JP2012045567A - Laser beam machining method and device - Google Patents

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一男 仲前
Hiroyasu Murase
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周作 森山
Masakazu Kashiwase
雅一 柏瀬
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser beam machining method and device surely machining an organic substance layer and an adhesive layer.SOLUTION: The laser beam machining method includes: the step of irradiating a flexible printed circuit board 300 in which the organic substance layer and a conductor layer are joined with the adhesive layer with a first pulse laser beam for removing the organic substance layer; and the step of irradiating a workpiece with a second pulse laser beam for removing the adhesive layer after removing the organic substance.

Description

この発明は、レーザ加工方法および装置に関し、より特定的には、有機物層を加工するレーザ加工方法および装置に関するものである。   The present invention relates to a laser processing method and apparatus, and more particularly to a laser processing method and apparatus for processing an organic layer.

従来、レーザ加工方法および装置は、たとえば特開2008−73760号公報(特許文献1)に開示されている。   Conventionally, a laser processing method and apparatus are disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-73760 (Patent Document 1).

特開2008−73760号公報JP 2008-73760 A

特許文献1では、除去されるべき付着物が炭素を含む場合に加工対象物表面から付着物をきれいに除去することができる付着物除去方法を提供することを目的としている。この目的を達成するために、レーザ光源から出力されるレーザ光は、ミラーにより反射された後、レンズにより集光されて付着物に照射される。   In patent document 1, when the deposit | attachment which should be removed contains carbon, it aims at providing the deposit | attachment removal method which can remove a deposit | attachment cleanly from the workpiece surface. In order to achieve this object, the laser light output from the laser light source is reflected by the mirror, then condensed by the lens, and applied to the deposit.

しかしながら、従来の特許文献1の方法では、必ずしも十分に有機物を除去することができないという問題があった。   However, the conventional method of Patent Document 1 has a problem that organic substances cannot be removed sufficiently.

そこで、この発明は上述のような問題点を解決するためになされたものであり、確実に有機物を除去することが可能なレーザ加工方法および装置を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a laser processing method and apparatus capable of reliably removing organic substances.

この発明に従ったレーザ加工方法は、有機物層と導体層とが接着層により接合された被加工物に、有機物層を除去するための第一パルスレーザを照射する工程と、有機物を除去した後に被加工物に接着層を除去するための第二パルスレーザを照射する工程とを備える。   The laser processing method according to the present invention includes a step of irradiating a workpiece, in which an organic material layer and a conductor layer are bonded by an adhesive layer, with a first pulse laser for removing the organic material layer, and after removing the organic material. Irradiating the workpiece with a second pulse laser for removing the adhesive layer.

このように構成されたレーザ加工方法では、有機物層を除去するのに適した第一パルスレーザと、接着層を除去するのに適した第二パルスレーザとを照射することで、有機物層のみならず接着層をも確実に除去することができる。   In the laser processing method configured as described above, the first pulse laser suitable for removing the organic material layer and the second pulse laser suitable for removing the adhesive layer are irradiated, so that only the organic material layer is irradiated. The adhesive layer can be removed without fail.

好ましくは、第一パルスレーザは炭酸ガスレーザであり、第二パルスレーザはファイバレーザ、YAGレーザまたはYVO4レーザのいずれかである。 Preferably, the first pulse laser is a carbon dioxide laser, and the second pulse laser is either a fiber laser, a YAG laser, or a YVO 4 laser.

好ましくは、第二パルスレーザは、非線形結晶により短波長に波長変換されたレーザである。   Preferably, the second pulse laser is a laser wavelength-converted to a short wavelength by a nonlinear crystal.

好ましくは、有機物層は、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレートおよび液晶ポリマーからなる群より選ばれた少なくとも一種を含む。   Preferably, the organic layer includes at least one selected from the group consisting of polyimide, polyethylene terephthalate, and liquid crystal polymer.

好ましくは、被加工物は、フレキシブルプリント基板およびフラットケーブルのいずれかである、請求項1から4のいずれか1項に記載のレーザ加工方法。   The laser processing method according to any one of claims 1 to 4, wherein the workpiece is preferably a flexible printed circuit board or a flat cable.

好ましくは、被加工物は、ロール形状から引き出されて加工され、加工後はロール形状で巻き取られる。   Preferably, the workpiece is drawn out from the roll shape and processed, and is wound in the roll shape after the processing.

好ましくは、第一または第二パルスレーザで加工中に加工部に酸素が供給される。
この発明に従ったレーザ加工装置は、上記のレーザ加工方法を実施するためのレーザ加工装置であって、有機物層と導体層とが接着層により接合された被加工物に、有機物層を除去するための第一パルスレーザと、有機物を除去した後に被加工物に接着層を除去するための第二パルスレーザを照射することが可能なレーザ源とを備える。
Preferably, oxygen is supplied to the processing portion during processing with the first or second pulse laser.
A laser processing apparatus according to the present invention is a laser processing apparatus for performing the laser processing method described above, and removes an organic layer from a workpiece in which an organic layer and a conductor layer are bonded by an adhesive layer. And a laser source capable of irradiating the workpiece with a second pulse laser for removing the adhesive layer after removing the organic matter.

