JP2000343261A - レーザ穴あけ加工方法及び加工装置 - Google Patents
レーザ穴あけ加工方法及び加工装置Info
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- JP2000343261A JP2000343261A JP11207187A JP20718799A JP2000343261A JP 2000343261 A JP2000343261 A JP 2000343261A JP 11207187 A JP11207187 A JP 11207187A JP 20718799 A JP20718799 A JP 20718799A JP 2000343261 A JP2000343261 A JP 2000343261A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 レーザ光による穴あけとデスミアとを加工時
間を長くすることなく同時に行うことのできるレーザ穴
あけ加工方法を提供する。 【解決手段】 あらかじめ定められた波長ωを持つレー
ザ光を発生するレーザ発振器１０からのレーザ光から、
ＳＨＧ素子１１により前記波長ωの成分と第２高調波２
ωの成分とを生成し、生成された前記波長ωの成分と前
記第２高調波２ωのレーザ光から、ＴＨＧ素子１３によ
り該波長ωの成分と第２高調波２ωの成分と第３高調波
３ωの成分とを生成し、生成された前記第２高調波２ω
の成分と前記第３高調波３ωの成分とを含むレーザ光を
前記ワークに照射することにより、穴あけと形成された
穴に残留する残渣成分の除去とを同時に行う。
間を長くすることなく同時に行うことのできるレーザ穴
あけ加工方法を提供する。 【解決手段】 あらかじめ定められた波長ωを持つレー
ザ光を発生するレーザ発振器１０からのレーザ光から、
ＳＨＧ素子１１により前記波長ωの成分と第２高調波２
ωの成分とを生成し、生成された前記波長ωの成分と前
記第２高調波２ωのレーザ光から、ＴＨＧ素子１３によ
り該波長ωの成分と第２高調波２ωの成分と第３高調波
３ωの成分とを生成し、生成された前記第２高調波２ω
の成分と前記第３高調波３ωの成分とを含むレーザ光を
前記ワークに照射することにより、穴あけと形成された
穴に残留する残渣成分の除去とを同時に行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光を用いて
プリント配線基板、特に多層プリント配線基板にバイア
ホールを形成するレーザ穴あけ加工装置に関し、特に、
穴あけとバイアホールに残留する残渣成分の除去とを同
時に行うことができるようにしたレーザ穴あけ加工方法
及び加工装置に関する。
プリント配線基板、特に多層プリント配線基板にバイア
ホールを形成するレーザ穴あけ加工装置に関し、特に、
穴あけとバイアホールに残留する残渣成分の除去とを同
時に行うことができるようにしたレーザ穴あけ加工方法
及び加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子機器の小型化、高密度実装化に伴
う、プリント配線基板の高密度化の要求に応えて、近
年、複数のプリント配線基板を積層した多層プリント配
線基板が登場してきた。このような多層プリント配線基
板では、上下に積層されたプリント配線基板間で導電層
（銅基板）同士を電気的に接続する必要がある。このよ
うな接続は、プリント配線基板の樹脂層（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。
う、プリント配線基板の高密度化の要求に応えて、近
年、複数のプリント配線基板を積層した多層プリント配
線基板が登場してきた。このような多層プリント配線基
板では、上下に積層されたプリント配線基板間で導電層
（銅基板）同士を電気的に接続する必要がある。このよ
うな接続は、プリント配線基板の樹脂層（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。
【０００３】バイアホールを形成する方法として、以前
は、機械的な微細ドリルが用いられていた。しかし、プ
リント配線基板の高密度化に伴うバイアホールの径の縮
小に伴い、最近では微細ドリルに代えてレーザ光を利用
したレーザ穴あけ加工装置が採用されるようになってき
た。
は、機械的な微細ドリルが用いられていた。しかし、プ
リント配線基板の高密度化に伴うバイアホールの径の縮
小に伴い、最近では微細ドリルに代えてレーザ光を利用
したレーザ穴あけ加工装置が採用されるようになってき
た。
【０００４】例えば、炭酸ガスレーザを用いてバイアホ
ールを形成するレーザ穴あけ加工装置は良く知られてお
り、安価で高速加工が可能であるという利点がある。
ールを形成するレーザ穴あけ加工装置は良く知られてお
り、安価で高速加工が可能であるという利点がある。
【０００５】図１１を参照して、ＣＯ2 （炭酸ガス）レ
ーザによるレーザ穴あけ加工装置について説明する。図
１１において、ＣＯ2 （炭酸ガス）レーザによるレーザ
発振器４０で発生されたパルス状のレーザ光は、反射ミ
ラー４１により９０°角度を変えてマスク４３に導かれ
る。マスク４３では、ビアホール径を規定する穴を通過
することによって、レーザ光のビーム径が絞り込まれて
Ｘ−Ｙスキャナ（ガルバノスキャナとも呼ばれる）４４
に導かれる。Ｘ−Ｙスキャナ４４はレーザ光を振らせる
ためのものであり、振られたレーザ光は焦点合わせ用レ
