JP2002176240A

JP2002176240A - ビアホール加工方法及びその装置

Info

Publication number: JP2002176240A
Application number: JP2000372384A
Authority: JP
Inventors: Ryoji Koseki; 良治小関
Original assignee: Shibuya Kogyo Co Ltd
Current assignee: Shibuya Corp
Priority date: 2000-12-07
Filing date: 2000-12-07
Publication date: 2002-06-21

Abstract

(57)【要約】【解決手段】ビアホール加工用レーザ発振器１からの
加工用パルスレーザビームＬ１は絶縁樹脂層１１Ａに断
続的に照射されてビアホール１１Ｃを加工する。測定用
レーザ発振器２１からの測定用レーザビームＬ２が加工
と同期してビアホール１１Ｃに照射され、この測定用レ
ーザビームＬ２は振動レンズ２５の振動によってビアホ
ール１１Ｃ内の絶縁樹脂層１１Ａの表面と銅層１１Ｂの
表面とで焦点を結ぶ。検出手段２８は、絶縁樹脂層１１
Ａの表面で反射された反射光強度のピークＰ１と銅層１
１Ｂの表面で反射された反射光強度のピークＰ２とを検
出し、制御装置２２はこのピークＰ１、Ｐ２の時間差ｔ
から残存厚さδの大きさを演算することができる。【効果】ピークＰ１、Ｐ２の時間差ｔから残存厚さδ
の大きさを演算することができるので、残存する絶縁樹
脂層１１Ａの厚さδを所定の厚さとすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はビアホール加工方法
及びその装置に関し、より詳しくは、ビアホール内の第
１層の表面と第２層の表面の間における第１層の厚みを
測定しながらビアホール加工を行うビアホール加工方法
及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、第１層と第２層とを有する複合材
料の上記第１層に加工用パルスレーザビームを照射させ
て、該第１層にビアホールを加工することが行なわれて
いる。より具体的には複合材料としてプリント基板を挙
げることができ、この場合、第１層としては絶縁樹脂層
からなり、第２層としては金属の導電層からなってい
る。そして従来、上記絶縁樹脂層に所定深さのビアホー
ルを形成する場合には、すなわち上記導電層を露出させ
ることなく所定厚さの絶縁樹脂層を残して必要な深さの
ビアホールを形成する場合には、予め上記深さが得られ
るまでの加工用パルスレーザビームの合計のショット数
やエネルギ値を計測しておき、その合計のショット数や
エネルギ値が所定の値を超えたときに加工を終了するよ
うにしていた。また従来、特開平１１−２７７２６１号
公報や特開平１０−８５９７６号公報のように、プリン
ト基板によって反射された加工用レーザビームの反射光
の強度からビアホールの深さを測定する装置が提案され
ている。さらに特開２０００−１３７００２号公報のよ
うに、測定用レーザビームをビアホール底面に照射し、
その反射光の強度からビアホールの深さを測定するよう
にした装置も知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら加工用パ
ルスレーザビームのショット数やエネルギ値の合計が所
定の値を超えたときに加工を終了するようにした場合に
は、絶縁樹脂層が所定の厚みより薄くなることがある。
このような場合には、導電層が加熱されすぎて裏側で該
導電層と絶縁樹脂層との間に剥離が生じることによって
導通不良が発生する。他方、絶縁樹脂層の厚みが所定の
厚みより厚いときには、後工程で行なわれるエッチング
処理で残存するビアホール底面の絶縁樹脂層を完全に除
去できず、導電層を露出させることができないために導
通不良が発生してしまう。また、上述した各公報に開示
された装置においても、加工用レーザビームや測定用レ
ーザビームの反射光の強度を測定しているため、加工時
に絶縁樹脂層からの発光の波長によっては残存する絶縁
樹脂層の厚みを高精度で測定することができず、測定値
に基づいてビアホール加工を終了しても、上述の欠点が
生じる危険性があった。本発明はそのような事情に鑑
み、より高精度に残存する第１層の厚さを計測すること
ができるビアホール加工方法およびその装置を提供する
ものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】すなわち請求項１の発明
におけるビアホール加工方法は、加工用パルスレーザビ
ームを、第１層と第２層とを有する複合材料の上記第１
層に照射させて、該第１層に所定深さのビアホールを加
工するようにしたビアホール加工方法において、上記ビ
アホールに測定用レーザビームを照射し、該測定用レー
ザビームの焦点を測定用レーザビームの光軸方向に移動
させながら、ビアホール内の上記第１層の表面で反射さ
れる測定用レーザビームの反射光強度のピークと、第２
層の表面で反射される測定用レーザビームの反射光強度
のピークとの時間差から第１層の厚さを求め、その厚さ
が予め定めた所定値以下となったら加工用パルスレーザ
ビームによる加工を停止させることを特徴とするもので
ある。

