに対してＰ偏光となる、直線偏光されたパルスレーザビーム３０Ａ、３０Ｂを、等しい周波数ｆ［ｋＨｚ］で同時に出射する。パルスレーザビーム３０Ａ、３０Ｂは、それぞれビーム径を調整するエキスパンダ１１Ａ、１１Ｂ、透光領域と遮光領域を備え、ビームの断面形状を整形するマスク１２Ａ、１２Ｂを経由して、ＡＯＤ１８Ａ、１８Ｂに入射する。
【００１９】
ＡＯＤ１８Ａは、外部からの制御信号によって、レーザパルスごとにパルスレーザビーム３０Ａを光路Ａ１及びＡ２に振り分ける。本図においては、光路Ａ１、Ａ２に振り分けられたパルスレーザビーム３０Ａを、それぞれパルスレーザビーム３０Ａ１、３０Ａ２と示した。同様に、ＡＯＤ１８Ｂは、外部からの制御信号によって、レーザパルスごとにパルスレーザビーム３０Ｂを光路Ｂ１及びＢ２に振り分ける。光路Ｂ１、Ｂ２に振り分けられるパルスレーザビーム３０Ｂを、それぞれパルスレーザビーム３０Ｂ１、３０Ｂ２と示す。ＡＯＤ１８Ａによって、パルスレーザビーム３０Ａが光路Ａ１に振り分けられるとき、パルスレーザビーム３０Ｂは、ＡＯＤ１８Ｂによって、光路Ｂ１に振り分けられる。
【００２０】
光路Ａ１を進行するパルスレーザビーム３０Ａ１は、Ｐ偏光を透過しＳ偏光を反射する（入射するレーザビームの偏光状態によって、該レーザビームを透過するか反射するかが切り替わる）ＰＢＳ２２Ａに入射し、これを透過する。光路Ｂ１を進行するパルスレーザビーム３０Ｂ１は、半波長板２１Ｂ１に入射する。半波長板２１Ｂ１は、パルスレーザビーム３０Ｂ１の偏光方向を９０°旋回させる。半波長板２１Ｂ１を出射したパルスレーザビーム３０Ｂ１は、必要に応じて配置される折り返しミラー１４ｃ〜１４ｅを経て、ＰＢＳ２２Ａに対するＳ偏光としてこれに入射し、反射される。ＰＢＳ２２Ａを透過するパルスレーザビーム３０Ａ１と、ＰＢＳ２２Ａで反射されるパルスレーザビーム３０Ｂ１とは重畳されて、ＰＢＳ２２Ａを出射する。
【００２１】
重畳してＰＢＳ２２Ａを出射するパルスレーザビームは、フィールドレンズ１５Ａを透過し、ガルバノスキャナ１６Ａに入射する。ガルバノスキャナ１６Ａは２枚の揺動鏡を含んで構成され、パルスレーザビームの出射方向を変化させることができる。ガルバノスキャナ１６Ａを出射したパルスレーザビームは、ｆθレンズ１７Ａを経て、ステージ４０上に保持されたプリント基板２０Ａに照射される。ｆθレンズ１７Ａは、パルスレーザビームをプリント基板２０Ａ上に集光し、基板２０Ａの垂直方向から入射させる。
【００２２】
プリント基板２０Ａは、たとえば樹脂（レーザビームによって相対的に穴が形成されやすい材料）からなる下地部材の上に、たとえば銅（レーザビームによって相対的に穴が形成されにくい材料）からなる表面層が形成された加工対象物（異なる加工性をもつ複数の材料からなる加工対象物）である。
【００２３】
光路Ａ１を進行したパルスレーザビーム３０Ａ１と、光路Ｂ１を進行したパルスレーザビーム３０Ｂ１とが重畳されたパルスレーザビームは、プリント基板２０Ａの銅層に入射し、銅層の穴開け加工が行われる。
【００２４】
