JP7152729B2 - Manufacturing method of laser processed product - Google Patents
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Description
本発明は、レーザー加工品の製造方法、および前記レーザー加工品の製造方法により製造された積層体に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for manufacturing a laser-processed product, and a laminate manufactured by the method for manufacturing a laser-processed product.
ガラスエポキシ基板などのガラスクロスを含む樹脂基板は、様々な目的のために切断や貫通孔の形成などの加工がなされる。このような基板の加工は、従来はブレードやドリル、ルーターなどの機械加工により行われていたが、近年はレーザー加工により行われることもある。たとえば、特許文献1には、レーザー光の吸収領域における光透過率が50%未満である保護シートをレーザー光が入射する面に貼り付けた上で、ガラスエポキシ基板などの被加工物をレーザー加工することが開示されている。 A resin substrate including glass cloth such as a glass epoxy substrate is subjected to processing such as cutting and formation of through holes for various purposes. Such substrate processing has conventionally been performed by mechanical processing using blades, drills, routers, etc., but in recent years laser processing is sometimes used. For example, in Patent Document 1, after affixing a protective sheet having a light transmittance of less than 50% in the laser light absorption region to the surface on which the laser light is incident, a workpiece such as a glass epoxy substrate is subjected to laser processing. It is disclosed to
しかしながら、従来のレーザー加工方法では、レーザー光の出力を高めた場合に加工品質が低下してしまうことがあった。 However, in the conventional laser processing method, when the output of laser light is increased, processing quality may deteriorate.
そこで、本発明は、加工品質が高いレーザー加工品の製造方法、および加工品質が高いレーザー加工品を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a laser-processed product with high processing quality, and a laser-processed product with high processing quality.
本発明の一実施の形態に係るレーザー加工品の製造方法は、光透過樹脂フィルム、第1金属層、基材、第2金属層および光吸収樹脂フィルムをこの順番で積層した積層体を準備する工程と、前記光吸収樹脂フィルム側から前記積層体にレーザー光を照射して前記積層体を加工する工程と、を有し、前記基材は、線膨張係数が8×10-6/℃以下のガラスクロスを複数層含み、かつ樹脂の割合が40~70質量%である、厚みが200μm以上の樹脂複合材料であり、前記光透過樹脂フィルムの前記レーザー光の発振波長の光の透過率は、75%以上であり、前記光吸収樹脂フィルムの前記レーザー光の発振波長の光の吸収率は、30%以上であり、前記レーザー光は、出力が10~200Wかつ繰り返し周波数が1000~5000kHzのパルスレーザー光であり、前記積層体を加工する工程では1000~5000mm/sの速度で走査され、前記積層体を加工する工程で形成された前記積層体の加工面における前記ガラスクロスの面積比率は、当該加工面の前記ガラスクロスの溶融変形部を研磨して除去した後の加工面における前記ガラスクロスの面積比率に対して120~180%の範囲内である。 A method for manufacturing a laser-processed product according to one embodiment of the present invention prepares a laminate in which a light-transmitting resin film, a first metal layer, a substrate, a second metal layer, and a light-absorbing resin film are laminated in this order. and processing the laminate by irradiating the laminate with a laser beam from the light-absorbing resin film side, wherein the substrate has a coefficient of linear expansion of 8×10 −6 /° C. or less. A resin composite material having a thickness of 200 μm or more, which contains a plurality of glass cloth layers of and the resin ratio is 40 to 70% by mass, and the transmittance of the light of the oscillation wavelength of the laser light of the light-transmitting resin film is , is 75% or more, the absorption rate of the light of the oscillation wavelength of the laser light of the light-absorbing resin film is 30% or more, and the laser light has an output of 10 to 200 W and a repetition frequency of 1000 to 5000 kHz. is a pulsed laser beam, scanned at a speed of 1000 to 5000 mm / s in the process of processing the laminate, and the area ratio of the glass cloth on the processed surface of the laminate formed in the process of processing the laminate is in the range of 120 to 180% with respect to the area ratio of the glass cloth on the processed surface after removing the melt-deformed portion of the glass cloth on the processed surface by polishing .