ンズとして作用しｆθレンズとも呼ばれる加工レンズ４
５を通してＸ−Ｙステージ４６上におかれたワーク（プ
リント配線基板）４７に照射される。Ｘ−Ｙステージ４
６はＸ軸方向の駆動機構とＹ軸方向の駆動機構とを有し
て、ワーク４７をＸ−Ｙ平面上で移動させて位置調整す
ることができる。
ーザによるレーザ穴あけ加工装置について説明する。図
１１において、ＣＯ2 （炭酸ガス）レーザによるレーザ
発振器４０で発生されたパルス状のレーザ光は、反射ミ
ラー４１により９０°角度を変えてマスク４３に導かれ
る。マスク４３では、ビアホール径を規定する穴を通過
することによって、レーザ光のビーム径が絞り込まれて
Ｘ−Ｙスキャナ（ガルバノスキャナとも呼ばれる）４４
に導かれる。Ｘ−Ｙスキャナ４４はレーザ光を振らせる
ためのものであり、振られたレーザ光は焦点合わせ用レ
ンズとして作用しｆθレンズとも呼ばれる加工レンズ４
５を通してＸ−Ｙステージ４６上におかれたワーク（プ
リント配線基板）４７に照射される。Ｘ−Ｙステージ４
６はＸ軸方向の駆動機構とＹ軸方向の駆動機構とを有し
て、ワーク４７をＸ−Ｙ平面上で移動させて位置調整す
ることができる。
【０００６】なお、ＣＯ2 レーザによるレーザ光の場
合、１つのバイアホール当たりパルス状のレーザ光を数
回（通常２〜３回）照射することで直径約１００（μ
ｍ）程度までの穴あけが行われる。また、通常、Ｘ−Ｙ
スキャナ４４による走査範囲は数ｃｍ四方の領域である
が、ワーク４７の大きさは、通常、５０（ｃｍ）×６０
（ｃｍ）程度の大きさを持つ。このため、ワーク４７に
はＸ−Ｙスキャナ４４の走査範囲により決まる領域が加
工領域としてマトリクス状に設定される。そして、レー
ザ穴あけ加工装置は、加工領域に複数の穴あけ加工を行
い、ある加工領域の穴あけ加工が終了したら、次の加工
領域に移動して次のパターンの穴あけ加工を行う。次の
加工領域への移動は、通常、Ｘ−Ｙステージ４６により
行われる。
合、１つのバイアホール当たりパルス状のレーザ光を数
回（通常２〜３回）照射することで直径約１００（μ
ｍ）程度までの穴あけが行われる。また、通常、Ｘ−Ｙ
スキャナ４４による走査範囲は数ｃｍ四方の領域である
が、ワーク４７の大きさは、通常、５０（ｃｍ）×６０
（ｃｍ）程度の大きさを持つ。このため、ワーク４７に
はＸ−Ｙスキャナ４４の走査範囲により決まる領域が加
工領域としてマトリクス状に設定される。そして、レー
ザ穴あけ加工装置は、加工領域に複数の穴あけ加工を行
い、ある加工領域の穴あけ加工が終了したら、次の加工
領域に移動して次のパターンの穴あけ加工を行う。次の
加工領域への移動は、通常、Ｘ−Ｙステージ４６により
行われる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなレーザ穴あけ加工装置で形成されたバイアホール
は、樹脂層に形成した穴の底面、すなわち露出させよう
とする導電層の表面の一部または全面に薄い（ポリイミ
ド、エポキシ系樹脂では厚さ１μｍ以下）残渣成分（ス
ミアと呼ばれる）が残ってしまうという問題点がある。
うなレーザ穴あけ加工装置で形成されたバイアホール
は、樹脂層に形成した穴の底面、すなわち露出させよう
とする導電層の表面の一部または全面に薄い（ポリイミ
ド、エポキシ系樹脂では厚さ１μｍ以下）残渣成分（ス
ミアと呼ばれる）が残ってしまうという問題点がある。
【０００８】この残渣成分は、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残渣成分を蒸発させよう
としても、このとき周囲の樹脂が溶出して（導電層は銅
であることが多く、熱の拡散が速いため）新たな残渣成
分を形成してしまうためと思われる。
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残渣成分を蒸発させよう
としても、このとき周囲の樹脂が溶出して（導電層は銅
であることが多く、熱の拡散が速いため）新たな残渣成
分を形成してしまうためと思われる。
【０００９】また、ＣＯ2 レーザ（波長１０μｍ）はＹ
ＡＧレーザの基本波長（１．０６４μｍ）、第２高調波
２ω（波長０．５３２μｍ）、第３高調波３ω（波長
０．３５５μｍ）、第４高調波４ω（波長０．２６６μ
ｍ）と比べて波長が非常に長いため、小径の穴あけには
向かず、約１００μｍ以上の穴あけが対象となってお
り、１００μｍ以下では３ωレーザの穴あけ加工装置が
本発明者らにより提案されている。
ＡＧレーザの基本波長（１．０６４μｍ）、第２高調波
２ω（波長０．５３２μｍ）、第３高調波３ω（波長
０．３５５μｍ）、第４高調波４ω（波長０．２６６μ
ｍ）と比べて波長が非常に長いため、小径の穴あけには
向かず、約１００μｍ以上の穴あけが対象となってお
り、１００μｍ以下では３ωレーザの穴あけ加工装置が
本発明者らにより提案されている。
【００１０】しかし、３ωレーザによる加工レートは、
ＣＯ2 レーザに比べると１桁程度悪くなる。ＣＯ2 レー
ザでは、加工エネルギー密度６．７Ｊ／ｃｍ2 で約３０
μｍのエッチングレート（深さ）に対して、３ωレーザ
では加工エネルギー密度１Ｊ／ｃｍ2 で約０．５μｍで
ある（加工エネルギー密度をあげるとエッチングレート
はほぼ比例して上がるが、加工性状が悪くなるので、実
際としては１Ｊ／ｃｍ2 の加工エネルギー密度を採用す
ることになる）。すなわち、３ωレーザ加工装置では、
加工速度が遅くなるという欠点を有している。
ＣＯ2 レーザに比べると１桁程度悪くなる。ＣＯ2 レー
