JP3413481B2 - Laser drilling method and processing apparatus - Google Patents
Laser drilling method and processing apparatusInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光を用いて
プリント配線基板、特に多層プリント配線基板にバイア
ホールを形成するレーザ穴あけ加工装置に関し、特に、
穴あけとバイアホールに残留する残渣成分の除去とを同
時に行うことができるようにしたレーザ穴あけ加工方法
及び加工装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser drilling apparatus for forming via holes in a printed wiring board, especially a multilayer printed wiring board by using a laser beam, and more particularly,
The present invention relates to a laser drilling method and a drilling apparatus capable of simultaneously performing drilling and removal of residual components remaining in via holes.
【0002】[0002]
【従来の技術】電子機器の小型化、高密度実装化に伴
う、プリント配線基板の高密度化の要求に応えて、近
年、複数のプリント配線基板を積層した多層プリント配
線基板が登場してきた。このような多層プリント配線基
板では、上下に積層されたプリント配線基板間で導電層
(銅基板)同士を電気的に接続する必要がある。このよ
うな接続は、プリント配線基板の樹脂層(ポリイミド、
エポキシ系樹脂等のポリマー)に、下層の導電層に達す
るバイアホールと呼ばれる穴を形成し、その穴の内部に
メッキを施すことによって実現される。2. Description of the Related Art In response to the demand for higher density of printed wiring boards accompanying the miniaturization of electronic equipment and high-density mounting, in recent years, a multilayer printed wiring board in which a plurality of printed wiring boards are laminated has appeared. In such a multilayer printed wiring board, it is necessary to electrically connect the conductive layers (copper boards) to each other between the printed wiring boards stacked above and below. Such a connection is made by using a resin layer (polyimide,
It is realized by forming a hole called a via hole reaching a conductive layer as a lower layer in a polymer such as an epoxy resin) and plating the inside of the hole.
【0003】バイアホールを形成する方法として、以前
は、機械的な微細ドリルが用いられていた。しかし、プ
リント配線基板の高密度化に伴うバイアホールの径の縮
小に伴い、最近では微細ドリルに代えてレーザ光を利用
したレーザ穴あけ加工装置が採用されるようになってき
た。In the past, mechanical fine drills were used as the method of forming via holes. However, as the diameter of via holes is reduced with the increase in density of printed wiring boards, laser drilling devices that use laser light have recently been adopted instead of fine drills.
【0004】例えば、炭酸ガスレーザを用いてバイアホ
ールを形成するレーザ穴あけ加工装置は良く知られてお
り、安価で高速加工が可能であるという利点がある。For example, a laser drilling apparatus for forming a via hole using a carbon dioxide laser is well known, and has an advantage that it is inexpensive and capable of high-speed processing.
【0005】図11を参照して、CO2 (炭酸ガス)レ
ーザによるレーザ穴あけ加工装置について説明する。図
11において、CO2 (炭酸ガス)レーザによるレーザ
発振器40で発生されたパルス状のレーザ光は、反射ミ
ラー41により90°角度を変えてマスク43に導かれ
る。マスク43では、ビアホール径を規定する穴を通過
することによって、レーザ光のビーム径が絞り込まれて
X−Yスキャナ(ガルバノスキャナとも呼ばれる)44
に導かれる。X−Yスキャナ44はレーザ光を振らせる
ためのものであり、振られたレーザ光は焦点合わせ用レ
ンズとして作用しfθレンズとも呼ばれる加工レンズ4
5を通してX−Yステージ46上におかれたワーク(プ
リント配線基板)47に照射される。X−Yステージ4
6はX軸方向の駆動機構とY軸方向の駆動機構とを有し
て、ワーク47をX−Y平面上で移動させて位置調整す
ることができる。A laser drilling apparatus using a CO 2 (carbon dioxide) laser will be described with reference to FIG. In FIG. 11, the pulsed laser light generated by the laser oscillator 40 by the CO 2 (carbon dioxide) laser is guided to the mask 43 by changing the angle of 90 ° by the reflection mirror 41. In the mask 43, the beam diameter of the laser light is narrowed down by passing through the hole that defines the diameter of the via hole, so that the XY scanner (also called a galvano scanner) 44.
Be led to. The XY scanner 44 is for oscillating the laser light, and the oscillated laser light acts as a focusing lens and is also called the fθ lens.
The work (printed wiring board) 47 placed on the XY stage 46 is irradiated through the line 5. XY stage 4
6 has a drive mechanism in the X-axis direction and a drive mechanism in the Y-axis direction, and can move the work 47 on the XY plane to adjust the position.
【0006】なお、CO2 レーザによるレーザ光の場
合、1つのバイアホール当たりパルス状のレーザ光を数
回(通常2〜3回)照射することで直径約100(μ
m)程度までの穴あけが行われる。また、通常、X−Y
スキャナ44による走査範囲は数cm四方の領域である
が、ワーク47の大きさは、通常、50(cm)×60
(cm)程度の大きさを持つ。このため、ワーク47に
はX−Yスキャナ44の走査範囲により決まる領域が加
工領域としてマトリクス状に設定される。そして、レー
ザ穴あけ加工装置は、加工領域に複数の穴あけ加工を行
い、ある加工領域の穴あけ加工が終了したら、次の加工
領域に移動して次のパターンの穴あけ加工を行う。次の
加工領域への移動は、通常、X−Yステージ46により
行われる。Incidentally, in the case of a laser beam from a CO 2 laser, a diameter of about 100 (μ is obtained by irradiating a pulsed laser beam for each via hole several times (usually 2 to 3 times).
