(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルスレーザにより被加工物を繰り返し加工する際に、
加工点に、流量が３０〜１２０ｌ／分、流速が１０〜４０ｍ／秒のエアを吹き付けて、加工点から上がるアブレーションプルームを除去することを特徴とするパルスレーザによる繰り返し加工方法。
【請求項２】
前記エアの流量が５０ｌ／分以上、流速が１５ｍ／秒以上であることを特徴とする請求項１に記載のパルスレーザによる繰り返し加工方法。
【請求項３】
パルスレーザにより被加工物を繰り返し加工するための繰り返し加工装置において、
加工点に、流量が３０〜１２０ｌ／分、流速が１０〜４０ｍ／秒のエアを吹き付けて、加工点から上がるアブレーションプルームを除去するための、スリットを有する管状の吹付けノズルを備えたことを特徴とするパルスレーザによる繰り返し加工装置。
【請求項４】
前記吹付けノズルに、加工ヘッドの汚れを防ぐためのエアを吹き出すためのスリットも設けたことを特徴とする請求項３に記載のパルスレーザによる繰り返し加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パルスレーザによる繰り返し加工方法及び装置に係り、特に、プリント基板を加工するレーザ穴開け機に用いるのに好適な、加工点から上がる火柱状のプラズマ（アブレーションプルームと称する）によるレーザ光の拡散を防止して、加工品質を向上することが可能な、パルスレーザによる繰り返し加工方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近のプリント配線基板の小型化や高機能化に伴って小型化した、直径０．１ｍｍ以下のスルーホールやビアホールを精度良く形成するために、パルス発振型のレーザビームを用いて小径の孔を形成するレーザ穴開け機が実用化されている。
【０００３】
このレーザ穴開け機においては、通常、図１に示す如く、所定の加工ヘッド１０のスキャナ１２により、例えば図示しないガルバノミラーを用いて、所定の走査エリア内で走査にされたパルスレーザ光１６を、ｆθレンズ１４により被加工物８の加工点８Ａに対して垂直に当てて加工するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなレーザ穴開け機において、例えば１０ｋＨｚ以上の高い繰り返し周波数のパルスレーザで繰り返し加工する場合、加工点８Ａから上がアブレーションプルーム１８が消滅する前に、次パルスが加工点に到達し、プルーム１８のためにレーザ光が拡散する。これにより、加工形状にバラツキが発生し、加工穴の径が突然大きくなったり変形してしまい、均一な穴を開けることができないという問題点を有していた。
【０００５】
なお、被加工物８へのエアブローは、従来から行なわれているが、これは、主に被加工物８の昇華によるｆθレンズ１４の汚れを防止したり、塵がクリーニングルーム等の大気中への拡散するのを防止するためのものであり、アブレーションプルームを除去するためのものではなかった。
【０００６】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、アブレーションプルームによるレーザ光の拡散を防止して、加工品質を安定化することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、パルスレーザにより被加工物を繰り返し加工する際に、図２に例示する如く、例えば吹付けノズル２０から加工点にエア２２を吹き付けて、加工点８Ａから上がるアブレーションプルーム１８を除去するようにして、前記課題を解決したものである。
【０００８】
ここで、図３（Ａ）、（Ｂ）に示す如く、前記エアの流量を３０〜１２０ｌ／分とし、流速を１０〜４０ｍ／秒とする。
【０００９】
通常、加工穴径のバラツキに許容されるのは、約１．７μｍであるため、上記流量及び流速にすることにより、加工品質を安定に保つことができる。
【００１０】
更に、流量を５０ｌ／分以上、流速を１５ｍ／秒以上とすることが望ましい。この範囲では、加工穴径のバラツキが飽和するので、一層加工品質を安定に保つことができる。
【００１１】
