JP2003275885A - Laser beam machining method - Google Patents

Laser beam machining method

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JP2003275885A
JP2003275885A JP2002080393A JP2002080393A JP2003275885A JP 2003275885 A JP2003275885 A JP 2003275885A JP 2002080393 A JP2002080393 A JP 2002080393A JP 2002080393 A JP2002080393 A JP 2002080393A JP 2003275885 A JP2003275885 A JP 2003275885A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To make openings of various sizes in a short time on a covering layer of an object to be worked. <P>SOLUTION: The object to be worked on which a covering layer of a material different from that of a surface layer part of a base member is formed is prepared on a surface of the base member. A first laser beam has properties of transmitting through a covering layer, reflected by a boundary between the covering layer and the base member and peeling the covering layer of a reflection position off the base member. The first laser beam is made incident on the object to be worked from the surface of the covering layer, part of the covering layer is peeled off the base member and a first opening is formed. The higher harmonic component is separated from the laser beam including a first component of the same wavelength as that of the first laser beam and a higher harmonic component of the first wavelength. The separated higher harmonic component is made incident on the object to be worked through the surface of the covering layer of the object to be worked and a second opening is formed in the covering layer. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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、被覆層を有する加
工対象物にレーザビームを照射し、被覆層に穴を開ける
レーザ加工方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser processing method for irradiating a processing object having a coating layer with a laser beam to make a hole in the coating layer.

【0002】[0002]

【従来の技術】下地部材上に形成された被覆層に、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。被覆層がアブレーションされ
下地部材がアブレーションされない大きさに、レーザビ
ームのパルスエネルギを設定しておくと、下地部材にほ
とんどダメージを与えることなく、被覆層に貫通孔を形
成することができる。
2. Description of the Related Art There is known a method of forming a hole in a coating layer formed on a base member by condensing a pulsed laser beam in the ultraviolet wavelength range. If the pulse energy of the laser beam is set to a size such that the coating layer is ablated and the base member is not ablated, the through hole can be formed in the coating layer with almost no damage to the base member.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
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50μm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
となり、加工に長時間を要していた。
However, when an attempt is made to open a large-area hole by the above-mentioned ablation process,
Even if a hole having a diameter of about 50 μm is made in a resin layer having a thickness of 50 μm, a pulse laser beam of about 100 shots is required, and it takes a long time for processing.

【0004】本発明の目的は、加工対象物の被覆層に、
短時間で効果的に穴を開けるレーザ加工方法を提供する
ことである。また、加工対象物の被覆層に、様々な大き
さの穴を開けるレーザ加工方法を提供することである。
An object of the present invention is to provide a coating layer for an object to be processed,
It is an object of the present invention to provide a laser processing method capable of effectively making a hole in a short time. Another object of the present invention is to provide a laser processing method for making holes of various sizes in a coating layer of a processing target.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の一観点によれ
ば、下地部材の表面上に、該下地部材の表層部の材料と
は異なる材料からなる被覆層が形成された加工対象物を
準備する工程と、前記被覆層を透過し、該被覆層と前記
下地部材との界面で反射し、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第1のレーザビーム
を、該被覆層の表面から前記加工対象物に入射させて、
該被覆層の一部を該下地部材から剥離させ、第1の穴を
形成する工程と、前記第1のレーザビームの波長と同一
の第1の波長の成分及び該第1の波長の高調波成分を含
むレーザビームから高調波成分を分離し、分離された高
調波成分を、加工対象物の被覆層の表面から加工対象物
に入射させ、被覆層に第2の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。
According to one aspect of the present invention, there is prepared an object to be processed in which a coating layer made of a material different from the material of the surface layer of the base member is formed on the surface of the base member. And a first laser beam having a property of transmitting the coating layer, reflecting at the interface between the coating layer and the base member, and separating the coating layer at the reflection position from the base member. From the surface of the layer is incident on the object to be processed,
A step of peeling a part of the coating layer from the base member to form a first hole; a component of a first wavelength that is the same as the wavelength of the first laser beam and a harmonic of the first wavelength. Separating the higher harmonic component from the laser beam containing the component, causing the separated higher harmonic component to enter the object to be processed from the surface of the coating layer of the object to be processed, and forming a second hole in the coating layer. A laser processing method having the same is provided.