また、本発明の一実施の形態に係るレーザー加工品の製造方法は、第1金属層、基材および第2金属層をこの順番で積層した積層体を準備する工程と、前記積層体にレーザー光を照射して前記積層体を加工する工程と、を有し、前記基材は、線膨張係数が8×10-6/℃以下で厚みが30~95μmのガラスクロスと、厚みが5~50μmの樹脂層とが交互に積層されている、厚みが200μm以上の樹脂複合材料であり、前記レーザー光は、出力が10~200Wかつ繰り返し周波数が1000~5000kHzのパルスレーザー光であり、前記積層体を加工する工程では1000~5000mm/sの速度で走査され、前記積層体を加工する工程で形成された前記積層体の加工面における前記ガラスクロスの面積比率は、当該加工面の前記ガラスクロスの溶融変形部を研磨して除去した後の加工面における前記ガラスクロスの面積比率に対して120~180%の範囲内である。 Further, a method for manufacturing a laser-processed product according to an embodiment of the present invention includes the steps of preparing a laminate in which a first metal layer, a base material and a second metal layer are laminated in this order; and processing the laminate by irradiating light, wherein the base material is a glass cloth having a linear expansion coefficient of 8×10 −6 /° C. or less and a thickness of 30 to 95 μm, and a thickness of 5 to 95 μm. A resin composite material having a thickness of 200 μm or more in which resin layers of 50 μm are alternately laminated , wherein the laser beam is a pulsed laser beam having an output of 10 to 200 W and a repetition frequency of 1000 to 5000 kHz, In the process of processing the laminate, scanning is performed at a speed of 1000 to 5000 mm/s, and the area ratio of the glass cloth on the processed surface of the laminate formed in the process of processing the laminate is the glass on the processed surface. It is in the range of 120 to 180% with respect to the area ratio of the glass cloth on the processed surface after removing the melt-deformed portion of the cloth by polishing .
これにより、加工品質が高いレーザー加工品の製造方法、および加工品質が高いレーザー加工品を提供することができる。 Accordingly, it is possible to provide a method for manufacturing a laser-processed product with high processing quality and a laser-processed product with high processing quality.
以下、本発明の実施の形態について、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
1.基材および積層体
図1は、本発明の一実施の形態に係る基材100の構成を示す模式的な断面図である。図1に示されるように、基材100は、ベースとなる樹脂110と、複数層のガラスクロス120を有する樹脂複合材料である。本実施の形態では、ガラスクロス120の間に樹脂層112が存在する。すなわち、ガラスクロス120と樹脂層112とが交互に積層されている。
1. 1. Base Material and Laminate FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a
樹脂110の種類は、特に限定されない。樹脂110の例には、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、エポキシ変性シリコーン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、液晶ポリマー樹脂およびこれらの組み合わせが含まれる。樹脂層112の厚みは、特に限定されないが、例えば5~50μmの範囲内であり、好ましくは15~45μmである。
The type of
基材100の線膨張係数を小さくする観点から、基材100内には、線膨張係数が8×10-6/℃以下のガラスクロス120が配置されている。また、基材100のレーザー加工性を低下させないために、基材100内には、1層の厚いガラスクロスを配置するのではなく、薄いガラスクロス120を複数層配置している。このようにすることで、基材100の線膨張係数を小さくするという目的を実現しつつも、レーザー加工性の低下に繋がるガラスの量を抑制することができる。ガラスクロス120の数は、複数であれば特に限定されず、ガラスクロス120の厚みや目的とする基材100の線膨張係数に応じて適宜設定される。レーザー加工性の観点からは、ガラスクロス120の数は、3層以上であることが好ましい。図1に示される例では、基材100は、3層のガラスクロス120を有している。また、ガラスクロス120の厚みは、レーザー加工性を低減させない観点からはある程度薄いことが好ましく、例えば30~95μmであり、好ましくは30~60μmである。
