(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長さに対して幅が狭い線状に形成したレーザ光と銅層および樹脂層が交互に積層され表面から内層銅層に達するブラインドホールが予め加工されているワークとを前記幅方向に相対的に移動させ、ワーク上の前記長さ方向に点在する前記ブラインドホールを同時に仕上げ加工するエキシマレーザ加工方法において、
加工に先立ち、加工対象の総ての穴からブラインドホールを抽出する第１の工程と、
前記第１の工程で抽出したブラインドホールを直交する２軸の内の前記幅方向の座標軸における座標順に並べ替える第２の工程と、
前記第２の工程で座標順に並べ替えた後、それぞれのブラインドホールの前記幅方向の座標軸における座標値の最大値と最小値に挟まれる前記幅方向の座標軸と直交する座標軸に平行な領域を占有領域として演算する第３の工程と、
前記占有領域のうちの複数が互いに重複する場合は、互いに重複する複数の占有領域を当該複数の占有領域の総てからなる１つの新たな合成領域に置き換える第４の工程と、
前記合成領域および前記第４の工程において前記合成領域に置き換えられなかった前記占有領域の前記幅方向の座標軸の方向の両側にそれぞれの領域を拡大させる所定のオフセット値を加えて境界値とし、前記境界値で挟まれる拡大したそれぞれの領域のブラインドホールを含む側の領域をレーザの照射領域とする第５の工程と、
ワークが載置されたテーブルの前記幅方向への移動の終了位置を移動開始位置から最も遠い前記第５の工程における前記照射領域の遠い側の座標値とする第６の工程と、
エキシマレーザ発振器をオフした状態で、前記テーブルを前記照射領域におけるテーブルの移動速度より速い速度で前記幅方向に移動させる第７の工程と、
予め定める距離移動したら、前記照射領域に到達したかどうかを確認する第８の工程と、
前記第８の工程で到達を確認した場合にエキシマレーザ発振器をオンすると共にテーブルを前記照射領域におけるテーブルの移動速度で前記幅方向に移動させる第９の工程と、
前記予め定める距離移動するごとに照射領域の内部かどうかを確認する第１０の工程と、
前記第１０の工程で照射領域外であれば、前記幅方向の座標軸における現在の座標と前記第６の工程における座標値とを比較し、現在の座標が前記座標値に達していない場合には前記第７の工程以降の工程を繰り返し、現在の座標が前記座標値に達した場合は処理を終える第１１の工程と、
を備えていることを特徴とするエキシマレーザ加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、長さに対して幅が狭い線状に形成したレーザ光を前記幅方向に移動させ、ワーク上の前記長さ方向に点在する複数のブラインドホールを同時に加工するようにしたエキシマレーザ加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、プリント基板では回路の高密度化および多層化が進んでいる。多層プリント基板では、上層の銅箔（以下、上層銅箔という。）から下層の銅箔（以下、下層銅箔という。）に達する穴（ブラインドホール）を明け、ブラインドホールに銅めっきを施すことにより、上層銅箔と下層銅箔を電気的に接続する。ブラインドホールを加工する方法としてＣＯ2レーザを用いる方法がある。ＣＯ2レーザを用いてブラインドホールを加工する場合、上層銅箔のブラインドホール加工をしようとする部分を予めエッチングにより除去しておく。この状態で、スポット状のレーザ光を照射すると、上層銅箔と下層銅箔の間に介在する樹脂は熱により蒸発する。樹脂が蒸発して、レーザ光が下層銅箔に達すると、レーザ光は下層銅箔で反射され、下層銅箔は加工されない。
【０００３】
しかし、ＣＯ2レーザによりブラインドホールを加工すると、ブラインドホールの底面に、樹脂が膜状に残ることがあった。樹脂は絶縁体であるため、このような状態で銅めっきを行うと、上層銅箔と下層銅箔を電気的に接続することができない。
【０００４】
そこで、特開平７ー３３６０５５号では、下層銅箔近傍まで、ドリルによる穴明けを行い、長さに対して幅が狭い線状に形成したエキシマレーザによるレーザ光を幅方向に一様な速度で移動させ、残った樹脂を加工している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記特開平７ー３３６０５５号の場合、エキシマレーザによるレーザ光をプリント基板全体に対して一様な速度で移動させていたから、レーザ発振器の寿命が短くなった。
【０００６】