Drilling up to about m) is performed. Also, usually, XY
Although the scanning range of the scanner 44 is a few cm square, the size of the work 47 is usually 50 (cm) × 60.
It has a size of about (cm). For this reason, the area determined by the scanning range of the XY scanner 44 is set in the work 47 in a matrix as a processing area. Then, the laser drilling device performs a plurality of drilling operations on the processing area, and when the drilling processing on a certain processing area is completed, the laser drilling apparatus moves to the next processing area and performs the drilling processing on the next pattern. The movement to the next processing area is usually performed by the XY stage 46.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなレーザ穴あけ加工装置で形成されたバイアホール
は、樹脂層に形成した穴の底面、すなわち露出させよう
とする導電層の表面の一部または全面に薄い(ポリイミ
ド、エポキシ系樹脂では厚さ1μm以下)残渣成分(ス
ミアと呼ばれる)が残ってしまうという問題点がある。However, the via hole formed by such a laser drilling apparatus is a bottom surface of the hole formed in the resin layer, that is, a part or the whole surface of the conductive layer to be exposed. However, there is a problem that a thin residual component (called smear) remains (thickness of 1 μm or less for polyimide and epoxy resin).
【0008】この残渣成分は、この後さらに同じレーザ
光を照射しても完全に除去することはできない。これ
は、レーザ光をさらに照射して残渣成分を蒸発させよう
としても、このとき周囲の樹脂が溶出して(導電層は銅
であることが多く、熱の拡散が速いため)新たな残渣成
分を形成してしまうためと思われる。This residual component cannot be completely removed by further irradiating the same laser beam. This is because even if the residual component is evaporated by further irradiating the laser beam, the surrounding resin elutes at this time (because the conductive layer is often copper and the heat is diffused quickly). It seems that it will form.
【0009】また、CO2 レーザ(波長10μm)はY
AGレーザの基本波長(1.064μm)、第2高調波
2ω(波長0.532μm)、第3高調波3ω(波長
0.355μm)、第4高調波4ω(波長0.266μ
m)と比べて波長が非常に長いため、小径の穴あけには
向かず、約100μm以上の穴あけが対象となってお
り、100μm以下では3ωレーザの穴あけ加工装置が
本発明者らにより提案されている。The CO 2 laser (wavelength 10 μm) is Y
Basic wavelength of AG laser (1.064 μm), second harmonic 2ω (wavelength 0.532 μm), third harmonic 3ω (wavelength 0.355 μm), fourth harmonic 4ω (wavelength 0.266 μm)
Since the wavelength is much longer than that of m), it is not suitable for drilling small diameters, and is intended for drilling of about 100 μm or more. At 100 μm or less, a 3ω laser drilling device has been proposed by the present inventors. There is.
【0010】しかし、3ωレーザによる加工レートは、
CO2 レーザに比べると1桁程度悪くなる。CO2 レー
ザでは、加工エネルギー密度6.7J/cm2 で約30
μmのエッチングレート(深さ)に対して、3ωレーザ
では加工エネルギー密度1J/cm2 で約0.5μmで
ある(加工エネルギー密度をあげるとエッチングレート
はほぼ比例して上がるが、加工性状が悪くなるので、実
際としては1J/cm2 の加工エネルギー密度を採用す
ることになる)。すなわち、3ωレーザ加工装置では、
加工速度が遅くなるという欠点を有している。However, the processing rate by the 3ω laser is
It is about one digit worse than the CO 2 laser. With a CO 2 laser, a processing energy density of 6.7 J / cm 2 is about 30.
The etching rate (depth) of μm is about 0.5 μm at the processing energy density of 1 J / cm 2 with the 3ω laser (the etching rate increases almost in proportion to the processing energy density, but the processing property is poor. Therefore, the processing energy density of 1 J / cm 2 is actually adopted). That is, in the 3ω laser processing device,
It has a drawback that the processing speed becomes slow.
【0011】一般的に言って、加工速度(エッチングレ
ート)は、CO2 レーザ>YAGレーザ>2ωレーザ>
3ωレーザ>4ωレーザの関係にあり、残渣を含む加工
性状は、CO2 レーザ<YAGレーザ<2ωレーザ<3
ωレーザ<4ωレーザの関係にある。Generally speaking, the processing speed (etching rate) is CO 2 laser> YAG laser> 2ω laser>
There is a relationship of 3ω laser> 4ω laser, and the processing properties including residues are CO 2 laser <YAG laser <2ω laser <3
ω laser <4 ω laser.
【0012】そこで、本発明の課題は、レーザ光による
穴あけとデスミアとを加工時間を長くすることなく同時
に行うことのできるレーザ穴あけ加工方法を提供するこ
とにある。Therefore, an object of the present invention is to provide a laser drilling method capable of simultaneously performing drilling with laser light and desmear without increasing the processing time.
【0013】本発明の他の課題は、レーザ発振器のレー
ザ出力を有効に利用できるレーザ穴あけ加工方法を提供
することにある。Another object of the present invention is to provide a laser drilling method capable of effectively utilizing the laser output of a laser oscillator.
【0014】本発明の更に他の課題は、上記の加工方法
に適したレーザ穴あけ加工装置を提供することにある。Still another object of the present invention is to provide a laser drilling apparatus suitable for the above-mentioned processing method.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】本発明は、レーザ光を、
ワークにおける金属膜上に形成された樹脂層に照射する
ことにより穴あけ加工を行うレーザ穴あけ加工方法にお
いて、ωもしくは2ωの波長のレーザ光と、nω(nは
3以上の整数)の波長を持つ少なくとも1つのレーザ光
とを前記ワークに照射することにより穴あけと形成され
た穴に残留する残渣成分の除去とを同時に行うことを特
徴とする。The present invention provides a laser beam
In a laser drilling method for drilling by irradiating a resin layer formed on a metal film in a work, a laser beam having a wavelength of ω or 2ω and at least a wavelength of nω (n is an integer of 3 or more) By irradiating the work with one laser beam, drilling and removal of residual components remaining in the formed holes are performed simultaneously.
