(57)【要約】【課題】貫通孔の形成時間をより短縮することの可能な、レーザ誘導式放電加工装置を提供する。【解決手段】電極間放電現象を利用して、絶縁基板上のレーザ光の焦点位置に貫通孔を形成するレーザ誘導式放電加工装置であって、当該レーザ誘導式放電加工装置は、分岐光学系を有し、前記分岐光学系は、レーザ光源から放射されたレーザ光を、複数の分岐レーザ光に分岐することができ、当該レーザ誘導式放電加工装置は、放電用の複数の電極組を有し、前記複数の電極組の各々は、前記分岐レーザ光のそれぞれに対応することを特徴とするレーザ誘導式放電加工装置。【選択図】図２
2014076513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極間放電現象を利用して、絶縁基板上のレーザ光の焦点位置に貫通孔を形成するレーザ誘導式放電加工装置であって、
当該レーザ誘導式放電加工装置は、分岐光学系を有し、
前記分岐光学系は、レーザ光源から放射されたレーザ光を、複数の分岐レーザ光に分岐でき、
当該レーザ誘導式放電加工装置は、放電用の複数の電極組を有し、
前記複数の電極組の各々は、前記分岐レーザ光のそれぞれに対応することを特徴とするレーザ誘導式放電加工装置。
【請求項２】
前記分岐光学系は、ＤＯＥレンズを有する、請求項１に記載のレーザ誘導式放電加工装置。
【請求項３】
前記電極組の各々は、第１の電極および第２の電極を有する、請求項１または２に記載のレーザ誘導式放電加工装置。
【請求項４】
前記第２の電極は、各電極組に共通の単一の電極で構成される、請求項３に記載のレーザ誘導式放電加工装置。
【請求項５】
前記分岐レーザ光の各々は、絶縁基板上の複数の貫通孔形成位置に焦点を有し、
前記各電極組の前記第１の電極は、それぞれ、対応する貫通孔形成位置の近傍に配置される、請求項３または４に記載のレーザ誘導式放電加工装置。
【請求項６】
前記絶縁基板には、一列に配列された複数の貫通孔形成位置が存在し、
前記各電極組の前記第１の電極は、それぞれ、前記一列に配列された各貫通孔形成位置の近傍に配置される、請求項３乃至５のいずれか一つに記載のレーザ誘導式放電加工装置。
【請求項７】
当該レーザ誘導式放電加工装置は、さらに、分岐光学系の出射側に配置された回転光学系を有する、請求項１乃至６のいずれか一つに記載のレーザ誘導式放電加工装置。
【請求項８】
前記回転光学系は、ガルバノミラーとｆ−θレンズの組み合わせを有し、または
前記回転光学系は、ポリゴンミラーとｆ−θレンズの組み合わせを有する、請求項７に記載のレーザ誘導式放電加工装置。
【請求項９】
前記絶縁基板は、ガラス基板である、請求項１乃至８のいずれか一つに記載のレーザ誘導式放電加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ誘導式放電加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、絶縁基板にレーザ光を照射することにより、複数の貫通孔（ビア）を形成して、インターポーザ用絶縁基板を製造する方法が開示されている（例えば特許文献１）。
【０００３】
また、最近では、放電加工技術（レーザ誘導式放電加工技術）を利用して、絶縁基板に貫通孔を開ける技術が開示されている（例えば特許文献２）。この方法では、レーザ光を用いて絶縁基板の所望の位置を加熱した後、誘導式放電によりこの加熱位置を溶融させるとともに、溶融材料の除去が行われる。この方法では、レーザ光のみを利用する方法に比べて、より速やかに絶縁基板に貫通孔を形成することができることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１０／０８７４８３号
【特許文献２】国際公開第２０１１／０３８７８８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述のように、レーザ誘導式放電加工技術では、レーザ光のみを利用するレーザアブレーション法に比べて、より速やかに絶縁基板に貫通孔を形成できるといわれている。
【０００６】
しかしながら、例えば数百個〜数万個のオーダーの貫通孔からなるパターンを絶縁基板に形成する場合など、絶縁基板に極めて多くの貫通孔を形成する際には、このレーザ誘導式放電加工技術を利用した場合でも、相当の時間が必要となる。このため、加工効率の観点から、今もなお、より迅速に絶縁基板に貫通孔を形成可能なレーザ誘導式放電加工装置が要望されている。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みなされたものであり、本発明では、貫通孔の形成時間をより短縮することの可能な、レーザ誘導式放電加工装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明では、電極間放電現象を利用して、絶縁基板上のレーザ光の焦点位置に貫通孔を形成するレーザ誘導式放電加工装置であって、
当該レーザ誘導式放電加工装置は、分岐光学系を有し、
前記分岐光学系は、レーザ光源から放射されたレーザ光を、複数の分岐レーザ光に分岐でき、
当該レーザ誘導式放電加工装置は、放電用の複数の電極組を有し、
前記複数の電極組の各々は、前記分岐レーザ光のそれぞれに対応することを特徴とするレーザ誘導式放電加工装置が提供される。
【０００９】
