JP2003260577A

JP2003260577A - レーザ加工方法

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Publication number: JP2003260577A
Application number: JP2002063979A
Authority: JP
Inventors: Naoki Wakabayashi; 直木若林; Kenichi Hayashi; 健一林
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-03-08
Filing date: 2002-03-08
Publication date: 2003-09-16
Anticipated expiration: 2022-03-08
Also published as: JP3967156B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】加工対象物の下地部材表面に形成された被覆
層に、少ないショット数で穴を開け、その穴の形状を制
御する。【解決手段】第１の材料からなる表層部を有する下地
部材と、下地部材の表面上に形成され、第１の材料とは
異なる第２の材料で形成された被覆層とを含む加工対象
物３７を準備する。被覆層を透過し、下地部材の表面で
反射し、反射位置の被覆層を下地部材から剥離させる性
質を有するパルスレーザビームを、加工対象物３７に被
覆層表面から入射させ、被覆層を下地部材から剥離させ
て穴を形成する。形成される穴の開口部の面積を底面の
面積で除して得られる値を開口率と定義し、パルスレー
ザビームの被覆層表面における１パルスあたりのフルエ
ンスを、他の条件を一定に保ったまま徐々に増加させて
穴を形成した場合、形成される穴の開口率が収束する値
の１．２倍となるフルエンス以上のフルエンスで穴を形
成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも２つの
部材を有する加工対象物にレーザビームを照射し、上部
部材に貫通する穴を開けるレーザ加工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属層上に形成された樹脂層に、紫外線
の波長領域のパルスレーザビームを集光させ、穴を開け
る方法が知られている。樹脂層がアブレーションされ金
属層がアブレーションされない大きさに、レーザビーム
のフルエンスを設定しておくと、下地の金属層にほとん
どダメージを与えることなく、樹脂層に貫通孔を形成す
ることができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アブレ
ーション加工で大面積の穴を開けようとすると、厚さ５
０μｍの樹脂層に直径５０μｍ程度の穴を開けるのでも
１００ショット前後のパルスレーザビームが必要であっ
た。

【０００４】本発明の目的は、加工対象物の下地部材表
面に形成された被覆層に、少ないショット数で、穴を開
けることのできるレーザ加工方法を提供することであ
る。

【０００５】また、その穴の形状を制御することのでき
るレーザ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れ
ば、第１の材料からなる表層部を有する下地部材と、該
下地部材の表面上に形成され、該第１の材料とは異なる
第２の材料で形成された被覆層とを含む加工対象物を準
備する工程と、前記被覆層を透過し、前記下地部材の表
面で反射し、反射位置の該被覆層を該下地部材から剥離
させる性質を有するレーザビームを、前記被覆層表面に
おけるビームスポットが、少なくとも一つの尖ったまた
は丸みを帯びた角を有する形状になるように入射させ、
前記被覆層を前記下地部材から剥離させて穴を形成する
工程とを有するレーザ加工方法が提供される。

【０００７】このレーザ加工方法によると、尖ったまた
は丸みを帯びた角を有する平面形状の穴を、前記被覆層
に形成することができる。

【０００８】また、本発明の他の観点によれば、第１の
材料からなる表層部を有する下地部材と、該下地部材の
表面上に形成され、該第１の材料とは異なる第２の材料
で形成された被覆層とを含む加工対象物を準備する工程
と、前記被覆層を透過し、前記下地部材の表面で反射
し、反射位置の該被覆層を該下地部材から剥離させる性
質を有するパルスレーザビームを、前記加工対象物に前
記被覆層表面から入射させ、前記被覆層を前記下地部材
から剥離させて穴を形成する工程であって、形成される
穴の開口部の面積を底面の面積で除して得られる値を開
口率と定義し、前記パルスレーザビームの前記被覆層表
面における１パルスあたりのフルエンスを、他の条件を
一定に保ったまま徐々に増加させて穴を形成した場合、
形成される穴の開口率が収束する値の１．２倍となるフ
ルエンス以上のフルエンスで穴を形成する工程とを有す
るレーザ加工方法が提供される。