【０００５】また、請求項３の発明におけるビアホール
加工装置は、加工用パルスレーザビームを、第１層と第
２層とを有する複合材料の上記第１層に照射させて該第
１層にビアホールを加工するビアホール加工用レーザ発
振器を備えたビアホール加工装置において、測定用レー
ザビームを上記ビアホールに照射させる測定用レーザ発
振器と、測定用レーザビームの焦点を該測定用レーザビ
ームの光軸方向に移動させる焦点移動手段と、上記ビア
ホールから反射された測定用レーザビームの強度を検出
する検出手段と、この検出手段によって検出されるビア
ホール内の上記第１層の表面で反射された測定用レーザ
ビームの反射光強度のピークと第２層の表面で反射され
た測定用レーザビームの反射光強度のピークとの時間差
から、第１層の厚さを求める演算処理手段とを設け、上
記第１層の厚さが予め定めた所定値以下となったら上記
ビアホール加工用レーザ発振器による加工を停止させる
ことを特徴とするものである。

【０００６】以上のビアホール加工方法およびビアホー
ル加工装置によれば、ビアホール加工用レーザ発振器よ
り照射された加工用パルスレーザビームは、第１層と第
２層を有する複合材料の第１層に照射されてビアホール
加工を施すことになる。上記加工用パルスレーザビーム
は断続的に照射され、測定用レーザビームはパルス発振
でもＣＷ発振でもよいが、少なくともこの加工用パルス
レーザビームの照射と照射の間における非照射時に測定
用レーザビームが上記ビアホールに照射される。この測
定用レーザビームは、ビアホールの底面すなわち第１層
の表面によって反射されるとともに、第１層を透過して
第２層の表面によっても反射される。そして、焦点を光
軸方向に移動させると焦点がちょうど第１層または第２
層の表面に位置したときに、検出手段に検出される測定
用レーザビームの反射光強度が強くなる。そして、第１
層の表面で反射した時に現れる反射光強度のピークと第
２層の表面で反射した時に現れる反射光強度のピークの
時間差から残存する第１層の厚さを求めることができ、
この後上記ビアホールの加工が進むと反射光強度のピー
クの時間差が減少するようになるので、上記時間差から
求められる残存する第１層の厚さが予め定めた所定値以
下となったら、加工用パルスレーザビームによる加工を
停止させる。このように、本発明においては反射光強度
のピークの時間差を計測しているので、従来に比較して
高精度の計測が可能となり、確実に残存する第１層の厚
さを所定の厚さとすることが可能となる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、図示実施例について本発明
を説明すると、図１において、ビアホール加工用レーザ
発振器１は加工用パルスレーザビームＬ１を水平に発振
するようになっており、この加工用パルスレーザビーム
Ｌ１は、該加工用パルスレーザビームＬ１の光軸上に配
置されたコリメータ２および可変アパチャ３を介してダ
イクロイックミラー４に向けて発振される。ビアホール
加工用レーザ発振器１としては、例えば９．３μｍの波
長を有するパルスレーザビームを発振するＣＯ２レーザ
発振器や、５３３ｎｍの波長を有するパルスレーザビー
ムを発振するＹＡＧ第３高調波レーザ発振器を用いるこ
とができる。またコリメータ２は２枚のレンズからな
り、このレンズ間の距離を変えることでレーザ光径を変
化させることができる。さらに可変アパチャ３は加工用
パルスレーザビームＬ１の強度成形のため、加工用パル
スレーザビームＬ１の外周をカットする働きを持つ。つ
まりコリメータ２および可変アパチャ３を用いることに
より、加工用パルスレーザビームＬ１の強度とビーム径
の調整を行っている。さらにダイクロイックミラー４は
光の波長の違いから加工用パルスレーザビームＬ１を反
射させるが、後述の照明光Ｌ３は透過させるようになっ
ており、本実施例では加工用パルスレーザビームＬ１を
下方に向けて反射させるために加工用パルスレーザビー
ムＬ１の光軸に対して４５°の角度を持って配置されて
いる。