ここで、本発明によるレーザ誘導式放電加工装置において、前記分岐光学系は、ＤＯＥレンズを有しても良い。
【００１０】
また、本発明によるレーザ誘導式放電加工装置において、前記電極組の各々は、第１の電極および第２の電極を有しても良い。
【００１１】
この場合、前記第２の電極は、各電極組に共通の単一の電極で構成されても良い。
【００１２】
また、前記分岐レーザ光の各々は、絶縁基板上の複数の貫通孔形成位置に焦点を結び、
前記各電極組の前記第１の電極は、それぞれ、対応する貫通孔形成位置の近傍に配置されても良い。
【００１３】
また、本発明によるレーザ誘導式放電加工装置において、前記絶縁基板には、一列に配列された複数の貫通孔形成位置が存在し、
前記各電極組の前記第１の電極は、それぞれ、前記一列に配列された各貫通孔形成位置の近傍に配置されても良い。
【００１４】
また、本発明によるレーザ誘導式放電加工装置は、さらに、分岐光学系の出射側に配置された回転光学系を有しても良い。
【００１５】
この場合、前記回転光学系は、ガルバノミラーとｆ−θレンズの組み合わせを有し、または
前記回転光学系は、ポリゴンミラーとｆ−θレンズの組み合わせを有しても良い。
【００１６】
また、本発明によるレーザ誘導式放電加工装置において、前記絶縁基板は、ガラス基板であっても良い。
【発明の効果】
【００１７】
本発明では、貫通孔の形成時間をより短縮可能な、レーザ誘導式放電加工装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】従来のレーザ誘導式放電加工装置の構成を概略的に示した図である。
【図２】本発明の一実施例による第１のレーザ誘導式放電加工装置の一構成例を概略的に示した図である。
【図３】本発明の一実施例による第１のレーザ誘導式放電加工装置を用いて複数の貫通孔を形成する際の、分岐光学系の動作を模式的に示した図である。
【図４】本発明の一実施例による第２のレーザ誘導式放電加工装置の概略的な構成を示した図である。
【図５】第２のレーザ誘導式放電加工装置を用いて複数の貫通孔を形成する際の、回転光学系の動作を模式的に示した図である。
【図６】貫通孔形成位置のパターンを有する絶縁基板を模式的に示した図である。
【図７】絶縁基板上の貫通孔形成位置のパターンを模式的に示した図である。
【図８】従来のレーザ誘導式放電加工装置を使用して、複数の貫通孔を形成する場合のタイミングチャートである。
【図９】第１のレーザ誘導式放電加工装置を使用して、複数の貫通孔を形成する場合のタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、本発明について説明する。
【００２０】
（レーザ誘導式放電加工技術について）
まず初めに、図１を参照して、レーザ誘導式放電加工技術について簡単に説明する。
【００２１】
なお、本願において、「レーザ誘導式放電加工技術」とは、以下に示すような、被加工対象に対するレーザ光照射と、電極間放電現象とを組み合わせて、被加工対象に貫通孔を形成する技術の総称を意味する。
【００２２】
図１には、レーザ誘導式放電加工技術に利用される従来のレーザ誘導式放電加工装置の構成の一例を概略的に示す。
【００２３】
図１に示すように、従来のレーザ誘導式放電加工装置１００は、レーザ光源１１０と、高周波高電圧電源１２０と、直流高電圧電源１２５と、切り替えユニット１３０と、一組の電極１４０、１４５とを有する。
【００２４】
電極１４０および１４５は、それぞれ、導体１５０および１５５と電気的に接続されており、これらの導体１５０および１５５は、切り替えユニット１３０を介して、高周波高電圧電源１２０および直流高電圧電源１２５と接続されている。
【００２５】
切り替えユニット１３０は、導体１５０および１５５の接続先を、高周波高電圧電源１２０／直流高圧電源１２５の間で切り替える役割を有する。
【００２６】
このようなレーザ誘導式放電加工装置１００を用いて貫通孔を形成する際には、被加工対象となる絶縁基板１９０が、電極１４０、１４５の間に配置される。さらに、ステージ（図示されていない）を水平方向に移動させることにより、絶縁基板１９０が電極１４０、１４５に対して所定の位置に配置される。
【００２７】
次に、レーザ光源１１０から、対象位置（貫通孔形成位置）に、レーザ光１１３が照射される。これにより、絶縁基板１９０のレーザ光１１３の照射位置１８３の温度が上昇する。
【００２８】
レーザ光１１３の照射後、短時間の内に、切り替えユニット１３０により、導体１５０および１５５が高周波高電圧電源１２０に接続され、これにより、電極１４０、１４５間において、高周波高電圧の放電が生じる。放電は、丁度、レーザ光１１３の照射位置１８３において生じる。これは、この位置では、レーザ光１１３の照射により温度が局部的に上昇しており、絶縁基板の抵抗が他の部分よりも低くなっているためである。
【００２９】
電極１４０、１４５間での放電により、絶縁基板１９０の照射位置１８３には、大きなエネルギーが印加され、絶縁基板１９０が局部的に溶融する。
【００３０】
次に、切り替えユニット１３０により、導体１５０および１５５が直流高圧電源１２５に接続され、両電極１４０、１４５間に、高直流電圧が印加される。これにより、絶縁基板１９０の照射位置１８３の溶融物が除去され、絶縁基板１９０の所望の位置に、貫通孔１８５を形成することができる。
【００３１】