この発明は確実に有機物層および接着層を除去することが可能なレーザ加工方法および装置を提供することができる。   The present invention can provide a laser processing method and apparatus capable of reliably removing the organic material layer and the adhesive layer.

この発明の実施の形態1に従った、レーザ加工装置の模式図である。It is a schematic diagram of the laser processing apparatus according to Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に従ったレーザ加工方法で加工されるフレキシブルプリント基板の断面図である。It is sectional drawing of the flexible printed circuit board processed with the laser processing method according to Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に従ったレーザ加工方法において有機物を除去する工程を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the process of removing organic substance in the laser processing method according to Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に従ったレーザ加工方法において孔の検査工程を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the test | inspection process of a hole in the laser processing method according to Embodiment 1 of this invention. ポリイミドの可視および紫外領域における透過率(縦軸)と波長(横軸)との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the transmittance | permeability (vertical axis) and the wavelength (horizontal axis) in the visible and ultraviolet region of polyimide. ポリイミドの可視および紫外領域における吸収率(縦軸)と波長(横軸)との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the absorption factor (vertical axis) and the wavelength (horizontal axis) in the visible and ultraviolet region of polyimide. ポリイミドの赤外領域における吸収(縦軸)と波数(横軸)との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the absorption (vertical axis) and wave number (horizontal axis) in the infrared region of polyimide. この発明の実施の形態2に従った加工方法で有機物層として用いられるPET(ポリエチレンテレフタレート)および液晶ポリマーの可視および紫外領域における透過率(縦軸)と波長(横軸)との関係を示すグラフである。Graph showing the relationship between transmittance (vertical axis) and wavelength (horizontal axis) in the visible and ultraviolet regions of PET (polyethylene terephthalate) and liquid crystal polymer used as an organic material layer in the processing method according to Embodiment 2 of the present invention It is. 有機物層としてPET樹脂を用いたフラットケーブルの断面図である。It is sectional drawing of the flat cable using PET resin as an organic substance layer. 有機物層としてPET樹脂を用いたフラットケーブルの加工工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the process of a flat cable using PET resin as an organic substance layer. この発明に従って形成された孔の平面図である。1 is a plan view of a hole formed according to the present invention. FIG. PETの赤外領域における吸収(縦軸)と波数(横軸)との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between absorption (vertical axis) and wave number (horizontal axis) in the infrared region of PET. 液晶ポリマーの赤外領域における吸収(縦軸)と波数(横軸)との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between absorption (vertical axis) and wave number (horizontal axis) in the infrared region of a liquid crystal polymer.

以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態では同一または相当する部分については同一の参照符号を付し、その説明については繰返さない。また、各実施の形態を組合せることも可能である。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following embodiments, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated. In addition, the embodiments can be combined.

(実施の形態1)
図1は、この発明の実施の形態1に従った、加工部と測定部とを有するレーザ加工装置の模式図である。図1を参照して、この発明の実施の形態1に従ったレーザ加工装置1は、樹脂を加工する加工部100と、加工部100で加工された樹脂を測定する測定部200とを有する。加工部100は、炭酸ガスレーザ源である加工用レーザ源110と、加工用レーザ源110から照射されたレーザ光111の向きを変えるためのガルバノスキャナ120と、ガルバノスキャナ120で反射したレーザ光を収束させるFθレンズ130とを有する。Fθレンズ130で集光されたレーザ光112は、フレキシブルプリント基板300の表面に照射される。レーザ光112が照射される領域が加工エリア310であり、フレキシブルプリント基板上の有機物層が除去される。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic diagram of a laser processing apparatus having a processing section and a measurement section according to Embodiment 1 of the present invention. Referring to FIG. 1, laser processing apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention includes a processing unit 100 that processes a resin, and a measurement unit 200 that measures the resin processed by processing unit 100. The processing unit 100 converges the processing laser source 110 that is a carbon dioxide laser source, the galvano scanner 120 for changing the direction of the laser beam 111 emitted from the processing laser source 110, and the laser beam reflected by the galvano scanner 120. And an Fθ lens 130 to be operated. The laser beam 112 collected by the Fθ lens 130 is irradiated on the surface of the flexible printed circuit board 300. The region irradiated with the laser beam 112 is a processing area 310, and the organic layer on the flexible printed board is removed.

加工用レーザ源110は、複数の種類のパルスレーザを照射することが可能である。この複数のレーザは、フレキシブルプリント基板上の有機物層および接着層を除去するための最適な波長を有する。   The processing laser source 110 can irradiate a plurality of types of pulse lasers. The plurality of lasers have an optimum wavelength for removing the organic material layer and the adhesive layer on the flexible printed circuit board.

加工エリア310に隣接するように測定エリア320が設けられる。測定エリア320では、加工エリア310で加工された部分が正しく加工されているかどうかが測定される。   A measurement area 320 is provided adjacent to the processing area 310. In the measurement area 320, it is measured whether or not the part processed in the processing area 310 is processed correctly.

