JP3738539B2 - Laser processing method for laminated member - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、いわゆるプリント基板と呼称される積層配線基板へのブラインドバイアホール加工、溝加工等のレーザを用いた加工方法、特に微細な導通穴を迅速かつ高品質に形成できる加工方法並びにこの加工に最適なパルス状のレーザビームを発生するレーザ加工装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
最近の電子機器の高性能化に伴い、配線の高密度化が要求されており、この要求を満たすためにプリント基板の多層化、小形化が要求されている。このような多層化、小形化を実現するために、ブラインドバイアホール(BVH)と呼称される穴径150μm程度の層間導通接続用の微細とまり穴の形成が必須となる。しかし、現状のドリル加工ではφ0.2mm以下の穴あけは困難であることに加え、高密度プリント基板では絶縁層厚さが100μm以下となり、この精度で深さ制御を行うことが困難なため、ドリル加工では微細BVH形成は不可能である。
【0003】
このドリル加工に代わるBVH形成方法としてIBM ジャーナル オブ リサーチ アンド ディベロップメント(IBM J.Res.Develop.)第26巻、第3号、306〜317ページ(1982年)や特公平4−3676号公報で示される炭酸ガスレーザ等のレーザビームを応用する方法が注目され、一部実用化されている。これらのレーザビームによる加工方法は、プリント基板を構成する絶縁基材である樹脂やガラス繊維と導体層である銅に対する炭酸ガスレーザの光エネルギーの吸収率の差を利用したものである。
【0004】
図18は従来のレーザ加工方法を説明する図で、図18(a)はレーザ加工中のプリント基板を、図18(b)はレーザ加工後のプリント基板を示している。図において、101はプリント基板、102はプリント基板101の表面に設けられ除去部102aが取り除かれている銅箔、103は炭酸ガスレーザ加工装置から照射されるレーザ光である。
【0005】
図18(a)に示すように、プリント基板101の表面の銅箔102に必要な穴径の銅箔除去部102aをエッチング等により形成し、この除去部102aを介してレーザ光103を照射することにより、プリント基板101における樹脂やガラスを選択的に分解・除去してプリント基板101に微細な加工穴104を形成する。ここで、銅は炭酸ガスレーザをほとんど反射するという特性を有しているので、銅箔102が取り除かれている部分のみが加工され、銅箔102が存在する部分は加工されず、図18(b)に示すような加工穴104を形成することができる。
【0006】
また、図19に示すように加工部の内部に内層銅箔102bを予め積層しておけば絶縁基材の分解・除去は内層銅箔102bで停止するため、内層銅箔102bで確実に停止するとまり穴104を形成することができる。
【0007】
しかし、図19に示したように銅箔で停止するとまり穴を炭酸ガスレーザで加工した場合には、十分にレーザビームを照射したとしても厚さ1μm以下の絶縁基材である樹脂が内層銅箔上に残留してしまう。このため、レーザ加工後、残留樹脂を過マンガン酸などでエッチングして残留樹脂を完全に除去する必要がある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
従来のレーザ加工方法は上記のようになされているので、とまり穴を形成するときに、加工穴が100μm程度まで小さくなると、エッチング液が穴内まで行き渡りにくくなり、残留樹脂を完全に除去できない穴が発生しやすくなる。そして、この状態のままめっきを施しBVHを形成すると、めっき膜と内層銅箔の間に一部の樹脂が残留したままになり、熱サイクル等により応力がかかると、これを起点としてめっき膜が剥がれてしまう。
【0009】
これはレーザを照射してもほとんど温度が上昇しない銅箔に樹脂内部で発生した熱が熱伝導により奪われるためで、これを防ぐためには、樹脂で発生した熱が熱伝導により銅箔に奪われる前に除去に必要なエネルギーを投入する必要がある。すなわち、レーザ光のビームON時間を短く、ピークパワーを高くする必要がある。
【0010】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、樹脂の完全除去を達成できる、すなわち、信頼性が高いレーザ加工方法を提供することを目的とする。
さらに、この発明は加工速度を減少させることなく、樹脂の完全除去を達成できる、すなわち、高信頼性と高効率の両立が可能なレーザ加工方法を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るレーザ加工方法は、導体層上に樹脂層が形成されてなる積層部材に炭酸ガスレーザを照射し孔部を形成する孔部形成工程と、レーザ光のビームON時間が短くピークパワーが高い炭酸ガスレーザのレーザ光を孔部に照射し残留樹脂を除去する残留樹脂除去工程とを含んでいる。
【0012】
また、この発明に係るレーザ加工方法は、導体層上に樹脂層が形成されてなる積層部材に孔部を形成する孔部形成工程と、炭酸ガスレーザのレーザ光を孔部に照射し残留樹脂を除去する残留樹脂除去工程とを含んでいる。
【0015】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
本実施の形態におけるレーザ加工装置は、レーザ光のビームON時間が長くピークパワーが低い通常のレーザ光のみでなく、レーザ光のビームON時間が短くピークパワーが高いQ−スイッチ発振により取り出されるレーザ光をも1つのレーザ加工装置で取り出すことができるようにしたものである。
【0016】
図1はこの実施の形態1の炭酸ガスレーザ加工装置を示す図である。
図において、1は銅よりなる凹面形状の全反射ミラー、2は全反射ミラー1に対向配置されたZnSeよりなる凹面形状の部分反射ミラーであり、この部分反射ミラー2と全反射ミラー1とが安定型のレーザ共振器を構成する。
