(57)【要約】【課題】貫通孔にネッキングおよび／またはクラックが生じ難い、放電補助式レーザ孔加工方法。【解決手段】第１の電極の先端は、前記絶縁基板の表面から０．１ｍｍ以上の距離であって、前記絶縁基板上のレーザ光の照射スポットの中心から、第１の方向に０．２ｍｍ以上ずれた位置に配置され、絶縁基板上に既に形成されている貫通孔を既貫通孔と称し、該既貫通孔が形成されている位置を既貫通孔形成位置と称し、絶縁基板上の次に貫通孔を形成する位置を対象貫通孔形成位置と称したとき、ある既貫通孔から、前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って、０．５ｍｍ以下の距離の位置を対象貫通孔形成位置とし、該対象貫通孔形成位置にレーザ光を照射した後、電極間放電を実施するとき、前記第１の電極の先端は、既貫通孔の位置よりも前記対象貫通孔形成位置に近い位置にあることを特徴とする放電補助式レーザ孔加工方法。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光照射によって絶縁基板に複数の貫通孔を形成し、第１および第２の電極間での放電現象により前記貫通孔の形状を調整する、放電補助式レーザ孔加工方法であって、
第１の電極の先端は、前記絶縁基板の表面から０．１ｍｍ以上の距離であって、前記絶縁基板上のレーザ光の照射スポットの中心から、第１の方向に０．２ｍｍ以上ずれた位置に配置され、
絶縁基板上に既に形成されている貫通孔を既貫通孔と称し、該既貫通孔が形成されている位置を既貫通孔形成位置と称し、絶縁基板上の次に貫通孔を形成する位置を対象貫通孔形成位置と称したとき、
ある既貫通孔から、前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って、０．５ｍｍ以下の距離の位置を対象貫通孔形成位置とし、該対象貫通孔形成位置にレーザ光を照射した後、電極間放電を実施するとき、前記第１の電極の先端は、既貫通孔の位置よりも前記対象貫通孔形成位置に近い位置にあることを特徴とする放電補助式レーザ孔加工方法。
【請求項２】
レーザ光照射によって絶縁基板に複数の貫通孔を形成し、第１および第２の電極間での放電現象により前記貫通孔の形状を調整する、放電補助式レーザ孔加工方法であって、
第１の電極の先端は、前記絶縁基板の表面から０．１ｍｍ以上の距離であって、前記絶縁基板上のレーザ光の照射スポットの中心から、第１の方向に沿って＋（プラス）方向に０．２ｍｍ以上ずれた位置に配置され、
前記絶縁基板は、第ｎ列×第ｍ行のマトリクス状の貫通孔形成位置のパターンを有し、
前記各列は、前記第１の方向に平行であり、前記各行は、前記第１の方向と直交する第２の方向に平行であり、
前記各列は、第１列から第ｎ列まで、前記第２の方向の＋（プラス）方向に沿って延在し、前記各行は、第１行から第ｍ行まで、前記第１の方向の＋（プラス）方向に沿って延在し、
各列内の貫通孔形成位置は、０．５ｍｍ以下のピッチＰｙで配置され、
第１行の全貫通孔形成位置に貫通孔が形成されてから、第２行の全貫通孔形成位置に貫通孔が形成され、以下、同様に、第ｍ行まで、順次貫通孔が形成されるステップを有することを特徴とする放電補助式レーザ孔加工方法。
【請求項３】
前記各行内の貫通孔形成位置は、０．５ｍｍ以下のピッチＰｘで配置される、請求項２に記載の放電補助式レーザ孔加工方法。
【請求項４】
レーザ光照射によって絶縁基板に複数の貫通孔を形成し、第１および第２の電極間での放電現象により前記貫通孔の形状を調整する、放電補助式レーザ孔加工方法であって、
第１の電極の先端は、前記絶縁基板の表面から０．１ｍｍ以上の距離であって、前記絶縁基板上のレーザ光の照射スポットの中心から、第１の方向に沿って＋（プラス）方向に０．２ｍｍ以上ずれた位置に配置され、
前記絶縁基板は、貫通孔形成位置のパターンを有し、該パターンは、第ｎ列×第ｍ行の貫通孔形成位置のマトリクスにおいて、一部の貫通孔形成位置が欠損した欠損部を有し、
前記各列は、前記第１の方向に平行であり、前記各行は、前記第１の方向と直交する第２の方向に平行であり、
前記各列は、第１列から第ｎ列まで、前記第２の方向の＋（プラス）方向に沿って延在し、前記各行は、第１行から第ｍ行まで、前記第１の方向の＋（プラス）方向に沿って延在し、
各列内の貫通孔形成位置は、前記欠損部を除き、０．５ｍｍ以下のピッチＰｙで配置され、
第１行の全貫通孔形成位置に貫通孔が形成されてから、第２行の全貫通孔形成位置に貫通孔が形成され、以下、同様に、第ｍ行まで、順次貫通孔が形成されるステップを有することを特徴とする放電補助式レーザ孔加工方法。
【請求項５】
前記欠損部は、前記第ｎ列×第ｍ行の貫通孔形成位置のマトリクスの中央部分に配置される、請求項４に記載の放電補助式レーザ孔加工方法。
【請求項６】
前記欠損部は、前記第ｎ列×第ｍ行の貫通孔形成位置のマトリクスの第１行目または第ｍ行目に存在する、請求項４または５に記載の放電補助式レーザ孔加工方法。
【請求項７】
前記欠損部は、前記第ｎ列×第ｍ行の貫通孔形成位置のマトリクスにおける第ｉ列目（ただしｉは、２〜ｎ−１までの整数）および第ｊ行目（ただしｊは、２〜ｍ−１までの整数）によって分離された、４つの各領域に存在する、請求項４乃至６のいずれか一つに記載の放電補助式レーザ孔加工方法。
【請求項８】
前記各行内の貫通孔形成位置は、前記欠損部を除き、０．５ｍｍ以下のピッチＰｘで配置される、請求項４乃至７のいずれか一つに記載の放電補助式レーザ孔加工方法。
【請求項９】
前記第１の電極の先端は、前記絶縁基板の表面から０．３ｍｍ〜１．０ｍｍの距離に配置される、請求項１乃至８のいずれか一つに記載の放電補助式レーザ孔加工方法。
【請求項１０】
