JP2000202664A - Lasder drilling method - Google Patents

Lasder drilling method

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JP2000202664A
JP2000202664A JP11002470A JP247099A JP2000202664A JP 2000202664 A JP2000202664 A JP 2000202664A JP 11002470 A JP11002470 A JP 11002470A JP 247099 A JP247099 A JP 247099A JP 2000202664 A JP2000202664 A JP 2000202664A
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JP
Japan
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laser
hole
processing
drilling method
pulse
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Application number
JP11002470A
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Japanese (ja)
Inventor
Takashi Kuwabara
尚 桑原
Yutaka Ishihara
裕 石原
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser drilling method that dispenses with a complicated post-processing such as a wet type post-processing. SOLUTION: In the hole formed on a workpiece 17 by the irradiation of a laser beam from a first laser generator 11, a second pulsed laser is used which has a pulse width of 50 (nsec) or less from a second laser generator 12, removing machining residue by emitting a laser beam, whose diameter is larger than that of the hole, at an irradiation energy density of 100 (mJ/cm2) or above.

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、レーザ光を用いて
プリント回路基板のような樹脂層に穴あけ加工を行うた
めの穴あけ加工方法に関する。
The present invention relates to a drilling method for drilling a resin layer such as a printed circuit board using a laser beam.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子機器の小型化、高密度実装化に伴
う、プリント回路基板の高密度化の要求に応えて、近
年、複数のプリント回路基板を積層した多層プリント回
路基板が登場してきた。このような多層プリント回路基
板では、上下に積層されたプリント回路基板間で導電層
(通常、銅パターン)同士を電気的に接続する必要があ
る。このような接続は、プリント回路基板の絶縁樹脂層
(ポリイミド、エポキシ系樹脂等のポリマー)に、下層
の導電層に達するバイアホールと呼ばれる穴を形成し、
その穴の内部にメッキを施すことによって実現される。
2. Description of the Related Art In response to the demand for higher density of printed circuit boards in accordance with the miniaturization and high-density mounting of electronic devices, recently, multilayer printed circuit boards in which a plurality of printed circuit boards are stacked have appeared. In such a multilayer printed circuit board, it is necessary to electrically connect conductive layers (typically, copper patterns) between printed circuit boards stacked one above another. Such a connection forms a hole called a via hole that reaches the underlying conductive layer in the insulating resin layer (polymer such as polyimide or epoxy resin) of the printed circuit board,
This is realized by plating the inside of the hole.

【0003】このような穴あけ加工に、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レーザ
穴あけ加工装置は、機械的な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YAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)
レーザが一般に利用されている。
Recently, laser light has begun to be used for such drilling. A laser drilling apparatus using a laser beam is superior to a mechanical processing using a mechanical fine drill in that the processing speed and the diameter of a hole can be reduced. As a laser beam, a CO 2 laser or YAG (yttrium aluminum garnet) is used because the price and running cost of a laser oscillator are low.
Lasers are commonly used.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、CO2 レーザ
やYAGレーザを用いる穴あけ加工方法は、安価で、高
速加工が可能ではあるものの、樹脂層に形成した穴の底
面、即ち、露出させようとする導電層の表面の一部また
は全面に薄い(エポキシ樹脂及びポリイミドでは厚さ1
μm程度以下)加工残物が残ってしまうという問題点が
ある。この加工残物は、この後さらに同じレーザ光を照
射しても完全に除去することはできない。これは、レー
ザ光をさらに照射して加工残物を蒸発させようとして
も、このとき周囲のポリマーが溶出して(導体層は銅で
あることが多く、熱の拡散が速いため)新たな加工残物
を形成してしまうためと思われる。
However, a drilling method using a CO 2 laser or a YAG laser is inexpensive and can be processed at high speed, but it is intended to expose the bottom of the hole formed in the resin layer, that is, to expose the hole. A part of or the entire surface of the conductive layer to be formed (thickness 1 in epoxy resin and polyimide)
There is a problem that a processing residue remains. This processing residue cannot be completely removed even if the same laser beam is further irradiated thereafter. This is because even if laser light is further applied to evaporate the processing residue, the surrounding polymer elutes at this time (the conductor layer is often made of copper and heat diffusion is fast), so new processing is performed. Probably because of the formation of remnants.

【0005】従って、これらのレーザ穴あけ加工方法で
は、レーザによる加工の後、強酸化剤(例えば、重クロ
ム酸カリウム)等による湿式の後処理が必要になるとい
う問題点がある。この後処理は、デスミアと呼ばれてい
る。
[0005] Therefore, these laser drilling methods have a problem that a wet post-treatment with a strong oxidizing agent (for example, potassium dichromate) or the like is required after laser processing. This post-processing is called desmear.