【0017】
3はレーザ共振器内に発生するレーザビーム、4a、4bはレーザビーム3のP偏光成分のみを透過させS偏光成分は反射させるブリュースター窓、5は4分の1波長板、6は放電管、7はCdTeよりなり外部から印加される電圧により偏光状態を変える電気光学振幅変調器、8は電気光学振幅変調器7に印加する電圧を発生するパルス発生器、9は放電管6にパルス電流を投入するパルスレーザ電源、10はパルス発生器8とパルスレーザ電源9にトリガパルスを与える同期制御器、10aは部分反射ミラー2より発振器外部に取り出されたレーザビームである。
【0018】
次に、この実施の形態の炭酸ガスレーザ加工装置の動作について説明する。
まず、図1に示したパルスレーザ電源9から放電管6にパルス電流が投入されており、かつパルス発生器8から電気光学振幅変調器7に電圧が印加されていない場合の動作を説明する。
図2はこのときの動作を説明するための図である。図において説明を簡単にするためにパルス発生器8、パルスレーザ電源9、同期制御器10は図示しておらず、その他は図1に示したレーザ加工装置と同じであるので説明は省略する。
【0019】
パルスレーザ電源9から放電管6にパルス電流が投入されると、レーザビーム3はブリュースター窓4a及び4分の1波長板5を通過して電気光学振幅変調器7に至る。このとき、ブリュースター窓4a、bで囲まれた放電管6を通過するレーザビーム3はP偏光成分だけの直線偏光のみとなるので、4分の1波長板5を通過するレーザビーム3は右回りの円偏光となる。
【0020】
電気光学振幅変調器7には電圧が印加されていないため、電気光学振幅変調器7に至ったレーザビーム3は右回りの円偏光のまま電気光学変調器7を通過し、全反射ミラー1で反射する。このときの全反射によってレーザビーム3は左回りの円偏光となる。そして、左回りの円偏光のまま再び電気光学振幅変調器7を通過したレーザビーム3は、再度4分の1波長板5を通過する際にS偏光成分の直線偏光になる。しかし、このときのレーザビーム3はP偏光成分ではないためにブリュースター窓4a、bで囲まれた放電管6を通過することはできず、この場合レーザ発振は起こらない。
【0021】
次にパルスレーザ電源9から放電管6にパルス電流が投入されている最中に、パルス発生器8から電気光学振幅変調器7に4分の1波長電圧が印加される場合の動作を説明する。
図3はこのときの動作を説明するための図である。図において説明を簡単にするためにパルス発生器8、パルスレーザ電源9、同期制御器10は図示しておらず、その他は図1に示したレーザ加工装置と同じであるので説明は省略する。
【0022】
電気光学振幅変調器7に電圧が印加されていないときと同様に、ブリュースター窓4aから4分の1波長板5を通過したレーザビーム3は右回りの円偏光となる。次に、電気光学振幅変調器7には電圧が印加されているので、電気光学振幅変調器7に至ったレーザビーム3は電気光学振幅変調器7を通過する際には電気光学振幅変調器7によりS偏光成分の直線偏光になる。
【0023】
そして、レーザビーム3は全反射ミラー1で反射し、再び電気光学振幅変調器7を通過したレーザビーム3は、電気光学振幅変調器7により左回りの円偏光になり、さらに再度4分の1波長板5を通過する際にP偏光成分の直線偏光になる。このレーザビーム3はP偏光成分であるのでブリュースター窓4a、bで囲まれた放電管6を通過することができ、レーザビーム3は放電管8を介して部分反射ミラー2に到達できるためレーザ発振が起こる。
【0024】
さらに、パルスレーザ電源9から放電管6にパルス電流が投入されている最中に、パルス発生器8から電気光学振幅変調器7への電圧の印加を繰り返し行った場合の動作を説明する。
まず、同期制御器10がパルス発生器8及びパルスレーザ電源9にトリガパルスを与える。パルスレーザ電源9はこのトリガパルスが与えられた時刻から投入されるパルス電流のパルスが立ち上がるように放電管6にパルス電流を投入する。そして、パルス発生器8もこのトリガパルスが与えられた時刻からオン・オフを繰り返すことにより電気光学振幅変調器7にパルス幅の小さいパルスを複数印加する。
【0025】
図4はパルスレーザ電源から投入されるパルス電流とパルス発生器から印加されるパルス電圧との関係を示す図である。
図4に示すように、パルスレーザ電源9から放電管6にパルス電流が投入されている最中に、パルス発生器8のオン・オフを繰り返すことにより、パルス発生器8より電気光学振幅変調器7にパルス幅の小さいパルスを複数印加することができ、図5に示すような高いピーク強度と短いパルス幅を有するレーザビームを取りだすことができる。このような手法をQスイッチング、このような手法で取り出されたレーザビームをQスイッチレーザビームと呼んでいる。
【0026】
なお、本実施の形態では、Qスイッチングを繰り返し行い取り出したQスイッチレーザビームの周波数が10kHz、ピークパワーが1.8MW、半値全幅が30nsで、1サイクル当たりに取り出されるレーザエネルギーが約50mJであった。
【0027】
また、パルスレーザ電源から放電管に電流が投入されている最中にパルス発生器から電気光学振幅変調機に4分の1波長電圧が印加された場合にはQスイッチパルスと比較して長いパルス幅でピークパワーの低い通常のレーザビームが取り出される。本実施の形態では、レーザビームのパルス周波数が200Hz、ピークパワーが3kW、半値全幅が48μsで、1パルス当たりに取り出されるレーザエネルギーは約150mJであった。
【0028】
本実施の形態のレーザ加工装置では、同期制御器を設け、この同期制御器によりパルスレーザ電源及びパルス発生器の同期の制御を行わせることにより、Qスイッチ発振されたパルスにより取り出されるQスイッチレーザビームとこのQスイッチレーザビームより長いパルス幅でピークパワーの低い通常のレーザビームとを1つのレーザ加工装置で実現することができ、さまざまな加工を施せると共に装置を簡単で安価にすることができる。
【0029】
実施の形態2.