【０００８】次に、ダイクロイックミラー４によって垂
直下方に反射された加工用パルスレーザビームＬ１は、
該加工用パルスレーザビームＬ１の光軸上に配置された
ビームコンバイナ５、６を順次通過し、さらに該加工用
パルスレーザビームＬ１を所要の照射位置に案内する案
内手段７を介して複合材料１１に照射される。ビームコ
ンバイナ５は加工用パルスレーザビームＬ１を透過させ
るが、後述の測定用レーザビームＬ２は反射させるよう
になっており、またビームコンバイナ６は両レーザビー
ムＬ１、Ｌ２を透過させ、照明光Ｌ３は５０％透過させ
るようになっている。さらに案内手段７はＸ軸ガルバノ
ミラー８、Ｙ軸ガルバノミラー９およびｆθレンズ１０
を備えており、両ガルバノミラー８、９の回転角度を制
御することにより上方から照射された加工用パルスレー
ザビームＬ１を複合材料１１の必要な加工位置に導くこ
とができるようになっている。より具体的には、Ｘ軸ガ
ルバノミラー８は図示しない回動装置によって回動さ
れ、上方から入射された加工用パルスレーザビームＬ１
の反射方向をＸ軸方向に変化させながら該加工用パルス
レーザビームＬ１をＹ軸ガルバノミラー９へ照射させ
る。またＹ軸ガルバノミラー９は図示しない回動装置に
よって回動され、Ｘ軸ガルバノミラー８から入射された
加工用パルスレーザビームＬ１の反射方向をＹ軸方向に
変化させながら該加工用パルスレーザビームＬ１をｆθ
レンズ１０に照射させる。そして該ｆθレンズ１０はＹ
軸ガルバノミラー９から入射された加工用パルスレーザ
ビームＬ１を垂直に複合材料１１に照射させるようにな
る。したがって、案内手段７を用いることにより１台の
ビアホール加工用レーザ発振器１で複合材料１１の複数
箇所にビアホール加工を施すことができるようになって
いる。また、上記Ｘ軸ガルバノミラー８およびＹ軸ガル
バノミラー９の各回動装置は制御装置２２により回動の
角度やタイミングが制御されるようになっている。

【０００９】上記複合材料１１は、例えば第１層と第２
層とを備えたプリント基板であって、上記第１層は、ポ
リイミド等からなる光透過性の絶縁樹脂層１１Ａからな
り、また第２層は金属の導電層、より具体的には銅層１
１Ｂからなっている。そして上記ビアホール加工用レー
ザ発振器１からの加工用パルスレーザビームＬ１を絶縁
樹脂層１１Ａに照射することにより、銅層１１Ｂの僅か
手前までビアホール１１Ｃを形成するようにしている。
ここで、成形されたビアホール１１Ｃ内の絶縁樹脂層１
１Ａの表面と銅層１１Ｂの表面の間における絶縁樹脂層
１１Ａの残存厚さをδとする。上記残存厚さδは加工終
了時に２μｍ程度であることが望ましく、この残存厚さ
δがこれより厚いと後工程におけるエッチング処理の際
に絶縁樹脂層１１Ａを完全に除去できず、銅層１１Ｂを
露出させることがないために導通不良が発生してしま
う。また、残存厚さδが薄すぎたり完全に除去された場
合には、銅層１１Ｂが加熱されてビアホール加工された
のと異なる部分において銅層１１Ｂと絶縁樹脂層１１Ａ
との間に剥離が生じたりして導通不良が発生してしま
う。そこで、次に述べる測定用レーザビームＬ２を用い
て残存厚さδを測定し、残存厚さδが所定の値になるよ
うにビアホール加工用レーザ発振器を制御するようにし
ている。