In order to reduce the coefficient of linear expansion of the
基材100の厚みは、樹脂層112およびガラスクロス120のそれぞれの厚みおよび数により決まるが、本実施の形態では200μm以上である。基材100の厚みの上限は、特に限定されないが、例えば500μmである。また、基材100における樹脂110の割合は、40~70質量%である。基材100におけるガラスクロス120の割合が大きすぎると、基材100のレーザー加工性が低下してしまうおそれがある。一方、基材100におけるガラスクロス120の割合が小さすぎると、基材100の線膨張係数を十分に小さくすることができないおそれがある。
The thickness of
この基材100は、その両面に他の層を積層された積層体の状態でレーザー加工される。図2Aおよび図2Bは、本発明の実施の形態に係る積層体の構成を示す模式的な断面図である。図2Aに示される積層体200Aでは、第1金属層220、基材100および第2金属層230がこの順番で積層されている。図2Bに示される積層体200Bでは、光透過樹脂フィルム210、第1金属層220、基材100、第2金属層230および光吸収樹脂フィルム240がこの順番で積層されている。図2Aに示される第1金属層220、基材100および第2金属層230は、金属張積層板とも言われる。図2Aに示されるように、光透過樹脂フィルム210および光吸収樹脂フィルム240は積層されていなくてもよいが、加工品質を向上させる観点からは、図2Bに示されるように、光透過樹脂フィルム210および光吸収樹脂フィルム240も積層されていることが好ましい。
This
光透過樹脂フィルム210は、レーザー加工している間、基材100(ならびに第1金属層220および第2金属層230)を保持する。たとえば、基材100の一部をレーザー加工によりくり抜いた場合、くり抜かれた部分(基材100として残る部分)だけでなく、くり抜いた部分(貫通孔となる部分)も光透過樹脂フィルム210により保持される。これにより、レーザー加工している間に、基材100の一部が脱落したり、移動したりすることを抑制することができる。光透過樹脂フィルム210は、通常レーザー加工後に剥離される。上記の目的を達成する観点から、光透過樹脂フィルム210は、レーザー加工している間に、基材100と一緒に加工されないことが好ましい。したがって、レーザー加工時に照射されるレーザー光の発振波長の光についての光透過樹脂フィルム210の透過率は、75%以上であることが好ましく、80%以上であることがより好ましい。
Light
光透過樹脂フィルム210を構成する樹脂の種類は、特に限定されず、公知の樹脂フィルムを構成する樹脂から適宜選択されうる。光透過樹脂フィルム210を構成する樹脂の例には、ポリエチレンやポリプロピレン、エチレン-プロピレン共重合体などのオレフィン系樹脂;エチレン-酢酸ビニル共重合体やアイオノマー樹脂、エチレン-(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン-(メタ)アクリル酸エステル(ランダム、交互)共重合体などのエチレンをモノマー成分とする共重合体;ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル;アクリル系樹脂;ポリ塩化ビニル;ポリウレタン;ポリカーボネート;ポリフェニレンスルフィド;ポリアミド(ナイロン)や全芳香族ポリアミド(アラミド)などのアミド系樹脂;ポリエーテルエーテルケトン;ポリイミド;ポリエーテルイミド;ポリ塩化ビニリデン;アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体;セルロース系樹脂;シリコーン樹脂;フッ素樹脂などが含まれる。樹脂フィルムは、無延伸のフィルムであってもよいし、一軸または二軸の延伸を施したフィルムであってもよい。また、光透過樹脂フィルム210は、上記樹脂フィルムの積層体であってもよい。光透過樹脂フィルム210は、さらに各種添加剤などが配合されていてもよい。
The type of resin that constitutes the light-transmitting
光透過樹脂フィルム210の厚みは、特に限定されず、必要とされる強度や柔軟性などに応じて適宜選択されうる。光透過樹脂フィルム210の厚みは、例えば1~1000μmであり、好ましくは10~500μmであり、さらに好ましくは20~300μmである。
The thickness of the light-transmitting
光透過樹脂フィルム210は、通常粘着剤を介して第1金属層220に接着される。粘着剤の種類は、特に限定されず、公知の粘着剤から適宜選択されうる。粘着剤の例には、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、ビニルアルキルエーテル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、ポリアミド系粘着剤、ウレタン系粘着剤、フッ素系粘着剤、スチレン-ジエンブロック共重合体系粘着剤などが含まれる。また、粘着剤は、放射線硬化型粘着剤やエネルギー線硬化型粘着剤、熱膨張性粘着剤などであってもよい。さらに、粘着剤は、単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
The light-transmitting
