JP3395141B2 - Laser processing equipment - Google Patents
Laser processing equipmentInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はレーザ加工装置に関
し、特に、プリント配線基板の穴あけを行うレーザ加工
装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser processing apparatus, and more particularly to a laser processing apparatus for punching a printed wiring board.
【０００２】[0002]
【従来の技術】プリント配線基板の表面に印刷形成され
た導電層と裏面に形成された導電層とを接続するため、
あるいは、複数のプリント配線基板を重ね合わせた多層
プリント配線基板の各層に形成された導電層間を電気的
に接続するため、各基板には、ビアホールと呼ばれる穴
が形成される。2. Description of the Related Art In order to connect a conductive layer printed on the front surface of a printed wiring board and a conductive layer formed on the back surface,
Alternatively, a hole called a via hole is formed in each board in order to electrically connect the conductive layers formed in each layer of the multilayer printed wiring board in which a plurality of printed wiring boards are stacked.
【０００３】以前は、ビアホールの穴あけには、ドリル
等が用いられていたが、最近では、精度や速度などの点
から、レーザ光を用いて行われるようになってきてい
る。Previously, a drill or the like was used for drilling a via hole, but recently, from the viewpoint of accuracy and speed, it has come to be performed using a laser beam.
【０００４】従来のコンフォーマル工法と呼ばれる、レ
ーザ光を用いたビアホール穴空け方法を図３に示す。こ
の方法では、まず、化学的処理（ケミカルエッチング）
によって、図３（ａ）に示すように、上層銅箔部３１に
直径１００〜２００μｍの穴３２を形成し、絶縁樹脂基
板（Resin ）３３を露出させる。FIG. 3 shows a conventional method of forming a via hole using laser light, which is called a conformal method. In this method, first, chemical treatment (chemical etching)
As shown in FIG. 3A, a hole 32 having a diameter of 100 to 200 μm is formed in the upper copper foil portion 31 to expose the insulating resin substrate (Resin) 33.
【０００５】次に、図３（ｂ）に示すように、上層銅箔
部３１の、穴３２を含む領域に、レーザ光を照射（レー
ザアブレーション）し、その穴に露出する絶縁樹脂（Re
sin）を除去する。Next, as shown in FIG. 3B, a region of the upper copper foil portion 31 including the hole 32 is irradiated with laser light (laser ablation) to expose the insulating resin (Re
sin) is removed.
【０００６】ここで、レーザ光としては、ＣＯ2 ガスレ
ーザからの波長約１０μｍの光が使用される。波長約１
０μｍのレーザ光は、銅箔部３１で反射されるため、上
層銅箔部３１に形成した穴３２より大きなビーム径のレ
ーザ光を用いても、穴３２の内部の絶縁樹脂基板３３の
みを除去できるからである。つまり、レーザ光のビーム
径を上層銅箔部３１に形成した穴３２の径より小さく絞
り込むための構成や、その手間が必要ない。Here, as the laser light, light having a wavelength of about 10 μm from a CO 2 gas laser is used. Wavelength about 1
Since the laser beam of 0 μm is reflected by the copper foil portion 31, even if a laser beam having a beam diameter larger than that of the hole 32 formed in the upper copper foil portion 31 is used, only the insulating resin substrate 33 inside the hole 32 is removed. Because you can. That is, there is no need for a configuration for narrowing the beam diameter of the laser light to be smaller than the diameter of the hole 32 formed in the upper copper foil portion 31, or for the labor.
【０００７】レーザ光が照射された絶縁樹脂基板３３
は、レーザ光のエネルギー密度（フルエンス）に応じて
蒸発し、ビアホールが形成される。ビアホールの形成に
より、穴３２内に下層銅箔部３４が露出すると、そこで
レーザ光は反射され、ビアホール穴あけは自動的に終了
する。Insulating resin substrate 33 irradiated with laser light
Evaporate according to the energy density (fluence) of the laser light, and a via hole is formed. When the lower copper foil portion 34 is exposed in the hole 32 due to the formation of the via hole, the laser light is reflected there and the drilling of the via hole is automatically completed.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】従来のコンフォーマル
工法は、銅箔部についてはケミカルエッチング、絶縁樹
脂基板についてはレーザアブレーション、と２つの異な
る工程を必要とし、手間が掛かるという問題点がある。The conventional conformal method requires two different steps of chemical etching for the copper foil portion and laser ablation for the insulating resin substrate, which is troublesome.
【０００９】また、ケミカルエッチングは、直径５０μ
ｍ以下の穴を形成すると歩留まりが大きく悪化するとい
う問題点もある。The chemical etching is 50 μm in diameter.
There is also a problem that the yield is greatly deteriorated when the holes having a diameter of m or less are formed.
