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JP2001096390A - Method of cleaning contact mask for laser processing equipment and laser processing equipment with mask cleaning mechanism - Google Patents

Method of cleaning contact mask for laser processing equipment and laser processing equipment with mask cleaning mechanism

Info

Publication number
JP2001096390A
JP2001096390A JP27630999A JP27630999A JP2001096390A JP 2001096390 A JP2001096390 A JP 2001096390A JP 27630999 A JP27630999 A JP 27630999A JP 27630999 A JP27630999 A JP 27630999A JP 2001096390 A JP2001096390 A JP 2001096390A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mask
contact mask
laser
processing
contact
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP27630999A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Keiji Iso
圭二 礒
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Heavy Industries Ltd filed Critical Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority to JP27630999A priority Critical patent/JP2001096390A/en
Publication of JP2001096390A publication Critical patent/JP2001096390A/en
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Cleaning In General (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of cleaning the contact mask for a laser processing equipment which can remove adherent matters without removing a contact mask from the equipment. SOLUTION: This laser processing method comprises irradiating laser beams to a printed circuit board 20 by the contact mask method, through the contact mask 14-2 which has a processing pattern by a hole. The contact mask can move between a 1st position at which contacts with a printed circuit board and a 2nd position distant from the circuit board. By irradiating laser beams to the contact mask in such a state that a reflection mirror 1 intervals under the contact mask when the contact mask is at the above 2nd position, the deposit adherent to the contact mask can be removed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光によりプ
リント配線基板のような樹脂層にコンタクトマスク法に
よる穴あけ加工を行うのに適したレーザ加工装置に関
し、特にコンタクトマスクのクリーニング方法及びコン
タクトマスクのクリーニング機構を備えたレーザ加工装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser processing apparatus suitable for drilling a resin layer such as a printed wiring board by a laser beam using a contact mask method, and more particularly to a method for cleaning a contact mask and a method for cleaning a contact mask. The present invention relates to a laser processing apparatus provided with a cleaning mechanism.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子機器の小型化、高密度実装化に伴
い、プリント配線基板には高密度化が要求されている。
例えば、LSIチップを実装してパッケージ化するため
のプリント配線基板としてインターポーザと呼ばれるも
のが知られている。このようなLSIチップとインター
ポーザとの接続は、これまでワイヤボンディング法が主
流であったが、フリップチップ実装と呼ばれる方法が増
加する傾向にあり、パッケージの多ピン化も進んでい
る。
2. Description of the Related Art With the miniaturization and high-density mounting of electronic equipment, printed wiring boards are required to have higher densities.
For example, a so-called interposer is known as a printed wiring board for mounting and packaging an LSI chip. The connection between such an LSI chip and an interposer has hitherto been mainly performed by a wire bonding method. However, a method called flip-chip mounting tends to increase, and the number of pins of a package is also increasing.

【0003】このような傾向に伴い、インターポーザに
は、多数のビアホールと呼ばれる穴あけを小径かつ微小
ピッチで行うことが必要となる。
[0003] In accordance with such a tendency, it is necessary for the interposer to form a large number of via holes called small holes at a small pitch.

【0004】このような穴あけ加工は、機械的な微細ド
リルを用いる機械加工や露光(フォトビア)方式が主流
であったが、最近ではレーザ光が利用されはじめてい
る。レーザ光を利用した穴あけ加工装置は、微細ドリル
を用いる機械加工に比べて加工速度や、穴の径の微細化
に対応できる点で優れている。レーザ光としては、レー
ザ発振器の価格、ランニングコストが低いという点から
CO2 レーザや高調波固体レーザが一般に利用されてい
る。
[0004] Such a drilling process is mainly performed by a mechanical process using a mechanical fine drill or an exposure (photo via) method, but recently, a laser beam has begun to be used. A drilling apparatus using a laser beam is superior to a mechanical processing using a fine drill in that the processing speed and the diameter of a hole can be reduced. As the laser light, a CO 2 laser or a harmonic solid-state laser is generally used because the price and the running cost of the laser oscillator are low.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】これまでのレーザ穴あ
け加工装置では、レーザ発振器からのレーザビームを反
射ミラー等を含む光学経路を経由させてX−Yスキャナ
あるいはガルバノスキャナと呼ばれるスキャン光学系に
導き、このスキャン光学系によりレーザビームを振らせ
て加工レンズを通してプリント配線基板に照射すること
により穴あけを行っている(例えば、特開平10−58
178号公報参照)。すなわち、プリント配線基板にあ
けられるべき穴の位置はあらかじめ決まっているので、
これらの穴の位置情報に基づいてスキャン光学系を制御
することで穴あけが1個ずつ行われている。
In a conventional laser drilling apparatus, a laser beam from a laser oscillator is guided to a scanning optical system called an XY scanner or a galvano scanner through an optical path including a reflection mirror or the like. Drilling is performed by irradiating a laser beam with this scanning optical system and irradiating a printed wiring board through a processing lens (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-58).
178 publication). In other words, since the position of the hole to be drilled in the printed wiring board is predetermined,
Drilling is performed one by one by controlling the scanning optical system based on the positional information of these holes.

【0006】しかしながら、X−Yスキャナあるいはガ
ルバノスキャナによるスキャン光学系を使用した1個ず
つの穴あけ加工では、プリント配線基板における穴の数
の増加に比例して加工時間が長くなる。因みに、ガルバ
ノスキャナの応答性は500pps程度であるため、毎
秒500穴以上の穴あけは困難である。また、例えば、
一辺が10mmの正方形のパッケージ基板に、50μm
径の穴が0.2mmのピッチで配列されるとすると、2
500個の穴が存在する。この場合、毎秒500穴の穴
あけを行ったとしても、2500/500=5secの
加工時間を必要とする。
However, in the drilling of individual holes using a scanning optical system using an XY scanner or a galvano scanner, the processing time increases in proportion to the increase in the number of holes in the printed wiring board. Incidentally, since the response of the galvano scanner is about 500 pps, it is difficult to form holes of 500 holes or more per second. Also, for example,
50 μm on a square package substrate with a side of 10 mm
If holes of diameter are arranged at a pitch of 0.2 mm, 2
There are 500 holes. In this case, a processing time of 2500/500 = 5 sec is required even if 500 holes are drilled per second.

【0007】これに対し、本発明者は穴あけ加工速度の
短縮化を実現するためのレーザ穴あけ加工方法及びレー
ザ穴あけ加工装置を提案した。このレーザ穴あけ加工装
置は、後で詳しく説明されるように、プリント配線基板
にような被加工基板にレーザ光を照射して複数の穴あけ
加工を行うレーザ穴あけ加工装置であり、レーザ発振器
と、該レーザ発振器からのレーザ光を線状あるいは矩形
状ビームに整形するビーム整形手段と複数の穴による加
工パターンを有するコンタクトマスクとを有して、前記
線状あるいは矩形状ビームを、前記コンタクトマスクを
通してコンタクトマスク法により前記被加工基板の加工
領域に照射する光学系と、前記線状あるいは矩形状ビー
ムを前記コンタクトマスクに対してスキャンする機構
と、前記被加工基板を搭載するためのテーブルをX軸方
向及びY軸方向に可動とすることにより加工領域の移動
を行うX−Yステージ機構とを備えることにより、前記
被加工基板に複数の穴あけを行うことを特徴とする。
On the other hand, the present inventor has proposed a laser drilling method and a laser drilling apparatus for realizing a reduction in the drilling speed. As will be described in detail later, the laser drilling apparatus is a laser drilling apparatus that irradiates a substrate to be processed, such as a printed wiring board, with laser light to perform a plurality of drilling operations. A beam shaping means for shaping a laser beam from a laser oscillator into a linear or rectangular beam and a contact mask having a processing pattern with a plurality of holes, and the linear or rectangular beam is contacted through the contact mask. An optical system for irradiating a processing region of the substrate to be processed by a mask method, a mechanism for scanning the linear or rectangular beam with respect to the contact mask, and a table for mounting the substrate to be processed in an X-axis direction And an XY stage mechanism that moves the processing area by being movable in the Y-axis direction. Serial and performing a plurality of drilling a substrate to be processed.