ザでは、加工エネルギー密度６．７Ｊ／ｃｍ2 で約３０
μｍのエッチングレート（深さ）に対して、３ωレーザ
では加工エネルギー密度１Ｊ／ｃｍ2 で約０．５μｍで
ある（加工エネルギー密度をあげるとエッチングレート
はほぼ比例して上がるが、加工性状が悪くなるので、実
際としては１Ｊ／ｃｍ2 の加工エネルギー密度を採用す
ることになる）。すなわち、３ωレーザ加工装置では、
加工速度が遅くなるという欠点を有している。
【００１１】一般的に言って、加工速度（エッチングレ
ート）は、ＣＯ2 レーザ＞ＹＡＧレーザ＞２ωレーザ＞
３ωレーザ＞４ωレーザの関係にあり、残渣を含む加工
性状は、ＣＯ2 レーザ＜ＹＡＧレーザ＜２ωレーザ＜３
ωレーザ＜４ωレーザの関係にある。
ート）は、ＣＯ2 レーザ＞ＹＡＧレーザ＞２ωレーザ＞
３ωレーザ＞４ωレーザの関係にあり、残渣を含む加工
性状は、ＣＯ2 レーザ＜ＹＡＧレーザ＜２ωレーザ＜３
ωレーザ＜４ωレーザの関係にある。
【００１２】そこで、本発明の課題は、レーザ光による
穴あけとデスミアとを加工時間を長くすることなく同時
に行うことのできるレーザ穴あけ加工方法を提供するこ
とにある。
穴あけとデスミアとを加工時間を長くすることなく同時
に行うことのできるレーザ穴あけ加工方法を提供するこ
とにある。
【００１３】本発明の他の課題は、レーザ発振器のレー
ザ出力を有効に利用できるレーザ穴あけ加工方法を提供
することにある。
ザ出力を有効に利用できるレーザ穴あけ加工方法を提供
することにある。
【００１４】本発明の更に他の課題は、上記の加工方法
に適したレーザ穴あけ加工装置を提供することにある。
に適したレーザ穴あけ加工装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は、レーザ光を、
ワークにおける金属膜上に形成された樹脂層に照射する
ことにより穴あけ加工を行うレーザ穴あけ加工方法にお
いて、ωもしくは２ωの波長のレーザ光と、ｎω（ｎは
３以上の整数）の波長を持つ少なくとも１つのレーザ光
とを前記ワークに照射することにより穴あけと形成され
た穴に残留する残渣成分の除去とを同時に行うことを特
徴とする。
ワークにおける金属膜上に形成された樹脂層に照射する
ことにより穴あけ加工を行うレーザ穴あけ加工方法にお
いて、ωもしくは２ωの波長のレーザ光と、ｎω（ｎは
３以上の整数）の波長を持つ少なくとも１つのレーザ光
とを前記ワークに照射することにより穴あけと形成され
た穴に残留する残渣成分の除去とを同時に行うことを特
徴とする。
【００１６】本発明によるレーザ穴あけ加工方法におい
てはまた、ω及び２ωの波長のレーザ光と、ｎω（ｎは
３以上の整数）の波長を持つ少なくとも１つのレーザ光
とを前記ワークに照射するようにしても良い。
てはまた、ω及び２ωの波長のレーザ光と、ｎω（ｎは
３以上の整数）の波長を持つ少なくとも１つのレーザ光
とを前記ワークに照射するようにしても良い。
【００１７】一例をあげれば、あらかじめ定められた波
長ωを持つレーザ光を発生するレーザ発振器からのレー
ザ光から、前記波長ωの成分と第２高調波２ωの成分と
を生成し、生成された前記波長ωの成分と前記第２高調
波２ωのレーザ光から、該波長ωの成分と第２高調波２
ωの成分と第３高調波３ωの成分とを生成し、生成され
た前記第２高調波２ωの成分と前記第３高調波３ωの成
分とを含むレーザ光を前記ワークに照射することが行わ
れる。
長ωを持つレーザ光を発生するレーザ発振器からのレー
ザ光から、前記波長ωの成分と第２高調波２ωの成分と
を生成し、生成された前記波長ωの成分と前記第２高調
波２ωのレーザ光から、該波長ωの成分と第２高調波２
ωの成分と第３高調波３ωの成分とを生成し、生成され
た前記第２高調波２ωの成分と前記第３高調波３ωの成
分とを含むレーザ光を前記ワークに照射することが行わ
れる。
【００１８】上記の他に、波長の組合せは、ωと２ωと
３ω、ωと３ω、ωと４ω、ωと３ωと４ω、２ωと４
ω、ωと２ωと４ω、２ωと３ωと４ω、ωと２ωと３
ωと４ωとが考えられる。
３ω、ωと３ω、ωと４ω、ωと３ωと４ω、２ωと４
ω、ωと２ωと４ω、２ωと３ωと４ω、ωと２ωと３
ωと４ωとが考えられる。
【００１９】本発明によるレーザ穴あけ加工装置は、あ
らかじめ定められた波長ωを持つレーザ光を発生するレ
ーザ発振器と、該レーザ発振器で発生されたレーザ光か
ら前記波長ωの成分と第２高調波２ωの成分とを生成す
る第１の光学系と、前記波長ωの成分と前記第２高調波
２ωの成分から第ｎ高調波ｎω（ｎは３以上の整数）の
少なくとも１つの成分を抽出する第２の光学系と、前記
波長ω、２ω、ｎωのレーザ光のうち、ωもしくは２ω
の波長のレーザ光と、ｎωの波長を持つ少なくとも１つ
のレーザ光とを前記ワークに照射する照射系とを備えた
ことを特徴とする。
らかじめ定められた波長ωを持つレーザ光を発生するレ
ーザ発振器と、該レーザ発振器で発生されたレーザ光か
ら前記波長ωの成分と第２高調波２ωの成分とを生成す
る第１の光学系と、前記波長ωの成分と前記第２高調波
２ωの成分から第ｎ高調波ｎω（ｎは３以上の整数）の
少なくとも１つの成分を抽出する第２の光学系と、前記
波長ω、２ω、ｎωのレーザ光のうち、ωもしくは２ω
の波長のレーザ光と、ｎωの波長を持つ少なくとも１つ
のレーザ光とを前記ワークに照射する照射系とを備えた
ことを特徴とする。
【００２０】本発明によるレーザ穴あけ加工装置はま
た、あらかじめ定められた波長ωを持つレーザ光を発生