このような光透過樹脂フィルム210として、公知のダイシングテープを使用することも可能である。
A known dicing tape can also be used as such a light-transmitting
第1金属層220および第2金属層230は、いずれも金属または合金からなる層である。たとえば、第1金属層220、基材100および第2金属層230(積層体200A)を、プリント配線板を製造するための金属張積層板として用いる場合、これらの金属層は、電気配線となりうる。
Both the
第1金属層220および第2金属層230を構成する金属または合金の種類は、特に限定されない。第1金属層220および第2金属層230を構成する金属または合金の例には、銅、銀、金、アルミニウム、これらの金属を主成分とする合金が含まれる。導電性、エッチングによる加工性および価格の観点からは、第1金属層220および第2金属層230を構成する金属または合金は、銅を主成分とする銅合金、または銅であることが好ましい。第1金属層220の組成および第2金属層230の組成は、同一であってもよいし、互いに異なっていてもよい。また、第1金属層220および第2金属層230は、それぞれ1層で構成されていてもよいし、2層以上で構成されていてもよい。第1金属層220および第2金属層230のそれぞれの厚みは、特に限定されないが、例えば1~15μmである。第1金属層220の厚みおよび第2金属層230の厚みは、同一であってもよいし、互いに異なっていてもよい。第1金属層220および第2金属層230の形成方法は、特に限定されない。たとえば、ガラスクロス120にワニスを含浸させることで得られたプリプレグを複数枚積層し、得られた積層体の両面にそれぞれ1枚ずつ金属箔を配置して、加熱および加圧することで、第1金属層220、基材100および第2金属層230からなる積層体200Aを製造することができる。
The types of metals or alloys forming
また、第1金属層220と基材100との間、および/または第2金属層230と基材100との間に、接着力向上やマイグレーション防止などを目的とする他の金属層が配置されていてもよい。このような金属層の例としては、厚み数百nm程度のニッケル層、クロム層、ニッケルクロム合金層などが含まれる。
Further, between the
光吸収樹脂フィルム240は、レーザー加工している間、第2金属層230の表面を保護する。たとえば、基材100(ならびに第1金属層220および第2金属層230)をレーザー加工した場合、第2金属層230のレーザー光を照射される側の面にデブリやドロスなどが付着するが、光吸収樹脂フィルム240は、このデブリやドロスなどが第2金属層230に付着するのを防止する。光吸収樹脂フィルム240は、通常レーザー加工後に剥離される。
The light absorbing
光吸収樹脂フィルム240は、レーザー加工している間に、基材100(ならびに第1金属層220および第2金属層230)と一緒に加工されることが好ましい。前述のとおり、積層体200Bでは、光透過樹脂フィルム210は、レーザー加工中に実質的に加工されない。このため、光吸収樹脂フィルム240も実質的に加工されない場合、レーザー加工中に生じた基材100(ならびに第1金属層220および第2金属層230)の分解物は、積層体200Bの外部に移動することができず、基材100(ならびに第1金属層220および第2金属層230)の加工面に付着してしまう。このような分解物の加工面への付着は、加工品質の低下に繋がることとなる。光吸収樹脂フィルム240がレーザー加工により加工されることで、分解物は、光吸収樹脂フィルム240の加工部から積層体200Bの外部に飛散されるため、分解物の加工面への付着が抑制される。このように飛散した分解物の一部は、光吸収樹脂フィルム240に付着するが、光吸収樹脂フィルム240で保護されている第2金属層230には付着しない。上記目的を達成する観点からは、レーザー加工時に照射されるレーザー光の発振波長の光についての光吸収樹脂フィルム240の吸収率は、30%以上であることが好ましく、50%以上であることがより好ましい。
Light absorbing
光吸収樹脂フィルム240を構成する樹脂の種類は、特に限定されず、公知の樹脂フィルムを構成する樹脂から適宜選択されうる。光吸収樹脂フィルム240を構成する樹脂の例には、ポリエチレンやポリプロピレン、エチレン-プロピレン共重合体などのオレフィン系樹脂;エチレン-酢酸ビニル共重合体やアイオノマー樹脂、エチレン-(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン-(メタ)アクリル酸エステル(ランダム、交互)共重合体などのエチレンをモノマー成分とする共重合体;ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル;アクリル系樹脂;ポリ塩化ビニル;ポリウレタン;ポリカーボネート;ポリフェニレンスルフィド;ポリアミド(ナイロン)や全芳香族ポリアミド(アラミド)などのアミド系樹脂;ポリエーテルエーテルケトン;ポリイミド;ポリエーテルイミド;ポリ塩化ビニリデン;アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体;セルロース系樹脂;シリコーン樹脂;フッ素樹脂などが含まれる。これらの中でも、ポリイミドやポリエチレンナフタレート、ポリカーボネートなどの芳香族系の樹脂が好ましい。樹脂フィルムは、無延伸のフィルムであってもよいし、一軸または二軸の延伸を施したフィルムであってもよい。また、光吸収樹脂フィルム240は、上記樹脂フィルムの積層体であってもよい。光吸収樹脂フィルム240は、光の吸収率を増大させるためなどの目的で、さらに各種添加剤などが配合されていてもよい。光の吸収率を増大させるための添加剤の例には、顔料、染料、色素、金属微粒子、無機微粒子などが含まれる。
The type of resin forming the light-absorbing
