JP2002144068A - レーザ加工装置及び加工方法 - Google Patents
レーザ加工装置及び加工方法Info
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- JP2002144068A JP2002144068A JP2000348932A JP2000348932A JP2002144068A JP 2002144068 A JP2002144068 A JP 2002144068A JP 2000348932 A JP2000348932 A JP 2000348932A JP 2000348932 A JP2000348932 A JP 2000348932A JP 2002144068 A JP2002144068 A JP 2002144068A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 加工すべき層の厚さにばらつきがあっても、
制御性良くレーザ加工を行うことが可能なレーザ加工装
置を提供する。 【解決手段】 レーザビームを出射するレーザ光源２０
と、レーザ光源から出射されたレーザビームを、銅層１
０ａと樹脂層１０ｂとが積層された加工対象物１０の表
面上に集光させる集光光学系２４と、加工対象物の表面
で反射したレーザビームを受光し、その強度を測定する
受光装置２５，２６で構成される。
制御性良くレーザ加工を行うことが可能なレーザ加工装
置を提供する。 【解決手段】 レーザビームを出射するレーザ光源２０
と、レーザ光源から出射されたレーザビームを、銅層１
０ａと樹脂層１０ｂとが積層された加工対象物１０の表
面上に集光させる集光光学系２４と、加工対象物の表面
で反射したレーザビームを受光し、その強度を測定する
受光装置２５，２６で構成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ加工装置及
び加工方法に関し、特に樹脂層と金属層とが積層された
基板にレーザビームを照射して、照射位置の樹脂層もし
くは金属層を除去するレーザ加工装置及び加工方法に関
する。
び加工方法に関し、特に樹脂層と金属層とが積層された
基板にレーザビームを照射して、照射位置の樹脂層もし
くは金属層を除去するレーザ加工装置及び加工方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】樹脂基板上に形成された銅層にパルスレ
ーザビームを照射して穴開け加工を行う場合を例にとっ
て、従来技術を説明する。銅層の厚さは、予め決定され
ている。この厚さの銅層を貫通する穴を形成するのに必
要十分なパルスレーザビームのショット数を求める。求
められたショット数だけパルスレーザビームを銅層に照
射することにより、銅層を貫通する穴を形成することが
できる。
ーザビームを照射して穴開け加工を行う場合を例にとっ
て、従来技術を説明する。銅層の厚さは、予め決定され
ている。この厚さの銅層を貫通する穴を形成するのに必
要十分なパルスレーザビームのショット数を求める。求
められたショット数だけパルスレーザビームを銅層に照
射することにより、銅層を貫通する穴を形成することが
できる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】樹脂基板上の銅層の厚
さには、製造上のばらつきがある。例えば、設計上の厚
さが１２μｍである場合、±２μｍ程度のばらつきが生
ずる。従って、穴開け加工時には、厚さ１４μｍの銅層
を貫通するのに十分なショット数のパルスレーザビーム
を照射しなければならない。銅層が１４μｍよりも薄い
場合には、過剰なショット数のパルスレーザビームが照
射されることになる。
さには、製造上のばらつきがある。例えば、設計上の厚
さが１２μｍである場合、±２μｍ程度のばらつきが生
ずる。従って、穴開け加工時には、厚さ１４μｍの銅層
を貫通するのに十分なショット数のパルスレーザビーム
を照射しなければならない。銅層が１４μｍよりも薄い
場合には、過剰なショット数のパルスレーザビームが照
射されることになる。
【０００４】ショット数が過剰になると、穴の周辺の銅
層の盛り上がりや、下層の樹脂基板の過度のエッチング
が生じる場合がある。
層の盛り上がりや、下層の樹脂基板の過度のエッチング
が生じる場合がある。
【０００５】本発明の目的は、加工すべき層の厚さにば
らつきがあっても、制御性良くレーザ加工を行うことが
可能なレーザ加工装置及び加工方法を提供することであ
る。
らつきがあっても、制御性良くレーザ加工を行うことが
可能なレーザ加工装置及び加工方法を提供することであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の一観点による
と、レーザビームを出射するレーザ光源と、前記レーザ
光源から出射されたレーザビームを、樹脂層と金属層と
が積層された積層基板の表面上に集光させる集光光学系
と、前記積層基板の表面で反射したレーザビームを受光
し、その強度を測定する第１の受光装置とを有するレー
ザ加工装置が提供される。
と、レーザビームを出射するレーザ光源と、前記レーザ