するレーザ発振器と、該レーザ発振器で発生されたレー
ザ光から前記波長ωの成分と第２高調波２ωの成分とを
生成する第１の光学系と、前記波長ωの成分と前記第２
高調波２ωの成分から第ｎ高調波ｎω（ｎは３以上の整
数）の少なくとも１つの成分を抽出する第２の光学系
と、前記波長ω、２ω、ｎωのレーザ光のうち、ω及び
２ωの波長のレーザ光と、ｎωの波長を持つ少なくとも
１つのレーザ光とを前記ワークに照射する照射系とを備
えていても良い。
た、あらかじめ定められた波長ωを持つレーザ光を発生
するレーザ発振器と、該レーザ発振器で発生されたレー
ザ光から前記波長ωの成分と第２高調波２ωの成分とを
生成する第１の光学系と、前記波長ωの成分と前記第２
高調波２ωの成分から第ｎ高調波ｎω（ｎは３以上の整
数）の少なくとも１つの成分を抽出する第２の光学系
と、前記波長ω、２ω、ｎωのレーザ光のうち、ω及び
２ωの波長のレーザ光と、ｎωの波長を持つ少なくとも
１つのレーザ光とを前記ワークに照射する照射系とを備
えていても良い。
【００２１】本発明によるレーザ穴あけ加工装置におい
ては、前記レーザ発振器として、固体パルスレーザ発振
器を用いることが好ましい。
ては、前記レーザ発振器として、固体パルスレーザ発振
器を用いることが好ましい。
【００２２】
【発明の実施の形態】本発明は、エッチングレートの速
い基本波長ωもしくは第２高調波２ωとデスミア性、加
工性状に優れた第３高調波３ω成分あるいは第４高調波
４ω成分を含むレーザ光をワークに照射することによ
り、穴あけとデスミアとを並行して行うものである。
い基本波長ωもしくは第２高調波２ωとデスミア性、加
工性状に優れた第３高調波３ω成分あるいは第４高調波
４ω成分を含むレーザ光をワークに照射することによ
り、穴あけとデスミアとを並行して行うものである。
【００２３】図１を参照して、本発明の第１の実施の形
態について説明する。このレーザ穴あけ加工装置は、あ
らかじめ定められた波長ωを持つレーザ光を発生するた
めのレーザ発振器１０と、レーザ発振器１０で発生され
たレーザ光から波長ωの成分と第２高調波２ωの成分と
を生成し、同一のレーザ光として出射するＳＨＧ（Ｓｅ
ｃｏｎｄ Ｈａｒｍｏｎｉｃ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）素
子（第１の光学系）１１と、波長ωの成分と第２高調波
２ωの成分のレーザ光から、波長ωの成分と第２高調波
２ωの成分と第３高調波３ωの成分とを生成し、同一の
レーザ光として出射するＴＨＧ（Ｔｈｉｒｄ Ｈａｒｍ
ｏｎｉｃ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）素子１３（第２の光学
系）と、ＴＨＧ素子１３から出射されたレーザ光を、波
長ωの成分と、第２高調波２ωの成分及び第３高調波３
ωの成分とに分離する２波長分離器１２と、分離された
第２高調波２ωの成分及び第３高調波３ωの成分を持つ
ビームをワークに照射する照射系１４とを備えている。
態について説明する。このレーザ穴あけ加工装置は、あ
らかじめ定められた波長ωを持つレーザ光を発生するた
めのレーザ発振器１０と、レーザ発振器１０で発生され
たレーザ光から波長ωの成分と第２高調波２ωの成分と
を生成し、同一のレーザ光として出射するＳＨＧ（Ｓｅ
ｃｏｎｄ Ｈａｒｍｏｎｉｃ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）素
子（第１の光学系）１１と、波長ωの成分と第２高調波
２ωの成分のレーザ光から、波長ωの成分と第２高調波
２ωの成分と第３高調波３ωの成分とを生成し、同一の
レーザ光として出射するＴＨＧ（Ｔｈｉｒｄ Ｈａｒｍ
ｏｎｉｃ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）素子１３（第２の光学
系）と、ＴＨＧ素子１３から出射されたレーザ光を、波
長ωの成分と、第２高調波２ωの成分及び第３高調波３
ωの成分とに分離する２波長分離器１２と、分離された
第２高調波２ωの成分及び第３高調波３ωの成分を持つ
ビームをワークに照射する照射系１４とを備えている。
【００２４】ＳＨＧ素子１１は周知であり、ＴＨＧ素子
１３は生成する波長が異なるのみで機能的には同じで周
知である。照射系１４は、図１１において説明したよう
なマスクとＸ−Ｙスキャナ及びｆθレンズを含むものが
使用される。
１３は生成する波長が異なるのみで機能的には同じで周
知である。照射系１４は、図１１において説明したよう
なマスクとＸ−Ｙスキャナ及びｆθレンズを含むものが
使用される。
【００２５】本形態においては、エッチングレートの速
い第２高調波２ωとデスミア性、加工性状に優れた第３
高調波３ω成分を含むレーザ光をワークに照射すること
により、穴あけとデスミアとを並行して行うことができ
る。レーザ出力の利用率は、第２高調波のみの場合に比
べて低下するが、穴あけとデスミアとを並行して行うこ
とができる上に穴の品質が向上する。一方、第３高調波
のみあるいは第４高調波のみで穴あけを行う場合に比べ
ると、レーザ出力の利用率が向上することは勿論、１穴
当たりのショット数を大幅に低減させることができるの
で、加工時間を大幅に短縮できる。
い第２高調波２ωとデスミア性、加工性状に優れた第３
高調波３ω成分を含むレーザ光をワークに照射すること
により、穴あけとデスミアとを並行して行うことができ
る。レーザ出力の利用率は、第２高調波のみの場合に比
べて低下するが、穴あけとデスミアとを並行して行うこ
