JP2006231628A - Processing method of ceramic green sheet - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、積層セラミック電子部品を製造する場合などに用いられるセラミックグリーンシートの加工方法に関し、特に、セラミックグリーンシートに複数個の貫通孔(例えば、ビアホールやスルーホールなどとして機能させるための孔)を形成するためのセラミックグリーンシートの加工方法に関する。 The present invention relates to a method for processing a ceramic green sheet used for manufacturing a multilayer ceramic electronic component, and more particularly, a plurality of through holes (for example, holes for causing a via hole or a through hole to function in the ceramic green sheet). The present invention relates to a method for processing a ceramic green sheet for forming a film.
図6に示すように、従来のセラミックグリーンシートSの加工装置100として、セラミックグリーンシートSを支持するとともに、所定の方向にセラミックグリーンシートSを移動させることができるように構成された支持手段(XYテーブル)102と、レーザ光源104と、レーザ光源104から放射されたレーザビームL1を通過させて、セラミックグリーンシートSに形成すべき貫通孔(図示省略)の形状に対応する形状を有する複数個のレーザビームL2に分光する回折格子106と、回折格子106を通過し、分光されたレーザビームL2を所定の反射角度で反射させるガルバノスキャンミラー108と、ガルバノスキャンミラー108により所定の反射角度で反射されたレーザビームL2を個々に集光する集光レンズ110と、を備えており、集光レンズ110を通過して集光されたレーザビームL2が、XYテーブル102上のセラミックグリーンシートSに照射されるように構成されているものが知られている(下記特許文献1参照)。また、この加工装置100は、レーザ光源104を駆動するレーザ光源駆動手段112と、ガルバノスキャンミラー108の反射角度を変化させるガルバノスキャンミラー駆動手段114と、XYテーブル102を所定の方向に移動させて、その上に支持されたセラミックグリーンシートSを所定の方向に移動させるためのテーブル駆動手段116と、を備えている。
As shown in FIG. 6, as a conventional ceramic green sheet
上記加工装置100によれば、レーザ光源104から放射されたレーザビームL1は、回折格子106を通過し、複数個のレーザビームL2に分光される。分光されたレーザビームL2は、ガルバノスキャンミラー108で反射され、集光レンズ110で集光されて、セラミックグリーンシートSに照射される。これにより、セラミックグリーンシートSには、所定の貫通孔が同時に形成される。
しかしながら、上記した従来の加工装置では、回折格子で分光されたレーザビームをガルバノスキャンミラーにより所定の反射角度で反射させることで、セラミックグリーンシート上のレーザビームの入射位置決めを行っている。このときレーザビームは分光されることで所定の位置関係をもったレーザビーム群の形状を有している。このようなレーザビーム群がガルバノスキャンミラーの反射により集光レンズ上を走査し位置決めを行うとき、走査エリアの周辺部ではレーザビーム群の中心軸が集光レンズに斜めに入射することになり、集光レンズに投射されるレーザビーム群の位置関係が元の形から崩れることになる。この結果、セラミックグリーンシートに入射するときのレーザビーム群の位置関係は一部歪みを有することになり、レーザビームのセラミックグリーンシートに対する入射位置精度が悪化する問題がある。
また、上記した従来の加工装置では、ガルバノスキャンミラーでの反射で位置決めできる範囲の加工を行った後、XYテーブルを移動させ、その上に支持されているセラミックグリーンシートの未加工部をガルバノスキャンミラーの反射で加工できる領域に移動させることで順次加工を行っているが、XYテーブルを移動させているときにはセラミックグリーンシートの加工を行うことができないため、XYテーブルを移動させる時間だけ加工速度が低下する問題がある。
換言すれば、従来のガルバノスキャンミラーを用いた装置では、先ず、セラミックグリーンシートを所定の位置に配置して、ガルバノスキャンミラーでレーザビームの照射位置を決め、セラミックグリーンシートの所定の領域において加工を実施する。次に、加工終了後、レーザビームの照射を停止し、XYテーブルを駆動させ、セラミックグリーンシートの未加工領域をガルバノスキャンミラーで加工が可能な位置にまで移動させて、XYテーブルを一旦停止させる。その後、ガルバノスキャンミラーで再度、未加工領域において加工を実施する。このように、ガルバノスキャンミラーでの加工と、XYテーブルの移動を2つのステップで行うことになる。
However, in the above-described conventional processing apparatus, the laser beam incident on the ceramic green sheet is positioned by reflecting the laser beam dispersed by the diffraction grating with a galvano scan mirror at a predetermined reflection angle. At this time, the laser beam is split to have the shape of a laser beam group having a predetermined positional relationship. When such a laser beam group scans and positions on the condenser lens by reflection of the galvano scan mirror, the central axis of the laser beam group is incident obliquely on the condenser lens at the periphery of the scanning area, The positional relationship of the laser beam group projected on the condenser lens is broken from the original shape. As a result, the positional relationship of the laser beam group when entering the ceramic green sheet is partially distorted, and there is a problem that the incident position accuracy of the laser beam with respect to the ceramic green sheet is deteriorated.
