(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザー発振器、テーブルをＸ方向に移動するＸ軸機構、加工ヘッドをＹ方向に移動するＹ軸機構、及びスキャナとｆθレンズとからなる加工ヘッド光学系により前記テーブルにセットされたワーク上で、集光スポットの位置決めを行う加工ヘッドとから構成され、前記テーブルと前記加工ヘッドとを、ＸＹ方向に相対移動させてワークをレーザーで加工するＸ、Ｙ独立駆動方式の位置決め機構と、
ビーム径とエネルギー分布を設定し、前記集光スポットにより加工するワークの穴径と穴形状を決定する光学系からなる主要光学系とを備えたレーザー加工装置において、
前記主要光学系と前記加工ヘッド光学系との間に、光路長補正機構とを備え、
前記加工ヘッドが移動しても、前記主要光学系と前記加工ヘッド光学系の距離が一定に保たれ、同じ工程でエネルギー分布が均一なビームとガウシアン分布のビームにより、ブラインドホール加工とスルーホール加工を行うことを可能とした、
ことを特徴とするＸ、Ｙ独立駆動方式のレーザー加工装置。
【請求項２】
レーザー発振器、テーブルをＸ方向に移動するＸ軸機構、加工ヘッドをＹ方向に移動するＹ軸機構、及びスキャナとｆθレンズとからなる加工ヘッド光学系により前記テーブルにセットされたワーク上で、集光スポットの位置決めを行う加工ヘッドとから構成され、前記テーブルと前記加工ヘッドとを、ＸＹ方向に相対移動させてワークをレーザーで加工するＸ、Ｙ独立駆動方式の位置決め機構と、
ビーム径とエネルギー分布を設定し、前記集光スポットにより加工するワークの穴径と穴形状を決定する光学系からなる主要光学系とを備えたレーザー加工装置において、
上下２段の２階層からなる台座を有し、１階の台座には、前記レーザー発振器及び光路長補正機構を、２階の台座には、前記主要光学系を配置し、
１階の台座にある前記レーザー発振器から出射されたビームを、まず２階の台座にある前記主要光学系へと導き、つぎに１階の台座にある前記光路長補正機構へと導いた後、前記加工ヘッド光学系にビームを転送する、
ことを特徴としたＸ、Ｙ独立駆動方式のレーザー加工装置。
【請求項３】
レーザー発振器、テーブルをＸ方向に移動するＸ軸機構、加工ヘッドをＹ方向に移動するＹ軸機構、及びスキャナとｆθレンズとからなる加工ヘッド光学系により前記テーブルにセットされたワーク上で、加工スポットの位置決めを行う加工ヘッドとから構成され、前記テーブルと前記加工ヘッドとを、ＸＹ方向に相対移動させてワークをレーザーで加工するＸ、Ｙ独立駆動方式の位置決め機構と、
ビーム径とエネルギー分布を設定し、前記加工スポットにより加工するワークの穴径と穴形状を決定する光学系からなる主要光学系とを備えたレーザー加工装置において、
上下２段の２階層からなる台座を有し、１階の台座には、前記レーザー発振器を、２階の台座には、前記主要光学系及び光路長補正機構を配置し、
１階の台座にある前記レーザー発振器から出射されたビームを、まず２階の台座にある前記主要光学系へと導き、つぎに前記光路長補正機構へと導いた後、前記加工ヘッド光学系にビームを転送する、
ことを特徴としたＸ、Ｙ独立駆動方式のレーザー加工装置。
【請求項４】
前記光路長補正機構は、
前記Ｙ軸機構と同期動作し、速度比がＹ軸機構の１／２Ｎ（Ｎ＝１，２・・）の移動機構の移動部と、
該移動部に設置された２Ｎ個の移動ミラー及び２Ｎ−２個の位置固定ミラーとを備え、
前記移動部の動作時に該移動部の移動ストロ−クを前記Ｙ軸機構のストロ−クの１／２Ｎとし、前記主要光学系のマスクと前記加工ヘッド光学系間の光路長を一定に保つ、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のＸ、Ｙ独立駆動方式のレーザー加工装置。
【請求項５】
前記光路長補正機構は、
前記２Ｎ個の移動ミラ−の位置を基準位置から移動部により定量シフトさせ、シフト量により任意の加工スポット径を設定する、
ことを特徴とする請求項４に記載のＸ、Ｙ独立駆動方式のレーザー加工装置。
【請求項６】
前記主要光学系は移動可能なミラーを備え、該ミラーを移動させることにより、マスク転写光学系と焦点光学系を切り替えて使用可能にした、
ことを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載のＸ、Ｙ独立駆動方式のレーザー加工装置。
【請求項７】
レーザー発振器、テーブルをＸ方向に移動するＸ軸機構、加工ヘッドをＹ方向に移動するＹ軸機構、及びスキャナとｆθレンズとからなる加工ヘッド光学系により前記テーブルにセットされたワーク上で、集光スポットの位置決めを行う加工ヘッドとから構成され、前記テーブルと前記加工ヘッドとを、ＸＹ方向に相対移動させてワークをレーザーで加工するＸ、Ｙ独立駆動方式の位置決め機構と、
ビーム径とエネルギー分布を設定し、前記集光スポットにより加工するワークの穴径と穴形状を決定する光学系からなる主要光学系とを備えたレーザー加工装置において、
前記主要光学系と前記加工ヘッド光学系との間に、光路長補正機構とを備え、
前記主要光学系と前記加工ヘッド光学系との距離により、集光スポットの径を設定することを可能とした、
ことを特徴とするＸ、Ｙ独立駆動方式のレーザー加工装置。
【請求項８】
レーザー発振器、テーブルをＸ方向に移動するＸ軸機構、加工ヘッドをＹ方向に移動するＹ軸機構、及びスキャナとｆθレンズとからなる加工ヘッド光学系により前記テーブルにセットされたワーク上で、集光スポットの位置決めを行う加工ヘッドとから構成され、前記テーブルと前記加工ヘッドとを、ＸＹ方向に相対移動させてワークをレーザーで加工するＸ、Ｙ独立駆動方式の位置決め機構と、
ビーム径とエネルギー分布を設定し、前記集光スポットにより加工するワークの穴径と穴形状を決定する光学系からなる主要光学系とを備えたレーザー加工装置において、
上下２段の２階層からなる台座を有し、１階の台座には、前記レーザー発振器及び光路長補正機構を、２階の台座には、前記主要光学系を配置し、
１階の台座にある前記レーザー発振器から出射されたビームを、まず２階の台座にある前記主要光学系へと導き、つぎに１階の台座にある前記光路長補正機構へと導いた後、前記加工ヘッド光学系に出射し、前記主要光学系と前記加工ヘッド光学系との距離により、集光スポットの径を設定することを可能とした、