【0006】該レーザ加工方法によれば、前記第1の波
長のレーザビームで大きな穴を形成し、前記第1の波長
の高調波成分で小さな穴を形成することができるので、
短時間で、様々な大きさの穴を形成することが可能とな
る。
According to the laser processing method, a large hole can be formed by the laser beam of the first wavelength and a small hole can be formed by the harmonic component of the first wavelength.
It is possible to form holes of various sizes in a short time.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】図1及び図2を参照して、本発明
の第1の実施例について説明する。図1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。全固体レーザ発振器1からパルス
レーザビーム、たとえばNd:YAGレーザの基本波
(波長1064nm)が、パルスエネルギ200μJで
出射される。このパルスレーザビームを2倍波発生用非
線形結晶(SHG,Second Harmonics Generator)2
に通す。これによりNd:YAGレーザの2倍高調波
(532nm)を作り出すことができるが、入射したす
べての基本波が2倍高調波に変換されるわけではない。
2倍波発生用非線形結晶(SHG)からは、基本波と2
倍高調波との異なる二つの波長成分を含む混合波が出射
される。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows the first of the present invention.
FIG. 3 is a schematic view of a laser processing apparatus used in the laser processing method according to the example of FIG. A pulsed laser beam, for example, a fundamental wave (wavelength 1064 nm) of an Nd: YAG laser is emitted from the all-solid-state laser oscillator 1 with a pulse energy of 200 μJ. A nonlinear crystal (SHG, Second Harmonics Generator) for generating a second harmonic wave of this pulsed laser beam 2
Pass through. This makes it possible to generate the second harmonic (532 nm) of the Nd: YAG laser, but not all the incident fundamental waves are converted to the second harmonic.
From the non-linear crystal (SHG) for generating the second harmonic,
A mixed wave including two wavelength components different from the double harmonic is emitted.

【0008】出射された混合波は、3倍波発生用非線形
結晶(THG,Third HarmonicsGenerator)3に入射
し、Nd:YAGレーザの3倍高調波がつくられる。そ
の周波数は、2倍波発生用非線形結晶(SHG)から出
射された混合波に含まれる基本波と2倍高調波との和周
波である。3倍波発生用非線形結晶(THG)から出射
されるレーザビームには、必ず基本波が残る。すなわち
3倍波発生用非線形結晶(THG)からは、基本波(波
長1064nm)と2倍高調波(波長532nm)と3
倍高調波(波長355nm)との異なる三つの波長成分
を含むレーザビームが出射される。
The emitted mixed wave is incident on the third harmonic generating non-linear crystal (THG, Third Harmonics Generator) 3 to generate a third harmonic of the Nd: YAG laser. The frequency is the sum frequency of the fundamental wave and the second harmonic contained in the mixed wave emitted from the nonlinear crystal (SHG) for generating the second harmonic. A fundamental wave always remains in the laser beam emitted from the third-order harmonic generation nonlinear crystal (THG). That is, from the non-linear crystal (THG) for generating the third harmonic, the fundamental wave (wavelength 1064 nm) and the second harmonic (wavelength 532 nm)
A laser beam including three wavelength components different from the double harmonic (wavelength 355 nm) is emitted.

【0009】このレーザビームは、ダイクロイックミラ
ー4に入射する。ダイクロイックミラー4は波長の異な
る基本波と3倍高調波とを分岐させ、それぞれ光路A、
光路Bに導く。このとき、2倍高調波は、ダイクロイッ
クミラー4を通過し、基本波とともに光路Aに進む。
This laser beam is incident on the dichroic mirror 4. The dichroic mirror 4 splits the fundamental wave and the triple harmonic having different wavelengths into optical paths A,
Guide to optical path B. At this time, the second harmonic passes through the dichroic mirror 4 and travels to the optical path A together with the fundamental wave.

【0010】光路Aを辿る基本波のパルスレーザビーム
のパルスエネルギは、たとえば0.9mJである。基本
波のパルスレーザビームは、たとえばビーム断面の形状
を円形に整形するマスク5a、基本波を反射し2倍高調
波を透過させる反射ミラー6a、ガルバノスキャナ7
a、レーザビームを加工対象物10a上に集束させるf
θレンズ8aを経て、ステージ9上に据えられている加
工対象物10aに照射される。加工対象物10aは、た
とえば多層基板である。ガルバノスキャナ7aは一対の
揺動可能な反射鏡を含んで構成され、レーザビームを2
次元方向に高速で走査する。なお、反射ミラー6aは、
入射する2倍高調波のほとんどを透過させるが、4%ほ
どを反射してしまう。したがって、2枚の反射ミラー6
aにより、ダイクロイックミラー4を通過した2倍高調
波の0.16%が加工対象物10aに照射されるが、こ
の2倍高調波の加工への参与は無視できる。
The pulse energy of the pulse laser beam of the fundamental wave that follows the optical path A is, for example, 0.9 mJ. The pulsed laser beam of the fundamental wave has, for example, a mask 5a for shaping the beam cross section into a circular shape, a reflection mirror 6a for reflecting the fundamental wave and transmitting a second harmonic, and a galvano scanner 7.
a, focusing the laser beam on the processing object 10a f
The object to be processed 10a mounted on the stage 9 is irradiated through the θ lens 8a. The processing object 10a is, for example, a multilayer substrate. The galvano scanner 7a is configured to include a pair of swingable reflecting mirrors and emits a laser beam with two beams.
Scan at high speed in the dimension. The reflection mirror 6a is
Most of the incident second harmonic wave is transmitted, but about 4% is reflected. Therefore, the two reflection mirrors 6
By the a, 0.16% of the second harmonic passed through the dichroic mirror 4 is applied to the processing object 10a, but the participation in the second harmonic processing can be ignored.