Further, in the above-described conventional processing apparatus, after performing processing within a range that can be positioned by reflection by the galvano scan mirror, the XY table is moved, and the unprocessed portion of the ceramic green sheet supported thereon is galvanically scanned. Processing is performed sequentially by moving to an area that can be processed by mirror reflection. However, since the ceramic green sheet cannot be processed when the XY table is moved, the processing speed is increased by the time for moving the XY table. There is a problem that decreases.
In other words, in a conventional apparatus using a galvano scan mirror, first, a ceramic green sheet is placed at a predetermined position, a laser beam irradiation position is determined by the galvano scan mirror, and processing is performed in a predetermined region of the ceramic green sheet. To implement. Next, after the processing is completed, the laser beam irradiation is stopped, the XY table is driven, the unprocessed area of the ceramic green sheet is moved to a position where processing can be performed by the galvano scan mirror, and the XY table is temporarily stopped. . After that, processing is performed again in the unprocessed area with the galvano scan mirror. In this way, processing by the galvano scan mirror and movement of the XY table are performed in two steps.
そこで、本発明は、加工速度を向上させることによりセラミックグリーンシートの加工時間を短縮するとともに、その加工精度を向上させることができるセラミックグリーンシートの加工方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a method for processing a ceramic green sheet that can shorten the processing time of the ceramic green sheet by improving the processing speed and can improve the processing accuracy.
請求項1に記載の発明は、移動可能に設けられたセラミックグリーンシートに複数個の貫通孔を形成するためのセラミックグリーンシートの加工方法であって、レーザ光源から発振されたレーザビームをレーザ縮径手段に通過させて縮径させるレーザビーム縮径工程と、前記レーザ縮径手段により縮径されたレーザビームを略90度の入射角度でレーザ分光手段に入射させて複数個のレーザビーム群に分光させるレーザビーム分光工程と、前記レーザ分光手段により分光されたレーザビーム群における0次光を略90度の入射角度でレーザ集光手段に入射させて集光させ、集光させたレーザビームをセラミックグリーンシート上に照射させるレーザビーム照射工程と、を有することを特徴とする。 The invention according to claim 1 is a method of processing a ceramic green sheet for forming a plurality of through holes in a movable ceramic green sheet, wherein the laser beam oscillated from a laser light source is laser-contracted. A laser beam diameter reducing step for reducing the diameter by passing through the diameter means, and a laser beam reduced by the laser diameter reducing means is incident on the laser spectroscopic means at an incident angle of about 90 degrees to form a plurality of laser beam groups. The laser beam spectroscopic step for performing the spectroscopic analysis, and the zero-order light in the laser beam group split by the laser spectroscopic means is incident on the laser condensing means at an incident angle of approximately 90 degrees to be condensed. And a laser beam irradiation step for irradiating the ceramic green sheet.