【００１０】本発明は、銅箔部と絶縁樹脂基板とを同一
の工程で連続的に加工でき、ビアホールの形成工程を簡
略化できるレーザ加工装置を提供することを目的とす
る。An object of the present invention is to provide a laser processing apparatus capable of continuously processing a copper foil portion and an insulating resin substrate in the same step and simplifying a via hole forming step.
【００１１】また、本発明は、直径５０μｍ以下の穴に
ついても歩留まりよく形成することができるレーザ加工
装置を提供することを目的とする。Another object of the present invention is to provide a laser processing apparatus capable of forming holes with a diameter of 50 μm or less with a good yield.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、レーザ
光を発生するレーザ発振器と、前記レーザ光のエネルギ
ー密度を減衰させる減衰光学系と、前記減衰光学系を前
記レーザ光の光路上に挿入する減衰光学系挿入手段と、
前記レーザ光を被加工面上で走査するためのガルバノス
キャナ及びｆ−θレンズとを備え、前記減衰光学系を前
記レーザ光の光路上に挿入することにより、前記レーザ
光の被加工面におけるエネルギー密度を、プリント配線
基板の導電層を加工するのに必要なエネルギー密度か
ら、プリント配線基板の絶縁樹脂を加工するのに必要な
エネルギー密度へ変更するようにしたことを特徴とする
レーザ加工装置が得られる。According to the present invention, a laser oscillator for generating a laser beam, an attenuating optical system for attenuating the energy density of the laser beam, and the attenuating optical system are provided on the optical path of the laser beam. Attenuation optical system insertion means to be inserted ,
Galvanos for scanning the laser beam on the surface to be processed
By inserting the attenuation optical system in the optical path of the laser light, the energy density on the surface to be processed of the laser light is used for processing the conductive layer of the printed wiring board. It is possible to obtain a laser processing apparatus characterized in that the required energy density is changed to the energy density required for processing the insulating resin of the printed wiring board.
【００１３】また、本発明によれば、レーザ光を発生す
るレーザ発振器と、前記レーザ光を平行光にするコリメ
ーションレンズと、前記コリメーションレンズを前記レ
ーザ光の光路に沿って移動させるコリメーションレンズ
移動手段と、前記レーザ光を被加工面上で走査するため
のガルバノスキャナ及びｆ−θレンズとを備え、前記コ
リメーションレンズを前記レーザ光の光路に沿って移動
させることにより、前記レーザ光の被加工面におけるエ
ネルギー密度を、プリント配線基板の導電層を加工する
のに必要なエネルギー密度から、プリント配線基板の絶
縁樹脂を加工するのに必要なエネルギー密度へ変更する
ようにしたことを特徴とするレーザ加工装置が得られ
る。Further, according to the present invention, a laser oscillator for generating a laser beam, a collimation lens for collimating the laser beam, and a collimation lens moving means for moving the collimation lens along the optical path of the laser beam. And to scan the laser beam on the surface to be processed
Of the galvano scanner and f-θ lens, and the collimation lens is moved along the optical path of the laser light to process the energy density on the surface to be processed of the laser light into the conductive layer of the printed wiring board. It is possible to obtain a laser processing apparatus characterized in that the energy density required for the above is changed to the energy density required for processing the insulating resin of the printed wiring board.
【００１４】さらに、本発明によれば、レーザ光を発生
するレーザ発振器と、前記レーザ光のビーム径を制限す
るマスクと、前記マスクを前記レーザ光の光路に沿って
移動させるマスク移動手段と、前記レーザ光を被加工面
上で走査するためのガルバノスキャナ及びｆ−θレンズ
とを備え、前記マスクを前記レーザ光の光路に沿って移
動させることにより、前記レーザ光の被加工面における
エネルギー密度を、プリント配線基板の導電層を加工す
るのに必要なエネルギー密度から、プリント配線基板の
絶縁樹脂を加工するのに必要なエネルギー密度へ変更す
るようにしたことを特徴とするレーザ加工装置が得られ
る。Further, according to the present invention, a laser oscillator for generating a laser beam, a mask for limiting the beam diameter of the laser beam, a mask moving means for moving the mask along the optical path of the laser beam , Surface to be processed with the laser light
Galvano scanner and f-θ lens for scanning on
With the door, by moving along the mask in the optical path of the laser beam, the energy density at the processing surface of the laser beam, the energy density required to process the conductive layer of the printed wiring board, printed It is possible to obtain a laser processing apparatus characterized by changing the energy density required for processing the insulating resin of the wiring board.