【0008】このようなレーザ穴あけ加工装置では、コ
ンタクトマスクがプリント配線基板に接触した状態で穴
あけ加工が行われる。そして、穴あけは、レーザ光によ
り樹脂層を熱分解させて行うものであるために、コンタ
クトマスクには熱分解された炭化物が付着し易い。穴の
内径面への付着物が多くなると、加工される穴の形状に
歪みが生ずる。また、コンタクトマスクの下面側への付
着物が多くなると、プリント配線基板との接触状態が悪
くなるので、これも加工される穴に歪みを生ずる原因と
なる。このために、コンタクトマスクへの付着物は定期
的に除去されねばならない。
In such a laser drilling apparatus, drilling is performed with the contact mask in contact with the printed wiring board. Since the drilling is performed by thermally decomposing the resin layer with a laser beam, the thermally decomposed carbide easily adheres to the contact mask. When the amount of deposits on the inner surface of the hole increases, the shape of the hole to be processed is distorted. In addition, if the amount of deposits on the lower surface side of the contact mask increases, the state of contact with the printed wiring board deteriorates, which also causes distortion in the hole to be processed. For this purpose, deposits on the contact mask must be removed periodically.

【0009】このような除去は、これまでコンタクトマ
スクを特殊な酸性処理溶液中に漬けて付着物を除去す
る、いわゆるウエットプロセスによるクリーニング法に
より行われている。しかしながら、この方法ではコンタ
クトマスクを定期的に光学系から取り外してクリーニン
グした後、再び光学系に取り付けるという作業が必要で
ある。また、ウエットプロセスのための特別な設備が別
に必要となる。
[0009] Such removal has hitherto been performed by a cleaning method using a so-called wet process, in which a contact mask is immersed in a special acidic treatment solution to remove deposits. However, in this method, it is necessary to periodically remove the contact mask from the optical system, clean the contact mask, and then attach the contact mask to the optical system again. In addition, special equipment for the wet process is separately required.

【0010】そこで、本発明の課題は、コンタクトマス
クを装置から取り外すことなく付着物を除去できるレー
ザ加工装置用コンタクトマスクのクリーニング方法を提
供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method of cleaning a contact mask for a laser processing apparatus, which can remove extraneous matter without removing the contact mask from the apparatus.

【0011】本発明の他の課題は、コンタクトマスクを
光学系に取り付けたままで付着物の除去を可能とするマ
スククリーニング機構付きレーザ加工装置を提供するこ
とにある。
Another object of the present invention is to provide a laser processing apparatus with a mask cleaning mechanism that enables removal of attached matter while the contact mask is attached to the optical system.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、マスク
を通して被加工基板にレーザ光を照射して加工を行うレ
ーザ加工方法において、前記マスクの下方に反射ミラー
を介在させた状態にて前記マスクにレーザ光を照射する
ことにより、前記マスクに付着した付着物を除去するこ
とを特徴とするマスクのクリーニング方法が提供され
る。
According to the present invention, there is provided a laser processing method for performing processing by irradiating a substrate to be processed with a laser beam through a mask. A method for cleaning a mask is provided, in which the mask is irradiated with a laser beam to remove deposits attached to the mask.

【0013】本発明によるレーザ加工装置用コンタクト
マスクのクリーニング方法は、穴による加工パターンを
有するコンタクトマスクを通し、コンタクトマスク法に
より被加工基板にレーザ光を照射して加工を行うレーザ
加工方法において、前記コンタクトマスクは、前記被加
工基板に接触する第1の位置と前記被加工基板から離れ
た第2の位置との間を可動であり、前記コンタクトマス
クが前記第2の位置にある時に、前記コンタクトマスク
の下方に反射ミラーを介在させた状態にて前記コンタク
トマスクに前記レーザ光を照射することにより、前記コ
ンタクトマスクに付着した付着物を除去することを特徴
とする。
A method of cleaning a contact mask for a laser processing apparatus according to the present invention is directed to a laser processing method for performing processing by irradiating a substrate to be processed with laser light by a contact mask method through a contact mask having a processing pattern by holes. The contact mask is movable between a first position in contact with the substrate to be processed and a second position away from the substrate to be processed, and when the contact mask is at the second position, By irradiating the laser light to the contact mask with a reflection mirror interposed below the contact mask, the deposits adhering to the contact mask are removed.

【0014】本クリーニング方法においては、特に、前
記レーザ光を線状あるいは矩形状ビームに整形すること
により、該線状あるいは矩形状ビームで前記コンタクト
マスクの全面をスキャンすることを特徴とする。
The cleaning method is characterized in that the laser beam is shaped into a linear or rectangular beam, and the entire surface of the contact mask is scanned with the linear or rectangular beam.

【0015】本発明によればまた、穴による加工パター
ンを有するコンタクトマスクを通し、コンタクトマスク
法により被加工基板にレーザ光を照射して加工を行うレ
ーザ加工装置において、前記コンタクトマスクは、マス
ク駆動機構により前記被加工基板に接触する第1の位置
と前記被加工基板から離れた第2の位置との間を可動で
あり、前記第1の位置と前記第2の位置との間の第3の
位置と、該第3の位置から外れた第4の位置との間で反
射ミラーを可動とする反射ミラー駆動機構を備え、前記
コンタクトマスクが前記第2の位置にある時に、前記第
3の位置に前記反射ミラーを介在させた状態にて前記コ
ンタクトマスクに前記レーザ光を照射することにより、
前記コンタクトマスクに付着した付着物を除去すること
を特徴とするマスククリーニング機構付きレーザ加工装
置が提供される。
According to the present invention, in a laser processing apparatus for performing processing by irradiating a substrate to be processed with laser light by a contact mask method through a contact mask having a processing pattern by holes, the contact mask is driven by a mask. A mechanism is movable between a first position in contact with the substrate to be processed and a second position away from the substrate to be processed, and a third position between the first position and the second position. And a reflecting mirror driving mechanism that makes the reflecting mirror movable between a fourth position deviated from the third position and a third mirror when the contact mask is at the second position. By irradiating the laser beam to the contact mask in a state where the reflection mirror is interposed in the position,
A laser processing apparatus with a mask cleaning mechanism is provided, which removes deposits attached to the contact mask.

【0016】本レーザ加工装置は特に、レーザ発振器
と、該レーザ発振器からのレーザ光を線状あるいは矩形
状ビームに整形するビーム整形手段と複数の穴による加
工パターンを有する前記コンタクトマスクとを有して、
前記線状あるいは矩形状ビームを、前記コンタクトマス
クを通してコンタクトマスク法により前記被加工基板の
加工領域に照射する光学系と、前記線状あるいは矩形状
ビームを前記コンタクトマスクに対してスキャンする機
構と、前記被加工基板を搭載するためのテーブルをX軸
方向及びY軸方向に可動とすることにより加工領域の移
動を行うX−Yステージ機構とを備えていることによ
り、前記被加工基板に複数の穴あけを行う装置として使
用される。
The present laser processing apparatus particularly includes a laser oscillator, beam shaping means for shaping a laser beam from the laser oscillator into a linear or rectangular beam, and the contact mask having a processing pattern formed by a plurality of holes. hand,
An optical system that irradiates the linear or rectangular beam to a processing region of the substrate to be processed by the contact mask method through the contact mask, and a mechanism that scans the linear or rectangular beam with respect to the contact mask; By providing an XY stage mechanism for moving a processing area by making a table for mounting the processing substrate movable in the X-axis direction and the Y-axis direction, a plurality of substrates can be mounted on the processing substrate. Used as a drilling device.

【0017】本レーザ加工装置においては、前記光学系
はその下端部に前記コンタクトマスクを備えており、該
装置は更に、前記光学系を上下動させて前記コンタクト
マスクを前記第1の位置と前記第2の位置との間で可動
とするZ軸駆動機構を前記マスク駆動機構として備えて
いる。
In the laser processing apparatus, the optical system includes the contact mask at a lower end thereof, and the apparatus further moves the optical system up and down to move the contact mask to the first position and the first position. A Z-axis drive mechanism movable between the second position and the second position is provided as the mask drive mechanism.