【０００９】前記被覆層に入射する前記パルスレーザビ
ームの１パルスあたりのフルエンスを増加させていく
と、形成される穴は、底面と開口部の面積差の小さい、
側面が切り立った形状を有するようになる。また、開口
部の形状が、前記被覆層表面におけるビームスポットの
形状に近づいていく。このレーザ加工方法は、前記被覆
層表面におけるフルエンスを調整することにより、底面
や開口部の平面形状がビームスポットに近似する穴、側
面の傾斜角の大きな穴を加工することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１（Ａ）に、本発明の第１の実
施例によるレーザ加工方法で用いられるレーザ加工装置
の概略図を示す。レーザ光源１がパルスレーザビームを
出射する。レーザ光源１から出射したパルスレーザビー
ムは、ビーム断面を整形するマスク２を経て、平凸レン
ズ３に入射する。ＸＹステージ４の可動面上に加工対象
物５が保持されている。平凸レンズ３により収束された
レーザビームが、ＸＹステージ４に保持された加工対象
物５の表面に入射する。

【００１１】レーザ光源１は、Ｎｄ：ＹＬＦレーザ発振
器と非線型光学素子とを含んで構成され、基本波（波長
１０４７ｎｍ）または２倍高調波（波長５２３ｎｍ）を
発生させることができる。ここでは基本波を、パルス幅
１５ｎｓ、パルスエネルギ１ｍＪで出射させる。

【００１２】図１（Ｂ）に示すように、ＸＹステージ４
の可動面を水平に配置し、反射ミラー６でレーザビーム
を鉛直下方に反射させてもよい。

【００１３】また、図１（Ｃ）に示すように、レーザ光
源１とマスク２の間に凹レンズ７及び凸レンズ８を挿入
してもよい。凹レンズ７はビームを拡大し、凸レンズ８
は拡大されたビームを平行光にする。または、凹レンズ
７を凸レンズ８より小さい焦点距離を有する凸レンズに
置き換え、テレセントリックにしてビームを広げてもよ
い。

【００１４】更に、図１（Ｄ）に示すように、凹シリン
ドリカルレンズ９及び凸シリンドリカルレンズ１０を用
いて、ビーム断面を楕円形に拡大整形し、平行光とする
ことができる。または、凹シリンドリカルレンズ９を凸
シリンドリカルレンズ１０より小さい焦点距離を有する
凸シリンドリカルレンズに置き換え、テレセントリック
にしてビームを広げてもよい。

【００１５】図２（Ａ）は本発明の第１の実施例による
レーザ加工方法で使用する加工対象物であるマザーボー
ドの断面図である。

【００１６】下地部材である金属層２１、たとえば銅層
の表面に、樹脂被覆層２０、たとえばエポキシ樹脂層が
積層されている。樹脂被覆層２０の厚みは、たとえば５
０μｍである。

【００１７】樹脂被覆層２０の上面から、樹脂被覆層２
０にパルスレーザビームを入射させる。パルスレーザビ
ームの多くは樹脂被覆層２０に吸収されることなく透過
し、金属層２１で大部分反射され金属層２１を透過しな
い性質をもつ。このマザーボードにパルスレーザビーム
が１ショット入射すると、樹脂被覆層２０と金属層２１
との界面が高圧力状態となり、この圧力によって金属層
２１上面におけるパルスレーザビームの反射位置付近の
樹脂被覆層２０の一部が金属層２１から剥離して穴が開
く。この現象を「リフティング現象」と呼び、「リフテ
ィング現象」を利用した加工を「リフティング加工」と
呼ぶこととする。

【００１８】図２（Ｂ）は入射した１ショットのパルス
レーザビームによって、樹脂被覆層２０に穴２０ａが形
成されたマザーボードの断面図である。穴２０ａの底面
を仮に円とすると、その直径はたとえば２００μｍ以上
である。リフティング加工はアブレーション加工に比
べ、少ないショット数で、大面積の穴開け加工を可能に
する。