【００１５】さらにまた、本発明によれば、レーザ光を
発生する工程と、減衰光学系により前記レーザ光のエネ
ルギー密度を減衰させる工程と、ガルバノスキャナ及び
ｆ−θレンズを用いて前記レーザ光を被加工面上で走査
する工程とを有するレーザ加工方法において、前記減衰
光学系を前記レーザ光の光路上に挿入することにより、
前記レーザ光の被加工面におけるエネルギー密度を、プ
リント配線基板の導電層を加工するのに必要なエネルギ
ー密度から、プリント配線基板の絶縁樹脂を加工するの
に必要なエネルギー密度へ変更するようにしたことを特
徴とするレーザ加工方法が得られる。Further, according to the present invention, a step of generating a laser beam, a step of attenuating the energy density of the laser beam by an attenuation optical system , a galvano scanner,
Scan the laser beam on the surface to be processed using the f-θ lens
In the laser processing method having a step of, by inserting the attenuation optical system on the optical path of the laser light,
The energy density of the surface to be processed of the laser beam is changed from the energy density required to process the conductive layer of the printed wiring board to the energy density required to process the insulating resin of the printed wiring board. A laser processing method characterized by the above can be obtained.
【００１６】また、本発明によれば、レーザ光を発生す
る工程と、コリメーションレンズにより前記レーザ光を
平行光にする工程と、ガルバノスキャナ及びｆ−θレン
ズを用いて前記レーザ光を被加工面上で走査する工程と
を有するレーザ加工方法において、前記コリメーション
レンズを前記レーザ光の光路に沿って移動させることに
より、前記レーザ光の被加工面におけるエネルギー密度
を、プリント配線基板の導電層を加工するのに必要なエ
ネルギー密度から、プリント配線基板の絶縁樹脂を加工
するのに必要なエネルギー密度へ変更するようにしたこ
とを特徴とするレーザ加工方法が得られる。Further, according to the present invention, a step of generating a laser beam, a step of collimating the laser beam by a collimation lens , a galvano scanner and an f-θ lens.
A step of scanning the surface to be processed with the laser light by using a laser beam, and by moving the collimation lens along the optical path of the laser light, The energy density in the processed surface is changed from the energy density required to process the conductive layer of the printed wiring board to the energy density required to process the insulating resin of the printed wiring board. A laser processing method is obtained.
【００１７】加えて、本発明によれば、レーザ光を発生
する工程と、マスクにより前記レーザ光のビーム径を制
限する工程と、ガルバノスキャナ及びｆ−θレンズを用
いて前記レーザ光を被加工面上で走査する工程とを有す
るレーザ加工方法において、前記マスクを前記レーザ光
の光路に沿って移動させることにより、前記レーザ光の
被加工面におけるエネルギー密度を、プリント配線基板
の導電層を加工するのに必要なエネルギー密度から、プ
リント配線基板の絶縁樹脂を加工するのに必要なエネル
ギー密度へ変更するようにしたことを特徴とするレーザ
加工方法が得られる。In addition, according to the present invention, a step of generating a laser beam, a step of limiting the beam diameter of the laser beam by a mask , a galvano scanner and an f-θ lens are used.
And a step of scanning the laser light on the surface to be processed, in the laser processing method, by moving the mask along the optical path of the laser light, to print the energy density on the surface to be processed of the laser light, The laser processing method is characterized in that the energy density required for processing the conductive layer of the wiring board is changed to the energy density required for processing the insulating resin of the printed wiring board.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態について詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
【００１９】図１に本発明のレーザ加工装置の一実施の
形態を示す。図１のレーザ加工装置は、紫外レーザ光
（波長４００nm以下）を発生するパルス発振型レーザ発
振器１１と、レーザ光を被加工面上で走査するガルバノ
スキャナ１２と、レーザ光を被加工面に垂直に入射させ
るｆ−θレンズ１３と、被加工物（絶縁樹脂基板と銅箔
部を含むプリンと配線基板）１４を固定する真空チャッ
クプレート１５と、真空チャックプレート１５を２軸方
向に移動可能に保持するＸ−Ｙテーブル１６と、パルス
発振型レーザ発振器１１からのレーザ光をガルバノスキ
ャナ１２へ導く光学系（ミラーとレンズを含む）と、光
学系により形成されるレーザ光の光路上に配置され、レ
ーザ光のビーム径を制限するマスク１７と、マスク１７
に到達するレーザ光を平行光とするために、マスク１７
の前段に配置されたコリメーションレンズ１８と、レー
ザ光を減衰させるためのアッテネータ（減衰光学系）１
９と、アッテネータ１９をレーザ光の光路上に挿入し、
また、光路上から取り去るアッテネータ挿入部２０と、
少なくともパルス発振型レーザ発振器１１と、ガルバノ
スキャナ１２と、Ｘ−Ｙステージ１６と、アッテネータ
層入部２０とを制御する制御部２１とを有している。FIG. 1 shows an embodiment of the laser processing apparatus of the present invention. The laser processing apparatus of FIG. 1 includes a pulse oscillation type laser oscillator 11 that generates an ultraviolet laser beam (wavelength of 400 nm or less), a galvano scanner 12 that scans the laser beam on the surface to be processed, and a laser beam perpendicular to the surface to be processed. F-θ lens 13 to be incident on, a vacuum chuck plate 15 for fixing a workpiece (a pudding including an insulating resin substrate and a copper foil and a wiring substrate) 14, and a vacuum chuck plate 15 can be moved in two axial directions. The XY table 16 to be held, an optical system (including a mirror and a lens) for guiding the laser light from the pulse oscillation type laser oscillator 11 to the galvano scanner 12, and an optical system of the laser light formed by the optical system are arranged. A mask 17 for limiting the beam diameter of the laser beam, and a mask 17
In order to make the laser light reaching the
Collimation lens 18 arranged at the front stage of the laser and an attenuator (attenuating optical system) 1 for attenuating the laser light.