ことを特徴としたＸ、Ｙ独立駆動方式のレーザー加工装置。
【請求項９】
レーザー発振器、テーブルをＸ方向に移動するＸ軸機構、加工ヘッドをＹ方向に移動するＹ軸機構、及びスキャナとｆθレンズとからなる加工ヘッド光学系により前記テーブルにセットされたワーク上で、集光スポットの位置決めを行う加工ヘッドとから構成され、前記テーブルと前記加工ヘッドとを、ＸＹ方向に相対移動させてワークをレーザーで加工するＸ、Ｙ独立駆動方式の位置決め機構と、
ビーム径とエネルギー分布を設定し、前記集光スポットにより加工するワークの穴径と穴形状を決定する光学系からなる主要光学系とを備えたレーザー加工装置において、
上下２段の２階層からなる台座を有し、１階の台座には、前記レーザー発振器を、２階の台座には、前記主要光学系及び光路長補正機構を配置し、
１階の台座にある前記レーザー発振器から出射されたビームを、まず２階の台座にある前記主要光学系へと導き、つぎに前記光路長補正機構へと導いた後、前記加工ヘッド光学系に出射し、前記主要光学系と前記加工ヘッド光学系との距離により、集光スポットの径を設定することを可能とした、
ことを特徴としたＸ、Ｙ独立駆動方式のレーザー加工装置。
【請求項１０】
前記光路長補正機構は、
前記Ｙ軸機構と同期動作し、速度比が前記Ｙ軸機構の１／２Ｎ（Ｎ＝１，２・・）の移動機構の移動部と、
該移動部に設置された２Ｎ個の移動ミラー及び２Ｎ−２個の位置固定ミラーとを備え、
前記移動部の動作させた時の前記主要光学系と前記ヘッド光学系との距離により加工スポットの径を設定する、
ことを特徴とする請求項７から９のいずれか１項に記載のＸ、Ｙ独立駆動方式のレーザー加工装置。
【請求項１１】
前記レーザー発振器、前記主要光学系及び前記光路長補正機構は、カバーにより外部と遮蔽し、該カバー内部にパージ気体を供給するとともに、該カバーに設けられた開閉自在の放出窓を通して、前記パージ気体を外部に放出する、
ことを特徴とする請求項１から１０までのいずれか１項に記載のＸ、Ｙ独立駆動方式のレーザー加工装置。
【請求項１２】
前記主要光学系は、少なくとも複数の位置が固定されたミラーと単数の移動可能なミラー、コリメータ及びマスクとからなる、
ことを特徴とする請求項１から１１までのいずれか１項に記載のＸ、Ｙ独立駆動方式のレーザー加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント配線基板等の穴あけ加工を行う、Ｘ、Ｙ独立駆動方式のレーザー加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、レ−ザーによるプリント配線基板等のブラインドホール穴あけは、マスク転写光学系による穴径と同径のスポットでパルスを重畳加工する方式により、またスルーホール穴あけは焦点光学系による穴径よりも小さなスポットを円周動作させて所定の穴径をえる方式により行われている。一定の穴径を得るためには、光路長を一定に保つ必要があり、装置の構造は、位置固定の加工ヘッドに対してワークをＸＹ方向に移動するＸＹテーブル方式が一般的である。
【０００３】
図２１は、従来のレーザー穴あけ装置に適用されているＸＹテーブル方式のモデルである。光学系を搭載する装置本体（図省略）は、装置ベッド上に位置固定で設置された加工ヘッド１０５に対して、装置ベッドに設置されたＸＹテーブルの移動部にセットされた基板１０４（鎖線）を、ＸＹ方向（図中矢印方向）に移動させて位置決めする。加工ヘッド１０５には焦点調整用のＺ移動機構１０８、スキャナユニット１０９、集光用のｆθレンズ１１０が設置されており、レーザー発振器１１３から出射されたビーム１１４は、加工ヘッド１０５に導かれ、２つのスキャナミラー（図示せず）の振り角により、加工スポット(以後スポットという）を基板表面に位置決めして、ＸＹ方向の狭域（スキャナの動作領域）を高速で加工する。狭域の加工を終えると、ＸＹテーブルが次の加工位置にステップ移動する手順を繰り返して基板全域の加工が行われる。
【０００４】
１１５は後述のビームシェーパに入射するビーム径を設定するためのコリメータ、１１６はスポットのエネルギー分布を均一化するためのビームシェーパ、１１７はスポット径を設定するマスク、１１８はパルス出力調整およびパルスピックアップを行う音響光学式のパルス整形器により、マスク転写光学系が構成され、それぞれ光軸シフトがないように台座１０１の固定位置に配置されている。マスク転写光学系において、マスク１１７、ビームシェーパ１１６を光軸からシフト（矢印方向）したものが焦点光学系である。
【０００５】
マスク転写光学系は、エネルギー分布が均一で、比較的低いエネルギー密度約１Ｊ／ｃｍ２の穴径と同径のスポットで、パルスを重畳して絶縁層にブラインドホール形成する装置に主に適用されている。一方、焦点光学系は、同じビームからガウシアン分布の比較的高いエネルギー密度１０Ｊ／ｃｍ２以上の穴径よりも小さなスポットを円周動作させ、導体層と絶縁層を除去して目的の穴径をえる装置に適用されているが、ブラインドホール加工の場合、穴底を損傷する恐れがあるため主にスルーホール加工用の装置に適用されている。
【０００６】
しかしながら、上記ＸＹテーブル方式の場合、移動部の重量が大きく、実用的なＣＯ２レーザレベルの加工速度を確保しようとすると、移動機構を大きな出力で駆動する必要があり、装置が高コスト化するため低コスト化、省電力化が課題になっている。また、広いテーブル移動領域が必要になるため装置が大型化して設置面積が広くなることも課題になっている。
【０００７】
さらに、ＸＹテーブル方式の装置は、ロールに巻かれたシートを加工する場合、供給ロール、回収ロールおよびロール駆動機構を加工テーブルに搭載する必要があり、さらに装置が大型化するため装置が高コスト化して、コストパフォーマンスがさらに低くなることも課題になっている。
【０００８】
移動部の重量を減らす手段として、従来からテーブルＸ方向移動、加工ヘッドＹ方向移動方式の装置において、レーザー発振器と光学系間にリレーレンズを設置して，加工ヘッドと光学系をＹ軸機構で駆動して光路長を一定に保つ方式がある。
【０００９】