【0011】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多層基板の断面図である。支持材料
(補強材料)たとえばガラス繊維で強化されたエポキシ
樹脂で形成された支持基板13、金属材料たとえば銅で
作られた下地部材である金属層12、誘電体材料たとえ
ばエポキシ樹脂で作られた樹脂被覆層11が、この順に
下から積層されている。樹脂被覆層11の厚みはたとえ
ば50μmである。
FIG. 2A is a sectional view of a multilayer substrate processed by the laser processing method according to the first embodiment. A supporting material (reinforcing material), for example, a supporting substrate 13 formed of an epoxy resin reinforced with glass fiber, a metal layer 12 as a base member made of a metallic material such as copper, a dielectric material such as an epoxy resin. The coating layer 11 is laminated in this order from the bottom. The thickness of the resin coating layer 11 is, for example, 50 μm.

【0012】樹脂被覆層11の誘電体材料の例として
は、エポキシ樹脂の他、ポリイミド樹脂、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。
Examples of the dielectric material of the resin coating layer 11 include epoxy resin, polyimide resin, phenol resin, PTFE (polytetrafluoroethylene), BT resin, BCB (benzocyclobutene) and the like.

【0013】金属層12の金属材料の例としては、銅の
他、アルミ、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。
支持基板13は、支持材料(補強材料)たとえばガラス
繊維の他、アルミナ繊維、アラミド繊維、ケプラーなど
で強化された誘電体材料で形成される。
Examples of the metal material of the metal layer 12 include copper, aluminum, gold, silver, palladium, nickel, titanium, tungsten, platinum, molybdenum, and the like.
The supporting substrate 13 is formed of a supporting material (reinforcing material) such as glass fiber, as well as a dielectric material reinforced with alumina fiber, aramid fiber, Kepler or the like.

【0014】樹脂被覆層11の上面から、Nd:YAG
レーザの基本波を入射させる。Nd:YAGレーザの基
本波は樹脂被覆層11にほとんど吸収されることなく透
過し、金属層12で大部分反射される性質をもつ。レー
ザビームは樹脂被覆層11と金属層12との界面に高圧
力状態を引き起こし、その圧力によって、樹脂被覆層1
1の金属層12からの剥離を誘起し、樹脂被覆層11に
穴を形成する。この現象を「リフティング現象」と呼
び、「リフティング現象」を利用して行う加工を、「リ
フティング加工」と呼ぶことにする。リフティング加工
の特徴の一つに、アブレーション加工に比べ、大きい穴
を開けることができる、という点がある。
From the top surface of the resin coating layer 11, Nd: YAG
Inject the fundamental wave of the laser. The fundamental wave of the Nd: YAG laser has a property of being transmitted through the resin coating layer 11 with almost no absorption and being mostly reflected by the metal layer 12. The laser beam causes a high pressure state at the interface between the resin coating layer 11 and the metal layer 12, and the pressure causes the resin coating layer 1 to have a high pressure.
A hole is formed in the resin coating layer 11 by inducing peeling of the resin coating layer 11 from the metal layer 12. This phenomenon is called a "lifting phenomenon", and processing performed by utilizing the "lifting phenomenon" is called a "lifting processing". One of the features of the lifting process is that it can make larger holes than the ablation process.

