(57)【要約】【課題】レーザビームをエネルギーの損失が少なく容易に複数の所定形状に成形することで、加工対象物への高精度なレーザ加工を実現する。【解決手段】レーザ発振器から出射されるレーザビームを所定形状に成形して加工対象物に照射することでレーザ加工を行うためのレーザ加工装置において、前記レーザビームを出射するレーザ発振器と、前記レーザビームを前記加工対象物に照射する前に通過させる複数のレンズからなるレンズ光学系と、前記レーザ光学系のうち、少なくとも１つのレンズを所定の位置に移動させる位置調整手段と、前記位置調整手段により位置調整された前記レンズ光学系に前記レーザビームを通過させて、前記レーザビームを予め設定された複数の異なる強度分布のうち、何れか１つの強度分布となるようにビーム成形を行うよう制御する制御手段とを有することにより、上記課題を解決する。【選択図】図１
2008137058.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ発振器から出射されるレーザビームを所定形状に成形して加工対象物に照射することでレーザ加工を行うためのレーザ加工装置において、
前記レーザビームを出射するレーザ発振器と、
前記レーザビームを前記加工対象物に照射する前に通過させる複数のレンズからなるレンズ光学系と、
前記レーザ光学系のうち、少なくとも１つのレンズを所定の位置に移動させる位置調整手段と、
前記位置調整手段により位置調整された前記レンズ光学系に前記レーザビームを通過させて、前記レーザビームを予め設定された複数の異なる強度分布のうち、何れか１つの強度分布となるようにビーム成形を行うよう制御する制御手段とを有することを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】
前記レンズ光学系には、複数のレンズからなるエキスパンダー光学系、及び、ＤＯＥ或いは非球面レンズを有することを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置。
【請求項３】
前記制御手段は、
所定の加工条件において、前記位置調整手段による位置調整によるレンズの移動により、前記ビーム形状を凸型、フラット型、及び凹型のうち、何れか１つに成形することを特徴とする請求項１又は２に記載のレーザ加工装置。
【請求項４】
前記予め設定された複数の異なる強度分布のうち、何れか１つの強度分布となるようにビーム成形されたレーザビームの一部を切り出すためのマスクを有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のレーザ加工装置。
【請求項５】
前記制御手段は、
前記加工対象物が絶縁層の表面に金属層を有する場合において、前記絶縁層の厚さが所定の厚さ以上のときに前記金属層の加工を行う際には、前記凸型のビームを成形し、前記絶縁層の厚さが所定の厚さ以上でないときに前記金属層の加工を行う際には、前記凹型或いはフラット型のビームを成形し、更に前記金属層の加工後に前記絶縁層の加工を行う際には、前記フラット型のビームを成形するよう前記位置調整手段により前記レンズの位置の調整を制御することを特徴とする請求項３に記載のレーザ加工装置。
【請求項６】
レーザ発振器から出射されるレーザビームを所定形状に成形し加工対象物に照射することでレーザ加工を行うためのレーザ加工方法において、
前記レーザビームを前記加工対象物に照射する前に通過させる複数のレンズからなるレンズ光学系のうち、少なくとも１つのレンズを所定の位置に移動させる位置調整ステップと、
前記位置調整ステップにより位置調整された前記レンズ光学系に前記レーザビームを通過させて、前記レーザビームを予め設定された複数の異なる強度分布のうち、何れか１つの強度分布となるようにビーム成形を行うビーム成形ステップと、
前記ビーム成形ステップにより成形されたレーザビームを前記加工対象物に照射して加工を行う加工ステップとを有することを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項７】
前記レンズ光学系には、複数のレンズからなるエキスパンダー光学系、及び、ＤＯＥ或いは非球面レンズを有することを特徴とする請求項６に記載のレーザ加工方法。