図6はこの実施の形態2における積層部材を加工するレーザ加工装置の構成を示した模式図である。図において、11は実施の形態1で説明した炭酸ガスレーザ加工装置(以下、炭酸ガス発振器と呼ぶ)で、通常のレーザ光とQ−スイッチ発振により取り出されるレーザ光とを出力することができる。
12は転写マスク、13a,bは炭酸ガス発振器11から照射されるレーザビームが所定の位置にくるように位置決めをする位置決めミラー、14はレーザビームが対象物上で結象するようにする転写レンズ、15は縦横方向に移動可能な加工する対象物を載せる加工テーブル、16はレーザ加工の対象物であるプリント基板、17はレーザビームである。
【0030】
次に、動作について説明する。
パルス炭酸ガスレーザ発振器11から出射したレーザビーム17の一部は転写マスク12を通過し、図示しない制御装置により制御される2枚の位置決めミラー13a,bを経て転写レンズ14で加工テーブル15上に設置したプリント基板16上に転写マスク12の像を結像させる。
なお、本実施の形態では、厚さ0.8mmの両面銅張りガラスエポキシ基板の表裏面に厚さ100μmのガラスエポキシ層を形成したプリント基板16を用い、基板表面にφ100μmの像を結ぶように結像させた。
【0031】
次にとまり穴を加工する加工方法を説明する。
図7はこの実施の形態2による積層部材のレーザ加工方法の工程の一部を示した模式図である。図において、11はパルス炭酸ガスレーザ発振器、16はレーザ加工の対象物であるプリント基板、17はパルス炭酸ガスレーザ発振器11から出射されるレーザビーム、18は加工部の内部に設けられた内層銅箔、19はプリント基板16の加工穴、20は残留樹脂である。
【0032】
まず、同期制御器10よりパルスレーザ電源9のみにトリガパルスを送り、レーザビーム17を通常発振させて加工穴19を形成する。この時レーザビームは発振器出口で3kWのピークパワーと半値全幅で48μsを有し、1サイクル当たりに取り出されるレーザエネルギーは約150mJである。なお、加工穴19を形成するために1加工穴当たり5パルス照射した。この時点では、加工穴19の底面の銅箔18上には厚さ0.7μmのエポキシ樹脂からなる残留樹脂膜20が存在していた。
【0033】
以下に残留樹脂が発生する機構について説明する。
図8は炭酸ガスレーザをエポキシ樹脂に照射した場合の加工表面からの深さと透過エネルギーとの関係を示した図である。なお、加工表面での透過エネルギーを1とした。
図8に示すように、レーザ光は樹脂の表面からある程度の深さまで浸透して吸収される。例えば、炭酸ガスレーザをエポキシ樹脂に照射した場合、表面から深さ40μmまで進む間に透過される透過エネルギーは45%であるので、表面から深さ40μmまで進む間に表面に吸収されるエネルギーの55%しか樹脂材料に吸収されないことになる。そのため、表面からの深さが浅い場合には、エポキシ樹脂が炭酸ガスレーザから照射されたレーザビームのエネルギーを十分に吸収することができない。
【0034】
したがって、形成するとまり穴が加工表面から浅い場合、即ち、図7に示す銅箔18上の厚さが薄い樹脂に対してレーザ光を照射すると、図9に示すように、レーザ光は一部エネルギーを樹脂に吸収されながら、底面の銅箔に達する。そして、銅箔に達したレーザ光は銅箔で反射されるが、銅箔の炭酸ガスレーザに対する反射率は95%と高いため、樹脂を透過してきたレーザ光はほとんど銅箔に吸収されず再び樹脂中に反射される。その後、反射されたレーザ光は、一部樹脂に吸収され、樹脂を透過してしまう。
そのため、レーザ光のエネルギーは、一部が樹脂に吸収されるのみで他は全て透過してしまう。しかも、この樹脂に吸収されたエネルギーもレーザ照射してもほとんど温度が上昇しない銅箔に熱伝導により奪われてしまう。
【0035】
図10は上記の事項を考慮して、銅箔上の厚さ1μmのポリイミド樹脂に、1平方cm当り5MWのパワー密度の炭酸ガスレーザを10μs照射した場合の銅箔と樹脂の最高到達温度の分布を示したものである。図から銅箔とポリイミドの界面から0.2μm程度(表面からの距離が0.8μm程度)はポリイミドの分解温度に達しないことがわかる。これはレーザを照射してもほとんど温度が上昇しない銅箔にポリイミド内部で発生した熱が熱伝導により奪われるためである。
【0036】
これを防ぐためには、ポリイミドで発生した熱が熱伝導により銅箔に奪われる前に除去に必要なエネルギーを投入する必要がある。すなわち、レーザ光のビームON時間を短く、ピークパワーを高くする必要がある。
そこで、本実施の形態では、このような残留樹脂を除去するために、Qスイッチレーザビームを照射し残留樹脂の除去を行う。以下、残留樹脂の除去工程を説明する。
【0037】
図11に示すように、通常発振させたパルスON中に電気光学振幅変調器に2進数的にオン・オフのパルス電圧が印加されるように、同期制御器よりパルスレーザ電源とパルス発生器にトリガパルスを送り、Qスイッチレーザビームを加工穴に照射する。この時、Qスイッチレーザビームは電気光学振幅変調器に印加するパルス電圧の周波数は10kHzで、発振器出口で1.8MWのピークパワーと半値全幅で30ns、1パルス当たりに取り出されるレーザエネルギーは約50mJであった。このQスイッチレーザビームパルスを1加工穴当たり2パルス照射した。これにより、加工穴底面の銅箔上のエポキシ樹脂を完全に除去することができた。
【0038】
上記の方法により、1枚当たり2000穴の加工を施したプリント基板を10枚作成した。このとき2枚の位置決めミラーを毎秒200ヶ所の位置決めが出来るように制御することにより、一枚当たりの加工に約2分を要した。この基板をデスミア処理した後、めっき、パターン形成を行い信頼性評価用基板を作成した。この基板で−65℃(30分)、125℃(30分)のヒートサイクル試験を行ったところ、いずれの基板でも650サイクルで抵抗変化率1%と高い信頼性が得られた。
【0039】
比較形態1.
また、従来の手法と比較するために、通常発振のレーザビームのみでQスイッチレーザビームの照射を行わずに加工を施した基板を10枚作成し、同様のヒートサイクル試験を行ったところ、いずれの基板も100サイクルで抵抗変化率が10%を越え、350サイクルで配線が断線する基板が発生した。これは、先に説明したように通常のレーザビームのみの加工では加工穴に残留樹脂が残ってしまうため、熱サイクルにより応力がかかると、これを起点としてめっき膜が剥がれてしまうからである。
以上のように、本発明によれば、従来の手法よりも導通信頼性の面において著しく改善される。
【0040】
比較形態2.
さらに、通常発振のパルスを照射せず、Qスイッチレーザビームのみで加工を施した基板を10枚作成し、同様のヒートサイクル試験を行ったところ、加工穴を形成するために1穴当たり200パルスが必要であった。このため加工時間は1枚当り約40分必要となった。なお、ヒートサイクル試験ではいずれの基板も650サイクルで抵抗変化率1%と高い導通信頼性が得られた。
このように、一般的にレーザビームを短パルス高ピーク化するに伴い、除去される物質の温度が上昇するため、単位エネルギー当りの除去深さが減少し、その結果、加工時間が長くなり効率が低下する。
【0041】
本実施の形態では、加工穴をレーザ光により形成しているが、これは特に限定するものではなく、ドリル加工等により加工穴を形成し、その後、短パルス高ピークのレーザ光を加工穴に照射させるようにしてもよい。ただし、ドリル加工の場合には、細かな加工穴の形成には不向きである。
【0042】
以上のように、この実施の形態2では、通常レーザ光により孔部を形成させた後に、短パルス高ピークのレーザ光により孔部に残留する残留樹脂を除去するようにしたので、高い導通信頼性を保ったまま従来の手法よりもより短い時間で加工ができ、能率が著しく改善される。
【0043】
実施の形態3.