加工エリア310では、加工箇所に加工を促進するためのガスを供給することが可能である。   In the processing area 310, it is possible to supply a gas for promoting processing to a processing location.

測定部200は、残渣測定用レーザ源210を有する。残渣測定用レーザ源210から射出されたレーザ光211は、ガルバノスキャナ220で反射してそのレーザ光は集光レンズ230を透過する。集光レンズ230を透過したレーザ光は測定エリア320のフレキシブルプリント基板300表面で反射して受光部240で検出される。受光部240は、レーザ光213を測定することで加工エリア310での加工状態を撮像することができる。なお、測定部200は必ずしも設ける必要はない。   The measurement unit 200 includes a residue measurement laser source 210. The laser light 211 emitted from the residue measurement laser source 210 is reflected by the galvano scanner 220 and the laser light passes through the condenser lens 230. The laser light transmitted through the condenser lens 230 is reflected by the surface of the flexible printed board 300 in the measurement area 320 and detected by the light receiving unit 240. The light receiving unit 240 can image the processing state in the processing area 310 by measuring the laser beam 213. Note that the measurement unit 200 is not necessarily provided.

加工用レーザ源110、ガルバノスキャナ120、220、残渣測定用レーザ源210および受光部240はそれぞれ制御部400に接続されている。測定したデータまたは照射するレーザの強さなどが制御部400により送られる。制御部400では、コンピュータにより、得られたデータをもとにして、加工が適切に行なわれているかどうかを判断することができる。   The processing laser source 110, the galvano scanners 120 and 220, the residue measurement laser source 210, and the light receiving unit 240 are connected to the control unit 400, respectively. The measured data or the intensity of the irradiated laser is sent by the control unit 400. In the control unit 400, the computer can determine whether or not the processing is appropriately performed based on the obtained data.

図2は、この発明の実施の形態1にレーザ加工方法で加工されるフレキシブルプリント基板の断面図である。図2を参照して、導電層10、有機物層20および導電層30の積層構造体に開口31を形成する。開口31の直径はDとされる。導電層10はいずれの導電層であってもよい。たとえば、銅、アルミニウムなどの金属であってもよく、不純物が導入されたシリコンなどの半導体であってもよい。   FIG. 2 is a cross-sectional view of the flexible printed circuit board processed by the laser processing method according to Embodiment 1 of the present invention. With reference to FIG. 2, an opening 31 is formed in a laminated structure of conductive layer 10, organic layer 20, and conductive layer 30. The diameter of the opening 31 is D. The conductive layer 10 may be any conductive layer. For example, it may be a metal such as copper or aluminum, or may be a semiconductor such as silicon into which impurities are introduced.

また、有機物層20は、たとえばポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリイミド(PI)および液晶ポリマー(LCP)などのさまざまな有機物を採用することが可能である。接着層20aにより、有機物層20は、導電層10に接続されている。   The organic layer 20 can employ various organic materials such as polyethylene terephthalate (PET), polyimide (PI), and liquid crystal polymer (LCP). The organic layer 20 is connected to the conductive layer 10 by the adhesive layer 20a.

図3は、この発明の実施の形態1に従ったレーザ加工方法において有機物を除去する工程を説明するための断面図である。図3を参照して、レーザ光112により、有機物層20に孔22を形成する。このとき、レーザ光112は、導電層10を露出させるようにレーザ光112が照射される。   FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining a step of removing organic substances in the laser processing method according to the first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, holes 22 are formed in organic layer 20 by laser light 112. At this time, the laser beam 112 is irradiated with the laser beam 112 so as to expose the conductive layer 10.

レーザ光112は、2段階にわたって照射される。最初は、有機物層20を除去するための第一パルスレーザが照射される。このレーザは、炭酸ガスレーザなどの、長波長のレーザで、効率よく有機物層を除去することが可能となる。このとき、炭酸ガスレーザは、接着層20aを除去するのに適した特性を有しているとはいえない。その結果、炭酸ガスレーザ照射後に、接着層20aを除去するための第二パルスレーザを照射する。接着層除去用のレーザは、ファイバレーザ、YAGレーザまたはYVO4レーザのいずれかである。すなわち、単一のパルスレーザだけでは、接着層20aが残りやすくなる。これに対して、有機物層20および接着層20aの両方に吸収が高い単一のパルスレーザで加工すると、薄い接着層20aで吸収を持つ波長のレーザを選定するため、接着層20aより厚い有機物層20を加工する際に時間がかかる。そのため、厚い有機物層20と、薄い接着層20aとを別々の波長のパルスレーザで加工することで、効率のよい加工を実施することができる。 The laser beam 112 is irradiated in two stages. First, the first pulse laser for removing the organic layer 20 is irradiated. This laser is a long-wavelength laser such as a carbon dioxide laser, and the organic layer can be efficiently removed. At this time, it cannot be said that the carbon dioxide laser has characteristics suitable for removing the adhesive layer 20a. As a result, after the carbon dioxide laser irradiation, the second pulse laser for removing the adhesive layer 20a is irradiated. The laser for removing the adhesive layer is either a fiber laser, a YAG laser, or a YVO 4 laser. That is, the adhesive layer 20a tends to remain only with a single pulse laser. On the other hand, when processing with a single pulse laser having high absorption in both the organic material layer 20 and the adhesive layer 20a, a laser having a wavelength having absorption in the thin adhesive layer 20a is selected. It takes time to process 20. Therefore, efficient processing can be performed by processing the thick organic layer 20 and the thin adhesive layer 20a with pulse lasers of different wavelengths.