【0018】前記被加工基板が樹脂基板である場合、前
記レーザ発振器としてCO2 パルスレーザ発振器を用
い、1パルス当たりのエネルギーが1J以上、パルス幅
10μsec以下、周波数100Hz以上で、前記線状
あるいは矩形状ビームを照射することを特徴とする。
When the substrate to be processed is a resin substrate, a CO 2 pulse laser oscillator is used as the laser oscillator, the energy per pulse is 1 J or more, the pulse width is 10 μsec or less, and the frequency is 100 Hz or more. It is characterized by irradiating a shaped beam.

【0019】前記コンタクトマスクの穴の断面形状は、
上面側の径が下面側の径よりも大きい逆台形状であるこ
とが好ましい。
The sectional shape of the hole of the contact mask is as follows:
It is preferable to have an inverted trapezoidal shape in which the diameter on the upper surface side is larger than the diameter on the lower surface side.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】図2を参照して、本発明が適用さ
れるレーザ穴あけ加工装置について説明する。このレー
ザ穴あけ加工装置は、前に述べたように、本発明者によ
り特願平11−259058号として提案されているも
のである。以下では、プリント配線基板に多数の穴を加
工する場合について説明する。特に、ここでは、後で説
明されるように、プリント配線基板が多面取り用の母板
の形式で用意される場合について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A laser drilling apparatus to which the present invention is applied will be described with reference to FIG. The laser drilling apparatus has been proposed by the present inventor as Japanese Patent Application No. 11-259058 as described above. Hereinafter, a case in which a large number of holes are formed in a printed wiring board will be described. In particular, here, as will be described later, a case will be described in which the printed wiring board is prepared in the form of a motherboard for multiple-paneling.

【0021】図2において、本発明によるレーザ穴あけ
加工装置は、TEA CO2 パルスレーザ発振器(以
下、レーザ発振器と呼ぶ)10と、反射ミラー11、1
2、13を含む光学経路とを備えている。反射ミラー1
3以降の光学経路中にはまた、レーザ発振器10からの
レーザ光をプリント配線基板20における1つの加工領
域に対応するサイズを持つ線状ビームに整形するビーム
整形手段と、このビーム整形手段からの線状ビームをコ
ンタクトマスク法によりパッケージ基板20の加工領域
に照射するためのコンタクトマスクとを含む光学系14
が配置されている。
Referring to FIG. 2, a laser drilling apparatus according to the present invention includes a TEA CO 2 pulse laser oscillator (hereinafter, referred to as a laser oscillator) 10 and reflection mirrors 11 and 1.
And an optical path including 2 and 13. Reflection mirror 1
The beam shaping means for shaping the laser beam from the laser oscillator 10 into a linear beam having a size corresponding to one processing region on the printed wiring board 20 is provided in the optical path 3 and thereafter, An optical system 14 including a contact mask for irradiating the processing region of the package substrate 20 with a linear beam by a contact mask method;
Is arranged.

【0022】図3を参照して、光学系14には、ビーム
整形手段としてシリンドリカルレンズ14−1が収容さ
れていると共に、下端部にコンタクトマスク14−2が
装着されている。光学系14は、図示しないZ軸駆動機
構により上下方向(Z軸方向)に駆動され、コンタクト
マスク14−2をプリント配線基板20に対して当接
(第1の位置におく)、離反(第2の位置におく)させ
ることができるようにされている。
Referring to FIG. 3, the optical system 14 accommodates a cylindrical lens 14-1 as a beam shaping means, and has a contact mask 14-2 attached to a lower end portion. The optical system 14 is driven in a vertical direction (Z-axis direction) by a Z-axis driving mechanism (not shown), and the contact mask 14-2 is brought into contact with the printed wiring board 20 (to be in the first position) and separated from the printed wiring board 20 (first position) 2).

【0023】コンタクトマスク14−2は、光学系14
の下端部に、図示しないθ軸調整機構を介してX軸、Y
軸に平行な状態で回動可能に装着されている。回動角度
は微小であり、θ軸調整機構の一例について言えば、コ
ンタクトマスク14−2をその1つのコーナ部において
回動軸により支持し、回動軸を駆動機構により回動させ
れば良い。
The contact mask 14-2 is formed by the optical system 14
X axis and Y axis via a θ axis adjusting mechanism (not shown)
It is mounted rotatably in a state parallel to the axis. The rotation angle is minute, and as for an example of the θ-axis adjustment mechanism, the contact mask 14-2 may be supported by the rotation axis at one corner thereof, and the rotation axis may be rotated by the driving mechanism. .

【0024】図4を参照して、コンタクトマスク14−
2は、プリント配線基板20の加工領域に多数の穴を形
成するためのものであり、定ピッチで形成された多数の
透過穴から成る加工パターンを持つ。この加工パターン
は、プリント配線基板20の加工領域に形成される多数
の穴から成るパターンと同じであるが、図4に示される
ような加工パターンに限定されるものではない。
Referring to FIG. 4, contact mask 14-
Numeral 2 is for forming a large number of holes in the processing area of the printed wiring board 20, and has a processing pattern including a large number of transmission holes formed at a constant pitch. This processing pattern is the same as the pattern composed of a large number of holes formed in the processing area of the printed wiring board 20, but is not limited to the processing pattern shown in FIG.

【0025】本例では、コンタクトマスク14−2に対
してこれと同幅以上の長さ方向のサイズを持つ線状ビー
ムを一軸方向にスキャンする機構を備えることにより、
プリント配線基板20の加工領域に対するスキャンを行
うことができる。このようなスキャン機構は、例えば、
反射ミラー13を図2に示すL軸方向、すなわち線状レ
ーザビームの入射方向に可動とすることにより実現され
る。このようなスキャン機構は、周知技術を利用して実
現可能であるので図示、説明は省略する。なお、コンタ
クトマスク14−2の加工パターンは、3μm程度の誤
差の範囲内で製作することができる。
In this embodiment, a mechanism is provided for scanning the contact mask 14-2 with a linear beam having a length in the same direction as or longer than the contact mask 14-2 in the uniaxial direction.
Scanning can be performed on the processing area of the printed wiring board 20. Such a scanning mechanism, for example,
This is realized by moving the reflection mirror 13 in the L-axis direction shown in FIG. 2, that is, in the incident direction of the linear laser beam. Since such a scanning mechanism can be realized by using a known technique, its illustration and description are omitted. The processing pattern of the contact mask 14-2 can be manufactured within an error range of about 3 μm.

【0026】図2に戻って、本レーザ穴あけ加工装置は
更に、プリント配線基板20をチャッキングする機能を
持つチャッキングプレートあるいはテーブル(図示省
略)を搭載してこれをX軸方向及びY軸方向に可動とす
ることによりプリント配線基板20の加工領域の移動を
行うX−Yステージ機構30を備えている。X−Yステ
ージ機構30は、図示しないフレームに取付けられてい
る。X−Yステージ機構30は、X軸方向への駆動用の
リニアモータ及びY軸方向への駆動用のリニアモータを
駆動源として備えると共に、X軸方向の位置及びY軸方
向の位置を計測する手段としてX軸方向用のリニアエン
コーダ及びY軸方向用のリニアエンコーダを備えてい
る。このようなX−Yステージ機構30においても、後
述する画像処理装置と制御装置との組合わせにより、プ
リント配線基板20を3μm程度の誤差の範囲内で位置
決めすることができる。そして、このようなX−Yステ
ージ機構30も周知であるので、詳しい説明は省略す
る。
Returning to FIG. 2, the laser drilling apparatus further mounts a chucking plate or table (not shown) having a function of chucking the printed wiring board 20, and mounts the chucking plate or table in the X-axis direction and the Y-axis direction. An XY stage mechanism 30 is provided to move the processing area of the printed wiring board 20 by making it movable. The XY stage mechanism 30 is attached to a frame (not shown). The XY stage mechanism 30 includes a linear motor for driving in the X-axis direction and a linear motor for driving in the Y-axis direction as driving sources, and measures a position in the X-axis direction and a position in the Y-axis direction. As means, a linear encoder for the X-axis direction and a linear encoder for the Y-axis direction are provided. Even in such an XY stage mechanism 30, the printed wiring board 20 can be positioned within an error of about 3 μm by a combination of an image processing device and a control device described later. Since the XY stage mechanism 30 is also well known, a detailed description is omitted.