【0006】しかし、この薬品による湿式後処理は、プ
リント回路基板を構成する樹脂層にダメージを与えてし
まう恐れがある。加えて、この湿式後処理方法では、処
理を行う際に、薬品の濃度が、除去した加工残物が混ざ
っていくことにより低下してしまうので、ある一定の濃
度以下になったら薬品を交換あるいは再生しなければな
らず、コストと、廃液の処理問題を引き起こしている。
However, the wet post-treatment with the chemical may damage the resin layer constituting the printed circuit board. In addition, in this wet post-treatment method, when performing the treatment, the concentration of the chemical decreases due to the mixing of the removed processing residues, so when the concentration falls below a certain concentration, the chemical is replaced or replaced. It has to be regenerated, causing cost and waste disposal problems.

【0007】そこで、本発明の課題は、湿式後処理のよ
うな複雑な後処理工程を必要としないレーザ穴あけ加工
方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a laser drilling method which does not require a complicated post-processing step such as a wet post-processing.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の形態によ
れば、金属膜上の樹脂層に、第1のレーザ光を照射して
穴を形成するレーザ穴あけ加工方法において、前記第1
のレーザ光の照射により形成された穴に、パルス幅50
(nsec)以下の第2のパルスレーザを照射して加工
残物を除去することを特徴とするレーザ穴あけ加工方法
が提供される。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a laser drilling method for irradiating a resin layer on a metal film with a first laser beam to form a hole.
A pulse width of 50 is applied to the hole formed by the laser light irradiation.
(Nsec) There is provided a laser drilling method characterized by removing a processing residue by irradiating a second pulse laser described below.

【0009】本発明の第2の形態によれば、金属膜上の
樹脂層に、第1のレーザ光を照射して穴を形成するレー
ザ穴あけ加工方法において、前記第1のレーザ光の照射
により形成された穴に、パルス幅50(nsec)以下
の第2のパルスレーザを照射して加工残物を除去するこ
とを特徴とするレーザ穴あけ加工方法。本発明は、金属
膜上の樹脂層に、第1のレーザ光を照射して穴を形成す
るレーザ穴あけ加工方法において、前記第1のレーザ光
の照射により形成された穴に、パルス幅50(nse
c)以下の第2のパルスレーザを用い、照射エネルギー
密度100(mJ/cm2 )以上で前記穴の径より大き
いレーザビームを照射して加工残物を除去することを特
徴とするレーザ穴あけ加工方法が提供される。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a laser drilling method for irradiating a resin layer on a metal film with a first laser beam to form a hole. A laser drilling method, comprising irradiating the formed hole with a second pulse laser having a pulse width of 50 (nsec) or less to remove processing residues. The present invention provides a laser drilling method for forming a hole by irradiating a resin layer on a metal film with a first laser beam, wherein the hole formed by the irradiation of the first laser beam has a pulse width of 50 ( nse
c) Laser drilling characterized by irradiating a laser beam having an irradiation energy density of 100 (mJ / cm 2 ) or more and a diameter larger than the diameter of the hole by using the following second pulse laser to remove processing residues. A method is provided.

【0010】なお、上記の第1の形態においては、前記
第2のパルスレーザを、そのエネルギー密度分布を均一
にする光学系を介して前記穴に照射するようにしても良
い。
In the first embodiment, the hole may be irradiated with the second pulse laser via an optical system for making the energy density distribution uniform.

【0011】第1の形態においてはまた、前記第2のパ
ルスレーザを、そのエネルギー密度分布を疑似ガウシア
ン分布にする光学系を介して前記穴に照射するようにし
ても良い。
In the first embodiment, the hole may be irradiated with the second pulse laser via an optical system that changes the energy density distribution into a pseudo Gaussian distribution.

【0012】第1の形態においては更に、前記第2のパ
ルスレーザのビーム径を、隣接する複数個の穴をカバー
する大きさとして前記複数個の穴に同時に照射すること
ができる。
In the first embodiment, the plurality of holes can be simultaneously irradiated with the beam diameter of the second pulse laser so as to cover a plurality of adjacent holes.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて説明する。本発明は、レーザ加工により形成された
穴に適用されるものであり、デスミアをレーザにて行う
ものである。以下、これをドライデスミアと呼ぶ。本発
明者らは、ドライデスミアのための対面積当りのエネル
ギー(フルエンス)と照射方法について考察を行った。
Embodiments of the present invention will be described below. The present invention is applied to a hole formed by laser processing, and performs desmearing using a laser. Hereinafter, this is called dry desmear. The present inventors considered the energy per area (fluence) and the irradiation method for dry desmear.

【0014】はじめにドライデスミアを行うために必要
なエネルギーに関する第1の試験結果について説明す
る。この試験における使用材料はエポキシ系(ガラスエ
ポキシを含む)、ポリイミド系であり、プリント回路基
板に使用される材料としては最も一般的なものである。
使用レーザはNew Wave Research社製
の第2高調波パルスレーザ、Quantronix社
製、Quantel社製、Spectra−Physi
cs社製のパルスレーザである。これらパルスレーザの
仕様は、以下の表1の通りである。
First, a description will be given of a first test result concerning energy required for performing dry desmear. The materials used in this test are epoxy (including glass epoxy) and polyimide, and are the most common materials used for printed circuit boards.
The laser used is a second harmonic pulse laser manufactured by New Wave Research, Quantronix, Quantel, and Spectra-Physi.
It is a pulse laser manufactured by cs. The specifications of these pulsed lasers are as shown in Table 1 below.

