JPH01266983A - プリント基板穴明機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、プリント基板に穴明けを行なうプリント基板
穴明機に係り、特に、直径が（Ｊ、２ｍｙｎ以下の小さ
な穴の加工に好適なプリント基板穴明機に。

関するものである。

〔従来の技術〕

プリント基板の穴明は加工は、一般にドリルで。

行なわれている。

ドリルによるプリント基板の穴明けでは、トリ。

ル製作上、あるいはドリルの強度上の制約を受けするた
め、直径が０１朋以下の小さな穴の加工は困。

難であった。

このため、レーザ光を用いてプリント基板の穴。

明けを行なう方法がいくつか提案されている。

その一つは、外層の銅箔の所要の位置に、予じ、０めエ
ツチングで穴明けを行ない、この穴を通して。

炭酸ガスレーザ発振器から発振されるレーザ光を。

樹脂に照射して、ブラインドホールあるいはスル１−。

−ホールの加工を行なうものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、エツチング後、樹脂層の加工を行なう。

方法では、銅箔に穴を明けるエツチングのための複数の
工程が必要となり、穴明は作業の能率が低１、下する。

また、紫外領域の波長を持つエキシマレーザを・プリン
ト基板に照射すると、外層の銅箔部分は能・率良くカロ
エできるが、その下の樹脂層では、レー。

ザエネルギが樹脂の分解に使われるため、加工性。

が悪くな９、穴明は作業の能率が低下する。

本発明の目的は、上記した従来技術の問題点に。

鑑み、穴明は作業を能率良く行なうことを可能に。

したプリント基板穴明機を提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕１０ 上記の目的を達成するため、本発明においては。

まず、プリント基板を載置してＸ方向に移動する。

テーブルと、テーブルの移動方向と直交する方向。

に移動可Ｂ巳なキャリッジと、このキャリッジに、。

前記プリント基板と対向するように所定の間隔で、。

支持された一対の加工ヘッドと、各加工ヘッドに。

対応したエキシマレーザ発振器と炭酸ガスレーザ。

発振器とを設けている。

また、前記カロエヘッドに、レーザ光の集光位置を移動
させる偏向光学系を設けた。　　　　　　３゜さらに、
所要の位置にレーザ光を集光させるように、集光光学系
の移動手段を設けた。

〔作　用〕

そし、で、テーブルとキャリッジ全移動させ、グ・リン
ト基板の穴明は位置に、エキシマレーザ発振。

器に対応する加工ヘッドを対向させ、レーザ光をプリン
ト基板の外層の銅箔の表面に集光照射して、銅箔に穴明
けを行なう。ついで、キャリッジを移。

動させ、炭酸ガスレーザ発振器に対応する加工へ。

ラドを銅箔に形成した穴に対向させ、レーザ光を、。

加工すべき樹脂ノーの下向に集光するように照射しで、
樹脂層の穴明けを行なう。

そして、銅箔と樹脂層の穴明けを交互に行なう。

ことにより、所要の深さまで穴明けを行ない、所。

要の深さのブラインドホールもしくはスルーホー１ルの
穴明けを行なう。

なお、エキシマレーザ発振器から発振されるレーザ光の
波長が３０８ｎｍ、炭酸ガスレーザ発振器から発振され
るレーザ光の波長が１０６００ｎｍ。

とすると、各波長差による集光時のビームスボッ４　。

トの径に差が発生する。

このため、銅箔と樹脂層に同径の穴を形成する。

には、銅箔加工時に、テーブルとキャリッジを相対移動
さセ、銅箔の加工領域を広げることが必要になる。

そして、上述のように加工領域を広げる操作音。

偏向光学系によって、レーザ光の集光位置を移動させる
ことにより行なうようにすれば、より効率。

的な加工を行なうことができる。また、ビームスポット
の径より大きな穴の加工も容易に行なうこ１゜とができ
る。

また、集光光学系の移動手段Ｖこよｐ、レーザ光。

の集光位置を移動さぜることにより、任意の深さ。

まで加工することができる。

〔実施例〕１゜ 以下、本発明の実施例を第１図ないし第８　図に基づい
て説明する。

同図において、１はプリント基板。２はベツド。

３はガイドで、ベツド２上に所定の間隔で平行に固定さ
れている。４は送りねじで、軸受５を介し、１、てペッ
ド２に、ガイド３と平行に支持されている・。

６はモータで、軸受５に支持され、送りねじ４と・結合
され、送りねじ４を回転させる。７はテープ・ルで、ガ
イド３上に摺動可能に支持され、かつ送シねじ４に螺合
するナツト８を備えている。　　・。