請求項1に記載の発明によれば、レーザビーム縮径工程においてレーザ光源から発振されたレーザビームがレーザ縮径手段を通過させられて縮径させられる。レーザビーム分光工程において、レーザ縮径手段により縮径されたレーザビームが略90度の入射角度でレーザ分光手段に入射させられて複数個のレーザビーム群に分光させられる。レーザビーム照射工程において、レーザ分光手段により分光されたレーザビーム群における0次光が略90度の入射角度でレーザ集光手段に入射させられて集光させられ、集光させられたレーザビームがセラミックグリーンシート上に照射させられる。これにより、セラミックグリーンシートが加工される。
ここで、レーザ縮径手段により縮径されたレーザビームのレーザ分光手段への入射角度が略90度であるため、レーザ分光手段で分光されたレーザビームの分光図形がレーザ分光手段に予め記録されている設計図形に対して歪が生じず、相似形にすることができる。また、レーザビーム群における0次光を略90度の角度でレーザ集光手段に入射させるため、レーザ分光手段により分光されたレーザビーム群がレーザ集光手段に入射しても歪が生じない。これにより、セラミックグリーンシートに照射されるレーザビームの形状が崩れることを防止することができ、加工精度を高めることができる。
また、制御手段によってセラミックグリーンシートの位置に応じてレーザ光源からレーザビームが発振されるため、レーザ光源からのレーザビームの発振を止めることなく、連続してセラミックグリーンシートを加工することができる。この結果、加工速度を向上させて加工時間を短縮することができる。
なお、本明細書において、「0次光」とは、レーザ分光手段に入射したレーザビームのうち、レーザ分光手段で回折されずに直進するレーザビームを意味する。また、「入射角度」とは、レーザ分光手段やレーザ集光手段に入射したレーザビームのうち、レーザ分光手段やレーザ集光手段を直進するレーザビームがレーザ分光手段やレーザ集光手段の入射面に入射する角度を意味する。
According to the first aspect of the present invention, in the laser beam diameter reducing step, the laser beam oscillated from the laser light source is passed through the laser diameter reducing means and is reduced in diameter. In the laser beam spectroscopic step, the laser beam reduced in diameter by the laser diameter reducing means is incident on the laser spectroscopic means at an incident angle of approximately 90 degrees and is split into a plurality of laser beam groups. In the laser beam irradiation step, the zero-order light in the laser beam group dispersed by the laser spectroscopic means is incident on the laser condensing means at an incident angle of approximately 90 degrees and is condensed. Irradiation on ceramic green sheet. Thereby, the ceramic green sheet is processed.
Here, since the incident angle of the laser beam reduced in diameter by the laser reducing means to the laser spectroscopic means is approximately 90 degrees, the spectral pattern of the laser beam dispersed by the laser spectroscopic means is recorded in the laser spectroscopic means in advance. It is possible to make a similar figure without distortion. Further, since the zero-order light in the laser beam group is incident on the laser condensing unit at an angle of approximately 90 degrees, no distortion occurs even if the laser beam group dispersed by the laser spectroscopic unit is incident on the laser condensing unit. Thereby, it can prevent that the shape of the laser beam irradiated to a ceramic green sheet collapse | crumbles, and can improve a processing precision.
Further, since the laser beam is oscillated from the laser light source according to the position of the ceramic green sheet by the control means, the ceramic green sheet can be processed continuously without stopping the oscillation of the laser beam from the laser light source. As a result, the processing speed can be improved and the processing time can be shortened.
In the present specification, “0th-order light” means a laser beam that travels straight without being diffracted by the laser spectroscopic means among the laser beams incident on the laser spectroscopic means. Also, the “incident angle” refers to the incident surface of the laser spectroscopic means or the laser condensing means among the laser beams incident on the laser spectroscopic means or the laser condensing means. Means the angle of incidence.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のセラミックグリーンシートの加工方法において、前記レーザ分光手段の光路上流側又は光路下流側に設けた光軸変更手段によりレーザビームの光軸の角度を変更させることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the method for processing a ceramic green sheet according to the first aspect, the angle of the optical axis of the laser beam by the optical axis changing means provided upstream or downstream of the optical path of the laser spectroscopic means. It is characterized by changing.