【0016】本発明によるレーザ穴あけ加工方法におい
てはまた、ω及び2ωの波長のレーザ光と、nω(nは
3以上の整数)の波長を持つ少なくとも1つのレーザ光
とを前記ワークに照射するようにしても良い。In the laser drilling method according to the present invention, the work is irradiated with laser light having wavelengths ω and 2ω and at least one laser light having wavelength nω (n is an integer of 3 or more). You can
【0017】一例をあげれば、あらかじめ定められた波
長ωを持つレーザ光を発生するレーザ発振器からのレー
ザ光から、前記波長ωの成分と第2高調波2ωの成分と
を生成し、生成された前記波長ωの成分と前記第2高調
波2ωのレーザ光から、該波長ωの成分と第2高調波2
ωの成分と第3高調波3ωの成分とを生成し、生成され
た前記第2高調波2ωの成分と前記第3高調波3ωの成
分とを含むレーザ光を前記ワークに照射することが行わ
れる。As an example, the component of the wavelength ω and the component of the second harmonic 2ω are generated from the laser light from the laser oscillator which generates the laser light having the predetermined wavelength ω. From the component of the wavelength ω and the laser light of the second harmonic 2ω, the component of the wavelength ω and the second harmonic 2
It is possible to generate a component of ω and a component of the third harmonic 3ω, and irradiate the workpiece with laser light including the generated component of the second harmonic 2ω and the component of the third harmonic 3ω. Be seen.
【0018】上記の他に、波長の組合せは、ωと2ωと
3ω、ωと3ω、ωと4ω、ωと3ωと4ω、2ωと4
ω、ωと2ωと4ω、2ωと3ωと4ω、ωと2ωと3
ωと4ωとが考えられる。In addition to the above, the wavelength combinations are ω and 2ω and 3ω, ω and 3ω, ω and 4ω, ω and 3ω and 4ω, 2ω and 4
ω, ω and 2ω and 4ω, 2ω and 3ω and 4ω, ω and 2ω and 3
ω and 4ω can be considered.
【0019】本発明によるレーザ穴あけ加工装置は、あ
らかじめ定められた波長ωを持つレーザ光を発生するレ
ーザ発振器と、該レーザ発振器で発生されたレーザ光か
ら前記波長ωの成分と第2高調波2ωの成分とを生成す
る第1の光学系と、前記波長ωの成分と前記第2高調波
2ωの成分から第n高調波nω(nは3以上の整数)の
少なくとも1つの成分を抽出する第2の光学系と、前記
波長ω、2ω、nωのレーザ光のうち、ωもしくは2ω
の波長のレーザ光と、nωの波長を持つ少なくとも1つ
のレーザ光とを前記ワークに照射する照射系とを備えた
ことを特徴とする。A laser drilling apparatus according to the present invention is a laser oscillator for generating a laser beam having a predetermined wavelength ω, a component of the wavelength ω and a second harmonic wave 2ω from the laser beam generated by the laser oscillator. And a component for extracting at least one component of the nth harmonic nω (n is an integer of 3 or more) from the component of the wavelength ω and the component of the second harmonic 2ω. 2 of the optical system and ω or 2ω of the laser light having the wavelengths ω, 2ω, and nω.
Is provided, and an irradiation system for irradiating the work with at least one laser light having a wavelength of nω.
【0020】本発明によるレーザ穴あけ加工装置はま
た、あらかじめ定められた波長ωを持つレーザ光を発生
するレーザ発振器と、該レーザ発振器で発生されたレー
ザ光から前記波長ωの成分と第2高調波2ωの成分とを
生成する第1の光学系と、前記波長ωの成分と前記第2
高調波2ωの成分から第n高調波nω(nは3以上の整
数)の少なくとも1つの成分を抽出する第2の光学系
と、前記波長ω、2ω、nωのレーザ光のうち、ω及び
2ωの波長のレーザ光と、nωの波長を持つ少なくとも
1つのレーザ光とを前記ワークに照射する照射系とを備
えていても良い。The laser drilling apparatus according to the present invention also includes a laser oscillator for generating a laser beam having a predetermined wavelength ω, a component of the wavelength ω and a second harmonic of the laser beam generated by the laser oscillator. A first optical system for generating a component of 2ω, a component of the wavelength ω, and a second optical system
A second optical system for extracting at least one component of the nth harmonic nω (n is an integer of 3 or more) from the component of the harmonic 2ω, and ω and 2ω among the laser lights of the wavelengths ω, 2ω, and nω. An irradiation system for irradiating the work with a laser beam having a wavelength of at least one and at least one laser beam having a wavelength of nω may be provided.
【0021】本発明によるレーザ穴あけ加工装置におい
ては、前記レーザ発振器として、固体パルスレーザ発振
器を用いることが好ましい。In the laser drilling apparatus according to the present invention, it is preferable to use a solid pulse laser oscillator as the laser oscillator.
【0022】[0022]
【発明の実施の形態】本発明は、エッチングレートの速
い基本波長ωもしくは第2高調波2ωとデスミア性、加
工性状に優れた第3高調波3ω成分あるいは第4高調波
4ω成分を含むレーザ光をワークに照射することによ
り、穴あけとデスミアとを並行して行うものである。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention is directed to a laser beam containing a fundamental wavelength ω or a second harmonic 2ω having a fast etching rate and a third harmonic 3ω component or a fourth harmonic 4ω component excellent in desmearing property and workability. By irradiating the work with a hole, the drilling and the desmear are performed in parallel.