９はコラムで、ベツド２上に、テーブル７を跨・ぐよう
に立設されている。１０はガイドで、コラ・ム９に所定
の間隔で平行に固定されている。１１゜は送りねじで、
軸受１２を介してコラム９に、ガ。

イド１０と平行に支持されている。１３はモータ、。

で、軸受５に支持され、送やねじ１１と結合され。

送りねじ１１を回転さぜる。１４はキャリッジで。

ガイド１０に摺動可能に支持され、かつ送りねじ。

１１に螺合するナツト（図示せず）會備えている。。

１５はエイシマレーザ発振器（以下単に発振器１゜とい
う）、１６は炭酸ガスレーザ発去器（以下単。

に発振器という）で、それぞれ、コラム９の側面。

後方に配置されている。１７はレーザビームで、。

発振器１５から発掘される。１８はレーザビーム。

で、発振器１６から発振される。１９は導光管で１，１
それぞれ、発振器１５．１６に接続されている。・２０
は中継器で、導光管１９の一端に結合され、・内部に反
射鏡２１を備えている。２２は導光管で・、たとえばロ
ンドアンテナのように伸縮可能に形成・され、一端が中
継器２０に結合されている。

２３および２４は加工ヘッドで、キャリッジ１゜４に所
定の間隔で支持され、かつそれぞれ、導光。

管２２と結合されている。２５は反射鏡で、それ。

それ、加工ヘッド２３．２４の上部に固定されて。

いる。２６は集光光学系で、それぞれ、加工ヘラ、。

ド２３．２４の中央部に配置されている。４０は。

偏向光学系で、それぞれ加工ヘッド２３．２４の。

下部に配置されている。

集光光学系２６は、第３図および第４図に示す。

ような構成になっている。　　　　　　　　　　１．。

同図において、２７は加工ヘッド２３　（２４）のケー
スで、溝２８が形成されている。２９はレンズホルダで
、ケース２７内に摺動可能に嵌合し、中に集光用のレン
ズ３０を保持している。３１はピンで、レンズホルダ２
９に立設され、かつ溝２８を摺動可能に貫通している。

３３は歯車で、ケース２７に外嵌されたスリーブ３２の
間に回転可。

能に支持され、ケース２７に接する内周面に、ピン３１
が摺動可能に嵌合する螺線状の溝３４が形成されている
。３５はモータで、ケース２７に支）持されている。３
６は歯車で、歯車３３と噛合う。

ようにモータ３５の回転軸に固定されている。　。

したがって、モータ３５が作動して、歯車３６゜が回転
すると、歯車３３も回転する。このとき、。

歯車３３の内周面の溝３４も回るので、ピン３１１゜が
溝２８に削って移動し℃、レンズホルダ２９を。

光軸方向に移動させる。このレンズホルダ２９と。

共にレンズ３０が移動して、レーザビーム１７（。

１８）の集光位置を、その光軸方向に溝３４の形。

成された範囲で変えることができる。　　　　　１、前
記偏向光学系４０は、第５図ないし第６図に示すような
構成になっている。

同図において、４１はプリズムで、前記ケース２７の下
端に回転可能に懸半支持された歯車４２に支持されてい
る。４３はプリズムで、歯車４２．８　。

に回転可能に懸垂支持された歯車４４に支持されている
。４５はモータで、回転検出器４６が付設され、前記ケ
ース２７に支持され、その回転軸に・は歯車４７と、歯
車４２に噛合う歯車４８が固定されている。４９はモー
タで、回転検出器５０が。