請求項2に記載の発明によれば、レーザビームの光軸の角度が光軸変更手段により変更されて、レーザビームのレーザ分光手段又はレーザ集光手段への入射角度が略90度とされる。このように、光軸変更手段によりレーザビームの光軸の角度を自由に変更させることができるため、加工装置の各構成要素の位置関係にかかわらず、レーザビームのレーザ分光手段又はレーザ集光手段への入射角度を常に略90度とすることができる。 According to the second aspect of the present invention, the angle of the optical axis of the laser beam is changed by the optical axis changing means, so that the incident angle of the laser beam to the laser spectroscopic means or the laser condensing means is approximately 90 degrees. . As described above, since the angle of the optical axis of the laser beam can be freely changed by the optical axis changing means, the laser spectral means or the laser condensing means of the laser beam regardless of the positional relationship of each component of the processing apparatus. The incident angle to can always be approximately 90 degrees.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載のセラミックグリーンシートの加工方法において、分光されたレーザビーム群が所定の方向に沿って複数個に並ぶように、前記レーザ分光手段によりレーザビームを分光させることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the method for processing a ceramic green sheet according to the first or second aspect, the laser spectroscopic unit is arranged so that a plurality of dispersed laser beams are arranged in a predetermined direction. The laser beam is dispersed.
請求項3に記載の発明によれば、分光されたレーザビーム群が所定の方向に沿って一直線に配列されるので、各レーザビーム間のピッチが変更し易くなる。この結果、セラミックグリーンシート上に多様なピッチの貫通孔を形成することができる。 According to the third aspect of the present invention, the dispersed laser beam groups are arranged in a straight line along a predetermined direction, so that the pitch between the laser beams can be easily changed. As a result, through holes with various pitches can be formed on the ceramic green sheet.
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3のいずれか1項に記載のセラミックグリーンシートの加工方法において、前記レーザ分光手段は移動可能に設けられ、前記レーザ分光手段の位置を位置調整手段により調整させることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the method for processing a ceramic green sheet according to any one of the first to third aspects, the laser spectroscopic means is movably provided, and the position of the laser spectroscopic means is adjusted. It is adjusted by means.
請求項4に記載の発明によれば、セラミックグリーンシートの高さのばらつきに対応させて、レーザ分光手段とセラミックグリーンシートとの距離が常に一定となるように、位置調整手段によりレーザ分光手段の高さ位置が調整されるため、分光されたレーザビーム群のピッチが変化すること(ピッチのずれ)を防止できる。また、レーザ分光手段の高さ位置を調整することにより、加工対象に合わせてレーザビーム群の分光ピッチを調整することができ、セラミックグリーンシートに形成される貫通孔の多様な加工ピッチに対応させることができる。 According to the fourth aspect of the invention, the position of the laser spectroscopic means is adjusted by the position adjusting means so that the distance between the laser spectroscopic means and the ceramic green sheet is always constant corresponding to the variation in the height of the ceramic green sheets. Since the height position is adjusted, it is possible to prevent the pitch of the dispersed laser beam group from changing (pitch shift). In addition, by adjusting the height position of the laser spectroscopic means, the spectral pitch of the laser beam group can be adjusted according to the processing object, and it can correspond to various processing pitches of the through holes formed in the ceramic green sheet. be able to.
請求項5に記載の発明は、請求項1乃至4のいずれか1項に記載のセラミックグリーンシートの加工方法において、レーザビームは、CO2レーザであることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the ceramic green sheet processing method according to any one of the first to fourth aspects, the laser beam is a CO 2 laser.
請求項5に記載の発明によれば、レーザビームをCO2レーザとすることにより、レーザ分光手段におけるレーザビームの分光数を拡大した場合でも、加工速度を向上させることができる。 According to the fifth aspect of the present invention, when the laser beam is a CO 2 laser, the processing speed can be improved even when the spectral number of the laser beam in the laser spectroscopic means is increased.
本発明によれば、加工速度を向上させることによりセラミックグリーンシートの加工時間を短縮するとともに、その加工精度を向上させることができる。 According to the present invention, the processing time of the ceramic green sheet can be shortened by improving the processing speed, and the processing accuracy can be improved.