本発明の目的は、上記従来技術における課題を解決し、レーザ発振器の寿命を長くすると共に、加工速度を向上させることができるエキシマレーザ加工方法を提供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明は、長さに対して幅が狭い線状に形成したレーザ光と銅層および樹脂層が交互に積層され表面から内層銅層に達するブラインドホールが予め加工されているワークとを前記幅方向に相対的に移動させ、ワーク上の前記長さ方向に点在する前記ブラインドホールを同時に仕上げ加工するエキシマレーザ加工方法において、加工に先立ち、加工対象の総ての穴からブラインドホールを抽出する第１の工程と、前記第１の工程で抽出したブラインドホールを直交する２軸の内の前記幅方向の座標軸における座標順に並べ替える第２の工程と、前記第２の工程で座標順に並べ替えた後、それぞれのブラインドホールの前記幅方向の座標軸における座標値の最大値と最小値に挟まれる前記幅方向の座標軸と直交する座標軸に平行な領域を占有領域として演算する第３の工程と、前記占有領域のうちの複数が互いに重複する場合は、互いに重複する複数の占有領域を当該複数の占有領域の総てからなる１つの新たな合成領域に置き換える第４の工程と、前記合成領域および前記第４の工程において前記合成領域に置き換えられなかった前記占有領域の前記幅方向の座標軸の方向の両側にそれぞれの領域を拡大させる所定のオフセット値を加えて境界値とし、前記境界値で挟まれる拡大したそれぞれの領域のブラインドホールを含む側の領域をレーザの照射領域とする第５の工程と、ワークが載置されたテーブルの前記幅方向への移動の終了位置を移動開始位置から最も遠い前記第５の工程における前記照射領域の遠い側の座標値とする第６の工程と、エキシマレーザ発振器をオフした状態で、前記テーブルを前記照射領域におけるテーブルの移動速度より速い速度で前記幅方向に移動させる第７の工程と、予め定める距離移動したら、前記照射領域に到達したかどうかを確認する第８の工程と、前記第８の工程で到達を確認した場合にエキシマレーザ発振器をオンすると共にテーブルを前記照射領域におけるテーブルの移動速度で前記幅方向に移動させる第９の工程と、前記予め定める距離移動するごとに照射領域の内部かどうかを確認する第１０の工程と、前記第１０の工程で照射領域外であれば、前記幅方向の座標軸における現在の座標と前記第６の工程における座標値とを比較し、現在の座標が前記座標値に達していない場合には前記第７の工程以降の工程を繰り返し、現在の座標が前記座標値に達した場合は処理を終える第１１の工程と、を備えていることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
図１は本発明に係るエキシマレーザ加工機の構成図である。図で、１はＮＣ装置で、演算装置、記憶装置および入出力装置等から構成されている。２はエキシマレーザ発振器で、レーザ光３ａを出力する。エキシマレーザ発振器２から出力されたレーザ光３ａは光束の断面が略方形であり、２次元凸型シリンドリカルレンズ４、２次元凹型シリンドリカルレンズ５および３次元凸型シリンドリカルレンズ６を通過することにより、プリント基板８の表面近傍において、長さＬが１５０ｍｍ、幅Ｗが０．１ｍｍの線状のレーザ光３ｂに整形される。７はレーザ光３ａの方向を変えるためのミラーである。８はプリント基板で、テーブル９に固定されている。プリント基板８には、ドリルまたはＣＯ2レーザにより、ブラインドホールが予め加工されている。テーブル９は図示しないＸＹテーブルにより互いに直角のＸＹ方向に移動自在である。
【０００９】
以下、動作を説明する。
図２はプリント基板８の一部拡大図で、動作を説明するために摸式化してある。図で、Ｈｉ（ただし、図示の範囲ではｉ＝１〜５）は、中心Ｏｉの座標が（ｘｉ，ｙｉ）、半径がｒｉのブラインドホールであり、プリント基板８の幅はレーザ光３ｂの長さＬに等しい。また、プリント基板８は幅方向および長さ方向の一辺がそれぞれＸ軸およびＹ軸上に配置されており、テーブル９の移動方向はＹ軸のプラス方向である。また、レーザ光３ｂの照射位置はｙ＝０である。
【００１０】
図２は本実施の形態における加工手順を説明するフローチャートである。
フロッピーデイスク等を介して、ＮＣ装置１の内部メモリにプリント基板８のブラインドホールＨｉを含む総ての穴の位置が記載された穴明け加工プログラムを記憶させ（手順Ｓ１００）、レーザの照射開始ボタンをオンする（手順Ｓ１１０）。すると、ＮＣ装置１は、穴明け加工プログラム中の総ての穴からブラインドホールＨｉを抽出して（手順Ｓ１２０）、Ｙ座標順に並べ替える（手順Ｓ１３０）。なお、図示の場合、Ｙ座標は総てマイナスである。そして、Ｙ座標順に並べ替えたら、それぞれのＹ軸方向の占有領域Ｄｉを演算する（手順Ｓ１４０）。ブラインドホールＨｉは総て円形であるから、それぞれの占有領域Ｄｉは、ｙｉ−ｒｉ≦Ｄｉ≦ｙｉ＋ｒｉになる。次に、プリント基板８の全域にわたり、重複する占有領域をまとめ、改めて合成領域ｅｊを作成する（ただし、ｊは合成領域の数で、１〜ｎである。）（手順Ｓ１５０）。すなわち、図示の場合、占有領域Ｄ１は占有領域Ｄ２に含まれるから、合成領域ｅ１は、
