JP2016135491A - Discharge auxiliary type laser hole machining method - Google Patents

Discharge auxiliary type laser hole machining method Download PDF

Info

Publication number
JP2016135491A
JP2016135491A JP2013104856A JP2013104856A JP2016135491A JP 2016135491 A JP2016135491 A JP 2016135491A JP 2013104856 A JP2013104856 A JP 2013104856A JP 2013104856 A JP2013104856 A JP 2013104856A JP 2016135491 A JP2016135491 A JP 2016135491A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hole
row
discharge
insulating substrate
holes
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2013104856A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
浩平 堀内
Kohei Horiuchi
浩平 堀内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
Priority to JP2013104856A priority Critical patent/JP2016135491A/en
Priority to PCT/JP2014/060746 priority patent/WO2014185206A1/en
Priority to TW103115653A priority patent/TW201505747A/en
Publication of JP2016135491A publication Critical patent/JP2016135491A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26FPERFORATING; PUNCHING; CUTTING-OUT; STAMPING-OUT; SEVERING BY MEANS OTHER THAN CUTTING
    • B26F1/00Perforating; Punching; Cutting-out; Stamping-out; Apparatus therefor
    • B26F1/26Perforating by non-mechanical means, e.g. by fluid jet
    • B26F1/28Perforating by non-mechanical means, e.g. by fluid jet by electrical discharges
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36Removing material
    • B23K26/40Removing material taking account of the properties of the material involved
    • B23K26/402Removing material taking account of the properties of the material involved involving non-metallic material, e.g. isolators
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K28/00Welding or cutting not covered by any of the preceding groups, e.g. electrolytic welding
    • B23K28/02Combined welding or cutting procedures or apparatus
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/50Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a discharge auxiliary type laser hole machining method which hardly causes necking and/or cracking on a through-hole.SOLUTION: A discharge auxiliary type laser hole machining method is characterized in that a tip of a first electrode is arranged on a position which is separated by a distance of 0.1 mm or more from a surface of an insulation substrate and is deviated by 0.2 mm or more in a first direction from a center of an irradiation spot of a laser beam on the insulation substrate, when a through-hole already formed on the insulation substrate is called as an existing through-hole, a position on which the existing through-hole is formed is called as an existing through-hole formation position and a position for forming the through-hole subsequently onto the insulation substrate is called as an object through-hole formation position, a position which is separated by a distance of 0.5 mm or less along a second direction crossing orthogonally with the first direction, from the existing through-hole is set as the object through-hole formation position and, when inter-electrode discharge is performed after applying the laser beam to the object through-hole formation position, the tip of the first electrode is located on a position closer to the object through-hole formation position than the position of the existing through-hole.SELECTED DRAWING: Figure 7

Description

本発明は、放電補助式レーザ孔加工方法に関する。   The present invention relates to a discharge assist type laser hole machining method.

絶縁基板に貫通孔を形成する技術として、レーザ溶融式放電除去技術が提案されている(例えば、特許文献1)。このレーザ溶融式放電除去技術では、レーザ光照射で絶縁材料を溶融した後、電極間放電現象によって溶融した絶縁材料を除去し、絶縁基板に貫通孔を形成する。   As a technique for forming a through hole in an insulating substrate, a laser melting type discharge removal technique has been proposed (for example, Patent Document 1). In this laser melting type discharge removal technique, an insulating material is melted by laser light irradiation, and then the insulating material melted by an interelectrode discharge phenomenon is removed to form a through hole in an insulating substrate.

国際公開第WO2011/038788号International Publication No. WO2011 / 038788

前述のように、レーザ溶融式放電除去技術では、レーザ光照射で絶縁材料を溶融した後、電極間放電現象によって溶融した絶縁材料を除去し、絶縁基板に貫通孔を形成する。   As described above, in the laser melting type discharge removal technique, after the insulating material is melted by laser light irradiation, the insulating material melted by the interelectrode discharge phenomenon is removed to form a through hole in the insulating substrate.

ここで、従来のレーザ溶融式放電除去方法では、しばしば、レーザ光照射後の放電の際に、適正な場所で放電が生じないという問題が生じ得る。例えば、貫通孔形成目標位置にレーザ光を照射して、電極間放電により、この貫通孔形成目標位置で放電を生じさせようとした際に、貫通孔形成目標位置では放電が生じず、既に形成された貫通孔(既貫通孔)を介して、放電が生じる場合がある。   Here, in the conventional laser melting type discharge removal method, there is often a problem that no discharge occurs at an appropriate place in the discharge after the laser light irradiation. For example, when a laser beam is irradiated to the through hole formation target position and an electric discharge is generated at the through hole formation target position by the inter-electrode discharge, the discharge is not generated at the through hole formation target position and is already formed. Discharge may occur through the formed through hole (existing through hole).

このような現象が生じた場合、貫通孔形成目標位置では放電が生じないため、貫通孔形成目標位置に貫通孔が形成されないという問題が生じる。また、既貫通孔において放電が生じた場合、該既貫通孔に余分なエネルギーが投入されてしまい、既貫通孔にクラックが生じるという問題が生じ得る。   When such a phenomenon occurs, a discharge does not occur at the through hole formation target position, which causes a problem that the through hole is not formed at the through hole formation target position. In addition, when a discharge occurs in the existing through hole, excessive energy is input to the existing through hole, which may cause a problem that a crack occurs in the existing through hole.

本発明は、このような背景に鑑みなされたものであり、本発明では、貫通孔にクラックが生じ難い、放電補助式レーザ孔加工方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a background, and an object of the present invention is to provide a discharge assist type laser hole processing method in which cracks are unlikely to occur in a through hole.

本発明では、レーザ光照射によって絶縁基板に複数の貫通孔を形成し、第1および第2の電極間での放電現象により前記貫通孔の孔形状を調整する、放電補助式レーザ孔加工方法であって、
第1の電極の先端は、前記絶縁基板の表面から0.1mm以上の距離であって、前記絶縁基板上のレーザ光の照射スポットの中心から、第1の方向に0.2mm以上ずれた位置に配置され、
絶縁基板上に既に形成されている貫通孔を既貫通孔と称し、該既貫通孔が形成されている位置を既貫通孔形成位置と称し、絶縁基板上の次に貫通孔を形成する位置を対象貫通孔形成位置と称したとき、
ある既貫通孔から、前記第1の方向と直交する第2の方向に沿って、0.5mm以下の距離の位置を対象貫通孔形成位置とし、該対象貫通孔形成位置にレーザ光を照射した後、電極間放電を実施するとき、前記第1の電極の先端は、既貫通孔の位置よりも前記対象貫通孔形成位置に近い位置にあることを特徴とする放電補助式レーザ孔加工方法が提供される。
According to the present invention, there is provided a discharge assisted laser hole machining method in which a plurality of through holes are formed in an insulating substrate by laser light irradiation, and the hole shape of the through hole is adjusted by a discharge phenomenon between the first and second electrodes. There,
The tip of the first electrode is at a distance of 0.1 mm or more from the surface of the insulating substrate, and is shifted by 0.2 mm or more in the first direction from the center of the laser beam irradiation spot on the insulating substrate. Placed in
A through-hole already formed on the insulating substrate is referred to as an existing through-hole, a position where the existing through-hole is formed is referred to as an existing through-hole forming position, and a position where the next through-hole is formed on the insulating substrate is defined as When called the target through-hole formation position,
From a certain existing through-hole, along the second direction orthogonal to the first direction, a position at a distance of 0.5 mm or less is set as a target through-hole forming position, and the target through-hole forming position is irradiated with laser light. Thereafter, when the interelectrode discharge is performed, the discharge-assisted laser hole machining method is characterized in that the tip of the first electrode is located closer to the target through-hole formation position than the position of the existing through-hole. Provided.

また、本発明では、レーザ光照射によって絶縁基板に複数の貫通孔を形成し、第1および第2の電極間での放電現象により前記貫通孔の形状を調整する、放電補助式レーザ孔加工方法であって、
第1の電極の先端は、前記絶縁基板の表面から0.1mm以上の距離であって、前記絶縁基板上のレーザ光の照射スポットの中心から、第1の方向に沿って+(プラス)方向に0.2mm以上ずれた位置に配置され、
前記絶縁基板は、第n列×第m行のマトリクス状の貫通孔形成位置のパターンを有し、
前記各列は、前記第1の方向に平行であり、前記各行は、前記第1の方向と直交する第2の方向に平行であり、
前記各列は、第1列から第n列まで、前記第2の方向の+(プラス)方向に沿って延在し、前記各行は、第1行から第m行まで、前記第1の方向の+(プラス)方向に沿って延在し、
各列内の貫通孔形成位置は、0.5mm以下のピッチPyで配置され、
第1行の全貫通孔形成位置に貫通孔が形成されてから、第2行の全貫通孔形成位置に貫通孔が形成され、以下、同様に、第m行まで、順次貫通孔が形成されるステップを有することを特徴とする放電補助式レーザ孔加工方法が提供される。
Further, in the present invention, a discharge-assisted laser hole machining method, wherein a plurality of through holes are formed in an insulating substrate by laser light irradiation, and the shape of the through hole is adjusted by a discharge phenomenon between the first and second electrodes. Because
The tip of the first electrode is a distance of 0.1 mm or more from the surface of the insulating substrate, and the + (plus) direction along the first direction from the center of the laser beam irradiation spot on the insulating substrate Arranged at a position shifted by 0.2 mm or more,
The insulating substrate has a pattern of n-th column × m-th row matrix through-hole formation positions,
Each column is parallel to the first direction, and each row is parallel to a second direction orthogonal to the first direction;
Each of the columns extends from the first column to the nth column along the + (plus) direction of the second direction, and each of the rows extends from the first row to the mth row in the first direction. Extends along the + (plus) direction of
The through hole forming positions in each row are arranged with a pitch Py of 0.5 mm or less,
After the through holes are formed at the positions where all the through holes are formed in the first row, the through holes are formed at the positions where all the through holes are formed in the second row. Similarly, the through holes are sequentially formed until the m th row. There is provided a discharge assisted laser drilling method characterized by comprising the steps of:

ここで、前記本発明による放電補助式レーザ孔加工方法において、前記各行内の貫通孔形成位置は、0.5mm以下のピッチPxで配置されてもよい。   Here, in the discharge assisted laser hole machining method according to the present invention, the through hole formation positions in each row may be arranged at a pitch Px of 0.5 mm or less.