【請求項８】
前記ビーム成形ステップは、
所定の加工条件において、前記レーザビームの形状を凸型、フラット型、及び凹型のうち、何れか１つに成形することを特徴とする請求項６又は７に記載のレーザ加工方法。
【請求項９】
前記加工ステップは、
前記ビーム成形ステップにより成形されたレーザビームの一部をマスクにより切り出し、切り出しされたレーザビームを前記加工対象物に照射して加工を行うことを特徴とする請求項６乃至８の何れか１項に記載のレーザ加工方法。
【請求項１０】
前記ビーム成形ステップは、
前記加工対象物が絶縁層の表面に金属層を有する場合において、前記絶縁層の厚さが所定の厚さ以上のときに前記金属層の加工を行う際には、前記凸型のビームを成形し、前記絶縁層の厚さが所定の厚さ以上でないときに前記金属層の加工を行う際には、前記凹型或いは前記フラット型のビームを成形し、更に前記金属層の加工後に前記絶縁層の加工を行う際には、前記フラット型のビームを成形することを特徴とする請求項８に記載のレーザ加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ加工装置及びレーザ加工方法に係り、特に加工対象物への高精度なレーザ加工を実現するための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】
従来、レーザ発振器から発生したレーザビームを用いてプリント配線基板等の加工対象物に対し、１又は複数発のレーザビームを照射してレーザ加工を行う技術が存在する。
【０００３】
例えば、ＣＯ２レーザや、ＹＡＧレーザ等を出射するレーザ発振器から出射されたパルス状のレーザビームは、マスク機構等により光量や形状が調整され、イメージングレンズ等により加工対象物の加工点に集束され、ビア成形や溶接、切断、アニール等に用いられている。
【０００４】
また、レーザビームによる加工を行う際には、加工内容や加工対象物の材質、形状等に応じて、加工対象物に照射するビームの強度分布（ビームプロファイル）を任意に制御できることが好ましく、そのための技術が存在する（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００５−２０５４６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述したようにマスク機構を用いた場合、例えば固定マスクの穴径によりレーザビームのビーム径を規制したとしても、固定マスクを通過したレーザビームの軸心（中心）付近の光強度分布が最も強い状態は変わらない。そのため、穴加工（バイアホール加工）された穴の内周がテーパ状になってしまい、穴加工の開口率の改善に限界があるという問題があった。
【０００６】
また、上述した特許文献１に示される技術では、レーザ光源から出射したレーザビームを分岐及び合成させる必要があるため、光学系の構成が多くなると共に、各構成におけるエネルギーの損失が発生する可能性がある。
【０００７】
本発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであり、レーザビームをエネルギーの損失が少なく容易に複数の所定形状に成形することで、加工対象物への高精度なレーザ加工を実現するためのレーザ加工装置及びレーザ加工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の目的を達成するために、本発明は、レーザ発振器から出射されるレーザビームを所定形状に成形して加工対象物に照射することでレーザ加工を行うためのレーザ加工装置において、前記レーザビームを出射するレーザ発振器と、前記レーザビームを前記加工対象物に照射する前に通過させる複数のレンズからなるレンズ光学系と、前記レーザ光学系のうち、少なくとも１つのレンズを所定の位置に移動させる位置調整手段と、前記位置調整手段により位置調整された前記レンズ光学系に前記レーザビームを通過させて、前記レーザビームを予め設定された複数の異なる強度分布のうち、何れか１つの強度分布となるようにビーム成形を行うよう制御する制御手段とを有することを特徴とする。これにより、レーザビームをエネルギーの損失が少なく容易に複数の所定形状に成形することができる。また、成形されたレーザビームを用いて、加工対象物への高精度なレーザ加工を実現することができる。