図12はこの実施の形態のQスイッチレーザビームのパルスON時間を変化させた場合における、導通信頼性の変化を示した図である。加工時にQスイッチレーザビームのパルスON時間を30nsから1μsまで変化させ、各々のパルスON時間において基板を10枚作成した。縦軸は上記のヒートサイクル試験において1000サイクル経過後、抵抗変化率が10%以上となった基板の枚数を示している。
図より、QスイッチのレーザビームのパルスON時間が500ns以下では1000サイクル後の抵抗変化率が10%以上となることはなく、高い導通信頼性が得られることがわかる。
【0044】
図13は加工に用いるレーザビームのパルスON時間と、実施の形態2で用いたプリント基板表面に深さ100μmの穴、2000個を基板1枚に加工するのに必要な時間の関係を示した図である。ここで、それぞれのパルスON時間での1パルスの照射エネルギーがほぼ一定となるようにし、加工時間は底面銅箔上の残膜が1μm以下となるまでの時間とした。
図よりパルス幅が1μs以下になると加工時間が著しく長くなり能率が悪いことがわかる。
以上のことから、1μs以上のパルスON時間のパルスで底面銅箔上の残膜が1μm以下となるまでの加工を行い、その後、100ns以下のパルスON時間のパルスで残留膜を除去することにより、効率よく導通信頼性の確保と高能率の両立が達成できる。
【0045】
実施の形態4.
図14はこの実施の形態4による積層部材のレーザ加工方法に用いた装置の模式図である。図において、11は通常のパルス炭酸ガスレーザ発振器、21は波長532nmの第二高調波を発振するQスイッチパルスYAGレーザ発振器である。その他は実施の形態2で説明したものと同じであるので説明は省略する。
【0046】
次に、動作について説明する。
図において、パルス炭酸ガスレーザ発振器11から出射されたパルス炭酸ガスレーザビーム17の一部は転写マスク12を通過し、図示しない制御装置により制御される2枚の位置決めミラー13a、bを経て転写レンズ14で加工テーブル15上に設置したプリント基板16上に転写マスク12の像を結像する。本実施の形態では、厚さ0.8mmの両面銅張りガラスエポキシ基板の表裏面に厚さ100μmのガラスエポキシ層を形成したプリント基板を用い、基板表面にφ100μmの像を結ぶように結像させた。
【0047】
また、QスイッチパルスYAGレーザ発振器21から出射されたQスイッチパルス第二高調波YAGレーザビーム22は図示しない制御装置により制御される2枚の位置決めミラー13c、dを経て集光レンズ14で集光し、加工テーブル15と2枚の位置決めミラー13c、dによる位置決めにより、パルス炭酸ガスレーザビーム17での穴あけが終了したプリント基板16上の加工穴に照射される。
【0048】
図15はこの実施の形態3による積層部材のレーザ加工方法の工程を示した模式図である。図において、16はレーザ加工の対象物であるプリント基板、17はパルス炭酸ガスレーザ発振器11から出射されるレーザビーム、18は加工部の内部に設けられた内層銅箔、19はプリント基板16の加工穴、20は残留樹脂、22はQスイッチパルス第二高調波YAGレーザ発振器21から出射されるレーザビームである。
【0049】
まず、パルス炭酸ガスレーザ発振器11から出射されたパルス炭酸ガスレーザビーム17をプリント基板16に照射して加工穴19を形成する。この時レーザビームは発振器出口で3kWのピークパワーと半値全幅で48μsを有し、1サイクル当たりに取り出されるレーザエネルギーは約150mJであり、加工穴19を形成するために1加工穴当たり5パルス照射した。この時点では、加工穴19の底面の銅箔18上には厚さ0.7μmのエポキシ樹脂からなる残留樹脂膜20が残留していた。
【0050】
このようにしてパルス炭酸ガスレーザビーム17により加工穴19が形成された後、QスイッチパルスYAGレーザ21から発振したQスイッチYAGレーザビーム22を加工穴19に照射する。この時、Qスイッチパルス第二高調波YAGレーザビーム22は周波数10kHzで、発振器出口で0.1MWのピークパワーと半値全幅で10ns、1パルス当たりに取り出されるレーザエネルギーは約1mJであった。このQスイッチレーザビームパルスを1加工穴当たり4パルス照射した。これにより、加工穴19底面の銅箔18上のエポキシ樹脂20を完全に除去することができた。
【0051】
上記の方法により、1枚当たり2000穴の加工を施したプリント基板を10枚作成した。このとき二組の2枚の位置決めミラーそれぞれを毎秒200ヶ所の位置決めが出来るように制御することにより、一枚当たりの加工に約4分を要した。この基板をデスミア処理した後、めっき、パターン形成を行い信頼性評価用基板を作成した。この基板で−65℃(30分)、125℃(30分)のヒートサイクル試験を行ったところ、いずれの基板でも650サイクルで抵抗変化率1%と高い信頼性が得られた。
【0052】
比較形態3.
また、従来の手法と比較するために、パルス炭酸ガスレーザビームのみでQスイッチYAGレーザビームの照射を行わずに加工を施した基板を10枚作成し、同様のヒートサイクル試験を行ったところ、いずれの基板も100サイクルで抵抗変化率が10%を越え、350サイクルで配線が断線する基板が発生した。
以上のように、本発明によれば、従来の手法よりも導通信頼性の面において著しく改善される。
【0053】
比較形態4.
さらに、パルス炭酸ガスレーザを照射せず、QスイッチYAGレーザビームのみで加工を施した基板を10枚作成し、同様のヒートサイクル試験を行ったところ、加工穴を形成するために1穴当たり500パルスが必要であった。このため加工時間は1枚当り約100分必要となった。なお、ヒートサイクル試験ではいずれの基板も650サイクルで抵抗変化率1%と高い信頼性が得られた。
以上のように、本発明によれば、高い信頼性を保ったまま従来の手法よりもより短い時間で加工ができ、能率が著しく改善される。
【0054】
実施の形態5.