図２２は、テーブルＸ方向移動、加工ヘッドＹ方向移動方式の装置において、マスク転写光学系を適用した場合の説明図である。しかしながら、マスク転写光学系においては、マスクとビームシェーパに入射するビーム１２４の位置や角度がシフトした場合、スポットのエネルギー分布が変化しやすく、穴形状や穴品質が劣化するため、現実に装置化された例はない。
【００１０】
一方で、図２３は、テーブルＸ方向移動、加工ヘッドＹ方向移動方式の装置において、マスクとビームシェーパを使用しない焦点光学系を適用した場合の説明図である。焦点光学系では、ビーム１２６のシフトによる影響が少なく、穴径よりも小さいガウシアン分布のスポットを円周動作させて行うスルーホール加工か、穴底の導体層を損傷する恐れのないＣＯ２レーザーによるコンフォーマルマスク加工用の導体層のウインド加工に限定される。
【００１１】
したがって、テーブルＸ方向移動、加工ヘッドＹ方向移動方式の装置においては、マスク転写光学系によるブラインドホール加工は行うことはできなかった。すなわち、同じ工程でブラインドホール加工とスルーホール加工はできなかった。
【００１２】
また、前述した従来装置の主要光学系の場合、平面展開した光学系構成になっており、外部環境から十分に遮蔽することが難しいため、大気中の塵やごみがレンズやミラーに付着しやすく、反射膜や透過膜の損傷による出力損失が大きく、レーザー発振器内部の光学部品と比べて寿命が１／４以下と短く、頻繁なメンテナンスが必要で、コストパフォーマンス低下の主要因の一つになっていた。
【００１３】
さらに、ＵＶレーザーが適用される穴径５０μｍ以下の範囲は、後工程のホールクリーニングやめっき工程と関連が深く、ブラインドホールやスルーホールの穴径や穴形状がめっき後の穴品質や歩留まりを左右するパラメータになっている。プロセス信頼性を向上するためには、レーザー加工で後工程に適した均一な穴径や穴形状を確保する必要がある。
【００１４】
しかしながら、マスク転写光学系の場合、そのスポット径は（ｆ／Ｌ）ｄＭ （ｆは焦点距離、Ｌはマスクとｆθレンズ間の光路長、ｄＭはマスク径）であり、従来の装置は光路長Ｌが一定で、またそれぞれのマスクは径が異なり不連続であるため、任意の穴径設定ができない。したがって、不連続な部分はデフォーカスしたスポット径で加工が行われるため、スポットのエネルギー分布が変わり、要求される穴形状（側壁形状や側壁傾斜）の確保が難く、ブラインドホールの穴底の面積が不足したり、穴底の導体層を損傷しやすくなるなどの問題があった。また、マスクの数を必要なだけ準備する必要があり、構造も複雑で、装置高コスト化要因の一つになっていた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は、テーブルＸ移動、加工ヘッドＹ移動方式の装置において、エネルギー分布が安定した任意の加工スポットをえて、従来装置では不可能な同じ工程でブラインドホール加工とスルーホール加工を実現すると同時に、メンテナンスコストを低減可能にし、電力消費が少なく、設置面積の小さな、コストパフォーマンスの高いレーザー加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するため、本発明に係るＸ、Ｙ独立駆動方式のレーザー加工装置の第１の特徴は、レーザー発振器、テーブルをＸ方向に移動するＸ軸機構、加工ヘッドをＹ方向に移動するＹ軸機構、及びスキャナとｆθレンズとからなる加工ヘッド光学系により前記テーブルにセットされたワーク上で、集光スポットの位置決めを行う加工ヘッドとから構成され、前記テーブルと前記加工ヘッドとを、ＸＹ方向に相対移動させてワークをレーザーで加工するＸ、Ｙ独立駆動方式の位置決め機構と、ビーム径とエネルギー分布を設定し、前記集光スポットにより加工するワークの穴径と穴形状を決定する光学系からなる主要光学系とを備えたレーザー加工装置において、前記主要光学系と前記加工ヘッド光学系との間に、光路長補正機構とを備え、前記加工ヘッドが移動しても、前記主要光学系と前記加工ヘッド光学系の距離が一定に保たれ、同じ工程でエネルギー分布が均一なビームとガウシアン分布のビームにより、ブラインドホール加工とスルーホール加工とを行うことを可能としたことにある。
【００１７】
また、本発明に係るＸ、Ｙ独立駆動方式のレーザー加工装置の第２の特徴は、レーザー発振器、テーブルをＸ方向に移動するＸ軸機構、加工ヘッドをＹ方向に移動するＹ軸機構、及びスキャナとｆθレンズとからなる加工ヘッド光学系により前記テーブルにセットされたワーク上で、集光スポットの位置決めを行う加工ヘッドとから構成され、前記テーブルと前記加工ヘッドとを、ＸＹ方向に相対移動させてワークをレーザーで加工するＸ、Ｙ独立駆動方式の位置決め機構と、ビーム径とエネルギー分布を設定し、前記集光スポットにより加工するワークの穴径と穴形状を決定する光学系からなる主要光学系とを備えたレーザー加工装置において、上下２段の２階層からなる台座を有し、１階の台座には、前記レーザー発振器及び光路長補正機構を、２階の台座には、前記主要光学系を配置し、１階の台座にある前記レーザー発振器から出射されたビームを、まず２階の台座にある前記主要光学系へと導き、つぎに１階の台座にある前記光路長補正機構へと導いた後、前記加工ヘッド光学系にビームを転送することにある。
【００１８】
さらに、本発明に係るＸ、Ｙ独立駆動方式のレーザー加工装置の第３の特徴は、レーザー発振器、テーブルをＸ方向に移動するＸ軸機構、加工ヘッドをＹ方向に移動するＹ軸機構、及びスキャナとｆθレンズとからなる加工ヘッド光学系により前記テーブルにセットされたワーク上で、加工スポットの位置決めを行う加工ヘッドとから構成され、前記テーブルと前記加工ヘッドとを、ＸＹ方向に相対移動させてワークをレーザーで加工するＸ、Ｙ独立駆動方式の位置決め機構と、ビーム径とエネルギー分布を設定し、前記加工スポットにより加工するワークの穴径と穴形状を決定する光学系からなる主要光学系とを備えたレーザー加工装置において、上下２段の２階層からなる台座を有し、１階の台座には、前記レーザー発振器を、２階の台座には、前記主要光学系及び光路長補正機構を配置し、１階の台座にある前記レーザー発振器から出射されたビームを、まず２階の台座にある前記主要光学系へと導き、つぎに前記光路長補正機構へと導いた後、前記加工ヘッド光学系にビームを転送することにある。