次に、本発明の第1実施形態に係るセラミックグリーンシートの加工装置について、図面を参照して説明する。 Next, a ceramic green sheet processing apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に示すように、本実施形態のセラミックグリーンシートSの加工装置10は、例えばCO2レーザであるレーザビームL1を発振するレーザ光源12を備えている。また、レーザ光源12の近傍には、レーザビームL1の径を縮径する小径マスク(レーザ縮径手段)14が配置されている。また、小径マスク14の近傍には、反射ミラー(光軸変更手段)16が配置されている。この反射ミラー16の反射角度は、反射角度調整手段(図示省略)により調整されるように構成されている。反射ミラー16は、後述の回折格子(レーザ分光手段)18で分光されたレーザビームL2における0次光を略90度の入射角度で、後述の集光レンズ20に入射するように配置されている。また、反射ミラー16の下方には、回折格子(レーザ分光手段)18が配置されている。この回折格子18は、分光されたレーザビームL2が所定の方向に沿って一直線に配列にされるように、レーザビームL1を分光するように設定されている。換言すれば、1回のレーザビームの照射で回折格子18により分光されたレーザビーム群が一列に一直線に配列されるということである。また、回折格子18の下方には、分光されたレーザビームL2を集光させセラミックグリーンシートS上に照射する集光レンズ(レーザ集光手段)20が回折格子18に対して平行となるように配置されている。
As shown in FIG. 1, the
また、集光レンズ20の下方には、XYテーブル22が配置されている。このXYテーブル22の上面には、セラミックグリーンシートSが載置されている。XYテーブル22の近傍には、XYテーブル22を所定の方向に移動させるためのXYテーブル駆動手段24が配置されている。
An XY table 22 is disposed below the
また、レーザ光源12の近傍には、レーザ光源12からのレーザビームL1の発振を制御するレーザ光源駆動制御手段(制御手段)26が配置されている。また、レーザ光源駆動制御手段26には、XYテーブル22の位置を測定するためのXYテーブル位置測定手段28が接続されている。さらに、回折格子18の近傍には、回折格子18の位置を調整するための回折格子位置調整機構(位置調整手段)30が配置されている。この回折格子位置調整機構30により回折格子18と集光レンズ20(又はセラミックグリーンシートS)との距離を変化させることができる。
A laser light source drive control means (control means) 26 for controlling the oscillation of the laser beam L1 from the
なお、セラミックグリーンシートSは、フェライトにバインダーを加えたものやガラス、誘電体などにバインダーを加え、ドクターブレード法などでキャリアフィルム上に所定の厚みで成形したものが用いられる。 As the ceramic green sheet S, a material obtained by adding a binder to ferrite or a material obtained by adding a binder to glass, dielectric or the like and molding the carrier film on a carrier film by a doctor blade method or the like is used.
次に、本実施形態のセラミックグリーンシートSの加工装置10を用いたセラミックグリーンシートSの加工方法について説明する。
Next, the processing method of the ceramic green sheet S using the
図1及び図2に示すように、レーザ光源12から発振されたレーザビームL1は、小径マスク14を通過して縮径される。小径マスク14により縮径されたレーザビームL1は、反射ミラー16により反射される。反射ミラー16により反射されたレーザビームL1は、回折格子18を通過して複数個のレーザビームL2に分光される。回折格子18により分光されたレーザビームL2は、集光レンズ20により集光されながら、セラミックグリーンシートS上に照射される。これにより、セラミックグリーンシートSに所定個数(分光数と同じ)の貫通孔(viaホール)32が形成される。
なお、セラミックグリーンシートSに所定個数の貫通孔32が形成された後は、XYテーブル22がXYテーブル駆動手段24により移動させられ、セラミックグリーンシートSの次の加工位置にレーザビームL2が照射されるようにセラミックグリーンシートSが移動させられる。その後、同様にして、セラミックグリーンシートSに貫通孔32が形成されていく。
As shown in FIGS. 1 and 2, the laser beam L <b> 1 oscillated from the
After the predetermined number of through