ＡＯＤ１８Ａにより光路Ａ１に振り分けられたレーザパルスの次に、レーザ光源１０Ａを出射するレーザパルスは、パルスレーザビーム３０Ａ２として光路Ａ２に振り分けられる。パルスレーザビーム３０Ａ２は、必要に応じて配置される折り返しミラー１４ａ、１４ｂで反射されて、ＰＢＳ２２Ｂに対するＰ偏光としてこれに入射し透過する。一方、ＡＯＤ１８Ｂにより光路Ｂ１に振り分けられたレーザパルスの次に、レーザ光源１０Ｂを出射するレーザパルスは、パルスレーザビーム３０Ｂ２として光路Ｂ２に振り分けられる。パルスレーザビーム３０Ｂ２は、半波長板２１Ｂ２を透過することにより、偏光方向が９０°旋回し、ＰＢＳ２２Ｂに対するＳ偏光としてこれに入射し、反射される。ＰＢＳ２２Ｂを透過するパルスレーザビーム３０Ａ２と、ＰＢＳ２２Ｂで反射されるパルスレーザビーム３０Ｂ２とは重畳されて、ＰＢＳ２２Ｂを出射する。
【００２５】
重畳してＰＢＳ２２Ｂを出射するパルスレーザビームは、フィールドレンズ１５Ｂ、ガルバノスキャナ１６Ｂ、ｆθレンズ１７Ｂを経て、ステージ４０上に保持されたプリント基板２０Ｂに照射される。
【００２６】
プリント基板２０Ｂは、たとえばプリント基板２０Ａと等しい積層構造を有する加工基板である。光路Ａ２を進行したパルスレーザビーム３０Ａ２と、光路Ｂ２を進行したパルスレーザビーム３０Ｂ２とが重畳されたパルスレーザビームは、プリント基板２０Ｂの銅層に入射し、銅層の穴開け加工が行われる。
【００２７】
銅層に貫通孔が形成されるまで、レーザ光源１０Ａ、１０Ｂを出射したパルスレーザビーム３０Ａ、３０Ｂを重畳して、プリント基板２０Ａ、２０Ｂにたとえば交互に照射する。プリント基板２０Ａ、２０Ｂの銅層穴開け加工の加工周波数は、それぞれｆ／２［ｋＨｚ］である。また、ＡＯＤ１８Ａ、１８Ｂによる振り分け後のレーザビーム３０Ａ１、３０Ａ２、３０Ｂ１、３０Ｂ２のパルスエネルギをＥ［Ｊ］とすると、加工に利用される１ショットの重畳レーザパルスのパルスエネルギは２Ｅ［Ｊ］となる。なお、銅層には通常１ショットの重畳レーザパルスで貫通孔が形成される。
【００２８】
銅層の穴開け加工が終了した後、樹脂層の穴開け加工を行う。樹脂層の加工においては、レーザ光源１０Ａを出射するパルスレーザビーム３０Ａを光路Ａ１に振り分けるとともに、レーザ光源１０Ｂを出射するパルスレーザビーム３０Ｂを光路Ｂ２に振り分ける。レーザ光源１０Ａを出射するパルスレーザビーム３０Ａを光路Ａ２に振り分けるとともに、レーザ光源１０Ｂを出射するパルスレーザビーム３０Ｂを光路Ｂ１に振り分けてもよい。前者の場合、レーザ光源１０Ａを出射したパルスレーザビーム３０Ａによる、プリント基板２０Ａの樹脂層の加工と、レーザ光源１０Ｂを出射したパルスレーザビーム３０Ｂによる、プリント基板２０Ｂの樹脂層の加工とが、同時並行して実施される。後者の場合には、パルスレーザビーム３０Ａによる、プリント基板２０Ｂの樹脂層の加工と、パルスレーザビーム３０Ｂによる、プリント基板２０Ａの樹脂層の加工とが、同時並行して行われる。パルスレーザビーム３０Ａ、３０Ｂは銅層が除去され、露出した樹脂層部分に入射する。
【００２９】
プリント基板２０Ａ、２０Ｂの樹脂層に貫通孔が形成されるまで、レーザ光源１０Ａ、１０Ｂを出射したパルスレーザビーム３０Ａ、３０Ｂを、プリント基板２０Ａ、２０Ｂの樹脂層に照射する。プリント基板２０Ａ、２０Ｂの樹脂層穴開け加工の加工周波数は、それぞれｆ［ｋＨｚ］である。また、ＡＯＤ１８Ａ、１８Ｂ通過後のレーザビーム３０Ａ１、３０Ａ２、３０Ｂ１、３０Ｂ２のパルスエネルギをＥ［Ｊ］とすると、加工に利用される１ショットのレーザパルスのパルスエネルギはＥ［Ｊ］となる。なお、樹脂層には通常複数ショットのレーザパルスで貫通孔が形成される。