【0023】図1を参照して、本発明の第1の実施の形
態について説明する。このレーザ穴あけ加工装置は、あ
らかじめ定められた波長ωを持つレーザ光を発生するた
めのレーザ発振器10と、レーザ発振器10で発生され
たレーザ光から波長ωの成分と第2高調波2ωの成分と
を生成し、同一のレーザ光として出射するSHG(Se
cond Harmonic Generator)素
子(第1の光学系)11と、波長ωの成分と第2高調波
2ωの成分のレーザ光から、波長ωの成分と第2高調波
2ωの成分と第3高調波3ωの成分とを生成し、同一の
レーザ光として出射するTHG(Third Harm
onic Generator)素子13(第2の光学
系)と、THG素子13から出射されたレーザ光を、波
長ωの成分と、第2高調波2ωの成分及び第3高調波3
ωの成分とに分離する2波長分離器12と、分離された
第2高調波2ωの成分及び第3高調波3ωの成分を持つ
ビームをワークに照射する照射系14とを備えている。A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This laser drilling device includes a laser oscillator 10 for generating laser light having a predetermined wavelength ω, a component of wavelength ω and a component of second harmonic 2ω from the laser light generated by the laser oscillator 10. Are generated and emitted as the same laser light.
From the cond Harmonic Generator (first optical system) 11 and the laser light having the wavelength ω component and the second harmonic 2ω component, the wavelength ω component, the second harmonic 2ω component, and the third harmonic 3ω Of the THM (Third Harm)
The sonic generator 13 (second optical system) and the laser light emitted from the THG element 13 are converted into a wavelength ω component, a second harmonic 2ω component, and a third harmonic 3
It is provided with a two-wavelength separator 12 that separates into a component of ω, and an irradiation system 14 that irradiates the work with a beam having the separated components of the second harmonic 2ω and the third harmonic 3ω.
【0024】SHG素子11は周知であり、THG素子
13は生成する波長が異なるのみで機能的には同じで周
知である。照射系14は、図11において説明したよう
なマスクとX−Yスキャナ及びfθレンズを含むものが
使用される。The SHG element 11 is well-known, and the THG element 13 is well-known because it is functionally the same except that the generated wavelength is different. As the irradiation system 14, the one including the mask as described in FIG. 11, the XY scanner and the fθ lens is used.
【0025】本形態においては、エッチングレートの速
い第2高調波2ωとデスミア性、加工性状に優れた第3
高調波3ω成分を含むレーザ光をワークに照射すること
により、穴あけとデスミアとを並行して行うことができ
る。レーザ出力の利用率は、第2高調波のみの場合に比
べて低下するが、穴あけとデスミアとを並行して行うこ
とができる上に穴の品質が向上する。一方、第3高調波
のみあるいは第4高調波のみで穴あけを行う場合に比べ
ると、レーザ出力の利用率が向上することは勿論、1穴
当たりのショット数を大幅に低減させることができるの
で、加工時間を大幅に短縮できる。In the present embodiment, the second harmonic wave 2ω having a fast etching rate and the third harmonic wave excellent in desmearability and workability are used.
By irradiating the work with laser light containing a 3ω component of higher harmonics, it is possible to perform drilling and desmear in parallel. Although the utilization rate of the laser output is lower than that in the case of using only the second harmonic, the drilling and desmear can be performed in parallel and the quality of the hole is improved. On the other hand, as compared with the case of drilling only with the third harmonic or only the fourth harmonic, the utilization rate of the laser output is improved and the number of shots per hole can be significantly reduced. Processing time can be greatly reduced.
【0026】なお、レーザ発振器10としては、パルス
レーザ光を発生できるものが好ましい。この場合、CO
2 レーザに比べて1つの穴を形成するのに必要なショッ
ト数は大幅に増加するので、加工速度も低くなるが、C
O2 レーザの場合に必要となる別のデスミア装置が不要
となる利点がある。また、CO2 レーザでは照射エネル
ギーが大きいので加工速度が高いだけでなく、100
(μm)以上の大きい直径の穴を形成できるが、逆に言
えば、100(μm)未満の径の穴を形成するのは難し
く、しかも形成される穴の品質は高くない。これに対
し、紫外域の波長を持つレーザ光では、エネルギーが小
さいので100(μm)以上の大きい径の穴形成には不
向きであるが、25(μm)程度の直径までの小径穴を
高品質で形成できる。これは、将来、電子機器の小形化
の要求に伴って必要になると思われる、小型のプリント
配線基板に小径の穴を多数形成するような場合に適して
いる。The laser oscillator 10 is preferably one capable of generating pulsed laser light. In this case, CO
Since the number of shots required to form one hole is significantly increased compared to the two- laser type, the processing speed is lower, but C
There is an advantage that a separate desmear device required in the case of the O 2 laser is not required. In addition, since the irradiation energy of CO 2 laser is large, not only the processing speed is high, but also 100
Although a hole having a large diameter of (μm) or more can be formed, conversely, it is difficult to form a hole having a diameter of less than 100 (μm), and the quality of the formed hole is not high. On the other hand, laser light having a wavelength in the ultraviolet region is not suitable for forming a hole having a large diameter of 100 (μm) or more because its energy is small, but a small diameter hole up to a diameter of about 25 (μm) is of high quality. Can be formed with. This is suitable for a case where a large number of small-diameter holes are formed in a small printed wiring board, which is considered to be required in the future with the demand for downsizing of electronic devices.