ここで、小径マスク14を通過したレーザビームL1は、反射ミラー16で反射されて、略90度の入射角度で回折格子18に入射されるため、回折格子18で分光されたレーザビームL2の分光図形が回折格子18に予め記録されている設計図形に対して歪が生じず、相似形にすることができる。また、反射ミラー16で反射され回折格子18で分光されたレーザビームL2における0次光が略90度の入射角度で集光レンズ20に入射されるため、回折格子18により分光されたレーザビームL2が集光レンズ20に入射しても分光されたレーザビームL2に歪が生じない。これにより、セラミックグリーンシートSに形成される貫通孔32の加工精度を高めることができる。
Here, since the laser beam L1 that has passed through the small-
また、セラミックグリーンシートSに所定個数の貫通孔32が形成された後に、XYテーブル位置測定手段28によりXYテーブル22の位置が測定され、この測定結果に基づいてレーザ光源駆動制御手段26により適切なレーザビームL1の発振タイミングが算出される。この発振タイミングに基づいてレーザ光源12がレーザ光源駆動制御手段26により制御され、レーザビームL1が発振される。このとき、XYテーブル駆動手段24によりXYテーブル22が移動されてセラミックグリーンシートSの次の加工位置に発振されたレーザビームL2が照射するように設定される。このように、XYテーブル22を移動させながら、レーザビームL1の発振タイミングが合わせられるため、連続してセラミックグリーンシートSを加工することができる。この結果、セラミックグリーンシートSの加工速度を向上させ加工時間を短縮することができる。
Further, after the predetermined number of through
また、セラミックグリーンシートSの部分的な高さのばらつきが生じると、回折格子18とセラミックグリーンシートSとの距離が変化し、これにより分光されたレーザビームL2のセラミックグリーンシートS上でのピッチも変化する。ここで、セラミックグリーンシートSの部分的な高さのばらつきに対応させて、回折格子18とセラミックグリーンシートSとの距離が常に一定となるように、回折格子位置調整機構30により回折格子18の高さ(位置)が調整されるため、分光されたレーザビームL2のピッチが変化することを防止でき、セラミックグリーンシートSの部分的な高さにばらつきが生じた場合でも、加工精度が低下してしまうことを防止できる。また、回折格子18の高さ位置を調整することにより、加工対象に合わせてレーザビームL2の分光ピッチを調整することができ、セラミックグリーンシートSに形成される貫通孔32の多様な加工ピッチに対応させることができる。
なお、回折格子18の位置を調整する方法として、セラミックグリーンシートSの部分的な高さのばらつきを予め把握しておき、その高さのばらつきにより回折格子18とセラミックグリーンシートSとの距離が変化しないように回折格子18の位置を調整する方法や、セラミックグリーンシートSの位置をXYテーブル位置調整手段24によりリアルタイムで測定し、この測定データに基づいて回折格子位置調整機構30により回折格子18の高さ(位置)を調整する方法でもよい。
Further, when a partial height variation of the ceramic green sheet S occurs, the distance between the
As a method for adjusting the position of the
また、図4に示すように、回折格子18はレーザビームL2が所定の方向に沿って一直線に配列するように分光するため、セラミックグリーンシートS上に所定の方向に沿って一直線にレーザビームL2が配列され、各レーザビームL2間のピッチが変更し易くなる。この結果、セラミックグリーンシートS上に多様なピッチの貫通孔32を形成することができる。
この場合においても、XYテーブル22を停止させず移動を継続させながら、分光されるレーザビームL2が一列に配列される回折格子18を用いて加工する。さらに、XYテーブル22を連続移動させ、回折格子位置調整機構30により回折格子18の高さの位置を同時に調整しながら加工を行う。この場合、分光ピッチの異なるレーザビームをXYテーブル22の移動に合わせて照射でき、セラミックグリーンシートS上にピッチの異なる貫通孔32が形成される。このように、分光されたレーザビームが一列に一直線に配列される回折格子18を用いることで、XYテーブル22を停止させずに貫通孔32のピッチの異なる多様なパターンを連続して形成することができる。
Further, as shown in FIG. 4, since the
Even in this case, the XY table 22 is processed without using the
また、回折格子18の位置とセラミックグリーンシートSに照射されるレーザビームL2のピッチとの関係を予め把握しておくことにより、回折格子位置調整機構30により回折格子18の位置を調整すると、セラミックグリーンシートS上に照射されるレーザビームS2のピッチが所定のピッチとなるように制御することができる。この結果、セラミックグリーンシートS上に照射されるレーザビームSのピッチを容易に変えることができ、貫通孔32のピッチにバリエーションをもたせることができる。
Further, if the position of the
また、レーザビームL1として、CO2レーザを用いることにより、レーザ光源12の高出力化を図ることができるとともに、回折格子18における分光数を拡大した場合でも、加工速度を向上させることができる。
Further, by using a CO 2 laser as the laser beam L1, the output of the