一般に樹脂に代表される有機物層20の吸収は、炭酸ガスレーザにおいて高い場合が多い。ところが、波長が長いため、厚さの薄い接着層20aを残してしまうことが多い。そこで、波長が1/10のファイバレーザ、YAGレーザまたはYVO4レーザで接着層20aを照射除去することで樹脂残渣が無く、効率よく加工ができる。 In general, the absorption of the organic layer 20 typified by resin is often high in a carbon dioxide laser. However, since the wavelength is long, the thin adhesive layer 20a often remains. Therefore, by removing the adhesive layer 20a by irradiation with a fiber laser having a wavelength of 1/10, YAG laser, or YVO 4 laser, there is no resin residue and processing can be performed efficiently.

そして、ファイバレーザ、YAGレーザまたはYVO4レーザは、非線形結晶を使って短波長化されたレーザとすることで、さらに吸収率が高くなり効率的に接着層20aを照射除去できる。 The fiber laser, YAG laser, or YVO 4 laser is a laser having a short wavelength using a nonlinear crystal, so that the absorptance is further increased and the adhesive layer 20a can be efficiently irradiated and removed.

そして、有機物層20としては、ポリイミド樹脂、PETまたは液晶ポリマーが用いられる。有機物層20および接着層20aをパルスレーザ除去する際には、酸素アシストガスを用いることが好ましい。この場合、レーザ単体の除去効果(アブレーション)だけでなくC+O2→CO2という化学変化がおきて有機物層20および接着層20aを効率よく加工することが可能になる。 And as the organic substance layer 20, a polyimide resin, PET, or a liquid crystal polymer is used. When the organic layer 20 and the adhesive layer 20a are removed by pulse laser, it is preferable to use an oxygen assist gas. In this case, not only the removal effect (ablation) of the laser alone but also a chemical change of C + O 2 → CO 2 occurs, and the organic layer 20 and the adhesive layer 20a can be processed efficiently.

図4は、この発明の実施の形態1に従ったレーザ加工方法において孔の検査工程を説明するための断面図である。図4を参照して、残渣測定用レーザ源210からレーザ光211を照射する。そして、孔22の底22aから反射した電磁波を受光部240が検出する。このときの検出量によって、底22aにどの程度残存した有機物層20が残っているかどうかを検出することができる。そして、底22a全体で有機物層20の残存量のマップを作成する。   FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining the hole inspection step in the laser processing method according to the first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, a laser beam 211 is irradiated from a residue measurement laser source 210. And the light-receiving part 240 detects the electromagnetic waves reflected from the bottom 22a of the hole 22. Based on the detection amount at this time, it is possible to detect how much the organic layer 20 remains on the bottom 22a. And the map of the residual amount of the organic substance layer 20 is created in the whole bottom 22a.

図5は、ポリイミドの可視および紫外領域における透過率(縦軸)と波長(横軸)との関係を示すグラフである。図6は、ポリイミドの可視および紫外領域における吸収率(縦軸)と波長(横軸)との関係を示すグラフである。図5および図6を参照して、吸収率は、透過率と関連しており、吸収率=1−透過率という式が成立する。   FIG. 5 is a graph showing the relationship between transmittance (vertical axis) and wavelength (horizontal axis) in the visible and ultraviolet regions of polyimide. FIG. 6 is a graph showing the relationship between the absorption rate (vertical axis) and wavelength (horizontal axis) of visible and ultraviolet regions of polyimide. With reference to FIG. 5 and FIG. 6, the absorptance is related to the transmittance, and the equation of absorption rate = 1−transmittance is established.

図7は、ポリイミドの赤外領域における吸収(縦軸)と波数(横軸)との関係を示すグラフである。図7を参照して、いずれの有機物層20を構成する材料においても、特定の波数で吸収が大きくなっていることがわかる。これは、有機物層20を構成する化学結合に起因する吸収である。   FIG. 7 is a graph showing the relationship between absorption (vertical axis) and wave number (horizontal axis) in the infrared region of polyimide. Referring to FIG. 7, it can be seen that absorption is increased at a specific wave number in any material constituting organic layer 20. This is an absorption caused by a chemical bond constituting the organic layer 20.

すなわち、レーザ加工方法は、有機物層20を含む被加工物としてのフレキシブルプリント基板300を準備する工程と、レーザ光112を照射して有機物層20を加工する工程とを備える。   That is, the laser processing method includes a step of preparing a flexible printed circuit board 300 as a workpiece including the organic material layer 20 and a step of processing the organic material layer 20 by irradiating the laser beam 112.