【0027】図2を参照して、本発明の第2の実施の形
態について説明する。図1と同じ部分については同一番
号を付している。図2において、この穴あけ加工装置
は、第1の実施の形態では使用していなかった波長ωの
成分をも利用する点において第1の実施の形態と異な
る。すなわち、第1の実施の形態における2波長分離器
12が省略されている。A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. In FIG. 2, this drilling device is different from the first embodiment in that it also utilizes a component of wavelength ω which is not used in the first embodiment. That is, the two wavelength demultiplexer 12 in the first embodiment is omitted.
【0028】このような穴あけ加工装置においては、レ
ーザ発振器10のレーザ出力を100とすると、SHG
素子11から出射される波長ωのレーザ光の持つエネル
ギーは約56、波長2ωのレーザ光の持つエネルギーは
約30である。更に、THG素子13から出射されるレ
ーザ光のうち、波長ωの成分の持つエネルギーは約31
(56×0.7×0.8)、波長2ωの成分の持つエネ
ルギーは約17(30×0.7×0.8)、波長3ωの
成分の持つエネルギーは約9(30×0.3)である。
その結果、本形態においては、基本波長ω成分及び第2
高調波2ω成分のみならず、第3高調波3ω成分をも含
むレーザ光で穴あけを行うことにより、レーザ発振器1
0のレーザ出力の約57(%)を利用することができ
る。その結果、第3高調波3ω成分のみで穴あけ加工す
る場合に比べて、エネルギー効率は約(57/9)倍と
なる。In such a drilling apparatus, if the laser output of the laser oscillator 10 is 100, SHG
The energy of the laser light of wavelength ω emitted from the element 11 is about 56, and the energy of the laser light of wavelength 2ω is about 30. Further, in the laser light emitted from the THG element 13, the energy of the component of wavelength ω is about 31
(56 × 0.7 × 0.8), the energy of the wavelength 2ω component is about 17 (30 × 0.7 × 0.8), and the energy of the wavelength 3ω component is about 9 (30 × 0.3). ).
As a result, in the present embodiment, the fundamental wavelength ω component and the second wavelength
By making a hole with a laser beam containing not only the harmonic 2ω component but also the third harmonic 3ω component, the laser oscillator 1
About 57 (%) of zero laser power is available. As a result, the energy efficiency is about (57/9) times as high as that in the case of drilling with only the third harmonic 3ω component.
【0029】図3を参照して、第2の実施の形態の変形
例について説明する。図1、図2と同じ部分については
同一番号を付している。図3において、この穴あけ加工
装置も、第1の実施の形態では使用していなかった波長
ωの成分をも利用する点において第1の実施の形態と異
なる。A modification of the second embodiment will be described with reference to FIG. The same parts as those in FIGS. 1 and 2 are designated by the same reference numerals. In FIG. 3, this drilling device is also different from the first embodiment in that the component of the wavelength ω which is not used in the first embodiment is also used.
【0030】ここでは、SHG素子11からの波長ωの
成分と波長2ωの成分とを持つレーザ光を、波長分離器
12−1で波長ωの成分と波長2ωの成分とに分離す
る。波長2ωの成分は、反射鏡15を介してTHG素子
13−1に導入する。THG素子13−1では、波長2
ωの成分から波長2ωの成分と波長3ωの成分とを持つ
レーザ光を合成光学系21に出射する。合成光学系21
にはまた、波長ωの成分が反射鏡16を介して導入され
る。合成光学系21は、波長ωの成分と波長2ωの成分
及び波長3ωの成分とを合成する。合成光学系21で合
成されたレーザ光は照射系14によりワークに照射され
る。Here, the laser beam having the wavelength ω component and the wavelength 2ω component from the SHG element 11 is separated by the wavelength separator 12-1 into the wavelength ω component and the wavelength 2ω component. The component of wavelength 2ω is introduced into the THG element 13-1 via the reflecting mirror 15. In the THG element 13-1, the wavelength 2
Laser light having a component of wavelength 2ω and a component of wavelength 3ω from the component of ω is emitted to the combining optical system 21. Synthetic optical system 21
In addition, the component of the wavelength ω is introduced via the reflecting mirror 16. The combining optical system 21 combines the wavelength ω component, the wavelength 2ω component, and the wavelength 3ω component. The laser light combined by the combining optical system 21 is applied to the work by the irradiation system 14.
【0031】合成光学系21は、例えばダイクロイック
ミラーのように、多層膜を利用して波長ωのレーザ光は
反射し、波長2ω、3ωのレーザ光は透過する光学素子
を利用することができる。これとは別に、特願平10−
317848号にて提案されているような光学合成法を
利用しても良い。The synthesizing optical system 21 can use an optical element such as a dichroic mirror that reflects a laser beam of wavelength ω and transmits a laser beam of wavelengths 2ω and 3ω by using a multilayer film. Apart from this, Japanese Patent Application No. 10-
An optical synthesis method as proposed in 317848 may be used.
【0032】以上、本発明の実施の形態を、波長2ωと
3ωとの組合せ、波長ωと2ωと3ωとの組合せの2つ
の例について説明したが、本発明はこのような組合せの
他に、ωと3ω、ωと4ω、ωと3ωと4ω、2ωと4
ω、ωと2ωと4ω、2ωと3ωと4ω、ωと2ωと3
ωと4ωとが考えられる。The embodiment of the present invention has been described above with reference to two examples of the combination of the wavelengths 2ω and 3ω and the combination of the wavelengths ω, 2ω and 3ω. ω and 3ω, ω and 4ω, ω and 3ω and 4ω, 2ω and 4
ω, ω and 2ω and 4ω, 2ω and 3ω and 4ω, ω and 2ω and 3
ω and 4ω can be considered.