このようなレーザ誘導式放電加工技術では、レーザ光のみを利用するレーザアブレーション技術に比べて、より速やかに絶縁基板に貫通孔を形成できると言われている。
【００３２】
しかしながら、図１に示した従来のレーザ誘導式放電加工装置を使用して複数の貫通孔１８５を形成するためには、一つの貫通孔１８５が形成される度に、絶縁基板１９０を移動させ、レーザ光１１３の焦点が次の貫通孔形成位置に来るように調整する必要がある。
【００３３】
このような操作では、例えば数百個〜数万個のオーダーの貫通孔１８５からなるパターンを絶縁基板１９０に形成する場合など、絶縁基板１９０に極めて多くの貫通孔１８５を形成する場合、極めて多大な稼働時間が必要となってしまう。
【００３４】
これに対して、本発明では、以下に詳しく説明するように、絶縁基板に多数の貫通孔を形成する場合であっても、より迅速に貫通孔を形成することができる。従って、本発明では、貫通孔の加工効率を有意に高めることができる。
【００３５】
（本発明の一実施例によるレーザ誘導式放電加工装置について）
次に、図２を参照して、本発明の一実施例によるレーザ誘導式放電加工装置について説明する。
【００３６】
図２には、本発明の一実施例によるレーザ誘導式放電加工装置（第１のレーザ誘導式放電加工装置）の概略的な構成を示す。
【００３７】
図２に示すように、第１のレーザ誘導式放電加工装置２００は、レーザ光源２１０と、高周波高電圧電源２２０と、直流高圧電源２２５と、切り替えユニット２３０と、第１の電極群２４０と、第２の電極２４５と、分岐光学系２６０とを備える。
【００３８】
なお、レーザ誘導式放電加工装置２００は、「レーザ誘導式放電加工技術」法により、絶縁基板２９０に貫通孔を形成することができる装置である。ここで、絶縁基板２９０は、ガラス基板であっても良い。
【００３９】
レーザ光源２１０は、例えば、１Ｗ〜１００Ｗの出力を有する波長９．４μｍまたは１０．６μｍの二酸化炭素レーザ、波長１０６４ｎｍのＹＡＧレーザ、紫外線レーザなどを使用できる。
【００４０】
第１の電極群２４０は、複数の電極で構成される。例えば、図２の例では、第１の電極群２４０は、電極２４０Ａ、２４０Ｂ、２４０Ｃの３つの電極で構成されている。しかしながら、これは単なる一例であって、第１の電極群２４０を構成する電極の数は、３つに限られない。むしろ、第１の電極群２４０を構成する電極の数は、後述するように、分岐光学系２６０によって得られる分岐レーザ光２１８の数によって定められる。より具体的には、第１の電極群２４０を構成する電極の数は、分岐光学系２６０によって得られる分岐レーザ光２１８の数と等しいか、それ以上であることが好ましい。
【００４１】
第１の電極群２４０と対をなす第２の電極２４５は、単一の電極で構成される。図２の例では、第２の電極２４５は、絶縁基板２９０の直下に配置されている。
【００４２】
ただし、第２の電極２４５の代わりに、第１の電極群２４０と同様の、複数の電極からなる第２の電極群を使用しても良い。この場合、第１の電極群２４０の一つの電極と絶縁基板２９０を挟んで対向する位置にある第２の電極群２４５の一つの電極との間で、一組の電極対が構成される。
【００４３】
第１の電極群２４０の各電極は、第１の導体２５０を介して、切り替えユニット２３０に電気的に接続される。
【００４４】
一方、第２の電極２４５は、第２の導体２５５を介して、切り替えユニット２３０に電気的に接続される。
【００４５】
切り替えユニット２３０は、第１の導体２５０および第２の導体２５５の接続先を、高周波高電圧電源２２０／直流高圧電源２２５の間で切り替える役割を有する。
【００４６】
なお、第１の電極群２４０を構成する電極の数が分岐レーザ光２１８の数よりも多い場合は、第１の電極群２４０と切り替えユニット２３０との間にスイッチ回路を設けても良い。この場合、スイッチ回路は、第１の電極群２４０を構成する各電極のうちのいくつかを選定し、選定された電極を、第１の配線２５０を介して、切り替えユニット２３０の方に接続する役割を有する。
【００４７】
分岐光学系２６０は、レーザ光源２１０と絶縁基板２９０の間の光路に配置され、レーザ光源２１０からのレーザ光２１３を、複数の分岐レーザ光に分岐するとともに、各分岐光を、絶縁基板２９０の所望の位置に誘導する役割を有する。
【００４８】
なお、図２には、煩雑化を避けるため、分岐光学系２６０によって分岐された分岐レーザ光２１８は、分岐レーザ光２１８Ａの１本しか描かれていない。しかしながら、実際には、分岐光学系２６０からは、さらに分岐レーザ光２１８Ｂおよび分岐レーザ光２１８Ｃも出射されていることに留意する必要がある。
【００４９】
ここで、図３を参照して、分岐光学系２６０の構成の一例について説明する。
【００５０】
図３には、分岐光学系２６０およびその周囲の概略的な構成を示す。
【００５１】
図３に示す例では、分岐光学系２６０は、反射ミラー２６２およびＤＯＥ（回折光学素子）レンズ２６８を有する。
【００５２】
ＤＯＥレンズ２６８は、レーザ光源２１０から、レンズ２１１および反射ミラー２６２を介して入射されるレーザ光２１３を、複数の分岐レーザ光２１８に分岐する役割を有する。
【００５３】
例えば、図３に示す例では、ＤＯＥレンズ２６８は、レーザ光２１３を３つの分岐レーザ光（２１８Ａ、２１８Ｂ、２１８Ｃ）に分岐する。
【００５４】
また、ＤＯＥレンズ２６８は、各分岐レーザ光を異なる所望の位置に焦点を結ばせることができる。