図16はこの実施の形態5による積層部材のレーザ加工方法に用いたQ−スイッチ炭酸ガスレーザ装置を示す図である。
図において、1は銅よりなる凹面形状の全反射ミラー、2は全反射ミラー1に対向配置されたZnSeよりなる凹面形状の部分反射ミラーであり、この部分反射ミラー2と全反射ミラー1が安定型のレーザ共振器を構成する。
【0055】
3はレーザ共振器内に発生するレーザビーム、4a、4bはレーザビーム3のP偏光成分のみを透過させS偏光成分は反射させるブリュースター窓、5は4分の1波長板、6は放電管、7はCdTeよりなり外部から印加される電圧により変更状態を変える電気光学振幅変調器、8は電気光学振幅変調器7に印加する電圧を発生するパルス発生器、10はパルス発生器8にトリガパルス19を与える制御装置、10aは部分反射ミラー2より発振器外部に取り出されたレーザビーム、23は放電管6に電流を投入する連続レーザ電源である。
【0056】
図17は図16に示したレーザ装置を用いたこの実施の形態5による積層部材のレーザ加工に用いたパルスの形態を示した模式図である。なお、加工に用いた装置構成、被加工材は実施の形態2の図6の場合と同じとした。
まず、パルス発生器8を制御し、パルス幅500nsのQスイッチパルスを100kHzで100パルス発振したパルス列24を200Hzで発振させ、1加工穴当たり6パルス照射した。この時レーザビームは発振器出口で3kWのピークパワーで、パルス列1サイクル当たりに取り出されるレーザエネルギーは約150mJであり、加工穴を形成するために1加工穴当たり5パルス照射した。この時点では、加工穴底面の銅箔上には厚さ0.7μmのエポキシ樹脂が残留していた。
【0057】
次にパルス発生器8を制御し、パルス幅30nsのQスイッチパルス25を10kHzで発振させ、Qスイッチパルス列で加工された加工穴に照射した。この時、Qスイッチレーザビームは、発振器出口で1.8MWのピークパワーで1パルス当たりに取り出されるレーザエネルギーは約50mJであった。このQスイッチレーザビームパルスを1加工穴当たり2パルス照射した。これにより、加工穴底面の銅箔上のエポキシ樹脂を完全に除去することができた。
【0058】
上記の方法により、1枚当たり2000穴の加工を施したプリント基板を10枚作成した。このとき2枚の位置決めミラーを毎秒200ヶ所の位置決めが出来るように制御することにより、一枚当たりの加工に約2分を要した。この基板をデスミア処理した後、めっき、パターン形成を行い信頼性評価用基板を作成した。この基板で−65℃(30分)、125℃(30分)のヒートサイクル試験を行ったところ、いずれの基板でも650サイクルで抵抗変化率1%と高い信頼性が得られた。
【0059】
以上のように、本発明によれば、レーザ電源として安価な連続出力の電源が使用できるので、安価な装置で導通信頼性の確保と高能率の両立が達成できる。
【0060】
【発明の効果】
この発明にかかるレーザ加工方法は、導体層上に樹脂層が形成されてなる積層部材に炭酸ガスレーザを照射し孔部を形成する孔部形成工程と、レーザ光のビームON時間が短くピークパワーが高い炭酸ガスレーザのレーザ光を前記孔部に照射し残留樹脂を除去する残留樹脂除去工程とを含んでいるので、ビームON時間が短くピークパワーが高いレーザ光により孔部に残留している残留樹脂を除去することができ、導通信頼性が高い加工方法を実現することができる。
【0061】
また、この発明かかるレーザ加工方法は、導体層上に樹脂層が形成されてなる積層部材に孔部を形成する孔部形成工程と、炭酸ガスレーザのレーザ光を前記孔部に照射し残留樹脂を除去する残留樹脂除去工程とを含んでいるので、レーザ光により孔部に残留している残留樹脂を除去することができ、導通信頼性が高い加工方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1の炭酸ガスレーザ装置の構成図である。
【図2】 図1に示した炭酸ガスレーザ装置の動作を説明する図である。
【図3】 図1に示した炭酸ガスレーザ装置の動作を説明する図である。
【図4】 パルス電流とパルス電圧との関係を示す図である。
【図5】 図1に示した炭酸ガスレーザ装置のパルス波形を示す図である。
【図6】 本発明の実施の形態2のレーザ加工装置の模式図である。
【図7】 本発明の実施の形態2のレーザ加工方法の工程を示す図である。
【図8】 被加工材中での透過エネルギー分布を示す概略図である。
【図9】 レーザビームの伝搬経路を示す模式図である。
【図10】 被加工部材の温度分布を示す概略図である。
【図11】 パルス電流とパルス電圧との関係を示す図である。
【図12】 本発明の実施の形態3のビームON時間と不良基板枚数の関係を示す図である。
【図13】 本発明の実施の形態3のビームON時間と概略加工時間の関係を示す図である。
【図14】 本発明の実施の形態4のレーザ加工装置の模式図である。
【図15】 本発明の実施の形態4のレーザ加工方法の工程を示す図である。
【図16】 本発明の実施の形態5のレーザ装置の断面図である。
【図17】 本発明の実施の形態5のパルスの形態を示す概略図である。
【図18】 従来のレーザのプリント基板の穴あけ方法を示す模式図である。
【図19】 従来のレーザのプリント基板の穴あけ方法を示す模式図である。
【符号の説明】
1 全反射ミラー 2 部分反射ミラー
3 共振器内のレーザビーム 4 ブリュースター窓
5 4分の1波長板 6 放電管
7 電気光学振幅変調器 8 パルス発生器
9 パルスレーザ電源 10 同期制御器
10a レーザビーム
11 炭酸ガス発振器 12 転写マスク
13 位置決めミラー 14 転写レンズ
15 加工テーブル 16 プリント基板
17 パルス炭酸ガスレーザビーム 18 内層銅箔
19 加工穴 20 残留樹脂
21 Qスイッチパルス第二高調波YAGレーザ発振器
22 Qスイッチパルス第二高調波YAGレーザ発振ビーム
23 連続レーザ電源 24 Qスイッチパルス列
25 Qスイッチパルス
101 プリント基板 102 銅箔
102a 除去部 102b 内層銅箔
103 レーザ光 104 加工穴[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a processing method using a laser such as blind via hole processing and groove processing on a multilayer wiring board called a so-called printed circuit board, particularly a processing method capable of forming a fine conduction hole quickly and with high quality, and this processing. The present invention relates to a laser processing apparatus that generates a pulsed laser beam optimal for the above.
[0002]
[Prior art]
With recent improvements in performance of electronic devices, higher wiring density is required, and in order to satisfy this requirement, multilayered and miniaturized printed circuit boards are required. In order to realize such multilayering and miniaturization, it is indispensable to form fine blind holes for interlayer conduction connection having a hole diameter of about 150 μm, called blind via holes (BVH). However, drilling of φ0.2 mm or less is difficult with the current drilling process. In addition, the insulating layer thickness of a high-density printed circuit board is 100 μm or less, and it is difficult to control the depth with this accuracy. Fine BVH cannot be formed by processing.
[0003]
As an alternative to this drilling, BVH formation methods include IBM Journal of Research and Development (IBM J. Res. Development) Vol. 26, No. 3, pages 306-317 (1982) and Japanese Patent Publication No. 4-3676. A method of applying a laser beam such as a carbon dioxide laser shown in the drawing has attracted attention and has been partially put into practical use. These laser beam processing methods utilize the difference in the absorption rate of light energy of a carbon dioxide laser with respect to resin or glass fiber as an insulating base material constituting a printed circuit board and copper as a conductor layer.