【0015】図2(B)は、図2(A)に示した多層基
板に、0.9mJ/パルスのNd:YAGレーザの基本
波(波長1064nm)が1ショット入射した後の、該
多層基板の断面図である。樹脂被覆層11に穴11aが
形成されている。穴11aの形状がたとえば円形である
とき、たとえばその直径を90μmとすることができ
る。また、数ショットのビームを穴を広げるように照射
し、少ないショット数で、しかも金属層12にほとんど
損傷を与えずに、直径が90μmを超える任意の穴径の
穴を開けることができる。もし、たとえばパルスエネル
ギを3mJに設定すれば、直径が1mmに達するような
円形の穴も1ショットで作製することができる。
FIG. 2B shows a multilayer substrate shown in FIG. 2A after one shot of 0.9 mJ / pulse fundamental wave of Nd: YAG laser (wavelength 1064 nm) is incident on the multilayer substrate. FIG. Holes 11 a are formed in the resin coating layer 11. When the hole 11a has a circular shape, for example, its diameter can be set to 90 μm. Further, a beam of several shots is irradiated so as to widen the hole, and it is possible to open a hole having an arbitrary diameter exceeding 90 μm with a small number of shots and with almost no damage to the metal layer 12. If the pulse energy is set to 3 mJ, for example, a circular hole having a diameter of 1 mm can be made with one shot.

【0016】ガルバノスキャナ7aの動作により、基本
波のレーザビームの入射位置が多層基板10aの表面上
を移動し、樹脂被覆層11の所定の位置に、直径90μ
m以上の所定の大きさの穴が、次々と開けられる。これ
らは、リフティング現象により形成された穴である。
By the operation of the galvano scanner 7a, the incident position of the laser beam of the fundamental wave moves on the surface of the multi-layer substrate 10a, and the resin coating layer 11 has a diameter of 90 μm at a predetermined position.
Holes of a predetermined size of m or more are drilled one after another. These are holes formed by the lifting phenomenon.

【0017】3倍波発生用非線形結晶(THG)3によ
って3倍高調波に変換され、ダイクロイックミラー4で
基本波と分岐されたパルスレーザビームが光路Bを進
む。このレーザビームのパルスエネルギは、たとえば1
00μJ/パルスである。3倍高調波のレーザビーム
は、たとえばビーム断面の形状を円形に整形するマスク
5b、反射ミラー6b、レーザビームを高速で走査する
ガルバノスキャナ7b、レーザビームの焦点を加工対象
物10b上に結ばせるfθレンズ8bを経て、ステージ
9上に据えられている加工対象物10bに照射される。
ガルバノスキャナ7bは一対の揺動可能な反射鏡を含ん
で構成され、レーザビームを2次元方向に高速で走査す
る。
A pulsed laser beam, which is converted into a tripled harmonic by a nonlinear crystal (THG) 3 for generating a tripled wave and is branched from a fundamental wave by a dichroic mirror 4, travels along an optical path B. The pulse energy of this laser beam is, for example, 1
It is 00 μJ / pulse. The laser beam of the third harmonic, for example, has a mask 5b for shaping the beam cross section into a circular shape, a reflecting mirror 6b, a galvano scanner 7b for scanning the laser beam at a high speed, and a laser beam to be focused on the object 10b. The object to be processed 10b mounted on the stage 9 is irradiated through the fθ lens 8b.
The galvano scanner 7b includes a pair of swingable reflecting mirrors, and scans a laser beam in a two-dimensional direction at high speed.

【0018】加工対象物10bは、たとえば下地層の表
面に被覆層が形成されている多層基板である。加工対象
物10aと同じである必要はない。ここでは、加工対象
物10bを、下地層がたとえばアルミニウム層であり、
被覆層がたとえば厚さ10μmのポリイミド樹脂層であ
る多層基板とし、光路Bを辿ってきた3倍高調波をポリ
イミド樹脂層上面から入射させる。
The object 10b to be processed is, for example, a multilayer substrate having a coating layer formed on the surface of an underlayer. It does not have to be the same as the processing object 10a. Here, the object 10b is processed such that the base layer is, for example, an aluminum layer,
A multi-layer substrate in which the coating layer is, for example, a polyimide resin layer having a thickness of 10 μm is used, and the third harmonic that has followed the optical path B is incident from the top surface of the polyimide resin layer.

【0019】アブレーションにより、ポリイミド樹脂層
に穴が形成される。ガルバノスキャナ7bの動作によ
り、幾ショットものビームが1つの穴を深めたり広げた
りするように照射され、たとえばポリイミド樹脂層を貫
通する所定の大きさの穴が開けられる。たとえば形成さ
れる穴の形状が円形であるとき、その直径は、たとえば
25μm以上90μm未満である。続いて、同様にし
て、所定の別の位置に所定の大きさの穴を開ける。
Holes are formed in the polyimide resin layer by ablation. The operation of the galvano scanner 7b irradiates a number of shots of beam so as to deepen or widen one hole, and for example, a hole of a predetermined size penetrating the polyimide resin layer is opened. For example, when the shape of the hole formed is circular, the diameter is, for example, 25 μm or more and less than 90 μm. Then, similarly, a hole having a predetermined size is opened at a predetermined different position.