9 and attenuator 19 are inserted in the optical path of the laser beam,
Also, an attenuator insertion portion 20 that is removed from the optical path,
It has at least a pulse oscillation type laser oscillator 11, a galvano scanner 12, an XY stage 16, and a control unit 21 for controlling the attenuator layer insertion unit 20.
【００２０】パルス発振型レーザ発振器１１は、例え
ば、ＹＡＧレーザが用いられる。ＹＡＧレーザの発振波
長は、約１μｍなので、その第３高調波（波長３５５n
m，３５１nm）が利用される。As the pulse oscillation type laser oscillator 11, for example, a YAG laser is used. Since the oscillation wavelength of the YAG laser is about 1 μm, its third harmonic (wavelength 355n
m, 351 nm) is used.
【００２１】マスク１７は、レーザ光を阻止する銅ある
いはステンレス製の板に、レーザ光を通過させるための
穴を形成したものである。穴の径は、通常、被加工物に
形成するビアホールの径の１０倍程度にしてある。例え
ば、径５０μｍのビアホールを形成する場合は、径５０
０μｍである。マスクは、種々の径のビアホールの形成
に対応できるように、径の異なる複数の穴を形成してお
くことが好ましい。この場合、複数の穴に同時にレーザ
光が入射しないように、各穴と隣接する穴との間に距離
を置く必要がある。また、マスクの交換（レーザ光の通
過する穴の変更）を正確にかつ高速に行えるように、図
２（ａ）に示すように、マスクの形状を円板状にして、
径の異なる複数の穴２３を周方向に並べて配置し、モー
タ２４等により回転駆動するようにしてもよい。あるい
は、図２（ｂ）に示すように、一軸上に径の異なる複数
の穴２５を並べて配置し、その軸方向にモータ２６等
で、直線移動させるようにしてもよい。The mask 17 is a copper or stainless steel plate that blocks laser light and is provided with holes for passing the laser light. The diameter of the hole is usually about 10 times the diameter of the via hole formed in the workpiece. For example, when forming a via hole with a diameter of 50 μm, the diameter of 50
It is 0 μm. The mask is preferably formed with a plurality of holes having different diameters so as to be able to cope with the formation of via holes having various diameters. In this case, it is necessary to set a distance between each hole and an adjacent hole so that the laser light does not enter the plurality of holes at the same time. Further, in order to perform the replacement of the mask (change of the hole through which the laser beam passes) accurately and at high speed, as shown in FIG. 2A, the mask has a disk shape,
A plurality of holes 23 having different diameters may be arranged side by side in the circumferential direction, and may be rotationally driven by the motor 24 or the like. Alternatively, as shown in FIG. 2B, a plurality of holes 25 having different diameters may be arranged side by side on one axis and linearly moved in the axial direction by a motor 26 or the like.
【００２２】アッテネータ１９は、アッテネータ挿入部
２０により、プリンと配線基板の銅箔部を加工する際に
は光路外に置かれ、絶縁樹脂基板を加工する際には光路
上に置かれる。これにより、被加工面におけるレーザ光
のエネルギー密度は、銅箔部を加工する際には、例えば
２〜５Ｊ／cm2 となり、樹脂基板を加工する際には、例
えば０．５〜１Ｊ／cm2 となる。なお、レーザ光の被加
工面におけるエネルギー密度は、銅箔部を加工する場合
には、数ショットのレーザ光パルスで銅箔部を貫通する
穴が形成される程度にすることが好ましい。また、樹脂
基板を加工する場合は、銅箔部にダメージを与えない程
度にまで減衰させるようにしなければならない。The attenuator 19 is placed outside the optical path when processing the pudding and the copper foil portion of the wiring board by the attenuator insertion portion 20, and is placed on the optical path when processing the insulating resin substrate. Thereby, the energy density of the laser light on the surface to be processed becomes, for example, 2 to 5 J / cm 2 when processing the copper foil portion, and, for example, 0.5 to 1 J / cm 2 when processing the resin substrate. It becomes 2 . The energy density on the surface to be processed of the laser light is preferably such that, when processing the copper foil portion, a hole penetrating the copper foil portion is formed by a few shots of the laser light pulse. Further, when processing the resin substrate, it is necessary to attenuate the copper foil to such an extent that the copper foil is not damaged.