光源から出射されたレーザビームを、樹脂層と金属層と
が積層された積層基板の表面上に集光させる集光光学系
と、前記積層基板の表面で反射したレーザビームを受光
し、その強度を測定する第１の受光装置とを有するレー
ザ加工装置が提供される。
【０００７】本発明の他の観点によると、 レーザビー
ムを出射するレーザ光源と、前記レーザ光源から出射さ
れたレーザビームを、樹脂層と金属層とが積層された積
層基板の表面上に集光させる集光光学系と、前記積層基
板にレーザビームが照射されることによって発生したプ
ラズマからの発光を検出する第３の受光装置とを有する
レーザ加工装置が提供される。
ムを出射するレーザ光源と、前記レーザ光源から出射さ
れたレーザビームを、樹脂層と金属層とが積層された積
層基板の表面上に集光させる集光光学系と、前記積層基
板にレーザビームが照射されることによって発生したプ
ラズマからの発光を検出する第３の受光装置とを有する
レーザ加工装置が提供される。
【０００８】第１の受光装置が、積層基板の表面で反射
したレーザビームを受光し、その強度を測定することに
より、積層基板の表面の反射率の変化を検出することが
できる。樹脂層にレーザビームを照射して穴開け加工を
行うと、ビームの照射位置の近傍にプラズマが発生す
る。これに対し、金属層に穴開け加工を行っている時に
は、ほとんどプラズマが発生しない。第３の受光装置で
プラズマ発光の強度を監視することにより、ビームの照
射位置に露出している層が樹脂層か金属層かを識別する
ことができる。
したレーザビームを受光し、その強度を測定することに
より、積層基板の表面の反射率の変化を検出することが
できる。樹脂層にレーザビームを照射して穴開け加工を
行うと、ビームの照射位置の近傍にプラズマが発生す
る。これに対し、金属層に穴開け加工を行っている時に
は、ほとんどプラズマが発生しない。第３の受光装置で
プラズマ発光の強度を監視することにより、ビームの照
射位置に露出している層が樹脂層か金属層かを識別する
ことができる。
【０００９】本発明の他の観点によると、樹脂層と金属
層とが積層された積層基板の金属層にレーザビームを照
射し、該積層基板から反射したレーザビームの強度を監
視しながら、照射位置の金属層を除去する工程と、前記
金属層から反射したレーザビームの強度が基準値以下に
なったことを契機として、レーザビームの照射を停止す
る工程とを有するレーザ加工方法が提供される。
層とが積層された積層基板の金属層にレーザビームを照
射し、該積層基板から反射したレーザビームの強度を監
視しながら、照射位置の金属層を除去する工程と、前記
金属層から反射したレーザビームの強度が基準値以下に
なったことを契機として、レーザビームの照射を停止す
る工程とを有するレーザ加工方法が提供される。
【００１０】金属層を貫通する穴が形成されて樹脂層が
露出すると、反射率が低下する。金属層が露出している
ときの反射光の強度と、樹脂層が露出しているときの反
射光の強度との間の強度を基準値としておくと、形成さ
れた穴が金属層を貫通したときに、反射光の強度が基準
値以下になる。これを契機としてレーザビームの照射を
停止すると、過剰なビームの照射を防止することができ
る。
露出すると、反射率が低下する。金属層が露出している
ときの反射光の強度と、樹脂層が露出しているときの反
射光の強度との間の強度を基準値としておくと、形成さ
れた穴が金属層を貫通したときに、反射光の強度が基準
値以下になる。これを契機としてレーザビームの照射を
停止すると、過剰なビームの照射を防止することができ
る。
【００１１】本発明の他の観点によると、樹脂層と金属
層とが積層された積層基板の金属層にレーザビームを照
射し、レーザビーム照射部分の近傍に発生するプラズマ
からの発光の強度を監視しながら、照射位置の金属層を
除去する工程と、 前記プラズマからの発光強度がある
基準値以上になったことを契機として、レーザビームの
照射を停止する工程とを有するレーザ加工方法が提供さ
れる。
層とが積層された積層基板の金属層にレーザビームを照
射し、レーザビーム照射部分の近傍に発生するプラズマ
からの発光の強度を監視しながら、照射位置の金属層を
除去する工程と、 前記プラズマからの発光強度がある
基準値以上になったことを契機として、レーザビームの
照射を停止する工程とを有するレーザ加工方法が提供さ
れる。
【００１２】金属層を貫通する穴が形成されて樹脂層が
露出すると、反射率が低下する。金属層が露出している
ときの反射光の強度と、樹脂層が露出しているときの反
射光の強度との間の強度を基準値としておくと、形成さ
れた穴が金属層を貫通したときに、反射光の強度が基準
値以下になる。これを契機としてレーザビームの照射を
停止すると、過剰なビームの照射を防止することができ
る。
露出すると、反射率が低下する。金属層が露出している
ときの反射光の強度と、樹脂層が露出しているときの反
射光の強度との間の強度を基準値としておくと、形成さ
れた穴が金属層を貫通したときに、反射光の強度が基準
値以下になる。これを契機としてレーザビームの照射を
停止すると、過剰なビームの照射を防止することができ