【0020】パルスエネルギ100μJ/パルスの3倍
高調波の照射で、たとえば直径が25μm以上90μm
未満の円形の穴を開ける。直径90μm以上の円形の穴
は、ショット数が多くなるため、アブレーション加工で
は非現実的である。
Irradiation with a triple harmonic of pulse energy of 100 μJ / pulse, for example, a diameter of 25 μm or more and 90 μm
Drill less than a circular hole. A circular hole having a diameter of 90 μm or more has a large number of shots, which is impractical in ablation processing.

【0021】1枚の多層基板の被覆層が、たとえば直径
25μm以上90μm未満の円形の穴と、90μm以上
の穴とを有するように加工することもできる。以下、第
2の実施例でそのことを説明する。
The coating layer of one multi-layer substrate can be processed so as to have a circular hole having a diameter of 25 μm or more and less than 90 μm and a hole having a diameter of 90 μm or more, for example. This will be described below in the second embodiment.

【0022】図1を参照する。第2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は、第1の実施
例で用いたレーザ加工装置と同一である。なお、ステー
ジ9は、その上に載置された加工対象物を移動させる移
動機構を備えている。加工対象物は、第1の実施例でも
用いた、たとえば銅で形成された金属層12表面に、厚
さ50μmのエポキシ樹脂で形成された樹脂被覆層11
が積層された、図2(A)に示す多層基板である。
Referring to FIG. The laser processing apparatus used in the laser processing method according to the second embodiment is the same as the laser processing apparatus used in the first embodiment. The stage 9 includes a moving mechanism that moves the object to be processed placed on the stage 9. The object to be processed is the resin coating layer 11 made of an epoxy resin having a thickness of 50 μm on the surface of the metal layer 12 made of, for example, copper, which is also used in the first embodiment.
2 is a multilayer substrate shown in FIG.

【0023】光路Aを進んできたNd:YAGレーザの
基本波(波長1064nm)が、多層基板の樹脂被覆層
11表面から入射する。基本波は、ガルバノスキャナ7
aで高速走査され、ガルバノスキャナ7aで走査可能な
領域内の樹脂被覆層11の所定の位置に、次々と、所定
の大きさのたとえば円形の穴を開ける。リフティング加
工である。直径が90μmの円形の穴を、1ショットの
基本波で加工することができる。また、数ショットのビ
ームを穴を広げるように照射し、直径90μmを超える
任意の穴径の穴を形成することができる。
The fundamental wave (wavelength 1064 nm) of the Nd: YAG laser traveling along the optical path A enters from the surface of the resin coating layer 11 of the multilayer substrate. The fundamental wave is galvano scanner 7
The resin coating layer 11 is scanned at a high speed with a, and the resin coating layer 11 is scanned at predetermined positions within a region that can be scanned by the galvano scanner 7a. It is a lifting process. A circular hole with a diameter of 90 μm can be processed with one shot of the fundamental wave. Further, a beam of several shots may be irradiated so as to widen the hole to form a hole having an arbitrary hole diameter exceeding 90 μm.

【0024】ガルバノスキャナ7aによって走査可能な
領域内の加工が終了すると、ステージ9により多層基板
が移動し、他の領域の加工が行われる。ガルバノスキャ
ナ7aによる走査とステージ9による多層基板の移動と
を繰り返すことにより、たとえば直径が90μm以上の
円形の穴を開けることが望まれる多層基板上のすべての
位置に、穿孔がなされる。
When the processing within the scannable area by the galvano scanner 7a is completed, the multi-layer substrate is moved by the stage 9 and the other areas are processed. By repeating the scanning by the galvano scanner 7a and the movement of the multi-layer substrate by the stage 9, perforations are made at all positions on the multi-layer substrate where it is desired to make a circular hole having a diameter of 90 μm or more, for example.