とができる上に穴の品質が向上する。一方、第３高調波
のみあるいは第４高調波のみで穴あけを行う場合に比べ
ると、レーザ出力の利用率が向上することは勿論、１穴
当たりのショット数を大幅に低減させることができるの
で、加工時間を大幅に短縮できる。
【００２６】なお、レーザ発振器１０としては、パルス
レーザ光を発生できるものが好ましい。この場合、ＣＯ
2 レーザに比べて１つの穴を形成するのに必要なショッ
ト数は大幅に増加するので、加工速度も低くなるが、Ｃ
Ｏ2 レーザの場合に必要となる別のデスミア装置が不要
となる利点がある。また、ＣＯ2 レーザでは照射エネル
ギーが大きいので加工速度が高いだけでなく、１００
（μｍ）以上の大きい直径の穴を形成できるが、逆に言
えば、１００（μｍ）未満の径の穴を形成するのは難し
く、しかも形成される穴の品質は高くない。これに対
し、紫外域の波長を持つレーザ光では、エネルギーが小
さいので１００（μｍ）以上の大きい径の穴形成には不
向きであるが、２５（μｍ）程度の直径までの小径穴を
高品質で形成できる。これは、将来、電子機器の小形化
の要求に伴って必要になると思われる、小型のプリント
配線基板に小径の穴を多数形成するような場合に適して
いる。
レーザ光を発生できるものが好ましい。この場合、ＣＯ
2 レーザに比べて１つの穴を形成するのに必要なショッ
ト数は大幅に増加するので、加工速度も低くなるが、Ｃ
Ｏ2 レーザの場合に必要となる別のデスミア装置が不要
となる利点がある。また、ＣＯ2 レーザでは照射エネル
ギーが大きいので加工速度が高いだけでなく、１００
（μｍ）以上の大きい直径の穴を形成できるが、逆に言
えば、１００（μｍ）未満の径の穴を形成するのは難し
く、しかも形成される穴の品質は高くない。これに対
し、紫外域の波長を持つレーザ光では、エネルギーが小
さいので１００（μｍ）以上の大きい径の穴形成には不
向きであるが、２５（μｍ）程度の直径までの小径穴を
高品質で形成できる。これは、将来、電子機器の小形化
の要求に伴って必要になると思われる、小型のプリント
配線基板に小径の穴を多数形成するような場合に適して
いる。
【００２７】図２を参照して、本発明の第２の実施の形
態について説明する。図１と同じ部分については同一番
号を付している。図２において、この穴あけ加工装置
は、第１の実施の形態では使用していなかった波長ωの
成分をも利用する点において第１の実施の形態と異な
る。すなわち、第１の実施の形態における２波長分離器
１２が省略されている。
態について説明する。図１と同じ部分については同一番
号を付している。図２において、この穴あけ加工装置
は、第１の実施の形態では使用していなかった波長ωの
成分をも利用する点において第１の実施の形態と異な
る。すなわち、第１の実施の形態における２波長分離器
１２が省略されている。
【００２８】このような穴あけ加工装置においては、レ
ーザ発振器１０のレーザ出力を１００とすると、ＳＨＧ
素子１１から出射される波長ωのレーザ光の持つエネル
ギーは約５６、波長２ωのレーザ光の持つエネルギーは
約３０である。更に、ＴＨＧ素子１３から出射されるレ
ーザ光のうち、波長ωの成分の持つエネルギーは約３１
（５６×０．７×０．８）、波長２ωの成分の持つエネ
ルギーは約１７（３０×０．７×０．８）、波長３ωの
成分の持つエネルギーは約９（３０×０．３）である。
その結果、本形態においては、基本波長ω成分及び第２
高調波２ω成分のみならず、第３高調波３ω成分をも含
むレーザ光で穴あけを行うことにより、レーザ発振器１
０のレーザ出力の約５７（％）を利用することができ
る。その結果、第３高調波３ω成分のみで穴あけ加工す
る場合に比べて、エネルギー効率は約（５７／９）倍と
なる。
ーザ発振器１０のレーザ出力を１００とすると、ＳＨＧ
素子１１から出射される波長ωのレーザ光の持つエネル
ギーは約５６、波長２ωのレーザ光の持つエネルギーは
約３０である。更に、ＴＨＧ素子１３から出射されるレ
ーザ光のうち、波長ωの成分の持つエネルギーは約３１
（５６×０．７×０．８）、波長２ωの成分の持つエネ
ルギーは約１７（３０×０．７×０．８）、波長３ωの
成分の持つエネルギーは約９（３０×０．３）である。
その結果、本形態においては、基本波長ω成分及び第２
高調波２ω成分のみならず、第３高調波３ω成分をも含
むレーザ光で穴あけを行うことにより、レーザ発振器１
０のレーザ出力の約５７（％）を利用することができ
る。その結果、第３高調波３ω成分のみで穴あけ加工す
る場合に比べて、エネルギー効率は約（５７／９）倍と
なる。
【００２９】図３を参照して、第２の実施の形態の変形
例について説明する。図１、図２と同じ部分については
同一番号を付している。図３において、この穴あけ加工
装置も、第１の実施の形態では使用していなかった波長
ωの成分をも利用する点において第１の実施の形態と異
なる。
例について説明する。図１、図２と同じ部分については
同一番号を付している。図３において、この穴あけ加工
装置も、第１の実施の形態では使用していなかった波長
ωの成分をも利用する点において第１の実施の形態と異
なる。
【００３０】ここでは、ＳＨＧ素子１１からの波長ωの
成分と波長２ωの成分とを持つレーザ光を、波長分離器
１２−１で波長ωの成分と波長２ωの成分とに分離す
る。波長２ωの成分は、反射鏡１５を介してＴＨＧ素子
１３−１に導入する。ＴＨＧ素子１３−１では、波長２
ωの成分から波長２ωの成分と波長３ωの成分とを持つ