【0027】X−Yステージ機構30に対する位置決め
制御を行うために、ここでは、プリント配線基板20の
上方に画像処理装置40が配置されている。画像処理装
置40は、プリント配線基板20の1つの加工領域にお
ける領域を撮像するCCD等による撮像装置と、得られ
た画像を処理してプリント配線基板20の加工領域とこ
の上に置かれるコンタクトマスク14−2との間の相対
誤差、すなわちX軸方向、Y軸方向に関する位置ずれ
と、コンタクトマスク14−2の回動方向に関する位置
ずれとを検出するための画像処理部とを有する。
In order to perform positioning control on the XY stage mechanism 30, an image processing device 40 is disposed above the printed wiring board 20 here. The image processing apparatus 40 includes an imaging device such as a CCD that captures an area in one processing area of the printed wiring board 20, a processing area of the printed wiring board 20 that processes an obtained image, and a contact mask placed thereon. An image processing unit for detecting a relative error between the contact mask 14-2 and the X-axis direction and the Y-axis direction and a position error in the rotation direction of the contact mask 14-2.

【0028】このような相対誤差を検出する方法の一例
について簡単に説明する。プリント配線基板20には、
その加工領域毎にそのコーナ部に近い部分にあらかじめ
アライメントマークが付されている。画像処理装置40
は更に、プリント配線基板20の加工領域周辺のアライ
メントマークを含む画像を、シリンドリカルレンズ14
−1を通さずに撮像装置に導く光学経路を有する。この
ような光学経路は、光学系14内のシリンドリカルレン
ズ14−1とコンタクトマスク14−2との間に、レー
ザ光を透過し、可視光を反射するミラーを45度の角度
で配置することで容易に実現できる。撮像装置により得
られた画像は、画像処理部においてアライメントマーク
が認識され、この認識結果と画像上にあらかじめ設定さ
れている基準位置との比較結果に基づいてアライメント
マークのX軸方向、Y軸方向に関する位置ずれと、コン
タクトマスク14−2の回動方向に関する位置ずれとが
相対誤差として検出される。このような相対誤差の検出
がすべてのアライメントマークに対して行われる。コン
タクトマスク14−2全体のX軸方向、Y軸方向に関す
る位置ずれと、コンタクトマスク14−2の回動方向に
関する位置ずれを検出するためには、少なくとも3個の
アライメントマークがあれば良い。このような相対誤差
の検出方法もまた良く知られている。
An example of a method for detecting such a relative error will be briefly described. On the printed wiring board 20,
An alignment mark is previously attached to a portion near the corner for each of the processing regions. Image processing device 40
Further, an image including the alignment mark around the processing area of the printed wiring board 20 is read by the cylindrical lens 14.
-1 has an optical path leading to the imaging device without passing through the imaging device. Such an optical path is achieved by disposing a mirror that transmits laser light and reflects visible light at an angle of 45 degrees between the cylindrical lens 14-1 and the contact mask 14-2 in the optical system 14. Can be easily realized. In the image obtained by the imaging device, the alignment mark is recognized in the image processing unit, and the X-axis direction and the Y-axis direction of the alignment mark are determined based on the result of comparison between the recognition result and a reference position set in advance on the image. And the positional deviation of the contact mask 14-2 in the rotation direction are detected as relative errors. Such a relative error is detected for all the alignment marks. In order to detect the displacement of the entire contact mask 14-2 in the X-axis direction and the Y-axis direction and the displacement of the contact mask 14-2 in the rotation direction, at least three alignment marks are required. Such a method of detecting a relative error is also well known.

【0029】図示しない制御装置は、検出された位置ず
れ量に基づいてX−Yステージ機構30を制御してX軸
方向、Y軸方向に関する位置ずれ量が0となるようにプ
リント配線基板20の位置合せ調整を行う。制御装置は
また、上記の回動方向に関する位置ずれ量に基づいてθ
軸調整機構を制御してコンタクトマスク14−2の回動
方向に関する位置ずれ量が0となるようにコンタクトマ
スク14−2の位置調整行う。
A control device (not shown) controls the XY stage mechanism 30 based on the detected positional deviation amount to adjust the printed wiring board 20 so that the positional deviation amount in the X-axis direction and the Y-axis direction becomes zero. Perform alignment adjustment. The control device also calculates θ based on the amount of displacement in the rotation direction.
By controlling the axis adjusting mechanism, the position of the contact mask 14-2 is adjusted so that the amount of displacement in the rotational direction of the contact mask 14-2 becomes zero.

【0030】なお、X−Yステージ機構30は2軸の制
御機構である。これに加えて、チャッキングプレート自
体を微小角度回動させることができるようにθ軸調整機
構を介してX−Yステージ機構30に搭載するようにし
ても良い。このようなθ軸調整機構付きのチャッキング
プレートもθテーブルと呼ばれて良く知られている。こ
の場合、プリント配線基板20が水平面上、すなわちX
軸、Y軸に平行な状態で回動されることになる。このよ
うなチャッキングプレートを備える場合には、コンタク
トマスク14−2を回動させる前述のθ軸調整機構は不
要である。
The XY stage mechanism 30 is a two-axis control mechanism. In addition, the chucking plate itself may be mounted on the XY stage mechanism 30 via a θ-axis adjustment mechanism so that the chucking plate itself can be rotated by a small angle. Such a chucking plate with a θ-axis adjustment mechanism is also well known as a θ table. In this case, the printed wiring board 20 is located on a horizontal plane, that is, X
It is rotated in a state parallel to the axis and the Y axis. When such a chucking plate is provided, the above-described θ-axis adjustment mechanism for rotating the contact mask 14-2 is unnecessary.

【0031】レーザ発振器10は、パルスレーザ発振器
であり、図5(a)に示すようなマルチモードのビーム
プロファイルを持ち、その1パルス当たりのエネルギー
が1000(mJ)であるものを使用する。マルチモー
ドのビームプロファイルというのは、単一のエネルギー
ピーク値を持つ尖頭波形のビームプロファイルとは異な
り、一定のエネルギー値が持続する台形状波形のことで
ある。一方、ビーム整形手段としてシンドリカルレンズ
14−1を用いることにより、マルチモードのビームプ
ロファイルを持つ断面円形状のレーザビームを、図5
(b)に示すような線状ビームに整形することができ
る。シリンドリカルレンズによれば、線状ビームのサイ
ズを、幅1/10(mm)〜数(mm)、長さ数(c
m)に整形することができる。なお、反射ミラー12と
13との間に周知のビームエキスパンダと呼ばれる光学
系を配置して、レーザ発振器10からのレーザビームを
シンドリカルレンズ14−1で整形し易い断面形状に整
形するようにしても良い。
The laser oscillator 10 is a pulse laser oscillator having a multi-mode beam profile as shown in FIG. 5A and having an energy per pulse of 1000 (mJ). The multi-mode beam profile is a trapezoidal waveform in which a constant energy value is maintained unlike a peak waveform beam profile having a single energy peak value. On the other hand, by using the cylindrical lens 14-1 as the beam shaping means, a laser beam having a circular cross section having a multi-mode beam profile can be formed as shown in FIG.
It can be shaped into a linear beam as shown in FIG. According to the cylindrical lens, the size of the linear beam is set to a width of 1/10 (mm) to a number (mm) and a length number (c).
m). A well-known optical system called a beam expander is arranged between the reflection mirrors 12 and 13 so that the laser beam from the laser oscillator 10 is shaped into a sectional shape that can be easily shaped by the cylindrical lens 14-1. May be.

【0032】本形態による穴あけ加工は、通常、図6に
示すように、複数の加工領域21が区画されている多面
取り用の樹脂材料によるプリント配線基板20に対して
加工領域毎に行われる。プリント配線基板20は、X−
Yステージ機構30上に設けられたチャッキングプレー
トに搭載されている。
Drilling according to this embodiment is usually performed for each processing area on a printed wiring board 20 made of a resin material for multi-panel formation, in which a plurality of processing areas 21 are defined, as shown in FIG. The printed wiring board 20 has an X-
It is mounted on a chucking plate provided on the Y stage mechanism 30.

【0033】次に、線状ビームにより穴あけ加工を行う
場合について説明する。基本動作は以下の通りである。
Next, the case where drilling is performed using a linear beam will be described. The basic operation is as follows.