【0025】基本波により穿孔された多層基板が、ガル
バノスキャナ7bの加工対象領域に搬送される。光路B
を進んできたNd:YAGレーザの3倍高調波(波長3
55nm)が、基本波で穴を開けられた多層基板に入射
し、基本波で加工された穴とは異なる位置の樹脂被覆層
11に穴を形成する。幾ショットかのレーザビームが、
ガルバノスキャナ7bの動作により、1つの穴を広げた
り深めたりするように照射され、所定の位置に、所定の
大きさの穴を形成する。ガルバノスキャナ7bで走査可
能な領域内の穿孔が終了すると、ステージ9により多層
基板が移動し他の領域の加工が行われる。ガルバノスキ
ャナ7bによる走査とステージ9による多層基板の移動
とを繰り返すことにより、たとえば直径が25μm以上
90μm未満の円形の穴を開けることが望まれる多層基
板上のすべての位置に、穿孔がなされる。
The multilayer substrate perforated by the fundamental wave is conveyed to the processing target area of the galvano scanner 7b. Optical path B
3rd harmonic of Nd: YAG laser (wavelength 3
55 nm) is incident on the multi-layer substrate perforated with the fundamental wave to form a hole in the resin coating layer 11 at a position different from the hole processed with the fundamental wave. Some shots of the laser beam
By the operation of the galvano scanner 7b, irradiation is performed so as to widen or deepen one hole, and a hole having a predetermined size is formed at a predetermined position. When the perforations in the scannable area by the galvano scanner 7b are completed, the multi-layer substrate is moved by the stage 9 and the other areas are processed. By repeating the scanning by the galvano scanner 7b and the movement of the multi-layer substrate by the stage 9, for example, perforations are made at all positions on the multi-layer substrate where it is desired to make circular holes having a diameter of 25 μm or more and less than 90 μm.

【0026】このように、1枚の多層基板の被覆層が、
たとえば直径25μm以上90μm未満の円形の穴と、
直径90μm以上の円形の穴とを有するように加工する
こともできる。
In this way, the coating layer of one multi-layer substrate is
For example, a circular hole having a diameter of 25 μm or more and less than 90 μm,
It can also be processed to have a circular hole having a diameter of 90 μm or more.

【0027】また、第2の実施例においては、ガルバノ
スキャナ7bの走査可能領域で3倍高調波を照射し、多
層基板にたとえば直径25μm以上90μm未満の円形
の穴を加工すると同時に、ガルバノスキャナ7aの走査
可能領域では基本波を照射して、別の多層基板にたとえ
ば直径90μm以上の円形の穴を加工する。したがっ
て、作業の高速化が実現される。
In addition, in the second embodiment, the galvano scanner 7b is irradiated with triple harmonics in the scannable region to form a circular hole having a diameter of 25 μm or more and less than 90 μm on the multilayer substrate, and at the same time, the galvano scanner 7a is used. In the scannable area, the fundamental wave is irradiated to form a circular hole having a diameter of 90 μm or more on another multilayer substrate. Therefore, the work can be speeded up.

【0028】なお、第1及び第2の実施例においては、
多くの場合、基本波を用いるリフティング加工よりも、
3倍高調波を用いて行うアブレーション加工の方が、照
射するレーザビームのショット数を必要とするであろ
う。この場合、ガルバノスキャナ7aの走査領域におい
て基本波による加工が終了した後、ガルバノスキャナ7
bの走査領域における3倍高調波による加工が終了する
までは、基本波のレーザビームを多層基板に入射させな
いように、ガルバノスキャナを調節する。また、たとえ
ば、ビームを遮るシャッタを、ダイクロイックミラー4
と多層基板の間の光路A上に設けてもよい。
In the first and second embodiments,
In many cases, rather than lifting using the fundamental wave,
The ablation process using the 3rd harmonic will require a larger number of shots of the laser beam to be irradiated. In this case, after the processing by the fundamental wave is completed in the scanning area of the galvano scanner 7a, the galvano scanner 7a
The galvano scanner is adjusted so that the laser beam of the fundamental wave does not enter the multilayer substrate until the processing by the third harmonic in the scanning region of b is completed. Further, for example, a shutter that blocks the beam is used as the dichroic mirror 4
It may be provided on the optical path A between the substrate and the multilayer substrate.