【００１９】図３（Ａ）及び（Ｂ）は、マスク２の透過
孔を樹脂被覆層２０の表面に結像させ、マザーボードの
樹脂被覆層２０に１ショット入射させた後の、マザーボ
ード表面の光学顕微鏡写真をスケッチした図である。
（Ａ）の透過孔は俵型、（Ｂ）の透過孔は三角形であっ
た。ビームを入射させたのは、金属層２１が銅層であり
樹脂被覆層２０が厚さ６０μｍのエポキシ樹脂層である
マザーボードであった。穴の開口部（エポキシ樹脂層表
面）を実線で、穴の底面（銅層表面の露出部分）を一点
鎖線で、入射したパルスレーザビームのビームスポット
を点線で記した。開口部は底面より大きく、底面はビー
ムスポットよりも大きい。図３（Ａ）の俵型穴の底面
は、短径が約２００μｍ、長径が約３００μｍであっ
た。

【００２０】次に、図４〜８を参照し、第１の実施例に
よるレーザ加工方法を詳述する。図４は本実施例による
レーザ加工方法で用いられるレーザ加工装置の概略図で
ある。図１（Ａ）に示したレーザ加工装置に、反射ミラ
ー３１と、テレセントリックにレーザビームを広げる２
枚の平凸レンズ３２及び３３とを加えたもので、それ以
外の構成は図１（Ａ）に示したレーザ加工装置の構成と
同じである。また、図４に示したレーザ加工装置におい
ては、焦点距離が５０ｍｍの平凸レンズ３５を用い、マ
スク３４と平凸レンズ３５の間の距離を１０５０ｍｍ、
平凸レンズ３５と加工対象物３７の間の距離を５２．５
ｍｍに保った。縮小率は２０である。なお、加工対象物
は、ＡＢＦ材（金属層表面の樹脂被覆層がエポキシ樹脂
を主成分にして構成されているもの）で樹脂被覆層の厚
みは５０μｍである。

【００２１】マスク３４には、一辺５ｍｍの正三角形の
透過孔が形成されている。レーザ光源３０から、Ｎｄ：
ＹＬＦレーザの基本波（波長１０４７ｎｍ）を、パルス
幅１５ｎｓで出射した。加工対象物表面において、レー
ザビームのビームスポットは一辺２５０μｍの正三角形
となる。ビームスポットの正三角形の角は尖っている場
合も、また、角の先が少し丸みを帯びている場合も考え
られる。

【００２２】図５は、出射するレーザビームのパルスエ
ネルギを様々に変化させ、エポキシ樹脂層に１ショット
ずつ入射させた後の、ＡＢＦ材表面の光学顕微鏡写真を
スケッチした図である。

【００２３】図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）
は、ビームのフルエンスが、それぞれ６．１Ｊ／ｃ
ｍ²、４．１Ｊ／ｃｍ²、２．８Ｊ／ｃｍ²、１．８Ｊ／
ｃｍ²であるときに形成された穴である。ここでフルエ
ンスとは、樹脂被覆層表面におけるレーザビームのフル
エンスを意味する。図３と同様に、穴の開口部（エポキ
シ樹脂層表面）を実線で、穴の底面（銅層表面の露出部
分）を一点鎖線で、入射したパルスレーザビームのビー
ムスポットを点線で記した。開口部は底面より大きく、
底面はビームスポットよりも大きい。

【００２４】ビームスポットの形状は、ほぼ正三角形で
ある。底面の外周はビームスポットを取り囲んでおり、
正三角形の頂点が丸みを帯び、各辺が外側に膨らんだ形
状を有する。図５（Ａ）〜（Ｄ）のいずれの場合にも、
底面の形状はビームスポットの形状の痕跡を留めてい
る。