る。
【００１３】本発明の他の観点によると、樹脂層と金属
層とが積層された積層基板の樹脂層にレーザビームを照
射し、レーザビームの照射位置の該樹脂層を除去すると
ともに、レーザビームの照射位置近傍に発生したプラズ
マからの発光を観測する工程と、前記プラズマからの発
光強度がある基準値以下になったことを契機として、レ
ーザビームの照射を停止する工程とを有するレーザ加工
方法が提供される。
層とが積層された積層基板の樹脂層にレーザビームを照
射し、レーザビームの照射位置の該樹脂層を除去すると
ともに、レーザビームの照射位置近傍に発生したプラズ
マからの発光を観測する工程と、前記プラズマからの発
光強度がある基準値以下になったことを契機として、レ
ーザビームの照射を停止する工程とを有するレーザ加工
方法が提供される。
【００１４】樹脂層を貫通する穴が形成され、金属層が
露出すると、プラズマからの発光強度が低下する。樹脂
層を加工中のプラズマ光の強度と、金属層が露出したと
きのプラズマ光の強度との間の強度を基準値としておく
と、形成された穴が樹脂層を貫通したときに、プラズマ
光の強度が基準値以下になる。これを契機としてレーザ
ビームの照射を停止すると、過剰なビームの照射を防止
することができる。
露出すると、プラズマからの発光強度が低下する。樹脂
層を加工中のプラズマ光の強度と、金属層が露出したと
きのプラズマ光の強度との間の強度を基準値としておく
と、形成された穴が樹脂層を貫通したときに、プラズマ
光の強度が基準値以下になる。これを契機としてレーザ
ビームの照射を停止すると、過剰なビームの照射を防止
することができる。
【００１５】本発明の他の観点によると、樹脂層と金属
層とが積層された積層基板の樹脂層にレーザビームを照
射し、該積層基板から反射したレーザビームの強度を監
視しながら、レーザビームの照射位置の該樹脂層を除去
する工程と、前記積層基板から反射したレーザビームの
強度が基準値以上になったことを契機として、レーザビ
ームの照射を停止する工程とを有するレーザ加工方法が
提供される。
層とが積層された積層基板の樹脂層にレーザビームを照
射し、該積層基板から反射したレーザビームの強度を監
視しながら、レーザビームの照射位置の該樹脂層を除去
する工程と、前記積層基板から反射したレーザビームの
強度が基準値以上になったことを契機として、レーザビ
ームの照射を停止する工程とを有するレーザ加工方法が
提供される。
【００１６】樹脂層を貫通する穴が形成され、金属層が
露出すると、反射光の強度が増加する。金属層が露出し
ているときの反射光の強度と、樹脂層が露出していると
きの反射光の強度との間の強度を基準値としておくと、
形成された穴が樹脂層を貫通したときに、反射光の強度
が基準値以上になる。これを契機としてレーザビームの
照射を停止すると、過剰なビームの照射を防止すること
ができる。
露出すると、反射光の強度が増加する。金属層が露出し
ているときの反射光の強度と、樹脂層が露出していると
きの反射光の強度との間の強度を基準値としておくと、
形成された穴が樹脂層を貫通したときに、反射光の強度
が基準値以上になる。これを契機としてレーザビームの
照射を停止すると、過剰なビームの照射を防止すること
ができる。
【００１７】本発明の他の観点によると、樹脂層と金属
層とが積層された積層基板の金属層に１パルスあたりの
エネルギが第１のエネルギであるパルスレーザビームを
照射し、該金属層から反射したレーザビームの強度を観
測しながら、該金属層に穴開けを行う工程と、前記金属
層から反射したレーザビームの強度が基準値以下になっ
たことを契機として、１パルスあたりのエネルギを前記
第１のエネルギよりも小さな第２のエネルギとし、該金
属層の下の樹脂層に穴開けを行う工程とを有するレーザ
加工方法が提供される。
層とが積層された積層基板の金属層に１パルスあたりの
エネルギが第１のエネルギであるパルスレーザビームを
照射し、該金属層から反射したレーザビームの強度を観
測しながら、該金属層に穴開けを行う工程と、前記金属
層から反射したレーザビームの強度が基準値以下になっ
たことを契機として、１パルスあたりのエネルギを前記
第１のエネルギよりも小さな第２のエネルギとし、該金
属層の下の樹脂層に穴開けを行う工程とを有するレーザ
加工方法が提供される。
【００１８】本発明のさらに他の観点によると、樹脂層
と金属層とが積層された積層基板の樹脂層に１パルスあ
たりのエネルギが第３のエネルギであるパルスレーザビ
ームを照射し、該樹脂層に穴開けを行うとともに、レー
ザビームの照射位置近傍に発生したプラズマからの発光
を観測する工程と、前記プラズマからの発光強度がある
基準値以下になったことを契機として、１パルスあたり
のエネルギを前記第３のエネルギよりも大きな第４のエ
ネルギとし、穴の開いた樹脂層の下の金属層に穴開けを
行う工程とを有するレーザ加工方法が提供される。
と金属層とが積層された積層基板の樹脂層に１パルスあ
たりのエネルギが第３のエネルギであるパルスレーザビ
ームを照射し、該樹脂層に穴開けを行うとともに、レー
ザビームの照射位置近傍に発生したプラズマからの発光