【0015】[0015]

【表1】 [Table 1]

【0016】表1において、必要ショット数は、加工残
物を除去するのに必要なパルスレーザのショット数を表
している。表1の結果から、明らかにパルスレーザの幅
が少ないショット数でドライデスミアを行うための1つ
の要因として利いていると考えられる。
In Table 1, the required number of shots indicates the number of shots of the pulse laser required to remove the processing residue. From the results shown in Table 1, it is apparent that this is useful as one factor for performing dry desmear with the number of shots in which the pulse laser width is small.

【0017】次に、RCC(Reinforced l
aminated CopperCircuit)と称
される強化型の回路基板に用いられるエポキシ系材料に
対する第2の試験結果を表2に示す。
Next, RCC (Reinforced l)
Table 2 shows the results of a second test on an epoxy-based material used for a reinforced type circuit board called an "amplified Copper Circuit".

【0018】[0018]

【表2】 [Table 2]

【0019】使用レーザはNew Wave Rese
arch社製の第2高調波パルスレーザである。ドライ
デスミアに必要な要因として、第1の試験における一般
的なエポキシ系、ポリイミド系とは異なる、RCCと称
されるエポキシ系材料に対してはパルスレーザのパルス
幅が問題となってくる。このテスト条件としてのフルエ
ンスは約260(mJ/cm2 )(1mJ/puls
e)に統一した。デスミアの良否はパルス幅に加えて、
照射フルエンス(単位面積当りのエネルギー)が重要な
因子となる。すなわち、穴あけ加工に必要なエネルギー
は、ある閾値を持っており、ある値以下のエネルギーで
照射した場合は全く加工されないという限界値を有す
る。このRCCと称する材料では約100(mJ)であ
る。実際の加工では、この値の他に、レーザの出力安定
性に対する安全度及び加工性を考慮して決定される。
The laser used is New Wave Rese.
Arch is a second harmonic pulse laser. As a factor required for dry desmear, the pulse width of a pulse laser becomes an issue for an epoxy-based material called RCC, which is different from the general epoxy-based and polyimide-based materials used in the first test. The fluence as the test condition is about 260 (mJ / cm 2 ) (1 mJ / pulss).
e) was unified. The quality of the desmear is determined by the pulse width,
Irradiation fluence (energy per unit area) is an important factor. That is, the energy required for drilling has a certain threshold value, and has a limit value such that when the irradiation is performed with an energy less than a certain value, no processing is performed at all. In the material called RCC, it is about 100 (mJ). In actual processing, in addition to this value, it is determined in consideration of the degree of safety for laser output stability and workability.

【0020】第1、第2の試験のいずれにおいても、余
りに照射エネルギーが高いと被加工材料の穴底面の加工
残物のみならず、その周辺の部位までレーザ光によって
損傷を受ける。穴底面の加工残物を取除くためには、実
際上、パルスレーザのビーム径を穴寸法より大きくして
照射する。また、穴位置への位置決め精度、穴寸法のバ
ラツキを考慮して、多少大きめのパルスレーザビームを
当てることが好ましい。
In any of the first and second tests, if the irradiation energy is too high, not only the processing residue on the bottom surface of the hole of the material to be processed, but also the surrounding area is damaged by the laser beam. In order to remove the processing residue on the bottom of the hole, the beam diameter of the pulse laser is actually made larger than the size of the hole for irradiation. In addition, it is preferable to irradiate a slightly larger pulse laser beam in consideration of positioning accuracy at the hole position and variation in the hole size.

【0021】表1、表2の結果から、パルスレーザのパ
ルス幅の長短によって、加工特性が大きく異なることが
明確となったが、パルス幅が長い場合は周辺への熱伝導
の割合が高く、その周辺への熱損傷の度合が大きくな
る。
From the results of Tables 1 and 2, it was clarified that the processing characteristics differed greatly depending on the pulse width of the pulse laser. However, when the pulse width was long, the rate of heat conduction to the periphery was high. The degree of thermal damage to the surroundings increases.

【0022】被加工材料による加工性の違いについては
前述のRCCの外に、代表例として一般にエポキシ樹脂
(接着剤付)があるが、New Wave Resea
rch社製或いはQuantel社製のパルスレーザを
用いた試験では、1パルスで除去可能なフルエンスは7
00(mJ/cm2 )であった。
Regarding the difference in workability depending on the material to be processed, in addition to the above-mentioned RCC, a typical example is an epoxy resin (with an adhesive) as a typical example.
In a test using a pulse laser manufactured by Rch or Quantel, the fluence that can be removed by one pulse is 7
00 (mJ / cm 2 ).

【0023】レーザの特性として尖頭値(エネルギーを
パルス幅で除した値)をもって評価する場合もあるが、
実際の加工においては、どれだけのエネルギー密度を被
加工材料に照射するかが重要であり、尖頭値は余り意味
のない値である。
In some cases, a peak value (a value obtained by dividing energy by a pulse width) is evaluated as a characteristic of a laser.
In actual processing, it is important how much energy density is applied to the material to be processed, and the peak value is a meaningless value.