前記第１の電極の先端は、前記レーザ光の照射スポットの中心から、前記第１の方向に沿って、０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの距離に配置される、請求項１乃至９のいずれか一つに記載の放電補助式レーザ孔加工方法。
【請求項１１】
前記レーザ光の照射スポットは、１０μｍ〜３００μｍの範囲の最大寸法を有する、請求項１乃至１０のいずれか一つに記載の放電補助式レーザ孔加工方法。
【請求項１２】
前記第２の電極は、略板状であり、前記絶縁基板の底面に配置される、請求項１乃至１１のいずれか一つに記載の放電補助式レーザ孔加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電補助式レーザ孔加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
絶縁基板に貫通孔を形成する技術として、レーザ溶融式放電除去技術が提案されている（例えば、特許文献１）。このレーザ溶融式放電除去技術では、レーザ光照射で絶縁材料を溶融した後、電極間放電現象によって溶融した絶縁材料を除去し、絶縁基板に貫通孔を形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第ＷＯ２０１１／０３８７８８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述のように、レーザ溶融式放電除去技術では、レーザ光照射で絶縁材料を溶融した後、電極間放電現象によって溶融した絶縁材料を除去し、絶縁基板に貫通孔を形成する。
【０００５】
ここで、従来のレーザ溶融式放電除去方法では、しばしば、レーザ光照射後の放電の際に、適正な場所で放電が生じないという問題が生じ得る。例えば、貫通孔形成目標位置にレーザ光を照射して、電極間放電により、この貫通孔形成目標位置で放電を生じさせようとした際に、貫通孔形成目標位置では放電が生じず、既に形成された貫通孔（既貫通孔）を介して、放電が生じる場合がある。
【０００６】
このような現象が生じた場合、貫通孔形成目標位置では放電が生じないため、貫通孔形成目標位置に貫通孔が形成されないという問題が生じる。また、既貫通孔において放電が生じた場合、該既貫通孔に余分なエネルギーが投入されてしまい、既貫通孔にクラックが生じるという問題が生じ得る。
【０００７】
本発明は、このような背景に鑑みなされたものであり、本発明では、貫通孔にクラックが生じ難い、放電補助式レーザ孔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】
本発明では、レーザ光照射によって絶縁基板に複数の貫通孔を形成し、第１および第２の電極間での放電現象により前記貫通孔の孔形状を調整する、放電補助式レーザ孔加工方法であって、
第１の電極の先端は、前記絶縁基板の表面から０．１ｍｍ以上の距離であって、前記絶縁基板上のレーザ光の照射スポットの中心から、第１の方向に０．２ｍｍ以上ずれた位置に配置され、
絶縁基板上に既に形成されている貫通孔を既貫通孔と称し、該既貫通孔が形成されている位置を既貫通孔形成位置と称し、絶縁基板上の次に貫通孔を形成する位置を対象貫通孔形成位置と称したとき、
ある既貫通孔から、前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って、０．５ｍｍ以下の距離の位置を対象貫通孔形成位置とし、該対象貫通孔形成位置にレーザ光を照射した後、電極間放電を実施するとき、前記第１の電極の先端は、既貫通孔の位置よりも前記対象貫通孔形成位置に近い位置にあることを特徴とする放電補助式レーザ孔加工方法が提供される。
【０００９】
また、本発明では、レーザ光照射によって絶縁基板に複数の貫通孔を形成し、第１および第２の電極間での放電現象により前記貫通孔の形状を調整する、放電補助式レーザ孔加工方法であって、
第１の電極の先端は、前記絶縁基板の表面から０．１ｍｍ以上の距離であって、前記絶縁基板上のレーザ光の照射スポットの中心から、第１の方向に沿って＋（プラス）方向に０．２ｍｍ以上ずれた位置に配置され、
前記絶縁基板は、第ｎ列×第ｍ行のマトリクス状の貫通孔形成位置のパターンを有し、
前記各列は、前記第１の方向に平行であり、前記各行は、前記第１の方向と直交する第２の方向に平行であり、
前記各列は、第１列から第ｎ列まで、前記第２の方向の＋（プラス）方向に沿って延在し、前記各行は、第１行から第ｍ行まで、前記第１の方向の＋（プラス）方向に沿って延在し、
各列内の貫通孔形成位置は、０．５ｍｍ以下のピッチＰｙで配置され、
第１行の全貫通孔形成位置に貫通孔が形成されてから、第２行の全貫通孔形成位置に貫通孔が形成され、以下、同様に、第ｍ行まで、順次貫通孔が形成されるステップを有することを特徴とする放電補助式レーザ孔加工方法が提供される。
【００１０】
ここで、前記本発明による放電補助式レーザ孔加工方法において、前記各行内の貫通孔形成位置は、０．５ｍｍ以下のピッチＰｘで配置されてもよい。
【００１１】
さらに、本発明では、レーザ光照射によって絶縁基板に複数の貫通孔を形成し、第１および第２の電極間での放電現象により前記貫通孔の形状を調整する、放電補助式レーザ孔加工方法であって、
第１の電極の先端は、前記絶縁基板の表面から０．１ｍｍ以上の距離であって、前記絶縁基板上のレーザ光の照射スポットの中心から、第１の方向に沿って＋（プラス）方向に０．２ｍｍ以上ずれた位置に配置され、
前記絶縁基板は、貫通孔形成位置のパターンを有し、該パターンは、第ｎ列×第ｍ行の貫通孔形成位置のマトリクスにおいて、一部の貫通孔形成位置が欠損した欠損部を有し、
前記各列は、前記第１の方向に平行であり、前記各行は、前記第１の方向と直交する第２の方向に平行であり、
前記各列は、第１列から第ｎ列まで、前記第２の方向の＋（プラス）方向に沿って延在し、前記各行は、第１行から第ｍ行まで、前記第１の方向の＋（プラス）方向に沿って延在し、