(実施の形態2)
図8は、この発明の実施の形態2に従った加工方法で有機物層として用いられるPET(ポリエチレンテレフタレート)および液晶ポリマーの可視および紫外領域における透過率(縦軸)と波長(横軸)との関係を示すグラフである。
(Embodiment 2)
FIG. 8 shows the transmittance (vertical axis) and wavelength (horizontal axis) in the visible and ultraviolet regions of PET (polyethylene terephthalate) and liquid crystal polymer used as the organic material layer in the processing method according to the second embodiment of the present invention. It is a graph which shows a relationship.

図8を参照して、PETおよび液晶ポリマーでは、約200〜450nmの範囲で吸光度が大きくなる。したがって、加工用のレーザ源としてこの波長のレーザを用いれば、有機物層を構成するPETおよび液晶ポリマーでの吸収が大きくなり、確実に除去することができる。なお、紫外および可視領域での吸収は、赤外領域での吸収のように、有機物を構成する特定の化学結合に基づく吸収ではない。そのため、赤外吸収で見られた鋭いピークは紫外および可視領域では見当たらない。   Referring to FIG. 8, the absorbance of PET and liquid crystal polymer increases in the range of about 200 to 450 nm. Therefore, if a laser having this wavelength is used as a laser source for processing, the absorption by the PET and the liquid crystal polymer constituting the organic material layer is increased and can be reliably removed. In addition, absorption in the ultraviolet and visible regions is not absorption based on a specific chemical bond constituting an organic substance, like absorption in the infrared region. Therefore, the sharp peak seen in infrared absorption is not found in the ultraviolet and visible regions.

なお、以下において各樹脂の吸光度について説明する。
PETでは、波数が1712cm-1において吸光度のピークが存在する。このピークは、エステルのC=O結合に由来する。このピークの波長は5.84μmである。このような波長のレーザとして、浜松ホトニクス社量子カスケードレーザ(波長5.8μm)がある。
In the following, the absorbance of each resin will be described.
In PET, an absorbance peak exists at a wave number of 1712 cm −1 . This peak is derived from the C═O bond of the ester. The wavelength of this peak is 5.84 μm. As a laser having such a wavelength, there is a Hamamatsu Photonics quantum cascade laser (wavelength 5.8 μm).

またPETは、波数が1240cm-1において吸光度のピークを有する。このピークは、カルボニル基のC−O結合に由来する。このピークの波長は8.06μmであり、このような波長のレーザとして、半導体レーザ(PbS1-xSex(波長4−8.5μm))がある。 PET also has an absorbance peak at a wave number of 1240 cm −1 . This peak is derived from the C—O bond of the carbonyl group. The wavelength of this peak is 8.06 μm, and there is a semiconductor laser (PbS 1-x Se x (wavelength 4-8.5 μm)) as a laser with such a wavelength.

またPETは波数1100cm-1において吸光度のピークを有する。このピークはカルボニル基のC−O結合に由来する。このピークの波長は9.09μmであり、このような波長のレーザとして、半導体レーザ(Pb1-xSnxTe(波長6.3−32μm))がある。 PET also has an absorbance peak at a wave number of 1100 cm −1 . This peak is derived from the C—O bond of the carbonyl group. The wavelength of this peak is 9.09 μm, and there is a semiconductor laser (Pb 1-x Sn x Te (wavelength 6.3-32 μm)) as a laser with such a wavelength.

またPETは可視領域の波長300nmにおいて吸光度のピークを有する。このような波長のレーザとして、XeClエキシマレーザ(波長0.308μm)がある。   PET also has an absorbance peak at a wavelength of 300 nm in the visible region. As a laser having such a wavelength, there is a XeCl excimer laser (wavelength: 0.308 μm).

PIは赤外領域の波数が1775cm-1において吸光度のピークを有する。このピークはイミドC=O結合に由来する。このピークの波長は5.63μmであり、このような波長のレーザとして、DBr化学レーザ(波長5.8−6.3μm)がある。 PI has an absorbance peak at a wave number of 1775 cm −1 in the infrared region. This peak is derived from the imide C═O bond. The wavelength of this peak is 5.63 μm, and there is a DBr chemical laser (wavelength 5.8-6.3 μm) as a laser with such a wavelength.

またPIは、波数が1712cm-1の吸光度のピークを有する。このピークはイミドC=O結合に由来する。このピークの波長は5.84μmであり、このような波長のレーザとしてDBr化学レーザ(波長5.8−6.3μm)がある。 PI has an absorbance peak with a wave number of 1712 cm −1 . This peak is derived from the imide C═O bond. The wavelength of this peak is 5.84 μm, and there is a DBr chemical laser (wavelength 5.8-6.3 μm) as a laser with such a wavelength.

またポリイミドは、波数1400cm-1において吸光度のピークを有する。このピークは両側のベンゼン環のメチレンに由来する。このピークの波長は7.14μmであり、このような波長のレーザとして半導体レーザ(PbS1-xSex(波長4−8.5μm))が存在する。 Polyimide has an absorbance peak at a wave number of 1400 cm −1 . This peak is derived from the methylene of the benzene rings on both sides. The wavelength of this peak is 7.14 μm, and there is a semiconductor laser (PbS 1-x Se x (wavelength 4-8.5 μm)) as a laser with such a wavelength.