【0024】従って、ドライデスミアを評価する上で重
要な因子は、特にパルス幅、次にエネルギー密度であ
る。なお、前記の試験での実際の照射条件は各レーザか
らの光を一旦マスクで遮光し、そのマスクの像を加工面
に転写する結像光学系を用いた。使用マスクはφ3.5
(mm)、焦点距離f=100(mm)のレンズを用
い、縮小率5にて加工面でのビームサイズをφ0.7
(mm)となる様に調整した。加工面のエネルギー密度
はマスク前に設置したアッテネータ(減衰板)にて調整
した。
Therefore, an important factor in evaluating dry desmear is, in particular, pulse width and then energy density. The actual irradiation conditions in the above-mentioned test were such that an image forming optical system for temporarily blocking light from each laser with a mask and transferring an image of the mask to a processing surface was used. The used mask is φ3.5
(Mm), using a lens with a focal length f = 100 (mm), and reducing the beam size on the processed surface to φ0.7 at a reduction ratio of 5.
(Mm). The energy density of the processed surface was adjusted with an attenuator (attenuation plate) installed before the mask.

【0025】表1において、レーザによる穴あけ加工で
発生する穴底面の加工残物を除去するため、Quant
ronix社製のNd:YAG第二高調波パルスレーザ
(ビームサイズφ0.5mm、パルス幅約200nse
c)を用いて、穴径約150(μm)の加工済みコンフ
ォーマル基板にフルエンスが約800(mJ/cm2
のレーザを照射したところ、加工残物を完全に除去する
のに必要なショット数は約700ショットであった。
In Table 1, Quant was used to remove machining residues on the bottom surface of the hole generated by laser drilling.
ronix Nd: YAG second harmonic pulse laser (beam size φ0.5 mm, pulse width about 200 ns
Using c), a fluence of about 800 (mJ / cm 2 ) is applied to a processed conformal substrate having a hole diameter of about 150 (μm).
Was irradiated, the number of shots required to completely remove the processing residue was about 700 shots.

【0026】これに対し、New Wave Rese
arch社製のNd:YAG第二高調波レーザ(ビーム
サイズφ0.35mm、パルス幅約7nsec)を用い
て、フルエンス650(mJ/cm2 )で同様の加工を
行ったところ、1から2ショットという少ないショット
数で除去することができた。
On the other hand, New Wave Response
Using a Nd: YAG second harmonic laser (beam size φ0.35 mm, pulse width of about 7 nsec) manufactured by Arch Inc. with a fluence of 650 (mJ / cm 2 ), 1 to 2 shots were obtained. Removal was possible with a small number of shots.

【0027】表2において、表1の場合とは異なった材
質(RCC)の、レーザによる穴あけ加工(穴径約12
0μm)を施されたプリント回路基板を用いて、パルス
幅が150(nsec)である上記のNew Wave
Research社製のNd:YAG第二高調波パル
スレーザを用いてフルエンスを約260(mJ/c
2 )、ビームサイズをφ0.35(mm)として加工
したところ、穴底面の加工残物を除去するのには8ショ
ットが必要で、しかも表面の樹脂層に変色あるいはダメ
ージが認められた。
In Table 2, a hole (approximately 12 mm in diameter) was formed using a different material (RCC) from the case of Table 1 by using a laser.
0 μm), and the above New Wave having a pulse width of 150 (nsec) is used.
Using a Nd: YAG second harmonic pulse laser manufactured by Research, the fluence was about 260 (mJ / c).
m 2 ), and the beam size was φ0.35 (mm). Processing required 8 shots to remove the processing residue on the bottom of the hole, and the resin layer on the surface was discolored or damaged.

【0028】しかし、パルス幅が5(nsec)の上記
のパルスレーザを用いてフルエンス約260(mJ/c
2 )で同様の加工を行ったところ、1ショットで加工
残物が除去され、且つ、表面の樹脂層には特にダメージ
や変色が認められなかった。
However, using the above-mentioned pulse laser having a pulse width of 5 (nsec), the fluence is about 260 (mJ / c).
When the same processing was performed at m 2 ), processing residues were removed in one shot, and no particular damage or discoloration was observed on the surface resin layer.

【0029】加えて、加工する材質によっては、パルス
幅が200(nsec)であるパルスレーザを用いて加
工残物の除去加工を行うと、周辺の樹脂層が溶け出し、
逆に穴底面に付着してしまい、加工残物の除去ができな
いという現象も確認できた。
In addition, depending on the material to be processed, when a processing residue is removed by using a pulse laser having a pulse width of 200 (nsec), a peripheral resin layer melts out.
Conversely, a phenomenon was observed in which it adhered to the bottom of the hole and the processing residue could not be removed.