また、反射ミラー16がレーザビームL1(L2)の光軸の角度を変更させる光軸変更手段を兼ねることにより、既存部品を用いてレーザビームL1(L2)の光軸の角度を容易に変更させることができる。これにより、部品点数の増加を防止でき、製造工数及び製造コストが増大することを防止できる。
特に、反射ミラー16を用いてレーザビームL1(L2)の光軸の角度を変更させることにより、回折格子18又は集光レンズ20にレーザビームL1(L2)が入射面に対して略90度となるような位置にレーザ光源12を配置させる場合と比較して、加工装置10の各構成要素の設置場所の自由度を上げることができ、大きさが制限された加工装置10の内部スペースに各構成要素を効率良く収納させることができる。
Further, the reflecting
In particular, by changing the angle of the optical axis of the laser beam L1 (L2) using the
次に、本発明であるセラミックグリーンシートの加工装置(適宜、「本発明加工装置」という。)について、加工(位置)精度、最小加工孔径、加工速度、回折格子分光数において、従来のセラミックグリーンシートの加工装置(回折格子+ガルバノスキャンミラーの態様、適宜、「従来加工装置1」という。)と、従来のセラミックグリーンシートの加工装置(ガルバノスキャンミラー単体の態様、適宜、「従来加工装置2」という。)と比較した。
結果は、以下の表1の通りである。
The results are as shown in Table 1 below.
次に、本発明の第2実施形態に係るセラミックグリーンシートSの加工装置50について説明する。なお、第1実施形態に係るセラミックグリーンシートSの加工装置10と重複する構成については同符号を付し、その説明を適宜省略する。
Next, the
図3に示すように、本実施形態のセラミックグリーンシートSの加工装置50は、小径マスク14と反射ミラー16との間に小径マスク14に対して平行となるように回折格子18を配置し、小径マスク14を通過したレーザビームL1に回折格子18を通過させることにより分光させ、この分光させたレーザビームL1を反射ミラー16で反射させて、集光レンズ20に入射させるようにしたものである。この場合、加工精度の低下を防止するため、反射ミラー16は、回折格子(レーザ分光手段)18で分光されたレーザビームL2における0次光を略90度の入射角度で、集光レンズ20に入射するように配置されている。
As shown in FIG. 3, the
本実施形態のセラミックグリーンシートSの加工装置50によれば、レーザ光源12から発振されたレーザビームL1は、小径マスク14を通過することにより縮径される。小径マスク14により縮径されたレーザビームL1は、回折格子18を通過して複数個のレーザビームL2に分光される。回折格子18により分光されたレーザビームL2は、反射ミラー16により反射される。反射ミラー16で反射されたレーザビームL2は、集光レンズ20により集光されながらセラミックグリーンシートS上に照射される。これにより、セラミックグリーンシートSに所定の貫通孔32が形成される。
ここで、レーザビームL1が略90度の入射角度で回折格子18に入射されるため、回折格子18で分光されたレーザビームL2の配列に歪が生じない。また、分光されたレーザビームL2における0次光が略90度の入射角度で集光レンズ20に入射されるため、回折格子18により分光されたレーザビームL2が集光レンズ20に入射しても歪が生じない。これにより、セラミックグリーンシートSに照射されるレーザビームL2の形状が崩れることを防止することができ、加工精度を高めることができる。
According to the
Here, since the laser beam L1 is incident on the
なお、上記第1実施形態及び上記第2実施形態に係るセラミックグリーンシートの加工装置10、50では反射ミラー16を用いたものであるが、反射ミラーを用いない構成でもよい。かかる場合、図5に示すように、回折格子18と集光レンズ20とを相互に平行となるように配置し、さらにレーザ光源12から発振されるレーザビームL1が回折格子18の入射面に対して略90度の入射角度で入射可能となるようにレーザ光源12を配置することにより、レーザビームL1が略90度の入射角度で回折格子18に入射されるため、回折格子18で分光されたレーザビームL2の配列に歪が生じない。また、分光されたレーザビームL2における0次光が略90度の入射角度で集光レンズ20に入射されるため、回折格子18により分光されたレーザビームL2が集光レンズ20に入射しても歪が生じない。これにより、セラミックグリーンシートSに照射されるレーザビームL2の形状が崩れることを防止することができ、加工精度を高めることができる。