またポリイミドは可視領域において波長が450nmで吸光度のピークを有し、このような波長のレーザとしてArイオンレーザ(波長0.45μm)が存在する。   In addition, polyimide has a peak of absorbance at a wavelength of 450 nm in the visible region, and an Ar ion laser (wavelength: 0.45 μm) exists as a laser having such a wavelength.

LCPは赤外領域において波数が1730cm-1の吸光度のピークを有する。このピークはエステルのC=O結合に由来する。このピークの波長は5.78μmであり、このような波長のレーザとして浜松ホトニクス社製量子カスケードレーザ(波長5.8μm)または半導体レーザ(PbS1-xSex(波長4−8.5μm))が存在する。 LCP has an absorbance peak with a wave number of 1730 cm −1 in the infrared region. This peak is derived from the C═O bond of the ester. The wavelength of this peak is 5.78 μm. As a laser having such a wavelength, a quantum cascade laser (wavelength 5.8 μm) or a semiconductor laser (PbS 1-x Se x (wavelength 4-8.5 μm)) manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd. Exists.

またLCPは波数1300−1150cm-1の吸光度のピークを有する。このピークはエステルのC−O結合に由来する。このピークの波長は7.69−8.70μmであり、このような波長のレーザとして半導体レーザ(PbS1-xSex(波長4−8.5μm))がある。 LCP also has an absorbance peak with a wave number of 1300-1150 cm −1 . This peak is derived from the ester C—O bond. The wavelength of this peak is 7.69-8.70 μm, and there is a semiconductor laser (PbS 1-x Se x (wavelength 4-8.5 μm)) as a laser with such a wavelength.

LPCは波数1650−1400cm-1の吸光度のピークを有する。このピークは、ベンゼン環のC=C結合に由来する。このピークの波長は6.06−1.74μmである。このような波長のレーザとして、DBr化学レーザ(波長5.8−6.3μm)、半導体レーザ(PbS1-xSex(波長4−8.5μm))がある。 LPC has an absorbance peak with a wave number of 1650-1400 cm −1 . This peak is derived from the C = C bond of the benzene ring. The wavelength of this peak is 6.06-1.74 μm. As a laser having such a wavelength, there are a DBr chemical laser (wavelength 5.8-6.3 μm) and a semiconductor laser (PbS 1-x Se x (wavelength 4-8.5 μm)).

また、LPCは波長400nmにおいて吸光度のピークを有し、このような波長のレーザとして半導体レーザ(波長が0.41μm)およびPb蒸気レーザ(波長0.41μm)が存在する。   LPC has an absorbance peak at a wavelength of 400 nm, and there are a semiconductor laser (wavelength: 0.41 μm) and a Pb vapor laser (wavelength: 0.41 μm) as lasers having such a wavelength.

これらのレーザを加工用に用いることで、有機物層20による吸収を高めることができる。   By using these lasers for processing, absorption by the organic layer 20 can be enhanced.

(実施の形態3)
図9は、有機物層としてPET樹脂を用いたフラットケーブルの断面図である。図10は、有機物層としてPET樹脂を用いたフラットケーブルの加工工程を示す断面図である。図11は、この発明に従って形成された孔の平面図である。
図9から図11を参照して、有機物層20に導電層29が埋め込まれたフラットケーブルであっても、この発明の従った加工方法および加工装置の加工対象となる。具体的には、図10で孔22を製造する工程において、図1で示した方法および装置を使用することによって、有機物層20と接着層20aを確実に除去することができる。
(Embodiment 3)
FIG. 9 is a cross-sectional view of a flat cable using PET resin as the organic layer. FIG. 10 is a cross-sectional view showing a flat cable processing step using PET resin as the organic layer. FIG. 11 is a plan view of a hole formed in accordance with the present invention.
9 to 11, even a flat cable in which a conductive layer 29 is embedded in an organic material layer 20 is a processing target of the processing method and processing apparatus according to the present invention. Specifically, in the step of manufacturing the hole 22 in FIG. 10, the organic layer 20 and the adhesive layer 20a can be reliably removed by using the method and apparatus shown in FIG.

図11で示すように、炭酸ガスレーザのみが照射された第一領域1100では、孔22の底においては導電層29が露出していない。これは、接着層の取り残しが孔22の底に残存しているからであると考えられる。これに対して、炭酸ガスレーザを照射した後にファイバレーザを照射した部分では、孔22の底面において導電層29が露出する。これは、ファイバレーザにより接着層が確実に除去されたからであると考えられる。   As shown in FIG. 11, the conductive layer 29 is not exposed at the bottom of the hole 22 in the first region 1100 irradiated with only the carbon dioxide laser. This is presumably because the adhesive layer remains on the bottom of the hole 22. On the other hand, the conductive layer 29 is exposed on the bottom surface of the hole 22 in the portion irradiated with the fiber laser after being irradiated with the carbon dioxide laser. This is presumably because the adhesive layer was reliably removed by the fiber laser.