を観測する工程と、前記プラズマからの発光強度がある
基準値以下になったことを契機として、１パルスあたり
のエネルギを前記第３のエネルギよりも大きな第４のエ
ネルギとし、穴の開いた樹脂層の下の金属層に穴開けを
行う工程とを有するレーザ加工方法が提供される。
【００１９】樹脂層に穴開けを行うのに好適な１パルス
あたりのエネルギは、金属層に穴開けを行うのに好適な
１パルスあたりのエネルギよりも小さい。形成している
穴が金属層もしくは樹脂層を貫通した時点で、１パルス
あたりのエネルギを、穴の底面に露出した層の加工に適
した大きさに変更する。これにより、各層を、その加工
に適した条件で加工することができる。
あたりのエネルギは、金属層に穴開けを行うのに好適な
１パルスあたりのエネルギよりも小さい。形成している
穴が金属層もしくは樹脂層を貫通した時点で、１パルス
あたりのエネルギを、穴の底面に露出した層の加工に適
した大きさに変更する。これにより、各層を、その加工
に適した条件で加工することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】図１に、本発明の実施例によるレ
ーザ加工装置の概略図を示す。保持台１の上に、加工対
象物１０が保持されている。加工対象物１０は、例えば
樹脂層１０ｂの表面上に銅層１０ａが形成された積層構
造を有する。レーザ光源２０が、Ｎｄ：ＹＡＧレーザの
第３高調波（波長３５５ｎｍ）をパルス的に出射する。
レーザ光源２０として、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ以外に、Ｙ
ＬＦレーザやＹＶＯ4レーザ等を用いてもよい。
ーザ加工装置の概略図を示す。保持台１の上に、加工対
象物１０が保持されている。加工対象物１０は、例えば
樹脂層１０ｂの表面上に銅層１０ａが形成された積層構
造を有する。レーザ光源２０が、Ｎｄ：ＹＡＧレーザの
第３高調波（波長３５５ｎｍ）をパルス的に出射する。
レーザ光源２０として、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ以外に、Ｙ
ＬＦレーザやＹＶＯ4レーザ等を用いてもよい。
【００２１】レーザ光源２０から出射したパルスレーザ
ビームは、ベンディングミラー２１及び２２で反射し、
ガルバノスキャナ２３に入射する。ベンディングミラー
２１及び２２は、合成石英ガラス基板の表面に全反射コ
ーティングしたミラーであり、波長３５５ｎｍの紫外光
のほぼ９９％を反射させ、残りの約１％を透過させる。
また、ベンディングミラー２２は、後述するように可視
光を透過させる。
ビームは、ベンディングミラー２１及び２２で反射し、
ガルバノスキャナ２３に入射する。ベンディングミラー
２１及び２２は、合成石英ガラス基板の表面に全反射コ
ーティングしたミラーであり、波長３５５ｎｍの紫外光
のほぼ９９％を反射させ、残りの約１％を透過させる。
また、ベンディングミラー２２は、後述するように可視
光を透過させる。
【００２２】ガルバノスキャナ２３は、レーザビームの
パルスの繰り返しに同期してビーム軸を２次元方向に振
る。ガルバノスキャナ２３でビーム軸を振られたパルス
レーザビームは、集光光学系２４、例えばｆθレンズに
より、加工対象物１０の表面上に集光される。
パルスの繰り返しに同期してビーム軸を２次元方向に振
る。ガルバノスキャナ２３でビーム軸を振られたパルス
レーザビームは、集光光学系２４、例えばｆθレンズに
より、加工対象物１０の表面上に集光される。
【００２３】集光されたパルスレーザビームが照射され
ることにより、加工対象物１０に穴が形成される。パル
スレーザビームの一部は銅層１０ａの表面で反射し、集
光光学系２４、ガルバノスキャナ２３を経由し、ベンデ
ィングミラー２２で反射して、もう一方のベンディング
ミラー２１に入射する。ベンディングミラー２１は、入
射したパルスレーザビームの約１％を透過させる。ベン
ディングミラー２１の代わりに、透過率１％のビームス
プリッタを用いてもよい。
ることにより、加工対象物１０に穴が形成される。パル
スレーザビームの一部は銅層１０ａの表面で反射し、集
光光学系２４、ガルバノスキャナ２３を経由し、ベンデ
ィングミラー２２で反射して、もう一方のベンディング
ミラー２１に入射する。ベンディングミラー２１は、入
射したパルスレーザビームの約１％を透過させる。ベン
ディングミラー２１の代わりに、透過率１％のビームス
プリッタを用いてもよい。
【００２４】ベンディングミラー２１を透過したパルス
レーザビームが、紫外光センサ２６に入射する。紫外光
センサ２６は、銅層１０ａの表面で反射したパルスレー
ザビームを検出し、その強度に応じた信号を制御装置２
７に送出する。
レーザビームが、紫外光センサ２６に入射する。紫外光
センサ２６は、銅層１０ａの表面で反射したパルスレー
ザビームを検出し、その強度に応じた信号を制御装置２
７に送出する。
【００２５】銅層１０ａを貫通する穴が形成され、その
下の樹脂層１０ｂが露出すると、パルスレーザビームが
樹脂層１０ｂを照射する。これにより、樹脂層１０ｂ
の、ビーム照射部分が除去され、その近傍にプラズマが
発生する。このプラズマから発光した可視領域の光が集