レーザ光を合成光学系２１に出射する。合成光学系２１
にはまた、波長ωの成分が反射鏡１６を介して導入され
る。合成光学系２１は、波長ωの成分と波長２ωの成分
及び波長３ωの成分とを合成する。合成光学系２１で合
成されたレーザ光は照射系１４によりワークに照射され
る。
成分と波長２ωの成分とを持つレーザ光を、波長分離器
１２−１で波長ωの成分と波長２ωの成分とに分離す
る。波長２ωの成分は、反射鏡１５を介してＴＨＧ素子
１３−１に導入する。ＴＨＧ素子１３−１では、波長２
ωの成分から波長２ωの成分と波長３ωの成分とを持つ
レーザ光を合成光学系２１に出射する。合成光学系２１
にはまた、波長ωの成分が反射鏡１６を介して導入され
る。合成光学系２１は、波長ωの成分と波長２ωの成分
及び波長３ωの成分とを合成する。合成光学系２１で合
成されたレーザ光は照射系１４によりワークに照射され
る。
【００３１】合成光学系２１は、例えばダイクロイック
ミラーのように、多層膜を利用して波長ωのレーザ光は
反射し、波長２ω、３ωのレーザ光は透過する光学素子
を利用することができる。これとは別に、特願平１０−
３１７８４８号にて提案されているような光学合成法を
利用しても良い。
ミラーのように、多層膜を利用して波長ωのレーザ光は
反射し、波長２ω、３ωのレーザ光は透過する光学素子
を利用することができる。これとは別に、特願平１０−
３１７８４８号にて提案されているような光学合成法を
利用しても良い。
【００３２】以上、本発明の実施の形態を、波長２ωと
３ωとの組合せ、波長ωと２ωと３ωとの組合せの２つ
の例について説明したが、本発明はこのような組合せの
他に、ωと３ω、ωと４ω、ωと３ωと４ω、２ωと４
ω、ωと２ωと４ω、２ωと３ωと４ω、ωと２ωと３
ωと４ωとが考えられる。
３ωとの組合せ、波長ωと２ωと３ωとの組合せの２つ
の例について説明したが、本発明はこのような組合せの
他に、ωと３ω、ωと４ω、ωと３ωと４ω、２ωと４
ω、ωと２ωと４ω、２ωと３ωと４ω、ωと２ωと３
ωと４ωとが考えられる。
【００３３】これらの組合せは、以下のようにして提供
される。ωと３ωの組合せの場合、図４に示されるよう
に、図２におけるＴＨＧ素子１３と照射系１４との間
に、２ω成分と、ω成分及び３ω成分とを分離する２波
長分離器１２−１を挿入し、分離された基本波長ω成分
と３ω成分とを照射系１４に導入すれば良い。
される。ωと３ωの組合せの場合、図４に示されるよう
に、図２におけるＴＨＧ素子１３と照射系１４との間
に、２ω成分と、ω成分及び３ω成分とを分離する２波
長分離器１２−１を挿入し、分離された基本波長ω成分
と３ω成分とを照射系１４に導入すれば良い。
【００３４】ωと４ωの組合せの場合、図５に示される
ように、図２におけるＴＨＧ素子１３に代えてＳＨＧ素
子１１−１を配置して、ω成分と２ω成分とからω成分
と２ω成分と４ω成分とを生成し、更に２ω成分と、ω
成分及び４ω成分とを分離する２波長分離器１２−３を
配置し、分離された基本波長ω成分と４ω成分とを照射
系１４に導入すれば良い。
ように、図２におけるＴＨＧ素子１３に代えてＳＨＧ素
子１１−１を配置して、ω成分と２ω成分とからω成分
と２ω成分と４ω成分とを生成し、更に２ω成分と、ω
成分及び４ω成分とを分離する２波長分離器１２−３を
配置し、分離された基本波長ω成分と４ω成分とを照射
系１４に導入すれば良い。
【００３５】ωと３ωと４ωの組合せの場合、図６に示
されるように、図２におけるＴＨＧ素子１３の後に、波
長３ωの成分と、波長ω及び２ωの成分とを分離する２
波長分離器１２−４を配置し、波長ω及び２ωの成分を
反射鏡１５を介してＳＨＧ素子１１−１に導入する。Ｓ
ＨＧ素子１１−１から出射される波長ω、２ω及び４ω
の成分は、２波長分離器１２−３で波長２ω成分と、波
長ω及び４ω成分とに分離される。そして、分離された
波長ω及び４ω成分のレーザ光を合成光学系２１−１に
導入する。合成光学系２１−１にはまた、波長３ω成分
のレーザ光を反射鏡１６を介して導入する。合成光学系
２１−１は、ω成分と３ω成分と４ω成分とを合成して
出射系１４に出射する。
されるように、図２におけるＴＨＧ素子１３の後に、波
長３ωの成分と、波長ω及び２ωの成分とを分離する２
波長分離器１２−４を配置し、波長ω及び２ωの成分を
反射鏡１５を介してＳＨＧ素子１１−１に導入する。Ｓ
ＨＧ素子１１−１から出射される波長ω、２ω及び４ω
の成分は、２波長分離器１２−３で波長２ω成分と、波
長ω及び４ω成分とに分離される。そして、分離された
波長ω及び４ω成分のレーザ光を合成光学系２１−１に
導入する。合成光学系２１−１にはまた、波長３ω成分
のレーザ光を反射鏡１６を介して導入する。合成光学系
２１−１は、ω成分と３ω成分と４ω成分とを合成して
出射系１４に出射する。
【００３６】一方、２ωと４ωの組合せの場合、図７に
示されるように、図５における２波長分離器１２−３に
代えて２波長分離器１２−５を配置し、波長ω成分、２
ω成分、４ω成分のレーザ光から２ω成分と４ω成分と
を分離して照射系１４に導入すれば良い。
示されるように、図５における２波長分離器１２−３に
代えて２波長分離器１２−５を配置し、波長ω成分、２
ω成分、４ω成分のレーザ光から２ω成分と４ω成分と
を分離して照射系１４に導入すれば良い。
【００３７】図８は、２ωと３ωと４ωの組合わせの場
合を示し、図６における２波長分離器１２−３に代え
て、図７で説明した２波長分離器１２−５を配置して波