【0034】1.プリント配線基板20をX−Yステー
ジ機構30のチャッキングプレートに搭載する。
1. The printed wiring board 20 is mounted on a chucking plate of the XY stage mechanism 30.

【0035】2.画像処理装置40によりプリント配線
基板20の加工領域21上のアライメントマークを認識
して、加工領域21の位置を認識し、X軸方向、Y軸方
向、θ方向(コンタクトマスク14−2の回動方向)の
位置ずれ量を算出する。
2. The image processing device 40 recognizes the alignment mark on the processing area 21 of the printed wiring board 20, recognizes the position of the processing area 21, and determines the X-axis direction, the Y-axis direction, and the θ direction (rotation of the contact mask 14-2). Direction) is calculated.

【0036】3.プリント配線基板20上の最初の加工
領域21がコンタクトマスク14−2の直下になるよう
X−Yステージ機構30を制御する。
3. The XY stage mechanism 30 is controlled so that the first processing area 21 on the printed wiring board 20 is directly below the contact mask 14-2.

【0037】4.θ軸調整機構を制御してコンタクトマ
スク14−2のθ方向位置ずれを補正する。
4. The θ-axis adjusting mechanism is controlled to correct the positional deviation of the contact mask 14-2 in the θ-direction.

【0038】5.Z軸駆動機構によりコンタクトマスク
14−2を加工領域21上にセットする。
5. The contact mask 14-2 is set on the processing area 21 by the Z-axis drive mechanism.

【0039】6.レーザ発振器10を発振させ、スキャ
ン機構により線条ビームをL軸方向に移動させて、コン
タクトマスク14−2のパターン全域を照射する。
6. The laser oscillator 10 is oscillated, and the linear beam is moved in the L-axis direction by the scanning mechanism to irradiate the entire pattern of the contact mask 14-2.

【0040】7.パターン全域の照射が終了したら、Z
軸駆動機構によりコンタクトマスク14−2を上方へ移
動させる。
7. When irradiation of the entire pattern is completed, Z
The contact mask 14-2 is moved upward by the shaft driving mechanism.

【0041】8.次の加工領域21がコンタクトマスク
14−2の直下にくるようにX−Yステージ機構30に
よりプリント配線基板20を移動させる。
8. The printed circuit board 20 is moved by the XY stage mechanism 30 so that the next processing area 21 is directly below the contact mask 14-2.

【0042】9.2以降を繰り返す。加工領域21毎に
位置ずれの補正を行うのは、以下の理由による。通常
は、2番目以降の加工領域21に対する加工において位
置ずれ補正動作は不要である。これは、前に述べたよう
に、X−Yステージ機構30による位置決め誤差は3μ
m以内であるのに対し、加工領域21に形成される穴の
ピッチは上記の誤差に比べて十分に大きく、この程度の
誤差は問題にならないからである。しかしながら、実際
には、複数の加工領域21に対して上記の加工を行って
ゆくと、熱等の影響でプリント配線基板20に歪みが生
じ、無視できない位置ずれが生じる場合があるからであ
る。
9.2 and subsequent steps are repeated. The correction of the displacement for each processing area 21 is performed for the following reason. Normally, in the processing of the second and subsequent processing areas 21, the position shift correction operation is not required. This is because the positioning error by the XY stage mechanism 30 is 3 μm as described above.
This is because the pitch of the holes formed in the processing region 21 is sufficiently larger than the above-mentioned error, and such an error does not matter. However, in practice, when the above-described processing is performed on the plurality of processing areas 21, the printed wiring board 20 may be distorted due to the influence of heat or the like, resulting in a non-negligible displacement.

【0043】以上のような基本動作により穴あけ加工が
行われるが、ビーム整形手段としてシリンドリカルレン
ズ14−1を用いることにより、幅1/10(mm)〜
数(mm)、長さ数(cm)の線状ビームを得ることが
できることは前述した通りである。例えば、シリンドリ
カルレンズ14−1からの線状ビームが加工領域21上
に幅0.6mm、長さ30mmのサイズで投影される場
合、一辺が30mmの正方形の加工領域に適している。
すなわち、この場合には、前に述べたスキャン機構によ
り線状ビームをL軸方向にスキャンさせることにより、
線状ビームが正方形の加工領域全面をL軸方向にスキャ
ンするようにされる。厳密に言えば、線状ビームはコン
タクトマスク14−2上を一軸方向にスキャンするよう
にされる。
Drilling is performed by the basic operation as described above. However, by using the cylindrical lens 14-1 as the beam shaping means, the width is reduced to 1/10 (mm) or more.
As described above, a linear beam having a number (mm) and a length (cm) can be obtained. For example, when a linear beam from the cylindrical lens 14-1 is projected onto the processing area 21 with a size of 0.6 mm in width and 30 mm in length, it is suitable for a processing area of a square having a side of 30 mm.
That is, in this case, by scanning the linear beam in the L-axis direction by the scanning mechanism described above,
The linear beam scans the entire surface of the square processing area in the L-axis direction. Strictly speaking, the linear beam scans the contact mask 14-2 in a uniaxial direction.

【0044】本例によるレーザ穴あけ加工装置は、上記
のような線状ビームをコンタクトマスク14−2を通し
てプリント配線基板20における加工領域21にスキャ
ンしながら照射することにより、この照射域に多数の穴
を一括してあけることができる。
The laser drilling apparatus according to this embodiment irradiates the linear beam as described above through the contact mask 14-2 to the processing area 21 of the printed wiring board 20 while scanning the same, thereby forming a large number of holes in this irradiation area. Can be opened all at once.

【0045】以下に、具体的な例について説明する。Hereinafter, a specific example will be described.

【0046】レーザ発振器10としては、平均出力30
0W、1パルス当たりのエネルギーが1J以上、好まし
くは2J、パルス幅が10μsec以下、好ましくは
0.2μsec、周波数は100Hz以上、好ましくは
150Hzとする。そして、加工面でのエネルギー密度
を、2J/cm2 以上とする。
The laser oscillator 10 has an average output 30
0 W, energy per pulse is 1 J or more, preferably 2 J, pulse width is 10 μsec or less, preferably 0.2 μsec, and frequency is 100 Hz or more, preferably 150 Hz. Then, the energy density on the processing surface is set to 2 J / cm 2 or more.

【0047】一方、1つの加工領域21には、ピッチが
0.2〜0.3mm、直径が50〜150μmというよ
うに、小径かつ高密度で穴が形成される。
On the other hand, holes are formed in one processing region 21 with a small diameter and a high density such that the pitch is 0.2 to 0.3 mm and the diameter is 50 to 150 μm.

【0048】例えば、一辺が10mmの正方形の加工領
域21に50μm径の穴が0.2mmピッチで配列され
ると、2500個の穴が存在する。
For example, if holes having a diameter of 50 μm are arranged at a pitch of 0.2 mm in a square processing area 21 having a side of 10 mm, there are 2500 holes.

【0049】本例によるレーザ穴あけ加工装置の特徴
は、一穴加工方式ではなく、多穴加工方式を採用した点
にある。エポキシ系樹脂のような厚さ40μmのプリン
ト配線基板20の加工領域21への穴あけ加工の場合、
加工面のエネルギー密度は10J/cm2 で3ショット
で加工可能である。このような線状ビームを用いると、
スポットサイズが(2/10)=0.2cm2 、150
Hz発振のため、1秒間に0.2×(150/3)=1
0cm2 の加工領域に穴あけ加工を行うことができる。
したがって、一辺が10mm(1cm2 )の正方形の加
工領域51に2500穴をあける場合、加工時間は、1
/10=0.1sec程度となる。
A feature of the laser drilling apparatus according to the present embodiment is that a multi-hole processing method is employed instead of a single-hole processing method. In the case of drilling a processing area 21 of a printed wiring board 20 having a thickness of 40 μm such as an epoxy resin,
The processing surface has an energy density of 10 J / cm 2 and can be processed in three shots. With such a linear beam,
The spot size is (2/10) = 0.2 cm 2 , 150
0.2 × (150/3) = 1 per second due to Hz oscillation
Drilling can be performed in a processing area of 0 cm 2 .
Therefore, when 2500 holes are drilled in a square processing area 51 having a side of 10 mm (1 cm 2 ), the processing time is 1
/ 10 = about 0.1 sec.