【００１９】
さらにまた、本発明に係るＸ、Ｙ独立駆動方式のレーザー加工装置の第４の特徴は、上記第１から第３の特徴における前記光路長補正機構が、前記Ｙ軸機構と同期動作し、速度比がＹ軸機構の１／２Ｎ（Ｎ＝１，２・・）の移動機構の移動部と、該移動部に設置された２Ｎ個の移動ミラー及び２Ｎ−２個の位置固定ミラーとを備え、前記移動部の動作時に該移動部の移動ストロ−クを前記Ｙ軸機構のストロ−クの１／２Ｎとし、前記主要光学系のマスクと前記加工ヘッド光学系間の光路長を一定に保つことにある。
【００２０】
また、本発明に係るＸ、Ｙ独立駆動方式のレーザー加工装置の第５の特徴は、前記第４の特徴における前記光路長補正機構が、前記２Ｎ個の移動ミラ−の位置を基準位置から移動部により定量シフトさせ、シフト量により任意の加工スポット径を設定することにある。
【００２１】
さらに、本発明に係るＸ、Ｙ独立駆動方式のレーザー加工装置の第６の特徴は、前記第１から４までのいずれかの特徴における前記主要光学系が移動可能なミラーを備え、該ミラーを移動させることにより、マスク転写光学系と焦点光学系を切り替えて使用可能にしたことにある。
【００２２】
また、本発明に係るＸ、Ｙ独立駆動方式のレーザー加工装置の第７の特徴は、レーザー発振器、テーブルをＸ方向に移動するＸ軸機構、加工ヘッドをＹ方向に移動するＹ軸機構、及びスキャナとｆθレンズとからなる加工ヘッド光学系により前記テーブルにセットされたワーク上で、集光スポットの位置決めを行う加工ヘッドとから構成され、前記テーブルと前記加工ヘッドとを、ＸＹ方向に相対移動させてワークをレーザーで加工するＸ、Ｙ独立駆動方式の位置決め機構と、ビーム径とエネルギー分布を設定し、前記集光スポットにより加工するワークの穴径と穴形状を決定する光学系からなる主要光学系とを備えたレーザー加工装置において、前記主要光学系と前記加工ヘッド光学系との間に、光路長補正機構とを備え、前記主要光学系と前記加工ヘッド光学系との距離により、集光スポットの径を設定することを可能としたことにある。
【００２３】
さらに、本発明に係るＸ、Ｙ独立駆動方式のレーザー加工装置の第８の特徴は、レーザー発振器、テーブルをＸ方向に移動するＸ軸機構、加工ヘッドをＹ方向に移動するＹ軸機構、及びスキャナとｆθレンズとからなる加工ヘッド光学系により前記テーブルにセットされたワーク上で、集光スポットの位置決めを行う加工ヘッドとから構成され、前記テーブルと前記加工ヘッドとを、ＸＹ方向に相対移動させてワークをレーザーで加工するＸ、Ｙ独立駆動方式の位置決め機構と、ビーム径とエネルギー分布を設定し、前記集光スポットにより加工するワークの穴径と穴形状を決定する光学系からなる主要光学系とを備えたレーザー加工装置において、上下２段の２階層からなる台座を有し、１階の台座には、前記レーザー発振器及び光路長補正機構を、２階の台座には、前記主要光学系を配置し、１階の台座にある前記レーザー発振器から出射されたビームを、まず２階の台座にある前記主要光学系へと導き、つぎに１階の台座にある前記光路長補正機構へと導いた後、前記加工ヘッド光学系に出射し、前記主要光学系と前記加工ヘッド光学系との距離により、集光スポットの径を設定することを可能としたことにある。
【００２４】
さらにまた、本発明に係るＸ、Ｙ独立駆動方式のレーザー加工装置の第９の特徴は、レーザー発振器、テーブルをＸ方向に移動するＸ軸機構、加工ヘッドをＹ方向に移動するＹ軸機構、及びスキャナとｆθレンズとからなる加工ヘッド光学系により前記テーブルにセットされたワーク上で、集光スポットの位置決めを行う加工ヘッドとから構成され、前記テーブルと前記加工ヘッドとを、ＸＹ方向に相対移動させてワークをレーザーで加工するＸ、Ｙ独立駆動方式の位置決め機構と、ビーム径とエネルギー分布を設定し、前記集光スポットにより加工するワークの穴径と穴形状を決定する光学系からなる主要光学系とを備えたレーザー加工装置において、上下２段の２階層からなる台座を有し、１階の台座には、前記レーザー発振器を、２階の台座には、前記主要光学系及び光路長補正機構を配置し、１階の台座にある前記レーザー発振器から出射されたビームを、まず２階の台座にある前記主要光学系へと導き、つぎに前記光路長補正機構へと導いた後、前記加工ヘッド光学系に出射し、前記主要光学系と前記加工ヘッド光学系との距離により、集光スポットの径を設定することを可能としたことにある。
【００２５】
さらにまた、本発明に係るＸ、Ｙ独立駆動方式のレーザー加工装置の第１０の特徴は、上記第７から９のいずれか１の特徴における前記光路長補正機構が、前記Ｙ軸機構と同期動作し、速度比が前記Ｙ軸機構の１／２Ｎ（Ｎ＝１，２・・）の移動機構の移動部と、該移動部に設置された２Ｎ個の移動ミラー及び２Ｎ−２個の位置固定ミラーとを備え、前記移動部の動作させた時の前記主要光学系と前記ヘッド光学系との距離により加工スポットの径を設定することにある。
【００２６】
また、本発明に係るＸ、Ｙ独立駆動方式のレーザー加工装置の第１１の特徴は、上記第１から１０までのいずれか１の特徴における前記レーザー発振器、前記主要光学系及び前記光路長補正機構が、カバーにより外部と遮蔽し、該カバー内部にパージ気体を供給するとともに、該カバーに設けられた開閉自在の放出窓を通して、前記パージ気体を外部に放出することにある。
【００２７】
また、本発明に係るＸ、Ｙ独立駆動方式のレーザー加工装置の第１２の特徴は、上記第１から１１までのいずれか１の特徴における前記主要光学系が、前記主要光学系は、少なくとも複数の位置が固定されたミラーと単数の移動可能なミラー、コリメータ及びマスクとからなることにある。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、テーブルＸ軸駆動、加工ヘッドＹ方向駆動方式の装置において、加工ヘッドが移動した場合、光路長を一定に保てるようになるため、エネルギー分布が均一なスポットやエネルギー密度の高いガウシアン分布のスポットがえられ、同じ工程でブラインドホール加工及びスルーホール加工が可能になり、プロセス短縮ができる。
【００２９】