【０００９】
更に、前記レンズ光学系には、複数のレンズからなるエキスパンダー光学系、及び、ＤＯＥ或いは非球面レンズを有することが好ましい。これにより、エキスパンダー光学系によりビーム径を変えてＤＯＥ或いは非球面レンズを通過させることで、レーザビームをエネルギーの損失が少なく容易に複数の所定形状に成形することができる。
【００１０】
更に、前記制御手段は、所定の加工条件において、前記位置調整手段による位置調整によるレンズの移動により、前記ビーム形状を凸型、フラット型、及び凹型のうち、何れか１つに成形することが好ましい。これにより、凸型、フラット型、及び凹型のうち何れか１つを加工条件等に応じて選択して加工することで、高精度なレーザ加工を実現することができる。
【００１１】
更に、前記予め設定された複数の異なる強度分布のうち、何れか１つの強度分布となるようにビーム成形されたレーザビームの一部を切り出すためのマスクを有することが好ましい。これにより、ビーム形状を整形することができ、より高精度なレーザ加工を実現することができる。
【００１２】
更に、前記制御手段は、前記加工対象物が絶縁層の表面に金属層を有する場合において、前記絶縁層の厚さが所定の厚さ以上のときに前記金属層の加工を行う際には、前記凸型のビームを成形し、前記絶縁層の厚さが所定の厚さ以上でないときに前記金属層の加工を行う際には、前記凹型或いはフラット型のビームを成形し、更に前記金属層の加工後に前記絶縁層の加工を行う際には、前記フラット型のビームを成形するよう前記位置調整手段により前記レンズの位置の調整を制御することが好ましい。これにより、加工条件に応じた形状のビームを加工対象物に照射することで高精度なレーザ加工を実現することができる。
【００１３】
また本発明は、レーザ発振器から出射されるレーザビームを所定形状に成形し加工対象物に照射することでレーザ加工を行うためのレーザ加工方法において、前記レーザビームを前記加工対象物に照射する前に通過させる複数のレンズからなるレンズ光学系のうち、少なくとも１つのレンズを所定の位置に移動させる位置調整ステップと、前記位置調整ステップにより位置調整された前記レンズ光学系に前記レーザビームを通過させて、前記レーザビームを予め設定された複数の異なる強度分布のうち、何れか１つの強度分布となるようにビーム成形を行うビーム成形ステップと、前記ビーム成形ステップにより成形されたレーザビームを前記加工対象物に照射して加工を行う加工ステップとを有することを特徴とする。これにより、レーザビームをエネルギーの損失が少なく容易に複数の所定形状に成形することができる。また、成形されたレーザビームを用いて、加工対象物への高精度なレーザ加工を実現することができる。
【００１４】
更に、前記レンズ光学系には、複数のレンズからなるエキスパンダー光学系、及び、ＤＯＥ或いは非球面レンズを有することが好ましい。これにより、エキスパンダー光学系によりビーム径を変えてＤＯＥ或いは非球面レンズを通過させることで、レーザビームをエネルギーの損失が少なく容易に複数の所定形状に成形することができる。
【００１５】
更に、前記ビーム成形ステップは、所定の加工条件において、前記レーザビームの形状を凸型、フラット型、及び凹型のうち、何れか１つに成形することが好ましい。これにより、凸型、フラット型、及び凹型のうち何れか１つを加工条件等に応じて選択して加工することで、高精度なレーザ加工を実現することができる。
【００１６】
更に、前記加工ステップは、前記ビーム成形ステップにより成形されたレーザビームの一部をマスクにより切り出し、切り出しされたレーザビームを前記加工対象物に照射して加工を行うことが好ましい。これにより、ビーム形状を整形することができ、より高精度なレーザ加工を実現することができる。
【００１７】