【0050】これに対し、一穴加工方式(ガルバノスキ
ャナ方式)の場合、前述したように、ガルバノスキャナ
の応答性が500pps程度のため、毎秒500穴の穴
あけをしたとしても、加工時間は、2500/500=
5secとなる。
On the other hand, in the case of the one-hole processing method (galvano scanner method), as described above, the response time of the galvano scanner is about 500 pps. / 500 =
5 seconds.

【0051】次に、線状ビームに代えて矩形状ビームを
用いる場合について説明する。シリンドリカルレンズ1
4−1に代えて、集光レンズを用いることにより、図5
(c)に示すような矩形状ビームに整形することができ
る。この場合、ビームサイズは、一辺が数(mm)程度
である。この場合のレーザ穴あけ加工装置は、上記のL
軸方向のスキャン機構ではコンタクトマスク14−2の
全域を一軸方向のスキャンだけでカバーすることはでき
ない。このため、L軸方向のスキャン機構に代えて2軸
スキャン機構を用いる。すなわち、2軸スキャン機構に
より反射ミラー13をL軸方向とそれに直角な方向に移
動させることにより、矩形状ビームがコンタクトマスク
14−2の全域をスキャンするようにしてプリント配線
基板20の加工領域21に照射することにより、この照
射域に多数の穴をあけることができる。
Next, a case where a rectangular beam is used instead of the linear beam will be described. Cylindrical lens 1
By using a condenser lens instead of 4-1, FIG.
It can be shaped into a rectangular beam as shown in FIG. In this case, the beam size is about several mm on one side. The laser drilling device in this case is the above L
The axial scanning mechanism cannot cover the entire area of the contact mask 14-2 only by scanning in one axial direction. Therefore, a two-axis scan mechanism is used instead of the L-axis direction scan mechanism. That is, by moving the reflecting mirror 13 in the L-axis direction and a direction perpendicular to the L-axis direction by the two-axis scanning mechanism, the rectangular beam scans the entire area of the contact mask 14-2 so that the processing area 21 of the printed wiring board 20 is scanned. , A large number of holes can be made in this irradiation area.

【0052】例えば、コンタクトマスク14−2のサイ
ズが一辺10mmの正方形であり、集光レンズを通して
コンタクトマスク14−2上に投影される矩形状ビーム
の断面サイズが一辺5mmの正方形である場合、図7に
示すように、コンタクトマスク14−2は4つの領域1
4−2a〜14−2dに等分される。そして、最初に領
域14−2aにパルス状の矩形状ビームが少なくとも1
回照射されて、領域14−2a直下の加工領域21に一
括して領域14−2aの加工パターンで決まる数の穴あ
けが行われる。次に、2軸スキャン機構により矩形状ビ
ームを移動させて、領域14−2bにくるようにし、領
域14−2bの直下に対する穴あけが行われる。以下、
同様にして、領域14−2c、14−2d直下に対する
穴あけが行われる。ここで、1つの領域に対するパルス
状の矩形状ビームの照射回数は、前に述べたように、穴
あけを行う樹脂層の材料や厚さに応じて決まる。
For example, when the size of the contact mask 14-2 is a square with a side of 10 mm and the cross-sectional size of the rectangular beam projected on the contact mask 14-2 through the condenser lens is a square with a side of 5 mm, FIG. As shown in FIG. 7, the contact mask 14-2 has four regions 1
4-2a to 14-2d are equally divided. First, at least one pulse-shaped rectangular beam is applied to the region 14-2a.
Irradiation is performed once, and the number of holes determined by the processing pattern of the region 14-2a is collectively formed in the processing region 21 immediately below the region 14-2a. Next, the rectangular beam is moved by the biaxial scanning mechanism so that the rectangular beam comes to the area 14-2b, and a hole is made just below the area 14-2b. Less than,
Similarly, drilling is performed immediately below the areas 14-2c and 14-2d. Here, the number of times of irradiation of one area with the pulsed rectangular beam is determined according to the material and thickness of the resin layer to be perforated, as described above.

【0053】上記のようなスキャンを可能にするため
に、図示しない制御装置が、2軸スキャン機構を制御す
ると共に、レーザ発振器10に対してパルスの発振周期
を決めるトリガーパルスを出力する。
In order to enable the above-described scanning, a control device (not shown) controls the two-axis scanning mechanism and outputs a trigger pulse for determining the oscillation period of the pulse to the laser oscillator 10.

【0054】レーザ発振器10の条件及び加工領域21
の条件を前に述べた線状ビームと同じとして、加工領域
21へ穴あけ加工を行う場合、例えば、8J/cm2
加工するものとすると、矩形状ビームのサイズを、一辺
が5mmの正方形状とすることができる。この場合、図
7で説明したように、コンタクトマスク14−2の領域
を4分割して順に穴あけ加工を行う。そして、8J/c
2 の場合、1つの分割領域に対して10ショット程度
で穴あけを完了できるため、一辺が5mmの分割領域に
対するレーザ穴あけ時間は、10/150Hz=66m
secである。一方、2軸スキャン機構による次分割領
域への移動所要時間は、リニアモータの採用により、1
00msec以下である。
Conditions of Laser Oscillator 10 and Processing Area 21
In the case where drilling is performed on the processing area 21 by assuming that the conditions described above are the same as those of the linear beam described above, for example, when processing is performed at 8 J / cm 2 , the size of the rectangular beam is changed to a square shape having a side of 5 mm. It can be. In this case, as described with reference to FIG. 7, the region of the contact mask 14-2 is divided into four parts and drilling is performed in order. And 8J / c
In the case of m 2 , since drilling can be completed in about 10 shots for one divided region, the laser drilling time for a divided region having a side of 5 mm is 10/150 Hz = 66 m
sec. On the other hand, the time required for moving to the next divided area by the two-axis scanning mechanism is 1
00 msec or less.

【0055】したがって、一辺が10mmの正方形の加
工領域21に2500穴をあける場合、加工時間は、6
6msec×4=0.264sec程度となる。
Therefore, when 2500 holes are drilled in a square processing area 21 having a side of 10 mm, the processing time is 6 hours.
6 msec × 4 = 0.264 sec.

【0056】次に、図1、図8を参照して、本発明の実
施の形態について説明する。図8は、一方の面にCu等
による導電パターン20−1が形成されたプリント配線
基板20が用意され、導電パターン20−1に対応する
反対面にレーザ光を照射して穴あけが行われる場合を示
している。穴あけ加工パターンはコンタクトマスク14
−2に形成された複数の穴14−2eによる加工パター
ンで決まる。前に述べたように、プリント配線基板20
の樹脂層にレーザ光が照射されると、樹脂層は熱分解し
て蒸発する。その際、熱分解に際して生じた炭化物が穴
14−2eの内径面やコンタクトマスク14−2の下面
側に付着することが避けられない。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 8 shows a case where a printed wiring board 20 having a conductive pattern 20-1 made of Cu or the like formed on one surface is prepared, and the opposite surface corresponding to the conductive pattern 20-1 is drilled by irradiating a laser beam. Is shown. Drilling pattern is contact mask 14
-2 is determined by a processing pattern formed by a plurality of holes 14-2e formed in the second hole. As described above, the printed wiring board 20
When the resin layer is irradiated with laser light, the resin layer is thermally decomposed and evaporated. At this time, it is inevitable that the carbide generated during the thermal decomposition adheres to the inner surface of the hole 14-2e and the lower surface of the contact mask 14-2.

【0057】図1において、コンタクトマスク14−2
は、Z軸駆動機構により上下方向に駆動される。すなわ
ち、コンタクトマスク14−2は、穴あけ加工に際して
はプリント配線基板20面と接触する第1の位置(図1
中、一点鎖線で示す)におかれる。一方、加工領域の移
動やクリーニングに際してはプリント配線基板20面か
ら離れた第2の位置(図1中、実線で示す)におかれ
る。
In FIG. 1, contact mask 14-2
Is driven up and down by a Z-axis drive mechanism. That is, the contact mask 14-2 is in the first position (FIG. 1) in contact with the surface of the printed wiring board 20 during the drilling process.
(Indicated by a dashed line). On the other hand, when the processing area is moved or cleaned, the processing area is located at a second position (shown by a solid line in FIG. 1) away from the surface of the printed wiring board 20.