光光学系２４及びガルバノスキャナ２３を経由してベン
ディングミラー２２に入射する。ベンディングミラー２
２は、可視領域のプラズマ光を透過させる。ベンディン
グミラー２２を透過した可視光は、プラズマ光センサ２
５に入射する。プラズマ光センサ２５は、プラズマ光を
検出し、その強度に応じた信号を制御装置２７に送出す
る。ベンディングミラー２２は、加工対象物１０の表面
で反射した紫外レーザビームと、可視のプラズマ光とを
分離する分光器として働く。
下の樹脂層１０ｂが露出すると、パルスレーザビームが
樹脂層１０ｂを照射する。これにより、樹脂層１０ｂ
の、ビーム照射部分が除去され、その近傍にプラズマが
発生する。このプラズマから発光した可視領域の光が集
光光学系２４及びガルバノスキャナ２３を経由してベン
ディングミラー２２に入射する。ベンディングミラー２
２は、可視領域のプラズマ光を透過させる。ベンディン
グミラー２２を透過した可視光は、プラズマ光センサ２
５に入射する。プラズマ光センサ２５は、プラズマ光を
検出し、その強度に応じた信号を制御装置２７に送出す
る。ベンディングミラー２２は、加工対象物１０の表面
で反射した紫外レーザビームと、可視のプラズマ光とを
分離する分光器として働く。
【００２６】制御装置２７は、反射紫外光の強度及びプ
ラズマ光の強度に基づいて、レーザ光源２０を制御す
る。
ラズマ光の強度に基づいて、レーザ光源２０を制御す
る。
【００２７】一般に、加工対象物に穴を開ける場合、加
工対象物の表面におけるパルスレーザビームの１パルス
あたりの好適なエネルギ密度は、加工すべき材料によっ
て異なる。例えば、エポキシ樹脂層に穴を開ける場合に
は、１パルスあたりのエネルギ密度を約２Ｊ／ｃｍ2に
することが好ましく、銅層に穴を開ける場合には、１パ
ルスあたりのエネルギ密度を約１０Ｊ／ｃｍ2以上とす
ることが好ましい。加工すべき穴の面積から、１パルス
当たりの好適なエネルギが求まる。パルスレーザビーム
の出力をＰ〔Ｗ〕、パルスの繰り返し周波数をｆ〔Ｈ
ｚ〕とすると、１パルス当たりのエネルギは、Ｐ／ｆ
〔Ｊ〕で与えられる。
工対象物の表面におけるパルスレーザビームの１パルス
あたりの好適なエネルギ密度は、加工すべき材料によっ
て異なる。例えば、エポキシ樹脂層に穴を開ける場合に
は、１パルスあたりのエネルギ密度を約２Ｊ／ｃｍ2に
することが好ましく、銅層に穴を開ける場合には、１パ
ルスあたりのエネルギ密度を約１０Ｊ／ｃｍ2以上とす
ることが好ましい。加工すべき穴の面積から、１パルス
当たりの好適なエネルギが求まる。パルスレーザビーム
の出力をＰ〔Ｗ〕、パルスの繰り返し周波数をｆ〔Ｈ
ｚ〕とすると、１パルス当たりのエネルギは、Ｐ／ｆ
〔Ｊ〕で与えられる。
【００２８】図２に、Ｎｄ：ＹＡＧレーザの第３高調波
の出力特性の一例を示す。横軸はパルスの繰り返し周波
数を単位「ｋＨｚ」で表し、縦軸はレーザ出力を単位
「Ｗ」で表す。繰り返し周波数が約５ｋＨｚのときにレ
ーザ出力が最大値を示し、繰り返し周波数が５ｋＨｚ以
上の範囲では、繰り返し周波数が高くなるに従ってレー
ザ出力が徐々に低下する。なお、この傾向はＮｄ：ＹＡ
Ｇレーザ発振器に限らず、他の固体レーザの場合もほぼ
同様である。
の出力特性の一例を示す。横軸はパルスの繰り返し周波
数を単位「ｋＨｚ」で表し、縦軸はレーザ出力を単位
「Ｗ」で表す。繰り返し周波数が約５ｋＨｚのときにレ
ーザ出力が最大値を示し、繰り返し周波数が５ｋＨｚ以
上の範囲では、繰り返し周波数が高くなるに従ってレー
ザ出力が徐々に低下する。なお、この傾向はＮｄ：ＹＡ
Ｇレーザ発振器に限らず、他の固体レーザの場合もほぼ
同様である。
【００２９】図２に示した出力特性から、１パルス当た
りのエネルギＰ／ｆが、好適値になる繰り返し周波数を
求めることができる。この繰り返し周波数でレーザ光源
２０を動作させることにより、穴開けを行うべき層の材
料に適した１パルスあたりのエネルギを有するパルスレ
ーザビームを照射することができる。
りのエネルギＰ／ｆが、好適値になる繰り返し周波数を
求めることができる。この繰り返し周波数でレーザ光源
２０を動作させることにより、穴開けを行うべき層の材
料に適した１パルスあたりのエネルギを有するパルスレ
ーザビームを照射することができる。
【００３０】次に、樹脂層と銅層とが積層された積層基
板の銅層に穴を開ける方法について説明する。
板の銅層に穴を開ける方法について説明する。
【００３１】穴開けを行うべき積層基板を、保持台１の
上に保持する。銅層の表面における１パルスあたりのエ
ネルギ密度が約１０Ｊ／ｃｍ2以上となる条件で、パル
スレーザビームを照射する。同時に、紫外光センサ２６
で反射紫外光の強度を監視する。レーザビームの照射部
分に銅層が残っている間は、反射率が高い。銅層を貫通
する穴が形成されると、反射率が急激に低下し、反射紫
外光の強度が急激に低下する。
上に保持する。銅層の表面における１パルスあたりのエ
ネルギ密度が約１０Ｊ／ｃｍ2以上となる条件で、パル
スレーザビームを照射する。同時に、紫外光センサ２６
で反射紫外光の強度を監視する。レーザビームの照射部
分に銅層が残っている間は、反射率が高い。銅層を貫通