光吸収樹脂フィルム240の厚みは、特に限定されず、必要とされる強度や柔軟性などに応じて適宜選択されうる。光吸収樹脂フィルム240の厚みは、例えば1~500μmであり、好ましくは2~300μmであり、さらに好ましくは5~250μmである。
The thickness of the light-absorbing
光吸収樹脂フィルム240は、通常粘着剤を介して第2金属層230に接着される。粘着剤の種類は、特に限定されず、公知の粘着剤から適宜選択されうる。粘着剤の例には、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、ビニルアルキルエーテル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、ポリアミド系粘着剤、ウレタン系粘着剤、フッ素系粘着剤、スチレン-ジエンブロック共重合体系粘着剤などが含まれる。また、粘着剤は、放射線硬化型粘着剤やエネルギー線硬化型粘着剤、熱膨張性粘着剤などであってもよい。さらに、粘着剤は、単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
The light-absorbing
このような光吸収樹脂フィルム240として、公知の表面保護テープを使用することも可能である。
It is also possible to use a known surface protection tape as such a light absorbing
2.レーザー加工品の製造方法
本実施の形態に係るレーザー加工品の製造方法は、上記積層体200Aまたは積層体200Bを準備する第1工程と、上記積層体200Aまたは積層体200Bにレーザー光を照射して上記積層体200Aまたは積層体200Bを加工する第2工程を含む。また、本実施の形態に係るレーザー加工品の製造方法は、任意工程として、さらに第2工程で形成された加工面にめっきを施す第3工程を含んでいてもよい。以下、各工程について説明する。
2. Method for Manufacturing Laser-Processed Product The method for manufacturing a laser-processed product according to the present embodiment includes a first step of preparing the
(第1工程)
第1工程では、加工対象物として、上記積層体200Aまたは積層体200Bを準備する。積層体200Aおよび積層体200Bは、購入して準備してもよいし、自ら製造してもよい。
(First step)
In the first step, the
前述のとおり、例えば、ガラスクロス120にワニスを含浸させることで得られたプリプレグを複数枚積層し、得られた積層体の両面にそれぞれ1枚ずつ金属箔を配置して、加熱および加圧することで、第1金属層220、基材100および第2金属層230を有する積層体200A(図2A参照)を製造することができる。この積層体200Aの第1金属層220に粘着剤を介して光透過樹脂フィルム210を貼付し、積層体200Aの第2金属層230に粘着剤を介して光吸収樹脂フィルム240を貼付することで、光透過樹脂フィルム210、第1金属層220、基材100、第2金属層230および光吸収樹脂フィルム240を有する積層体200B(図2B参照)を製造することができる。
As described above, for example, a plurality of prepregs obtained by impregnating the
(第2工程)
第2工程では、第1工程で準備した積層体200Aまたは積層体200Bにレーザー光を照射して積層体200Aまたは積層体200Bを加工する。具体的には、積層体200Aを加工する場合は、第2金属層230側から積層体200Aにレーザー光を照射して積層体200Aを加工する。これにより、第1金属層220、基材100および第2金属層230が加工され、加工面(新たな側面)が形成される。また、積層体200Bを加工する場合は、光吸収樹脂フィルム240側から積層体200Bにレーザー光を照射して積層体200Bを加工する。これにより、第1金属層220、基材100、第2金属層230および光吸収樹脂フィルム240が加工され、加工面(新たな側面)が形成される。
(Second step)
In the second step, the
第2工程における加工態様は、特に限定されない。たとえば、レーザー光を直線または曲線に沿って走査することで、積層体200Aまたは積層体200Bを切断してもよい。この場合、加工面は、新たに形成された切断面である。また、特定の領域を取り囲むようにレーザー光を走査することで積層体200Aまたは積層体200Bの特定の領域をくり抜いて、任意の大きさおよび形状の貫通孔を形成してもよい。この場合、加工面は、新たに形成された貫通孔の内側面である。いずれの場合であっても、加工面には、少なくとも第1金属層220の断面、基材100の断面および第2金属層230の断面が含まれる。また、基材100の断面には、複数の樹脂層112の断面および複数のガラスクロス120の断面が含まれる。この後説明するように、加工面ではガラスクロス120がレーザー加工時の熱で溶融変形している。
The processing mode in the second step is not particularly limited. For example, the
図3A~Cは、積層体200Bに、貫通孔として長穴を形成する工程の一例を説明するための模式図である。 3A to 3C are schematic diagrams for explaining an example of a process of forming elongated holes as through holes in the laminate 200B.