【００１０】上記測定用レーザ発振器２１はビアホール
加工時は常に測定用レーザビームＬ２を水平に発振し、
このレーザビームＬ２は該測定用レーザビームＬ２の光
軸上に載置された偏光ビームスプリッター２３、１／４
波長板２４、焦点移動手段としての振動レンズ２５及び
焦点調整レンズ２６を通過して前述のビームコンバイナ
５に照射される。上記測定用レーザ発振器２１として
は、半導体レーザ発振器や、Ｈｅ−Ｎｅレーザ発振器を
用いることができ、上記ビアホール加工用レーザ発振器
１と異なる波長域を発振するレーザ発振器である。上記
加工用レーザ発振器１と測定用レーザ発振器２１とは制
御装置２２によって制御され、該制御装置２２は、加工
用レーザ発振器や測定用レーザ発振器から発振されるレ
ーザビームの出力値やパルス幅などの制御を行う。な
お、測定用レーザ発振器２１として半導体レーザ発振器
を用いる際には測定用レーザ発振器２１と偏光ビームス
プリッター２３の間にビーム成形プリズム２７が必要と
なる。これは、半導体レーザ発振器から照射されるレー
ザの強度分布は楕円形であり、この強度分布を円形にす
るためにはビーム成形プリズム２７を通過させる必要が
あるためである。

【００１１】偏光ビームスプリッター２３は偏光方向が
一致する垂直方向直線偏光のレーザビームを透過させ、
偏光方向が９０°異なる水平方向直線偏光のレーザビー
ムは透過させずに反射させるようになっている。また、
１／４波長板２４は直線偏光で入射されたレーザビーム
を円偏光に変換し、逆に円偏光で入射されたレーザビー
ムを直線偏光に変換するものである。したがって測定用
レーザ発振器２１から発振された垂直方向直線偏光であ
る測定用レーザビームＬ２は１／４波長板２４を通過す
ることで右回り円偏光に変換され、また、測定用レーザ
ビームＬ２がビアホール１１Ｃ内の絶縁樹脂層１１Ａの
表面または銅層１１Ｂの表面で反射した反射光Ｒ２は左
回りの円偏光になる。また、逆にこの反射光Ｒ２は１／
４波長板２４を通過することにより、水平方向直線偏光
となる。すなわち、測定用レーザビームＬ２がビアホー
ル１１Ｃ内の絶縁樹脂層１１Ａの表面または銅層１１Ｂ
の表面で反射した反射光Ｒ２は１／４波長板２４を通過
すると測定用レーザ発振器２１から発振された測定用レ
ーザビームＬ２に対して直線偏光の方向が９０°ずれて
いることになる。そして、この状態で反射光Ｒ２が偏光
ビームスプリッター２３に入射されると、反射光Ｒ２の
偏光方向が偏光ビームスプリッター２３の透過可能とす
る偏光方向と異なることから、反射光Ｒ２は偏光ビーム
スプリッター２３によって反射されるようになる。この
とき、上記偏光ビームスプリッター２３は反射光Ｒ２を
垂直下方の後述する共焦点レンズ２９へ反射させるた
め、レーザビームＬ２の光軸に対して４５°下方に向け
られて配置されている。

【００１２】焦点移動手段としての振動レンズ２５は測
定用レーザ発振器２１より照射される測定用レーザビー
ムＬ２の焦点を測定用レーザビームＬ２の光軸方向に振
動させるもので、測定用レーザビームＬ２を後述の焦点
調整レンズ２６、ｆθレンズ１０を介して複合材料１１
に照射したときに焦点の振幅の中心がほぼ銅層１１Ｂの
表面に合うように設定されている。この振動レンズ２５
は図示しない駆動装置によって測定用レーザビームＬ２
の光軸方向に１０〜２０μｍの範囲で往復振動されてお
り、５０〜１００μｍである絶縁樹脂層１１Ａの厚さに
比べて小さい範囲となっている。また、振動レンズ２５
の振動周波数ｆは加工用レーザ発振器１による加工用パ
ルスレーザビームＬ１の発振周波数よりも高く設定され
ている。これは、加工用パルスレーザビームＬ１の照射
と照射との間における非照射時に、最低でも振動レンズ
２５を１往復させるためである。焦点調整レンズ２６は
複合材料１１の種類によって振動レンズ２５による測定
用レーザビームＬ２の焦点の移動範囲の位置を調節させ
るために設けられている。これは、振動レンズ２５の振
幅に限りがあることから、複合材料１１における銅層１
１Ｂの位置によっては焦点の位置を光軸方向に任意に変
える必要が生じるためである。また、この他に測定用レ
ーザビームＬ２がｆθレンズ１０を通ることによって生
じる焦点位置のずれを補正する役割もある。

