JP3479890B2 - レーザ穴あけ加工装置 - Google Patents
レーザ穴あけ加工装置Info
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- JP3479890B2 JP3479890B2 JP2001254981A JP2001254981A JP3479890B2 JP 3479890 B2 JP3479890 B2 JP 3479890B2 JP 2001254981 A JP2001254981 A JP 2001254981A JP 2001254981 A JP2001254981 A JP 2001254981A JP 3479890 B2 JP3479890 B2 JP 3479890B2
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- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光を用いて
プリント回路基板のような樹脂層に穴あけ加工を行うた
めのレーザ穴あけ加工装置に関する。
プリント回路基板のような樹脂層に穴あけ加工を行うた
めのレーザ穴あけ加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子機器の小型化、高密度実装化に伴
う、プリント回路基板の高密度化の要求に応えて、近
年、複数のプリント回路基板を積層した多層プリント回
路基板が登場してきた。このような多層プリント回路基
板では、上下に積層されたプリント回路基板間で導電層
（通常、銅パターン）同士を電気的に接続する必要があ
る。このような接続は、プリント回路基板の絶縁樹脂層
（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。
う、プリント回路基板の高密度化の要求に応えて、近
年、複数のプリント回路基板を積層した多層プリント回
路基板が登場してきた。このような多層プリント回路基
板では、上下に積層されたプリント回路基板間で導電層
（通常、銅パターン）同士を電気的に接続する必要があ
る。このような接続は、プリント回路基板の絶縁樹脂層
（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。
【０００３】このような穴あけ加工に、最近ではレーザ
光が利用されはじめている。レーザ光を利用したレーザ
穴あけ加工装置は、機械的な微細ドリルを用いる機械加
工に比べて加工速度や、穴の径の微細化に対応できる点
で優れている。レーザ光としては、エキシマレーザや、
ＣＯ2 レーザ、ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・
ガーネット）レーザ等が一般に利用されている。
光が利用されはじめている。レーザ光を利用したレーザ
穴あけ加工装置は、機械的な微細ドリルを用いる機械加
工に比べて加工速度や、穴の径の微細化に対応できる点
で優れている。レーザ光としては、エキシマレーザや、
ＣＯ2 レーザ、ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・
ガーネット）レーザ等が一般に利用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ここで、エキシマレー
ザについて言えば、紫外光の光源として使用されるのが
主流であり、ガス種をＫｒＦ、ＡｒＦ、ＸｅＦ、ＸｅＣ
ｌと変更することで発振波長を変更することができる。
しかし、これらのレーザはガスレーザであり、その発振
時間、すなわちパルス幅は一般的には１０〜２０（ｎｓ
ｅｃ）程度で、極めて短かい。従って、レーザビームを
加工対象物に照射するとレーザビームは加工対象物の表
面近傍で吸収され、深さを有する材料に対しては、穿孔
能力は、熱加工であるＣＯ2 レーザあるいはＹＡＧレー
ザに比べ低下する。基本的に波長の長短によって材料に
対する吸収係数が異なるために、１パルス当りの加工深
さは制限される。言い換えれば、波長が短かくなるに従
い、加工深さは低下する。
ザについて言えば、紫外光の光源として使用されるのが
主流であり、ガス種をＫｒＦ、ＡｒＦ、ＸｅＦ、ＸｅＣ
ｌと変更することで発振波長を変更することができる。
しかし、これらのレーザはガスレーザであり、その発振
時間、すなわちパルス幅は一般的には１０〜２０（ｎｓ
ｅｃ）程度で、極めて短かい。従って、レーザビームを
加工対象物に照射するとレーザビームは加工対象物の表
面近傍で吸収され、深さを有する材料に対しては、穿孔
能力は、熱加工であるＣＯ2 レーザあるいはＹＡＧレー
ザに比べ低下する。基本的に波長の長短によって材料に
対する吸収係数が異なるために、１パルス当りの加工深
さは制限される。言い換えれば、波長が短かくなるに従
い、加工深さは低下する。