各列内の貫通孔形成位置は、前記欠損部を除き、０．５ｍｍ以下のピッチＰｙで配置され、
第１行の全貫通孔形成位置に貫通孔が形成されてから、第２行の全貫通孔形成位置に貫通孔が形成され、以下、同様に、第ｍ行まで、順次貫通孔が形成されるステップを有することを特徴とする放電補助式レーザ孔加工方法が提供される。
【００１２】
ここで、本発明による放電補助式レーザ孔加工方法において、前記欠損部は、前記第ｎ列×第ｍ行の貫通孔形成位置のマトリクスの中央部分に配置されてもよい。
【００１３】
また、本発明による放電補助式レーザ孔加工方法において、前記欠損部は、前記第ｎ列×第ｍ行の貫通孔形成位置のマトリクスの第１行目または第ｍ行目に存在してもよい。
【００１４】
また、本発明による放電補助式レーザ孔加工方法において、前記欠損部は、前記第ｎ列×第ｍ行の貫通孔形成位置のマトリクスにおける第ｉ列目（ただしｉは、２〜ｎ−１までの整数）および第ｊ行目（ただしｊは、２〜ｍ−１までの整数）によって分離された、４つの各領域に存在してもよい。
【００１５】
また、本発明による放電補助式レーザ孔加工方法において、前記各行内の貫通孔形成位置は、前記欠損部を除き、０．５ｍｍ以下のピッチＰｘで配置されてもよい。
【００１６】
また、本発明によるレーザ誘導式放電加工方法において、前記第１の電極の先端は、前記絶縁基板の表面から０．３ｍｍ〜１．０ｍｍの距離に配置されてもよい。
【００１７】
また、本発明による放電補助式レーザ孔加工方法において、前記第１の電極の先端は、前記レーザ光の照射スポットの中心から、前記第１の方向に沿って、０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの距離に配置されてもよい。
【００１８】
また、本発明による放電補助式レーザ孔加工方法において、前記レーザ光の照射スポットは、１０μｍ〜３００μｍの範囲の最大寸法を有してもよい。
【００１９】
また、本発明による放電補助式レーザ孔加工方法において、前記第２の電極は、略板状であり、前記絶縁基板の底面に配置されてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明では、貫通孔にクラックが生じ難い、放電補助式レーザ孔加工方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】一般的なレーザ溶融式放電除去装置の構成の一例を概略的に示した図である。
【図２】本願で使用する３次元座標の３軸と、第１の電極の先端の座標との関係を概略的に示した図である。
【図３】第１の放電補助式レーザ孔加工方法により絶縁基板に貫通孔を形成する際の、貫通孔の配置パターンを模式的に示した図である。
【図４】第２の放電補助式レーザ孔加工方法により絶縁基板に貫通孔を形成する際の、貫通孔の配置パターンを模式的に示した図である。
【図５】貫通孔の配置パターンの別の一例を模式的に示した図である。
【図６】貫通孔の配置パターンの別の一例を模式的に示した図である。
【図７】実施例１において、ガラス基板に貫通孔を形成する際の順番を模式的に示した図である。
【図８】実施例１における加工後の一貫通孔の断面の一例を示した図である。
【図９】比較例１において、ガラス基板に貫通孔を形成する際の順番を模式的に示した図である。
【図１０】比較例１における加工後の一貫通孔の断面の一例を示した図である。
【図１１】実施例２において、ガラス基板に貫通孔を形成する際の順番を模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して、本発明について説明する。
【００２３】
（放電補助式レーザ孔加工技術について）
まず、従来の「レーザ溶融式放電除去技術（方法）」と、本発明に適用される「放電補助式レーザ孔加工技術（方法）」の差異について、簡単に説明する。
【００２４】
従来の「レーザ溶融式放電除去技術」では、レーザ光照射で絶縁材料を溶融した後、電極間放電現象によって溶融した絶縁材料を除去することにより、絶縁基板に貫通孔を形成する。「レーザ溶融式放電除去技術」では、加工後の貫通孔にネッキングが生じ易い。なお、「ネッキング」とは、加工後の貫通孔内に形成される突出部分を意味する。貫通孔内にこのようなネッキングが生じると、貫通孔の寸法精度が低下してしまう。このため、ネッキングは、できる限り抑制することが望ましいと言われている。
【００２５】
これに対して、本発明に適用される「放電補助式レーザ孔加工技術」では、レーザ光照射によって絶縁基板に複数の貫通孔を形成した後、第１および第２の電極間での放電現象により前記貫通孔の形状が調整される。なお、貫通孔の形状の調整とは、レーザ光照射によって絶縁基板に複数の貫通孔を形成した際に生じるネッキングを低減することを意味する。「放電補助式レーザ孔加工技術」には、「レーザ溶融式放電除去技術」に比べて、貫通孔の加工後に生じ得るネッキングを有意に抑制できるという特徴がある。
【００２６】
以下、図１を参照して、本発明に利用される「放電補助式レーザ孔加工技術」について具体的に説明する。
【００２７】
図１には、放電補助式レーザ孔加工技術に利用される、一般的な放電補助式レーザ孔加工装置の構成の一例を概略的に示す。
【００２８】
図１に示すように、この放電補助式レーザ孔加工装置１００は、レーザ光源１１０と、直流高電圧電源１２５と、第１の電極１４０および第２の電極１４５とを有する。
【００２９】
第１の電極１４０および第２の電極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、直流高電圧電源１２５と接続されている。
【００３０】
なお、図１の例では、第１の電極１４０と第２の電極１４５は、形状および配置形態が異なっている。すなわち、第１の電極１４０は、針状の形状を有し、絶縁基板１９０から離して配置されている。これに対して、第２の電極１４５は、略平板状の形状を有し、絶縁基板１９０の直下に、絶縁基板１９０と接するように配置されている。第２の電極１４５は、絶縁基板１９０を置載するステージとしての機能を兼ねることができる。