【００１３】ビームコンバイナ５は上述の通り測定用レ
ーザビームＬ２を反射させるようになっており、該測定
用レーザビームＬ２を垂直下方に反射させるために、ビ
ームコンバイナ５は測定用レーザビームＬ２の光軸に対
して４５°下方に向けられている。このとき、ビームコ
ンバイナ５を通過する加工用パルスレーザビームＬ１の
光軸と、ビームコンバイナ５で下方に反射される測定用
レーザビームＬ２の光軸とがビームコンバイナ５より下
方で重畳するように配置してある。つまりビームコンバ
イナ５に照射された測定用レーザビームＬ２は垂直下方
に反射され、上記加工用パルスレーザビームＬ１と同様
に、ビームコンバイナ６および案内手段７を介して複合
材料１１に照射されるようになっている。また、ビアホ
ール１１Ｃ内の絶縁樹脂層１１Ａの表面または銅層１１
Ｂの表面からの反射光Ｒ２が案内手段７およびビームコ
ンバイナ６を介してビームコンバイナ５に垂直下方から
入射すると、反射光Ｒ２は水平方向に反射して１／４波
長板２４を介して偏光ビームスプリッター２３へ照射さ
れるようになっている。

【００１４】上述したように、ビームスプリッター２３
によって反射された反射光Ｒ２は、検出手段２８によっ
て検出される。この検出手段２８は反射光Ｒ２を集光す
る共焦点レンズ２９と、共焦点レンズ２９の焦点距離離
れて配置されたピンホール３０と受光素子３１から構成
されている。また、測定用レーザビームＬ２の焦点がビ
アホール１１Ｃ内の絶縁樹脂層１１Ａの表面または銅層
１１Ｂの表面に位置した時に反射光Ｒ２がピンホール３
０に焦点を結ぶように設置され、ピンホール３０で焦点
を結んだ反射光Ｒ２はピンホール３０から受光素子３１
へと強い反射光強度で受光される。また、それ以外のと
き、すなわち測定用レーザビームＬ２がビアホール１１
Ｃ内の絶縁樹脂層１１Ａの表面または銅層１１Ｂの表面
に焦点を結ばなかったとき、反射光Ｒ２はピンホール３
０に焦点を結ばないので、反射光Ｒ２の一部はピンホー
ル３０の外周部にカットされてしまい、受光素子３１に
受光される反射光Ｒ２の反射光強度は弱いものとなる。
したがって、測定用レーザビームＬ２の焦点がビアホー
ル１１Ｃ内の絶縁樹脂層１１Ａの表面または銅層１１Ｂ
の表面に位置した時に反射光Ｒ２のピークが受光素子３
１へと受光され、それ以外のときは反射光Ｒ２は弱いも
のとなって受光素子３１へと受光されることになる。

【００１５】このようにして検出手段２８は図２や図３
で示す受光素子３１で受光した反射光Ｒ２の強度変化の
グラフを得ることができる。図２および図３の横軸には
時間を取り、振動レンズ２５が最初に右端位置ａから振
動を開始し、左端位置ｂを経て右端位置ｃに復帰するま
でにかかる時間を周期１／ｆとしている。また、縦軸に
は受光素子３１に受光される反射光Ｒ２の強度が示され
ている。図２はビアホール加工の初期の状態を示してお
り、振動レンズ２５の振動により測定用レーザビームＬ
２が絶縁樹脂層１１Ａを透過して銅層１１Ｂの表面に焦
点を結ぶことによって、反射光Ｒ２の強度のピークＰ２
が現れている状態を指している。このとき、周期１／ｆ
のうちに振動レンズ２５が右端位置ａから左端位置ｂに
移動する間に１回目のピークＰ２が発生し、左端位置ｂ
から右端位置ｃに復帰する間に２回目のピークＰ２が検
出されている。また、図２の状態では残存厚さδが大き
いためにビアホール１１Ｃ内の絶縁樹脂層１１Ａの表面
が振動レンズ２５による焦点移動範囲内に到達せず、し
たがってビアホール１１Ｃ内の絶縁樹脂層１１Ａの表面
での反射光Ｒ２の強度のピークが発生していないことを
あらわしている。図３はビアホール加工が進み、残存厚
さδが薄くなった状態を表している。これは、測定用レ
ーザビームＬ２がビアホール１１Ｃ内の絶縁樹脂層１１
Ａの表面に焦点を結び、受光素子３１に受光される反射
光Ｒ２の強度がピークＰ１として現れている状態を示す
ものである。このときも、周期１／ｆのうちに振動レン
ズ２５が右端位置ａから左端位置ｂに移動する間に１回
目のピークＰ１及びピークＰ２が現れ、左端位置ｂから
右端位置ｃに復帰する間に２回目のピークＰ１及びピー
クＰ２が検出されている。すなわち振動レンズ２５が１
往復する間に４回のピークが発生することになる。そし
て、検出手段２８と制御装置２２の間に接続された演算
処理手段３２はピークＰ１とピークＰ２によって生じた
時間差ｔから残存厚さδの大きさを演算することがで
き、その残存厚さδが所定値以下となったら制御装置２
２はビアホール加工用レーザ発振器１を停止させてビア
ホール加工を終了させる。