【0029】以上、第1及び第2の実施例においては、
アブレーション加工にNd:YAGレーザの3倍高調波
(355nm)を用いたが、2倍高調波(532nm)
や4倍高調波(266nm)を用いることも可能であ
る。2倍高調波を使用する場合は、図1の加工装置の3
倍波発生用非線形結晶(THG)3が不要である。4倍
高調波を使用する場合は、3倍波発生用非線形結晶(T
HG)3のかわりに、4倍波発生用非線形結晶(FH
G,Forth Harmonics Generator)を使用すればよ
い。高調波成分としては、パルス幅が1ps以上1μs
未満の紫外線の波長領域(波長4〜400nm)のパル
スレーザビーム、パルス幅が1ps以上1ns未満の緑
色の波長領域(波長492〜577nm)のパルスレー
ザビームを用いることができる。この範囲においては、
加工が良好に行われる。なお、紫外線の波長領域のパル
スレーザビームの場合、パルス幅が1μs以上の範囲で
は、入熱時間が長いことによる悪影響が出るため、良質
の加工は難しい。緑色の波長領域のパルスレーザビーム
の場合、パルス幅が1ns以上の範囲では、樹脂被覆層
の透過率が高くなり、銅の溶融が起こるため、良質の加
工は難しい。
As described above, in the first and second embodiments,
The third harmonic (355 nm) of the Nd: YAG laser was used for the ablation process, but the second harmonic (532 nm) was used.
Alternatively, it is possible to use a fourth harmonic (266 nm). When using the 2nd harmonic, 3 of the processing equipment of Fig. 1 is used.
The non-linear crystal (THG) 3 for generating a harmonic wave is unnecessary. When using the 4th harmonic, a nonlinear crystal (T
HG) 3 instead of 4th harmonic generation nonlinear crystal (FH
G, Forth Harmonics Generator) may be used. The harmonic component has a pulse width of 1 ps or more and 1 μs
A pulsed laser beam in the wavelength range of ultraviolet rays (wavelength 4 to 400 nm) of less than or less than 1 μm and a pulsed laser beam in the wavelength region of green color (wavelength 492 to 577 nm) having a pulse width of 1 ps or more and less than 1 ns can be used. In this range,
Good processing. In the case of a pulsed laser beam in the wavelength range of ultraviolet rays, if the pulse width is in the range of 1 μs or more, a long heat input time will have an adverse effect, so that high quality processing is difficult. In the case of a pulsed laser beam in the green wavelength region, when the pulse width is in the range of 1 ns or more, the resin coating layer has a high transmittance and copper is melted, so that high quality processing is difficult.

【0030】全固体レーザ発振器としてNd:YAGレ
ーザを用いたが、Nd:YLFレーザを使用してもよ
い。また、ガルバノスキャナのかわりにポリゴンミラー
を用いたビーム走査光学系を使用してもよい。
Although the Nd: YAG laser is used as the all-solid-state laser oscillator, an Nd: YLF laser may be used. A beam scanning optical system using a polygon mirror may be used instead of the galvano scanner.

【0031】更に、ここでは直径が25μm以上90μ
m未満の円形の穴を3倍高調波で、直径90μm以上の
円形の穴を基本波で加工したが、リフティング加工によ
り形成される穴の直径は、照射するレーザビームのパル
スエネルギ、加工対象物上に集光されるビームスポット
のサイズ、加工対象物の特性等に応じて決定できるの
で、可能な限りリフティング加工となる基本波を用いる
こととし、リフティング加工では不可能な小径の穴の加
工に3倍高調波を用いることとすれば、トータルの加工
時間を最短にすることができる。
Further, here, the diameter is 25 μm or more and 90 μm.
A circular hole with a diameter of less than m is processed with a triple harmonic, and a circular hole with a diameter of 90 μm or more is processed with a fundamental wave. The diameter of the hole formed by lifting is the pulse energy of the laser beam to be irradiated, the object to be processed. Since it can be decided according to the size of the beam spot focused on the surface, the characteristics of the processing object, etc., we will use the fundamental wave that is the lifting process as much as possible, and for the processing of small diameter holes that is impossible with the lifting process. If the triple harmonic is used, the total processing time can be minimized.

【0032】なお、第1及び第2の実施例においては、
円形の穴を加工したが、穴の形状は円形でなくてもよ
い。一般に、アブレーションによる加工は、大きい穴を
開けるのには適さない。したがって従来、大きい穴はた
とえばCO2レーザで加工し、小さい穴はたとえばN
d:YAGレーザ等の全固体レーザの高調波を用いて、
アブレーションで加工を行っていた。また、アブレーシ
ョンで加工を行う際、高調波発生時に含まれる基本波の
ビームは利用しないのが通常であった。第1及び第2の
実施例に示したレーザ加工方法は、たとえば全固体レー
ザ発振器だけを用いて、大きい穴と小さい穴を効率よく
開けることを可能にする。また、従来活用できていなか
った、高調波発生時に含まれる基本波を、有効に活用す
ることができる。
In the first and second embodiments,
Although a circular hole is processed, the shape of the hole may not be circular. Generally, processing by ablation is not suitable for making large holes. Therefore, conventionally, a large hole is processed by, for example, a CO 2 laser, and a small hole is processed by, for example, N 2.
Using harmonics of an all-solid-state laser such as a d: YAG laser,
It was processed by ablation. In addition, when processing by ablation, the beam of the fundamental wave included when harmonics are generated is not usually used. The laser processing methods shown in the first and second embodiments make it possible to efficiently make large holes and small holes by using, for example, only an all-solid-state laser oscillator. In addition, it is possible to effectively use the fundamental wave that was not used in the past and that is included when harmonics are generated.