【００３１】
ただし、これは、単なる一例であって、例えば、第２の電極１４５は、絶縁基板１９０の底面側に、絶縁基板１９０から離して配置してもよい。また、第２の電極１４５は、第１の電極１４０と同様の針状の形状を有してよい。この場合、第１の電極１４０と、絶縁基板１９０を挟んで対向する位置にある第２の電極との間で、一組の電極対が構成される。
【００３２】
このような放電補助式レーザ孔加工装置１００を用いて、絶縁基板１９０に貫通孔を形成する際には、まず、絶縁基板１９０が両電極１４０、１４５の間に配置される。さらに、第２の電極１４５（または別個のステージ）を水平方向に移動させることにより、絶縁基板１９０が所定の位置に配置される。
【００３３】
次に、レーザ光源１１０から絶縁基板１９０に向かって、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の温度が局部的に上昇して絶縁材料が昇華し、ここに貫通孔１８５が形成される。
【００３４】
レーザ光１１３の照射後、直流高電圧電源１２５を用いて、両電極１４０、１４５間に直流高電圧が印加される。これにより、電極１４０、１４５間において、放電が生じる。放電は、貫通孔１８５を介して生じる傾向にある。これは、この位置では、抵抗が他の部分よりも低くなっているためである。
【００３５】
放電の発生により、貫通孔１８５に形成され得るネッキングが低減され、貫通孔１８５の寸法精度が向上する。
【００３６】
次に、第２の電極１４５（または別個のステージ）を水平方向に移動させ、絶縁基板１９０を所定の場所に配置する。その後、同様の工程により、第２の貫通孔が形成される。
【００３７】
このような工程を繰り返すことにより、絶縁基板１９０に複数の貫通孔を形成できる。
【００３８】
なお、図１には、示されていないが、放電補助式レーザ孔加工装置１００は、さらに、高周波高圧電源を有してもよい。高周波高圧電源の設置の目的は、放電が開始されるまでの間に、絶縁基板１９０の貫通孔１８５の部分およびその近傍の温度が低下することを抑制することである。すなわち、高周波高圧電源を用いて、絶縁基板１９０に対して高周波高電圧を印加することにより、レーザ光１１３の照射によって加熱された絶縁基板１９０の貫通孔１８５部分の高温状態を、放電開始まで確実に維持できる。ただし、高周波高圧電源の設置は、任意である。
【００３９】
ここで、一般的な放電補助式レーザ孔加工方法では、しばしば、レーザ光照射後の放電の際に、適正な場所で放電が生じない（以下、「誤放電」とも称する）という問題が生じ得る。例えば、レーザ光１１３の照射後、電極間放電により、照射位置１８３で放電を生じさせようとした際に、この照射位置１８３では放電が生じず、既に形成された貫通孔（既貫通孔）を介して、放電が生じる場合がある。
【００４０】
このような誤放電現象が生じた場合、照射位置１８３では放電が生じないため、照射位置１８３では、ネッキングが発生するという問題が生じる。また、既貫通孔において放電が生じた場合、該既貫通孔に余分なエネルギーが投入されてしまい、既貫通孔にクラックが生じるという問題が生じ得る。
【００４１】
本願発明者等は、このような問題に対処するため、誤放電の原因、およびその対策について、鋭意検討を行ってきた。その結果、本願発明者等は、
（１）通常の放電補助式レーザ孔加工装置１００では、第１の電極１４０の先端は、レーザ光の照射スポット位置に対して、一定の関係となるように固定されており、一度設定すると、全貫通孔が形成されるまで変更が難しいこと、および
（２）誤放電は、第１の電極１４０の先端からレーザ光１１３の照射位置（すなわち貫通孔形成目標位置）までの距離よりも、第１の電極１４０の先端から既貫通孔形成位置までの距離の方が短い場合に頻繁に生じ得ること
を見出し、本願発明に至った。
【００４２】
すなわち、本発明では、レーザ光照射によって絶縁基板に複数の貫通孔を形成し、第１および第２の電極間での放電現象により前記貫通孔の形状を調整する、放電補助式レーザ孔加工方法であって、
第１の電極の先端は、前記絶縁基板の表面から０．１ｍｍ以上の距離であって、前記絶縁基板上のレーザ光の照射スポットの中心から、第１の方向に０．２ｍｍ以上ずれた位置に配置され、
絶縁基板上に既に形成されている貫通孔を既貫通孔と称し、該既貫通孔が形成されている位置を既貫通孔形成位置と称し、絶縁基板上の次に貫通孔を形成する位置を対象貫通孔形成位置と称したとき、
ある既貫通孔から、前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って、０．５ｍｍ以下の距離の位置を対象貫通孔形成位置とし、該対象貫通孔形成位置にレーザ光を照射した後、電極間放電を実施するとき、前記第１の電極の先端は、既貫通孔の位置よりも前記対象貫通孔形成位置に近い位置にあることを特徴とする放電補助式レーザ孔加工方法が提供される。
【００４３】
このような放電補助式レーザ孔加工方法では、対象貫通孔形成位置に貫通孔を形成するため、対象貫通孔形成位置にレーザ光を照射した後、直流高電圧を印加する際に、第１の電極１４０の先端は、必然的に、既貫通孔形成位置に比べて、対象貫通孔形成位置に近い位置に配置されることになる。このため、既貫通孔形成位置で放電が生じること、すなわち誤放電が有意に抑制され、対象貫通孔形成位置で適正に放電を生じさせることが可能になる。
【００４４】
従って、本発明による放電補助式レーザ孔加工方法では、誤放電の結果生じるような、貫通孔にネッキングが生じたり、既貫通孔にクラックが生じたりする問題を、有意に抑制することが可能になる。
【００４５】