更に、前記ビーム成形ステップは、前記加工対象物が絶縁層の表面に金属層を有する場合において、前記絶縁層の厚さが所定の厚さ以上のときに前記金属層の加工を行う際には、前記凸型のビームを成形し、前記絶縁層の厚さが所定の厚さ以上でないときに前記金属層の加工を行う際には、前記凹型或いは前記フラット型のビームを成形し、更に前記金属層の加工後に前記絶縁層の加工を行う際には、前記フラット型のビームを成形することが好ましい。これにより、加工条件に応じた形状のビームを加工対象物に照射することで高精度なレーザ加工を実現することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、レーザビームをエネルギーの損失が少なく容易に複数の所定形状に成形することができる。また、成形されたレーザビームを用いて、加工対象物への高精度なレーザ加工を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、上述したような特徴を有する本発明におけるレーザ加工装置及びレーザ加工方法を好適に実施した形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００２０】
＜レーザ加工装置＞
ここで、本発明におけるレーザ加工装置の機能構成例について、図を用いて説明する。図１は、レーザ加工装置の機能構成の一例を示す図である。図１に示すレーザ加工装置１０は、レーザ発振器１１と、ビーム成形手段１２と、位置調整手段１３と、反射ミラー１４と、イメージングレンズ光学系１５と、ステージ駆動手段１６と、ステージ１７と、制御手段１８とを有するよう構成されている。
【００２１】
レーザ加工装置１０におけるレーザ発振器１１は、加工対象物２１に所定のパターン成形を行うため、制御手段１８から得られる制御信号に基づいて、所定のタイミングで所定の強さのパルスレーザビームを出射する。ここで、本実施形態におけるレーザビームは、例えばＹＡＧレーザや、ＣＯ２レーザ、エキシマレーザ等、一般的なレーザビームを用いることができるが、本発明におけるレーザビームの種類については、特に限定されるものではない。つまり、加工対象物２１の材質や厚み、どのような加工（穴あけ、アニール等）を行うか等の各種加工条件等により任意に選択することができる。
【００２２】
ビーム成形手段１２は、レーザ発振器１１により入射されたレーザビームを所定の形状に成形する。具体的には、ビーム成形手段１２は、複数のレンズ光学系を有し、そのうち、少なくとも１つのレンズを位置調整手段１３により所定の位置に移動させることで入力されるレーザビームのビーム形状を凸型（ガウシアン型）、フラット型（トップハット型）、及び凹型（逆ガウシアン型）のうち、何れか１つに成形する。また、ビーム成形手段１２は、ビーム成形されたレーザビームを出力する。なお、本発明における具体的なビーム成形手法については後述する。
【００２３】
位置調整手段１３は、制御手段１８により得られるビーム成形情報に基づいて、ビーム成形手段１２が有する少なくとも１つのレンズの位置を調整する。これにより、ビーム成形手段１２から所定の形状に成形されたレーザビームを出力させることができる。
【００２４】
反射ミラー１４は、ビーム成形手段１２により成形されたレーザビームを加工対象物２１の方向へと反射させる。また、イメージングレンズ光学系１５は、入力したレーザビームを加工対象物２１の加工表面にて所定の形状に集束させる。
【００２５】
ステージ駆動手段１６は、制御手段１８からの制御信号等により、ステージ１７を水平方向（Ｘ軸、Ｙ軸）へ移動させる。なお、ステージ駆動手段１６は、水平方向以外にも、例えば高さ方向（Ｚ軸）や、水平面に対して所定の角度θ分の傾斜を持たせるようにステージ１７を移動させることもできる。また、ステージ１７は、加工対象物２１を吸着等により固定し、ステージ駆動手段１６により所定位置に移動する。
【００２６】
制御手段１８は、レーザ発振器１１、位置調整手段１３、ステージ駆動手段１６における駆動等の制御を行う。具体的には、制御手段１８は、レーザ発振器１１によるレーザビームの照射の強さやタイミング等の制御を行う。また、制御手段１８は、予め設定される加工条件に応じて、レーザ発振器１１から出射されるレーザビームの形状を所定形状にビーム成形するため、位置調整手段１３によりビーム成形手段１２が有する少なくとも１つのレンズを所定のタイミングで所定の方向へ移動する等の制御を行う。更に、制御手段１８は、ステージ駆動手段１６による加工対象物２１の移動の開始、終了のタイミング、移動速度、移動位置等の制御を行う。これにより、レーザビームをエネルギーの損失が少なく容易に複数の所定形状に成形することができる。また、成形されたレーザビームを用いて、加工対象物への高精度なレーザ加工を実現することができる。