図12は、PETの赤外領域における吸収(縦軸)と波数(横軸)との関係を示すグラフである。図13は、液晶ポリマーの赤外領域における吸収(縦軸)と波数(横軸)との関係を示すグラフである。図12および図13を参照して、特定の波数において、吸収が大きくなっていることがわかる。これは、有機物を構成する特定の化学結合(官能基)による吸収であり、このような吸収が存在すれば、その官能基を有する有機物が残存していることがわかる。そして、吸収が大きい波数のレーザを照射することで、効率よく樹脂にレーザのエネルギーを吸収させることができる。   FIG. 12 is a graph showing the relationship between absorption (vertical axis) and wave number (horizontal axis) in the infrared region of PET. FIG. 13 is a graph showing the relationship between absorption (vertical axis) and wave number (horizontal axis) in the infrared region of a liquid crystal polymer. Referring to FIGS. 12 and 13, it can be seen that the absorption is increased at a specific wave number. This is absorption by a specific chemical bond (functional group) constituting the organic substance. If such absorption exists, it is understood that the organic substance having the functional group remains. By irradiating a laser having a wave number with large absorption, the energy of the laser can be efficiently absorbed by the resin.

図2で示すような、銅板(厚みが18μm)、ポリイミド系樹脂からなる接着層20a(厚みが2−3μm)、有機物層20を構成するポリイミド樹脂(厚みが20μm)、ポリイミド系樹脂からなる接着層20a(厚みが2−3μm)、銅板(厚みが18μm)の層構造を有するフレキシブルプリント基板を準備した。   As shown in FIG. 2, a copper plate (thickness: 18 μm), an adhesive layer 20a (thickness: 2-3 μm) made of a polyimide resin, a polyimide resin (thickness: 20 μm) constituting the organic layer 20, and an adhesive made of a polyimide resin. A flexible printed circuit board having a layer structure of a layer 20a (thickness: 2-3 μm) and a copper plate (thickness: 18 μm) was prepared.

このフレキシブルプリント基板において、予め片側の銅板に図2で示すようにフォトリソグラフィと銅エッチングにより開口31が形成されている。   In this flexible printed circuit board, an opening 31 is formed in advance on one copper plate by photolithography and copper etching as shown in FIG.

フレキシブルプリント基板は、ロール巻きの状態から引き出されて加工され、その後、ロール巻きの状態で収納される。   The flexible printed circuit board is drawn out from the rolled state and processed, and then stored in the rolled state.

そして炭酸ガスレーザによる加工で有機物層20を除去し、その後、ファイバレーザ、YAGレーザまたはYVO4レーザのパルスレーザで接着層20aを除去する。これにより、ポリイミド樹脂が除去されたブラインドビア構造のフレキシブルプリント基板を加工した。ここで、炭酸ガスレーザは、出力100W、約μ秒パルス、とする。炭酸ガスレーザは、図1で示すガルバノスキャナ120により銅の孔加工されている位置へ照射できるように制御される。炭酸ガスレーザ照射後のファイバレーザ、YAGレーザまたはYVO4レーザは、出力16Wとした。炭酸ガスレーザ照射エリアと、ファイバレーザ、YAGレーザまたはYVO4レーザ照射エリアに酸素を10dm3/min、の流量で導入する。これにより、樹脂の残渣を確実に除去することが可能となる。 Then, the organic layer 20 is removed by processing with a carbon dioxide gas laser, and then the adhesive layer 20a is removed with a pulse laser of a fiber laser, YAG laser, or YVO 4 laser. This processed the flexible printed circuit board of the blind via structure from which the polyimide resin was removed. Here, the carbon dioxide laser has an output of 100 W and a pulse of about μ seconds. The carbon dioxide laser is controlled so that the galvano scanner 120 shown in FIG. The output of the fiber laser, YAG laser, or YVO 4 laser after the carbon dioxide laser irradiation was 16 W. Oxygen is introduced at a flow rate of 10 dm 3 / min into the carbon dioxide laser irradiation area and the fiber laser, YAG laser, or YVO 4 laser irradiation area. This makes it possible to reliably remove the resin residue.

PET樹脂(厚みが20μm)、PET系樹脂接着層(厚みが2−3μm)、銅配線(厚みが18μm)、PET系樹脂接着層(厚みが2−3μm)、PET樹脂(厚みが20μm)の層構造を有するフラットケーブル(図9)を準備した。片側のPET樹脂およびPET系樹脂接着層を炭酸ガスレーザの照射および、ファイバレーザ、YAGレーザまたはYVO4レーザのパルスレーザで接着層を除去した。(図10)。ここで、炭酸ガスレーザは、出力100W、約12μ秒パルス、とした。ファイバレーザ、YAGレーザまたはYVO4レーザのパルスレーザの出力は、炭酸ガスレーザは、図1で示すガルバノスキャナ120により直線走査して加工する。YAGレーザまたはYVO4レーザは、出力16Wとした。炭酸ガスレーザ照射エリアと、ファイバレーザ、YAGレーザまたはYVO4レーザ照射エリアに酸素を10dm3/min、の流量で導入する。これにより、樹脂の残渣を確実に除去することが可能となる。 PET resin (thickness 20 μm), PET resin adhesive layer (thickness 2-3 μm), copper wiring (thickness 18 μm), PET resin adhesive layer (thickness 2-3 μm), PET resin (thickness 20 μm) A flat cable (FIG. 9) having a layer structure was prepared. The PET resin and the PET resin adhesive layer on one side were removed by carbon dioxide laser irradiation and a pulse laser of a fiber laser, YAG laser, or YVO 4 laser. (FIG. 10). Here, the carbon dioxide laser had an output of 100 W and a pulse of about 12 μs. The output of the fiber laser, YAG laser, or YVO 4 laser pulse laser is processed by a carbon dioxide laser by linear scanning with the galvano scanner 120 shown in FIG. The YAG laser or YVO 4 laser had an output of 16 W. Oxygen is introduced at a flow rate of 10 dm 3 / min into the carbon dioxide laser irradiation area and the fiber laser, YAG laser, or YVO 4 laser irradiation area. This makes it possible to reliably remove the resin residue.