ここで、図２を参照して、本願で使用される第１の電極１４０の先端の３次元座標の定め方について説明する。
【００４６】
図２には、本願で使用する３次元座標の３軸、すなわちＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸と、第１の電極１４０の先端の座標との関係を示す。
【００４７】
図２に示すように、まず、絶縁基板１９０上におけるレーザ光１１３の照射スポット１１５の中心Ｃを、３次元座標の原点として設定する。従って、Ｃ（０，０，０）である。
【００４８】
また、第１の電極１４０の先端の座標を座標Ａ（ｘ，ｙ，ｚ）とする。ここで、Ｚ軸は、第１の電極１４０の先端から絶縁基板１９０に対して垂らした垂線の方向とする。
【００４９】
次に、第１の電極１４０の先端からＺ方向に沿って垂らした直線Ｌ１の絶縁基板１９０上の点Ｐと、照射スポット１１５の中心Ｃとを結ぶ直線をＹ軸と規定する。
【００５０】
次に、絶縁基板１９０の平面上の、Ｙ軸と直交する軸をＸ軸と規定する。この定義によれば、第１の電極１４０の先端はＹ軸上にあるため、座標Ａのｘ値は、０（ゼロ）となる。
【００５１】
このようにして、３次元座標上における第１の電極１４０の先端の座標Ａが定められる。ちなみに、第１の電極１４０の先端の座標は、Ａ（０，ｙ，ｚ）で表される。
【００５２】
座標Ａのｚ値は、０．１ｍｍ以上である。座標Ａのｚ値が０．１ｍｍ未満の場合、絶縁基板１９０の移動の際の振動や、加工時の振動などによって、第１の電極１４０の先端が絶縁基板１９０と接触する可能性が高くなる。座標Ａのｚ値は、０．３ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲であることが好ましい。
【００５３】
一方、座標Ａのｙ値は、０．２ｍｍ以上である。座標Ａのｙ値は、０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲であることが好ましい。座標Ａのｙ値が、０．２ｍｍ未満の場合、レーザの光路と干渉してしまいレーザ出力の低下や、加工の際に発生する加工粉が第１の電極に付着し、付着物によりレーザの光路と干渉してしまう可能性が高くなる。座標Ａのｙ値は、０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲であることが好ましい。
【００５４】
なお、絶縁基板１９０上のレーザ光１１３の照射スポット１１５は、例えば、１０μｍ〜３００μｍの範囲の最大寸法を有する。ここで、照射スポット１１５が略円形または略楕円形の場合、「最大寸法」とは、円の直径または楕円の長軸の寸法を意味し、照射スポット１１５が略多角形状の場合、「最大寸法」とは、最大対角線長さを意味する。
【００５５】
（本発明の一実施例による放電補助式レーザ孔加工方法について）
次に、図３を参照して、本発明の一実施例による放電補助式レーザ孔加工方法（第１の放電補助式レーザ孔加工方法）について説明する。
【００５６】
なお、この第１の放電補助式レーザ孔加工方法では、絶縁基板３９０に対して、図３に示すような貫通孔パターン３６０を形成するものと仮定する。図３において、○印の位置、すなわち座標（１，１）〜座標（４，４）は、貫通孔が形成される位置（貫通孔形成位置）３８５を示している。
【００５７】
この貫通孔パターン３６０では、貫通孔形成位置３８５（３８５−１〜３８５−１６）は、ＸＹ平面に規則的な配列で配置される。すなわち、貫通孔形成位置（３８５−１〜３８５−１６）は、列Ｘ１〜列Ｘ４および行Ｙ１〜行Ｙ４の、４列×４行のマトリクス状に配置される。
【００５８】
なお、図３では、貫通孔パターン３６０の一例として、４列×４行のマトリクスを示したが、マトリクスを構成する列および行の数は、特に限られないことに留意する必要がある。
【００５９】
各貫通孔形成位置（３８５−１〜３８５−１６）において、Ｘ軸方向における貫通孔の配置ピッチは、Ｐｘであり、Ｙ軸方向における貫通孔の配置ピッチは、Ｐｙである。ピッチＰｘとピッチＰｙは、等しくても異なっていてもよい。ピッチＰｙは、０．５ｍｍ以下である。ピッチＰｙは、例えば、２０μｍ〜４００μｍの範囲であってもよい。一方、ピッチＰｘは、特に限られないが、例えば、２０μｍ〜４００μｍの範囲である。図３の例では、ピッチＰｘ＝Ｐｙ＝２００μｍと仮定している。
【００６０】
このような貫通孔パターン３６０で、絶縁基板３９０の各貫通孔形成位置３８５に貫通孔を形成する場合、最初の貫通孔は、図３において座標（１，１）で表される左下の貫通孔形成位置３８５−１に形成される。
【００６１】
ここで、前述の定義のように、第１の貫通孔形成位置３８５−１に貫通孔を形成する際の、第１の電極の先端の座標Ａは、Ａ（１，ｙ，ｚ）である。また、ｙの値は、０．２ｍｍ以上であり、ｚの値は、０．１ｍｍ以上である。
【００６２】
ここでは、一例として、第１の電極の先端のｙ値を５００μｍと仮定する。この場合、図３において、×印で示されている位置３４１が、ＸＹ平面上の第１の電極の先端の位置となる。以降、この位置３４１を「第１の電極の先端３４１」とも称する。
【００６３】
座標（１，１）で表される貫通孔形成位置３８５−１に最初の貫通孔が形成された後、Ｘ軸の＋（プラス）方向に沿って、第１行目（行Ｙ１）の貫通孔形成位置３８５−２、３８５−３、および３８５−４に、順次貫通孔が形成される。
【００６４】
次に、座標（４，２）で表される貫通孔形成位置３８５−８に、貫通孔が形成され、その後、Ｘ軸の−（マイナス）方向に沿って、第２行目（行Ｙ２）の貫通孔形成位置３８５−７、３８５−６、および３８５−５に、順次貫通孔が形成される。
【００６５】
あるいは、座標（１，２）で表される貫通孔形成位置３８５−５に貫通孔を形成してから、Ｘ軸の＋（プラス）方向に沿って、第２行目（行Ｙ２）の貫通孔形成位置３８５−６、３８５−７、および３８５−８に、順次貫通孔が形成されてもよい。ただし、この順番では、第１行目（行Ｙ１）の全貫通孔を形成した後、絶縁基板３９０をＸ軸方向に大きく移動させる必要が生じるため、加工時間が増加する。