する穴が形成されると、反射率が急激に低下し、反射紫
外光の強度が急激に低下する。
【００３２】反射紫外光の強度の急激な低下を検出する
と、レーザビームの照射を停止する。例えば、反射紫外
光の強度の基準値を予め決めておき、反射紫外光の強度
がこの基準値以下になったことを契機として、レーザビ
ームの照射を停止すればよい。
と、レーザビームの照射を停止する。例えば、反射紫外
光の強度の基準値を予め決めておき、反射紫外光の強度
がこの基準値以下になったことを契機として、レーザビ
ームの照射を停止すればよい。
【００３３】銅層が貫通してその下の樹脂層にレーザビ
ームが照射されると、照射位置の近傍にプラズマが発生
する。このプラズマから放射されるプラズマ光が、プラ
ズマ光センサ２５で検出される。従って、プラズマ光の
強度がある基準値以上になったことを契機として、レー
ザビームの照射を停止してもよい。また、反射紫外光の
強度の監視とプラズマ光の強度の監視とを併用してもよ
い。
ームが照射されると、照射位置の近傍にプラズマが発生
する。このプラズマから放射されるプラズマ光が、プラ
ズマ光センサ２５で検出される。従って、プラズマ光の
強度がある基準値以上になったことを契機として、レー
ザビームの照射を停止してもよい。また、反射紫外光の
強度の監視とプラズマ光の強度の監視とを併用してもよ
い。
【００３４】樹脂層に穴を開ける場合には、プラズマ光
の強度が基準値以下になったことが検出されることによ
り、樹脂層を貫通する穴が形成されたと判断することが
できる。また、反射紫外光の強度が基準値以上になった
ことを検出することによって、樹脂層を貫通する穴が形
成されたと判断してもよい。
の強度が基準値以下になったことが検出されることによ
り、樹脂層を貫通する穴が形成されたと判断することが
できる。また、反射紫外光の強度が基準値以上になった
ことを検出することによって、樹脂層を貫通する穴が形
成されたと判断してもよい。
【００３５】次に、図３を参照して、樹脂層と銅層とが
積層された積層基板に、スルーホールを形成する方法に
ついて説明する。
積層された積層基板に、スルーホールを形成する方法に
ついて説明する。
【００３６】図３は、スルーホールを形成すべき積層基
板の部分断面図を示す。銅層３０と樹脂層３１とが交互
に積層され、両面に銅層３０が露出している。まず、銅
層３０の表面において１パルスあたりのエネルギ密度が
約１０Ｊ／ｃｍ2以上となる条件で、銅層３０にパルス
レーザビーム３５を照射する。同時に、紫外光センサ２
６で反射紫外光の強度を監視する。
板の部分断面図を示す。銅層３０と樹脂層３１とが交互
に積層され、両面に銅層３０が露出している。まず、銅
層３０の表面において１パルスあたりのエネルギ密度が
約１０Ｊ／ｃｍ2以上となる条件で、銅層３０にパルス
レーザビーム３５を照射する。同時に、紫外光センサ２
６で反射紫外光の強度を監視する。
【００３７】反射紫外光の強度が基準値以下になったこ
とが検出されると、それを契機として、積層基板表面に
おける１パルスあたりのエネルギ密度が約２Ｊ／ｃｍ2
となるように、１パルスあたりのエネルギを低下させ
る。これにより、貫通した銅層３０の下の樹脂層３１に
穴開けを行うことができる。なお、プラズマ光の強度が
基準値以上になったことを契機として、１パルスあたり
のエネルギを低下させてもよい。なお、１パルスあたり
のエネルギを低下させるには、図２を参照して説明した
ように、パルスの繰り返し周波数を高くすればよい。
とが検出されると、それを契機として、積層基板表面に
おける１パルスあたりのエネルギ密度が約２Ｊ／ｃｍ2
となるように、１パルスあたりのエネルギを低下させ
る。これにより、貫通した銅層３０の下の樹脂層３１に
穴開けを行うことができる。なお、プラズマ光の強度が
基準値以上になったことを契機として、１パルスあたり
のエネルギを低下させてもよい。なお、１パルスあたり
のエネルギを低下させるには、図２を参照して説明した
ように、パルスの繰り返し周波数を高くすればよい。
【００３８】樹脂層３１に穴開けを行っている期間中
は、プラズマ光センサ２５でプラズマ光の強度を監視す
る。プラズマ光の強度が基準値以下になったことが検出
されると、それを契機として、積層基板表面における１
パルスあたりのエネルギ密度が約１０Ｊ／ｃｍ2以上と
なるように、１パルスあたりのエネルギを上昇させる。
これにより、貫通した樹脂層３１の下の銅層３０に穴を
開けることができる。なお、反射紫外光強度が基準値以
上になったことを検出したことを契機として、１パルス
あたりのエネルギを上昇させてもよい。
は、プラズマ光センサ２５でプラズマ光の強度を監視す
る。プラズマ光の強度が基準値以下になったことが検出
されると、それを契機として、積層基板表面における１
パルスあたりのエネルギ密度が約１０Ｊ／ｃｍ2以上と
なるように、１パルスあたりのエネルギを上昇させる。
これにより、貫通した樹脂層３１の下の銅層３０に穴を
開けることができる。なお、反射紫外光強度が基準値以
上になったことを検出したことを契機として、１パルス
あたりのエネルギを上昇させてもよい。