[0004]
18A and 18B are diagrams for explaining a conventional laser processing method. FIG. 18A shows a printed circuit board during laser processing, and FIG. 18B shows a printed circuit board after laser processing. In the figure, 101 is a printed circuit board, 102 is a copper foil provided on the surface of the printed
[0005]
As shown in FIG. 18A, a copper
[0006]
In addition, as shown in FIG. 19, if the inner layer copper foil 102b is laminated in advance inside the processing portion, the decomposition / removal of the insulating base material stops at the inner layer copper foil 102b, so that the inner layer copper foil 102b stops reliably. A
[0007]
However, as shown in FIG. 19, when the stop hole is processed by a carbon dioxide gas laser when it is stopped by a copper foil, even if the laser beam is sufficiently irradiated, the resin which is an insulating substrate having a thickness of 1 μm or less is the inner layer copper foil. It will remain on top. For this reason, after the laser processing, it is necessary to completely remove the residual resin by etching the residual resin with permanganic acid or the like.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
Since the conventional laser processing method is performed as described above, when forming a perforated hole, if the processed hole is reduced to about 100 μm, the etching solution becomes difficult to reach the inside of the hole, and there is a hole that cannot completely remove the residual resin. It tends to occur. Then, when plating is performed in this state to form BVH, a part of the resin remains between the plating film and the inner layer copper foil. When stress is applied due to a thermal cycle or the like, the plating film is formed from this as a starting point. It will come off.
[0009]
This is because the heat generated inside the resin is taken away by heat conduction in the copper foil, where the temperature hardly rises even when laser is irradiated. To prevent this, the heat generated in the resin is taken away by the heat conduction to the copper foil. It is necessary to input energy necessary for removal before it is released. That is, it is necessary to shorten the beam ON time of the laser light and increase the peak power.
[0010]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a laser processing method capable of achieving complete removal of a resin, that is, having high reliability.
Another object of the present invention is to provide a laser processing method capable of achieving complete removal of the resin without reducing the processing speed, that is, capable of achieving both high reliability and high efficiency..
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The laser processing method according to the present invention includes a hole forming step of forming a hole by irradiating a laminated member in which a resin layer is formed on a conductor layer to form a hole, and a laser beam ON time is short and a peak power is low. highCO2 laserA residual resin removing step of irradiating the hole with laser light to remove the residual resin.
[0012]
Also,The laser processing method according to the present invention includes a hole forming step of forming a hole in a laminated member in which a resin layer is formed on a conductor layer, and removing the residual resin by irradiating the hole with a laser beam of a carbon dioxide gas laser. A residual resin removal step..
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The laser processing apparatus according to the present embodiment is not limited to a normal laser beam having a long laser beam ON time and a low peak power, but also a laser extracted by Q-switch oscillation with a short laser beam ON time and a high peak power. The light can also be extracted by one laser processing apparatus.
[0016]
FIG. 1 is a diagram showing a carbon dioxide laser processing apparatus according to the first embodiment.
In the figure, 1 is a concave-shaped total reflection mirror made of copper, and 2 is a concave-shaped partial reflection mirror made of ZnSe arranged opposite to the
[0017]
3 is a laser beam generated in the laser resonator, 4a and 4b are Brewster windows for transmitting only the P-polarized component of the
[0018]
Next, the operation of the carbon dioxide laser processing apparatus of this embodiment will be described.
First, an operation when a pulse current is supplied from the pulse
FIG. 2 is a diagram for explaining the operation at this time. In order to simplify the description in the figure, the
[0019]
When a pulse current is applied from the pulse
[0020]
Since no voltage is applied to the electro-
[0021]
Next, the operation when a quarter-wave voltage is applied from the
FIG. 3 is a diagram for explaining the operation at this time. In order to simplify the description in the figure, the
[0022]
As in the case where no voltage is applied to the electro-
[0023]
Then, the
[0024]
Further, the operation in the case where the voltage is repeatedly applied from the
First, the
[0025]
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the pulse current input from the pulse laser power source and the pulse voltage applied from the pulse generator.
As shown in FIG. 4, the
[0026]
In this embodiment, the frequency of the Q-switched laser beam extracted by repeatedly performing Q switching is 10 kHz, the peak power is 1.8 MW, the full width at half maximum is 30 ns, and the laser energy extracted per cycle is about 50 mJ. It was.
[0027]
In addition, when a quarter wavelength voltage is applied from the pulse generator to the electro-optic amplitude modulator while a current is being supplied from the pulse laser power source to the discharge tube, the pulse is longer than the Q switch pulse. A normal laser beam with a low width and low peak power is extracted. In the present embodiment, the pulse frequency of the laser beam is 200 Hz, the peak power is 3 kW, the full width at half maximum is 48 μs, and the laser energy extracted per pulse is about 150 mJ.
[0028]
In the laser processing apparatus of this embodiment, a synchronous controller is provided, and the synchronous controller controls the synchronization of the pulse laser power source and the pulse generator, so that the Q-switched laser extracted by the pulse generated by the Q-switch oscillation. A single laser processing device can realize a beam and a normal laser beam having a pulse width longer than that of the Q-switched laser beam and a low peak power, so that various processing can be performed and the device can be made simple and inexpensive. .
[0029]
FIG. 6 is a schematic diagram showing a configuration of a laser processing apparatus for processing the laminated member in the second embodiment. In the figure, reference numeral 11 denotes a carbon dioxide laser processing apparatus (hereinafter referred to as a carbon dioxide oscillator) described in the first embodiment, which can output normal laser light and laser light extracted by Q-switch oscillation.
[0030]
Next, the operation will be described.
A part of the
In the present embodiment, a printed
[0031]
Next, a processing method for processing a perforated hole will be described.
FIG. 7 is a schematic view showing a part of the steps of the laser processing method of the laminated member according to the second embodiment. In the figure, 11 is a pulse carbon dioxide laser oscillator, 16 is a printed circuit board which is an object of laser processing, 17 is a laser beam emitted from the pulse carbon
[0032]
First, a trigger pulse is sent from the
[0033]
A mechanism for generating residual resin will be described below.
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the depth from the processed surface and the transmitted energy when the epoxy resin is irradiated with a carbon dioxide laser. The transmission energy on the processed surface was 1.