【００２３】アッテネータ挿入部２０は、制御部２１に
接続されており、制御部２１からの制御に基づいて上記
のように、アッテネータ１９を光路上に配置し、また、
光路上から取り去る。通常、プリント配線基板における
銅箔部の厚みは、１８μｍであり、２〜５Ｊ／cm2 のレ
ーザ光パルスを用いた場合、３〜５ショットで銅箔部を
貫通する穴をあけることができる。したがって、アッテ
ネータ挿入部２０は、制御部２１の制御に基づき、ビア
ホール形成開始時には、例えば、レーザ発振器からのレ
ーザ光が５パルス出射するまでは、アッテネータ１９を
光路の外に置き、レーザ発振器１１からレーザ光が５パ
ルス出射したあと、次のレーザパルスが出射される前に
アッテネータ１９を光路上に挿入する。The attenuator insertion section 20 is connected to the control section 21, and arranges the attenuator 19 on the optical path under the control of the control section 21 as described above.
Remove from the optical path. Usually, the thickness of the copper foil portion in the printed wiring board is 18 μm, and when a laser light pulse of 2 to 5 J / cm 2 is used, a hole penetrating the copper foil portion can be formed in 3 to 5 shots. Therefore, the attenuator insertion unit 20 puts the attenuator 19 out of the optical path at the start of the formation of the via hole until the laser light from the laser oscillator emits 5 pulses, for example, under the control of the control unit 21. After emitting 5 pulses of laser light, the attenuator 19 is inserted in the optical path before emitting the next laser pulse.
【００２４】また、絶縁樹脂基板の厚みは、通常５０〜
８０μｍ程度であり、０．５〜１Ｊ／cm2 のレーザ光パ
ルスを用いた場合、１０ショット以下で下層銅箔部に到
達する穴を形成することができる。The thickness of the insulating resin substrate is usually 50 to
When a laser light pulse of about 80 μm and 0.5 to 1 J / cm 2 is used, a hole reaching the lower copper foil portion can be formed with 10 shots or less.
【００２５】次に、図１に戻り、このレーザ加工装置の
動作について説明する。Next, returning to FIG. 1, the operation of the laser processing apparatus will be described.
【００２６】まず、制御部２１には、操作者により必要
なパラメータが与えられる。First, the controller 21 is provided with necessary parameters by the operator.
【００２７】制御部２１は、入力されたパラメータに従
い、以下のように各部を制御する。即ち、初めに、マス
ク１７を回転あるいは移動させて適切な径の穴を選択す
る。また、制御部２１は、Ｘ−Ｙステージ１６を移動さ
せて、被加工物１４を所定位置に移動させる。さらに、
制御部２１は、ガルバノスキャナ１２を駆動して、被加
工面のビアホールを形成しようとする位置にレーザ光が
照射されるように光路調整を行う。The control unit 21 controls each unit in the following manner according to the input parameters. That is, first, the mask 17 is rotated or moved to select a hole having an appropriate diameter. Further, the control unit 21 moves the XY stage 16 to move the workpiece 14 to a predetermined position. further,
The control unit 21 drives the galvano scanner 12 and adjusts the optical path so that the laser light is irradiated to the position where the via hole on the surface to be processed is to be formed.
【００２８】次に制御部２１は、被加工物１４の表面に
位置する銅箔部を貫通する穴を形成するのに必要なパル
ス数のレーザ光をレーザ発振器１１から出射させる。レ
ーザ光は、光学系に含まれるミラーで反射されたり、レ
ンズで集光あるいは拡大されたりしてガルバノスキャナ
１２へと導かれる。その途中、コリメーションレンズ１
８により、レーザ光は平行光に変換され、マスク１７に
よってビーム径が制限される。ガルバノスキャナ１２に
到達したレーザ光は、ｆ−θレンズ１３を通り、被加工
面の所定位置に垂直に入射して、被加工物１４を蒸発さ
せる。つまり、銅箔部に穴を形成する。Next, the control section 21 causes the laser oscillator 11 to emit a laser beam of a pulse number required to form a hole penetrating the copper foil portion located on the surface of the workpiece 14. The laser light is guided to the galvano scanner 12 after being reflected by a mirror included in the optical system, condensed or enlarged by a lens. On the way, collimation lens 1
8, the laser light is converted into parallel light, and the beam diameter is limited by the mask 17. The laser light that has reached the galvano scanner 12 passes through the f-θ lens 13 and is vertically incident on a predetermined position on the surface to be processed to evaporate the workpiece 14. That is, a hole is formed in the copper foil portion.