【０００５】従って、ＣＯ2 レーザ、Ｎｄ；ＹＡＧレー
ザに比べて、エキシマレーザやＮｄ；ＹＬＦレーザ、Ｎ
ｄ；ＹＡＧレーザ、Ｎｄ；ＹＶＯ4 レーザの３倍波、４
倍波、５倍波（第３高調波、第４高調波、第５高調波）
の１パルス当りの加工速度（穿孔速度）は低くなる。こ
のため、これらの紫外光レーザを光源とするプリント回
路基板等の穴あけ加工装置を構成すると、その波長に依
存した形で処理能力、特に加工速度が低下するという欠
点を有していた。
ザに比べて、エキシマレーザやＮｄ；ＹＬＦレーザ、Ｎ
ｄ；ＹＡＧレーザ、Ｎｄ；ＹＶＯ4 レーザの３倍波、４
倍波、５倍波（第３高調波、第４高調波、第５高調波）
の１パルス当りの加工速度（穿孔速度）は低くなる。こ
のため、これらの紫外光レーザを光源とするプリント回
路基板等の穴あけ加工装置を構成すると、その波長に依
存した形で処理能力、特に加工速度が低下するという欠
点を有していた。
【０００６】そこで、本発明の課題は、紫外光パルスレ
ーザを用いてプリント回路基板等に対して穴あけ加工す
る穴あけ加工装置の加工速度の向上を図ることにある。
ーザを用いてプリント回路基板等に対して穴あけ加工す
る穴あけ加工装置の加工速度の向上を図ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、樹脂基板にレ
ーザ光を照射して穴あけを行う穴あけ加工装置におい
て、前記レーザ光の発生手段としてＮｄ；ＹＬＦパルス
レーザあるいはＮｄ；ＹＡＧパルスレーザの高調波を発
生する手段を備え、該パルスレーザのパルス幅が１００
〜３００（ｎｓｅｃ）に設定されていることを特徴とす
る。
ーザ光を照射して穴あけを行う穴あけ加工装置におい
て、前記レーザ光の発生手段としてＮｄ；ＹＬＦパルス
レーザあるいはＮｄ；ＹＡＧパルスレーザの高調波を発
生する手段を備え、該パルスレーザのパルス幅が１００
〜３００（ｎｓｅｃ）に設定されていることを特徴とす
る。
【０００８】本レーザ穴あけ加工装置においては、前記
レーザ光の光路にマスクが配置され、該マスクと前記樹
脂基板との間の光路には前記マスクの像を前記樹脂基板
に縮小投影させるためのｆθレンズが配置される。
レーザ光の光路にマスクが配置され、該マスクと前記樹
脂基板との間の光路には前記マスクの像を前記樹脂基板
に縮小投影させるためのｆθレンズが配置される。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて説明する。本発明では、紫外光レーザの加工速度を
向上させることを目的として、レーザ発振器の構成に起
因するパルス幅に着目した。すなわち、レーザ発振器に
おいては、共振器を構成する一対のミラーの間隔を調整
することでパルス幅を調整することができる。
いて説明する。本発明では、紫外光レーザの加工速度を
向上させることを目的として、レーザ発振器の構成に起
因するパルス幅に着目した。すなわち、レーザ発振器に
おいては、共振器を構成する一対のミラーの間隔を調整
することでパルス幅を調整することができる。
【００１０】ここでは、パルス幅の異なるレーザ、即
ち、エキシマレーザであるＸｅＦレーザ（波長３５１ｎ
ｍ）を用いた穴あけ加工装置（比較例）と、Ｎｄ；ＹＬ
Ｆパルスレーザの第３高調波（波長３５１ｎｍ）を用い
た穴あけ加工装置（本発明）について両者の穴あけ加工
性能を比較した。
ち、エキシマレーザであるＸｅＦレーザ（波長３５１ｎ
ｍ）を用いた穴あけ加工装置（比較例）と、Ｎｄ；ＹＬ
Ｆパルスレーザの第３高調波（波長３５１ｎｍ）を用い
た穴あけ加工装置（本発明）について両者の穴あけ加工
性能を比較した。
【００１１】両者のパルス幅はＸｅＦレーザが約２０
（ｎｓｅｃ）であり、Ｎｄ；ＹＬＦパルスレーザの第３
高調波を約１７０（ｎｓｅｃ）とした。
（ｎｓｅｃ）であり、Ｎｄ；ＹＬＦパルスレーザの第３
高調波を約１７０（ｎｓｅｃ）とした。
【００１２】図１は、本発明による穴あけ加工装置のシ
ステム構成を概略的に示す。レーザ発振器１１にはＮ
ｄ；ＹＬＦパルスレーザが使用され、特にその第３高調
波が使用される。このレーザ光はミラー１２、アッテネ
ータ１３、ミラー１４を介してマスク１５に照射され
る。このマスクの像をミラー１６を経由し、ｆθレンズ
と呼ばれる加工レンズ１７で加工対象物１８上に縮小投
影させる。この加工対象物１８はＸＹステージ１９上に
配され、加工対象物１８の任意の位置に穿孔を行うこと
ができる。
ステム構成を概略的に示す。レーザ発振器１１にはＮ
ｄ；ＹＬＦパルスレーザが使用され、特にその第３高調
波が使用される。このレーザ光はミラー１２、アッテネ
ータ１３、ミラー１４を介してマスク１５に照射され
る。このマスクの像をミラー１６を経由し、ｆθレンズ
と呼ばれる加工レンズ１７で加工対象物１８上に縮小投
影させる。この加工対象物１８はＸＹステージ１９上に
配され、加工対象物１８の任意の位置に穿孔を行うこと