付設され、前記ケース２７に支持され、その回転。

軸には歯車５１が固定されている。５２は軸で、。

門記ケー−２７に回転可能に支持され、一端に歯。

車４４と噛合う歯車５３が固定され、他の一端に。

は歯車５１と噛合う歯車５４を同転可能に支持し。

たアーム５５が固定されている。５６は歯車４７゜と噛
合う歯車で、前記ケース２７に回転可能に支持されてい
る。５７は歯車５６と噛合う歯車部と。

歯車５４と噛合う内歯車部が一体に形成され、前。

記ケース２７に回転可能に支持されている。　　、１そ
して、歯車５１．５４および歯車５７は、遊星歯車機構
を構成している。

このような構成であるから、モータ４５を作動。

させると、歯車４８によ、！ｌｌｌ凶車４２が回さｎ、
プリズム４１が回転する。同時に、歯車４７　、５６．
、、。

５７．５４．アーム５５．軸５２を介して歯車５３が回
転するので、歯車４４が回され、プリズム４３も回転す
る。

ここで、歯車４２と歯車４４、歯車４８と歯車・５３の
それぞれの歯数が同一の場合には、モータ４５の回転軸
と軸５２の回転速度を同じにすればプリズム４１とプリ
ズム４３は同時に同じ速度で回転する。

そして、歯車５１と歯車５４の歯数を同じとす・れば、
軸５２の回転速度は、モータ４５の回転軸・りの４分の
３になる。したがって、−車４７と歯車。

５７の歯数の比を４：３にして、歯車５７の回転。

速度を、モータ４５の回転軸の同転速度の３分の々 ４聰にすることにより、プリズム４１．４３を同じ速度
で回すことができる。　　　　　　　　　１゜一方、モ
ータ４９を作動させ、歯車５１を回転させると、歯車５
４が歯車５７に宿って公転して軸５２が回転するため、
歯車５３により歯車４４が回り、プリズム４３が回鴨し
−Ｃ１プリズム４１との位相を変えることができる。

ｔして、プリズム４１とプリズム４３の位相を変えるこ
とによυ、レンズ３０による集光位置をレンズ３０の光
軸から偏位させることができる。。

また、集光位置の光軸からの偏位量は、プリズム。

４１．４３の位相を変えることにより任意に設定−でき
る。

上記の構成において、第８図に示すように、プ。

リント基板１に、発振器１６から発振されるレーザビー
ム１８のビームスポットと同じ直径ｄの開・口部を持つ
スルーホール１ｈを形成する場合、各しＩＬＩ−ザビー
ム１７，１８の集光角を考慮して、銅箔・ｌａ　＋　ｌ
ｃ　＋　ｌｅ　ｒ　Ｉｇおよび樹脂層１ｂ、１ｄ＝ｉ加
工。

する際のビームスポットの偏位走査量を設定する。

そして、まず、第７図（ａ）に示すように、発。

振器１５から発掘されたレーザビーム１７のビー１゜ム
スポットＳＩｌを、銅箔１ａの表面に当てると共に偏向
光学系のモータ４５，４９’（ｒ作動させ、加工領域の
中心から外周に向けてうす巻き状、あるいは同心円状に
移動させ、銅箔１ａに穴明けを行なう。

ついで、モータ１３の作動により、キャリッジ、、。

１４を移動させ、加工ヘッド２４を銅箔１ａに形成した
穴と対向させたのち、集光光学系２６のモータ３５を作
動させ、発振器１６から発振されたし・−ザビーム１８
のビームスポットＳｃが樹脂ｒｆｔ　１　ｂの下面（銅
箔ＩＣの上面）に結合するようにレンズ３０の位置を設
定する。

そして、偏向光学系４０のモータ４９の作動に・よりビ
ームスポットＳｃの偏位量を設定したのち、。

モータ４５を作動させ、第７図（ｂ）に示すよう。

に樹脂層１ｂに穴明けを行なう。　　　　　　　　１，
１ついで、モータ１３の作動により、キャリッジ。

１４を移動させ、加工ヘッド２３を銅箔１ａおよび。

樹脂層１ｂに形成した穴と対向させたのち、集光光。

学系２６のモータ３５を作動させ、発振器１５から発掘
されたレーザビーム１７のビームスポット１゜ＳＥが銅
箔１ｃの上面に結合するようにレンズ３０の位置を設定
する。