【００３０】
第１の実施例によるレーザ加工装置によれば、加工性の良くない、加工に高いピークパワーやエネルギを必要とする材料を加工するときには、複数のレーザ光源から出射したレーザビームを重畳して照射し、加工性の良好な材料を加工するときには、１つのレーザ光源を出射したレーザビームのみを照射するレーザ加工を行うことが可能である。このため、低ピークパワーのレーザ発振器を用いて加工性の悪い材料を加工することができるとともに、加工性の異なる複数の材料からなる加工対象物を高効率で加工することができる。
【００３１】
また、第１の実施例によるレーザ加工装置は、ピークパワーの低い安価なレーザ発振器を使用することが可能なため、低コストで装置を構成することができる。
【００３２】
さらに、ピークパワーの低いレーザ発振器は、安定性が高い。したがって、第１の実施例によるレーザ加工装置を用いて、良好な品質の加工を行うことができる。
【００３３】
また、第１の実施例によるレーザ加工装置によれば、たとえば図２（Ａ）に太線で示すように、２つのレーザ光源１０Ａ、１０Ｂの各々を出射した１ショットめのレーザパルスを重畳して一方の基板２０Ａの銅層に穴を開け、図２（Ｂ）に太線で示すように、２ショットめのレーザパルスを重畳して他方の基板２０Ｂの銅層に穴を開け、更に、図２（Ｃ）に太線で示すように、レーザ光源１０Ａを出射した３ショットめ以降のレーザパルスを基板２０Ａの樹脂層に、レーザ光源１０Ｂを出射した３ショットめ以降のレーザパルスを基板２０Ｂの樹脂層に、それぞれ並行して入射させて、各基板２０Ａ、２０Ｂの樹脂層に穴を開けるレーザ加工方法を実施することができる。ピークパワーやエネルギの異なるレーザパルスを、同じ光軸から、等しい経路で加工対象物に入射させることができるので、２つの基板２０Ａ、２０Ｂの加工終了まで、加工対象物を移動させないで（ステージ４０を移動させないで）加工を行うことが可能である。また、一つのレーザパルス照射位置の銅層と樹脂層とに穴を開けた後、たとえば図２（Ａ）〜（Ｃ）に点線で示すように、ガルバノスキャナを用いて異なる位置にレーザパルスを入射させることにより、ステージを動かさないで、プリント基板２０Ａ、２０Ｂの全穴加工ができる。
【００３４】
図３は、第２の実施例によるレーザ加工装置を示す概略図である。第１の実施例においては、半波長板が光路Ｂ１及びＢ２上に配置されていたが、第２の実施例においては、半波長板が光路Ａ２及びＢ１上に配置されている。
【００３５】
第２の実施例においても、ＡＯＤ１８Ａによって、光路Ａ１に振り分けられたパルスレーザビーム３０Ａ１と、ＡＯＤ１８Ｂによって、光路Ｂ１に振り分けられたパルスレーザビーム３０Ｂ１とがＰＢＳ２２Ａで重畳されて、プリント基板２０Ａに入射することで、基板２０Ａの銅層穴開け加工が行われる。また、光路Ａ２に振り分けられたパルスレーザビーム３０Ａ２と、光路Ｂ２に振り分けられたパルスレーザビーム３０Ｂ２とがＰＢＳ２２Ｂで重畳されて、プリント基板２０Ｂに入射することで、基板２０Ｂの銅層穴開け加工が行われる。
【００３６】