【００２７】
＜レーザビーム形状＞
ここで、上述したビーム成形手段１２により成形されるビーム形状について図を用いて説明する。図２は、本発明において成形されるビーム形状の一例を示す図である。なお、図２では、本発明におけるビーム形状を強度分布（レーザプロファイル）により示している。また、図２では、横軸に位置を示し、縦軸に強度を示している。
【００２８】
図２（ａ）は、凸型（ガウシアン型）のビーム形状を示し、図２（ｂ）は、フラット型（トップハット型）型のビーム形状を示し、図２（ｃ）は、凹型（逆ガウシアン型）のビーム形状を示している。
【００２９】
ここで、図２（ａ）に示す凸型のビームは、ビーム径が小さく、中心部の強度が周辺部の強度よりも大きい。また、図２（ｂ）に示すフラット型のビームは、ビーム径が中位（凸型、凹型の中間程度）で、中心部と周辺部の強度が略同じである。更に、図２（ｃ）に示す凹型のビームは、ビーム径が大きく、中心部の強度が周辺部の強度よりも小さい。なお、本発明においては、ビーム成形手段１２により成形されるビーム形状は、図２（ａ）〜図２（ｃ）に限定されるものではなく、例えば図２（ａ）から図２（ｂ）もしくは図２（ｂ）から図２（ｃ）への各変形過程の波形（強度分布）にも成形することができる。
【００３０】
このように、上述したこれらのビーム形状をレーザビームの種類や、加工対象物の材質や厚さ、加工方法等の各種加工条件に応じて任意に設定することで、加工対象物への高精度なレーザ加工を実現することができる。
【００３１】
＜ビーム成形手段１２の具体例＞
次に、上述したビーム成形手段１２におけるビーム成形の具体例について、図を用いて説明する。
【００３２】
＜ビーム成形手段１２：第１の実施形態＞
図３は、第１の実施形態におけるビーム成形手段の構成例を示す図である。図３におけるビーム成形手段１２は、エキスパンダー光学系３１と、ＤＯＥ（Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｅｌｅｍｅｎｔｓ：回折光学素子）３２とを有するよう構成されている。また、エキスパンダー光学系３１は、少なくとも１以上からなるレンズ光学系としてのレンズ４１〜４３を有している。なお、本実施形態において、レンズの枚数は３枚となっているが、本発明におけるレンズの枚数や形状等については、これに限定されるものではない。
【００３３】
エキスパンダー光学系３１が有するレンズ４１〜４３は、一例として２つの凸レンズ４１，４３と、１つの凹レンズ４２により構成されている。レンズ４１〜４３は、位置調整手段１３により少なくとも１つがレーザ光５１の光軸方向に所定距離分移動可能となっている。
【００３４】
したがって、エキスパンダー光学系３１は、位置調整手段１３によりレンズ４１〜４３のうち少なくとも１つを所定位置に移動させ、レンズ４１〜４３のレンズ間隔を調整することで、入力したレーザビーム５１のビーム径を任意（例えば、図３において間隔Ｗの範囲）に変更してＤＯＥ３２に入力することができる。
【００３５】
ここで、例えばエキスパンダー光学系３１において、レンズ４１とレンズ４２との間隔を狭くし、レンズ４２とレンズ４３との間隔を広くした場合には、エキスパンダー光学系３１から出力されるレーザビーム５１のビーム径を大きく（凹状）することができる。また、レンズ４１とレンズ４２との間隔を広くし、レンズ４２とレンズ４３との間隔を狭くした場合には、エキスパンダー光学系３１から出力されるレーザビーム５１のビーム径を小さく（凸状）することができる。
【００３６】
ＤＯＥ３２は、入力されるレーザビーム５１のビーム配光特性を変換して所定のビーム形状に成形し出力する機能を有する素子である。なお、ＤＯＥ３２は、レーザビーム５１を成形する際、基の配光特性を変換するため、配光パターンにノイズが入りにくく、均一度が高い設計が可能となる。
【００３７】
したがって、ビーム成形手段１２は、ＤＯＥ３２に入力するレーザビーム５１のビーム径を調整することで、上述した図２（ａ）〜図２（ｃ）に示すようなビーム形状を出力することができる。