さらに、本発明では、レーザ光照射によって絶縁基板に複数の貫通孔を形成し、第1および第2の電極間での放電現象により前記貫通孔の形状を調整する、放電補助式レーザ孔加工方法であって、
第1の電極の先端は、前記絶縁基板の表面から0.1mm以上の距離であって、前記絶縁基板上のレーザ光の照射スポットの中心から、第1の方向に沿って+(プラス)方向に0.2mm以上ずれた位置に配置され、
前記絶縁基板は、貫通孔形成位置のパターンを有し、該パターンは、第n列×第m行の貫通孔形成位置のマトリクスにおいて、一部の貫通孔形成位置が欠損した欠損部を有し、
前記各列は、前記第1の方向に平行であり、前記各行は、前記第1の方向と直交する第2の方向に平行であり、
前記各列は、第1列から第n列まで、前記第2の方向の+(プラス)方向に沿って延在し、前記各行は、第1行から第m行まで、前記第1の方向の+(プラス)方向に沿って延在し、
各列内の貫通孔形成位置は、前記欠損部を除き、0.5mm以下のピッチPyで配置され、
第1行の全貫通孔形成位置に貫通孔が形成されてから、第2行の全貫通孔形成位置に貫通孔が形成され、以下、同様に、第m行まで、順次貫通孔が形成されるステップを有することを特徴とする放電補助式レーザ孔加工方法が提供される。
Further, in the present invention, a discharge assist type laser hole machining method, wherein a plurality of through holes are formed in an insulating substrate by laser light irradiation, and the shape of the through hole is adjusted by a discharge phenomenon between the first and second electrodes. Because
The tip of the first electrode is a distance of 0.1 mm or more from the surface of the insulating substrate, and the + (plus) direction along the first direction from the center of the laser beam irradiation spot on the insulating substrate Arranged at a position shifted by 0.2 mm or more,
The insulating substrate has a pattern of through-hole formation positions, and the pattern has a defect portion in which a part of the through-hole formation positions is missing in a matrix of through-hole formation positions in the nth column × mth row. ,
Each column is parallel to the first direction, and each row is parallel to a second direction orthogonal to the first direction;
Each of the columns extends from the first column to the nth column along the + (plus) direction of the second direction, and each of the rows extends from the first row to the mth row in the first direction. Extends along the + (plus) direction of
The through hole formation position in each row is arranged with a pitch Py of 0.5 mm or less, excluding the defective portion,
After the through holes are formed at the positions where all the through holes are formed in the first row, the through holes are formed at the positions where all the through holes are formed in the second row. Similarly, the through holes are sequentially formed until the m th row. There is provided a discharge assisted laser drilling method characterized by comprising the steps of:

ここで、本発明による放電補助式レーザ孔加工方法において、前記欠損部は、前記第n列×第m行の貫通孔形成位置のマトリクスの中央部分に配置されてもよい。   Here, in the discharge assisted laser hole machining method according to the present invention, the defect portion may be disposed at a central portion of the matrix of the through hole formation position of the nth column × mth row.

また、本発明による放電補助式レーザ孔加工方法において、前記欠損部は、前記第n列×第m行の貫通孔形成位置のマトリクスの第1行目または第m行目に存在してもよい。   In the discharge assisted laser hole machining method according to the present invention, the defect may exist in the first row or the m-th row of the matrix of through-hole formation positions of the nth column × mth row. .

また、本発明による放電補助式レーザ孔加工方法において、前記欠損部は、前記第n列×第m行の貫通孔形成位置のマトリクスにおける第i列目(ただしiは、2〜n−1までの整数)および第j行目(ただしjは、2〜m−1までの整数)によって分離された、4つの各領域に存在してもよい。   Further, in the discharge assisted laser hole machining method according to the present invention, the defect portion is the i-th column (where i is from 2 to n−1) in the matrix of the through-hole formation position of the n-th column × m-th row. ) And the j-th row (where j is an integer from 2 to m-1).

また、本発明による放電補助式レーザ孔加工方法において、前記各行内の貫通孔形成位置は、前記欠損部を除き、0.5mm以下のピッチPxで配置されてもよい。   In the discharge assisted laser hole machining method according to the present invention, the through hole formation positions in each row may be arranged at a pitch Px of 0.5 mm or less except for the defective portion.

また、本発明によるレーザ誘導式放電加工方法において、前記第1の電極の先端は、前記絶縁基板の表面から0.3mm〜1.0mmの距離に配置されてもよい。   In the laser induced electrical discharge machining method according to the present invention, the tip of the first electrode may be disposed at a distance of 0.3 mm to 1.0 mm from the surface of the insulating substrate.

また、本発明による放電補助式レーザ孔加工方法において、前記第1の電極の先端は、前記レーザ光の照射スポットの中心から、前記第1の方向に沿って、0.5mm〜1.5mmの距離に配置されてもよい。   Further, in the discharge assisted laser hole machining method according to the present invention, the tip of the first electrode is 0.5 mm to 1.5 mm along the first direction from the center of the laser beam irradiation spot. It may be arranged at a distance.

また、本発明による放電補助式レーザ孔加工方法において、前記レーザ光の照射スポットは、10μm〜300μmの範囲の最大寸法を有してもよい。   In the discharge-assisted laser hole machining method according to the present invention, the laser beam irradiation spot may have a maximum dimension in a range of 10 μm to 300 μm.

また、本発明による放電補助式レーザ孔加工方法において、前記第2の電極は、略板状であり、前記絶縁基板の底面に配置されてもよい。   In the discharge-assisted laser hole machining method according to the present invention, the second electrode may be substantially plate-shaped and disposed on the bottom surface of the insulating substrate.

本発明では、貫通孔にクラックが生じ難い、放電補助式レーザ孔加工方法を提供できる。   In the present invention, it is possible to provide a discharge assist type laser hole machining method in which cracks are unlikely to occur in the through hole.

一般的なレーザ溶融式放電除去装置の構成の一例を概略的に示した図である。It is the figure which showed roughly an example of the structure of the general laser melting type electric discharge removal apparatus. 本願で使用する3次元座標の3軸と、第1の電極の先端の座標との関係を概略的に示した図である。It is the figure which showed roughly the relationship between the three axes of the three-dimensional coordinate used by this application, and the coordinate of the front-end | tip of a 1st electrode. 第1の放電補助式レーザ孔加工方法により絶縁基板に貫通孔を形成する際の、貫通孔の配置パターンを模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the arrangement pattern of a through-hole at the time of forming a through-hole in an insulated substrate with the 1st discharge assistance type | formula laser hole processing method. 第2の放電補助式レーザ孔加工方法により絶縁基板に貫通孔を形成する際の、貫通孔の配置パターンを模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the arrangement pattern of a through-hole at the time of forming a through-hole in an insulated substrate with the 2nd discharge auxiliary type laser hole processing method. 貫通孔の配置パターンの別の一例を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically another example of the arrangement pattern of a through-hole. 貫通孔の配置パターンの別の一例を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically another example of the arrangement pattern of a through-hole. 実施例1において、ガラス基板に貫通孔を形成する際の順番を模式的に示した図である。In Example 1, it is the figure which showed typically the order at the time of forming a through-hole in a glass substrate. 実施例1における加工後の一貫通孔の断面の一例を示した図である。3 is a diagram illustrating an example of a cross section of one through hole after processing in Example 1. FIG. 比較例1において、ガラス基板に貫通孔を形成する際の順番を模式的に示した図である。In the comparative example 1, it is the figure which showed typically the order at the time of forming a through-hole in a glass substrate. 比較例1における加工後の一貫通孔の断面の一例を示した図である。6 is a view showing an example of a cross section of one through hole after processing in Comparative Example 1. FIG. 実施例2において、ガラス基板に貫通孔を形成する際の順番を模式的に示した図である。In Example 2, it is the figure which showed typically the order at the time of forming a through-hole in a glass substrate.

以下、図面を参照して、本発明について説明する。   Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings.

(放電補助式レーザ孔加工技術について)
まず、従来の「レーザ溶融式放電除去技術(方法)」と、本発明に適用される「放電補助式レーザ孔加工技術(方法)」の差異について、簡単に説明する。
(Discharge assisted laser drilling technology)
First, the difference between the conventional “laser melting type discharge removal technique (method)” and the “discharge assist type laser hole machining technique (method)” applied to the present invention will be briefly described.

従来の「レーザ溶融式放電除去技術」では、レーザ光照射で絶縁材料を溶融した後、電極間放電現象によって溶融した絶縁材料を除去することにより、絶縁基板に貫通孔を形成する。「レーザ溶融式放電除去技術」では、加工後の貫通孔にネッキングが生じ易い。なお、「ネッキング」とは、加工後の貫通孔内に形成される突出部分を意味する。貫通孔内にこのようなネッキングが生じると、貫通孔の寸法精度が低下してしまう。このため、ネッキングは、できる限り抑制することが望ましいと言われている。   In the conventional “laser melting type discharge removal technology”, a through hole is formed in an insulating substrate by melting an insulating material by laser light irradiation and then removing the molten insulating material by an interelectrode discharge phenomenon. In the “laser melting type discharge removal technology”, necking is likely to occur in the processed through hole. “Necking” means a protruding portion formed in a through-hole after processing. When such necking occurs in the through hole, the dimensional accuracy of the through hole is lowered. For this reason, it is said that it is desirable to suppress necking as much as possible.

これに対して、本発明に適用される「放電補助式レーザ孔加工技術」では、レーザ光照射によって絶縁基板に複数の貫通孔を形成した後、第1および第2の電極間での放電現象により前記貫通孔の形状が調整される。なお、貫通孔の形状の調整とは、レーザ光照射によって絶縁基板に複数の貫通孔を形成した際に生じるネッキングを低減することを意味する。「放電補助式レーザ孔加工技術」には、「レーザ溶融式放電除去技術」に比べて、貫通孔の加工後に生じ得るネッキングを有意に抑制できるという特徴がある。   In contrast, in the “discharge assist type laser hole processing technology” applied to the present invention, after a plurality of through holes are formed in the insulating substrate by laser light irradiation, a discharge phenomenon between the first and second electrodes is performed. Thus, the shape of the through hole is adjusted. The adjustment of the shape of the through hole means that necking that occurs when a plurality of through holes are formed in the insulating substrate by laser light irradiation is reduced. The “discharge assist type laser hole processing technique” has a feature that necking that can occur after processing of the through hole can be significantly suppressed as compared with the “laser melt type discharge removal technique”.

以下、図1を参照して、本発明に利用される「放電補助式レーザ孔加工技術」について具体的に説明する。   Hereinafter, with reference to FIG. 1, the “discharge assist type laser drilling technology” used in the present invention will be described in detail.

図1には、放電補助式レーザ孔加工技術に利用される、一般的な放電補助式レーザ孔加工装置の構成の一例を概略的に示す。   FIG. 1 schematically shows an example of the configuration of a general discharge-assisted laser drilling apparatus used in the discharge-assisted laser drilling technique.

図1に示すように、この放電補助式レーザ孔加工装置100は、レーザ光源110と、直流高電圧電源125と、第1の電極140および第2の電極145とを有する。   As shown in FIG. 1, the discharge-assisted laser hole machining apparatus 100 includes a laser light source 110, a direct current high voltage power supply 125, a first electrode 140, and a second electrode 145.

第1の電極140および第2の電極145は、それぞれ、導体150および155と電気的に接続されており、これらの導体150および155は、直流高電圧電源125と接続されている。   The first electrode 140 and the second electrode 145 are electrically connected to the conductors 150 and 155, respectively, and these conductors 150 and 155 are connected to the DC high voltage power source 125.

なお、図1の例では、第1の電極140と第2の電極145は、形状および配置形態が異なっている。すなわち、第1の電極140は、針状の形状を有し、絶縁基板190から離して配置されている。これに対して、第2の電極145は、略平板状の形状を有し、絶縁基板190の直下に、絶縁基板190と接するように配置されている。第2の電極145は、絶縁基板190を置載するステージとしての機能を兼ねることができる。   In the example of FIG. 1, the first electrode 140 and the second electrode 145 are different in shape and arrangement form. In other words, the first electrode 140 has a needle shape and is arranged away from the insulating substrate 190. On the other hand, the second electrode 145 has a substantially flat plate shape and is disposed immediately below the insulating substrate 190 so as to be in contact with the insulating substrate 190. The second electrode 145 can also serve as a stage on which the insulating substrate 190 is placed.