また、少ないマスクでの任意の穴径がえられ、穴形状及び穴品質が安定化するため、プロセスの信頼性が向上し、ＵＶレ−ザ加工の用途拡大が可能になる。
【００３０】
さらに、装置移動部を１／５に軽量化できるため、小容量の駆動機構の適用により、省電力化が可能になり、コストパフォーマンスのよいレーザー加工装置が実現することができる。
【００３１】
さらにまた、レーザー発振器、主要光学系、光路長補正機構を一体化したレーザー光供給ユニットにより、装置使用環境によらず光学部品の劣化が減るため、メンテナンスコストの低減が可能になる。また、２階構造化により、設置面積が減らせるので、レーザー加工装置の小型化が実現する。
【００３２】
さらに、テーブルＸ軸駆動、加工ヘッドＹ方向駆動方式の装置により、供給ロールと回収ロールを移動させることなく、ロール基板加工の適用が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係るＸ、Ｙ独立駆動方式のレーザー加工装置の斜視図を示したものである。
【図２】本発明に係る第１の実施例におけるマスク転写光学系の場合の光路長補正機能を備えたレーザー光供給ユニットの構成を示したものである。
【図３】上記第２図のマスク転写光学系の構成を斜視図として表したものである。
【図４】本発明に係る第１の実施例における焦点光学系の場合の光路長補正機能を備えたレーザー光供給ユニットの構成を示したものである。
【図５】上記第４図の焦点光学系の構成を斜視図として表したものである。
【図６】光路長補正機構の光学系構成の斜視図である。
【図７】光路長補正機構の移動部の移動ミラーの移動速度比（移動距離比）を小さくする場合の光学系構成図である。
【図８】光路長補正機構の移動部において、加工ヘッド数（ビ−ム数）を増やす場合の光学系構成図である。
【図９】本発明に係る第２の実施例におけるマスク転写光学系の構成を示したものであり、ビーム転送方向の第１の例の説明図である。
【図１０】上記第９図のマスク転写光学系の構成を斜視図として表したものである。
【図１１】本発明に係る第２の実施例における焦点光学系の構成の一例を示したものであり、ビーム転送方向の第１の例の説明図である。
【図１２】上記第１１図の焦点光学系の構成を斜視図として表したものである。
【図１３】本発明に係る第２の実施例におけるマスク転写光学系の構成を示したものであり、ビーム転送方向の第２の例の説明図である。
【図１４】上記第１３図のマスク転写光学系の構成を斜視図として表したものである。
【図１５】本発明に係る第２の実施例における焦点光学系の構成の一例を示したものであり、ビーム転送方向の第２の例の説明図である。
【図１６】上記第１５図の焦点光学系の構成を斜視図として表したものである。
【図１７】本発明に係る第２の実施例におけるマスク転写光学系の構成を示したものであり、ビーム転送方向の第３の例の説明図である。
【図１８】上記第１７図のマスク転写光学系の構成を斜視図として表したものである。
【図１９】本発明に係る第２の実施例における焦点光学系の構成の一例を示したものであり、ビーム転送方向の第３の例の説明図である。
【図２０】上記第１９図の焦点光学系の構成を斜視図として表したものである。
【図２１】従来のレーザー加工装置に適用されているＸＹテーブル方式のモデルを表した図である。
【図２２】従来のテーブルＸ方向移動、加工ヘッドＹ方向移動方式の装置において、マスク転写光学系を適用した場合の説明図である。
【図２３】従来のテーブルＸ方向移動、加工ヘッドＹ方向移動方式の装置において、マスク転写光学系を適用した場合の説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、図及び表を参照して、本発明の最良の実施形態を説明する。
【００３５】
図１は本発明のＸ、Ｙ独立駆動方式のレーザー加工装置Lの斜視図を示している。１は装置ベッド、２はワークのＸ方向移動位置決めを行うＸ移動機構、３はＸ移動機構のＸ方向移動テーブル、４は移動テーブル３にセットされたワーク（プリント基板）である。５は加工ヘッド、６は装置ベッド１に設置された門形のはり７に設置された移動速度vのＹ移動機構で、Ｘ方向移動テーブル３の上方において、加工ヘッド５のＹ方向の移動位置決めを行う。加工ヘッド５は、焦点調整を行うＺ移動機構８、スキャナ９および集光用のｆθレンズ１０からなり、レーザー発振器から出射されたビームが、後述する主要光学系Ａ、光路長補正機構Ｂ、加工ヘッド光学系Ｃを経て加工ヘッド５に入射されると、２つのスキャナミラー（図示せず）の振り角θにより、集光スポット（以後スポットという）１１を基板４の表面に位置決めして、基板の狭域（スキャナーの移動領域）１２を高速で加工する。基板４の全域の加工は、前記狭域間をＸ駆動機構とＹ駆動機構により、加工ヘッドと基板をＸＹ方向にステップ移動させて行うが、加工ヘッドがＹ方向に移動して光路長補正機構Ｂの出射ミラーの位置Ｐ１（後述２８）と加工ヘッド光学系Ｃの入射ミラーの位置Ｐ２（後述３３）が変わっても、光路長補正機構Ｂにより、主要光学系Ａによって整形されたビームの出射部（マスク光学系の場合マスク１７、焦点光学系の場合コリメータ１５）とｆθレンズ間距離（光路長）Ｌ（ＬＭ：マスク転写系のときの光路長、ＬＧ：焦点光学系のときの光路長）が一定に保たれ、スポット径、エネルギー分布が変わらないようになっている。
【００３６】
図２から図８までは、本発明における実施例１を示したものである。実施例１は、上台座に主要光学系及び光路長補正機構を、下台座にレーザー発振器を配置したものである。
【００３７】
このうち、図２及び図３は本発明の光路長補正機能を備えたマスク転写光学系の場合のレーザー光供給ユニットUの構成（長光路光学系）の例を示す。ここで、マスク転写光学系の主要光学系をＡ１とする。図２（ａ）は主要光学系Ａ１の上面図、図２（ｂ）は光路長補正機構Ｂの上面図、図２
（ｃ）は主要光学系Ａ１と光路長補正機構Ｂの正面図、図２（ｄ）は主要光学系Ａ１の右側面図、図２（ｅ）は主要光学系Ａ１の光路を示した説明図である。ただし、コーナミラーについては、特別なものを除き省略する。また光路中の●は各図の紙面の垂直方向から見た光進行方向を示す。
【００３８】