【００１６】さらにビアホール加工装置は、ビアホール
の加工状態を容易に観察することができるようになって
いる。すなわち図１に示すように、照明用光源４２から
照射された照明光Ｌ３は、コリメータ４３を通過してか
ら上記ビームコンバイナ６によって下方に反射され、案
内手段７を経由して複合材料１１に照射されるようにな
っている。そして、照明光Ｌ３の反射光Ｒ３が案内手段
７、ビームコンバイナ６、ビームコンバイナ５、ダイク
ロイックミラー４を通って上方に設けられたＣＣＤカメ
ラ４１へ入射するようになっており、ビアホール１１Ｃ
の状態を受像している。

【００１７】以上の構成において、先ず案内手段７にお
けるｆθレンズ１０の下方にビアホール加工を行う複合
材料１１をセットし、次に振動レンズ２５によって振動
する測定用レーザビームＬ２の焦点の振幅の中心が銅層
１１Ｂの表面に位置するように焦点調整レンズ２６を調
整する。この状態となったら制御装置２２に運転開始を
指令すると、該制御装置２２はビアホール加工用レーザ
発振器１を起動して加工用パルスレーザビームＬ１を発
振させる。この加工用パルスレーザビームＬ１は、コリ
メータ２および可変アパチャ３によって一定の強度とビ
ーム径にそろえられ、さらにダイクロイックミラー４、
ビームコンバイナ５、６および案内手段７を介して複合
材料１１に複数パルス照射され、それによって段階的に
所要深さとなるようにビアホール加工が施される。そし
て、１つのビアホール加工が終了すると案内手段７にお
けるＸ軸ガルバノミラー８およびＹ軸ガルバノミラー９
が作動して加工用パルスレーザビームＬ１の照射位置を
僅かずつずらし、所定の大きさの１つのビアホール１１
Ｃを形成してゆく。

【００１８】ビアホール加工用レーザ発振器１によるビ
アホール加工が開始されると、制御装置２２は、加工用
レーザ発振器１からの加工用パルスレーザビームＬ１の
照射と照射との間における非照射時に、測定用レーザビ
ームＬ２により絶縁樹脂層１１Ａの残存厚さの測定が行
われる。この測定用レーザビームＬ２は常に照射されて
おり、偏光ビームスプリッター２３、１／４波長板２
４、振動レンズ２５、焦点調整レンズ２６を通過し、焦
点調整レンズ２６を通過した測定用レーザビームＬ２は
ビームコンバイナ５により加工用パルスレーザビームＬ
１と同じ光軸上に重畳され、ビームコンバイナ５、６お
よび案内手段７を介してビアホール１１Ｃ内の絶縁樹脂
層１１Ａの表面に照射される。また、制御装置２２は厚
さ測定時以外においては受光素子３１からの入力を無視
するようになっている。

【００１９】加工の初期段階においては、振動レンズ２
５は銅層１１Ｂの近傍に測定用レーザビームＬ２の焦点
を合わすように設定されているので、振動レンズ２５の
振幅が絶縁樹脂層１１Ａの厚みよりも小さい場合には、
ビアホール１１Ｃ内の絶縁樹脂層１１Ａの表面に照射さ
れた測定用レーザビームＬ２はビアホール１１Ｃ内の絶
縁樹脂層１１Ａの表面に焦点が合うことがない。この場
合には、銅層１１Ｂの表面にのみ測定用レーザビームＬ
２の焦点が位置するため、受光素子３１へ入射した反射
光Ｒ２は図２のように上記ピークＰ２として検出手段２
８によって検出される。