【0030】この試験結果によれば、パルス幅の長いパ
ルスレーザでも加工残物の除去は可能ではあるが、50
0から800ショットもの大量の照射が必要である。こ
れに対し、パルス幅の短いパルスレーザを用いることに
より、穴底面及び樹脂層表面あるいは銅による導電層面
にダメージを与えずに、しかも、同一のエネルギー密度
(フルエンス)で、1ショットから2ショットという少
ないショット数でデスミアが可能となることが確認され
た。
According to the test results, it is possible to remove processing residues even with a pulse laser having a long pulse width.
A large amount of irradiation from 0 to 800 shots is required. On the other hand, by using a pulse laser having a short pulse width, the number of shots can be reduced from one to two with the same energy density (fluence) without damaging the hole bottom surface and the resin layer surface or the conductive layer surface due to copper. It was confirmed that desmear was possible with a small number of shots.

【0031】以上の点からして、好ましくはパルス幅1
〜50(nsec)、照射エネルギー密度100(mJ
/cm2 )〜1(J/cm2 )のパルスレーザを用い、
しかもレーザビームの径を穴の径よりやや大きくして照
射することにより、少ないショット数でしかも良好な加
工残物の除去効果が得られる。
In view of the above, preferably, the pulse width is 1
-50 (nsec), irradiation energy density 100 (mJ)
/ Cm 2 ) to 1 (J / cm 2 ) using a pulsed laser.
In addition, by irradiating the laser beam with the diameter slightly larger than the diameter of the hole, it is possible to obtain a good effect of removing processing residues with a small number of shots.

【0032】一方、パルスレーザの照射方法について
は、レーザ発振器から出射されるレーザビームをそのま
ま加工面に照射する方法と、ビーム成形、すなわち、均
一化素子あるいはホモジナイザーと称する光学素子を通
してレーザビームのエネルギー密度分布を均一とした上
で加工対象物に照射する方法がある。均一化素子の例と
しては、レーザビームを矩型の内面鏡に通過させて均一
にするカライドスコープが知られている(例えば、特願
平9−138165)。また、コーン(円錐状)レンズ
を通して擬似ガウシアンのプロファイルを得ることがで
きるコーンタイプレンズも有効である。更に、バイプリ
ズム方式、ファイバ伝送方式、ディフラクティブオプテ
ィクス方式等を採用しても良い。
On the other hand, a pulse laser irradiation method includes a method of irradiating a laser beam emitted from a laser oscillator onto a processing surface as it is, and a method of beam shaping, that is, the energy of a laser beam through an optical element called a homogenizing element or a homogenizer. There is a method of irradiating an object to be processed after making the density distribution uniform. As an example of the homogenizing element, there is known a kaleidoscope for making a laser beam pass through a rectangular inner mirror to make the laser beam uniform (for example, Japanese Patent Application No. Hei 9-138165). Further, a cone type lens that can obtain a pseudo Gaussian profile through a cone (conical) lens is also effective. Further, a biprism method, a fiber transmission method, a diffractive optics method, or the like may be employed.

【0033】また、上記の方法を採用する上でエネルギ
ーの大きなパルスレーザを用いる場合は、前述の様にマ
スクでレーザビームの一部を遮光する方法はレーザビー
ムのエネルギーを無駄に捨てることになるので現実的で
はなく、レーザビームの持つエネルギーを有効に用いる
ことが望ましい。これは、以下のような観点からも重要
である。
In the case where a pulse laser having a large energy is used in adopting the above method, the method of shielding a part of the laser beam with the mask as described above wastes the energy of the laser beam. Therefore, it is not practical, and it is desirable to effectively use the energy of the laser beam. This is important from the following viewpoints.

【0034】昨今の電子機器、プリント配線板のダウン
サイジングの進展により、高密度、高多層化が急激に推
進されている。その意味からも高密度でレーザ加工され
た穴を複数個同時に照射して、加工速度向上を図ること
ができる。これは、レーザビームをマスクのような手段
で絞らずに、複数個の穴をカバーできるビーム径を持つ
ようにすることで容易に実現できる。
With the recent progress of downsizing of electronic devices and printed wiring boards, high density and high multilayer structure are being rapidly promoted. In this sense, a plurality of holes that have been laser-processed at high density can be simultaneously irradiated to improve the processing speed. This can be easily realized by making the laser beam have a beam diameter capable of covering a plurality of holes without being confined by means such as a mask.

【0035】次に、レーザの波長について言えば、表1
に見られる様に本試験では532(nm)及び1064
(nm)の波長のレーザ光を使用している。しかし、重
要なことは波長の依存性ではない。従って、レーザ光の
波長は問わず、YAGの4ω、5ω、ピコ秒あるいはフ
ェムト秒レーザ、エキシマ、YAG基本波3ω、その他
のレーザでも適用可能である。
Next, regarding the wavelength of the laser, Table 1
In this test, 532 (nm) and 1064
(Nm) laser light is used. But what matters is not the wavelength dependence. Therefore, regardless of the wavelength of the laser light, the present invention can be applied to YAG 4ω, 5ω, picosecond or femtosecond laser, excimer, YAG fundamental wave 3ω, and other lasers.