【００６６】
第２行目（行Ｙ２）の貫通孔形成位置に貫通孔が形成された後、Ｘ軸の＋（プラス）方向に沿って、第３行目（行Ｙ３）の各貫通孔形成位置３８５−９、３８５−１０、３８５−１１、および３８５−１２に、順次貫通孔が形成される。第３行目（行Ｙ３）の各貫通孔形成位置に貫通孔を形成する場合の方向も、＋（プラス）または−（マイナス）の何れでもよい。ただし、通常は、加工時間短縮のため、Ｘ軸の＋（プラス）方向に沿って、第３行目（行Ｙ３）の各貫通孔が形成される。
【００６７】
以下、同様に、第４行目（行Ｙ４）の各貫通孔形成位置３８５−１６、３８５−１５、３８５−１４、および３８５−１３に、順次貫通孔が形成される。
【００６８】
ここで、このような順番で、各貫通孔を形成した場合、既に形成された貫通孔の形成位置（既貫通孔形成位置）は、第１の電極の先端３４１から常に遠ざかるように移動する。
【００６９】
例えば、第１行目（行Ｙ１）の全貫通孔を形成した後、第２行目（行Ｙ２）の貫通孔形成位置３８５−５〜４８５−８に貫通孔を形成しようとすると、絶縁基板３９０は、Ｙ軸の−（マイナス）の方向に沿って移動する。一方、第１の電極の先端３４１は、第２行目（行Ｙ２）の貫通孔形成位置３８５−５〜４８５−８よりもＹ軸に沿って＋（プラス）側にある。このため、第２行目（行Ｙ２）の貫通孔形成位置３８５−５〜４８５−８に貫通孔を形成する際には、第１行目（行Ｙ１）の各貫通孔は、第１の電極の先端３４１から遠ざかるようになる。
【００７０】
その結果、第１の電極の先端３４１は、必ず、既貫通孔形成位置よりも、加工の対象となる貫通孔形成位置３８５に接近した状態となる。
【００７１】
従って、第１の放電補助式レーザ孔加工方法では、既貫通孔形成位置で放電が生じること、すなわち誤放電が有意に抑制され、対象貫通孔形成位置で適正に放電を生じさせることが可能になる。また、これにより、第１の放電補助式レーザ孔加工方法では、誤放電の結果生じるような、貫通孔にネッキングが生じたり、既貫通孔にクラックが生じたりする問題を、有意に抑制することが可能になる。
【００７２】
なお、以上の順番は、単なる一例に過ぎないことに留意する必要がある。例えば、上記例では、第１の貫通孔形成位置として、座標（１，１）の位置にある貫通孔形成位置３８５−１を選定した。しかしながら、第１の貫通孔形成位置として、座標（４，１）の位置にある貫通孔形成位置３８５−４を選定してもよい。この場合、座標（４，１）で表される貫通孔形成位置３８５−４に最初の貫通孔が形成された後、Ｘ軸の−（マイナス）方向に沿って、第１行目（行Ｙ１）の貫通孔形成位置３８５−３、３８５−２、および３８５−１に、順次貫通孔が形成される。その後、前述のように、第２行目（行Ｙ２）、第３行目（行Ｙ３）、および第４行目（行Ｙ４）にある貫通孔形成位置に、順次、貫通孔が形成される。
【００７３】
すなわち、第１の放電補助式レーザ孔加工方法において重要なことは、ある対象貫通孔形成位置にレーザ光を照射した後、電極間放電を実施する際に、第１の電極の先端３４１が、既貫通孔の位置よりも、この対象貫通孔形成位置に近い位置に配置されるようにして、順次貫通孔を形成することであり、これが満たされる限り、貫通孔を形成する順番は、特に限られない。
【００７４】
（本発明の別の実施例による放電補助式レーザ孔加工方法について）
次に、図４を参照して、本発明の別の実施例による放電補助式レーザ孔加工方法（第２の放電補助式レーザ孔加工方法）について説明する。
【００７５】
なお、この第２の放電補助式レーザ孔加工方法では、絶縁基板４９０に対して、図４に示すような貫通孔パターン４６０を形成するものと仮定する。図４において、○印の位置は、貫通孔が形成される位置（貫通孔形成位置）４８５を示している。
【００７６】
この貫通孔パターン４６０においても、前述の図３に示した貫通孔パターン３６０と同様、貫通孔形成位置４８５（４８５−１〜４８５−３２）は、実質的に、ＸＹ平面に規則的な配列で配置される。すなわち、貫通孔形成位置（４８５−１〜４８５−３２）は、実質的に、列Ｘ１〜列Ｘ６および行Ｙ１〜行Ｙ６の、６列×６行のマトリクス状に配置される。
【００７７】
ただし、この貫通孔パターン４６０においては、第ｎ列×第ｍ行の貫通孔形成位置４８５のマトリクスの各交点の中で、貫通孔形成位置に相当しない部分（△印の位置）が存在する。以下、この部分を、貫通孔欠損位置４８９と称する。
【００７８】
例えば、図４の例では、座標（３，３）、座標（４，３）、座標（３，４）、および座標（４，４）が、それぞれ、貫通孔欠損位置４８９−１、４８９−２、４８９−３、および４８９−４に相当する。
【００７９】
各貫通孔形成位置４８５−１〜４８５−３２において、貫通孔欠損位置４８９（４８９−１〜４８９−４）を除き、Ｘ軸方向における貫通孔の配置ピッチは、Ｐｘであり、Ｙ軸方向における貫通孔の配置ピッチは、Ｐｙである。ピッチＰｘとピッチＰｙは、等しくても異なっていてもよい。ピッチＰｙは、０．５ｍｍ以下である。ピッチＰｙは、例えば、２０μｍ〜４００μｍの範囲であってもよい。一方、ピッチＰｘは、特に限られないが、例えば、２０μｍ〜４００μｍの範囲である。図４の例では、ピッチＰｘ＝Ｐｙ＝２００μｍと仮定している。
【００８０】
このような貫通孔パターン４６０で、絶縁基板４９０の各貫通孔形成位置４８５に貫通孔を形成する場合も、前述の第１の放電補助式レーザ孔加工方法と同様の順番で、各貫通孔形成位置４８５に貫通孔が形成される。
【００８１】
すなわち、最初に、第Ｙ１行目の各貫通孔形成位置４８５−１〜４８５−６に貫通孔が形成される。この際の順番は、特に限られないが、通常は、座標（１，１）で表される左下の貫通孔形成位置４８５−１、または座標（６，１）で表される右下の貫通孔形成位置４８５−６に貫通孔が形成されてから、順次隣接する貫通孔欠損位置に、貫通孔が形成される。これにより、絶縁基板４９０の移動に必要な時間を、最小限に抑制できる。