ができる。
【００１３】なお、比較例としての穴あけ加工装置を構
成する場合にも図１と同様の構成にされるが、レーザ発
振器にはＸｅＦレーザが用いられる。特に、アッテネー
タ１３は、出力の大きなＸｅＦレーザのエネルギーを調
整するために配されるものであり、本発明のＮｄ；ＹＬ
Ｆパルスレーザの場合には除去されても良い。
成する場合にも図１と同様の構成にされるが、レーザ発
振器にはＸｅＦレーザが用いられる。特に、アッテネー
タ１３は、出力の大きなＸｅＦレーザのエネルギーを調
整するために配されるものであり、本発明のＮｄ；ＹＬ
Ｆパルスレーザの場合には除去されても良い。
【００１４】上記のようにして、加工対象物１８上のレ
ーザビームのフルエンス（エネルギー密度）をほぼ同一
になるように調整した。
ーザビームのフルエンス（エネルギー密度）をほぼ同一
になるように調整した。
【００１５】加工対象物１８としてはポリイミドフィル
ム（カプトンフィルム厚さ１００μｍ+ ）を用いた。両
者のレーザに波長の違いはなく、両者の差異はパルス幅
のみである。ＸｅＦレーザ及びＮｄ；ＹＬＦパルスレー
ザの第３高調波を用いて双方とも材料面にて１０（Ｊ／
ｃｍ2 ）の照射エネルギーで加工を試みた。その結果、
１パルス当りの加工深さは前者（比較例）が約２（μ
ｍ）、後者（本発明）の場合は約７（μｍ）であった。
ム（カプトンフィルム厚さ１００μｍ+ ）を用いた。両
者のレーザに波長の違いはなく、両者の差異はパルス幅
のみである。ＸｅＦレーザ及びＮｄ；ＹＬＦパルスレー
ザの第３高調波を用いて双方とも材料面にて１０（Ｊ／
ｃｍ2 ）の照射エネルギーで加工を試みた。その結果、
１パルス当りの加工深さは前者（比較例）が約２（μ
ｍ）、後者（本発明）の場合は約７（μｍ）であった。
【００１６】上記の結果から、Ｎｄ；ＹＬＦパルスレー
ザの第３高調波による穴あけ加工装置の方が穿孔能力が
高いことが判る。この理由はパルス幅を短かくするとレ
ーザ照射が短時間に終了し、光エネルギーが加工対象物
の表面近傍に蓄積され、材料への熱量の浸透が低い。こ
れに対し、パルス幅が長い場合は、材料への熱拡散が大
きいため、熱によるアブレーション反応あるいは照射部
分の熱変質が加速し、その結果、穿孔速度が向上するも
のと推察される。これらは、Ｎｄ；ＹＬＦパルスレーザ
あるいはＮｄ；ＹＡＧパルスレーザの第２〜第５高調波
にも言えることである。例えば、Ｎｄ；ＹＡＧパルスレ
ーザの第３高調波でパルス幅１５０（ｎｓｅｃ）として
も穿孔速度が上昇した。そして、好ましいパルス幅の範
囲は、１００〜３００（ｎｓｅｃ）であることが確認さ
れている。
ザの第３高調波による穴あけ加工装置の方が穿孔能力が
高いことが判る。この理由はパルス幅を短かくするとレ
ーザ照射が短時間に終了し、光エネルギーが加工対象物
の表面近傍に蓄積され、材料への熱量の浸透が低い。こ
れに対し、パルス幅が長い場合は、材料への熱拡散が大
きいため、熱によるアブレーション反応あるいは照射部
分の熱変質が加速し、その結果、穿孔速度が向上するも
のと推察される。これらは、Ｎｄ；ＹＬＦパルスレーザ
あるいはＮｄ；ＹＡＧパルスレーザの第２〜第５高調波
にも言えることである。例えば、Ｎｄ；ＹＡＧパルスレ
ーザの第３高調波でパルス幅１５０（ｎｓｅｃ）として
も穿孔速度が上昇した。そして、好ましいパルス幅の範
囲は、１００〜３００（ｎｓｅｃ）であることが確認さ
れている。
【００１７】なお、本発明は、穴あけ加工のみならず、
ポリマー等の有機材料の穿孔、表面ハク離処理、表面改
質処理などへの応用が考えられる。
ポリマー等の有機材料の穿孔、表面ハク離処理、表面改
質処理などへの応用が考えられる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、紫外光パルスレーザ、特にＮｄ；ＹＬＦパルスレー
ザやＮｄ；ＹＡＧパルスレーザの高調波を用いてプリン
ト回路基板等に対して穴あけ加工する際、パルスレーザ
のパルス幅を１００〜３００（ｎｓｅｃ）とすることで
加工速度（穿孔速度）の向上を図ることができる。
ば、紫外光パルスレーザ、特にＮｄ；ＹＬＦパルスレー
ザやＮｄ；ＹＡＧパルスレーザの高調波を用いてプリン
ト回路基板等に対して穴あけ加工する際、パルスレーザ
のパルス幅を１００〜３００（ｎｓｅｃ）とすることで
加工速度（穿孔速度）の向上を図ることができる。
【図１】本発明によるレーザ穴あけ加工装置のシステム
構成を概略的に示した図である。
構成を概略的に示した図である。
１１ レーザ発振器
１２、１４、１６ ミラー
１３ アッテネータ
１５ マスク
１７ 加工レンズ
１８ 加工対象物
１９ ＸＹステージ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｂ２３Ｋ 101:42 Ｂ２３Ｋ 101:42