【００２５】図５（Ａ）に示すようにビームのフルエン
スが６．１Ｊ／ｃｍ²のときには、開口部の外周が底面
の外周に倣い、正三角形の痕跡を留めている。図５
（Ｂ）〜（Ｄ）に示すように、ビームのフルエンスを低
下させると、開口部が円形に近づく。また、照射するビ
ームのフルエンスが高いほど、開口部と底面との面積比
が１に近い穴、すなわち穴の側壁が垂直に近く立ち上が
る穴を形成することができる。フルエンスが低いと、穴
側面がテーパ形状を示す。

【００２６】図６に、樹脂被覆層に入射するパルスレー
ザビームの１パルスあたりのフルエンスと対ビームスポ
ット面積比との関係を示す。対ビームスポット面積比と
は、形成された穴の開口部及び底面の面積の、樹脂被覆
層表面におけるビームスポットの面積に対する比のこと
である。横軸は、樹脂被覆層表面におけるビームの１パ
ルスあたりのフルエンスを単位「Ｊ／ｃｍ²」で表し、
縦軸は対ビームスポット面積比を「任意単位」で表す。

【００２７】黒三角で示したのがビームスポット面積に
対する底面積の比、逆黒三角で示したのがビームスポッ
ト面積に対する開口部面積の比である。穴形成の閾値は
１．４〜１．８Ｊ／ｃｍ²の間にあり、これより大きな
フルエンスで入射したレーザビームによって、樹脂被覆
層に穴が形成される。フルエンスを増大させることで、
底面、開口部ともに面積は増加するが、開口部は底面ほ
ど増加の割合が大きくはない。すなわち形成される穴の
側面は、フルエンスの増大とともに、切り立った形状に
近づくことがわかる。

【００２８】図７に、樹脂被覆層に入射するパルスレー
ザビームの１パルスあたりのフルエンスと開口率との関
係を示す。開口率とは、樹脂被覆層に形成された穴の開
口部の面積を底面の面積で除して得られる値と定義す
る。横軸は、樹脂被覆層表面におけるビームの１パルス
あたりのフルエンスを単位「Ｊ／ｃｍ²」で表し、縦軸
は開口率を「任意単位」で表す。黒丸で示したのが両者
の関係である。照射するレーザビームが金属層に損傷を
与えない、または与える損傷の程度が無視できる範囲の
フルエンスにおいては、他の条件を一定に保ちながらフ
ルエンスを徐々に増加させていくと、開口率は１以上の
ある一定の値に収束する。この収束値の１．２倍の開口
率の穴を形成するフルエンス以上のフルエンスで加工す
ることにより、側面の傾斜角が大きな（側面が切り立っ
た形状の）穴を形成することができる。また、開口部及
び底面の形状が、樹脂被覆層上のビームスポットに近似
する穴を形成することが出来る。

【００２９】次に、一辺５ｍｍの正方形の透過孔が形成
されているマスク３４を使用し、加工対象物表面に入射
するレーザビームのビームスポットを、一辺２５０μｍ
の正方形とした。縮小率は２０である。

【００３０】図８は、出射するレーザビームのパルスエ
ネルギを様々に変化させ、前出のＡＢＦ材の樹脂被覆層
に１ショットずつ入射させた後の、ＡＢＦ材表面の光学
顕微鏡写真をスケッチした図である。

【００３１】図８（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、ビーム
のフルエンスが、それぞれ２．９６Ｊ／ｃｍ²、２．０
Ｊ／ｃｍ²、１．３Ｊ／ｃｍ²であるときに形成された穴
である。ここでフルエンスとは、樹脂被覆層表面におけ
るレーザビームの１パルスあたりのフルエンスを意味す
る。図３と同様に、穴の開口部（エポキシ樹脂層表面）
を実線で、穴の底面（銅層表面の露出部分）を一点鎖線
で、入射したパルスレーザビームのビームスポットを点
線で記した。開口部は底面より大きく、底面はビームス
ポットよりも大きい。

【００３２】正方形の透過孔を有するマスクを用いる
と、頂点が丸みを帯びた正方形状の底面と、辺及び頂点
が丸みを帯びた正方形状の開口部を有する穴を開けるこ
とができる。また、穴の底面形状は、照射したビームの
形状（正方形）に依存する。更に、フルエンスの高いビ
ームほど開口部を正方形に近い形状に（殊に正方形の辺
部を直線的に）加工することができる。また、開口部と
底面との面積比が１に近い穴、すなわち穴の側壁の傾斜
角が大きい（９０°に近い）穴を形成することができ
る。