As shown in FIG. 8, the laser light penetrates from the surface of the resin to a certain depth and is absorbed. For example, when an epoxy resin is irradiated with a carbon dioxide gas laser, the transmitted energy that is transmitted while traveling from the surface to a depth of 40 μm is 45%, so that 55 of the energy absorbed by the surface while traveling from the surface to a depth of 40 μm. % Is absorbed by the resin material. Therefore, when the depth from the surface is shallow, the epoxy resin cannot sufficiently absorb the energy of the laser beam irradiated from the carbon dioxide laser.
[0034]
Therefore, when the blind hole is shallow from the processed surface when it is formed, that is, when laser light is applied to the resin having a small thickness on the
Therefore, only a part of the energy of the laser beam is absorbed by the resin, and the other part is completely transmitted. In addition, the energy absorbed by the resin is also taken away by heat conduction to the copper foil whose temperature hardly rises even when irradiated with a laser.
[0035]
In consideration of the above, FIG. 10 shows the distribution of the maximum temperature of the copper foil and the resin when a 1 μm thick polyimide resin on the copper foil is irradiated with a carbon dioxide laser having a power density of 5 MW per square centimeter for 10 μs. Is shown. From the figure, it can be seen that about 0.2 μm (the distance from the surface is about 0.8 μm) from the interface between the copper foil and the polyimide does not reach the decomposition temperature of the polyimide. This is because the heat generated inside the polyimide is taken away by heat conduction in the copper foil whose temperature hardly increases even when the laser is irradiated.
[0036]
In order to prevent this, it is necessary to input energy necessary for removal before the heat generated in the polyimide is taken away by the copper foil by heat conduction. That is, it is necessary to shorten the beam ON time of the laser light and increase the peak power.
Therefore, in this embodiment, in order to remove such residual resin, the residual resin is removed by irradiation with a Q-switched laser beam. Hereinafter, the residual resin removing step will be described.
[0037]
As shown in FIG. 11, the synchronous controller applies a pulse voltage that is turned on and off in binary to the electro-optic amplitude modulator while the pulse that is normally oscillated is ON, to the pulse laser power source and the pulse generator. A trigger pulse is sent to irradiate the machining hole with a Q-switched laser beam. At this time, the frequency of the pulse voltage applied to the electro-optic amplitude modulator of the Q-switched laser beam is 10 kHz, the peak power of 1.8 MW and the full width at half maximum are 30 ns at the exit of the oscillator, and the laser energy extracted per pulse is about 50 mJ. Met. This Q-switched laser beam pulse was irradiated with 2 pulses per processing hole. Thereby, the epoxy resin on the copper foil on the bottom surface of the processed hole could be completely removed.
[0038]
Ten printed boards with 2000 holes processed per sheet were prepared by the above method. At this time, by controlling the two positioning mirrors so as to be positioned at 200 positions per second, it took about 2 minutes to process each sheet. After this substrate was desmeared, plating and pattern formation were performed to create a reliability evaluation substrate. When a heat cycle test at −65 ° C. (30 minutes) and 125 ° C. (30 minutes) was performed on this substrate, high reliability was obtained with a resistance change rate of 1% at 650 cycles for any substrate.
[0039]
In addition, for comparison with the conventional method, 10 substrates processed with only a normal oscillation laser beam and not irradiated with a Q-switched laser beam were prepared, and a similar heat cycle test was performed. As for the substrate, the rate of change of resistance exceeded 10% in 100 cycles, and a substrate in which wiring was disconnected in 350 cycles was generated. This is because, as described above, residual resin remains in the processing hole in processing using only a normal laser beam, and therefore, when stress is applied by a thermal cycle, the plating film is peeled off starting from this.
As described above, according to the present invention, the conduction reliability is remarkably improved as compared with the conventional method.
[0040]
Furthermore, when 10 substrates processed with only a Q-switched laser beam without irradiation with normal oscillation pulses were prepared and subjected to the same heat cycle test, 200 pulses per hole were formed to form processed holes. Was necessary. For this reason, the processing time required about 40 minutes per sheet. In the heat cycle test, all the substrates obtained high conduction reliability with a resistance change rate of 1% at 650 cycles.
As described above, the temperature of the substance to be removed generally increases as the laser beam is shortened to a high peak, so that the removal depth per unit energy decreases, resulting in longer processing time and efficiency. Decreases.
[0041]
In the present embodiment, the processing hole is formed by laser light, but this is not particularly limited, and the processing hole is formed by drilling or the like, and then laser light having a short pulse high peak is applied to the processing hole. You may make it irradiate. However, drilling is not suitable for forming fine holes.
[0042]
As described above, in the second embodiment, after the hole is formed by the normal laser beam, the residual resin remaining in the hole is removed by the short pulse high peak laser beam. Processing can be performed in a shorter time than the conventional method while maintaining the properties, and the efficiency is remarkably improved.
[0043]
FIG. 12 is a diagram showing a change in conduction reliability when the pulse ON time of the Q-switched laser beam of this embodiment is changed. During processing, the pulse ON time of the Q-switched laser beam was changed from 30 ns to 1 μs, and 10 substrates were produced at each pulse ON time. The vertical axis represents the number of substrates whose resistance change rate became 10% or more after 1000 cycles in the heat cycle test.
From the figure, it can be seen that when the pulse ON time of the laser beam of the Q switch is 500 ns or less, the resistance change rate after 1000 cycles does not become 10% or more, and high conduction reliability is obtained.
[0044]
FIG. 13 shows the relationship between the pulse ON time of the laser beam used for processing and the time required to process 2000 holes of 100 μm deep holes on the surface of the printed circuit board used in the second embodiment. FIG. Here, the irradiation energy of one pulse at each pulse ON time was made substantially constant, and the processing time was set to the time until the remaining film on the bottom copper foil became 1 μm or less.
From the figure, it can be seen that when the pulse width is 1 μs or less, the processing time becomes remarkably long and the efficiency is poor.
From the above, by performing processing until the remaining film on the bottom copper foil becomes 1 μm or less with a pulse with a pulse ON time of 1 μs or more, and then removing the residual film with a pulse with a pulse ON time of 100 ns or less. As a result, it is possible to efficiently achieve both reliability of conduction and high efficiency.
[0045]
FIG. 14 is a schematic view of an apparatus used in the laser processing method for a laminated member according to the fourth embodiment. In the figure, 11 is a normal pulse carbon dioxide laser oscillator, and 21 is a Q switch pulse YAG laser oscillator that oscillates a second harmonic of a wavelength of 532 nm. Others are the same as those described in the second embodiment, and a description thereof will be omitted.
[0046]
Next, the operation will be described.