そして、偏向光学系４０のモータ４５，４９ｉ。

作動させて、銅箔１ｃに所要の大きさの穴明けを行なう
。

、１２ 以下同様にして、第７図（ｄ）に示すように、・樹脂層
１ｄ、第７図（ｅ）に示すように、銅箔１ｅ、第７図（
ｆ）に示すように、樹脂層１ｆに穴明けを行なったのち
、第７図（ｇ）に示すように、最下層の銅箔１ｇに穴明
けを行ない、スルーホール１ｈ２形成する。

上記のように、銅箔の穴明けにエキシマレーザ発振器か
ら発振される波長の短かい（紮外領域）レーザ光を用い
、樹脂層の穴明けに炭酸ガスレｉザ発振器から発振され
る波長の長い（赤外領域）１．ｌレーザ光を用いること
により、銅箔および樹脂層に効率良く穴明けを行なうこ
とができる。

また、ブラインドホールを明ける場合には、所要の銅箔
１ｃ（もしくはｌｅ）が露出したところで加工を終了す
ればよい。このとき、炭酸ガスレーザ発振器から発振さ
れたレーザ光は、そのエネルギーが銅箔に２チ程度しか
吸収されないため、必要な銅箔まで正確に穴明けを行な
うことができる。

なお、上記の実施例においては、１個の穴を明けるには
、一方向からのみ加工する場合について説明したが、途
中でプリント基板を反転させ、両面から加工してもよい
。また、１穴づつ順次加工してもよいが、各層毎に所要
数の穴明けを行なう・ようにしてもよい。

また、上記実施例において加工し得る穴径より−。

さらに小さな穴を明ける場合には、レーザ光の光路中に
絞りを設け、レーザビームの径を細くすればよい。

〔発明の効果〕

以上述べた如く、本発明によれば、小径のスル、。

−ホールやブラインドホールを、プリント基板に。

能率良く、正確に明けることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるプリント基板穴明機の４−例を
示す斜視図、第２図は、第１図におけるヒ１−ザ光の光
路を示す斜視図、第３図は、第２図における集光光学系
の正面断面図、第４図は、第３゜図のＩＶ−ＩＶ断面図
、第５図は、第２図における偏。 内光学系の構成図、第６図は、第５図の底面図、。 第７図は、穴明は工程の一例を示す工程比、第８．。 図は、穴明けしたプリント基板の断面図である。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．プリント基板を載置してＸ方向に移動するテーブル
   と、テーブルの移動方向と直交する方向に移動するキャ
   リッジを有するプリント基板穴明機において、互いに波
   長の異なる一対のレーザ発振器を備え、前記キャリッジ
   に、レーザ光を加工部に集光させるための各レーザ発振
   器に対応する一対の加工ヘッドを所定の間隔で配置した
   ことを特徴とするプリント基板穴明機。
2. ２．短波長レーザの発振器としてエキシマレーザ発振器
   を設け、長波長レーザの発振器として、炭酸ガスレーザ
   発振器を用いることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載のプリント基板穴明機。
3. ３．一対の加工ヘッドの間隔が、プリント基板に明けら
   れる穴の最小ピッチの整数倍に設定されていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項もしくは第２項に記載の
   プリント基板穴明機。
4. ４．少くとも短波長のレーザ発振器に対応する加工ヘッ
   ドに、加工ヘッド内の光学系の軸心を基準として、少く
   とも所定の半径の円周上に沿つてレーザ光の集光位置を
   移動させる偏向光学系を設けたことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載のプリン
   ト基板穴明機。
5. ５．加工ヘッドの集光光学系を、鋼箔加工時には銅箔の
   表面に、樹脂加工時には樹脂の下面にレーザビームの集
   点を結ばせるように移動させる移動手段を設けたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれ
   かに記載のプリント基板穴明機。