【0058】本形態においては、図1に示されるよう
に、コンタクトマスク14−2の第1の位置と第2の位
置との間(これを第3の位置とする)に、この第3の位
置とそこから外れた第4の位置との間で反射ミラー1を
可動とする反射ミラー駆動機構2を備えている。反射ミ
ラー駆動機構2は、反射面を上方に向けた反射ミラー1
を水平状態のままで往復回動(図1の面に垂直な方向)
させるモータ等を備えた回動機構であっても良いし、反
射ミラー1を水平状態のままで往復移動(図1における
左右方向)させるシリンダ機構等を備えた駆動機構であ
っても良い。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, between the first position and the second position of the contact mask 14-2 (this is referred to as a third position), the third There is provided a reflection mirror driving mechanism 2 which makes the reflection mirror 1 movable between a position and a fourth position deviated therefrom. The reflection mirror drive mechanism 2 includes a reflection mirror 1 having a reflection surface facing upward.
Reciprocating rotation in the horizontal state (direction perpendicular to the plane in FIG. 1)
It may be a rotating mechanism provided with a motor or the like for driving, or a driving mechanism provided with a cylinder mechanism or the like for moving the reflecting mirror 1 reciprocally (horizontal direction in FIG. 1) while keeping it horizontal.

【0059】いずれにしても、反射ミラー駆動機構2
は、クリーニングに際しては、コンタクトマスク14−
2が第2の位置にある時に、コンタクトマスク14−2
の直下の第3の位置に反射ミラー1を介在させた状態に
おく。そして、この状態にてコンタクトマスク14−2
にレーザ光を照射することにより、コンタクトマスク1
4−2に付着した付着物を除去する。このようなクリー
ニングは定期的に行われる。
In any case, the reflection mirror driving mechanism 2
When cleaning, contact mask 14-
2 is in the second position, the contact mask 14-2
Is placed in a state where the reflection mirror 1 is interposed at the third position directly below the third position. Then, in this state, the contact mask 14-2
The contact mask 1 is irradiated by irradiating the
The attached matter attached to 4-2 is removed. Such cleaning is performed periodically.

【0060】勿論、レーザ光の照射は、前に述べた穴あ
け加工の時と同様に、線状あるいは矩形状ビームの形態
にてスキャン機構によりコンタクトマスク14−2の全
面に照射される。この場合、コンタクトマスク14−2
の穴14−2eの内径面に付着している付着物は瞬時に
昇華することにより除去される。特に、コンタクトマス
ク14−2の直下に反射ミラー1があることにより、穴
14−2eを通過したレーザ光は反射ミラー1で反射さ
れてコンタクトマスク14−2の下面側に照射されるこ
とにより、コンタクトマスク14−2の下面側に付着し
た付着物の除去も行われる。コンタクトマスク14−2
の下面側に付着した付着物は、コンタクトマスク14−
2とプリント配線基板20との接触を阻害するので、こ
れを除去することは重要である。更に、コンタクトマス
ク14−2の穴14−2eの断面形状を、上面側の径が
下面側の径よりも大きい逆台形状にしていることによ
り、レーザ光が穴14−2eの内径面全域に照射される
ので、穴14−2eの内径面に付着している付着物の除
去効果を向上させることができる。特に、穴14−2e
の下面側の縁はプリント配線基板に形成される穴の品質
を左右するので、この縁部に付着した付着物の除去は重
要である。
Of course, the laser beam is applied to the entire surface of the contact mask 14-2 by a scanning mechanism in the form of a linear or rectangular beam, as in the case of the above-described drilling. In this case, the contact mask 14-2
The deposits adhering to the inner diameter surface of the hole 14-2e are instantaneously sublimated and removed. In particular, since the reflection mirror 1 is located immediately below the contact mask 14-2, the laser light that has passed through the hole 14-2e is reflected by the reflection mirror 1 and is irradiated on the lower surface side of the contact mask 14-2. Deposits attached to the lower surface of the contact mask 14-2 are also removed. Contact mask 14-2
Deposits on the lower surface of the contact mask 14-
Since the contact between the printed wiring board 2 and the printed wiring board 20 is hindered, it is important to remove it. Further, by making the cross-sectional shape of the hole 14-2e of the contact mask 14-2 into an inverted trapezoidal shape in which the diameter on the upper surface side is larger than the diameter on the lower surface side, the laser light can be spread over the entire inner surface of the hole 14-2e. Since the irradiation is performed, the effect of removing the deposits attached to the inner diameter surface of the hole 14-2e can be improved. In particular, hole 14-2e
Since the edge on the lower surface side affects the quality of the hole formed in the printed wiring board, it is important to remove the deposits attached to this edge.

【0061】なお、前に述べたように、プリント配線基
板20の加工領域21への穴あけ加工の場合、加工面の
エネルギー密度は10J/cm2 で数ショット必要とす
るが、マスククリーニングの場合には5J/cm2 以下
で十分でありショット数は固定で良い。
As described above, in the case of drilling in the processing area 21 of the printed wiring board 20, the energy density of the processed surface is 10 J / cm 2 and several shots are required. 5 J / cm 2 or less is sufficient, and the number of shots may be fixed.

【0062】上記の形態では、プリント配線基板への穴
あけ加工の場合に適用して説明したが、被加工部材はプ
リント配線基板の樹脂層に限られるものではない。ま
た、レーザ発振器もTEA CO2 レーザ発振器に限ら
れるものではなく、例えば紫外域レーザ発振器でも良
い。
Although the above embodiment has been described by applying to the case of drilling a hole in a printed wiring board, the member to be processed is not limited to the resin layer of the printed wiring board. Further, the laser oscillator is not limited to the TEA CO 2 laser oscillator, but may be an ultraviolet laser oscillator, for example.

【0063】[0063]

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、これまでのレーザ穴あけ加工装置に比べて短い時間
で多数の穴あけ加工を行うことのできるレーザ加工装置
におけるコンタクトマスクを光学系に取り付けたままで
付着物の除去を実現することができる。
As described above, according to the present invention, a contact mask in a laser processing apparatus capable of performing a large number of drilling operations in a short time as compared with a conventional laser drilling apparatus is used in an optical system. It is possible to realize the removal of the attached matter while keeping it attached.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明によるマスククリーニング機構の実施の
形態を示した図である。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a mask cleaning mechanism according to the present invention.

【図2】本発明が適用されるレーザ穴あけ加工装置の概
略構成の一例を示した図である。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a schematic configuration of a laser drilling apparatus to which the present invention is applied.

【図3】図2に示された光学系の内部構成を示した図で
ある。
FIG. 3 is a diagram showing an internal configuration of the optical system shown in FIG. 2;

【図4】本発明に使用されるコンタクトマスクの一例を
示した図である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a contact mask used in the present invention.

【図5】本発明に使用されるレーザビームのビームプロ
ファイルと、図3に示されたビーム整形手段によるレー
ザビームの断面形状を示した図である。
5 is a diagram showing a beam profile of a laser beam used in the present invention and a sectional shape of the laser beam by the beam shaping means shown in FIG. 3;

【図6】本発明が適用されるレーザ穴あけ加工装置の加
工対象であるプリント配線基板の母板を示した図であ
る。
FIG. 6 is a diagram showing a mother board of a printed wiring board to be processed by a laser drilling apparatus to which the present invention is applied;

【図7】本発明が適用されるレーザ穴あけ加工装置にお
いて矩形状ビームを用いてコンタクトマスクを4つの領
域に分割してスキャンする場合の方法を説明するための
図である。
FIG. 7 is a view for explaining a method in a case where a contact mask is divided into four regions and scanned using a rectangular beam in a laser drilling apparatus to which the present invention is applied.