【００５５】
例えば、第１の分岐レーザ光２１８Ａは、絶縁基板２９０の第１の貫通孔形成位置２８３Ａに焦点を結ぶ。また、第２の分岐レーザ光２１８Ｂは、絶縁基板２９０の第２の貫通孔形成位置２８３Ｂに焦点を結ぶ。同様に、第３の分岐レーザ光２１８Ｃは、絶縁基板２９０の第３の貫通孔形成位置２８３Ｃに焦点を結ぶ。
【００５６】
従って、このような分岐光学系２６０を使用した場合、単一のレーザ光源２１０を用いて、絶縁基板２９０の複数の位置に、同時にレーザ光の焦点を結ばせることができる。
【００５７】
次に、再度図２および図３を参照して、このような分岐光学系２６０を有するレーザ誘導式放電加工装置２００を用いて、絶縁基板２９０に貫通孔を形成する方法について説明する。
【００５８】
まず、絶縁基板２９０が、第１の電極群２４０と第２の電極２４５の間に配置される。また、ステージ（図示されていない）を水平方向に移動させることにより、絶縁基板２９０が所定の位置に配置される。
【００５９】
次に、レーザ光源２１０から分岐光学系２６０に向かって、レーザ光２１３が照射される。レーザ光源２１０からのレーザ光２１３は、レンズ２１１を介して反射ミラー２６２に照射される。なお、レンズ２１１は、必須の構成ではなく、省略しても良い。
【００６０】
反射ミラー２６２に照射されたレーザ光２１３は、ここで反射され、ＤＯＥレンズ２６８に入射される。
【００６１】
レーザ光２１３は、ＤＯＥレンズ２６８によって、複数の分岐レーザ光２１８Ａ〜２１８Ｃに分岐される。なお、前述のように、図２では、明確化のため、第２の分岐レーザ光２１８Ｂおよび第３の分岐レーザ光２１８Ｃは、省略されていることに留意する必要がある。
【００６２】
第１の分岐レーザ光２１８Ａは、絶縁基板２９０の第１の貫通孔形成位置２８３Ａに照射され、ここに例えば直径１０μｍ〜５０μｍの範囲の焦点スポットが形成される。これにより、第１の貫通孔形成位置２８３Ａの温度が上昇する。
【００６３】
同様に、第２の分岐レーザ光２１８Ｂは、絶縁基板２９０の第２の貫通孔形成位置２８３Ｂに照射され、これにより、第２の貫通孔形成位置２８３Ｂの温度が上昇する。また、第３の分岐レーザ光２１８Ｃは、絶縁基板２９０の第３の貫通孔形成位置２８３Ｃに照射され、これにより、第３の貫通孔形成位置２８３Ｃの温度が上昇する。
【００６４】
次に、切り替えユニット２３０により、第１の導体２５０および第２の導体２５５が高周波高電圧電源２２０の側に接続される。これにより、第１の電極群２４０の電極２４０Ａ、２４０Ｂ、２４０Ｃ（以下、「選定電極（２４０Ａ、２４０Ｂ、２４０Ｃ）」と称する）と、第２の電極２４５とが、切り替えユニット２３０を介して高周波高電圧電源２２０に接続される。
【００６５】
これにより、選定電極２４０Ａと第２の電極２４５の間、選定電極２４０Ｂと第２の電極２４５の間、ならびに選定電極２４０Ｃと第２の電極２４５の間で、高周波高電圧の放電が生じる。なお、放電は、絶縁基板２９０の第１の貫通孔形成位置２８３Ａ、第２の貫通孔形成位置２８３Ｂ、および第３の貫通孔形成位置２８３Ｃにおいて生じる。これは、これらの位置では、分岐レーザ光２１８Ａ〜２１８Ｃの照射により温度が局部的に上昇しており、絶縁基板２９０の抵抗が他の部分よりも低くなっているためである。
【００６６】
選定電極２４０Ａと第２の電極２４５の間の放電により、絶縁基板２９０の第１の貫通孔形成位置２８３Ａには、大きなエネルギーが印加され、絶縁基板２９０が局部的に溶融する。同様に、選定電極２４０Ｂと第２の電極２４５の間の放電により、絶縁基板２９０の第２の貫通孔形成位置２８３Ｂにおいて、絶縁基板２９０が局部的に溶融する。また、選定電極２４０Ｃと第２の電極２４５の間の放電により、絶縁基板２９０の第３の貫通孔形成位置２８３Ｃにおいて、絶縁基板２９０が局部的に溶融する。
【００６７】
その直後に、切り替えユニット２３０により、導体２５０および２５５の接続先が直流高圧電源２２５の側に切り替えられる。
【００６８】
これにより、選定電極２４０Ａと第２の電極２４５の間に、高直流電圧が印加される。また、高直流電圧の印加により、絶縁基板２９０の第１の貫通孔形成位置２８３Ａの溶融物が除去され、絶縁基板２９０の第１の貫通孔形成位置２８３Ａに、貫通孔２８５Ａが形成される。
【００６９】
同様に、選定電極２４０Ｂと第２の電極２４５の間、および選定電極２４０Ｃと第２の電極２４５の間にも、高直流電圧が印加される。従って、絶縁基板２９０の第２の貫通孔形成位置２８３Ｂの溶融物が除去され、絶縁基板２９０の第２の貫通孔形成位置２８３Ｂに、貫通孔２８５Ｂが形成される。また、絶縁基板２９０の第３の貫通孔形成位置２８３Ｃの溶融物が除去され、絶縁基板２９０の第３の貫通孔形成位置２８３Ｃに、貫通孔２８５Ｃが形成される。
【００７０】
このように、本発明の一実施例によるレーザ誘導式放電加工装置２００を使用した場合、絶縁基板２９０に、一度に複数の貫通孔２８５Ａ〜２８５Ｃを形成することができる。
【００７１】
本発明の一実施例によるレーザ誘導式放電加工装置２００では、従来のような貫通孔を一つ形成するたびに、レーザ光の焦点位置を変えるため、絶縁基板２９０を移動させるという操作が省略または低減される。その結果、レーザ誘導式放電加工装置２００を使用した場合、貫通孔の形成に必要な時間を有意に抑制することができる。
【００７２】