【００３３】図９に、樹脂被覆層に入射するパルスレー
ザビームの１パルスあたりのフルエンスと対ビームスポ
ット面積比との関係を示す。対ビームスポット面積比、
グラフの縦軸及び横軸、黒三角及び逆黒三角の意味する
ところは、三角形のマスクを使用した場合（図６）と同
じである。

【００３４】穴形成の閾値は０．８〜１．２Ｊ／ｃｍ²
の間にあり、これより大きなフルエンスで入射したレー
ザビームによって、樹脂被覆層に穴が形成される。フル
エンスを増大させることで、底面、開口部ともに面積は
増加するが、底面積の方が増加の割合が大きい。このグ
ラフに示した範囲よりもフルエンスを増大させても同様
である。

【００３５】図６と図９とから読み取れる閾値は異な
る。これは、ＡＢＦ材の樹脂被覆層表面におけるビーム
スポットの面積が異なることが原因の一つである。リフ
ティング加工の加工メカニズムはフォトン波長に依存す
る光化学現象（高分子の分子結合を切断する）ではな
く、フォトン数に依存するサーマル現象（熱的に分解す
る）としての側面が強いため、ビームスポットの面積が
閾値に関係する。

【００３６】図１０に、樹脂被覆層に入射するパルスレ
ーザビームの１パルスあたりのフルエンスと開口率との
関係を示す。開口率、グラフの縦軸及び横軸の意味する
ところはビームスポットを三角形にして入射させた場合
のグラフ（図７）と同じである。黒丸で示したのが両者
の関係である。ビームスポットが正方形である場合も、
照射するレーザビームが金属層に損傷を与えない、また
は与える損傷の程度が無視できる範囲のフルエンスにお
いては、他の条件を一定に保ちながらフルエンスを徐々
に増加させていくと、開口率は１以上のある一定の値に
近づくであろう。この収束値の１．２倍の開口率の穴を
形成するフルエンス以上のフルエンスで加工することに
より、側面の傾斜角が大きな（側面が切り立った形状
の）穴を形成することができる。また、開口部及び底面
の形状が、樹脂被覆層上のビームスポットに近似する穴
を形成することが出来る。

【００３７】以上、第１の実施例に示したように、ビー
ムスポットが尖ったまたは丸みを帯びた角を有する形状
になるように、レーザビームを樹脂被覆層に入射させる
と、それに対応する丸みを帯びた角を有する形状の穴を
形成することができる。前記尖ったまたは丸みを帯びた
角が、９０°以下の内角を有するものであれば、形成さ
れる穴も、それに対応する、よりはっきりした角部を有
することになる。

【００３８】次に、図１（Ａ）、図８（Ａ）及び図１１
を参照して、本発明の第２の実施例について説明する。

【００３９】図１（Ａ）に示すレーザ加工装置を用い
て、加工対象物たとえば第１の実施例で使用したものと
同じマザーボードを加工する。たとえば正方形の透過孔
の形成されたマスク２を用い、Ｎｄ：ＹＬＦレーザの基
本波を１ショット照射する。

【００４０】図８（Ａ）に示すように、角が丸みを帯び
た正方形の開口部を有する穴が、樹脂被覆層に形成され
る。

【００４１】続いて、たとえば正三角形の透過孔の形成
されたマスク２を使用する。ＸＹステージ４によりマザ
ーボードを移動させて、パルスレーザビームを照射し、
新たな穴を形成して最初のショットで形成された正方形
状の穴を広げる。樹脂被覆層２０表面におけるビームス
ポットが、少なくとも一つの尖ったまたは丸みを帯びた
角を有するように、ここでは正三角形状のビームスポッ
トの頂点の１つが樹脂被覆層２０上に形成されるよう
に、レーザビームを入射させる。