図４及び図５は実施例１のうち焦点光学系の場合のレ−ザ光供給ユニットUの構成（短光路光学系）の例を示す。ここで、焦点光学系の主要光学系をＡ２とする。図３（ａ）は主要光学系Ａ２の上面図、図３（ｂ）は光路長補正機構Ｂの上面図、図３（ｃ）は主要光学系Ａ２と光路長補正機構Ｂの正面図、図３（ｄ）は主要光学系Ａ２の右側面図で図２（ｄ）と同じである。図３（ｅ）は主要光学系Ａ２の光路を示した説明図である。
【００３９】
図２から図５において、１３はレーザー発振器、１４はレーザー発振器から出射されたビーム、１５はビーム径を設定し、後述するビームシェーパに入射するビ−ム径を整合するためのコリメータ（含ズームコリメータ）、１６は加工スポットのエネルギー分布を均一化するビームシェーパで、直動方式の切換え機構（図省略）により、光軸に対して挿入・退避（図中矢印方向）可能である。レーザー発振器１３は、外部に設置した外部冷却装置（図省略）にホースで接続され、それ自体で発生した熱を外部に放出可能な構造になっている。１７は加工スポット１１の径を選択設定可能なユニットに設置されたマスクである。該マスク１７は、ビーム径よりも大きなマスク径も選択可能なもの、または直動方式の切換え機構（図省略）により、光軸に対して挿入・退避（図中矢印方向）可能なユニットを含む。１８はパルスの出力調整、パルスの時間的分布調整（波形、照射時間）、及びパルス選択を行う音響光学方式のパルス整形器で、それぞれ光軸からシフトしないように固定位置に配置されている。
【００４０】
１９は下台座で、発振器１３、出射ビーム１４の方向転換ミラー（図省略）、後述する光路長補正機構Ｂが設置されている。２０は上台座で、前述のコリメータ１５、ビームシェーパ１６、マスク１７、パルス整形器１８、ｎ個の光路延長用のコーナミラー２１（２１ｎ、本図ではｎ＝７）、マスク転写光学系専用のコーナミラー２２が設置されている。すなわち、マスク転写光学系の主要光学系Ａ１が設置されている。上台座２０には、さらに焦点光学系専用のコーナミラー２３が設置されている。コリメ−タ１５、（パルス整形器１８はなくても可）、専用のコ−ナミラ−２３が、前述した焦点光学系の主要光学系Ａ２である。
【００４１】
マスク転写光学系の主要光学系Ａ１の場合、焦点光学系専用のコーナミラー２３が退避した状態で、発振器１３から出射されたビーム１４が出射され、方向転換ミラーにて上台座へと導かれ、コーナミラーを経て、コリメータ１５、ビームシェーパ１６、マスク１７、パルス整形器１８
に入射すると、整形された出射ビ−ム２４は直進して、光路延長用のコーナミラー２１ｎ、専用のコーナミラー２２を経て、下台座１９にある光路補正機構Ｂの位置固定ミラー２５に導かれる。
【００４２】
焦点光学系の主要光学系Ａ２の場合、焦点光学系専用のコーナミラー２３が光軸にセットされ、出射されたビーム１４が方向転換ミラーにて上台座へと導かれ、主要光学系A２に入射されると、整形された出射ビーム２６は、専用のコーナミラー２３により、下台座１９にある直接光路長補正機構Ｂの位置固定ミラー２５に導かれる。
【００４３】
光路長補正機構Ｂは、後述の移動ミラー及び移動部とから大略構成される。２７は光路長補正機構Ｂの第１の移動ミラー、２８は第２の移動ミラーであり、移動速度がｖ／２のＹ方向直動機構２９の移動部３０に設置されており、前記ビ−ム２４および２６は、第１の移動ミラー２７により方向を変え、第２の移動ミラー２８により、ビーム２４および２６の光軸と平行で、ビーム２４および２６の出射方向と逆方向に出射されるようになっている。３１はマスク転写光学系の出射ビーム、３２は焦点光学系の出射ビームである。なお、図中、ＹはＹ軸機構の移動距離、Ｙ´は光路長補正機構Ｂの移動距離を表す。
【００４４】
３３は加工ヘッドに設置され、加工ヘッドとともにＹ方向に直線動作するヘッドミラーで、前述の出射ビーム３１、３２が入射された場合、光路長補正機構Ｂと加工ヘッド５の距離が変わっても、入射位置が光軸と垂直な方向にシフトしないように設置され、ビ−ム転送が行われるようになっている。また、図示してないが加工ヘッドには、１〜２個のコーナミラーが設置され、さらに２つのスキャナーミラーを介してｆθレンズに導かれる。ヘッドミラー３３とｆθレンズ間がヘッド光学系Ｃである。
【００４５】
ｆθレンズの場合、スポット位置はｆθラジアンであり、振り角θのみに依存し、入射ビーム径が入射ひとみ内にあり、ひとみ径よりも小さければ、ビーム平行シフト（位置シフト）によるスポット位置シフトはない。したがって、補正機構の第１の移動ミラー２８とヘッドミラー３３間に光軸の角度、位置シフト誤差があっても予め加工した穴位置をＣＣＤカメラ方式の位置検出器により実測したデータをもとに変位量を算出して、Ｘ移動機構、Ｙ移動機構、スキャナにより加工プログラムのＸＹ座標を定量、定率で補正する補正機能をコントロ−ラは備えている。 
【００４６】
マスク転写光学系の場合、焦点光学系の専用のコーナミラー２３をシフトすると、光路延長用のコーナミラー２１ｎにより、光路長約４０００ｍｍが確保され、レーザー波長３５５ｎｍ、出力１０Ｗ、パルス周波数１００ＫＨｚ、ｆθレンズの焦点距離１００ｍｍ、マスク径２ｍｍの場合、エネルギー分布が均一な直径約５０μｍのスポットがえられ、エネルギー密度約１Ｊ／ｃｍ２が確保され、絶縁層のブラインドホール加工が可能である。
【００４７】
焦点光学系の場合、専用のコーナミラー２３により、光路長１５００ｍｍ以下が確保され、主要光学系の出射ビ−ム径が３ｍｍの場合、ガウシアン分布の直径２０μｍ以下の加工スポット、エネルギー密度１０Ｊ／ｃｍ２以上がえられる。出射ビーム径を５ｍｍにすると、直径１０μｍ以下のスポットがえられ、スポットを円周動作させることにより、導体層つきのプリント基板の任意の径のスルーホール加工が可能である。
【００４８】