【００２９】このように、本実施の形態では、紫外レー
ザ光を使用するので、従来のような化学処理による穴よ
りも径の小さい穴を形成することができ、径５０μｍ以
下の穴でも歩留まり良く形成することができる。As described above, in this embodiment, since the ultraviolet laser beam is used, it is possible to form a hole having a diameter smaller than that of the conventional chemical treatment, and a hole with a diameter of 50 μm or less can be produced at a high yield. Can be formed.
【００３０】次に、制御部２１は、アッテネータ挿入部
２０にアッテネータ１９を光路上に挿入するよう指示を
出す。アッテネータ挿入部２０が、アッテネータ１９を
光路上に挿入した後、制御部２１は、再びレーザ発振器
１１からレーザ光を出射させる。ここでは、絶縁樹脂基
板に下層銅箔部に達する穴を形成するのに必要なパルス
数のレーザ光を出射させる。レーザ光は、上述したよう
に、光学系によりガルバノスキャナ１２へと導かれる。
その途中、レーザビームは、マスク１７によってビーム
径が制限されるだけでなく、この場合は、アッテネータ
１９により減衰作用を受ける。この後、ガルバノスキャ
ナ１２に到達したレーザ光は、ｆ−θレンズ１３を通
り、被加工面の所定位置に垂直に入射して、被加工物１
４を蒸発させるのは、上述した通りである。なお、下層
銅箔部は、レーザ光をアッテネータにより減衰させてい
るので、このレーザ光により蒸発してしまうようなこと
はない。つまり、この工程では、表面の銅箔部に形成さ
れた穴内に露出する絶縁樹脂基板のみが除去される。Next, the control section 21 gives an instruction to the attenuator insertion section 20 to insert the attenuator 19 in the optical path. After the attenuator insertion unit 20 inserts the attenuator 19 in the optical path, the control unit 21 causes the laser oscillator 11 to emit laser light again. Here, laser light of a pulse number required to form a hole reaching the lower copper foil portion is emitted on the insulating resin substrate. The laser light is guided to the galvano scanner 12 by the optical system as described above.
On the way, not only the beam diameter of the laser beam is limited by the mask 17, but in this case, the attenuator 19 attenuates the beam diameter. After that, the laser light reaching the galvano scanner 12 passes through the f-θ lens 13 and is vertically incident on a predetermined position on the surface to be processed, and the workpiece 1 is processed.
The evaporation of 4 is as described above. Since the lower copper foil portion attenuates the laser light by the attenuator, it does not evaporate due to this laser light. That is, in this step, only the insulating resin substrate exposed in the hole formed in the copper foil portion on the surface is removed.
【００３１】この後、次のビアホールを形成するため、
上記ガルバノスキャナ駆動工程以降の工程を繰り返す。
なお、必要に応じて、マスクの選択や、Ｘ−Ｙステージ
の駆動が行われる。ここで、マスクの選択は、銅箔部に
形成した穴よりも小さい径の穴を樹脂基板に形成する場
合等にも行われる。After that, in order to form the next via hole,
The steps after the galvano scanner driving step are repeated.
Note that mask selection and XY stage drive are performed as necessary. Here, the selection of the mask is also performed when a hole having a smaller diameter than the hole formed in the copper foil portion is formed in the resin substrate.
【００３２】以上のようにして、本実施の形態によるレ
ーザ加工装置によれば、化学処理を行うことなく、銅箔
部と樹脂基板とを連続的に加工することができ、ビアホ
ールの形成時間を短縮することができる。As described above, according to the laser processing apparatus of this embodiment, the copper foil portion and the resin substrate can be continuously processed without chemical treatment, and the formation time of via holes can be reduced. It can be shortened.
【００３３】なお、上記実施の形態では、レーザ光を減
衰させるためにアッテネータ１９を使用したが、アッテ
ネータ１９を用いる代わりに、コリメーションレンズ１
８を光路に沿って移動させるコリメーションレンズ移動
装置（図示せず）を設け、マスクに到達するレーザ光の
エネルギー密度を変更することにより、被加工面でのレ
ーザ光のエネルギー密度を変更するようにしてもよい。
また、レーザ発振器のレーザ出力パワーを調節する調節
装置を設け、制御部２１からの制御によりレーザ発振器
１１から出力されるレーザ光のエネルギー密度を変更す
ることにより、被加工面でのレーザ光のエネルギー密度
を変更するようにしてもよい。あるいは、マスク１７を
光路に沿って移動させるマスク移動装置を設け、マスク
と光学系に含まれる集光レンズ２８との距離を変更する
ことにより、このレーザ加工装置の焦点位置をずらす
（デフォーカスまたはインフォーカス）ことにより、被
加工面でのレーザ光のエネルギー密度を変更するように
してもよい。In the above embodiment, the attenuator 19 is used to attenuate the laser light, but instead of using the attenuator 19, the collimation lens 1 is used.
By providing a collimation lens moving device (not shown) for moving 8 along the optical path and changing the energy density of the laser light reaching the mask, the energy density of the laser light on the surface to be processed is changed. May be.