【００４２】図１１（Ａ）はマザーボードの樹脂被覆層
２０に形成された穴の平面図である。点線で示した正方
形が、最初に照射したレーザビームのビームスポットで
あり、一点鎖線で示した４つの正三角形が、正方形状の
穴を広げるために照射したレーザビームのビームスポッ
トである。なお、図１１（Ａ）〜（Ｅ）においては、入
射したレーザビームのビームスポットを点線または一点
鎖線で記し、形成された穴を実線で記す。

【００４３】図８（Ａ）に示した正方形状の穴の、丸み
を帯びた角の周辺をより尖った形状にする。そのため、
正三角形状のビームスポットの頂点が、丸みを帯びた角
の付近の樹脂被覆層２０上に形成されるように、ビーム
を入射させる。

【００４４】図１１（Ａ）に実線で記したのが、樹脂被
覆層２０に形成された穴である。穴の角は、ビームスポ
ットの正三角形の角に対応して形成されたものである。
このようにビームスポットの角が、広げた穴の外周の一
部に対応するようにレーザビームを入射させて、角を有
する穴を加工することができる。リフティング加工は、
レーザビームを重ねて照射しても、下地の金属層２１に
影響をほとんど与えず樹脂被覆層２０に穴を形成するこ
とができる。したがって幾度も微細に重ね打ちをするこ
とによって、シャープな角を形成することも可能であ
る。

【００４５】図１１（Ｂ）の一点鎖線に示すように、た
とえば直角二等辺三角形のビームスポットを形成して、
図１１（Ａ）の穴の角部を加工してもよい。図１１
（Ａ）では、正三角形状のビームスポットの６０°の角
で、穴の角部を形成したが、図１１（Ｂ）においては、
直角二等辺三角形状のビームスポットの４５°の角で、
穴の角部の形成を行っている。後者の方が、よりはっき
りした角部を有する穴を形成できる。４５°より小さい
角を有するビームスポットに集光すると、更にはっきり
とした角部を有する穴を形成できる。

【００４６】また、図１１（Ｃ）に示すように、直角に
折れ曲がった鉤型の穴を開けることもできる。たとえ
ば、レーザビームを細長い矩形のビームスポットになる
ように集光して穴の２本の直線部を加工する。折れ曲が
り部分は、直角二等辺三角形のビームスポットを有する
２ショットのパルスレーザビームにより形成される。こ
の２つのビームスポットは、直角二等辺三角形の斜辺ど
うしが対向し、直角二等辺三角形の各々の一方の底角が
折れ曲がり部分の外側の角に対応するように位置決めさ
れる。このように位置決めすることにより、折れ曲がり
部分の外側の角を鋭くすることができる。

【００４７】図１１（Ｄ）は、レーザビームを細長い矩
形のビームスポットに集光して形成した細長い矩形の穴
の平面図である。穴の端部の角が丸みを帯びている。

【００４８】図１１（Ｅ）は、レーザビームを細長い矩
形のビームスポットに集光して、図１１（Ｄ）に示すよ
うな穴を形成した後、端部を直角二等辺三角形状のビー
ムスポットに集光して加工した細長い矩形の穴の平面図
である。穴の端部は、直角二等辺三角形のビームスポッ
トを有する４ショットのパルスレーザビームにより形成
される。４つの直角二等辺三角形は、正方形を２本の対
角線で分割して得られる４つの直角二等辺三角形に相当
するように位置決めされる。この正方形の一つの辺が、
穴の直線部分の端部に対向する。図１１（Ｄ）に示した
ような１ショットだけで開けた穴に比べ、鮮明な角部を
有する穴を加工することができる。

【００４９】その他、様々にビームスポットの形状やビ
ームの入射位置を変えて、穴の形を制御する方法が考え
られるであろう。その際、第１の実施例で説明したよう
に、加工対象物に入射するレーザビームのフルエンスを
変化させることによる穴形状の制御をも加えて、加工を
行うことができる。