図３は、前述の図２のマスク転写光学系構成を左手前から見た斜視図である。図５は、前述図４の焦点光学系構成を左手前方向から見た斜視図である。図６は、光路長補正機構の光学構成を左手前から見た斜視図である。図２から図６において、３４は下台座１９、上台座２０を固定支持する支柱、３５は全体カバー、３６は補正機構部カバーであり、レーザー発振器１３、主要光学系Ａ１・Ａ２、光路長補正機構Ｂを外部と遮蔽して、大気中に浮遊した塵やごみが内部に侵入しないようになっている。図示しないパージ気体供給源により、内部にクリーン度、温度、湿度、流量が管理されたパージ気体を供給して、装置内部の気圧を大気圧よりも僅かに高く保ち、放出窓３７からパージ気体を外部に放出することにより、塵やごみが内部に侵入しないようにするとともに、装置内部の熱を外部に放出して、温度を一定に保つようにしている。パージ気体が供給されない場合は、図中矢印方向に動作可能（機構図省略）なシャッター３８を動作させて、ビ−ム出射窓３７を閉じて、内部環境が維持されるようになっている。
【００４９】
光路長補正は、コントローラ（図示せず）により、たとえば速度ｖのＹ軸機構と速度ｖ／２の光路長補正機構を同期動作させて行う。Ｙ軸機構（速度ｖ）がＹ方向に時間ｔ移動した場合、光路長はｖｔだけ長くなるが、光路長補正機構（速度ｖ／２）の２つのミラーをＹ方向に移動させると、光路長はｖｔ｛（＝ｖｔ／２）ｘ２｝短くなり、主要光学系Ａにより整形されたビ−ムの出射部とヘッド光学系のｆθレンズ間距離Ｌは、一定に保たれ、スポット径とビームモード（エネルギ分布）が変化しないようになっている。
【００５０】
上記光学系において、光路長補正機構の移動ミラーを基準位置からΔＬだけシフトすると、光路長が２ΔＬ変化する。マスク転写光学系の場合、スポット径はｄＭ・ｆ／（ＬＭ＋２ΔＬ）であり、スポット径の設定が可能である。焦点光学系の場合、スポット径は４λｆ／πｄ（ただし、ｄ＝ｄＧ・√［（１＋｛λ（ＬＧ＋２ΔＬ）／（π（ｄＧ／２）＾２）｝＾２］、ｄＧは主要光学系の出射部のビーム径）であり、スポット径の設定が可能である。
【００５１】
光路長補正機構Ｂのミラーの移動距離を短くして光路長補正機構Ｂを小型化する手段として、図７に示すように、光路長補正機構Ｂの移動部に第３の移動ミラー３９、第４の移動ミラー４０を設置し、また第１の位置固定ミラー４１、第２の位置固定ミラー４２を設置して、Ｙ軸機構に対して移動速度ｖ／４で同期動作させると、ミラー移動距離を１／４に短縮可能である。すなわち、主要光学系から出力されたビーム２４、２６を、Ｙ軸機構と同期動作する速度比がＹ軸機構の１／２Ｎ（Ｎ＝１，２・・）の、光路長補正機構Ｂの移動部３０の２Ｎ個の移動ミラー、２Ｎ−２個の位置固定ミラーにより、ビーム２４、２６と平行で、進行方向が逆なビーム３１、３２を出射すると、ミラー移動距離を１／２Ｎに短縮可能である。
【００５２】
加工ヘッドの数（ビ−ム数）を増やして、生産性を向上する手段を図８に示す。４３は移動部に設置されたビームスプリッタ、４４は移動ミラー、４５はスプリットされた第２のビームである。４６はＹ方向加工ストロークが１／２の位置に設置された第２の加工ヘッド（図省略）の第２のコーナミラーであり、第２のビーム４５を入射させるようにすると、Ｙ軸機構と光路長補正機構の移動ストロークが１／２に減るので、加工時間を１／２に短縮できる。
【００５３】
図９から図２０までは、本発明における実施例２を示したものである。実施例２は、上台座に光路長補正機構を、下台座にレーザー発振器及び主要光学系を配置したものである。なお、実施例２の各構成要素の符号は、実施例１の各構成要素の符号と同じものを用いる。
【００５４】
図９、１０、１３、１４、１７、１８は、実施例２のうち、マスク転写光学系の場合のレーザー光供給ユニットUの構成（長光路光学系）例を、図１１、１２、１５、１６、１９、２０は、実施例２のうち、焦点光学系の場合のレーザー光供給ユニットUの構成（短光路光学系）例をそれぞれ示したものであり、ビーム転送をそれぞれ異なる方向に行なった場合を例示している。
【００５５】
マスク転写光学系の主要光学系Ａ１の場合、発振器１３から出射されたビーム１４が出射され、方向転換ミラーにて上台座へと導かれ、コーナミラーを経て、コリメータ１５、ビームシェーパ１６、マスク１７、パルス整形器１８に入射すると、整形された出射ビ−ム２４は直進して、図９、図１０の場合、光路長補正機構Ｂの移動ミラー２７、３９、固定ミラー４１、４２及び光路長補正機構Ｂの移動ミラー４０、２８に導かれ、マスク転写光学系の出射ビーム３１が出力される。図１３、図１４の場合、光路長補正機構Ｂの移動ミラー２７、３９、固定ミラー４１、４２、光路長補正機構Ｂの移動ミラー４０、２８及びコーナミラー２２に導かれ、焦点光学系専用のコーナミラー２３が退避した状態で、出射ビーム３１が出力される。図１７、図１８の場合、光路長補正機構Ｂの移動ミラー２７、３９、コーナミラー２１、２３により、光路長補正機構Ｂの移動ミラー４０、２８及びコーナミラー２２に導かれ、出射ビーム３１が出力される。
【００５６】
焦点光学系の主要光学系Ａ２の場合、出射されたビーム１４が方向転換ミラーにて上台座へと導かれ、主要光学系Ａ２に入射されると、整形された出射ビーム２６は、図１１、図１２の場合、移動ミラ−３８、３９が退避した状態で、光路長補正機構Ｂの移動ミラー２７、２８に導かれ、焦点光学系の出射ビーム３２が出力される。図１５、図１６の場合、焦点光学系専用のコーナミラー２３が光軸にセットされた状態で、光路長補正機構Ｂの移動ミラー２７、３９に導かれ、出射ビーム３２が出力される。図１９、図２０の場合、マスク転写光学系のコーナミラー２１、２２が退避した状態で、光路長補正機構Ｂの移動ミラー２７、３９、コーナーミラー２３に導かれ、出射ビーム３２が出力される。
【００５７】
図９から１２においては、移動ミラー２８とヘッドミラー３３間でビーム転送を行う。移動ミラー３９、４０を図中矢印方向にシフトさせることにより、マスク転写光学系、焦点光学系の共用が可能であり、それぞれ実施例１の場合と同等の光路長を確保可能である。図９、１０の場合、光路長補正機構の移動速度は、Ｙ方向駆動機構の１／４、図１１、１２の場合、光路長補正機構の移動速度は、Ｙ方向駆動機構の１／２となるように、コントロ−ラ（図示せず）により制御される。マスク転写光学系の専用のコーナミラー、光路延長ミラーを無くせる利点がある。ビーム転送位置が高いので、ヘッドミラー３３の位置が比較的高い装置に適している。
【００５８】