Further, by providing an adjusting device for adjusting the laser output power of the laser oscillator and changing the energy density of the laser light output from the laser oscillator 11 under the control of the control unit 21, the energy of the laser light on the processed surface is changed. The density may be changed. Alternatively, by providing a mask moving device for moving the mask 17 along the optical path and changing the distance between the mask and the condenser lens 28 included in the optical system, the focal position of this laser processing device is shifted (defocus or The energy density of the laser light on the surface to be processed may be changed by performing in-focus.
【００３４】[0034]
【発明の効果】本発明によれば、パルス発振型紫外レー
ザ発振器を備えるレーザ加工装置に、被加工面における
レーザ光のエネルギー密度を変更するエネルギー密度変
更手段を設けたことで、化学処理工程が不要となり、紫
外レーザ光を用いて銅箔部と樹脂基板とを同一の工程
で、連続的に加工することができ、加工時間を短縮でき
る。According to the present invention, the laser processing apparatus provided with the pulse oscillation type ultraviolet laser oscillator is provided with the energy density changing means for changing the energy density of the laser beam on the surface to be processed. It becomes unnecessary, and the copper foil portion and the resin substrate can be continuously processed in the same process by using the ultraviolet laser light, and the processing time can be shortened.
【００３５】また、化学処理による歩留まりの悪さがな
くなるので、径が５０μｍ以下の小径の穴を歩留まり良
く形成することができる。Further, since the poor yield due to the chemical treatment is eliminated, it is possible to form small diameter holes with a diameter of 50 μm or less with a good yield.
【図１】本発明の一実施の形態を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of the present invention.
【図２】（ａ）及び（ｂ）は、図１のレーザ光加工装置
に使用されるマスクの概略図である。2A and 2B are schematic views of a mask used in the laser beam processing apparatus of FIG.
【図３】従来のコンフォーマル工法を説明するための図
である。FIG. 3 is a diagram for explaining a conventional conformal method.
１１ パルス発振型レーザ発振器 １２ ガルバノスキャナ １３ ｆ−θレンズ １４ 被加工物 １５ 真空チャックプレート １６ Ｘ−Ｙテーブル １７ マスク １８ コリメーションレンズ １９ アッテネータ ２０ アッテネータ挿入部 ２１ 制御部 ２３ 穴 ２４ モータ ２５ 穴 ２６ モータ ２８ 集光レンズ 11 Pulse oscillation type laser oscillator 12 galvano scanner 13 f-θ lens 14 Workpiece 15 Vacuum chuck plate 16 XY table 17 mask 18 Collimation lens 19 Attenuator 20 Attenuator insertion part 21 Control unit 23 holes 24 motor 25 holes 26 motor 28 Condensing lens
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 26/00 - 26/42 H05K 3/00 Front page continuation (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) B23K 26/00-26/42 H05K 3/00
Claims (6)
記レーザ光のエネルギー密度を減衰させる減衰光学系
と、前記減衰光学系を前記レーザ光の光路上に挿入する
減衰光学系挿入手段と、前記レーザ光を被加工面上で走
査するためのガルバノスキャナ及びｆ−θレンズとを備
え、 前記減衰光学系を前記レーザ光の光路上に挿入すること
により、前記レーザ光の被加工面におけるエネルギー密
度を、プリント配線基板の導電層を加工するのに必要な
エネルギー密度から、プリント配線基板の絶縁樹脂を加
工するのに必要なエネルギー密度へ変更するようにした
ことを特徴とするレーザ加工装置。A laser oscillator for generating a laser beam [1 claim], and attenuated optical system to attenuate the energy density of the laser beam, and the attenuation optical insertion means for inserting the attenuation optical system on an optical path of the laser beam, the Run a laser beam on the surface to be processed
A galvano scanner and an f-θ lens for checking, and by inserting the attenuation optical system in the optical path of the laser light, the energy density on the surface to be processed of the laser light can be measured by the conductive layer of the printed wiring board. The laser processing apparatus is characterized in that the energy density required for processing is changed to the energy density required for processing the insulating resin of the printed wiring board.
記レーザ光を平行光にするコリメーションレンズと、前
記コリメーションレンズを前記レーザ光の光路に沿って
移動させるコリメーションレンズ移動手段と、前記レー
ザ光を被加工面上で走査するためのガルバノスキャナ及
びｆ−θレンズとを備え、 前記コリメーションレンズを前記レーザ光の光路に沿っ
て移動させることにより、前記レーザ光の被加工面にお
けるエネルギー密度を、プリント配線基板の導電層を加
工するのに必要なエネルギー密度から、プリント配線基
板の絶縁樹脂を加工するのに必要なエネルギー密度へ変
更するようにしたことを特徴とするレーザ加工装置。2. A laser oscillator for generating a laser beam, a collimation lens for collimating the laser beam, a collimation lens moving means for moving the collimation lens along an optical path of the laser beam, and the laser.