ただし、これは、単なる一例であって、例えば、第2の電極145は、絶縁基板190の底面側に、絶縁基板190から離して配置してもよい。また、第2の電極145は、第1の電極140と同様の針状の形状を有してよい。この場合、第1の電極140と、絶縁基板190を挟んで対向する位置にある第2の電極との間で、一組の電極対が構成される。   However, this is merely an example. For example, the second electrode 145 may be disposed on the bottom surface side of the insulating substrate 190 and separated from the insulating substrate 190. The second electrode 145 may have a needle shape similar to that of the first electrode 140. In this case, a set of electrode pairs is configured between the first electrode 140 and the second electrode located opposite to each other with the insulating substrate 190 interposed therebetween.

このような放電補助式レーザ孔加工装置100を用いて、絶縁基板190に貫通孔を形成する際には、まず、絶縁基板190が両電極140、145の間に配置される。さらに、第2の電極145(または別個のステージ)を水平方向に移動させることにより、絶縁基板190が所定の位置に配置される。   When the through hole is formed in the insulating substrate 190 using the discharge assist type laser hole processing apparatus 100, the insulating substrate 190 is first disposed between the electrodes 140 and 145. Further, the insulating substrate 190 is disposed at a predetermined position by moving the second electrode 145 (or a separate stage) in the horizontal direction.

次に、レーザ光源110から絶縁基板190に向かって、レーザ光113が照射される。これにより、絶縁基板190のレーザ光113の照射位置183の温度が局部的に上昇して絶縁材料が昇華し、ここに貫通孔185が形成される。   Next, laser light 113 is irradiated from the laser light source 110 toward the insulating substrate 190. Thereby, the temperature of the irradiation position 183 of the laser beam 113 on the insulating substrate 190 is locally increased, the insulating material is sublimated, and a through hole 185 is formed here.

レーザ光113の照射後、直流高電圧電源125を用いて、両電極140、145間に直流高電圧が印加される。これにより、電極140、145間において、放電が生じる。放電は、貫通孔185を介して生じる傾向にある。これは、この位置では、抵抗が他の部分よりも低くなっているためである。   After irradiation with the laser beam 113, a DC high voltage is applied between the electrodes 140 and 145 using the DC high voltage power supply 125. Thereby, discharge occurs between the electrodes 140 and 145. Discharge tends to occur through the through hole 185. This is because at this position, the resistance is lower than the other parts.

放電の発生により、貫通孔185に形成され得るネッキングが低減され、貫通孔185の寸法精度が向上する。   Due to the occurrence of discharge, necking that can be formed in the through hole 185 is reduced, and the dimensional accuracy of the through hole 185 is improved.

次に、第2の電極145(または別個のステージ)を水平方向に移動させ、絶縁基板190を所定の場所に配置する。その後、同様の工程により、第2の貫通孔が形成される。   Next, the second electrode 145 (or a separate stage) is moved in the horizontal direction, and the insulating substrate 190 is disposed at a predetermined position. Thereafter, the second through hole is formed by the same process.

このような工程を繰り返すことにより、絶縁基板190に複数の貫通孔を形成できる。   By repeating such steps, a plurality of through holes can be formed in the insulating substrate 190.

なお、図1には、示されていないが、放電補助式レーザ孔加工装置100は、さらに、高周波高圧電源を有してもよい。高周波高圧電源の設置の目的は、放電が開始されるまでの間に、絶縁基板190の貫通孔185の部分およびその近傍の温度が低下することを抑制することである。すなわち、高周波高圧電源を用いて、絶縁基板190に対して高周波高電圧を印加することにより、レーザ光113の照射によって加熱された絶縁基板190の貫通孔185部分の高温状態を、放電開始まで確実に維持できる。ただし、高周波高圧電源の設置は、任意である。   Although not shown in FIG. 1, the discharge assist type laser hole machining apparatus 100 may further include a high frequency high voltage power source. The purpose of installing the high-frequency and high-voltage power supply is to prevent the temperature of the through-hole 185 portion of the insulating substrate 190 and the vicinity thereof from decreasing before the discharge is started. That is, by applying a high-frequency high voltage to the insulating substrate 190 using a high-frequency high-voltage power supply, the high-temperature state of the through-hole 185 portion of the insulating substrate 190 heated by the irradiation of the laser beam 113 is reliably ensured until the start of discharge. Can be maintained. However, the installation of the high-frequency and high-voltage power supply is optional.

ここで、一般的な放電補助式レーザ孔加工方法では、しばしば、レーザ光照射後の放電の際に、適正な場所で放電が生じない(以下、「誤放電」とも称する)という問題が生じ得る。例えば、レーザ光113の照射後、電極間放電により、照射位置183で放電を生じさせようとした際に、この照射位置183では放電が生じず、既に形成された貫通孔(既貫通孔)を介して、放電が生じる場合がある。   Here, in a general discharge assist type laser hole machining method, there is often a problem that discharge does not occur at an appropriate place during discharge after laser light irradiation (hereinafter also referred to as “erroneous discharge”). . For example, when an attempt is made to generate a discharge at the irradiation position 183 by the inter-electrode discharge after the irradiation with the laser beam 113, no discharge is generated at the irradiation position 183, and the already formed through hole (existing through hole) In some cases, discharge may occur.

このような誤放電現象が生じた場合、照射位置183では放電が生じないため、照射位置183では、ネッキングが発生するという問題が生じる。また、既貫通孔において放電が生じた場合、該既貫通孔に余分なエネルギーが投入されてしまい、既貫通孔にクラックが生じるという問題が生じ得る。   When such an erroneous discharge phenomenon occurs, discharge does not occur at the irradiation position 183, so that there is a problem that necking occurs at the irradiation position 183. In addition, when a discharge occurs in the existing through hole, excessive energy is input to the existing through hole, which may cause a problem that a crack occurs in the existing through hole.

本願発明者等は、このような問題に対処するため、誤放電の原因、およびその対策について、鋭意検討を行ってきた。その結果、本願発明者等は、
(1)通常の放電補助式レーザ孔加工装置100では、第1の電極140の先端は、レーザ光の照射スポット位置に対して、一定の関係となるように固定されており、一度設定すると、全貫通孔が形成されるまで変更が難しいこと、および
(2)誤放電は、第1の電極140の先端からレーザ光113の照射位置(すなわち貫通孔形成目標位置)までの距離よりも、第1の電極140の先端から既貫通孔形成位置までの距離の方が短い場合に頻繁に生じ得ること
を見出し、本願発明に至った。
In order to cope with such a problem, the inventors of the present application have conducted intensive studies on the cause of erroneous discharge and countermeasures. As a result, the inventors of the present application
(1) In the normal discharge assist type laser hole processing apparatus 100, the tip of the first electrode 140 is fixed so as to have a certain relationship with the irradiation spot position of the laser beam, and once set, It is difficult to change until all the through-holes are formed, and (2) erroneous discharge is greater than the distance from the tip of the first electrode 140 to the irradiation position of the laser beam 113 (that is, the through-hole formation target position). It has been found that this can frequently occur when the distance from the tip of one electrode 140 to the existing through-hole formation position is shorter, and the present invention has been achieved.

すなわち、本発明では、レーザ光照射によって絶縁基板に複数の貫通孔を形成し、第1および第2の電極間での放電現象により前記貫通孔の形状を調整する、放電補助式レーザ孔加工方法であって、
第1の電極の先端は、前記絶縁基板の表面から0.1mm以上の距離であって、前記絶縁基板上のレーザ光の照射スポットの中心から、第1の方向に0.2mm以上ずれた位置に配置され、
絶縁基板上に既に形成されている貫通孔を既貫通孔と称し、該既貫通孔が形成されている位置を既貫通孔形成位置と称し、絶縁基板上の次に貫通孔を形成する位置を対象貫通孔形成位置と称したとき、
ある既貫通孔から、前記第1の方向と直交する第2の方向に沿って、0.5mm以下の距離の位置を対象貫通孔形成位置とし、該対象貫通孔形成位置にレーザ光を照射した後、電極間放電を実施するとき、前記第1の電極の先端は、既貫通孔の位置よりも前記対象貫通孔形成位置に近い位置にあることを特徴とする放電補助式レーザ孔加工方法が提供される。
That is, in the present invention, a discharge assist type laser hole machining method, wherein a plurality of through holes are formed in an insulating substrate by laser light irradiation, and the shape of the through hole is adjusted by a discharge phenomenon between the first and second electrodes. Because
The tip of the first electrode is at a distance of 0.1 mm or more from the surface of the insulating substrate, and is shifted by 0.2 mm or more in the first direction from the center of the laser beam irradiation spot on the insulating substrate. Placed in
A through-hole already formed on the insulating substrate is referred to as an existing through-hole, a position where the existing through-hole is formed is referred to as an existing through-hole forming position, and a position where the next through-hole is formed on the insulating substrate is defined as When called the target through-hole formation position,
From a certain existing through-hole, along the second direction orthogonal to the first direction, a position at a distance of 0.5 mm or less is set as a target through-hole forming position, and the target through-hole forming position is irradiated with laser light. Thereafter, when the interelectrode discharge is performed, the discharge-assisted laser hole machining method is characterized in that the tip of the first electrode is located closer to the target through-hole formation position than the position of the existing through-hole. Provided.

このような放電補助式レーザ孔加工方法では、対象貫通孔形成位置に貫通孔を形成するため、対象貫通孔形成位置にレーザ光を照射した後、直流高電圧を印加する際に、第1の電極140の先端は、必然的に、既貫通孔形成位置に比べて、対象貫通孔形成位置に近い位置に配置されることになる。このため、既貫通孔形成位置で放電が生じること、すなわち誤放電が有意に抑制され、対象貫通孔形成位置で適正に放電を生じさせることが可能になる。   In such a discharge assist type laser hole machining method, since the through hole is formed at the target through hole formation position, the first high voltage is applied after irradiating the target through hole formation position with the laser beam. The tip of the electrode 140 is inevitably disposed at a position closer to the target through-hole formation position than the existing through-hole formation position. For this reason, discharge is generated at the existing through-hole forming position, that is, erroneous discharge is significantly suppressed, and discharge can be appropriately generated at the target through-hole forming position.

従って、本発明による放電補助式レーザ孔加工方法では、誤放電の結果生じるような、貫通孔にネッキングが生じたり、既貫通孔にクラックが生じたりする問題を、有意に抑制することが可能になる。   Therefore, in the discharge assist type laser hole machining method according to the present invention, it is possible to significantly suppress problems such as necking in the through hole and cracking in the existing through hole, which may occur as a result of erroneous discharge. Become.

ここで、図2を参照して、本願で使用される第1の電極140の先端の3次元座標の定め方について説明する。   Here, with reference to FIG. 2, how to determine the three-dimensional coordinates of the tip of the first electrode 140 used in the present application will be described.

図2には、本願で使用する3次元座標の3軸、すなわちX軸、Y軸、およびZ軸と、第1の電極140の先端の座標との関係を示す。   FIG. 2 shows the relationship between the three axes of the three-dimensional coordinates used in the present application, that is, the X axis, the Y axis, and the Z axis, and the coordinates of the tip of the first electrode 140.