長ω成分、２ω成分、４ω成分のレーザ光から２ω成分
と４ω成分とを分離して合成光学系２１−２に導入す
る。合成光学系２１−２にはまた、波長３ω成分のレー
ザ光を反射鏡１６を介して導入する。合成光学系２１−
２は、波長２ω成分及び４ω成分と波長３ω成分とを合
成して照射系１４に出射する。
合を示し、図６における２波長分離器１２−３に代え
て、図７で説明した２波長分離器１２−５を配置して波
長ω成分、２ω成分、４ω成分のレーザ光から２ω成分
と４ω成分とを分離して合成光学系２１−２に導入す
る。合成光学系２１−２にはまた、波長３ω成分のレー
ザ光を反射鏡１６を介して導入する。合成光学系２１−
２は、波長２ω成分及び４ω成分と波長３ω成分とを合
成して照射系１４に出射する。
【００３８】図９は、ωと２ωと４ωの組合せの場合を
示し、図２におけるＴＨＧ素子１３に代えてＳＨＧ素子
１１−１を配置する。ＳＨＧ素子１１−１は、波長ωと
２ω成分のレーザ光から、波長ωと２ωと４ωの成分の
レーザ光を生成して照射系１４に出射する。
示し、図２におけるＴＨＧ素子１３に代えてＳＨＧ素子
１１−１を配置する。ＳＨＧ素子１１−１は、波長ωと
２ω成分のレーザ光から、波長ωと２ωと４ωの成分の
レーザ光を生成して照射系１４に出射する。
【００３９】更に、ωと２ωと３ωと４ωの組合せの場
合、図１０に示されるように、図７におけるＳＨＧ素子
１１−１の後に、波長４４ωの成分と、波長ω及び２ω
成分とを分離する２波長分離器１２−６を配置し、波長
ω及び２ω成分のレーザ光を反射鏡１５を介してＴＨＧ
素子１３に導入する。ＴＨＧ素子１３は、波長ω及び２
ω成分のレーザ光から波長ω、２ω及び３ω成分のレー
ザ光を出射する。波長ω、２ω及び３ω成分のレーザ光
と、反射鏡１６を介して入射する波長４ω成分のレーザ
光とを合成光学系２１−３で合成し、波長ωと２ωと３
ωと４ω成分のレーザ光を照射系１４に出射する。
合、図１０に示されるように、図７におけるＳＨＧ素子
１１−１の後に、波長４４ωの成分と、波長ω及び２ω
成分とを分離する２波長分離器１２−６を配置し、波長
ω及び２ω成分のレーザ光を反射鏡１５を介してＴＨＧ
素子１３に導入する。ＴＨＧ素子１３は、波長ω及び２
ω成分のレーザ光から波長ω、２ω及び３ω成分のレー
ザ光を出射する。波長ω、２ω及び３ω成分のレーザ光
と、反射鏡１６を介して入射する波長４ω成分のレーザ
光とを合成光学系２１−３で合成し、波長ωと２ωと３
ωと４ω成分のレーザ光を照射系１４に出射する。
【００４０】なお、レーザ発振器１０としては、固体レ
ーザ発振器を使用して良い。例えば、固体レーザ発振器
としては、ＹＡＧまたはＹＬＦレーザ発振器からの基本
波長１０６４（ｎｍ）のパルス状レーザ光から波長５３
２（ｎｍ）の第２高調波、波長３５５（ｎｍ）の第３高
調波、波長２６６（ｎｍ）の第４高調波を得ることがで
きる。更に言えば、レーザ発振器についてはＱスイッチ
付きの固体レーザ、例えばＱスイッチ付きＹＡＧ、ＹＬ
Ｆレーザ等があげられる。
ーザ発振器を使用して良い。例えば、固体レーザ発振器
としては、ＹＡＧまたはＹＬＦレーザ発振器からの基本
波長１０６４（ｎｍ）のパルス状レーザ光から波長５３
２（ｎｍ）の第２高調波、波長３５５（ｎｍ）の第３高
調波、波長２６６（ｎｍ）の第４高調波を得ることがで
きる。更に言えば、レーザ発振器についてはＱスイッチ
付きの固体レーザ、例えばＱスイッチ付きＹＡＧ、ＹＬ
Ｆレーザ等があげられる。
【００４１】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、レーザ出力をできるだけ有効に利用できるうえに、
加工時間を長くすることなく穴あけとデスミアとを同時
に行うことができる。
ば、レーザ出力をできるだけ有効に利用できるうえに、
加工時間を長くすることなく穴あけとデスミアとを同時
に行うことができる。
【図１】本発明によるレーザ穴あけ加工装置の第１の実
施の形態の構成を示した図である。
施の形態の構成を示した図である。
【図２】本発明によるレーザ穴あけ加工装置の第２の実
施の形態の構成を示した図である。
施の形態の構成を示した図である。
【図３】図２に示された形態の変形例を示した図であ
る。
る。
【図４】本発明によるレーザ穴あけ加工装置の第３の実
施の形態の構成を示した図である。
施の形態の構成を示した図である。
【図５】本発明によるレーザ穴あけ加工装置の第４の実
施の形態の構成を示した図である。
施の形態の構成を示した図である。
【図６】本発明によるレーザ穴あけ加工装置の第５の実
施の形態の構成を示した図である。
施の形態の構成を示した図である。
【図７】本発明によるレーザ穴あけ加工装置の第６の実
施の形態の構成を示した図である。
施の形態の構成を示した図である。
【図８】本発明によるレーザ穴あけ加工装置の第７の実
施の形態の構成を示した図である。
施の形態の構成を示した図である。
【図９】本発明によるレーザ穴あけ加工装置の第８の実
施の形態の構成を示した図である。
施の形態の構成を示した図である。
【図１０】本発明によるレーザ穴あけ加工装置の第９の
実施の形態の構成を示した図である。
実施の形態の構成を示した図である。
【図１１】従来のレーザ穴あけ加工装置の一例の構成を
示す図である。
示す図である。