【００５０】次に図１（Ａ）及び図１２を参照して、本
発明の第３の実施例について説明する。

【００５１】図１（Ａ）に示すレーザ加工装置を用い
て、加工対象物に穴を開ける。レーザ光源１から、Ｎ
ｄ：ＹＬＦレーザの基本波をパルス幅１０ｐｓで出射す
る。

【００５２】図１２は加工対象物である多層基板の断面
図である。ガラス繊維等の支持材料（補強材料）で強化
された、たとえばエポキシ樹脂で作られた支持基板４
２、金属材料たとえばアルミニウムで作られた下地部材
である金属層４１、誘電体材料たとえばポリイミド樹脂
で作られた樹脂被覆層４０、がこの順に下から積層され
ている。樹脂被覆層４０の厚みはたとえば５０μｍであ
る。

【００５３】樹脂被覆層４０の誘電体材料の例として
は、ポリイミド樹脂の他、エポキシ樹脂、フェノール樹
脂、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＢＴレ
ジン、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）などがある。

【００５４】金属層４１の金属材料の例としては、アル
ミニウムの他、銅、金、銀、パラジューム、ニッケル、
チタン、タングステン、プラチナ、モリブデンなどがあ
る。

【００５５】支持基板４２の支持材料（補強材料）の例
としては、ガラス繊維の他、アルミナ繊維、アラミド繊
維、ケプラーなどがある。

【００５６】樹脂被覆層４０の上面から、Ｎｄ：ＹＬＦ
レーザの基本波を入射させる。ビームの多くは樹脂被覆
層４０に吸収されることなく透過し、金属層４１で大部
分反射され透過しない性質をもつ。リフティング現象に
より、樹脂被覆層４０に穴が形成される。

【００５７】リフティング加工は多層基板材料の種類や
構成によっては、スミアが非常に少ない、清浄な金属層
を露出させることができる。また、リフティング加工に
よれば、デブリが非常に少ない穴開け加工が可能であ
る。したがって、リフティング効果を用いた穴開け加工
の後、デスミアやデブリ除去のための湿式処理（過マン
ガン酸処理）等の後処理をすることなく、メッキ、ワイ
ヤボンディングを行うことができる。デスミアやデブリ
除去のための湿式処理（過マンガン酸処理）等の工程を
省略することができるため、高いスループットが得られ
る。更に、スミアが残った場合も、プラズマデスミア等
で容易に除去でき、その後、メッキ、ワイヤボンディン
グを行うことが可能であると思われる。

【００５８】入射するレーザビームのフルエンスを変化
させたり、マスク２により樹脂被覆層４０に入射するレ
ーザビームのビームスポットを調整することによって、
ワイヤボンディングに適した形状の穴を作製する。ま
た、幾種類かのマスクを使用して穴の形状を制御しても
よい。こうして形成した穴に、メッキを施し、ワイヤボ
ンディングを行えば、効率のよい作業を行うことができ
る。

【００５９】以上、実施例に沿って本発明を説明した
が、本発明はこれらに限定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
業者には自明であろう。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
加工対象物の下地部材表面に形成された被覆層に、少な
いショット数で穴を開け、その穴の形状を制御すること
のできるレーザ加工方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の第１の実施例によ
るレーザ加工方法で用いられるレーザ加工装置の概略図
である。

【図２】（Ａ）は、第１の実施例によるレーザ加工方法
で加工するマザーボードの断面図である。（Ｂ）は、第
１の実施例によるレーザ加工方法で穴が形成されたマザ
ーボードの断面図である。