図2に示すように、まず、絶縁基板190上におけるレーザ光113の照射スポット115の中心Cを、3次元座標の原点として設定する。従って、C(0,0,0)である。   As shown in FIG. 2, first, the center C of the irradiation spot 115 of the laser beam 113 on the insulating substrate 190 is set as the origin of the three-dimensional coordinates. Therefore, C (0,0,0).

また、第1の電極140の先端の座標を座標A(x,y,z)とする。ここで、Z軸は、第1の電極140の先端から絶縁基板190に対して垂らした垂線の方向とする。   Further, the coordinates of the tip of the first electrode 140 are defined as coordinates A (x, y, z). Here, the Z-axis is a direction of a perpendicular line hanging from the tip of the first electrode 140 with respect to the insulating substrate 190.

次に、第1の電極140の先端からZ方向に沿って垂らした直線L1の絶縁基板190上の点Pと、照射スポット115の中心Cとを結ぶ直線をY軸と規定する。   Next, a straight line connecting the point P on the insulating substrate 190 of the straight line L1 hanging from the front end of the first electrode 140 along the Z direction and the center C of the irradiation spot 115 is defined as the Y axis.

次に、絶縁基板190の平面上の、Y軸と直交する軸をX軸と規定する。この定義によれば、第1の電極140の先端はY軸上にあるため、座標Aのx値は、0(ゼロ)となる。   Next, an axis orthogonal to the Y axis on the plane of the insulating substrate 190 is defined as the X axis. According to this definition, since the tip of the first electrode 140 is on the Y axis, the x value of the coordinate A is 0 (zero).

このようにして、3次元座標上における第1の電極140の先端の座標Aが定められる。ちなみに、第1の電極140の先端の座標は、A(0,y,z)で表される。   In this way, the coordinate A of the tip of the first electrode 140 on the three-dimensional coordinate is determined. Incidentally, the coordinates of the tip of the first electrode 140 are represented by A (0, y, z).

座標Aのz値は、0.1mm以上である。座標Aのz値が0.1mm未満の場合、絶縁基板190の移動の際の振動や、加工時の振動などによって、第1の電極140の先端が絶縁基板190と接触する可能性が高くなる。座標Aのz値は、0.3mm〜1.0mmの範囲であることが好ましい。   The z value of the coordinate A is 0.1 mm or more. When the z value of the coordinate A is less than 0.1 mm, there is a high possibility that the tip of the first electrode 140 is in contact with the insulating substrate 190 due to vibration during movement of the insulating substrate 190 or vibration during processing. . The z value of the coordinate A is preferably in the range of 0.3 mm to 1.0 mm.

一方、座標Aのy値は、0.2mm以上である。座標Aのy値は、0.5mm〜1.5mmの範囲であることが好ましい。座標Aのy値が、0.2mm未満の場合、レーザの光路と干渉してしまいレーザ出力の低下や、加工の際に発生する加工粉が第1の電極に付着し、付着物によりレーザの光路と干渉してしまう可能性が高くなる。座標Aのy値は、0.5mm〜1.5mmの範囲であることが好ましい。   On the other hand, the y value of coordinate A is 0.2 mm or more. The y value of the coordinate A is preferably in the range of 0.5 mm to 1.5 mm. When the y value of the coordinate A is less than 0.2 mm, it interferes with the optical path of the laser, the laser output decreases, and the processing powder generated during processing adheres to the first electrode. The possibility of interference with the optical path increases. The y value of the coordinate A is preferably in the range of 0.5 mm to 1.5 mm.

なお、絶縁基板190上のレーザ光113の照射スポット115は、例えば、10μm〜300μmの範囲の最大寸法を有する。ここで、照射スポット115が略円形または略楕円形の場合、「最大寸法」とは、円の直径または楕円の長軸の寸法を意味し、照射スポット115が略多角形状の場合、「最大寸法」とは、最大対角線長さを意味する。   Note that the irradiation spot 115 of the laser beam 113 on the insulating substrate 190 has a maximum dimension in the range of 10 μm to 300 μm, for example. Here, when the irradiation spot 115 is substantially circular or substantially elliptical, “maximum dimension” means the diameter of the circle or the major axis of the ellipse, and when the irradiation spot 115 is substantially polygonal, “maximum dimension”. "Means the maximum diagonal length.

(本発明の一実施例による放電補助式レーザ孔加工方法について)
次に、図3を参照して、本発明の一実施例による放電補助式レーザ孔加工方法(第1の放電補助式レーザ孔加工方法)について説明する。
(About the discharge assist type laser drilling method according to one embodiment of the present invention)
Next, with reference to FIG. 3, a discharge assist type laser hole machining method (first discharge assist type laser hole machining method) according to an embodiment of the present invention will be described.

なお、この第1の放電補助式レーザ孔加工方法では、絶縁基板390に対して、図3に示すような貫通孔パターン360を形成するものと仮定する。図3において、○印の位置、すなわち座標(1,1)〜座標(4,4)は、貫通孔が形成される位置(貫通孔形成位置)385を示している。   In the first discharge assist type laser hole machining method, it is assumed that a through hole pattern 360 as shown in FIG. 3 is formed on the insulating substrate 390. In FIG. 3, the positions marked with ○, that is, the coordinates (1, 1) to the coordinates (4, 4) indicate the positions (through-hole forming positions) 385 where the through-holes are formed.

この貫通孔パターン360では、貫通孔形成位置385(385−1〜385−16)は、XY平面に規則的な配列で配置される。すなわち、貫通孔形成位置(385−1〜385−16)は、列X1〜列X4および行Y1〜行Y4の、4列×4行のマトリクス状に配置される。   In this through-hole pattern 360, the through-hole formation positions 385 (385-1 to 385-16) are arranged in a regular array on the XY plane. That is, the through-hole formation positions (385-1 to 385-16) are arranged in a matrix of 4 columns × 4 rows of columns X1 to X4 and rows Y1 to Y4.

なお、図3では、貫通孔パターン360の一例として、4列×4行のマトリクスを示したが、マトリクスを構成する列および行の数は、特に限られないことに留意する必要がある。   In FIG. 3, a matrix of 4 columns × 4 rows is shown as an example of the through hole pattern 360, but it should be noted that the number of columns and rows constituting the matrix is not particularly limited.

各貫通孔形成位置(385−1〜385−16)において、X軸方向における貫通孔の配置ピッチは、Pxであり、Y軸方向における貫通孔の配置ピッチは、Pyである。ピッチPxとピッチPyは、等しくても異なっていてもよい。ピッチPyは、0.5mm以下である。ピッチPyは、例えば、20μm〜400μmの範囲であってもよい。一方、ピッチPxは、特に限られないが、例えば、20μm〜400μmの範囲である。図3の例では、ピッチPx=Py=200μmと仮定している。   At each through hole formation position (385-1 to 385-16), the arrangement pitch of the through holes in the X-axis direction is Px, and the arrangement pitch of the through holes in the Y-axis direction is Py. The pitch Px and the pitch Py may be equal or different. The pitch Py is 0.5 mm or less. The pitch Py may be in the range of 20 μm to 400 μm, for example. On the other hand, the pitch Px is not particularly limited, but is, for example, in the range of 20 μm to 400 μm. In the example of FIG. 3, it is assumed that the pitch Px = Py = 200 μm.

このような貫通孔パターン360で、絶縁基板390の各貫通孔形成位置385に貫通孔を形成する場合、最初の貫通孔は、図3において座標(1,1)で表される左下の貫通孔形成位置385−1に形成される。   When a through hole is formed at each through hole forming position 385 of the insulating substrate 390 with such a through hole pattern 360, the first through hole is a lower left through hole represented by coordinates (1, 1) in FIG. It is formed at the formation position 385-1.

ここで、前述の定義のように、第1の貫通孔形成位置385−1に貫通孔を形成する際の、第1の電極の先端の座標Aは、A(1,y,z)である。また、yの値は、0.2mm以上であり、zの値は、0.1mm以上である。   Here, as defined above, the coordinate A of the tip of the first electrode when the through hole is formed at the first through hole forming position 385-1 is A (1, y, z). . Moreover, the value of y is 0.2 mm or more, and the value of z is 0.1 mm or more.

ここでは、一例として、第1の電極の先端のy値を500μmと仮定する。この場合、図3において、×印で示されている位置341が、XY平面上の第1の電極の先端の位置となる。以降、この位置341を「第1の電極の先端341」とも称する。   Here, as an example, it is assumed that the y value of the tip of the first electrode is 500 μm. In this case, a position 341 indicated by a cross in FIG. 3 is the position of the tip of the first electrode on the XY plane. Hereinafter, this position 341 is also referred to as “first electrode tip 341”.

座標(1,1)で表される貫通孔形成位置385−1に最初の貫通孔が形成された後、X軸の+(プラス)方向に沿って、第1行目(行Y1)の貫通孔形成位置385−2、385−3、および385−4に、順次貫通孔が形成される。   After the first through hole is formed at the through hole formation position 385-1 represented by the coordinates (1, 1), the first row (row Y1) penetrates along the + (plus) direction of the X axis. Through holes are sequentially formed at the hole forming positions 385-2, 385-3, and 385-4.

次に、座標(4,2)で表される貫通孔形成位置385−8に、貫通孔が形成され、その後、X軸の−(マイナス)方向に沿って、第2行目(行Y2)の貫通孔形成位置385−7、385−6、および385−5に、順次貫通孔が形成される。   Next, a through hole is formed at a through hole forming position 385-8 represented by coordinates (4, 2), and then the second row (row Y2) along the − (minus) direction of the X axis. Through holes are sequentially formed at the through hole forming positions 385-7, 385-6, and 385-5.

あるいは、座標(1,2)で表される貫通孔形成位置385−5に貫通孔を形成してから、X軸の+(プラス)方向に沿って、第2行目(行Y2)の貫通孔形成位置385−6、385−7、および385−8に、順次貫通孔が形成されてもよい。ただし、この順番では、第1行目(行Y1)の全貫通孔を形成した後、絶縁基板390をX軸方向に大きく移動させる必要が生じるため、加工時間が増加する。   Or after forming a through-hole in the through-hole formation position 385-5 represented by coordinates (1,2), the 2nd line (row Y2) penetration along the + (plus) direction of the X-axis Through holes may be sequentially formed at the hole forming positions 385-6, 385-7, and 385-8. However, in this order, it is necessary to move the insulating substrate 390 greatly in the X-axis direction after forming all the through holes in the first row (row Y1), so that the processing time increases.

第2行目(行Y2)の貫通孔形成位置に貫通孔が形成された後、X軸の+(プラス)方向に沿って、第3行目(行Y3)の各貫通孔形成位置385−9、385−10、385−11、および385−12に、順次貫通孔が形成される。第3行目(行Y3)の各貫通孔形成位置に貫通孔を形成する場合の方向も、+(プラス)または−(マイナス)の何れでもよい。ただし、通常は、加工時間短縮のため、X軸の+(プラス)方向に沿って、第3行目(行Y3)の各貫通孔が形成される。   After the through hole is formed at the through hole formation position in the second row (row Y2), each through hole formation position 385 in the third row (row Y3) along the + (plus) direction of the X axis. Through holes are sequentially formed in 9, 385-10, 385-11, and 385-12. The direction in which a through hole is formed at each through hole formation position in the third row (row Y3) may be either + (plus) or-(minus). However, normally, in order to shorten the processing time, each through hole in the third row (row Y3) is formed along the + (plus) direction of the X axis.