なお、図３では、反射ミラー２６２およびＤＯＥレンズ２６８を備える分岐光学系２６０を例に、その構成および機能を説明した。しかしながら、分岐光学系２６０の構成は、これに限られるものではない。例えば、分岐光学系２６０は、ハーフミラーと集光レンズの組み合わせを複数有するようにして構成されても良い。ハーフミラーを使用することにより、レーザ光源からの単一のレーザ光を、反射レーザ光と透過レーザ光に分割できる。この場合、ハーフミラーによって生じた反射レーザ光を、集光レンズにより絶縁基板に焦点を結ばせるとともに、ハーフミラーによって生じた透過レーザ光を別の集光レンズで絶縁基板に焦点を結ばせることにより、絶縁基板に複数の分岐レーザ光を照射させることができる。
【００７３】
また、以上の例では、簡略化のため、一列に並んだ３つの貫通孔を絶縁基板２９０に形成する場合を想定して、レーザ誘導式放電加工装置２００の構成を説明した。
【００７４】
しかしながら、これは単なる一例であって、絶縁基板に一度に形成される貫通孔の数は、特に限られない。また、貫通孔形成位置の配置パターンも、特に限られない。例えば、貫通孔形成位置の配置パターンは、一列に沿って５０個〜１００個の貫通孔形成位置を有するパターンであっても良い。この場合、分岐光学系２６０により、一列分の貫通孔形成位置に相当する数の分岐レーザ光が形成されても良い。また、この場合、第１の電極群は、これらの分岐レーザ光のそれぞれに対応する数の電極を備えても良い。
【００７５】
（本発明の一実施例による別のレーザ誘導式放電加工装置について）
次に、図４を参照して、本発明の一実施例による別のレーザ誘導式放電加工装置について説明する。
【００７６】
図４には、本発明の一実施例による第２のレーザ誘導式放電加工装置の概略的な構成を示す。
【００７７】
第２のレーザ誘導式放電加工装置３００は、基本的に図２に示した第１のレーザ誘導式放電加工装置２００と同様の構成を有する。従って、図４において、図２と同様の部材には、図２に示した参照符号に１００を加えた参照符号が付されている。なお、図４において、切り替えユニットおよび第１の電極群など、一部の部材は省略されている。
【００７８】
ただし、第２のレーザ誘導式放電加工装置３００は、図２に示した第１のレーザ誘導式放電加工装置２００とは異なり、分岐光学系３６０と絶縁基板３９０の間の光路に、回転光学系３７０を備える。
【００７９】
より具体的には、分岐光学系３６０から出射される第１の分岐レーザ光３１８Ａと絶縁基板３９０との間に、第１の回転光学系３７０Ａが配置され、分岐光学系３６０から出射される第２の分岐レーザ光３１８Ｂと絶縁基板３９０との間に、第２の回転光学系３７０Ｂが配置され、分岐光学系３６０から出射される第３の分岐レーザ光３１８Ｃと絶縁基板３９０との間に、第３の回転光学系３７０Ｃが配置される。
【００８０】
回転光学系３７０（３７０Ａ〜３７０Ｃ）は、「回転方式」により、分岐光学系３６０からの分岐レーザ光を、絶縁基板３９０の所望の位置に誘導する役割を有する。
【００８１】
そのような回転光学系３７０は、例えば、ガルバノミラーとｆ−θレンズの組み合わせで構成されても良い。あるいは、回転光学系３７０は、例えば、ポリゴンミラーとｆ−θレンズの組み合わせで構成されても良い。
【００８２】
以下、図５を参照して、回転光学系３７０がガルバノミラーとｆ−θレンズの組み合わせで構成される場合を例に、回転光学系３７０の動作について説明する。なお、以下の説明では、第１の回転光学系３７０Ａを例に、その動作について説明する。
【００８３】
図５には、第２のレーザ誘導式放電加工装置３００を用いて複数の貫通孔を形成する際の、回転光学系３７０Ａの動作を模式的に示す。
【００８４】
図５に示すように、この回転光学系３７０Ａは、ガルバノミラー３７２およびｆ−θレンズ３７８の組み合わせにより構成される。
【００８５】
第２のレーザ誘導式放電加工装置２００を用いて貫通孔を形成する場合、前述のように、レーザ光源３１０からのレーザ光３１３が、レンズ３１１を介して分岐光学系３６０に照射される。分岐光学系３６０に入射されたレーザ光は、分岐光学系３６０のＤＯＥレンズ３６８により、複数の分岐レーザ光３１８Ａ〜３１８Ｃに分岐される（図４参照）。
【００８６】
ここで、図５（ａ）に示すように、第１の分岐レーザ光３１８Ａは、ガルバノミラー３７２に照射される。
【００８７】
ガルバノミラー３７２は、第１の分岐レーザ光３１８Ａの進行方向に対して、第１の傾斜角α１で配置されている。このため、第１の分岐レーザ光３１８Ａは、ガルバノミラー３７２において、第１の傾斜角α１に対応する所定の角度で反射され、レーザ光３５７Ａ１となる。この反射レーザ光３５７Ａ１は、ｆ−θレンズ３７８に照射される。ｆ−θレンズ３７８は、レーザ光３５７Ａ１が、第１の貫通孔形成位置３８３Ａ１に焦点を結ばせるように調整されている。
【００８８】
このため、レーザ光３５７Ａ１が絶縁基板３９０の第１の貫通孔形成位置３８３Ａ１に照射され、第１の貫通孔形成位置３８３Ａ１の温度が上昇する。
【００８９】
次に、前述のように、切り替えユニット（図示されていない）を介して、例えば第１のレーザ誘導式放電加工装置１００に示した選定電極２４０Ａと第２の電極２４５のような、選定電極組（図示されていない）の間に、高周波高電圧が印加される。これにより、選定電極組の間に、高周波高電圧の放電が生じる。
【００９０】