【００８２】
なお、最初に貫通孔形成位置４８５−１に貫通孔を形成する際の、第１の電極の先端の座標Ａは、Ａ（１，ｙ，ｚ）である。また、ｙの値は、０．２ｍｍ以上であり、ｚの値は、０．１ｍｍ以上である。
【００８３】
ここでは、一例として、第１の電極の先端のｙ値を５００μｍと仮定する。この場合、図４において、×印で示されている位置４４１が、ＸＹ平面上の第１の電極の先端の位置となる。以降、この位置４４１を「第１の電極の先端４４１」と称する。
【００８４】
第１行目（行Ｙ１）の貫通孔形成位置に貫通孔が形成された後、第２行目（行Ｙ２）の各貫通孔形成位置４８５−７〜４８５−１２に貫通孔が形成される。この際の順番も、特に限られない。ただし、第１行目（行Ｙ１）の貫通孔の形成方向とはＸ軸に沿って逆の方向で、貫通孔を順次形成した場合、最も効率的に貫通孔を形成できる。
【００８５】
以降、同様に、第３行目（行Ｙ３）〜第６行目（行Ｙ６）まで、同様の操作を繰り返すことにより、順次貫通孔が形成される。
【００８６】
ここで、このような順番で、各貫通孔を形成した場合、既に形成された貫通孔の形成位置（既貫通孔形成位置）は、第１の電極の先端４４１から常に遠ざかるように移動する。
【００８７】
従って、この第２の放電補助式レーザ孔加工方法においても、前述のような効果が得られること、すなわち、誤放電が有意に抑制され、対象貫通孔形成位置で適正に放電を生じさせることが可能になることは、明らかであろう。
【００８８】
ここで、第１および第２の放電補助式レーザ孔加工方法において使用される貫通孔パターンは、図３および図４に示した態様に限られるものではない。
【００８９】
例えば、図４に示した貫通孔パターン４６０において、貫通孔欠損位置４８９は、必ずしも、貫通孔形成位置４８５のマトリクスの中央部分に配置されていなくてもよい。
【００９０】
例えば、貫通孔欠損位置は、第１行目（行Ｙ１）または第６行目（行Ｙ６）など、最初または最後の行に存在してもよい。あるいは、貫通孔欠損位置は、第１列目（列Ｘ１）または第６列目（列Ｘ６）など、最初または最後の行に存在してもよい。
【００９１】
この他にも、貫通孔欠損位置の配置として、様々な態様が考えられる。
【００９２】
図５には、そのような貫通孔欠損位置を有する貫通孔パターンの別の一例を模式的に示す。
【００９３】
図５に示すように、この例では、貫通孔パターン５６０は、第１０列×第１０行の貫通孔形成位置のマトリクスのうち、第１行目の（１，４）〜（１，７）、第２行目の（２，４）〜（２，７）、第３行目の（３，４）〜（３，７）、第４行目の（４，４）〜（４，７）、第５行目の（５，４）〜（５，７）、第６行目の（６，４）〜（６，７）、および第７行目の（７，４）〜（７，７）の各座標位置に、貫通孔欠損位置を有する。
【００９４】
図６には、貫通孔欠損位置を有する貫通孔パターンのさらに別の一例を模式的に示す。
【００９５】
図６に示すように、この例では、貫通孔パターン６６０は、第９列×第９行の貫通孔形成位置のマトリクスのうち、第３行目の（３，３）、（４，３）、（６，３）、および（７，３）、
第４行目の（３，４）、（４，４）、（６，４）、および（７，４）、第６行目の（３，６）、（４，６）、（６，６）、および（７，６）、ならびに第７行目の（３，７）、（４，７）、（６，７）、および（７，７）の各座標位置に、貫通孔欠損位置を有する。
【００９６】
このように、貫通孔欠損位置は、第ｎ列×第ｍ行のマトリクスの第ｉ列（ただしｉは、２〜ｎ−１の整数）および第ｊ行（ただしｊは、２〜ｍ−１の整数）によって区画された４つのそれぞれの領域に、存在してもよい。
【実施例】
【００９７】
次に、本発明の実施例について説明する。
【００９８】
（実施例１）
上面および下面を有する厚さ０．３ｍｍのガラス基板（無アルカリガラス）を３枚準備し、このガラス基板に、２０列×２０行のマトリクス状に、合計４００個の貫通孔を形成した。貫通孔の配置ピッチは、列間のピッチＰｘおよび行間のピッチＰｙのいずれも、２００μｍとした。
【００９９】
貫通孔の形成には、前述の図１に示したような放電補助式レーザ孔加工装置１００を使用した。レーザ光源は、ＣＯ２レーザとし、レーザ出力は、５０Ｗとした。また、レーザ光照射時間は、８００μ秒とし、印加直流電圧は、５０００Ｖとした。
【０１００】
放電用の第１の電極の先端の座標Ａは、Ａ（０，０．５ｍｍ，０．３ｍｍ）とした。すなわち、第１の電極の先端とガラス基板との間の距離は、０．３ｍｍとし、第１の電極の先端からＺ軸方向に垂らした直線とガラス基板上の交点をＰとしたとき、照射スポットの中心とＰとの距離は、０．３ｍｍとした。
【０１０１】
図７には、ガラス基板に貫通孔を形成する際の順番を模式的に示す。なお、図７において、○印は、貫通孔形成位置を表し、×印は、第１番目の貫通孔形成位置（左下の○印）に貫通孔を形成する際の、第１の電極の先端の座標Ａを示している。
【０１０２】
図７において矢印に示すように、この実施例１では、まず第１行の貫通孔形成位置（Ｙ１）に対して、Ｘ軸の＋（プラス）方向に沿って順次貫通孔を形成した後、第２行の貫通孔形成位置（Ｙ２）に対して、Ｘ軸の−（マイナス）方向に沿って順次貫通孔を形成し、以降同様の順番で、第２０行の貫通孔形成位置（Ｙ２０）まで、順次貫通孔を形成した。
【０１０３】
このような順番では、何れの貫通孔形成位置に貫通孔を形成する場合も、第１の電極の先端は、常に、既に貫通孔が形成された位置（既貫通孔形成位置）よりも、対象とする貫通孔形成位置（対象貫通孔形成位置）と最も近接することに留意する必要がある。
【０１０４】