図3Aに示されるように、光吸収樹脂フィルム240側から積層体200Bにレーザー光300を照射しながら、レーザー光300の集光点と積層体200Bとの相対的な位置を変える。このとき、レーザー光300の集光点は、基材100の内部に位置し、かつ形成しようとする長穴の外縁予定ラインに沿って複数周に亘り走査される。このようにレーザー光300を複数周走査することで、図3Bに示されるように、光吸収樹脂フィルム240の表面から第1金属層220の光透過樹脂フィルム210側の面に達する溝310が形成され、長穴320が形成される。レーザー光300による加工幅、つまり溝310の幅は、例えば10~30μmである。前述のとおり、光吸収樹脂フィルム240は、レーザー光300により加工されるが、光透過樹脂フィルム210は、レーザー光300により実質的に加工されない。このため、溝310は、光透過樹脂フィルム210を貫通せず、溝310に取り囲まれた部分は、周囲と同様に光透過樹脂フィルム210により保持される。したがって、図3Bに示されるように、溝310に取り囲まれた部分は、長穴320の中に残っている。
As shown in FIG. 3A, while irradiating the laminate 200B with the
この後、図3Cに示されるように、光透過樹脂フィルム210を第1金属層220から剥離することで、長穴320内に取り残された部分を除去することができる。また、デブリやドロスなどが付着した光吸収樹脂フィルム240を第2金属層230から剥離することで、清浄な第2金属層230を露出させることができる。
After that, as shown in FIG. 3C, by peeling the light-transmitting
図3A~Cの例では、長穴を1つ形成したが、貫通孔の形状および数は特に限定されない。たとえば、1つの積層体200Aまたは積層体200Bに、その長軸が互いに平行になるように複数の長穴を形成してもよい。なお、本明細書において「長穴」とは、開口部において、第1の方向の長さと、前記第1の方向に直交する方向の長さとが異なる貫通孔をいう。たとえば、長穴は、開口部の長手方向の長さが短手方向の長さの2倍以上の貫通孔であり、好ましくは開口部の長手方向の長さが短手方向の長さの3倍以上の貫通孔である。もちろん、貫通孔の開口部の形状は、円形や矩形などであってもよいし、より複雑な形状であってもよい。
In the example of FIGS. 3A to 3C, one long hole is formed, but the shape and number of through holes are not particularly limited. For example, a plurality of long holes may be formed in one
上記のように積層体200A,200Bに対して適切にレーザー加工を行えば、貫通孔(例えば長穴)の一方の開口部の長手方向の大きさと他方の開口部の長手方向の大きさとの差を20μm以下とし、貫通孔(例えば長穴)の一方の開口部の短手方向の大きさと他方の開口部の短手方向の大きさとの差も20μm以下とすることができる。すなわち、積層体200A,200Bの面方向に対して加工面が略垂直となるように貫通孔を形成することができる。
If the
また、レーザー光300の集光点の位置も図3Aに示す位置に限定されない。たとえば、レーザー光300の集光点は、長穴320の外縁予定ライン上を走査されてもよいし、外縁予定ラインの内側を外縁予定ラインと略平行に走査されてもよい。また、積層体200A,200Bの厚み方向についてのレーザー光300の集光点の位置(深さ)は、加工の進行度に関係なく一定であってもよいし、加工の進行度に応じて変化してもよい。
Also, the position of the focal point of the