【図３】（Ａ）及び（Ｂ）は、第１の実施例によるレー
ザ加工方法で加工したマザーボードの光学顕微鏡写真を
スケッチした図である。

【図４】第１の実施例によるレーザ加工方法で用いられ
るレーザ加工装置の概略図である。

【図５】（Ａ）〜（Ｄ）は、第１の実施例によるレーザ
加工方法で加工したＡＢＦ材の光学顕微鏡写真をスケッ
チした図である。

【図６】樹脂被覆層に入射するパルスレーザビームの１
パルスあたりのフルエンスと対ビームスポット面積比と
の関係を示すグラフである。

【図７】樹脂被覆層に入射するパルスレーザビームの１
パルスあたりのフルエンスと開口率との関係を示すグラ
フである。

【図８】第１の実施例によるレーザ加工方法で加工した
ＡＢＦ材の光学顕微鏡写真をスケッチした図である。

【図９】樹脂被覆層に入射するパルスレーザビームの１
パルスあたりのフルエンスと対ビームスポット面積比と
の関係を示すグラフである。

【図１０】樹脂被覆層に入射するパルスレーザビームの
１パルスあたりのフルエンスと開口率との関係を示すグ
ラフである。

【図１１】（Ａ）〜（Ｅ）は、本発明の第２の実施例に
よるレーザ加工方法によって、マザーボードに形成され
た穴の平面図である。

【図１２】本発明の第３の実施例によるレーザ加工方法
で加工する多層基板の断面図である。

【符号の説明】

１レーザ光源２マスク３平凸レンズ４ＸＹステージ５加工対象物６反射ミラー７凹レンズ８凸レンズ９凹シリンドリカルレンズ１０凸シリンドリカルレンズ２０樹脂被覆層２０ａ穴２１金属層３０レーザ光源３１反射ミラー３２、３３平凸レンズ３４マスク３５平凸レンズ３６ＸＹステージ３７加工対象物４０樹脂被覆層４１金属層４２支持基板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の材料からなる表層部を有する下地
部材と、該下地部材の表面上に形成され、該第１の材料
とは異なる第２の材料で形成された被覆層とを含む加工
対象物を準備する工程と、前記被覆層を透過し、前記下地部材の表面で反射し、反
射位置の該被覆層を該下地部材から剥離させる性質を有
するレーザビームを、前記被覆層表面におけるビームス
ポットが、少なくとも一つの尖ったまたは丸みを帯びた
角を有する形状になるように入射させ、前記被覆層を前
記下地部材から剥離させて穴を形成する工程とを有する
レーザ加工方法。
【請求項２】前記角の内角が９０°以下である請求項
１に記載のレーザ加工方法。
【請求項３】第１の材料からなる表層部を有する下地
部材と、該下地部材の表面上に形成され、該第１の材料
とは異なる第２の材料で形成された被覆層とを含む加工
対象物を準備する工程と、前記被覆層を透過し、前記下地部材の表面で反射し、反
射位置の該被覆層を該下地部材から剥離させる性質を有
するパルスレーザビームを、前記加工対象物に前記被覆
層表面から入射させ、前記被覆層を前記下地部材から剥
離させて穴を形成する工程であって、形成される穴の開
口部の面積を底面の面積で除して得られる値を開口率と
定義し、前記パルスレーザビームの前記被覆層表面にお
ける１パルスあたりのフルエンスを、他の条件を一定に
保ったまま徐々に増加させて穴を形成した場合、形成さ
れる穴の開口率が収束する値の１．２倍となるフルエン
ス以上のフルエンスで穴を形成する工程とを有するレー
ザ加工方法。
【請求項４】第１の材料からなる表層部を有する下地
部材と、該下地部材の表面上に形成され、該第１の材料
とは異なる第２の材料で形成された被覆層とを含む加工
対象物を準備する工程と、前記被覆層を透過し、前記下地部材の表面で反射し、反
射位置の該被覆層を該下地部材から剥離させる性質を有
するレーザビームを、前記加工対象物に前記被覆層表面
から入射させ、該被覆層を該下地部材から剥離させて第
１の穴を形成する工程と、第２のレーザビームを、前記被覆層表面におけるビーム
スポットが少なくとも一つの尖ったまたは丸みを帯びた
角を有する形状になるように入射させ、該被覆層を該下
地部材から剥離させて、前記第１の穴を広げる工程であ
って、前記第２のレーザビームのビームスポットの角
が、広げられた前記第１の穴の外周の一部に対応するよ
うに、第２のレーザビームを入射させる工程とを有する
レーザ加工方法。