本発明は、又、パルスレーザにより被加工物を繰り返し加工するための繰り返し加工装置において、加工点に、流量が３０〜１２０ｌ／分、流速が１０〜４０ｍ／秒のエアを吹き付けて、加工点から上がるアブレーションプルームを除去するための、スリットを有する管状の吹付けノズルを備えることにより、同じく前記課題を解決したものである。
【００１２】
又、前記吹付けノズルに、加工ヘッドの汚れを防ぐためのエアを吹き出すためのスリットも設けるようにして、構成を簡略化したものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、プリント基板のレーザ穴明け機に適用した本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１４】
本発明の第１実施形態は、図４に示す如く、パルスレーザにより走査エリア９内の被加工物８に多数の穴を明けるためのレーザ穴明け機において、図１に示したスキャナ１２によってパルスレーザ光が走査される走査エリア９内の加工点８Ａに均一に線状のエア３２を吹付けて、加工点から上がるアブレーションプルーム１８を除去するための管状の吹付けノズル３０と、該吹付けノズル３０から吹き出されたエア３２を回収するための集塵ノズル４０とを備えたものである。
【００１５】
前記吹付けノズル３０には、線状のエア３２を吹き出すためのスリット３１が形成されている。
【００１６】
前記パルスレーザ光としては、例えば、周波数１０ＫＨｚ以上、ピークパワー５００Ｗ以上、パルス幅５００ｎｓ以下、波長１０６４ｎｍ以下の、全固体レーザからＱスイッチで発振した高周波、高ピークのパルスレーザ光を用いることができる。
【００１７】
このようにして、吹付けノズル３０により線状のエアブロー３２を作り、ｆθレンズ１４の走査エリア９全体を均一にブローすることによって、走査エリア９内のアブレーションプルーム１８を確実に除去することができる。従って、アブレーションプルームによる次パルス光の拡散が無くなり、走査エリア９内に突然発生する径の大きな穴や変形した穴の形成を防止して、均一な穴を開けることができる。
【００１８】
次に、本発明の第２実施形態を詳細に説明する。
【００１９】
本実施形態は、図５に示す如く、前記第１実施形態と同様の吹付けノズル３０に、更にｆθレンズ１４にエア３４を吹き付けるためのスリット３３を追加したものである。
【００２０】
本実施形態によれば、単一の吹付けノズル３０から、アブレーションプルーム１８を除去するためのエアブロー３２と、ｆθレンズ１４の汚れを防止するためのエアブロー３４を共に吹き出すことができ、それぞれ専用の吹付けノズルを設ける場合に比べて、構成を簡略化できる。なお、アブレーションプルーム１８を除去するためのエアブロー３２と、ｆθレンズ１４の汚れを防止するためのエアブロー３４を、それぞれ独立した吹付けノズルから吹き出すことも可能である。
【００２１】
なお、前記説明においては、本発明が、プリント基板のレーザ穴開け機に適用されていたが、本発明の適用対象はこれに限定されず、金属の微細加工やシリコンウェハの貫通加工等にも同様に適用することができる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、加工点から上がるアブレーションプルームを除去して、アブレーションプルームによるレーザ光の拡散を防ぐことができ、加工品質を安定化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の問題点を説明するためのレーザ穴開け機の加工ヘッド周辺を示す要部断面図
【図２】本発明の原理を説明するためのレーザ穴開け機の加工ヘッド周辺を示す断面図
【図３】本発明におけるエアフロー流量及び流速と加工径バラツキの関係の例を示す線図
【図４】本発明が採用されたレーザ穴開け機の被加工物周辺を示す斜視図
【図５】同じく第２実施形態の被加工物周辺を示す要部斜視図
【符号の説明】
８…被加工物
８Ａ…加工点
９…走査エリア
１０…加工ヘッド
１２…スキャナ
１４…ｆθレンズ
１６…パルスレーザ光
１８…アブレーションプルーム
２０、３０…吹付けノズル
３１、３３…スリット
３２、３４…エア（ブロー）
【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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