Galvano scanner for scanning the light on the surface to be processed and
And an f-θ lens, and by moving the collimation lens along the optical path of the laser light, the energy density on the surface to be processed of the laser light is required to process the conductive layer of the printed wiring board. The laser processing apparatus is characterized in that the energy density is changed from the appropriate energy density to the energy density required for processing the insulating resin of the printed wiring board.
記レーザ光のビーム径を制限するマスクと、前記マスク
を前記レーザ光の光路に沿って移動させるマスク移動手
段と、前記レーザ光を被加工面上で走査するためのガル
バノスキャナ及びｆ−θレンズとを備え、 前記マスクを前記レーザ光の光路に沿って移動させるこ
とにより、前記レーザ光の被加工面におけるエネルギー
密度を、プリント配線基板の導電層を加工するのに必要
なエネルギー密度から、プリント配線基板の絶縁樹脂を
加工するのに必要なエネルギー密度へ変更するようにし
たことを特徴とするレーザ加工装置。3. A laser oscillator for generating laser light, a mask for limiting a beam diameter of the laser light, a mask moving means for moving the mask along an optical path of the laser light, and the laser light to be processed. Gull for scanning on the surface
A vano scanner and an f-θ lens are provided, and by moving the mask along the optical path of the laser light, the energy density on the surface to be processed of the laser light is required to process the conductive layer of the printed wiring board. The laser processing apparatus is characterized in that the energy density is changed from the appropriate energy density to the energy density required for processing the insulating resin of the printed wiring board.
により前記レーザ光のエネルギー密度を減衰させる工程
と、ガルバノスキャナ及びｆ−θレンズを用いて前記レ
ーザ光を被加工面上で走査する工程とを有するレーザ加
工方法において、 前記減衰光学系を前記レーザ光の光路上に挿入すること
により、前記レーザ光の被加工面におけるエネルギー密
度を、プリント配線基板の導電層を加工するのに必要な
エネルギー密度から、プリント配線基板の絶縁樹脂を加
工するのに必要なエネルギー密度へ変更するようにした
ことを特徴とするレーザ加工方法。4. A step of generating a laser beam, a step of attenuating the energy density of the laser beam by an attenuating optical system, and a step of using the galvano scanner and an f-θ lens for the laser beam.
In the laser processing method and a step of scanning the laser light on the surface to be processed, by inserting the damping optical system on an optical path of the laser beam, the energy density at the processing surface of the laser light, printing A laser processing method characterized in that an energy density required for processing a conductive layer of a wiring board is changed to an energy density required for processing an insulating resin of a printed wiring board.
ョンレンズにより前記レーザ光を平行光にする工程と、
ガルバノスキャナ及びｆ−θレンズを用いて前記レーザ
光を被加工面上で走査する工程とを有するレーザ加工方
法において、 前記コリメーションレンズを前記レーザ光の光路に沿っ
て移動させることにより、前記レーザ光の被加工面にお
けるエネルギー密度を、プリント配線基板の導電層を加
工するのに必要なエネルギー密度から、プリント配線基
板の絶縁樹脂を加工するのに必要なエネルギー密度へ変
更するようにしたことを特徴とするレーザ加工方法。5. A step of generating a laser beam, a step of collimating the laser beam by a collimation lens ,
Laser using galvano scanner and f-θ lens
In a laser processing method including a step of scanning light on a surface to be processed, by moving the collimation lens along an optical path of the laser light, the energy density on the surface to be processed of the laser light is changed to a printed wiring board. The laser processing method is characterized in that the energy density required to process the conductive layer is changed to the energy density required to process the insulating resin of the printed wiring board.
り前記レーザ光のビーム径を制限する工程と、ガルバノ
スキャナ及びｆ−θレンズを用いて前記レーザ光を被加
工面上で走査する工程とを有するレーザ加工方法におい
て、 前記マスクを前記レーザ光の光路に沿って移動させるこ
とにより、前記レーザ光の被加工面におけるエネルギー
密度を、プリント配線基板の導電層を加工するのに必要
なエネルギー密度から、プリント配線基板の絶縁樹脂を
加工するのに必要なエネルギー密度へ変更するようにし
たことを特徴とするレーザ加工方法。6. A step of generating a laser beam, a step of limiting a beam diameter of the laser beam by a mask, and a galvanometer.
The laser light is applied using a scanner and an f-θ lens.
In a laser processing method having a step of scanning on a work surface, by moving the mask along the optical path of the laser light, the energy density on the processed surface of the laser light, the conductive layer of the printed wiring board is processed. The laser processing method is characterized in that the energy density required for processing is changed to the energy density required for processing the insulating resin of the printed wiring board.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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1998
- 1998-03-02 JP JP04952898A patent/JP3395141B2/en not_active Expired - Fee Related
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