また、レーザ光源12から発振され、小径マスク14を通過して縮径されたレーザビームL1は、回折格子18を通過して複数個のレーザビームL2に分光され、集光レンズ20に入射される。このとき、反射ミラーがないため、小径マスク14を通過して縮径されたレーザビームL1の径はさらに縮径されることなく、大径の状態で集光レンズ20に入射される。この結果、レーザビームL2がセラミックグリーンシートS上に小径に収束されるため、セラミックグリーンシートSに形成される貫通孔32の小径加工を実現することができる。換言すれば、セラミックグリーンシートS上のレーザビームL2の径ρは、ρ=f・λ/π・ω(f:集光レンズ20の焦点距離、λ:レーザビームL2の波長、ω:集光レンズ20に入射するレーザビームL2の径)で表される。このため、レーザビームL2が大径の状態(ωが大きい状態)で集光レンズ20に入射すると、集光レンズ20の焦点距離(f)とレーザビームL2の波長(λ)が一定の場合に、セラミックグリーンシートS上のレーザビームL2の径ρが小さくなり、セラミックグリーンシートSに形成される貫通孔32の小径加工を実現することができる。さらに、回折格子18で分光されるレーザビームL2の形状は、反射ミラーがないため、レーザビームL2の分光数を容易に拡大させることができる。この結果、セラミックグリーンシートSに同時に形成できる貫通孔32の貫通孔数を増加させることができ、セラミックグリーンシートSの加工速度を大幅に向上させることができる。
In addition, in the ceramic green
The laser beam L 1 oscillated from the
10、50 セラミックグリーンシートの加工装置
12 レーザ光源
14 小径マスク(レーザ縮径手段)
16 反射ミラー(光軸変更手段)
18 回折格子(レーザ分光手段)
20 集光レンズ(レーザ集光手段)
26 レーザ光源駆動制御手段(制御手段)
30 回折格子位置調整機構(位置調整手段)
32 貫通孔
10, 50 Ceramic green
16 Reflection mirror (optical axis changing means)
18 Diffraction grating (Laser spectroscopy means)
20 Condensing lens (laser condensing means)
26 Laser light source drive control means (control means)
30 Grating position adjustment mechanism (position adjustment means)
32 Through hole
Claims (5)
レーザ光源から発振されたレーザビームをレーザ縮径手段に通過させて縮径させるレーザビーム縮径工程と、
前記レーザ縮径手段により縮径されたレーザビームを略90度の入射角度でレーザ分光手段に入射させて複数個のレーザビーム群に分光させるレーザビーム分光工程と、
前記レーザ分光手段により分光されたレーザビーム群における0次光を略90度の入射角度でレーザ集光手段に入射させて集光させ、集光させたレーザビームをセラミックグリーンシート上に照射させるレーザビーム照射工程と、
を有することを特徴とするセラミックグリーンシートの加工方法。 A ceramic green sheet processing method for forming a plurality of through holes in a movable ceramic green sheet,
A laser beam diameter reducing step for reducing the diameter of the laser beam emitted from the laser light source through a laser diameter reducing means;
A laser beam spectroscopic step in which the laser beam reduced in diameter by the laser diameter reducing means is incident on the laser spectroscopic means at an incident angle of approximately 90 degrees and is split into a plurality of laser beam groups;
Laser that causes the zero-order light in the laser beam group dispersed by the laser spectroscopic means to enter the laser condensing means at an incident angle of approximately 90 degrees to be condensed, and irradiates the condensed laser beam onto the ceramic green sheet. Beam irradiation process;
A method for processing a ceramic green sheet, comprising:
前記レーザ分光手段の位置を位置調整手段により調整させることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のセラミックグリーンシートの加工方法。 The laser spectroscopic means is movably provided,
The method of processing a ceramic green sheet according to any one of claims 1 to 3, wherein the position of the laser spectroscopic means is adjusted by a position adjusting means.
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