以下、同様に、第4行目(行Y4)の各貫通孔形成位置385−16、385−15、385−14、および385−13に、順次貫通孔が形成される。   Similarly, through holes are sequentially formed at the through hole forming positions 385-16, 385-15, 385-14, and 385-13 in the fourth row (row Y4).

ここで、このような順番で、各貫通孔を形成した場合、既に形成された貫通孔の形成位置(既貫通孔形成位置)は、第1の電極の先端341から常に遠ざかるように移動する。   Here, when each through hole is formed in this order, the formation position of the already formed through hole (the existing through hole formation position) moves so as to always move away from the tip 341 of the first electrode.

例えば、第1行目(行Y1)の全貫通孔を形成した後、第2行目(行Y2)の貫通孔形成位置385−5〜485−8に貫通孔を形成しようとすると、絶縁基板390は、Y軸の−(マイナス)の方向に沿って移動する。一方、第1の電極の先端341は、第2行目(行Y2)の貫通孔形成位置385−5〜485−8よりもY軸に沿って+(プラス)側にある。このため、第2行目(行Y2)の貫通孔形成位置385−5〜485−8に貫通孔を形成する際には、第1行目(行Y1)の各貫通孔は、第1の電極の先端341から遠ざかるようになる。   For example, if all the through holes in the first row (row Y1) are formed and then the through holes are formed in the through hole formation positions 385-5 to 485-8 in the second row (row Y2), the insulating substrate 390 moves along the − (minus) direction of the Y-axis. On the other hand, the tip 341 of the first electrode is on the + (plus) side along the Y axis from the through hole formation positions 385-5 to 485-8 in the second row (row Y2). For this reason, when forming a through-hole in the through-hole formation position 385-5 to 485-8 of the 2nd row (row Y2), each through-hole of the 1st row (row Y1) It moves away from the tip 341 of the electrode.

その結果、第1の電極の先端341は、必ず、既貫通孔形成位置よりも、加工の対象となる貫通孔形成位置385に接近した状態となる。   As a result, the tip 341 of the first electrode is always closer to the through-hole forming position 385 to be processed than the existing through-hole forming position.

従って、第1の放電補助式レーザ孔加工方法では、既貫通孔形成位置で放電が生じること、すなわち誤放電が有意に抑制され、対象貫通孔形成位置で適正に放電を生じさせることが可能になる。また、これにより、第1の放電補助式レーザ孔加工方法では、誤放電の結果生じるような、貫通孔にネッキングが生じたり、既貫通孔にクラックが生じたりする問題を、有意に抑制することが可能になる。   Therefore, in the first discharge assist type laser hole machining method, discharge occurs at the existing through hole formation position, that is, erroneous discharge is significantly suppressed, and it is possible to appropriately generate discharge at the target through hole formation position. Become. This also significantly suppresses the problem of necking in the through hole and cracking in the existing through hole, which may occur as a result of erroneous discharge, in the first discharge assist type laser hole machining method. Is possible.

なお、以上の順番は、単なる一例に過ぎないことに留意する必要がある。例えば、上記例では、第1の貫通孔形成位置として、座標(1,1)の位置にある貫通孔形成位置385−1を選定した。しかしながら、第1の貫通孔形成位置として、座標(4,1)の位置にある貫通孔形成位置385−4を選定してもよい。この場合、座標(4,1)で表される貫通孔形成位置385−4に最初の貫通孔が形成された後、X軸の−(マイナス)方向に沿って、第1行目(行Y1)の貫通孔形成位置385−3、385−2、および385−1に、順次貫通孔が形成される。その後、前述のように、第2行目(行Y2)、第3行目(行Y3)、および第4行目(行Y4)にある貫通孔形成位置に、順次、貫通孔が形成される。   It should be noted that the above order is merely an example. For example, in the above example, the through-hole forming position 385-1 at the position of the coordinates (1, 1) is selected as the first through-hole forming position. However, the through hole forming position 385-4 at the position of coordinates (4, 1) may be selected as the first through hole forming position. In this case, after the first through-hole is formed at the through-hole forming position 385-4 represented by the coordinates (4, 1), the first row (row Y1) along the − (minus) direction of the X axis. ) Through-hole forming positions 385-3, 385-2, and 385-1 are sequentially formed. Thereafter, as described above, through holes are sequentially formed at the through hole forming positions in the second row (row Y2), the third row (row Y3), and the fourth row (row Y4). .

すなわち、第1の放電補助式レーザ孔加工方法において重要なことは、ある対象貫通孔形成位置にレーザ光を照射した後、電極間放電を実施する際に、第1の電極の先端341が、既貫通孔の位置よりも、この対象貫通孔形成位置に近い位置に配置されるようにして、順次貫通孔を形成することであり、これが満たされる限り、貫通孔を形成する順番は、特に限られない。   That is, what is important in the first discharge-assisted laser hole machining method is that when the interelectrode discharge is performed after irradiating a laser beam to a target through-hole formation position, the tip 341 of the first electrode is The through holes are sequentially formed so as to be arranged at a position closer to the target through hole formation position than the position of the existing through holes, and as long as this is satisfied, the order of forming the through holes is particularly limited. I can't.

(本発明の別の実施例による放電補助式レーザ孔加工方法について)
次に、図4を参照して、本発明の別の実施例による放電補助式レーザ孔加工方法(第2の放電補助式レーザ孔加工方法)について説明する。
(About the discharge assist type laser drilling method according to another embodiment of the present invention)
Next, with reference to FIG. 4, a discharge assist type laser hole machining method (second discharge assist type laser hole machining method) according to another embodiment of the present invention will be described.

なお、この第2の放電補助式レーザ孔加工方法では、絶縁基板490に対して、図4に示すような貫通孔パターン460を形成するものと仮定する。図4において、○印の位置は、貫通孔が形成される位置(貫通孔形成位置)485を示している。   In the second discharge assist type laser hole machining method, it is assumed that a through hole pattern 460 as shown in FIG. 4 is formed on the insulating substrate 490. In FIG. 4, the position indicated by a circle indicates a position (through hole forming position) 485 where the through hole is formed.

この貫通孔パターン460においても、前述の図3に示した貫通孔パターン360と同様、貫通孔形成位置485(485−1〜485−32)は、実質的に、XY平面に規則的な配列で配置される。すなわち、貫通孔形成位置(485−1〜485−32)は、実質的に、列X1〜列X6および行Y1〜行Y6の、6列×6行のマトリクス状に配置される。   Also in the through hole pattern 460, the through hole forming positions 485 (485-1 to 485-32) are substantially arranged regularly on the XY plane, like the through hole pattern 360 shown in FIG. Be placed. That is, the through-hole formation positions (485-1 to 485-32) are substantially arranged in a matrix of 6 columns × 6 rows of columns X1 to X6 and rows Y1 to Y6.

ただし、この貫通孔パターン460においては、第n列×第m行の貫通孔形成位置485のマトリクスの各交点の中で、貫通孔形成位置に相当しない部分(△印の位置)が存在する。以下、この部分を、貫通孔欠損位置489と称する。   However, in this through-hole pattern 460, there is a portion that does not correspond to the through-hole formation position (a position indicated by Δ) in each intersection of the matrix of the through-hole formation position 485 of the nth column × mth row. Hereinafter, this portion is referred to as a through hole defect position 489.

例えば、図4の例では、座標(3,3)、座標(4,3)、座標(3,4)、および座標(4,4)が、それぞれ、貫通孔欠損位置489−1、489−2、489−3、および489−4に相当する。   For example, in the example of FIG. 4, the coordinates (3, 3), the coordinates (4, 3), the coordinates (3,4), and the coordinates (4, 4) are the through-hole defect positions 489-1, 489-, respectively. 2, 489-3, and 489-4.

各貫通孔形成位置485−1〜485−32において、貫通孔欠損位置489(489−1〜489−4)を除き、X軸方向における貫通孔の配置ピッチは、Pxであり、Y軸方向における貫通孔の配置ピッチは、Pyである。ピッチPxとピッチPyは、等しくても異なっていてもよい。ピッチPyは、0.5mm以下である。ピッチPyは、例えば、20μm〜400μmの範囲であってもよい。一方、ピッチPxは、特に限られないが、例えば、20μm〜400μmの範囲である。図4の例では、ピッチPx=Py=200μmと仮定している。   In each through-hole formation position 485-1 to 485-32, except for the through-hole defect position 489 (489-1 to 489-4), the arrangement pitch of the through-holes in the X-axis direction is Px, and in the Y-axis direction The arrangement pitch of the through holes is Py. The pitch Px and the pitch Py may be equal or different. The pitch Py is 0.5 mm or less. The pitch Py may be in the range of 20 μm to 400 μm, for example. On the other hand, the pitch Px is not particularly limited, but is, for example, in the range of 20 μm to 400 μm. In the example of FIG. 4, it is assumed that the pitch Px = Py = 200 μm.

このような貫通孔パターン460で、絶縁基板490の各貫通孔形成位置485に貫通孔を形成する場合も、前述の第1の放電補助式レーザ孔加工方法と同様の順番で、各貫通孔形成位置485に貫通孔が形成される。   In the case of forming a through hole at each through hole forming position 485 of the insulating substrate 490 with such a through hole pattern 460, each through hole is formed in the same order as in the first discharge assist type laser hole processing method. A through hole is formed at position 485.

すなわち、最初に、第Y1行目の各貫通孔形成位置485−1〜485−6に貫通孔が形成される。この際の順番は、特に限られないが、通常は、座標(1,1)で表される左下の貫通孔形成位置485−1、または座標(6,1)で表される右下の貫通孔形成位置485−6に貫通孔が形成されてから、順次隣接する貫通孔欠損位置に、貫通孔が形成される。これにより、絶縁基板490の移動に必要な時間を、最小限に抑制できる。   That is, first, through holes are formed at the through hole forming positions 485-1 to 485-6 in the Y1th row. The order in this case is not particularly limited, but normally, the lower left through hole formation position 485-1 represented by coordinates (1, 1) or the lower right penetration represented by coordinates (6, 1). After the through hole is formed at the hole forming position 485-6, the through hole is formed at the adjacent through hole defect position. Thereby, the time required for the movement of the insulating substrate 490 can be minimized.

なお、最初に貫通孔形成位置485−1に貫通孔を形成する際の、第1の電極の先端の座標Aは、A(1,y,z)である。また、yの値は、0.2mm以上であり、zの値は、0.1mm以上である。   Note that the coordinate A of the tip of the first electrode when the through hole is first formed at the through hole forming position 485-1 is A (1, y, z). Moreover, the value of y is 0.2 mm or more, and the value of z is 0.1 mm or more.

ここでは、一例として、第1の電極の先端のy値を500μmと仮定する。この場合、図4において、×印で示されている位置441が、XY平面上の第1の電極の先端の位置となる。以降、この位置441を「第1の電極の先端441」と称する。   Here, as an example, it is assumed that the y value of the tip of the first electrode is 500 μm. In this case, a position 441 indicated by a cross in FIG. 4 is the position of the tip of the first electrode on the XY plane. Hereinafter, this position 441 is referred to as “first electrode tip 441”.