この発明は、有機物層を加工することが可能なレーザ加工装置の分野で用いることができる。   The present invention can be used in the field of a laser processing apparatus capable of processing an organic material layer.

1 レーザ加工装置、10,30 導電層、20 有機物層、21 残渣、22 孔、22a 底、31 開口、100 加工部、110 加工用レーザ源、111,112,211,213 レーザ光、120,220 ガルバノスキャナ、130 レンズ、200 測定部、210 残渣測定用レーザ源、230 集光レンズ、240 受光部、300 フレキシブルプリント基板、310 加工エリア、320 測定エリア、400 制御部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser processing apparatus 10,30 Conductive layer, 20 Organic substance layer, 21 Residue, 22 Hole, 22a Bottom, 31 Opening, 100 Process part, 110 Processing laser source, 111, 112, 211, 213 Laser beam, 120, 220 Galvano scanner, 130 lens, 200 measuring unit, 210 residue measuring laser source, 230 condensing lens, 240 light receiving unit, 300 flexible printed circuit board, 310 processing area, 320 measuring area, 400 control unit.

Claims (8)

有機物層と導体層とが接着層により接合された被加工物に、前記有機物層を除去するための第一パルスレーザを照射する工程と、
前記有機物を除去した後に前記被加工物に前記接着層を除去するための第二パルスレーザを照射する工程とを備えた、レーザ加工方法。
Irradiating a workpiece in which an organic material layer and a conductor layer are bonded together by an adhesive layer with a first pulse laser for removing the organic material layer;
And a step of irradiating the workpiece with a second pulse laser for removing the adhesive layer after removing the organic matter.
前記第一パルスレーザは炭酸ガスレーザであり、前記第二パルスレーザはファイバレーザ、YAGレーザまたはYVO4レーザのいずれかである、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 pulse laser is a carbon dioxide laser, and the second pulse laser is any one of a fiber laser, a YAG laser, and a YVO 4 laser. 前記第二パルスレーザは、非線形結晶により短波長に波長変換されたレーザである、請求項2に記載のレーザ加工方法。   The laser processing method according to claim 2, wherein the second pulse laser is a laser wavelength-converted to a short wavelength by a nonlinear crystal. 前記有機物層は、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレートおよび液晶ポリマーからなる群より選ばれた少なくとも一種を含む、請求項1から3のいずれか1項に記載のレーザ加工方法。   The laser processing method according to any one of claims 1 to 3, wherein the organic layer includes at least one selected from the group consisting of polyimide, polyethylene terephthalate, and liquid crystal polymer. 前記被加工物は、フレキシブルプリント基板およびフラットケーブルのいずれかである、請求項1から4のいずれか1項に記載のレーザ加工方法。   The laser processing method according to claim 1, wherein the workpiece is any one of a flexible printed circuit board and a flat cable. 前記被加工物は、ロール形状から引き出されて加工され、加工後はロール形状で巻き取られる、請求項1から5のいずれか1項に記載のレーザ加工方法。   6. The laser processing method according to claim 1, wherein the workpiece is drawn out of a roll shape and processed, and is wound in a roll shape after the processing. 前記第一または第二パルスレーザで加工中に加工部に酸素が供給される、請求項1から6のいずれか1項に記載のレーザ加工方法。   The laser processing method according to any one of claims 1 to 6, wherein oxygen is supplied to a processing portion during processing by the first or second pulse laser. 請求項1から7のいずれか1項に記載のレーザ加工方法を実施するためのレーザ装置であって、
有機物層と導体層とが接着層により接合された被加工物に、前記有機物層を除去するための第一パルスレーザと、前記有機物を除去した後に前記被加工物に前記接着層を除去するための第二パルスレーザを照射することが可能なレーザ源とを備えた、レーザ加工装置。
A laser apparatus for carrying out the laser processing method according to any one of claims 1 to 7,
In order to remove the adhesive layer on the workpiece after removing the organic substance, a first pulse laser for removing the organic substance layer on the workpiece in which the organic substance layer and the conductor layer are bonded by the adhesive layer And a laser source capable of irradiating the second pulse laser.
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