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B23K 26/00 - 26/40
H05K 3/00
H05K 3/46
Claims (2)
- 【請求項１】 樹脂基板にレーザ光を照射して穴あけを
行う穴あけ加工装置において、 前記レーザ光の発生手段としてＮｄ；ＹＬＦパルスレー
ザあるいはＮｄ；ＹＡＧパルスレーザの高調波を発生す
る手段を備え、 該パルスレーザのパルス幅が１００〜３００（ｎｓｅ
ｃ）に設定されていることを特徴とするレーザ穴あけ加
工装置。 - 【請求項２】 請求項１記載のレーザ穴あけ加工装置に
おいて、前記レーザ光の光路にマスクが配置され、該マ
スクと前記樹脂基板との間の光路には前記マスクの像を
前記樹脂基板に縮小投影させるためのｆθレンズが配置
されていることを特徴とするレーザ穴あけ加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001254981A JP3479890B2 (ja) | 2001-08-24 | 2001-08-24 | レーザ穴あけ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001254981A JP3479890B2 (ja) | 2001-08-24 | 2001-08-24 | レーザ穴あけ加工装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02819899A Division JP3245820B2 (ja) | 1999-02-05 | 1999-02-05 | レーザ穴あけ加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002126886A JP2002126886A (ja) | 2002-05-08 |
| JP3479890B2 true JP3479890B2 (ja) | 2003-12-15 |
Family
ID=19083046
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001254981A Expired - Fee Related JP3479890B2 (ja) | 2001-08-24 | 2001-08-24 | レーザ穴あけ加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3479890B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10170530B2 (en) | 2016-03-04 | 2019-01-01 | Japan Display Inc. | Display device including first and second substrates, one including a pad electrode |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2010087483A1 (ja) | 2009-02-02 | 2012-08-02 | 旭硝子株式会社 | 半導体デバイス部材用ガラス基板および半導体デバイス部材用ガラス基板の製造方法 |
| JPWO2011132600A1 (ja) | 2010-04-20 | 2013-07-18 | 旭硝子株式会社 | 半導体デバイス貫通電極用のガラス基板 |
| EP2562806A1 (en) | 2010-04-20 | 2013-02-27 | Asahi Glass Company, Limited | Glass substrate for forming semiconductor device via |
| JP5308431B2 (ja) * | 2010-12-06 | 2013-10-09 | 三星ダイヤモンド工業株式会社 | レーザ光によるライン加工方法およびレーザ加工装置 |
-
2001
- 2001-08-24 JP JP2001254981A patent/JP3479890B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10170530B2 (en) | 2016-03-04 | 2019-01-01 | Japan Display Inc. | Display device including first and second substrates, one including a pad electrode |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002126886A (ja) | 2002-05-08 |
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