【００３８】
このように、第１の実施形態により、上述した図２（ａ）〜図２（ｃ）のビーム形状を成形することで、レーザビームをエネルギーの損失が少なく容易に複数の所定形状に成形することができる。また、成形されたレーザビームを用いて、加工対象物への高精度なレーザ加工を実現することができる。
【００３９】
＜ビーム成形手段１２：第２の実施形態＞
次に、ビーム成形手段１２の第２の実施形態について図を用いて説明する。なお、以下の説明において、上述した第１の実施形態におけるビーム成形手段１２の機能構成と略同一の機能を有する構成については、その構成に同一の番号を付するものとし、ここでの具体的な説明については省略する。
【００４０】
図４は、第２の実施形態におけるビーム成形手段の構成例を示す図である。図４におけるビーム成形手段１２は、エキスパンダー光学系３１と、非球面レンズ３３，３４とを有するよう構成されている。つまり、第２の実施形態においては、上述した第１の実施形態において使用したＤＯＥ３２の代わりに非球面レンズ３３,３４を有している。
【００４１】
エキスパンダー光学系３１は、位置調整手段１３によりレンズ４１〜４３のうち、少なくとも１つを所定位置に移動させ、レンズ４１〜４３のレンズ間隔を上述したように調整することで、入力したレーザビーム５１のビーム径を任意（例えば、図４において間隔Ｗの範囲）に変更して非球面レンズ３３，３４に入力する。
【００４２】
非球面レンズ３３，３４は、組み合わせて用いることで、入力するレーザビーム５１のビーム径により出力されるレーザビーム５１のビーム形状を上述した図２（ａ）〜（ｃ）に示すようなビーム形状に成形する。なお、非球面レンズ３３，３４のレンズ間距離は、固定（例えば、２００ｍｍ程度）とすることが好ましい。
【００４３】
したがって、ビーム成形手段１２は、非球面レンズ３３，３４に入力するレーザビーム５１のビーム径を調整することで、上述した図２（ａ）〜図２（ｃ）に示すようなビーム形状を出力することができる。
【００４４】
このように、第２の実施形態により、非球面レンズ３３，３４を用いて上述した図２（ａ）〜図２（ｃ）のビーム形状を成形することで、レーザビームをエネルギーの損失が少なく容易に複数の所定形状に成形することができる。また、成形されたレーザビームを用いて、加工対象物への高精度なレーザ加工を実現することができる。
【００４５】
なお、上述した第１，第２の実施形態においては、ビーム成形手段１２におけるＤＯＥ３２或いは非球面レンズ３３，３４から出力されるレーザビーム５１に対し、加工対象物２１への照射前にマスク等を通過させてレーザビーム５１の一部を切り出し、切り出されたレーザビームを用いて加工を行ってもよい。具体的には、例えばレーザビーム５１の周辺部分のビーム形状を整形するための開口部を有するマスクにレーザビーム５１を通過させ、その通過したレーザビームを加工対象物２１に照射して加工を行う。これにより、より高精度なレーザ加工を実現することができる。
【００４６】
＜レーザ加工手順＞
次に、本発明におけるレーザ加工装置を用いた具体的なレーザ加工手順の一例について説明する。なお、以下に説明する本発明におけるビーム成形により成形されたレーザビームを適用したレーザ加工方法の一例として、加工対象物にプリント配線基板を用い、その所定位置に穴あけ加工を行う例について説明する。
【００４７】
また、プリント配線基板の例としては、例えば配線パターンが描ける銅層（金属層）の上に、ベークライト、エポキシ樹脂等の絶縁層を有し、更にその上層であるレーザビームの照射表面に、銅層（金属層）を用いる。なお、本発明における加工対象物の種類については、これに限定されるものではない。
【００４８】
ここで、図５は、本発明を適用してレーザ加工されるプリント配線基板の加工の様子の一例を示す図である。また、図６は、本発明におけるビーム成形を適用したレーザ加工手順の一例を示すフローチャートである。
【００４９】
図５に示すプリント配線基板６０は、表面金属層としての銅層６１と、絶縁層としての樹脂層６２と、金属層としての銅層６３を有している。このとき、一例として銅層６１の厚さは約３〜１５μｍであり、樹脂層の厚さは約５０〜２００μｍであり、銅層６３の厚さは約１０〜４０μｍであるとする。また、銅層６１には、レーザビーム５１の吸収性（加工効率）をよくするため、黒化処理が施されている。