【００３９】上述の工程を繰り返し実行することによ
り、積層基板を貫通するスルーホール３６を形成するこ
とができる。
り、積層基板を貫通するスルーホール３６を形成するこ
とができる。
【００４０】上記実施例によると、形成される穴が各層
を貫通したことを迅速に検出し、各層を、その材料に適
した１パルスあたりのエネルギを有するパルスレーザビ
ームで加工することができる。これにより、スルーホー
ルの周辺の盛り上がりや、銅層の剥がれを防止すること
ができる。
を貫通したことを迅速に検出し、各層を、その材料に適
した１パルスあたりのエネルギを有するパルスレーザビ
ームで加工することができる。これにより、スルーホー
ルの周辺の盛り上がりや、銅層の剥がれを防止すること
ができる。
【００４１】上記実施例では、樹脂層と銅層とが積層さ
れた積層基板に穴開けを行う場合を説明したが、銅層の
代わりに銅以外の金属からなる金属層を有する積層基板
に穴開けを行うことも可能である。
れた積層基板に穴開けを行う場合を説明したが、銅層の
代わりに銅以外の金属からなる金属層を有する積層基板
に穴開けを行うことも可能である。
【００４２】上記実施例では、紫外レーザビームとして
Ｎｄ：ＹＡＧレーザの第３高調波を用いたが、第４高調
波を用いてもよいし、他の固体レーザの第３高調波や第
４高調波を用いてもよい。
Ｎｄ：ＹＡＧレーザの第３高調波を用いたが、第４高調
波を用いてもよいし、他の固体レーザの第３高調波や第
４高調波を用いてもよい。
【００４３】また、上記実施例では、紫外レーザビーム
を用いて穴開けを行う加工装置及び加工方法について説
明したが、赤外領域のレーザビームを用いてもよい。こ
の場合は、加工対象物の表面で反射した赤外レーザビー
ムと可視領域のプラズマ光とを分光するために、ゲルマ
ニウム製ミラーやＫＲＳ−５（タリウムブロマイドアイ
オダイド）製ミラーを用いることができる。
を用いて穴開けを行う加工装置及び加工方法について説
明したが、赤外領域のレーザビームを用いてもよい。こ
の場合は、加工対象物の表面で反射した赤外レーザビー
ムと可視領域のプラズマ光とを分光するために、ゲルマ
ニウム製ミラーやＫＲＳ−５（タリウムブロマイドアイ
オダイド）製ミラーを用いることができる。
【００４４】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。
【００４５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
加工対象物の表面で反射したレーザビームの強度を監視
することにより、加工対象物の表面の反射率の変化を検
出することができる。積層構造を有する加工対象物に穴
開け加工を行う場合、各層ごとに反射率が異なるため、
形成される穴が加工中の層を貫通したことを検出するこ
とができる。これにより、加工すべき材料に適した条件
で穴開け加工を行うことが可能になる。
加工対象物の表面で反射したレーザビームの強度を監視
することにより、加工対象物の表面の反射率の変化を検
出することができる。積層構造を有する加工対象物に穴
開け加工を行う場合、各層ごとに反射率が異なるため、
形成される穴が加工中の層を貫通したことを検出するこ
とができる。これにより、加工すべき材料に適した条件
で穴開け加工を行うことが可能になる。
【図１】本発明の実施例による加工装置の概略図であ
る。
る。
【図２】Ｎｄ：ＹＡＧレーザのパルスの繰り返し周波数
と、出力との関係を示すグラフである。
と、出力との関係を示すグラフである。
【図３】実施例による方法で加工する積層基板の断面図
である。
である。
１ 保持台 １０ 加工対象物 ２０ レーザ光源 ２１、２２ ベンディングミラー ２３ ガルバノスキャナ ２４ 集光光学系 ２５ プラズマ光センサ ２６ 紫外光センサ ２７ 制御装置 ３０ 銅層 ３１ 樹脂層 ３５ パルスレーザビーム ３６ スルーホール
Claims (9)
- 【請求項１】 レーザビームを出射するレーザ光源と、 前記レーザ光源から出射されたレーザビームを、樹脂層
と金属層とが積層された積層基板の表面上に集光させる
集光光学系と、 前記積層基板の表面で反射したレーザビームを受光し、
その強度を測定する第１の受光装置とを有するレーザ加
工装置。 - 【請求項２】 さらに、前記積層基板にレーザビームが
照射されることによって発生したプラズマからの発光を
検出する第２の受光装置を有する請求項１に記載のレー
ザ加工装置。 - 【請求項３】 レーザビームを出射するレーザ光源と、 前記レーザ光源から出射されたレーザビームを、樹脂層
と金属層とが積層された積層基板の表面上に集光させる
集光光学系と、 前記積層基板にレーザビームが照射されることによって
発生したプラズマからの発光を検出する第３の受光装置
とを有するレーザ加工装置。 - 【請求項４】 樹脂層と金属層とが積層された積層基板
の金属層にレーザビームを照射し、該積層基板から反射
したレーザビームの強度を監視しながら、照射位置の金
属層を除去する工程と、 前記積層基板から反射したレーザビームの強度が基準値
以下になったことを契機として、レーザビームの照射を