次に、前述のように、切り替えユニット（図示されていない）により、選定電極組の間に、直流高電圧が印加される。これにより、絶縁基板３９０の第１の貫通孔形成位置３８３Ａ１の溶融物が除去され、絶縁基板３９０の第１の貫通孔形成位置３８３Ａ１に、貫通孔３８５Ａ１が形成される。
【００９１】
次に、図５（ｂ）に示すように、第２の貫通孔を形成する際に、ガルバノミラー３７２が回転する。ガルバノミラー３７２は、分岐レーザ光３１８Ａの進行方向に対して、第２の傾斜角α２となるように回転する。
【００９２】
この際に、分岐レーザ光３１８Ａは、第２の傾斜角α２で配置されたガルバノミラー３７２によって、第２の傾斜角α２に対応する所定の角度で反射され、レーザ光３５７Ａ２となる。このレーザ光３５７Ａ２は、ｆ−θレンズ３７８に照射される。ｆ−θレンズ３７８によって、レーザ光３５７Ａ２は、第１の貫通孔形成位置３８３Ａ１とは異なる、第２の貫通孔形成位置３８３Ａ２に焦点を結ぶ。これにより、第２の貫通孔形成位置３８３Ａ２の温度が上昇する。
【００９３】
次に、前述のように、切り替えユニット（図示されていない）により、例えば第１のレーザ誘導式放電加工装置１００に示した選定電極２４０Ｂと第２の電極２４５のような、選定電極組（図示されていない）の間に、直流高電圧が印加される。これにより、絶縁基板３９０の第２の貫通孔形成位置３８３Ａ２の溶融物が除去され、絶縁基板３９０の第２の貫通孔形成位置３８３Ａ２に、貫通孔３８５Ａ２が形成される。
【００９４】
次に、図３（ｃ）に示すように、第３の貫通孔を形成する際に、ガルバノミラー３７２がさらに回転する。ガルバノミラー３７２は、分岐レーザ光３１８Ａの進行方向に対して、第３の傾斜角α３となるように回転する。
【００９５】
分岐レーザ光３１８Ａは、第３の傾斜角α３で配置されたガルバノミラー３７２によって、第３の傾斜角α３に対応する所定の角度で反射され、レーザ光３５７Ａ３となる。このレーザ光３５７Ａ３は、ｆ−θレンズ３７８に照射される。ｆ−θレンズ３７８によって、レーザ光３５７Ａ３は、第１の貫通孔形成位置３８３Ａ１および第２の貫通孔形成位置３８３Ａ２とは異なる、第３の貫通孔形成位置３８３Ａ３に焦点を結ぶ。これにより、第３の貫通孔形成位置３８３Ａ３の温度が上昇する。
【００９６】
次に、前述のように、切り替えユニット（図示されていない）により、例えば第１のレーザ誘導式放電加工装置１００に示した選定電極２４０Ｃと第２の電極２４５のような、選定電極組（図示されていない）の間に、直流高電圧が印加される。これにより、絶縁基板３９０の第３の貫通孔形成位置３８３Ａ３の溶融物が除去され、絶縁基板３９０の第３の貫通孔形成位置３８３Ａ３に、貫通孔３８５Ａ３が形成される。
【００９７】
このような操作が、回転光学系３７０Ｂおよび回転光学系３７０Ｃを用いて、それぞれ、第２の分岐レーザ光３１８Ｂおよび第３の分岐レーザ光３１８Ｃに対しても同様に実施される。
【００９８】
このように、第２のレーザ誘導式放電加工装置２００では、回転光学系３７０の動作により、一つの分岐レーザ光（３１８Ａ〜３１８Ｃ）を用いて、複数の貫通孔形成位置に、順次貫通孔を形成することができる。
【００９９】
従って、第２のレーザ誘導式放電加工装置２００では、分岐光学系３６０と回転光学系３７０との協働により、貫通孔の形成に必要な時間をよりいっそう低減できる。
【０１００】
なお、以上の記載では、説明をわかりやすくするため、絶縁基板上に各貫通孔形成位置が一次元的に配列される場合を例に、本発明の一実施例によるレーザ誘導式放電加工装置の構成および動作について説明した。
【０１０１】
しかしながら、実際の貫通孔加工技術の分野では、絶縁基板の貫通孔形成位置は、縦横の二次元的に（規則的にまたはランダムに）配列される場合がほとんどである。
【０１０２】
そこで、以下、一例として、図６を参照して、そのような二次元配列の貫通孔パターンを形成する際の、本発明の一実施例によるレーザ誘導式放電加工装置の動作について説明する。なお、以下の説明では、前述の図２に示したようなレーザ誘導式放電加工装置２００を使用して、貫通孔を形成する場合を例に説明する。
【０１０３】
図６には、貫通孔形成位置のパターン５８３Ｐを有する絶縁基板５９０を示す。
【０１０４】
パターン５８３Ｐは、縦（Ｙ方向）、横（Ｘ方向）に沿って、規則的に配列された貫通孔形成位置で構成される。各貫通孔形成位置は、それぞれのＸＹ座標を使用して、（１，１）〜（ｎ，ｍ）で表されている（以下、貫通孔を表現する際にも、同様のＸＹ座標を使用する）。別の表現をすれば、パターン５８３Ｐは、第１のＹ座標においてＸ方向に配列された第１の貫通孔列Ｘ１、第２のＹ座標においてＸ方向に配列された第２の貫通孔列Ｘ２...第ｍのＹ座標においてＸ方向に配列された第ｍの貫通孔列Ｘｍで構成される。
【０１０５】
第１の貫通孔列Ｘ１は、ｎ個の貫通孔形成位置（１，１）、（２，１）、（３，１）...（ｎ，１）で構成される。第２の貫通孔列Ｘ２は、ｎ個の貫通孔形成位置（１，２）、（２，２）、（３，２）...（ｎ，２）で構成され、第ｍの貫通孔列Ｘｍは、ｎ個の貫通孔形成位置（１，ｍ）、（２，ｍ）、（３，ｍ）...（ｎ，ｍ）で構成される。
【０１０６】
このような貫通孔形成位置のパターン５８３Ｐに従って、レーザ誘導式放電加工装置２００により、合計ｍ×ｎ個の貫通孔を形成する場合、レーザ誘導式放電加工装置２００は、第１の貫通孔列Ｘ１の各貫通孔形成位置に対応する電極を有する第１の電極群を備えるように構成される。すなわち、第１の電極群は、ｎ個の電極を有する。