【図8】本発明が適用されるレーザ穴あけ加工装置によ
りプリント配線基板に穴あけ加工を行う場合について説
明するための断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a case in which a laser drilling apparatus to which the present invention is applied performs drilling on a printed wiring board.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 反射ミラー 2 反射ミラー駆動機構 10 TEA CO2 レーザ発振器 11〜13 反射ミラー 14 光学系 14−1 シリンドリカルレンズ 14−2 コンタクトマスク 20 プリント配線基板 21 加工領域 30 X−Yステージ機構 40 画像処理装置REFERENCE SIGNS LIST 1 reflection mirror 2 reflection mirror drive mechanism 10 TEA CO 2 laser oscillator 11-13 reflection mirror 14 optical system 14-1 cylindrical lens 14-2 contact mask 20 printed wiring board 21 processing area 30 XY stage mechanism 40 image processing device

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マスクを通して、被加工基板にレーザ光
を照射して加工を行うレーザ加工方法において、 前記マスクの下方に反射ミラーを介在させた状態にて前
記マスクにレーザ光を照射することにより、前記マスク
に付着した付着物を除去することを特徴とするマスクの
クリーニング方法。
1. A laser processing method for performing processing by irradiating a substrate to be processed with laser light through a mask, wherein the mask is irradiated with laser light in a state where a reflection mirror is interposed below the mask. And a method of cleaning a mask, comprising removing a substance attached to the mask.
【請求項2】 穴による加工パターンを有するコンタク
トマスクを通し、コンタクトマスク法により被加工基板
にレーザ光を照射して加工を行うレーザ加工方法におい
て、 前記コンタクトマスクは、前記被加工基板に接触する第
1の位置と前記被加工基板から離れた第2の位置との間
を可動であり、 前記コンタクトマスクが前記第2の位置にある時に、前
記コンタクトマスクの下方に反射ミラーを介在させた状
態にて前記コンタクトマスクに前記レーザ光を照射する
ことにより、前記コンタクトマスクに付着した付着物を
除去することを特徴とするレーザ加工装置用コンタクト
マスクのクリーニング方法。
2. A laser processing method for performing processing by irradiating a processing target substrate with laser light by a contact mask method through a contact mask having a processing pattern by holes, wherein the contact mask contacts the processing target substrate. A movable state between a first position and a second position separated from the substrate to be processed, and a state in which a reflection mirror is interposed below the contact mask when the contact mask is at the second position; Irradiating the contact mask with the laser beam to remove the deposits attached to the contact mask.
【請求項3】 請求項2記載のクリーニング方法におい
て、前記レーザ光は線状あるいは矩形状ビームに整形さ
れており、該線状あるいは矩形状ビームで前記コンタク
トマスクの全面をスキャンすることを特徴とするレーザ
加工装置用コンタクトマスクのクリーニング方法。
3. The cleaning method according to claim 2, wherein the laser beam is shaped into a linear or rectangular beam, and the entire surface of the contact mask is scanned with the linear or rectangular beam. For cleaning a contact mask for a laser processing apparatus.
【請求項4】 マスクを通して、被加工基板にレーザ光
を照射して加工を行うレーザ加工装置において、 前記マスクの下方に反射ミラーを介在させた状態にて前
記マスクにレーザ光を照射することにより、前記マスク
に付着した付着物を除去することを特徴とするマスクク
リーニング機構付きレーザ加工装置。
4. A laser processing apparatus for performing processing by irradiating a processing target substrate with laser light through a mask, wherein the processing is performed by irradiating the mask with laser light in a state where a reflection mirror is interposed below the mask. And a laser processing apparatus with a mask cleaning mechanism, which removes deposits attached to the mask.
【請求項5】 穴による加工パターンを有するコンタク
トマスクを通し、コンタクトマスク法により被加工基板
にレーザ光を照射して加工を行うレーザ加工装置におい
て、 前記コンタクトマスクは、マスク駆動機構により前記被
加工基板に接触する第1の位置と前記被加工基板から離
れた第2の位置との間を可動であり、 前記第1の位置と前記第2の位置との間の第3の位置
と、該第3の位置から外れた第4の位置との間で反射ミ
ラーを可動とする反射ミラー駆動機構を備え、 前記コンタクトマスクが前記第2の位置にある時に、前
記第3の位置に前記反射ミラーを介在させた状態にて前
記コンタクトマスクに前記レーザ光を照射することによ
り、前記コンタクトマスクに付着した付着物を除去する
ことを特徴とするマスククリーニング機構付きレーザ加
工装置。
5. A laser processing apparatus for performing processing by irradiating a processing target substrate with laser light by a contact mask method through a contact mask having a processing pattern by holes, wherein the contact mask is processed by a mask driving mechanism. Movable between a first position in contact with the substrate and a second position remote from the substrate to be processed, a third position between the first position and the second position, A reflecting mirror driving mechanism for moving the reflecting mirror between a fourth position deviating from the third position and the reflecting mirror at the third position when the contact mask is at the second position; A mask cleaning mechanism for irradiating the contact mask with the laser beam in a state where a laser beam is interposed therebetween to remove the deposits attached to the contact mask. With laser processing equipment.
【請求項6】 請求項5記載のレーザ加工装置におい
て、該装置は、 レーザ発振器と、 該レーザ発振器からのレーザ光を線状あるいは矩形状ビ
ームに整形するビーム整形手段と複数の穴による加工パ
ターンを有する前記コンタクトマスクとを有して、前記
線状あるいは矩形状ビームを、前記コンタクトマスクを
通してコンタクトマスク法により前記被加工基板の加工
領域に照射する光学系と、 前記線状あるいは矩形状ビームを前記コンタクトマスク
に対してスキャンする機構と、 前記被加工基板を搭載するためのテーブルをX軸方向及
びY軸方向に可動とすることにより加工領域の移動を行
うX−Yステージ機構と、を備えることにより、前記被
加工基板に複数の穴あけを行うことを特徴とするマスク
クリーニング機構付きレーザ加工装置。
6. A laser processing apparatus according to claim 5, wherein the processing pattern includes a laser oscillator, a beam shaping means for shaping a laser beam from the laser oscillator into a linear or rectangular beam, and a plurality of holes. An optical system that irradiates the linear or rectangular beam to a processing area of the substrate to be processed by the contact mask method through the contact mask, and the linear or rectangular beam. A mechanism for scanning with respect to the contact mask; and an XY stage mechanism for moving a processing region by moving a table for mounting the substrate to be processed in the X-axis direction and the Y-axis direction. A laser processing apparatus with a mask cleaning mechanism, wherein a plurality of holes are formed in the substrate to be processed.
【請求項7】 請求項6記載のレーザ加工装置におい
て、前記光学系はその下端部に前記コンタクトマスクを
備えており、該装置は更に、前記光学系を上下動させて
前記コンタクトマスクを前記第1の位置と前記第2の位
置との間で可動とするZ軸駆動機構を前記マスク駆動機
構として備えていることを特徴とするマスククリーニン
グ機構付きレーザ加工装置。
7. The laser processing apparatus according to claim 6, wherein the optical system includes the contact mask at a lower end thereof, and the apparatus further moves the optical system up and down to remove the contact mask. A laser processing apparatus with a mask cleaning mechanism, comprising a Z-axis drive mechanism movable between a first position and the second position as the mask drive mechanism.
【請求項8】 請求項5〜7のいずれかに記載のレーザ
加工装置において、前記被加工基板は樹脂基板であり、
前記レーザ発振器としてCO2 パルスレーザ発振器を用
い、1パルス当たりのエネルギーが1J以上、パルス幅
10μsec以下、周波数100Hz以上で、前記線状
あるいは矩形状ビームを照射することを特徴とするマス
ククリーニング機構付きレーザ加工装置。
8. The laser processing apparatus according to claim 5, wherein the substrate to be processed is a resin substrate,
A CO 2 pulse laser oscillator is used as the laser oscillator, and the linear or rectangular beam is irradiated at an energy per pulse of 1 J or more, a pulse width of 10 μsec or less, and a frequency of 100 Hz or more. Laser processing equipment.
【請求項9】 請求項5〜8のいずれかに記載のレーザ
加工装置において、前記コンタクトマスクの穴の断面形
状は、上面側の径が下面側の径よりも大きい逆台形状で
あることを特徴とするマスククリーニング機構付きレー
ザ加工装置。
9. The laser processing apparatus according to claim 5, wherein a cross-sectional shape of the hole of the contact mask is an inverted trapezoidal shape in which a diameter on an upper surface is larger than a diameter on a lower surface. A laser processing device with a mask cleaning mechanism.
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