【0033】これらの組合せは、以下のようにして提供
される。ωと3ωの組合せの場合、図4に示されるよう
に、図2におけるTHG素子13と照射系14との間
に、2ω成分と、ω成分及び3ω成分とを分離する2波
長分離器12−1を挿入し、分離された基本波長ω成分
と3ω成分とを照射系14に導入すれば良い。These combinations are provided as follows. In the case of the combination of ω and 3ω, as shown in FIG. 4, between the THG element 13 and the irradiation system 14 in FIG. 2, a two-wavelength separator 12- that separates the 2ω component and the ω component and the 3ω component 1 may be inserted, and the separated fundamental wavelength ω component and 3ω component may be introduced into the irradiation system 14.
【0034】ωと4ωの組合せの場合、図5に示される
ように、図2におけるTHG素子13に代えてSHG素
子11−1を配置して、ω成分と2ω成分とからω成分
と2ω成分と4ω成分とを生成し、更に2ω成分と、ω
成分及び4ω成分とを分離する2波長分離器12−3を
配置し、分離された基本波長ω成分と4ω成分とを照射
系14に導入すれば良い。In the case of the combination of ω and 4ω, as shown in FIG. 5, the SHG element 11-1 is arranged in place of the THG element 13 in FIG. 2, and the ω component and the 2ω component are selected from the ω component and the 2ω component. And 4ω component are generated, and 2ω component and ω
The two-wavelength separator 12-3 for separating the component and the 4ω component may be arranged and the separated fundamental wavelength ω component and 4ω component may be introduced into the irradiation system 14.
【0035】ωと3ωと4ωの組合せの場合、図6に示
されるように、図2におけるTHG素子13の後に、波
長3ωの成分と、波長ω及び2ωの成分とを分離する2
波長分離器12−4を配置し、波長ω及び2ωの成分を
反射鏡15を介してSHG素子11−1に導入する。S
HG素子11−1から出射される波長ω、2ω及び4ω
の成分は、2波長分離器12−3で波長2ω成分と、波
長ω及び4ω成分とに分離される。そして、分離された
波長ω及び4ω成分のレーザ光を合成光学系21−1に
導入する。合成光学系21−1にはまた、波長3ω成分
のレーザ光を反射鏡16を介して導入する。合成光学系
21−1は、ω成分と3ω成分と4ω成分とを合成して
出射系14に出射する。In the case of the combination of ω, 3ω, and 4ω, as shown in FIG. 6, after the THG element 13 in FIG. 2, the component of wavelength 3ω and the components of wavelengths ω and 2ω are separated by 2
The wavelength separator 12-4 is arranged and the components of the wavelengths ω and 2ω are introduced into the SHG element 11-1 via the reflecting mirror 15. S
Wavelengths ω, 2ω, and 4ω emitted from the HG element 11-1
Is separated into a wavelength 2ω component and wavelengths ω and 4ω components by the two-wavelength separator 12-3. Then, the separated laser lights having the wavelengths ω and 4ω components are introduced into the combining optical system 21-1. A laser beam having a wavelength of 3ω component is also introduced into the combining optical system 21-1 via the reflecting mirror 16. The combining optical system 21-1 combines the ω component, the 3ω component, and the 4ω component and outputs the combined component to the emitting system 14.
【0036】一方、2ωと4ωの組合せの場合、図7に
示されるように、図5における2波長分離器12−3に
代えて2波長分離器12−5を配置し、波長ω成分、2
ω成分、4ω成分のレーザ光から2ω成分と4ω成分と
を分離して照射系14に導入すれば良い。On the other hand, in the case of the combination of 2ω and 4ω, as shown in FIG. 7, a two-wavelength separator 12-5 is arranged instead of the two-wavelength separator 12-3 in FIG.
The 2ω component and the 4ω component may be separated from the ω component and 4ω component laser beams and introduced into the irradiation system 14.
【0037】図8は、2ωと3ωと4ωの組合わせの場
合を示し、図6における2波長分離器12−3に代え
て、図7で説明した2波長分離器12−5を配置して波
長ω成分、2ω成分、4ω成分のレーザ光から2ω成分
と4ω成分とを分離して合成光学系21−2に導入す
る。合成光学系21−2にはまた、波長3ω成分のレー
ザ光を反射鏡16を介して導入する。合成光学系21−
2は、波長2ω成分及び4ω成分と波長3ω成分とを合
成して照射系14に出射する。FIG. 8 shows a case of a combination of 2ω, 3ω, and 4ω, in which the two-wavelength separator 12-5 described in FIG. 7 is arranged instead of the two-wavelength separator 12-3 in FIG. The 2ω component and the 4ω component are separated from the laser light having the wavelength ω component, the 2ω component, and the 4ω component, and are introduced into the combining optical system 21-2. A laser beam having a wavelength of 3ω component is also introduced into the combining optical system 21-2 via the reflecting mirror 16. Synthesis optical system 21-
2 synthesizes the wavelength 2ω component and the wavelength 4ω component and the wavelength 3ω component and outputs the synthesized component to the irradiation system 14.
【0038】図9は、ωと2ωと4ωの組合せの場合を
示し、図2におけるTHG素子13に代えてSHG素子
11−1を配置する。SHG素子11−1は、波長ωと
2ω成分のレーザ光から、波長ωと2ωと4ωの成分の
レーザ光を生成して照射系14に出射する。FIG. 9 shows the case of a combination of ω, 2ω and 4ω, in which the SHG element 11-1 is arranged in place of the THG element 13 in FIG. The SHG element 11-1 generates laser light having components of wavelengths ω, 2ω, and 4ω from the laser light of wavelengths ω and 2ω, and emits the laser light to the irradiation system 14.