【００２０】ビアホール加工が進みビアホール１１Ｃ内
の絶縁樹脂層１１Ａの表面が振動レンズ２５による焦点
移動範囲に入ると、振動レンズ２５の振動によって測定
用レーザビームＬ２の焦点がビアホール１１Ｃ内の絶縁
樹脂層１１Ａの表面を横切るようになり、測定用レーザ
ビームＬ２がビアホール１１Ｃ内の絶縁樹脂層１１Ａの
表面でも焦点を結ぶようになるので検出手段２８には図
３のように上記ピークＰ２とともにピークＰ１が検出さ
れる。演算処理手段３２は、上記ピークＰ１、Ｐ２の間
の時間ｔから残存厚さδの大きさを算出し、制御装置２
２はその算出値を予め定められている所定値と比較し、
算出値がその所定値よりも大きい場合にはビアホール加
工を続行させる。このとき、算出値と所定値との差があ
らかじめ定めた差よりも小さくなった場合には、ビアホ
ール加工用レーザ発振器１の出力を低下させるようにし
てもよい。

【００２１】上記ビアホール加工が継続されて上記算出
値が所定値よりも小さくなった場合には、制御装置２２
は残存厚さδが所定の厚みになったと判断し、ビアホー
ル加工用レーザ発振器１からの加工用パルスレーザビー
ムＬ１の照射を停止させる。この状態となったら、上記
制御装置２２は案内手段７におけるＸ軸ガルバノミラー
８およびＹ軸ガルバノミラー９のそれぞれの回動装置を
駆動させることで次の照射位置を設定し、２つ目のビア
ホール加工を開始する。なお、ビアホール加工中、照明
用光源４２より照明光Ｌ３を照射し、コリメータ４３に
よって光線を平行化した上でビームコンバイナ６、案内
手段７を介して複合材料１１を照らすことにより、ＣＣ
Ｄカメラ４１によってビアホール加工の様子をモニター
することが可能である。

【００２２】なお、上記実施例では、測定用レーザ発振
器２１は加工中常に測定用レーザビームＬ２を照射する
ようになっているが、これに限定されるものではなく、
例えばビアホール加工用レーザ発振器１からの加工用パ
ルスレーザビームＬ１の非照射時に、加工用パルスレー
ザの照射から所定時間経過後に測定用レーザビームＬ２
を照射し、その照射中に厚さを測定するようにしてもよ
い。また、上記実施例では振動レンズ２５の振幅が小さ
く、焦点調整レンズ２６を用いて焦点の移動範囲を調節
するようになっているが、振動レンズ２５の振幅を絶縁
樹脂層１１Ａの厚さより十分に大きくなるように構成し
てもよい。このようにすると焦点調整レンズ２６が不要
となり、最初の残存厚さδの測定から、絶縁樹脂層１１
Ａの表面に焦点が位置したときの反射光強度のピークＰ
１が現れるようになる。

【００２３】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、反射光
強度のピークの時間差から第１層の残存厚さを計測して
いるので、従来に比較して高精度の計測が可能となり、
確実に残存する第１層の厚さを所定の厚さとすることが
できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の該略構成図。

【図２】加工開始時の受光状態を表すグラフ。

【図３】加工終了時の受光状態を表すグラフ。

【符号の説明】

１ビアホール加工用レーザ発振器１１複合材料１１Ａ絶縁樹脂層１１Ｂ銅層１１Ｃビアホール２１測定用レ
ーザ発振器２２制御装置２５振動レン
ズ２８検出手段３２演算処理
手段 δ 残存厚さＬ１加工用パ
ルスレーザビームＬ２測定用レーザビームＲ２反射光