１０、４０ レーザ発振器 １１、１１−１ ＳＨＧ素子 １２、１２−１〜１２−６ 波長分離器 １３、１３−１ ＴＨＧ素子 １４ 照射系 １５、１６、４１ 反射ミラー ２１、２１−１〜２１−３ 合成光学系 ４４ Ｘ−Ｙスキャナ ４５ 加工レンズ ４６ Ｘ−Ｙステージ ４７ ワーク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桑原 尚 神奈川県平塚市夕陽ヶ丘63番30号 住友重 機械工業株式会社平塚事業所内 Ｆターム(参考） 4E068 AF01 CA04 CD05 CD08 DA11 5E346 AA43 FF03 GG15 HH32 HH33
Claims (5)
- 【請求項１】 レーザ光を、ワークにおける金属膜上に
形成された樹脂層に照射することにより穴あけ加工を行
うレーザ穴あけ加工方法において、 ωもしくは２ωの波長のレーザ光と、ｎω（ｎは３以上
の整数）の波長を持つ少なくとも１つのレーザ光とを前
記ワークに照射することにより穴あけと形成された穴に
残留する残渣成分の除去とを同時に行うことを特徴とす
るレーザ穴あけ加工方法。 - 【請求項２】 レーザ光を、ワークにおける金属膜上に
形成された樹脂層に照射することにより穴あけ加工を行
うレーザ穴あけ加工方法において、 ω及び２ωの波長のレーザ光と、ｎω（ｎは３以上の整
数）の波長を持つ少なｄくとも１つのレーザ光とを前記
ワークに照射することにより穴あけと形成された穴に残
留する残渣成分の除去とを同時に行うことを特徴とする
レーザ穴あけ加工方法。 - 【請求項３】 レーザ光を、ワークにおける金属膜上に
形成された樹脂層に照射することにより穴あけ加工を行
うレーザ穴あけ加工装置において、 あらかじめ定められた波長ωを持つレーザ光を発生する
レーザ発振器と、 該レーザ発振器で発生されたレーザ光から前記波長ωの
成分と第２高調波２ωの成分とを生成する第１の光学系
と、 前記波長ωの成分と前記第２高調波２ωの成分から第ｎ
高調波ｎω（ｎは３以上の整数）の少なくとも１つの成
分を抽出する第２の光学系と、 前記波長ω、２ω、ｎωのレーザ光のうち、ωもしくは
２ωの波長のレーザ光と、ｎωの波長を持つ少なくとも
１つのレーザ光とを前記ワークに照射する照射系とを備
えたことを特徴とするレーザ穴あけ加工装置。 - 【請求項４】 レーザ光を、ワークにおける金属膜上に
形成された樹脂層に照射することにより穴あけ加工を行
うレーザ穴あけ加工装置において、 あらかじめ定められた波長ωを持つレーザ光を発生する
レーザ発振器と、 該レーザ発振器で発生されたレーザ光から前記波長ωの
成分と第２高調波２ωの成分とを生成する第１の光学系
と、 前記波長ωの成分と前記第２高調波２ωの成分から第ｎ
高調波ｎω（ｎは３以上の整数）の少なくとも１つの成
分を抽出する第２の光学系と、 前記波長ω、２ω、ｎωのレーザ光のうち、ω及び２ω
の波長のレーザ光と、ｎωの波長を持つ少なくとも１つ
のレーザ光とを前記ワークに照射する照射系とを備えた
ことを特徴とするレーザ穴あけ加工装置。 - 【請求項５】 請求項３あるいは４記載のレーザ穴あけ
加工装置において、前記レーザ発振器として、固体パル
スレーザ発振器を用いることを特徴とするレーザ穴あけ
加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20718799A JP3413481B2 (ja) | 1999-03-30 | 1999-07-22 | レーザ穴あけ加工方法及び加工装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11-89182 | 1999-03-30 | ||
| JP8918299 | 1999-03-30 | ||
| JP20718799A JP3413481B2 (ja) | 1999-03-30 | 1999-07-22 | レーザ穴あけ加工方法及び加工装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000343261A true JP2000343261A (ja) | 2000-12-12 |
| JP3413481B2 JP3413481B2 (ja) | 2003-06-03 |
Family
ID=26430619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20718799A Expired - Fee Related JP3413481B2 (ja) | 1999-03-30 | 1999-07-22 | レーザ穴あけ加工方法及び加工装置 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3413481B2 (ja) |
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| US10228607B2 (en) | 2014-05-22 | 2019-03-12 | Lumentum Operations Llc | Second harmonic generation |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3042814U (ja) | 1997-04-24 | 1997-11-04 | レイテック株式会社 | 印刷版 |
-
1999
- 1999-07-22 JP JP20718799A patent/JP3413481B2/ja not_active Expired - Fee Related
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