【0033】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。
The present invention has been described above with reference to the embodiments, but the present invention is not limited to these. For example, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
加工対象物の被覆層に、短時間で、様々な大きさの穴を
開けることができる。
As described above, according to the present invention,
It is possible to make holes of various sizes in the coating layer of the object to be processed in a short time.

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

【図1】本発明の第1及び第2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。
FIG. 1 is a schematic view of a laser processing apparatus used in a laser processing method according to first and second embodiments of the present invention.

【図2】(A)は、第1及び第2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り、(B)
は、第1及び第2の実施例によるレーザ加工方法で穴を
開けられた多層基板の断面図である。
FIG. 2A is a cross-sectional view of a multilayer substrate processed by a laser processing method according to the first and second embodiments, and FIG.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a multi-layered board that has been punched by the laser processing method according to the first and second embodiments.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A、B 光路 1 全固体レーザ発振器 2 2倍波発生用非線形結晶(SHG) 3 3倍波発生用非線形結晶(THG) 4 ダイクロイックミラー 5a、b マスク 6a、b 反射ミラー 7a、b ガルバノスキャナ 8a、b fθレンズ 9 ステージ 10a、b 加工対象物 11 樹脂被覆層 11a 穴 12 金属層 13支持基板 A, B optical path 1 All-solid-state laser oscillator Nonlinear crystal for generating 2nd harmonic (SHG) 3 Nonlinear crystal (THG) for 3rd harmonic generation 4 dichroic mirror 5a, b mask 6a, b Reflective mirror 7a, b Galvano scanner 8a, b fθ lens 9 stages 10a, b Object to be processed 11 Resin coating layer 11a hole 12 metal layers 13 support substrate

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下地部材の表面上に、該下地部材の表層
部の材料とは異なる材料からなる被覆層が形成された加
工対象物を準備する工程と、 前記被覆層を透過し、該被覆層と前記下地部材との界面
で反射し、反射位置の該被覆層を該下地部材から剥離さ
せる性質を有する第1のレーザビームを、該被覆層の表
面から前記加工対象物に入射させて、該被覆層の一部を
該下地部材から剥離させ、第1の穴を形成する工程と、 前記第1のレーザビームの波長と同一の第1の波長の成
分及び該第1の波長の高調波成分を含むレーザビームか
ら高調波成分を分離し、分離された高調波成分を、加工
対象物の被覆層の表面から加工対象物に入射させ、被覆
層に第2の穴を形成する工程とを有するレーザ加工方
法。
1. A step of preparing an object to be processed in which a coating layer made of a material different from a material of a surface layer portion of the underlying member is formed on the surface of the underlying member; A first laser beam having a property of reflecting at an interface between a layer and the base member and separating the coating layer at a reflection position from the base member is incident on the object to be processed from the surface of the coating layer, A step of separating a part of the coating layer from the base member to form a first hole; a component of a first wavelength that is the same as the wavelength of the first laser beam and a harmonic of the first wavelength. Separating the higher harmonic component from the laser beam containing the component, causing the separated higher harmonic component to enter the object to be processed from the surface of the coating layer of the object to be processed, and forming a second hole in the coating layer. A laser processing method having.
【請求項2】 前記第1の穴と前記第2の穴とが、一個
の加工対象物の異なる箇所に形成される請求項1に記載
のレーザ加工方法。
2. The laser processing method according to claim 1, wherein the first hole and the second hole are formed at different positions of one processing object.
【請求項3】 前記高調波成分が、パルス幅が1ps以
上1μs未満の紫外線の波長領域のパルスレーザビー
ム、またはパルス幅が1ps以上1ns未満の緑色の波
長領域のパルスレーザビームである請求項1または2に
記載のレーザ加工方法。
3. The pulsed laser beam in the ultraviolet wavelength range having a pulse width of 1 ps or more and less than 1 μs, or the pulsed laser beam in the green wavelength range having a pulse width of 1 ps or more and less than 1 ns. Alternatively, the laser processing method described in 2.
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JP2010522082A (en) * 2007-03-21 2010-07-01 フォトン・ダイナミクス・インコーポレーテッド Laser ablation using multiple wavelengths

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