【0036】本発明の応用分野としては、被加工材料の
表面に薄く付着した金属膜あるいはペンキ塗装等の有機
膜の剥離にも有効である。また、被加工材料の表面に付
着したゴミ類の除去、例えば真空チャンバ内での処理が
可能であり、真空をやぶることなく、その場でレーザ光
を当ててクリーニングすることが可能となる。
As an application field of the present invention, the present invention is also effective for peeling a thin metal film or an organic film such as paint applied to the surface of a material to be processed. Further, it is possible to remove dust attached to the surface of the material to be processed, for example, to perform processing in a vacuum chamber, and to perform cleaning by applying a laser beam on the spot without breaking vacuum.

【0037】次に、図1を参照して、本発明が適用され
るレーザ穴あけ加工装置の概略構成について説明する。
このレーザ穴あけ加工装置は、第1及び第2のレーザ発
振部11、12と、これら第1及び第2のレーザ発振部
11、12にそれぞれ対応する第1及び第2の2軸スキ
ャンミラー13、14と、第1及び第2の加工レンズ1
5、16と、被加工物17を載置するX−Yステージ1
8を有している。第1のレーザ発振部11、第1の2軸
スキャンミラー13、及び第1の加工レンズ15は、穴
あけ加工を行うためのものであり、第2のレーザ発振部
12、第2の2軸スキャンミラー14、及び第2の加工
レンズ16は、ドライデスミアを行うためのものであ
る。なお、ビーム径が十分に大きい場合には、スキャン
ミラーは必要無い。
Next, a schematic configuration of a laser drilling apparatus to which the present invention is applied will be described with reference to FIG.
The laser drilling apparatus includes first and second laser oscillators 11 and 12, and first and second biaxial scan mirrors 13 corresponding to the first and second laser oscillators 11 and 12, respectively. 14 and the first and second processed lenses 1
XY stage 1 on which workpieces 5 and 16 are placed
Eight. The first laser oscillating unit 11, the first biaxial scan mirror 13, and the first processing lens 15 are for performing drilling, and the second laser oscillating unit 12, the second biaxial scanning The mirror 14 and the second processing lens 16 are for performing dry desmear. If the beam diameter is sufficiently large, no scan mirror is required.

【0038】第1のレーザ発振部11は、炭酸ガスレー
ザ(TEA:CO2 ガスレーザ)や、Nd;YAGレー
ザ、あるいはNd;YLF(リチウム・イットリウム・
フロライド)レーザ等のレーザ発振器を使用する。
The first laser oscillating section 11 includes a carbon dioxide gas laser (TEA: CO 2 gas laser), a Nd; YAG laser, or a Nd; YLF (lithium yttrium
A laser oscillator such as a (fluoride) laser is used.

【0039】また、第2のレーザ発振部12としても、
上記と同様のCO2 ガスレーザや、Nd;YAGレー
ザ、あるいはNd;YLFレーザ等のレーザ発振器を使
用することができるが、上記のパルス幅及びフルエンス
を持つパルスレーザであれば良く、特にレーザ発振器に
制約されるものではない。
Also, as the second laser oscillation section 12,
A laser oscillator such as a CO 2 gas laser, Nd; YAG laser, or Nd; YLF laser similar to the above can be used, but any pulse laser having the above pulse width and fluence may be used. Not restricted.

【0040】また、第1のレーザ発振部11としてCO
2 ガスレーザを用いる場合には、第1の加工レンズの材
料をZnSとすることで、Nd;YAGあるいはNd;
YLFレーザ光を同時に導入することができる。すなわ
ち、第2の加工レンズ無しで、第1の加工レンズを共用
することができる。
Further, as the first laser oscillating unit 11, CO
When a two- gas laser is used, the first processing lens is made of ZnS, so that Nd; YAG or Nd;
YLF laser light can be simultaneously introduced. That is, the first processed lens can be shared without the second processed lens.

【0041】2軸スキャンミラーは、互いに異なる方向
に回動可能な2枚のミラーを組み合わせて実現され、第
1、第2のレーザ発振部11、12からのレーザ光をX
−Y平面内で走査させる。加工レンズは、2軸スキャン
ミラーから入射するレーザ光の入射角によらず、レーザ
光が被加工物17に対して焦点を結びかつ垂直に入射す
る様に設計されている。従って、この2軸スキャンミラ
ーと加工レンズとの組み合わせにより、X−Yステージ
18を用いて被加工物17を移動させなくとも、被加工
物17上の所定の位置に穴を形成し更にデスミアを行う
ことができる。また、所定範囲内であれば、複数の穴を
形成する場合であっても、被加工物17をX−Yステー
ジ18を用いて移動させる必要がない。
The two-axis scan mirror is realized by combining two mirrors that can rotate in different directions from each other, and converts the laser light from the first and second laser oscillation units 11 and 12 into X-axis light.
-Scan within the Y plane. The processing lens is designed such that the laser light is focused on and vertically incident on the workpiece 17 irrespective of the incident angle of the laser light incident from the biaxial scan mirror. Therefore, by combining the two-axis scan mirror and the processing lens, a hole is formed at a predetermined position on the workpiece 17 without moving the workpiece 17 using the XY stage 18, and further desmearing is performed. It can be carried out. Further, within the predetermined range, there is no need to move the workpiece 17 using the XY stage 18 even when forming a plurality of holes.