In the figure, a part of the pulse carbon
[0047]
The Q switch pulse second harmonic
[0048]
FIG. 15 is a schematic diagram showing the steps of the laser processing method for a laminated member according to the third embodiment. In the figure, 16 is a printed circuit board which is an object of laser processing, 17 is a laser beam emitted from the pulse carbon
[0049]
First, the
[0050]
After the
[0051]
Ten printed boards with 2000 holes processed per sheet were prepared by the above method. At this time, by controlling each of the two sets of two positioning mirrors so as to be positioned at 200 positions per second, it took about 4 minutes to process each sheet. After this substrate was desmeared, plating and pattern formation were performed to create a reliability evaluation substrate. When a heat cycle test at −65 ° C. (30 minutes) and 125 ° C. (30 minutes) was performed on this substrate, high reliability was obtained with a resistance change rate of 1% at 650 cycles for any substrate.
[0052]
In addition, for comparison with the conventional method, 10 substrates processed without using a Q-switched YAG laser beam only with a pulsed carbon dioxide laser beam were prepared, and a similar heat cycle test was performed. As for the substrate, the rate of change of resistance exceeded 10% in 100 cycles, and a substrate in which wiring was disconnected in 350 cycles was generated.
As described above, according to the present invention, the conduction reliability is remarkably improved as compared with the conventional method.
[0053]
Furthermore, when 10 substrates processed with only a Q-switched YAG laser beam without irradiation with a pulsed carbon dioxide laser beam were prepared and subjected to the same heat cycle test, 500 pulses per hole were formed in order to form processed holes. Was necessary. For this reason, the processing time required about 100 minutes per sheet. In the heat cycle test, all substrates had a high reliability with a resistance change rate of 1% after 650 cycles.
As described above, according to the present invention, processing can be performed in a shorter time than the conventional method while maintaining high reliability, and the efficiency is remarkably improved.
[0054]
Embodiment 5. FIG.
FIG. 16 is a diagram showing a Q-switched carbon dioxide laser device used in the laser processing method for laminated members according to the fifth embodiment.
In the figure, 1 is a concave-shaped total reflection mirror made of copper, and 2 is a concave-shaped partial reflection mirror made of ZnSe arranged opposite to the
[0055]
3 is a laser beam generated in the laser resonator, 4a and 4b are Brewster windows for transmitting only the P-polarized component of the
[0056]
FIG. 17 is a schematic diagram showing the form of pulses used for laser processing of the laminated member according to the fifth embodiment using the laser apparatus shown in FIG. The apparatus configuration and workpiece used for processing were the same as in the case of FIG. 6 of the second embodiment.
First, the
[0057]
Next, the
[0058]
Ten printed boards with 2000 holes processed per sheet were prepared by the above method. At this time, by controlling the two positioning mirrors so as to be positioned at 200 positions per second, it took about 2 minutes to process each sheet. After this substrate was desmeared, plating and pattern formation were performed to create a reliability evaluation substrate. When a heat cycle test at −65 ° C. (30 minutes) and 125 ° C. (30 minutes) was performed on this substrate, high reliability was obtained with a resistance change rate of 1% at 650 cycles for any substrate.
[0059]
As described above, according to the present invention, since an inexpensive continuous output power source can be used as a laser power source, it is possible to achieve both ensuring of conduction reliability and high efficiency with an inexpensive device.
[0060]
【The invention's effect】
The laser processing method according to the present invention includes a hole forming step of forming a hole by irradiating a laminated member in which a resin layer is formed on a conductor layer to form a hole, and a laser beam ON time is short and a peak power is reduced. highCO2 laserA residual resin removing step of removing the residual resin by irradiating the hole with laser light, so that the residual resin remaining in the hole is removed by the laser light having a short beam ON time and high peak power. And a processing method with high conduction reliability can be realized.
[0061]
Further, the laser processing method according to the present invention includes a hole forming step of forming a hole in a laminated member in which a resin layer is formed on a conductor layer, and a residual resin by irradiating the hole with a laser beam of a carbon dioxide laser. Since the residual resin removing step to be removed is included, the residual resin remaining in the hole can be removed by the laser beam, and a processing method with high conduction reliability can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a carbon dioxide gas laser device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the carbon dioxide laser device shown in FIG.
FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the carbon dioxide laser device shown in FIG. 1;
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a pulse current and a pulse voltage.
5 is a diagram showing a pulse waveform of the carbon dioxide laser device shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 6 is a schematic diagram of a laser processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing a process of a laser processing method according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a schematic diagram showing a transmission energy distribution in a workpiece.
FIG. 9 is a schematic diagram showing a propagation path of a laser beam.
FIG. 10 is a schematic view showing a temperature distribution of a workpiece.
FIG. 11 is a diagram showing a relationship between a pulse current and a pulse voltage.
FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the beam ON time and the number of defective substrates in
FIG. 13 is a diagram showing a relationship between a beam ON time and a rough machining time according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a schematic diagram of a laser processing apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a diagram showing a process of a laser processing method according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a sectional view of a laser device according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a schematic diagram showing a pulse form according to the fifth embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a schematic view showing a conventional method for drilling a printed circuit board of a laser.
FIG. 19 is a schematic view showing a conventional method for drilling a printed circuit board of a laser.
[Explanation of symbols]
1
3 Laser beam in the
5 1/4 wave plate 6 discharge tube
7 Electro-
9 Pulse
10a Laser beam
11
13
15 Processing table 16 Printed circuit board
17 Pulsed carbon
19
21 Q-switch pulse second harmonic YAG laser oscillator
22 Q-switch pulse second harmonic YAG laser oscillation beam
23 Continuous laser power supply 24 Q switch pulse train
25 Q switch pulse
101 Printed
102a removal part 102b inner layer copper foil
103 Laser light 104 Processing hole
Claims (5)
レーザ光のビームON時間が短くピークパワーが高い炭酸ガスレーザのレーザ光を前記孔部に照射し残留樹脂を除去する残留樹脂除去工程と
を含んでいることを特徴とするレーザ加工方法。A hole forming step of forming a hole by irradiating a carbon dioxide gas laser to a laminated member in which a resin layer is formed on a conductor layer;
And a residual resin removing step of removing residual resin by irradiating the hole with a laser beam of a carbon dioxide laser having a short beam ON time and a high peak power.
炭酸ガスレーザのレーザ光を前記孔部に照射し残留樹脂を除去する残留樹脂除去工程と
を含んでいることを特徴とするレーザ加工方法。A hole forming step of forming a hole in a laminated member in which a resin layer is formed on the conductor layer;
And a residual resin removal step of removing residual resin by irradiating the hole with a laser beam of a carbon dioxide laser.
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