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０５Ｋ 3/46 Ｈ０５Ｋ 3/46 ＸＹ // Ｂ２３Ｋ 101:42 Ｂ２３Ｋ 101:42 Ｆターム(参考） 2F065 AA30 CC02 CC31 DD00 FF32 FF41 GG05 GG06 GG22 HH04 JJ03 JJ26 LL04 LL10 LL13 LL20 LL30 LL36 LL37 LL46 LL47 PP22 QQ11 QQ25 4E068 AF00 CA11 CA17 CB08 CC01 DA11 DB14 5E346 AA02 AA04 AA12 AA15 AA29 AA32 AA43 CC10 CC32 FF01 GG01 GG15 HH07 HH11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加工用パルスレーザビームを、第１層と
第２層とを有する複合材料の上記第１層に照射させて、
該第１層に所定深さのビアホールを加工するようにした
ビアホール加工方法において、上記ビアホールに測定用レーザビームを照射し、該測定
用レーザビームの焦点を測定用レーザビームの光軸方向
に移動させながら、ビアホール内の上記第１層の表面で
反射される測定用レーザビームの反射光強度のピーク
と、第２層の表面で反射される測定用レーザビームの反
射光強度のピークとの時間差から第１層の厚さを求め、
その厚さが予め定めた所定値以下となったら加工用パル
スレーザビームによる加工を停止させることを特徴とす
るビアホール加工方法。
【請求項２】上記加工用パルスレーザビームの照射と
照射との間における非照射時に、上記測定用レーザビー
ムを照射して第１層の表面で反射される測定用レーザビ
ームの反射光強度のピークと、第２層の表面で反射され
る測定用レーザビームの反射光強度のピークとの間の時
間差から第１層の厚さ求めることを特徴とする請求項１
に記載のビアホール加工方法。
【請求項３】加工用パルスレーザビームを、第１層と
第２層とを有する複合材料の上記第１層に照射させて該
第１層にビアホールを加工するビアホール加工用レーザ
発振器を備えたビアホール加工装置において、測定用レーザビームを上記ビアホールに照射させる測定
用レーザ発振器と、測定用レーザビームの焦点を該測定
用レーザビームの光軸方向に移動させる焦点移動手段
と、上記ビアホールから反射された測定用レーザビーム
の強度を検出する検出手段と、この検出手段によって検
出されたビアホール内の上記第１層の表面で反射された
測定用レーザビームの反射光強度のピークと第２層の表
面で反射された測定用レーザビームの反射光強度のピー
クとの時間差から、第１層の厚さを求める演算処理手段
とを設け、上記第１層の厚さが予め定めた所定値以下と
なったら上記ビアホール加工用レーザ発振器による加工
を停止させることを特徴とするビアホール加工装置。
【請求項４】上記焦点移動手段は、上記加工用パルス
レーザビームの照射と照射との間における非照射時に、
測定用レーザビームの焦点を光軸方向に移動させること
を特徴とする請求項３に記載のビアホール加工装置。
【請求項５】上記測定用レーザ発振器を上記加工用パ
ルスレーザビームとは異なる波長域とし、上記加工用パ
ルスレーザビームの光軸上に、加工用パルスレーザビー
ムと測定用レーザビームとのいずれか一方のレーザビー
ムを通過させ、他方のレーザビームを反射させるビーム
コンバイナを設けて、加工用パルスレーザビームに測定
用レーザビームを重畳させるとともに、偏光方向が一致
するレーザビームを通過させ、異なる偏光方向のレーザ
ビームを反射する偏光ビームスプリッタと、直線偏光を
円偏光に、円偏光を直線偏光に変換する１／４波長板
と、上記焦点移動手段とを、測定用レーザビームのビア
ホールからの反射光を上記検出手段に入射させるよう
に、測定用レーザビームの光軸上に配置した請求項３か
ら請求項４のいずれかに記載のビアホール加工装置。
【請求項６】上記検出手段は複合材料で反射された反
射光を集光させる共焦点レンズと、この共焦点レンズか
ら焦点距離だけ離れた位置に配置されたピンホールと、
該ピンホールを通過した反射光を受光する受光素子から
なる請求項３ないし請求項５のいずれかに記載のビアホ
ール加工装置。
【請求項７】上記加工用パルスレーザビームを案内す
る案内手段を設け、この案内手段は上記複合材料の異な
る位置に加工用パルスレーザビームを照射させて、該複
合材料の複数箇所にビアホール加工を施させることを特
徴とする請求項３ないし請求項６のいずれかに記載のビ
アホール加工装置。