【0042】上記の装置では、2つの2軸スキャンミラ
ーをそれぞれ独立制御することができるので、第1、第
2のレーザ発振部11、12からのレーザ光をそれぞれ
異なる位置に照射することができる。このため、所定範
囲内に複数の穴を形成する場合、第1のレーザ発振部1
1からのレーザ光で樹脂層に穴を形成する工程と、第2
のレーザ発振部12からのレーザ光で穴底面に残った加
工残物を除去する工程とを(異なる穴に対して)同時に
行うことができる。そして、前に述べたように、複数の
穴に対してこれをカバーする径を持つレーザビームを照
射することにより、逐次的に加工する場合に比べ、大幅
に加工時間を短縮することができる。
In the above-described apparatus, the two two-axis scan mirrors can be independently controlled, so that the laser beams from the first and second laser oscillators 11 and 12 can be applied to different positions. . Therefore, when a plurality of holes are formed in a predetermined range, the first laser oscillation unit 1
Forming a hole in the resin layer with the laser light from step 1;
And the step of removing the processing residue remaining on the bottom surface of the hole with the laser light from the laser oscillation unit 12 (for different holes). As described above, by irradiating a plurality of holes with a laser beam having a diameter that covers the holes, the processing time can be greatly reduced as compared with the case of sequentially processing.

【0043】また、上記の装置では、X−Yステージ1
8による移動の必要性が少ない(広範囲に亘って加工を
行う場合は、所定範囲ごとに行うので、このときX−Y
ステージ18による移動が必要となるが、所定範囲内で
あれば全く不要)ので高速加工が可能となる。詳述する
と、X−Yステージによる被加工物の移動時間間隔は、
10Hz程度でしかないが、2軸スキャンミラーによる
焦点位置の移動時間間隔は、100Hz以上を実現で
き、レーザ光の加工点間の移動時間が比べ物にならない
ほど短くなる。
In the above apparatus, the XY stage 1
8 is less necessary (when processing is performed over a wide range, the processing is performed for each predetermined range.
Although the movement by the stage 18 is necessary, it is not necessary at all within the predetermined range), so that high-speed processing can be performed. More specifically, the movement time interval of the workpiece by the XY stage is:
Although it is only about 10 Hz, the movement time interval of the focal position by the two-axis scan mirror can be realized at 100 Hz or more, and the movement time between the processing points of the laser beam is so short as to be insignificant.

【0044】[0044]

【発明の効果】本発明によれば、プリント回路基板に対
するレーザ穴あけ加工において加工された穴の底面に発
生する加工残物の除去を、従来のような薬品による湿式
後処理によらず、ドライ処理で簡便に行うことができ、
穴形成の際の省力化、コストダウン、及び廃液による環
境汚染の防止を図ることができる。
According to the present invention, the removal of processing residues generated on the bottom surface of a hole formed by laser drilling on a printed circuit board can be performed by a dry process without using a wet post-treatment with a conventional chemical. Can be easily performed,
Labor saving, cost reduction, and prevention of environmental pollution due to waste liquid can be achieved when forming holes.

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

【図1】本発明が適用されるレーザ穴あけ加工装置の概
略構成を示した図である。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a laser drilling apparatus to which the present invention is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11、12 レーザ発振部 13、14 2軸スキャンミラー 15、16 加工レンズ 17 被加工物 18 X−Yステージ 11, 12 Laser oscillation unit 13, 14 Biaxial scan mirror 15, 16 Processing lens 17 Workpiece 18 XY stage