【０１０７】
レーザ誘導式放電加工装置２００の動作の際には、まず、分岐光学系２６０により、ｎ本の分岐レーザ光が形成される。これらの分岐レーザ光は、第１の貫通孔列Ｘ１の各貫通孔形成位置に、同時に照射される。その後、第１の電極群のｎ個の電極を用いて、前述の動作（高周波高電圧印加および高直流電圧印加）により、各貫通孔（１，１）、（２，１）、（３，１）...（ｎ，１）が形成される。
【０１０８】
次に、ステージを用いて、絶縁基板５９０が、Ｙ方向に距離Ｐ１だけ移動される。そして、第２の貫通孔列Ｘ２に対して、第１の貫通孔列Ｘ１と同様の処理が行われる。これにより、第２の貫通孔列Ｘ２の各貫通孔形成位置に、各貫通孔（１，２）、（２，２）、（３，２）...（ｎ，２）が形成される。
【０１０９】
次に、ステージを用いて、絶縁基板５９０が、Ｙ方向に距離Ｐ２だけ移動される。
【０１１０】
このような操作の繰り返しにより、レーザ誘導式放電加工装置２００を用いて、二次元配列の貫通孔パターンを形成することができる。
【０１１１】
この方法では、Ｘ１〜Ｘｍの各貫通孔列に貫通孔を形成する度に、ステージ等を用いて、絶縁基板５９０を、第１の電極群を構成する電極（または分岐レーザ光の照射位置）に対して相対的に移動させる必要がある。しかしながら、そのような時間を考慮しても、レーザ誘導式放電加工装置２００では、一つの貫通孔を形成する度に、絶縁基板を電極（またはレーザ光の照射位置）に対して相対的に移動させる必要がある従来のレーザ誘導式放電加工装置に比べて、貫通孔の加工時間を短縮することができる。
【０１１２】
以上、いくつかの具体的な装置の構成例を参照して、本発明の一実施例について説明した。しかしながら、上記装置構成は、単なる一例に過ぎず、他の装置構成を適用しても良いことは当業者には明らかである。例えば、第１および第２のレーザ誘導式放電加工装置２００において、第２の電極は、ステージとしての機能を兼ねても良い。その他にも、各種変更および／または置換が可能である。
【０１１３】
（時間短縮効果について）
次に、前述の第１のレーザ誘導式放電加工装置２００を使用して、絶縁基板に多数の貫通孔を形成する場合に、必要となる加工時間を試算した。また、得られた加工時間の計算結果を、従来のレーザ誘導式放電加工装置１００を使用した場合の加工時間の計算結果と比較した。
【０１１４】
加工時間の試算には、以下の前提条件を使用した：
貫通孔形成位置６８３のパターンは、図７に示すように、絶縁基板６９０の表面に対して、Ｘ方向Ｙ方向にマトリクス状に配置される（Ｘ方向に沿った貫通孔形成位置６８３の配列を、それぞれ、Ｘ１...Ｘｎ...Ｘ１００と称する）。
【０１１５】
より詳しく説明すると、貫通孔形成位置６８３は、縦１００個×横１００個のパターンで構成され、ここで、ピッチＰｘ＝Ｐｙ＝２００μｍである。
【０１１６】
加工処理後に各貫通孔形成位置６８３に形成される各貫通孔６８５の最大直径（絶縁基板６９０の一方の表面における開口の直径）は、１５μｍとする。
【０１１７】
このような前提条件の下、各レーザ誘導式放電加工装置による貫通孔の加工時間について検討した。
【０１１８】
（従来のレーザ誘導式放電加工装置１００を使用した場合の加工時間）
図８には、従来のレーザ誘導式放電加工装置１００を使用して、複数の貫通孔を形成する場合のタイミングチャートを示す。
【０１１９】
ここで、一つの貫通孔を形成するために必要な時間を１周期Ｔとすると、この１周期Ｔの中には、（ｉ）貫通孔形成位置へのレーザ光の照射時間τ１、（ｉｉ）電極組間への高周波高電圧印加時間τ２、（ｉｉｉ）電極組間への直流高電圧印加時間τ３および直流高電圧電源の充電時間τ４、ならびに（ｉｖ）ステージの移動時間τ５等が含まれる。
【０１２０】
このうち、電極組間への高周波高電圧印加時間τ２は、１ｍｓｅｃ程度であるが、この印加時間τ２は、レーザ光の照射時間τ１とオーバーラップしているため、ここでは考慮する必要はない。また、電極組間への直流高電圧印加時間τ３は、通常、極めて短いため、考慮する必要はない。従って、１周期Ｔは、実質的には、レーザ光の照射時間τ１、直流高電圧電源の充電時間τ４、およびステージの移動時間τ５によって決まることになる。
【０１２１】
このうち、レーザ光の照射時間τ１は、１０ｍｓｅｃ程度である。直流高電圧電源の充電時間τ４は、５ｍｓｅｃ程度である。また、貫通孔６８５間のピッチが２００μｍであるため、１回のステージ移動に必要な移動時間τ５は、ステージの移動速度を５ｍｍ／ｓｅｃとして、約４０ｍｓｅｃとなる。なお、直流高電圧充電時間τ４は、ステージの移動時間τ５とオーバーラップできる。
【０１２２】
これらをまとめると、図８のようになる。すなわち、１周期Ｔ≒５０ｍｓｅｃとなる。
【０１２３】
ここで、従来のレーザ誘導式放電加工装置１００では、一つの貫通孔６８５を形成する度に、ステージにより、絶縁基板６９０をピッチＰｘ分だけＸ方向に移動させる必要がある。また、従来のレーザ誘導式放電加工装置１００では、分岐光学系が存在しないため、各貫通孔６８５を形成するためには、常に１周期Ｔの時間が必要となる。
【０１２４】