第1行目(行Y1)の貫通孔形成位置に貫通孔が形成された後、第2行目(行Y2)の各貫通孔形成位置485−7〜485−12に貫通孔が形成される。この際の順番も、特に限られない。ただし、第1行目(行Y1)の貫通孔の形成方向とはX軸に沿って逆の方向で、貫通孔を順次形成した場合、最も効率的に貫通孔を形成できる。   After the through hole is formed at the through hole formation position of the first row (row Y1), the through hole is formed at each of the through hole formation positions 485-7 to 485-12 of the second row (row Y2). . The order in this case is not particularly limited. However, when the through holes are sequentially formed in the direction opposite to the formation direction of the through holes in the first row (row Y1), the through holes can be formed most efficiently.

以降、同様に、第3行目(行Y3)〜第6行目(行Y6)まで、同様の操作を繰り返すことにより、順次貫通孔が形成される。   Thereafter, similarly, through holes are sequentially formed by repeating the same operation from the third row (row Y3) to the sixth row (row Y6).

ここで、このような順番で、各貫通孔を形成した場合、既に形成された貫通孔の形成位置(既貫通孔形成位置)は、第1の電極の先端441から常に遠ざかるように移動する。   Here, when each through hole is formed in such an order, the formation position of the already formed through hole (the existing through hole formation position) moves so as to always move away from the tip 441 of the first electrode.

従って、この第2の放電補助式レーザ孔加工方法においても、前述のような効果が得られること、すなわち、誤放電が有意に抑制され、対象貫通孔形成位置で適正に放電を生じさせることが可能になることは、明らかであろう。   Therefore, also in this second discharge assisted laser hole machining method, the above-described effects can be obtained, that is, erroneous discharge is significantly suppressed, and discharge can be appropriately generated at the target through hole forming position. It will be clear that this is possible.

ここで、第1および第2の放電補助式レーザ孔加工方法において使用される貫通孔パターンは、図3および図4に示した態様に限られるものではない。   Here, the through-hole patterns used in the first and second discharge-assisted laser hole machining methods are not limited to the modes shown in FIGS. 3 and 4.

例えば、図4に示した貫通孔パターン460において、貫通孔欠損位置489は、必ずしも、貫通孔形成位置485のマトリクスの中央部分に配置されていなくてもよい。   For example, in the through-hole pattern 460 shown in FIG. 4, the through-hole defect position 489 does not necessarily have to be arranged at the central portion of the matrix of the through-hole formation position 485.

例えば、貫通孔欠損位置は、第1行目(行Y1)または第6行目(行Y6)など、最初または最後の行に存在してもよい。あるいは、貫通孔欠損位置は、第1列目(列X1)または第6列目(列X6)など、最初または最後の行に存在してもよい。   For example, the through-hole defect position may exist in the first or last row, such as the first row (row Y1) or the sixth row (row Y6). Alternatively, the through-hole defect position may be present in the first or last row such as the first column (column X1) or the sixth column (column X6).

この他にも、貫通孔欠損位置の配置として、様々な態様が考えられる。   In addition, various modes are conceivable as the arrangement of the through-hole defect positions.

図5には、そのような貫通孔欠損位置を有する貫通孔パターンの別の一例を模式的に示す。   FIG. 5 schematically shows another example of the through-hole pattern having such a through-hole defect position.

図5に示すように、この例では、貫通孔パターン560は、第10列×第10行の貫通孔形成位置のマトリクスのうち、第1行目の(1,4)〜(1,7)、第2行目の(2,4)〜(2,7)、第3行目の(3,4)〜(3,7)、第4行目の(4,4)〜(4,7)、第5行目の(5,4)〜(5,7)、第6行目の(6,4)〜(6,7)、および第7行目の(7,4)〜(7,7)の各座標位置に、貫通孔欠損位置を有する。   As shown in FIG. 5, in this example, the through-hole pattern 560 includes (1, 4) to (1, 7) in the first row in the matrix of through-hole formation positions in the 10th column × 10th row. , (2,4) to (2,7) in the second row, (3,4) to (3,7) in the third row, (4,4) to (4,7) in the fourth row ), (5,4) to (5,7) in the fifth row, (6,4) to (6,7) in the sixth row, and (7,4) to (7 in the seventh row. , 7) has a through-hole deficient position at each coordinate position.

図6には、貫通孔欠損位置を有する貫通孔パターンのさらに別の一例を模式的に示す。   FIG. 6 schematically shows another example of a through hole pattern having a through hole defect position.

図6に示すように、この例では、貫通孔パターン660は、第9列×第9行の貫通孔形成位置のマトリクスのうち、第3行目の(3,3)、(4,3)、(6,3)、および(7,3)、
第4行目の(3,4)、(4,4)、(6,4)、および(7,4)、第6行目の(3,6)、(4,6)、(6,6)、および(7,6)、ならびに第7行目の(3,7)、(4,7)、(6,7)、および(7,7)の各座標位置に、貫通孔欠損位置を有する。
As shown in FIG. 6, in this example, the through-hole pattern 660 has the third column (3, 3), (4, 3) in the matrix of the ninth column × 9th row of through-hole formation positions. , (6,3), and (7,3),
(3,4), (4,4), (6,4) and (7,4) in the fourth row, (3,6), (4,6), (6, 6) and (7, 6), and (3, 7), (4, 7), (6, 7), and (7, 7) in the seventh row, the through hole defect position Have

このように、貫通孔欠損位置は、第n列×第m行のマトリクスの第i列(ただしiは、2〜n−1の整数)および第j行(ただしjは、2〜m−1の整数)によって区画された4つのそれぞれの領域に、存在してもよい。   Thus, the through hole deficit positions are the i-th column (where i is an integer of 2 to n-1) and the j-th row (where j is 2 to m-1) of the matrix of the nth column x the mth row. May be present in each of the four areas partitioned by an integer).

次に、本発明の実施例について説明する。   Next, examples of the present invention will be described.

(実施例1)
上面および下面を有する厚さ0.3mmのガラス基板(無アルカリガラス)を3枚準備し、このガラス基板に、20列×20行のマトリクス状に、合計400個の貫通孔を形成した。貫通孔の配置ピッチは、列間のピッチPxおよび行間のピッチPyのいずれも、200μmとした。
Example 1
Three glass substrates (non-alkali glass) with a thickness of 0.3 mm having an upper surface and a lower surface were prepared, and a total of 400 through holes were formed in this glass substrate in a matrix of 20 columns × 20 rows. The arrangement pitch of the through holes was set to 200 μm for both the pitch Px between the columns and the pitch Py between the rows.

貫通孔の形成には、前述の図1に示したような放電補助式レーザ孔加工装置100を使用した。レーザ光源は、COレーザとし、レーザ出力は、50Wとした。また、レーザ光照射時間は、800μ秒とし、印加直流電圧は、5000Vとした。 For the formation of the through hole, the discharge assist type laser hole processing apparatus 100 as shown in FIG. 1 was used. The laser light source was a CO 2 laser and the laser output was 50 W. The laser beam irradiation time was 800 μsec, and the applied DC voltage was 5000V.

放電用の第1の電極の先端の座標Aは、A(0,0.5mm,0.3mm)とした。すなわち、第1の電極の先端とガラス基板との間の距離は、0.3mmとし、第1の電極の先端からZ軸方向に垂らした直線とガラス基板上の交点をPとしたとき、照射スポットの中心とPとの距離は、0.3mmとした。   The coordinate A of the tip of the first electrode for discharge was A (0, 0.5 mm, 0.3 mm). That is, when the distance between the tip of the first electrode and the glass substrate is 0.3 mm, and the intersection point on the glass substrate and the straight line hanging from the tip of the first electrode in the Z-axis direction is P, irradiation is performed. The distance between the center of the spot and P was 0.3 mm.

図7には、ガラス基板に貫通孔を形成する際の順番を模式的に示す。なお、図7において、○印は、貫通孔形成位置を表し、×印は、第1番目の貫通孔形成位置(左下の○印)に貫通孔を形成する際の、第1の電極の先端の座標Aを示している。   In FIG. 7, the order at the time of forming a through-hole in a glass substrate is shown typically. In FIG. 7, the symbol “◯” represents the through hole formation position, and the symbol “X” represents the tip of the first electrode when the through hole is formed at the first through hole formation position (the lower left circle mark). The coordinate A is shown.

図7において矢印に示すように、この実施例1では、まず第1行の貫通孔形成位置(Y1)に対して、X軸の+(プラス)方向に沿って順次貫通孔を形成した後、第2行の貫通孔形成位置(Y2)に対して、X軸の−(マイナス)方向に沿って順次貫通孔を形成し、以降同様の順番で、第20行の貫通孔形成位置(Y20)まで、順次貫通孔を形成した。   As shown by the arrows in FIG. 7, in Example 1, first, through holes are sequentially formed along the + (plus) direction of the X axis with respect to the through hole forming position (Y1) in the first row, With respect to the through-hole formation position (Y2) in the second row, through-holes are sequentially formed along the − (minus) direction of the X axis, and thereafter the through-hole formation position (Y20) in the 20th row in the same order. Until then, through holes were sequentially formed.

このような順番では、何れの貫通孔形成位置に貫通孔を形成する場合も、第1の電極の先端は、常に、既に貫通孔が形成された位置(既貫通孔形成位置)よりも、対象とする貫通孔形成位置(対象貫通孔形成位置)と最も近接することに留意する必要がある。   In such an order, when the through-hole is formed at any through-hole forming position, the tip of the first electrode is always more targeted than the position at which the through-hole has already been formed (the existing through-hole forming position). It should be noted that the closest through hole forming position (target through hole forming position).

3枚の加工後のガラス基板において、貫通孔の状態をSEMにより評価し、クラックの発生率を求めた。その結果、クラックの発生率は、5個/1200個=約0.4%であった。   In the three processed glass substrates, the state of the through holes was evaluated by SEM, and the occurrence rate of cracks was determined. As a result, the occurrence rate of cracks was 5/1200 = approximately 0.4%.

図8には、加工後の貫通孔の断面の一例を示す。この図から、実施例1では、ネッキングの少ない貫通孔が形成されていることがわかる。   In FIG. 8, an example of the cross section of the through-hole after a process is shown. From this figure, it can be seen that in Example 1, through holes with little necking were formed.

(比較例1)
実施例1と同様の方法により、3枚のガラス基板のそれぞれに対して、20×20=400個の貫通孔を形成した。
(Comparative Example 1)
By the same method as in Example 1, 20 × 20 = 400 through holes were formed for each of the three glass substrates.

ただし、この比較例1では、実施例1とは異なる貫通孔形成順で、400個の貫通孔を形成した。   However, in this comparative example 1, 400 through-holes were formed in a different through-hole formation order from that of the first example.

図9には、ガラス基板に貫通孔を形成する際の順番を模式的に示す。なお、図9において、○印は、貫通孔形成位置を表し、×印は、第1番目の貫通孔形成位置(左下の○印)に、貫通孔を形成する際の、第1の電極の先端の座標Aを示している。   In FIG. 9, the order at the time of forming a through-hole in a glass substrate is shown typically. In FIG. 9, the mark “◯” represents the through hole formation position, and the mark “X” represents the first electrode when the through hole is formed at the first through hole formation position (the lower left circle mark). The coordinates A of the tip are shown.