プリント基板２０Ａ、２０Ｂの樹脂層の加工は、レーザビームを重畳することなく、低ピークパワー、低エネルギのレーザパルスを用いて行う。レーザ光源１０Ａ、１０Ｂの一方を出射したレーザパルスが、基板２０Ａ、２０Ｂの一方の樹脂層に入射するとき、レーザ光源１０Ａ、１０Ｂの他方を出射したレーザパルスを、基板２０Ａ、２０Ｂの他方の樹脂層に入射させる。
【００３７】
第２の実施例によるレーザ加工装置の奏する効果は、第１の実施例によるそれと同様である。
【００３８】
図４は、第３の実施例によるレーザ加工装置を示す概略図である。第１及び第２の実施例においては、パルスレーザビーム３０Ａ、３０Ｂは、それぞれＡＯＤ１８Ａ、１８Ｂによって異なる２方向に振り分けられたが、第３の実施例においは、異なる４方向に振り分けられる。すなわち第３の実施例は、４軸で４つの対象物の加工が可能なレーザ加工装置である。
【００３９】
ＡＯＤ１８Ａは、レーザ光源１０Ａから出射したパルスレーザビーム３０Ａをレーザパルスごとに、光路Ａ１〜Ａ４のいずれかに振り分けて出射する。同様に、ＡＯＤ１８Ｂは、レーザ光源１０Ｂから出射したパルスレーザビーム３０Ｂをレーザパルスごとに、光路Ｂ１〜Ｂ４のいずれかに出射する。光路Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２上に配置される光学要素は、第２の実施例におけるそれらと等しい。また、光路Ａ３、Ａ４、Ｂ３、Ｂ４上に配置される光学要素は、それぞれ光路Ａ２、Ａ１、Ｂ２、Ｂ１上に配置されるそれらと等しい。
【００４０】
第３の実施例においては、ＡＯＤ１８Ａによって、光路Ａ１に振り分けられたパルスレーザビーム３０Ａ１と、ＡＯＤ１８Ｂによって、光路Ｂ１に振り分けられたパルスレーザビーム３０Ｂ１とがＰＢＳ２２Ａ１で重畳されて、プリント基板２０Ａに入射することで、基板２０Ａの銅層穴開け加工が行われる。また、光路Ａ２に振り分けられたパルスレーザビーム３０Ａ２と、光路Ｂ２に振り分けられたパルスレーザビーム３０Ｂ２とがＰＢＳ２２Ｂ１で重畳されて、プリント基板２０Ｂに入射することで、基板２０Ｂの銅層穴開け加工が行われる。
【００４１】
また、ＡＯＤ１８Ａによって、光路Ａ３に振り分けられたパルスレーザビーム３０Ａ３と、ＡＯＤ１８Ｂによって、光路Ｂ３に振り分けられたパルスレーザビーム３０Ｂ３とがＰＢＳ２２Ｂ２で重畳されて、プリント基板２０Ｃに入射することで、基板２０Ｃの銅層穴開け加工が行われる。また、光路Ａ４に振り分けられたパルスレーザビーム３０Ａ４と、光路Ｂ４に振り分けられたパルスレーザビーム３０Ｂ４とがＰＢＳ２２Ａ２で重畳されて、プリント基板２０Ｄに入射することで、基板２０Ｄの銅層穴開け加工が行われる。
【００４２】
したがって、基板２０Ａの銅層を加工する際には、ＡＯＤ１８Ａを、光路Ａ１に沿ってレーザビーム３０Ａを出射する状態に制御するとともに、ＡＯＤ１８Ｂを、光路Ｂ１に沿ってレーザビーム３０Ｂを出射する状態に制御する。同様に、基板２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄの銅層を加工する際には、それぞれＡＯＤ１８Ａを、光路Ａ２、Ａ３、Ａ４に沿ってレーザビーム３０を出射する状態に制御するとともに、ＡＯＤ１８Ｂを、光路Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４に沿ってレーザビーム３０Ｂを出射する状態に制御する。