図１３から１６において、位置固定のコーナミラー２５とヘッドミラー３３間でビーム転送を行う。ミラー２３を図中矢印方向にシフトさせることにより、マスク転写光学系、焦点光学系の共用が可能であり、実施例１と同等の光路長を確保可能である。図１３、１４の場合、光路長補正機構の移動速度は、Ｙ方向駆動機構の１／４、図１５、１６の場合、光路長補正機構の移動速度は、Ｙ方向駆動機構の１／２となるように、前記コントロ−ラにより制御される。マスク転写光学系の専用の光路延長ミラーを無くせる利点がある。ビーム転送位置が高いので、ヘッドミラー３３の位置が比較的高い装置に適している。 
【００５９】
図１７から２０では、マスク転写光学系、焦点光学系の最短光路長は前述の図１３から１６と比べて長くなるが、実施例１と同等の機能を有しており、マスク転写光学系の光路延長用のミラー２１、専用のコーナミラー２２を光軸から（破線部、詳細機構省略）シフトさせることにより、マスク転写光学系、焦点光学系の共用が可能である。
【００６０】
前述において、加工高さを設定する手段として、直動式のＺ軸機構の場合を例に説明したが、Ｚ軸駆動機構を使用せずに加工ヘッド光学系の光軸に焦点距離の長い凹レンズを設置して光軸方向に直動動作させて、ｆθレンズとの合成焦点距離を調整して加工高さを設定する方式であってもよい。
【００６１】
上述したように、本願発明に係るＸ、Ｙ独立駆動方式のレーザー加工装置は、前記光路長補正機構において、移動部に設置された２Ｎ個の移動ミラーの設定位置を基準位置から移動部により定量シフトさせ、シフト量により加工スポット径を設定する方式とした。
【００６２】
また、本願発明に係るＸ、Ｙ独立駆動方式のレーザー加工装置は、上記光路長補正機構は、マスクやビームシェーパの影響を受けないので、ビームモードの変化はなく、スポットのエネルギー分布、およびスポット径を一定に保つことができる。２Ｎ個の移動ミラーを基準位置から定量シフトすることにより、加工中でもスポット径の設定を可能とした。
【００６３】
さらに、本願発明に係るＸ、Ｙ独立駆動方式のレーザー加工装置は、従来１つの水平面に配置されていた光学系を主要光学系、ヘッド光学系に分け、光路長補正機構を付加して、２階構造にして上下２段に配置したレ−ザ光供給ユニットとした。１階の台座にレーザー発振器、光路長補正機構部、２階の台座に主要光学系Ａを配置して、レーザー発振器１３から出射されたビーム１４を２階の主要光学系Ａに導いて、焦点光学系専用のコーナミラーによりマスク転写光学系Ａ１と焦点光学系Ａ２を切り換えて，それぞれ１階の光路長補正機構の第１の位置固定のコーナミラー、さらに移動ミラーに導いてヘッド光学系の光軸と一致させてヘッド光学系に出射する方式とした。
【００６４】
また、焦点光学系の場合、主要光学部の出射ビ−ムを焦点光学系専用のコーナミラーで１階の光路長補正機構の第１の位置固定のコーナミラー、さらに移動ミラーに導いてヘッド光学系の光軸と一致させて、ヘッド光学系に出射する方式とした。
【００６５】
さらに、マスク転写光学系の場合、焦点光学系専用のコーナミラーを光軸から退避させて、主要光学部の出射ビームを同じく２階に配置されたマスク転写光学系専用の複数の光路延長ミラーに導いて焦点光学系専用のコーナミラーの上方に配置された、マスク転写光学系専用のコーナミラーにより、１階の光路長補正機構の第１の位置固定のコーナミラー、さらに移動ミラーに導いてヘッド光学系の光軸と一致させてヘッド光学系に出射する方式にした。
【００６６】
また、本願発明に係るＸ、Ｙ独立駆動方式のレーザー加工装置は、前記光路長補正機構が、主要光学系Ａの出射ビームの方向を転換する第１の位置固定ミラー、Ｙ駆動機構と同期動作し、速度比が１／２Ｎ（Ｎ＝１，２，・・・）の移動部に設置された２Ｎ個の移動ミラー、および２Ｎ−２個の位置固定ミラーにより、主要光学系から出力されたビームを、主要光学系Ａから出射されたビームと平行で進行方向が逆の方向に出射して、ヘッド光学系Ｃの光路に入射させて、加工ヘッドがＹ方向に移動した場合、光路長補正機を速度比１／２Ｎで同期動作させて、移動ミラーの移動距離を１／２Ｎに短縮してマスクと加工ヘッド間の光路長変化をキャンセルし、光路長を一定に保つ方式とした。
【００６７】
さらに、本願発明に係るＸ、Ｙ独立駆動方式のレーザー加工装置は、レーザー光供給ユニットの２つの台座を支柱または強固な仕切板と遮蔽カバーにより一体構造化して、主要光学系、光路長補正機構、ヘッド光学系をカバーにより外部と遮蔽して、クリーン度、温度、湿度、流量が管理された気体を供給することにより、外部環境が変わっても内部環境は一定に保たれ、光学部品損傷の主要因である塵やごみが内部に侵入しないようにした。
【００６８】
以上、本発明の実施例につき図面や表など参照して詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、特許請求の範囲に記載した構成の範囲内において様々な態様で実施することができる。なお、上記実施例においては、マスク転写光学系が長光路、焦点光学系が短光路の場合を例に説明してきたが、マスク転写系が短光路、焦点光学系が長光路でもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明によって得られた装置は、ＣＯ２レーザーをはじめとする波長の異なるレーザーの光学系としても適用可能である。また、本発明によって得られた装置は、ブラインドホール加工やスルーホール加工以外ものにも適用可能であり、例えば切断用又は溝加工用の装置にも利用可能である。
【符号の説明】
【００７０】
５    加工ヘッド
６    Ｙ軸移動機構
９    スキャナ
１０    レンズ
１３    レーザー発振器
１５    コリメータ
１６    ビームシェーパ
１７    マスク
１８    パルス整形器
１９    下台座
２０    上台座
２２    マスク転写光学系専用コーナミラー
２３    焦点光学系専用コーナミラー
２７    移動ミラー
２８    移動ミラー
３０    移動部
Ａ１    主要光学系（マスク転写光学系）
Ａ２    主要光学系（焦点光学系）
Ｂ      光路長補正機構
Ｃ      加工ヘッド光学系
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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