３枚の加工後のガラス基板において、貫通孔の状態をＳＥＭにより評価し、クラックの発生率を求めた。その結果、クラックの発生率は、５個／１２００個＝約０．４％であった。
【０１０５】
図８には、加工後の貫通孔の断面の一例を示す。この図から、実施例１では、ネッキングの少ない貫通孔が形成されていることがわかる。
【０１０６】
（比較例１）
実施例１と同様の方法により、３枚のガラス基板のそれぞれに対して、２０×２０＝４００個の貫通孔を形成した。
【０１０７】
ただし、この比較例１では、実施例１とは異なる貫通孔形成順で、４００個の貫通孔を形成した。
【０１０８】
図９には、ガラス基板に貫通孔を形成する際の順番を模式的に示す。なお、図９において、○印は、貫通孔形成位置を表し、×印は、第１番目の貫通孔形成位置（左下の○印）に、貫通孔を形成する際の、第１の電極の先端の座標Ａを示している。
【０１０９】
図９において矢印に示すように、この比較例１では、まず第１列の貫通孔形成位置（Ｘ１）に対して、Ｙ軸の＋（プラス）方向に沿って順次貫通孔を形成した後、第２列の貫通孔形成位置（Ｘ２）に対して、Ｙ軸の−（マイナス）方向に沿って順次貫通孔を形成し、以降同様の順番で、第２０列の貫通孔形成位置（Ｘ２０）まで、順次貫通孔を形成した。
【０１１０】
このような順番では、対象貫通孔形成位置に対してレーザ光を照射した後の同位置での放電の際に、既貫通孔において、誤放電が生じる可能性があることに留意する必要がある。例えば、第２列の貫通孔形成位置（Ｘ２）のうち、２番目に貫通孔を形成する位置（図９の●印の位置）に対して、貫通孔を形成しようとした際に、第２列の貫通孔形成位置（Ｘ２）のうち、最初に貫通孔を形成した位置（図９の◎印の位置）で、誤放電が生じる可能性がある。
【０１１１】
３枚の加工後のガラス基板において、貫通孔の状態をＳＥＭにより評価し、クラックの発生率を求めた。その結果、クラックの発生率は、１８個／１２００個＝約１．５０％であった。
【０１１２】
図１０には、加工後の貫通孔の断面の一例を示す。この図から、比較例１では、貫通孔に顕著なネッキングが形成されていることがわかる。
【０１１３】
実施例１と比較例１の比較から、実施例１では、クラックの発生率が有意に抑制されるとともに、ネッキングの少ない貫通孔が形成されることが確認された。この結果から、実施例１では、直流電圧印加による放電処理の際に、既貫通孔で誤放電が生じる可能性が有意に抑制されていることが示唆される。
【０１１４】
（実施例２）
実施例１と同様の方法により、ガラス基板に対して、図６に示したような貫通孔パターン６６０を有する６５個の貫通孔を形成した。
【０１１５】
図１１には、ガラス基板に貫通孔を形成する際の順番を模式的に示す。なお、図１１において、○印は、貫通孔形成位置を表し、×印は、第１番目の貫通孔形成位置（左下の○印）に、貫通孔を形成する際の、第１の電極の先端の座標Ａを示している。
【０１１６】
図１１において矢印に示すように、この実施例２では、まず第１行の貫通孔形成位置（Ｙ１）に対して、Ｘ軸の＋（プラス）方向に沿って順次貫通孔を形成した後、第２行の貫通孔形成位置（Ｙ２）に対して、Ｘ軸の−（マイナス）方向に沿って順次貫通孔を形成し、以降同様の順番で、第９行の貫通孔形成位置（Ｙ９）まで、順次貫通孔を形成した。
【０１１７】
このような順番では、何れの貫通孔形成位置に貫通孔を形成する場合も、第１の電極の先端は、常に、既に貫通孔が形成された位置（既貫通孔形成位置）よりも、対象とする貫通孔形成位置（対象貫通孔形成位置）と最も近接することに留意する必要がある。
【０１１８】
同様の加工を、合計２０回実施した。これにより、６５個×２０回＝１３００個の貫通孔が形成された。
【０１１９】
貫通孔の状態をＳＥＭにより評価し、クラックの発生率を求めた。その結果、クラックの発生率は、５個／１３００個＝約０．４％であった。なお、各貫通孔のネッキングの状態は、軽微であった。
【０１２０】
このように、実施例２では、クラックの発生率が有意に抑制されるとともに、ネッキングの少ない貫通孔が形成されることが確認された。この結果から、実施例２では、直流電圧印加による放電処理の際に、既貫通孔で誤放電が生じる可能性が有意に抑制されていることが示唆された。
【産業上の利用可能性】
【０１２１】
本発明は、ガラス基板などの絶縁基板に貫通孔を形成する技術等に利用できる。
【符号の説明】
【０１２２】
１００    放電補助式レーザ孔加工装置
１１０    レーザ光源
１１３    レーザ光
１１５    照射スポット
１２５    直流高電圧電源
１４０    第１の電極
１４５    第２の電極
１５０、１５５  導体
１８３    照射位置
１８５    貫通孔
１９０    絶縁基板
３４１    第１の電極の先端
３６０    貫通孔パターン
３８５（３８５−１〜３８５−１６）  貫通孔形成位置
３９０    絶縁基板
４４１    第１の電極の先端
４６０    貫通孔パターン
４８５（４８５−１〜４８５−３２）  貫通孔形成位置
４８９（４８９−１、４８９−２、４８９−３、４８９−４）  貫通孔欠損位置
４９０    絶縁基板
５６０    貫通孔パターン
６６０    貫通孔パターン
【図１】
2016135491.tif 000003
【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９】
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【図１１】
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【図８】
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【図１０】
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