停止する工程とを有するレーザ加工方法。 - 【請求項５】 樹脂層と金属層とが積層された積層基板
の金属層にレーザビームを照射し、レーザビーム照射部
分の近傍に発生するプラズマからの発光の強度を監視し
ながら、照射位置の金属層を除去する工程と、 前記プラズマからの発光強度がある基準値以上になった
ことを契機として、レーザビームの照射を停止する工程
とを有するレーザ加工方法。 - 【請求項６】 樹脂層と金属層とが積層された積層基板
の樹脂層にレーザビームを照射し、レーザビームの照射
位置の該樹脂層を除去するとともに、レーザビームの照
射位置近傍に発生したプラズマからの発光を観測する工
程と、 前記プラズマからの発光強度がある基準値以下になった
ことを契機として、レーザビームの照射を停止する工程
とを有するレーザ加工方法。 - 【請求項７】 樹脂層と金属層とが積層された積層基板
の樹脂層にレーザビームを照射し、該積層基板から反射
したレーザビームの強度を監視しながら、レーザビーム
の照射位置の該樹脂層を除去する工程と、 前記積層基板から反射したレーザビームの強度が基準値
以上になったことを契機として、レーザビームの照射を
停止する工程とを有するレーザ加工方法。 - 【請求項８】 樹脂層と金属層とが積層された積層基板
の金属層に１パルスあたりのエネルギが第１のエネルギ
であるパルスレーザビームを照射し、該金属層から反射
したレーザビームの強度を観測しながら、該金属層に穴
開けを行う工程と、 前記金属層から反射したレーザビームの強度が基準値以
下になったことを契機として、１パルスあたりのエネル
ギを前記第１のエネルギよりも小さな第２のエネルギと
し、該金属層の下の樹脂層に穴開けを行う工程とを有す
るレーザ加工方法。 - 【請求項９】 樹脂層と金属層とが積層された積層基板
の樹脂層に１パルスあたりのエネルギが第３のエネルギ
であるパルスレーザビームを照射し、該樹脂層に穴開け
を行うとともに、レーザビームの照射位置近傍に発生し
たプラズマからの発光を観測する工程と、 前記プラズマからの発光強度がある基準値以下になった
ことを契機として、１パルスあたりのエネルギを前記第
３のエネルギよりも大きな第４のエネルギとし、穴の開
いた樹脂層の下の金属層に穴開けを行う工程とを有する
レーザ加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000348932A JP3530129B2 (ja) | 2000-11-16 | 2000-11-16 | レーザ加工装置及び加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000348932A JP3530129B2 (ja) | 2000-11-16 | 2000-11-16 | レーザ加工装置及び加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002144068A true JP2002144068A (ja) | 2002-05-21 |
| JP3530129B2 JP3530129B2 (ja) | 2004-05-24 |
Family
ID=18822421
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000348932A Expired - Fee Related JP3530129B2 (ja) | 2000-11-16 | 2000-11-16 | レーザ加工装置及び加工方法 |
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Cited By (16)
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|---|---|---|---|---|
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| KR20130111990A (ko) * | 2012-04-02 | 2013-10-11 | 가부시기가이샤 디스코 | 레이저 가공 방법 및 레이저 가공 장치 |
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| CN114571103A (zh) * | 2020-11-30 | 2022-06-03 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | 印制线路板的激光加工方法和系统、计算机存储介质 |
| EP4119280A4 (en) * | 2020-03-09 | 2023-10-04 | Amada Co., Ltd. | LASER WELDING MONITORING DEVICE AND METHOD |
-
2000
- 2000-11-16 JP JP2000348932A patent/JP3530129B2/ja not_active Expired - Fee Related
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