ｙ２−ｒ２≦ｅ１≦ｙ２＋ｒ２
となる。また、占有領域Ｄ３と占有領域Ｄ４は一部が重複しているから、合成領域ｅ２は、
ｙ４−ｒ４≦ｅ２≦ｙ３＋ｒ３
となる。また、占有領域Ｄ５はいずれの占有領域とも重複しないから、そのまま合成領域ｅ３になり、合成領域ｅ３は、
ｙ５−ｒ５≦ｅ３≦ｙ５＋ｒ５
となる。以下同様にして…、ｅｊ、…、ｅｎを作成する。次に、まとめた合成領域ｅｊを所定のオフセット値ｇ（ここでは０．１ｍｍ）だけそれぞれの合成領域ｅｊを拡大する側に加えて境界値とし、境界値で挟まれるブラインドホールＨｉ側の領域をレーザの照射領域Ｅｊとして記憶する（手順Ｓ１６０）。すなわち、例えば照射領域Ｅ３は合成領域ｅ３を基にして、
ｙ５−ｒ５−０．１≦Ｅ３≦ｙ５＋ｒ５＋０．１
とする。また、テーブル９の移動の終了位置ｙｍａｘを照射領域Ｅｎの最小値の絶対値であるＹｎとする（手順Ｓ１７０）。なお、照射領域Ｅｊにおけるテーブルの移動速度ｖ（以下、照射送りという。）は総て同じである。
【００１１】
照射領域Ｅｊが決まると、ＮＣ装置１は、エキシマレーザ発振器２をオフした状態で、テーブルを照射送りより速い速度Ｖ（以下、早送りという。）で移動させる（手順Ｓ１８０）。予め定める距離（ここでは０．０１ｍｍ）移動したら、照射領域Ｅｊ（ここではＥ１）に到達したかどうかを確認し（手順Ｓ１９０）、到達した場合には手順Ｓ２００の処理を行い、到達していない場合は手順Ｓ１９０の処理を行う。手順Ｓ２００ではエキシマレーザ発振器２をオンすると共にテーブル９を照射送りとする。そして、予め定める距離（ここでは０．０１ｍｍ）移動したら、照射領域Ｅｊの内部かどうかを確認し（手順Ｓ２１０）、内部である場合には手順Ｓ２１０の処理を行い、照射領域Ｅｊ外の場合は手順Ｓ２２０の処理を行う。手順Ｓ２２０では現在のｙ座標とＹｎとを比較し、ｙ＜Ｙｎの場合は手順Ｓ１８０の処理を行い、ｙ≧Ｙｎの場合は処理を終了する。
【００１２】
この結果、例えば、基板の全長が７００ｍｍ、照射領域Ｅｉの合計が４００ｍｍ、照射送りを３００ｍｍ／ｍｉｎ、早送りを７５００ｍｍ／ｍｉｎとする場合、従来２分２０秒かかった加工時間を１分２４秒弱に短縮することができる。
【００１３】
上記の実施例では、テーブル９の移動の終了点を照射領域Ｅｎの最大値Ｙｎとしたから、プリント基板８の全域を照射する場合に比べてさらに加工時間を短縮することができる。
【００１４】
また、上記では、手順Ｓ１００において、ブラインドホールＨｉを含む総ての穴の位置が記載された穴明け加工プログラムを記憶させたが、ブラインドホールＨｉの穴位置だけを記載したドリルまたはＣＯ2レーザの穴明け加工プログラムがある場合は、その穴明け加工プログラムを利用すればよい。
【００１５】
なお、手順Ｓ１２０および手順Ｓ１３０においてブラインドホールＨｉをＹ座標順に並べ替えるのは以下の理由によるものである。すなわち、穴明け加工プログラムを作成する場合、加工時間を短縮するため、ドリルあるいはＣＯ2レーザのいずれで穴明けをする場合であっても、ドリルあるいはＣＯ2レーザ光が加工箇所を最短距離で移動するように構成し、Ｙ座標順に穴明け加工するとは限らないからである。
【００１６】
また、上記では理解を容易にするため、ブラインドホールが円形の場合について説明したが、他の形状の場合であっても、ブラインドホールＨｉのＹ方向の両端の座標を求めて占有領域Ｄｉを決定すればよい。
【００１７】
さらに、隣接するレーザ照射範囲間の距離が狭い場合（例えば１ｍｍ以内。）には、隣接するレーザ照射範囲をまとめて１個のレーザ照射範囲にしてもよい。
【００１８】
また、プリント基板８のＸ方向の幅がレーザ光３ｂの長さＬを超える場合は、１度では加工できないから、手順Ｓ１１０においてブラインドホールＨｉの範囲をＸ軸方向を１５０ｍｍ毎に区切って上記の動作を繰り返すようにすれば良い。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、レーザ発振器の寿命を長くできると共に、加工速度をさらに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るエキシマレーザ加工機の構成図である。
【図２】プリント基板の一部拡大図である。
【図３】本発明における加工手順を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
９  テーブル
ｅ１〜ｅ３  合成領域
ｇ  オフセット値
Ｈ１〜Ｈ５  ブラインドホール
Ｅ１〜Ｅ３  照射領域
【図１】
0004098427.tif 000002
【図２】
0004098427.tif 000003
【図３】
0004098427.tif 000004