【0039】更に、ωと2ωと3ωと4ωの組合せの場
合、図10に示されるように、図7におけるSHG素子
11−1の後に、波長44ωの成分と、波長ω及び2ω
成分とを分離する2波長分離器12−6を配置し、波長
ω及び2ω成分のレーザ光を反射鏡15を介してTHG
素子13に導入する。THG素子13は、波長ω及び2
ω成分のレーザ光から波長ω、2ω及び3ω成分のレー
ザ光を出射する。波長ω、2ω及び3ω成分のレーザ光
と、反射鏡16を介して入射する波長4ω成分のレーザ
光とを合成光学系21−3で合成し、波長ωと2ωと3
ωと4ω成分のレーザ光を照射系14に出射する。Further, in the case of the combination of ω, 2ω, 3ω and 4ω, as shown in FIG. 10, after the SHG element 11-1 in FIG. 7, the component of the wavelength 44ω and the wavelengths ω and 2ω are obtained.
A two-wavelength separator 12-6 for separating the component from each other is arranged, and the laser light of the wavelength ω and the component of the 2ω component is THG via the reflecting mirror 15.
It is introduced into the element 13. The THG element 13 has wavelengths ω and 2
Laser light of wavelengths ω, 2ω, and 3ω is emitted from the laser light of ω component. The laser light having the wavelengths ω, 2ω, and 3ω and the laser light having the wavelength 4ω incident through the reflecting mirror 16 are combined by the combining optical system 21-3, and the wavelengths ω, 2ω, and 3 are combined.
The ω and 4ω component laser beams are emitted to the irradiation system 14.
【0040】なお、レーザ発振器10としては、固体レ
ーザ発振器を使用して良い。例えば、固体レーザ発振器
としては、YAGまたはYLFレーザ発振器からの基本
波長1064(nm)のパルス状レーザ光から波長53
2(nm)の第2高調波、波長355(nm)の第3高
調波、波長266(nm)の第4高調波を得ることがで
きる。更に言えば、レーザ発振器についてはQスイッチ
付きの固体レーザ、例えばQスイッチ付きYAG、YL
Fレーザ等があげられる。A solid-state laser oscillator may be used as the laser oscillator 10. For example, as a solid-state laser oscillator, a pulsed laser light having a fundamental wavelength of 1064 (nm) from a YAG or YLF laser oscillator is used to generate a wavelength 53.
The second harmonic of 2 (nm), the third harmonic of wavelength 355 (nm), and the fourth harmonic of wavelength 266 (nm) can be obtained. Furthermore, regarding the laser oscillator, a solid-state laser with a Q switch, for example, YAG or YL with a Q switch is used.
An example is an F laser.
【0041】[0041]
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、レーザ出力をできるだけ有効に利用できるうえに、
加工時間を長くすることなく穴あけとデスミアとを同時
に行うことができる。As described above, according to the present invention, the laser output can be used as effectively as possible, and
Drilling and desmear can be performed at the same time without increasing the processing time.
【図1】本発明によるレーザ穴あけ加工装置の第1の実
施の形態の構成を示した図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a first embodiment of a laser drilling device according to the present invention.
【図2】本発明によるレーザ穴あけ加工装置の第2の実
施の形態の構成を示した図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a second embodiment of a laser drilling device according to the present invention.
【図3】図2に示された形態の変形例を示した図であ
る。FIG. 3 is a diagram showing a modified example of the form shown in FIG.
【図4】本発明によるレーザ穴あけ加工装置の第3の実
施の形態の構成を示した図である。FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a third embodiment of a laser drilling device according to the present invention.
【図5】本発明によるレーザ穴あけ加工装置の第4の実
施の形態の構成を示した図である。FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a fourth embodiment of a laser drilling device according to the present invention.
【図6】本発明によるレーザ穴あけ加工装置の第5の実
施の形態の構成を示した図である。FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a fifth embodiment of a laser drilling device according to the present invention.
【図7】本発明によるレーザ穴あけ加工装置の第6の実
施の形態の構成を示した図である。FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a sixth embodiment of a laser drilling device according to the present invention.
【図8】本発明によるレーザ穴あけ加工装置の第7の実
施の形態の構成を示した図である。FIG. 8 is a diagram showing the configuration of a seventh embodiment of a laser drilling device according to the present invention.
【図9】本発明によるレーザ穴あけ加工装置の第8の実
施の形態の構成を示した図である。FIG. 9 is a diagram showing a configuration of an eighth embodiment of a laser drilling device according to the present invention.
【図10】本発明によるレーザ穴あけ加工装置の第9の
実施の形態の構成を示した図である。FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a ninth embodiment of a laser drilling device according to the present invention.
【図11】従来のレーザ穴あけ加工装置の一例の構成を
示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a configuration of an example of a conventional laser drilling device.