図9において矢印に示すように、この比較例1では、まず第1列の貫通孔形成位置(X1)に対して、Y軸の+(プラス)方向に沿って順次貫通孔を形成した後、第2列の貫通孔形成位置(X2)に対して、Y軸の−(マイナス)方向に沿って順次貫通孔を形成し、以降同様の順番で、第20列の貫通孔形成位置(X20)まで、順次貫通孔を形成した。   As shown by the arrows in FIG. 9, in Comparative Example 1, first, through holes are sequentially formed along the + (plus) direction of the Y axis with respect to the through hole forming position (X1) in the first row, With respect to the through-hole formation position (X2) in the second row, through-holes are sequentially formed along the − (minus) direction of the Y axis, and thereafter the through-hole formation position (X20) in the 20th row in the same order. Until then, through holes were sequentially formed.

このような順番では、対象貫通孔形成位置に対してレーザ光を照射した後の同位置での放電の際に、既貫通孔において、誤放電が生じる可能性があることに留意する必要がある。例えば、第2列の貫通孔形成位置(X2)のうち、2番目に貫通孔を形成する位置(図9の●印の位置)に対して、貫通孔を形成しようとした際に、第2列の貫通孔形成位置(X2)のうち、最初に貫通孔を形成した位置(図9の◎印の位置)で、誤放電が生じる可能性がある。   In such an order, it is necessary to note that an erroneous discharge may occur in the existing through-hole when discharging at the same position after irradiating the target through-hole forming position with the laser beam. . For example, when the through hole is to be formed with respect to the second through hole formation position (X2) in the second row (the position indicated by the mark ● in FIG. 9), Among the through-hole formation positions (X2) of the row, there is a possibility that erroneous discharge occurs at the position where the first through-hole is formed (the position marked by ◎ in FIG. 9).

3枚の加工後のガラス基板において、貫通孔の状態をSEMにより評価し、クラックの発生率を求めた。その結果、クラックの発生率は、18個/1200個=約1.50%であった。   In the three processed glass substrates, the state of the through holes was evaluated by SEM, and the occurrence rate of cracks was determined. As a result, the occurrence rate of cracks was 18/1200 = about 1.50%.

図10には、加工後の貫通孔の断面の一例を示す。この図から、比較例1では、貫通孔に顕著なネッキングが形成されていることがわかる。   In FIG. 10, an example of the cross section of the through-hole after a process is shown. From this figure, it can be seen that significant necking is formed in the through hole in Comparative Example 1.

実施例1と比較例1の比較から、実施例1では、クラックの発生率が有意に抑制されるとともに、ネッキングの少ない貫通孔が形成されることが確認された。この結果から、実施例1では、直流電圧印加による放電処理の際に、既貫通孔で誤放電が生じる可能性が有意に抑制されていることが示唆される。   From the comparison between Example 1 and Comparative Example 1, it was confirmed that in Example 1, the rate of occurrence of cracks was significantly suppressed and through holes with less necking were formed. From this result, in Example 1, it is suggested that the possibility of erroneous discharge occurring in the existing through-holes is significantly suppressed during the discharge process by applying the DC voltage.

(実施例2)
実施例1と同様の方法により、ガラス基板に対して、図6に示したような貫通孔パターン660を有する65個の貫通孔を形成した。
(Example 2)
65 through-holes having through-hole patterns 660 as shown in FIG. 6 were formed on the glass substrate by the same method as in Example 1.

図11には、ガラス基板に貫通孔を形成する際の順番を模式的に示す。なお、図11において、○印は、貫通孔形成位置を表し、×印は、第1番目の貫通孔形成位置(左下の○印)に、貫通孔を形成する際の、第1の電極の先端の座標Aを示している。   In FIG. 11, the order at the time of forming a through-hole in a glass substrate is shown typically. In FIG. 11, a circle represents a through-hole formation position, and a cross represents a first electrode when the through-hole is formed at the first through-hole formation position (lower left circle). The coordinates A of the tip are shown.

図11において矢印に示すように、この実施例2では、まず第1行の貫通孔形成位置(Y1)に対して、X軸の+(プラス)方向に沿って順次貫通孔を形成した後、第2行の貫通孔形成位置(Y2)に対して、X軸の−(マイナス)方向に沿って順次貫通孔を形成し、以降同様の順番で、第9行の貫通孔形成位置(Y9)まで、順次貫通孔を形成した。   As shown by the arrows in FIG. 11, in this Example 2, after first forming through holes sequentially along the + (plus) direction of the X axis with respect to the through hole formation position (Y1) of the first row, With respect to the through-hole formation position (Y2) in the second row, through-holes are sequentially formed along the-(minus) direction of the X axis, and thereafter the through-hole formation position (Y9) in the ninth row in the same order. Until then, through holes were sequentially formed.

このような順番では、何れの貫通孔形成位置に貫通孔を形成する場合も、第1の電極の先端は、常に、既に貫通孔が形成された位置(既貫通孔形成位置)よりも、対象とする貫通孔形成位置(対象貫通孔形成位置)と最も近接することに留意する必要がある。   In such an order, when the through-hole is formed at any through-hole forming position, the tip of the first electrode is always more targeted than the position at which the through-hole has already been formed (the existing through-hole forming position). It should be noted that the closest through hole forming position (target through hole forming position).

同様の加工を、合計20回実施した。これにより、65個×20回=1300個の貫通孔が形成された。   The same processing was performed 20 times in total. Thereby, 65 × 20 times = 1300 through holes were formed.

貫通孔の状態をSEMにより評価し、クラックの発生率を求めた。その結果、クラックの発生率は、5個/1300個=約0.4%であった。なお、各貫通孔のネッキングの状態は、軽微であった。   The state of the through hole was evaluated by SEM, and the occurrence rate of cracks was determined. As a result, the occurrence rate of cracks was 5/1300 = about 0.4%. In addition, the state of necking of each through-hole was slight.

このように、実施例2では、クラックの発生率が有意に抑制されるとともに、ネッキングの少ない貫通孔が形成されることが確認された。この結果から、実施例2では、直流電圧印加による放電処理の際に、既貫通孔で誤放電が生じる可能性が有意に抑制されていることが示唆された。   Thus, in Example 2, it was confirmed that the occurrence rate of cracks was significantly suppressed and a through-hole with less necking was formed. From this result, it was suggested in Example 2 that the possibility of erroneous discharge occurring in the existing through-holes was significantly suppressed during the discharge treatment by applying the DC voltage.

本発明は、ガラス基板などの絶縁基板に貫通孔を形成する技術等に利用できる。   The present invention can be used for a technique for forming a through hole in an insulating substrate such as a glass substrate.

100 放電補助式レーザ孔加工装置
110 レーザ光源
113 レーザ光
115 照射スポット
125 直流高電圧電源
140 第1の電極
145 第2の電極
150、155 導体
183 照射位置
185 貫通孔
190 絶縁基板
341 第1の電極の先端
360 貫通孔パターン
385(385−1〜385−16) 貫通孔形成位置
390 絶縁基板
441 第1の電極の先端
460 貫通孔パターン
485(485−1〜485−32) 貫通孔形成位置
489(489−1、489−2、489−3、489−4) 貫通孔欠損位置
490 絶縁基板
560 貫通孔パターン
660 貫通孔パターン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Discharge assistance type laser hole processing apparatus 110 Laser light source 113 Laser light 115 Irradiation spot 125 DC high voltage power supply 140 1st electrode 145 2nd electrode 150, 155 Conductor 183 Irradiation position 185 Through-hole 190 Insulating substrate 341 1st electrode 360 through-hole pattern 385 (385-1 to 385-16) through-hole formation position 390 insulating substrate 441 first electrode tip 460 through-hole pattern 485 (485-1 to 485-32) through-hole formation position 489 ( 489-1, 489-2, 489-3, 489-4) Through-hole defect position 490 Insulating substrate 560 Through-hole pattern 660 Through-hole pattern

Claims (12)