【００５０】
レーザ加工手順では、図６に示すように、まずレーザ加工の加工条件を入力し（Ｓ０１）、各種加工条件のうち、樹脂層６２の厚さが所定の厚さ以上あるか否かを判断する（Ｓ０２）。なお、所定の厚さの設定は、レーザビームの種類や強度、加工対象物の材質、形状等により設定される。
【００５１】
ここで、樹脂層６２の厚さが所定の厚さ以上である場合（Ｓ０２において、ＹＥＳ）、上述したビーム成形手段１２により図２（ａ）に示すような凸型ビームを成形する（Ｓ０３）。また、Ｓ０２の処理において、樹脂層６２の厚さが所定の厚さ以上でない場合（Ｓ０２において、ＮＯ）、上述したビーム成形手段１２により図２（ｃ）に示すような凹型ビーム或いは図２（ｂ）に示すようなフラット型ビームを成形する（Ｓ０４）。
【００５２】
次に、図５（ａ）に示すように、Ｓ０３又はＳ０４の処理により成形されたレーザビームを加工対象物に照射し（Ｓ０５）、図５（ｂ）に示すように、銅層６１の穴あけ加工を行う（Ｓ０６）。更に、樹脂層６２の加工を行うために、上述したビーム成形手段１２により図２（ｂ）に示すようなフラット型ビームを成形し（Ｓ０７）、成形したレーザビームを穴あけ加工された銅層６１の表面位置に照射し（Ｓ０８）、樹脂層６２の穴あけ加工を行う（Ｓ０９）（図５（ｃ））。なお、Ｓ０８の処理において、レーザビームの強度は、銅層６１が加工されず、樹脂層６２のみが加工されるような強度に調整される。このように、加工対象物の材質や厚さ等の各種加工条件等に応じて、加工対象物２１に照射するレーザビームの形状を変更することで、高精度なレーザ加工を実現することができる。
【００５３】
なお、上述したＳ０６やＳ０９の処理におけるレーザ加工において、Ｓ０５及びＳ０８の処理におけるレーザビームの照射前に、例えばマスク等を介して、成形したレーザビームの周辺部分のビーム形状を整形する等の処理を行ってもよい。
【００５４】
上述したレーザ加工手順に示すように、加工対象物の材質や厚さ等により任意に形状を異ならせることで、高精度なレーザ加工を実現することができる。なお、このようなレーザ加工は、プリント配線基板６０の他にも、パッケージ基板やグリーンシート基板等の絶縁基板、ウェハ等の穴あけ、溝掘り、アニール等に用いることができる。
【００５５】
上述したように本発明によれば、レーザビームをエネルギーの損失が少なく容易に複数の所定形状に成形することができる。また、成形されたレーザビームを用いて、加工対象物への高精度なレーザ加工を実現することができる。
【００５６】
なお、本発明におけるレーザ加工は、穴あけや溶接、切断、アニール等のレーザ加工全般に適用することができる。
【００５７】
以上、本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】レーザ加工装置の機能構成の一例を示す図である。
【図２】本発明において成形されるビーム形状の一例を示す図である。
【図３】第１の実施形態におけるビーム成形手段の構成例を示す図である。
【図４】第２の実施形態におけるビーム成形手段の構成例を示す図である。
【図５】本発明を適用してレーザ加工されるプリント配線基板の加工の様子の一例を示す図である。
【図６】本発明におけるビーム成形を適用したレーザ加工手順の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５９】
１０  レーザ加工装置
１１  レーザ発振器
１２  ビーム成形手段
１３  位置調整手段
１４  反射ミラー
１５  イメージングレンズ光学系
１６  ステージ駆動手段
１７  ステージ
２１  加工対象物
３１  エキスパンダー光学系
３２  ＤＯＥ
４１〜４３  レンズ
５１  レーザビーム
６０  プリント配線基板
６１，６３  銅層
６２  樹脂層
【図１】
2008137058.tif 000003
【図２】
2008137058.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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