10、40 レーザ発振器 11、11−1 SHG素子 12、12−1〜12−6 波長分離器 13、13−1 THG素子 14 照射系 15、16、41 反射ミラー 21、21−1〜21−3 合成光学系 44 X−Yスキャナ 45 加工レンズ 46 X−Yステージ 47 ワーク 10, 40 Laser oscillator 11, 11-1 SHG element 12, 12-1 to 12-6 Wavelength separator 13, 13-1 THG device 14 Irradiation system 15, 16, 41 Reflective mirror 21, 21-1 to 21-3 Synthetic optical system 44 XY scanner 45 Processing lens 46 XY stage 47 work
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H05K 3/42 610 H05K 3/42 610A 3/46 3/46 N // B23K 101:42 B23K 101:42 (56)参考文献 特開 平5−138888(JP,A) 特開 平10−173318(JP,A) 特開 平8−238583(JP,A) 登録実用新案3042814(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 26/36 - 26/40 H05K 3/00 H05K 3/26 H05K 3/42 H05K 3/46 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (51) Int.Cl. 7 Identification Code FI H05K 3/42 610 H05K 3/42 610A 3/46 3/46 N // B23K 101: 42 B23K 101: 42 (56) References JP-A-5-138888 (JP, A) JP-A-10-173318 (JP, A) JP-A-8-238583 (JP, A) Registered utility model 3042814 (JP, U) (58) Fields investigated (Int .Cl. 7 , DB name) B23K 26/36-26/40 H05K 3/00 H05K 3/26 H05K 3/42 H05K 3/46
Claims (5)
形成された樹脂層に照射することにより穴あけ加工を行
うレーザ穴あけ加工方法において、 ωもしくは2ωの波長のレーザ光と、nω(nは3以上
の整数)の波長を持つ少なくとも1つのレーザ光とを前
記ワークに照射することにより穴あけと形成された穴に
残留する残渣成分の除去とを同時に行うことを特徴とす
るレーザ穴あけ加工方法。1. A laser drilling method for carrying out drilling by irradiating a resin layer formed on a metal film of a work with laser light, wherein laser light having a wavelength of ω or 2ω and nω (n is 3 At least one laser beam having a wavelength of the above integer) is applied to the work to simultaneously perform the drilling and the removal of residual components remaining in the formed holes.
形成された樹脂層に照射することにより穴あけ加工を行
うレーザ穴あけ加工方法において、 ω及び2ωの波長のレーザ光と、nω(nは3以上の整
数)の波長を持つ少なdくとも1つのレーザ光とを前記
ワークに照射することにより穴あけと形成された穴に残
留する残渣成分の除去とを同時に行うことを特徴とする
レーザ穴あけ加工方法。2. A laser drilling method for carrying out drilling by irradiating a resin layer formed on a metal film of a work with laser light, wherein laser light having wavelengths of ω and 2ω and nω (n is 3 Laser drilling characterized by simultaneously performing drilling and removal of residual components remaining in the formed holes by irradiating the work with at least one laser beam having a wavelength of the above integer) Method.
形成された樹脂層に照射することにより穴あけ加工を行
うレーザ穴あけ加工装置において、 あらかじめ定められた波長ωを持つレーザ光を発生する
レーザ発振器と、 該レーザ発振器で発生されたレーザ光から前記波長ωの
成分と第2高調波2ωの成分とを生成する第1の光学系
と、 前記波長ωの成分と前記第2高調波2ωの成分から第n
高調波nω(nは3以上の整数)の少なくとも1つの成
分を抽出する第2の光学系と、 前記波長ω、2ω、nωのレーザ光のうち、ωもしくは
2ωの波長のレーザ光と、nωの波長を持つ少なくとも
1つのレーザ光とを前記ワークに照射する照射系とを備
えたことを特徴とするレーザ穴あけ加工装置。3. A laser oscillator for generating a laser beam having a predetermined wavelength ω in a laser drilling device for performing a drilling process by irradiating a resin layer formed on a metal film of a work with the laser beam. A first optical system for generating a component of the wavelength ω and a component of the second harmonic 2ω from the laser light generated by the laser oscillator; a component of the wavelength ω and a component of the second harmonic 2ω To n
A second optical system for extracting at least one component of a harmonic wave nω (n is an integer of 3 or more); a laser beam having a wavelength of ω or 2ω among the laser beams having the wavelengths ω, 2ω, and nω; A laser drilling device, comprising: an irradiation system for irradiating the work with at least one laser beam having a wavelength of
形成された樹脂層に照射することにより穴あけ加工を行
うレーザ穴あけ加工装置において、 あらかじめ定められた波長ωを持つレーザ光を発生する
レーザ発振器と、 該レーザ発振器で発生されたレーザ光から前記波長ωの
成分と第2高調波2ωの成分とを生成する第1の光学系
と、 前記波長ωの成分と前記第2高調波2ωの成分から第n
高調波nω(nは3以上の整数)の少なくとも1つの成
分を抽出する第2の光学系と、 前記波長ω、2ω、nωのレーザ光のうち、ω及び2ω
の波長のレーザ光と、nωの波長を持つ少なくとも1つ
のレーザ光とを前記ワークに照射する照射系とを備えた
ことを特徴とするレーザ穴あけ加工装置。4. A laser oscillator for generating a laser beam having a predetermined wavelength ω in a laser drilling device for drilling by irradiating a resin layer formed on a metal film of a work with a laser beam. A first optical system for generating a component of the wavelength ω and a component of the second harmonic 2ω from the laser light generated by the laser oscillator; a component of the wavelength ω and a component of the second harmonic 2ω To n
A second optical system for extracting at least one component of a harmonic wave nω (n is an integer of 3 or more); and ω and 2ω among the laser lights having the wavelengths ω, 2ω, and nω.
A laser drilling device comprising: an irradiation system for irradiating the work with a laser beam having a wavelength of nω and at least one laser beam having a wavelength of nω.
加工装置において、前記レーザ発振器として、固体パル
スレーザ発振器を用いることを特徴とするレーザ穴あけ
加工装置。5. The laser drilling apparatus according to claim 3, wherein a solid-state pulse laser oscillator is used as the laser oscillator.
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