レーザ光照射によって絶縁基板に複数の貫通孔を形成し、第1および第2の電極間での放電現象により前記貫通孔の形状を調整する、放電補助式レーザ孔加工方法であって、
第1の電極の先端は、前記絶縁基板の表面から0.1mm以上の距離であって、前記絶縁基板上のレーザ光の照射スポットの中心から、第1の方向に0.2mm以上ずれた位置に配置され、
絶縁基板上に既に形成されている貫通孔を既貫通孔と称し、該既貫通孔が形成されている位置を既貫通孔形成位置と称し、絶縁基板上の次に貫通孔を形成する位置を対象貫通孔形成位置と称したとき、
ある既貫通孔から、前記第1の方向と直交する第2の方向に沿って、0.5mm以下の距離の位置を対象貫通孔形成位置とし、該対象貫通孔形成位置にレーザ光を照射した後、電極間放電を実施するとき、前記第1の電極の先端は、既貫通孔の位置よりも前記対象貫通孔形成位置に近い位置にあることを特徴とする放電補助式レーザ孔加工方法。
A discharge assist type laser hole machining method, wherein a plurality of through holes are formed in an insulating substrate by laser light irradiation, and the shape of the through hole is adjusted by a discharge phenomenon between the first and second electrodes,
The tip of the first electrode is at a distance of 0.1 mm or more from the surface of the insulating substrate, and is shifted by 0.2 mm or more in the first direction from the center of the laser beam irradiation spot on the insulating substrate. Placed in
A through-hole already formed on the insulating substrate is referred to as an existing through-hole, a position where the existing through-hole is formed is referred to as an existing through-hole forming position, and a position where the next through-hole is formed on the insulating substrate is defined as When called the target through-hole formation position,
From a certain existing through-hole, along the second direction orthogonal to the first direction, a position at a distance of 0.5 mm or less is set as a target through-hole forming position, and the target through-hole forming position is irradiated with laser light. Thereafter, when the inter-electrode discharge is performed, the tip of the first electrode is located closer to the target through hole forming position than the position of the existing through hole.
レーザ光照射によって絶縁基板に複数の貫通孔を形成し、第1および第2の電極間での放電現象により前記貫通孔の形状を調整する、放電補助式レーザ孔加工方法であって、
第1の電極の先端は、前記絶縁基板の表面から0.1mm以上の距離であって、前記絶縁基板上のレーザ光の照射スポットの中心から、第1の方向に沿って+(プラス)方向に0.2mm以上ずれた位置に配置され、
前記絶縁基板は、第n列×第m行のマトリクス状の貫通孔形成位置のパターンを有し、
前記各列は、前記第1の方向に平行であり、前記各行は、前記第1の方向と直交する第2の方向に平行であり、
前記各列は、第1列から第n列まで、前記第2の方向の+(プラス)方向に沿って延在し、前記各行は、第1行から第m行まで、前記第1の方向の+(プラス)方向に沿って延在し、
各列内の貫通孔形成位置は、0.5mm以下のピッチPyで配置され、
第1行の全貫通孔形成位置に貫通孔が形成されてから、第2行の全貫通孔形成位置に貫通孔が形成され、以下、同様に、第m行まで、順次貫通孔が形成されるステップを有することを特徴とする放電補助式レーザ孔加工方法。
A discharge assist type laser hole machining method, wherein a plurality of through holes are formed in an insulating substrate by laser light irradiation, and the shape of the through hole is adjusted by a discharge phenomenon between the first and second electrodes,
The tip of the first electrode is a distance of 0.1 mm or more from the surface of the insulating substrate, and the + (plus) direction along the first direction from the center of the laser beam irradiation spot on the insulating substrate Arranged at a position shifted by 0.2 mm or more,
The insulating substrate has a pattern of n-th column × m-th row matrix through-hole formation positions,
Each column is parallel to the first direction, and each row is parallel to a second direction orthogonal to the first direction;
Each of the columns extends from the first column to the nth column along the + (plus) direction of the second direction, and each of the rows extends from the first row to the mth row in the first direction. Extends along the + (plus) direction of
The through hole forming positions in each row are arranged with a pitch Py of 0.5 mm or less,
After the through holes are formed at the positions where all the through holes are formed in the first row, the through holes are formed at the positions where all the through holes are formed in the second row. Similarly, the through holes are sequentially formed until the m th row. A discharge assist type laser drilling method, characterized by comprising:
前記各行内の貫通孔形成位置は、0.5mm以下のピッチPxで配置される、請求項2に記載の放電補助式レーザ孔加工方法。   The discharge assisted laser hole machining method according to claim 2, wherein the through hole forming positions in each row are arranged at a pitch Px of 0.5 mm or less. レーザ光照射によって絶縁基板に複数の貫通孔を形成し、第1および第2の電極間での放電現象により前記貫通孔の形状を調整する、放電補助式レーザ孔加工方法であって、
第1の電極の先端は、前記絶縁基板の表面から0.1mm以上の距離であって、前記絶縁基板上のレーザ光の照射スポットの中心から、第1の方向に沿って+(プラス)方向に0.2mm以上ずれた位置に配置され、
前記絶縁基板は、貫通孔形成位置のパターンを有し、該パターンは、第n列×第m行の貫通孔形成位置のマトリクスにおいて、一部の貫通孔形成位置が欠損した欠損部を有し、
前記各列は、前記第1の方向に平行であり、前記各行は、前記第1の方向と直交する第2の方向に平行であり、
前記各列は、第1列から第n列まで、前記第2の方向の+(プラス)方向に沿って延在し、前記各行は、第1行から第m行まで、前記第1の方向の+(プラス)方向に沿って延在し、
各列内の貫通孔形成位置は、前記欠損部を除き、0.5mm以下のピッチPyで配置され、
第1行の全貫通孔形成位置に貫通孔が形成されてから、第2行の全貫通孔形成位置に貫通孔が形成され、以下、同様に、第m行まで、順次貫通孔が形成されるステップを有することを特徴とする放電補助式レーザ孔加工方法。
A discharge assist type laser hole machining method, wherein a plurality of through holes are formed in an insulating substrate by laser light irradiation, and the shape of the through hole is adjusted by a discharge phenomenon between the first and second electrodes,
The tip of the first electrode is a distance of 0.1 mm or more from the surface of the insulating substrate, and the + (plus) direction along the first direction from the center of the laser beam irradiation spot on the insulating substrate Arranged at a position shifted by 0.2 mm or more,
The insulating substrate has a pattern of through-hole formation positions, and the pattern has a defect portion in which a part of the through-hole formation positions is missing in a matrix of through-hole formation positions in the nth column × mth row. ,
Each column is parallel to the first direction, and each row is parallel to a second direction orthogonal to the first direction;
Each of the columns extends from the first column to the nth column along the + (plus) direction of the second direction, and each of the rows extends from the first row to the mth row in the first direction. Extends along the + (plus) direction of
The through hole formation position in each row is arranged with a pitch Py of 0.5 mm or less, excluding the defective portion,
After the through holes are formed at the positions where all the through holes are formed in the first row, the through holes are formed at the positions where all the through holes are formed in the second row. A discharge assist type laser drilling method, characterized by comprising:
前記欠損部は、前記第n列×第m行の貫通孔形成位置のマトリクスの中央部分に配置される、請求項4に記載の放電補助式レーザ孔加工方法。   5. The discharge assisted laser hole machining method according to claim 4, wherein the defect portion is arranged at a central portion of a matrix of the through hole formation position of the nth column × mth row. 前記欠損部は、前記第n列×第m行の貫通孔形成位置のマトリクスの第1行目または第m行目に存在する、請求項4または5に記載の放電補助式レーザ孔加工方法。   6. The discharge assisted laser hole machining method according to claim 4, wherein the defect portion exists in a first row or an m-th row of a matrix of through-hole formation positions of the n-th column × m-th row. 前記欠損部は、前記第n列×第m行の貫通孔形成位置のマトリクスにおける第i列目(ただしiは、2〜n−1までの整数)および第j行目(ただしjは、2〜m−1までの整数)によって分離された、4つの各領域に存在する、請求項4乃至6のいずれか一つに記載の放電補助式レーザ孔加工方法。   The missing portion is the i-th column (where i is an integer from 2 to n−1) and the j-th row (where j is 2) in the matrix of through-hole formation positions of the n-th column × m-th row. The discharge assisted laser hole machining method according to any one of claims 4 to 6, wherein the method is present in each of the four regions separated by an integer of ~ m-1. 前記各行内の貫通孔形成位置は、前記欠損部を除き、0.5mm以下のピッチPxで配置される、請求項4乃至7のいずれか一つに記載の放電補助式レーザ孔加工方法。   8. The discharge-assisted laser hole machining method according to claim 4, wherein the through-hole formation positions in each row are arranged at a pitch Px of 0.5 mm or less excluding the defective portion. 9. 前記第1の電極の先端は、前記絶縁基板の表面から0.3mm〜1.0mmの距離に配置される、請求項1乃至8のいずれか一つに記載の放電補助式レーザ孔加工方法。   9. The discharge-assisted laser hole machining method according to claim 1, wherein a tip of the first electrode is disposed at a distance of 0.3 mm to 1.0 mm from the surface of the insulating substrate. 前記第1の電極の先端は、前記レーザ光の照射スポットの中心から、前記第1の方向に沿って、0.5mm〜1.5mmの距離に配置される、請求項1乃至9のいずれか一つに記載の放電補助式レーザ孔加工方法。   The tip of the first electrode is arranged at a distance of 0.5 mm to 1.5 mm along the first direction from the center of the laser beam irradiation spot. The discharge assist type laser hole processing method according to one. 前記レーザ光の照射スポットは、10μm〜300μmの範囲の最大寸法を有する、請求項1乃至10のいずれか一つに記載の放電補助式レーザ孔加工方法。   The discharge assist type laser hole machining method according to claim 1, wherein the laser beam irradiation spot has a maximum dimension in a range of 10 μm to 300 μm. 前記第2の電極は、略板状であり、前記絶縁基板の底面に配置される、請求項1乃至11のいずれか一つに記載の放電補助式レーザ孔加工方法。   The discharge-assisted laser hole machining method according to claim 1, wherein the second electrode has a substantially plate shape and is disposed on a bottom surface of the insulating substrate.
JP2013104856A 2013-05-17 2013-05-17 Discharge auxiliary type laser hole machining method Pending JP2016135491A (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013104856A JP2016135491A (en) 2013-05-17 2013-05-17 Discharge auxiliary type laser hole machining method
PCT/JP2014/060746 WO2014185206A1 (en) 2013-05-17 2014-04-15 Discharge-assisted laser beam drilling method
TW103115653A TW201505747A (en) 2013-05-17 2014-04-30 Discharge-assisted laser beam drilling method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013104856A JP2016135491A (en) 2013-05-17 2013-05-17 Discharge auxiliary type laser hole machining method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2016135491A true JP2016135491A (en) 2016-07-28

Family

ID=51898187

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013104856A Pending JP2016135491A (en) 2013-05-17 2013-05-17 Discharge auxiliary type laser hole machining method

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2016135491A (en)
TW (1) TW201505747A (en)
WO (1) WO2014185206A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110291051A (en) * 2017-02-21 2019-09-27 Agc株式会社 The manufacturing method of glass plate and glass plate

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112059406B (en) * 2020-09-16 2022-05-20 江苏大学 Laser interference induced electrolytic machining method and device for micro-nano structure on friction surface

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05208323A (en) * 1991-01-25 1993-08-20 Nippon Steel Corp Electric conductivity adding method for insulating ceramics and working method thereof
JP2004216385A (en) * 2003-01-09 2004-08-05 Hitachi Via Mechanics Ltd Laser drilling method
KR20110135947A (en) * 2009-02-27 2011-12-20 피코드릴 에스 아 A method of generating a hole or recess or well in a substrate, a device for carrying out the method, and a high frequency high voltage source for use in such a device
JP2013086236A (en) * 2011-10-20 2013-05-13 Asahi Glass Co Ltd Method for forming through hole in insulating substrate and method for manufacturing insulating substrate for interposer
EP2770806A4 (en) * 2011-10-20 2015-10-21 Asahi Glass Co Ltd Method for forming through holes in insulating substrate and method for manufacturing insulating substrate for interposer

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110291051A (en) * 2017-02-21 2019-09-27 Agc株式会社 The manufacturing method of glass plate and glass plate
CN110291051B (en) * 2017-02-21 2022-04-29 Agc株式会社 Glass plate and method for manufacturing glass plate

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014185206A1 (en) 2014-11-20
TW201505747A (en) 2015-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10252507B2 (en) Method and apparatus for forward deposition of material onto a substrate using burst ultrafast laser pulse energy
TWI616939B (en) Verfahren zum einbringen mindestens einer ausnehmung oder einer durchbrechung in ein plattenfoermiges werkstueck
WO2013129165A1 (en) Method for producing glass substrate, and glass substrate
JP2010058192A (en) Machining electrode, electrochemical machining device, method of electrochemical machining, and method of manufacturing structure
WO2014185206A1 (en) Discharge-assisted laser beam drilling method
JP6295897B2 (en) Apparatus and method for forming through holes in glass substrate
TW201529215A (en) Method for forming through-hole in insulating substrate by using laser beam
US9457426B2 (en) Method of manufacturing mask
WO2013058169A1 (en) Method for forming through holes in insulating substrate and method for manufacturing insulating substrate for interposer
JP2013086236A (en) Method for forming through hole in insulating substrate and method for manufacturing insulating substrate for interposer
JP6191646B2 (en) Welding method
JP2017088467A (en) Device and method for forming hole in glass substrate
TW201505501A (en) Method for forming through hole in glass substrate by laser beam irradiation
JP2012020303A (en) Grooving method for laminated substrate
KR102391949B1 (en) Hole fabrication method
JP2009292699A (en) Method for cutting glass substrate, method for cutting substrate for display panel and method for manufacturing substrate for display panel
JP2014226710A (en) Discharge auxiliary type laser hole machining method
JP2017135318A (en) Wiring correction device of wiring board, method of manufacturing wiring board, wiring board, and display device
JP2014223640A (en) Discharge assist type laser hole processing method and discharge assist type laser hole processing device
JP2014076513A (en) Laser induction type electric discharge machine
JP2014240084A (en) Discharge assistant laser drilling device and discharge assistant laser drilling method
JP2015062178A (en) Electron-beam supported production of electrical component
KR101107067B1 (en) Method for processing cavity of core substrate
JP2015077672A (en) Perforation hole formation device
JP2016064424A (en) Through-hole forming device