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 金属膜上の樹脂層に、第1のレーザ光を
照射して穴を形成するレーザ穴あけ加工方法において、
前記第1のレーザ光の照射により形成された穴に、パル
ス幅50(nsec)以下の第2のパルスレーザを照射
して加工残物を除去することを特徴とするレーザ穴あけ
加工方法。
1. A laser drilling method for irradiating a resin layer on a metal film with a first laser beam to form a hole,
A laser drilling method, comprising: irradiating a hole formed by the irradiation of the first laser light with a second pulse laser having a pulse width of 50 (nsec) or less to remove processing residues.
【請求項2】 金属膜上の樹脂層に、第1のレーザ光を
照射して穴を形成するレーザ穴あけ加工方法において、
前記第1のレーザ光の照射により形成された穴に、パル
ス幅50(nsec)以下の第2のパルスレーザを用
い、照射エネルギー密度100(mJ/cm2 )以上で
前記穴の径より大きいレーザビームを照射して加工残物
を除去することを特徴とするレーザ穴あけ加工方法。
2. A laser drilling method for irradiating a resin layer on a metal film with a first laser beam to form a hole,
A second pulse laser having a pulse width of 50 (nsec) or less is used for a hole formed by the irradiation of the first laser beam, and a laser having an irradiation energy density of 100 (mJ / cm 2 ) or more and larger than the diameter of the hole. A laser drilling method characterized by removing a processing residue by irradiating a beam.
【請求項3】 請求項2記載のレーザ穴あけ加工方法に
おいて、前記第2のパルスレーザを、そのエネルギー密
度分布を均一にする光学系を介して前記穴に照射するこ
とを特徴とするレーザ穴あけ加工方法。
3. The laser drilling method according to claim 2, wherein the second pulse laser is applied to the hole via an optical system that makes the energy density distribution uniform. Method.
【請求項4】 請求項2記載のレーザ穴あけ加工方法に
おいて、前記第2のパルスレーザを、そのエネルギー密
度分布を疑似ガウシアン分布にする光学系を介して前記
穴に照射することを特徴とするレーザ穴あけ加工方法。
4. The laser drilling method according to claim 2, wherein the second pulse laser is irradiated to the hole via an optical system that changes the energy density distribution to a pseudo-Gaussian distribution. Drilling method.
【請求項5】 請求項2〜4のいずれかに記載のレーザ
穴あけ加工方法において、前記第2のパルスレーザのビ
ーム径を、隣接する複数個の穴をカバーする大きさとし
て前記複数個の穴に同時に照射することを特徴とするレ
ーザ穴あけ加工方法。
5. The laser drilling method according to claim 2, wherein a beam diameter of the second pulse laser is set to a size to cover a plurality of adjacent holes. A laser drilling method characterized by simultaneously irradiating a laser beam.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1291117A1 (en) * 2001-09-07 2003-03-12 Siemens Aktiengesellschaft Method and apparatus for producing a hole in a workpiece with a laser beam
JP2004221560A (en) * 2002-12-25 2004-08-05 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Laser irradiation method, laser irradiation equipment and semiconductor device manufacturing method
JP2008279503A (en) * 2007-05-09 2008-11-20 Eo Technics Co Ltd Multi-laser system
US7605343B2 (en) * 2006-05-24 2009-10-20 Electro Scientific Industries, Inc. Micromachining with short-pulsed, solid-state UV laser
US7919725B2 (en) * 2006-09-14 2011-04-05 Disco Corporation Via hole forming method
US8116341B2 (en) * 2007-05-31 2012-02-14 Electro Scientific Industries, Inc. Multiple laser wavelength and pulse width process drilling
US20130075373A1 (en) * 2001-02-08 2013-03-28 The Regents Of The University Of California High precision, rapid laser hole drilling
CN113329838A (en) * 2019-01-22 2021-08-31 辛诺瓦有限公司 Method and apparatus for cutting or ablating a workpiece using a fluid jet guided composite laser beam

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61172979U (en) * 1985-04-15 1986-10-27
JPS62204292U (en) * 1986-06-18 1987-12-26
JPS6326080U (en) * 1986-08-05 1988-02-20
JPH0224281U (en) * 1988-08-04 1990-02-16
JPH0423993U (en) * 1990-04-21 1992-02-26

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61172979U (en) * 1985-04-15 1986-10-27
JPS62204292U (en) * 1986-06-18 1987-12-26
JPS6326080U (en) * 1986-08-05 1988-02-20
JPH0224281U (en) * 1988-08-04 1990-02-16
JPH0423993U (en) * 1990-04-21 1992-02-26

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8410396B1 (en) * 2001-02-08 2013-04-02 Lawrence Livermore National Security, Llc High precision, rapid laser hole drilling
US20130075373A1 (en) * 2001-02-08 2013-03-28 The Regents Of The University Of California High precision, rapid laser hole drilling
EP1520653A1 (en) * 2001-09-07 2005-04-06 Siemens Aktiengesellschaft Device for realising a hole in a workpiece with two different lasers
EP1291117A1 (en) * 2001-09-07 2003-03-12 Siemens Aktiengesellschaft Method and apparatus for producing a hole in a workpiece with a laser beam
JP2004221560A (en) * 2002-12-25 2004-08-05 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Laser irradiation method, laser irradiation equipment and semiconductor device manufacturing method
JP4515088B2 (en) * 2002-12-25 2010-07-28 株式会社半導体エネルギー研究所 Method for manufacturing semiconductor device
TWI403379B (en) * 2006-05-24 2013-08-01 Electro Scient Ind Inc Micromachining with short-pulsed, solid-state uv laser
US7605343B2 (en) * 2006-05-24 2009-10-20 Electro Scientific Industries, Inc. Micromachining with short-pulsed, solid-state UV laser
US8415586B2 (en) 2006-05-24 2013-04-09 Electro Scientific Industries, Inc. Method for increasing throughput of solder mask removal by minimizing the number of cleaning pulses
US7919725B2 (en) * 2006-09-14 2011-04-05 Disco Corporation Via hole forming method
JP2008279503A (en) * 2007-05-09 2008-11-20 Eo Technics Co Ltd Multi-laser system
US8116341B2 (en) * 2007-05-31 2012-02-14 Electro Scientific Industries, Inc. Multiple laser wavelength and pulse width process drilling
CN113329838A (en) * 2019-01-22 2021-08-31 辛诺瓦有限公司 Method and apparatus for cutting or ablating a workpiece using a fluid jet guided composite laser beam

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