【００４３】
プリント基板２０Ａ〜２０Ｄの銅層穴開け加工の加工周波数は、レーザ光源１０Ａ、１０Ｂの発振周波数をｆ［ｋＨｚ］とすると、それぞれｆ／４［ｋＨｚ］である。また、ＡＯＤ１８Ａ、１８Ｂ透過後のレーザビーム３０Ａ１〜３０Ａ４、３０Ｂ１〜３０Ｂ４のパルスエネルギをＥ［Ｊ］とすると、加工に利用される１ショットの重畳レーザパルスのパルスエネルギは２Ｅ［Ｊ］となる。
【００４４】
プリント基板２０Ａ〜２０Ｄの樹脂層の加工は、レーザビームを重畳することなく行う。レーザ光源１０Ａ、１０Ｂの一方を出射したレーザパルスαが、基板２０Ａ〜２０Ｄのいずれかの樹脂層に入射するとき、レーザ光源１０Ａ、１０Ｂの他方を出射したレーザパルスβを、基板２０Ａ〜２０Ｄの樹脂層のうち、レーザパルスαが入射していない基板の樹脂層に入射させる。プリント基板２０Ａ〜２０Ｄの樹脂層穴開け加工の加工周波数は、それぞれｆ／２［ｋＨｚ］となる。また、加工に利用される１ショットのレーザパルスのパルスエネルギはＥ［Ｊ］である。
【００４５】
第３の実施例によるレーザ加工装置は、４つの加工対象物（プリント基板２０Ａ〜２０Ｄ）の加工を並行して行うため、第１、第２の実施例によるレーザ加工装置よりも、高い時間効率で加工を行うことが可能である。その他の効果は、第１及び第２の実施例によるレーザ加工装置の奏する効果と同様である。
【００４６】
以上、実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４７】
たとえば実施例においては、ビーム偏向器としてＡＯＤを用いたが、ＡＯＤに代えて電気光学偏向器等を用いてもよい。
【００４８】
その他、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者には自明であろう。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
プリント基板など、加工性の異なる複数の材料から構成される加工対象物の加工に利用可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１０、１０Ａ、１０Ｂ  レーザ光源
１１、１１Ａ、１１Ｂ  エキスパンダ
１２、１２Ａ、１２Ｂ  マスク
１３  分岐ミラー
１４、１４ａ〜１４ｌ  折り返しミラー
１５ａ、１５ｂ、１５Ａ〜１５Ｄ  チューブレンズ（フィールドレンズ）
１６ａ、１６ｂ、１６Ａ〜１６Ｄ  ガルバノスキャナ
１７ａ、１７ｂ、１７Ａ〜１７Ｄ  ｆθレンズ
１８、１８Ａ、１８Ｂ  ＡＯＤ
２０ａ、２０ｂ、２０Ａ〜２０Ｄ  基板
２１Ａ２、２１Ａ３、２１Ｂ１、２１Ｂ２、２１Ｂ４  半波長板
２２Ａ、２２Ａ１、２２Ａ２、２２Ｂ、２２Ｂ１、２２Ｂ２  ＰＢＳ
３０、３０ａ、３０ｂ、３０Ａ、３０Ａ１〜３０Ａ４、３０Ｂ、３０Ｂ１〜３０Ｂ４  レーザビーム
４０、４０Ａ、４０Ｂ  ステージ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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