さらに、例えば、図７において、Ｘ方向における一列分の１００個の貫通孔６８５を形成した後には、ステージを用いて、絶縁基板６９０をＹ方向に、ピッチＰｙ分だけ移動させる必要がある。この時間は、前述のように、４０ｍｓｅｃである。
【０１２５】
以上のことを考慮した場合、図７に示したような縦横１００個ずつ、合計１００００個の貫通孔６８５のパターンを得るには、
０．０１０（秒）×１００（列）×１００（行）：加工時間
＋０．０４（秒）×９９（列）×９９（行）    ：同じ行でのステージ移動時間
＋０．０４（秒）×９９（行）                ：異なる行でのステージ移動時間
として、トータル４９６秒の加工時間が必要となる。
【０１２６】
（本発明による第１のレーザ誘導式放電加工装置を使用した場合の加工時間）
次に、本発明による第１のレーザ誘導式放電加工装置２００を使用した場合の加工時間について検討する。なお、第１の電極群の電極数は、図７のＸ方向の一つの列Ｘｎに含まれる貫通孔形成位置６８３の数と同じ１００個とする。
【０１２７】
図９には、第１のレーザ誘導式放電加工装置２００を使用して、複数の貫通孔を形成する場合のタイミングチャートを示す。
【０１２８】
ここでも、一つの貫通孔を形成するために必要な時間を１周期Ｔとすると、この１周期Ｔの中には、（ｉ）貫通孔形成位置へのレーザ光の照射時間τ１（１０ｍｓｅｃ）、（ｉｉ）電極間への高周波高電圧印加時間τ２（１ｍｓｅｃ）、ならびに（ｉｉｉ）電極間への直流高電圧印加時間τ３および直流高電圧電源の充電時間τ４（５ｍｓｅｃ）が含まれる。
【０１２９】
しかしながら、第１のレーザ誘導式放電加工装置２００では、分岐光学系２６０が存在するため、単一のレーザ光を１００本の分岐レーザ光に分岐することができる。従って、１周期Ｔの処理で、一度に一つの列Ｘｎに１００個の貫通孔を形成することができ、一つの列Ｘｎ中の処理に対して、ステージの移動時間τ５は省略することができる。
【０１３０】
従って、基本的な１周期Ｔ≒１０ｍｓｅｃとなる。
【０１３１】
ただし、第１のレーザ誘導式放電加工装置２００を使用する場合も、Ｘ方向における一列分Ｘｎの１００個の貫通孔６８５を形成した後には、ステージを用いて、絶縁基板６９０をＹ方向に、ピッチＰｙ分だけ移動させる必要がある。この時間は、前述のように、４０ｍｓｅｃである。
【０１３２】
以上のことを考慮した場合、図７に示したような縦横１００個ずつ、合計１００００個の貫通孔６８５のパターンを得るには、
０．０１０（ｓｅｃ／１列分）×１００（列）  ：加工時間
＋０．０４（ｓｅｃ）×９９（回）            ：異なる行でのステージ移動時間
として、トータル４．９６秒の加工時間が必要となる。
【０１３３】
このように、第１のレーザ誘導式放電加工装置２００を使用した場合、従来のレーザ誘導式放電加工装置１００に比べて、同じ貫通孔パターンを形成するのに必要な時間が有意に抑制されることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【０１３４】
本発明は、インターポーザ用絶縁基板の製造技術等に利用することができる。
【符号の説明】
【０１３５】
１００    従来のレーザ誘導式放電加工装置
１１０    レーザ光源
１１３    レーザ光
１２０    高周波高電圧電源
１２５    直流高電圧電源
１３０    切り替えユニット
１４０、１４５  電極
１５０、１５５  導体
１８３    照射位置
１８５    貫通孔
１９０    絶縁基板
２００    第１のレーザ誘導式放電加工装置
２１０    レーザ光源
２１１    レンズ
２１３    レーザ光
２１８、２１８Ａ〜２１８Ｃ  分岐レーザ光
２２０    高周波高電圧電源
２２５    直流高電圧電源
２３０    切り替えユニット
２４０    第１の電極群
２４０Ａ、２４０Ｂ、２４０Ｃ  電極
２４５    第２の電極
２５０    第１の導体
２５５    第２の導体
２６０    分岐光学系
２６２    反射ミラー
２６８    ＤＯＥレンズ
２８３Ａ〜２８３Ｃ  貫通孔形成位置
２８５、２８５Ａ、２８５Ｂ、２８５Ｃ  貫通孔
２９０    絶縁基板
３００    第２のレーザ誘導式放電加工装置
３１０    レーザ光源
３１１    レンズ
３１３    レーザ光
３１８、３１８Ａ〜３１８Ｃ  分岐レーザ光
３５７Ａ１、３５７Ａ２、３５７Ａ３  レーザ光
３６０    分岐光学系
３６２    反射ミラー
３６８    ＤＯＥレンズ
３７０、３７０Ａ〜３７０Ｃ  回転光学系
３７２    ガルバノミラー
３７８    ｆ−θレンズ
３８３Ａ１〜３８３Ａ３  貫通孔形成位置
３８５Ａ１、３８５Ａ２、３８５Ａ３  貫通孔
３９０    絶縁基板
５８３Ｐ  貫通孔形成位置のパターン
５９０    絶縁基板
６８３    貫通孔形成位置
６８５    貫通孔
６９０    絶縁基板
【図１】
2014076513.tif 000003
【図２】
2014076513.tif 000004
【図３】
2014076513.tif 000005
【図４】
2014076513.tif 000006
【図５】
2014076513.tif 000007
【図６】
2014076513.tif 000008
【図７】
2014076513.tif 000009
【図８】
2014076513.tif 000010
【図９】
2014076513.tif 000011