レーザー光300の種類は、特に限定されない。レーザー光300の例には、連続発振(CW)レーザー光、連続発振レーザー光を変調したレーザー光(CWMレーザー光)、パルスレーザー光などが含まれる。加工品質の観点からは、レーザー光300はパルスレーザー光であることが好ましい。また、レーザー光300の波長は、積層体200A,200Bに適切に溝310を形成することができれば特に限定されない。基材100の加工部における好ましくない熱的損傷の発生を抑制する観点からは、レーザー光300の波長は、250~2000nmの範囲内であることが好ましく、250~1500nmの範囲内であることがより好ましい。また、レーザー光300がパルスレーザー光である場合、レーザー光300のパルス幅は、積層体200A,200Bに適切に溝310を形成することができれば特に限定されない。加工品質を向上させる観点からは、レーザー光300のパルス幅は、10ピコ秒~100ナノ秒の範囲内であることが好ましい。たとえば、レーザー光300は、発振波長355nmまたは1064nmのピコ秒パルスレーザー光である。
The type of
レーザー光300がパルスレーザー光である場合、パルスレーザー光の出力および繰り返し周波数は、積層体200A,200Bに適切に溝310を形成することができれば特に限定されない。加工速度を高速化する観点からは、パルスレーザー光の出力は、10~50Wであることが好ましいが、10~200Wとすることもできる。また、加工品質を向上させる観点からは、パルスレーザー光の繰り返し周波数は、1000~5000kHzであることが好ましい。
When the
レーザー光300の走査速度は、特に限定されないが、加工速度および加工品質を両立する観点からは、レーザー光300の走査速度は、1000~5000mm/sであることが好ましい。また、1つの加工部あたりのレーザー光300の走査回数は、所望の深さの溝310を形成することができれば特に限定されず、積層体200A,200Bを構成する材料やレーザー光300の出力などに応じて適宜設定されうる。
Although the scanning speed of the
図3A~Cに示される例では、溝310の内側面および長穴320の内側面は、いずれも上記加工面に相当する。レーザー加工時には加工部が一時的に高温になるため、基材100の樹脂層112およびガラスクロス120も高温の影響を受ける。具体的には、基材100の加工面を観察すると、樹脂層112の一部が変色していたり、ガラスクロス120が溶融変形したりしている。これらの点から、積層体200A,200Bの加工面(側面)を観察すれば、その面がレーザー加工により形成されたものなのか、それ以外の方法(例えばブレードなどを用いた機械加工)により形成されたものなのかは区別できる。
In the example shown in FIGS. 3A to 3C, both the inner side surface of the
なお、本実施の形態に係る積層体200A,200Bでは、ガラスクロス120を複数層配置する代わりにガラスクロス120を薄くしているため、レーザー光の出力を過剰に高めることなく積層体200A,200Bを加工することができる。したがって、適切な条件で加工すれば、加工面において樹脂層112が激しく焦げてしまったり、元の形状がわからなくなるほどガラスクロス120が溶融変形してしまったりするということはない。
In addition, in the
適切な条件で加工した場合であっても、図4Aに示されるように、基材100の加工面では、ガラスクロス120を構成する各繊維が溶融して互いに結合するなどして、ガラスクロス120は溶融変形する。しかしながら、適切な条件で加工すれば、図4Bに示されるように、溶融したガラスが樹脂層112の大部分を被覆してしまうようなことはない。なお、これらの加工面のガラスクロスの溶融変形部をやすりなどで研磨して除去すると、図4Cに示されるように、本来のガラスクロス120の位置を確認できる。適切な条件で加工した場合、図4Aに示されるレーザー加工後の加工面におけるガラスクロスの面積比率と、図4Cに示されるガラスクロスの溶融変形部を除去した後のガラスクロスの面積比率とは、大きく変わらない。より具体的には、レーザー加工後の加工面におけるガラスクロスの面積比率は、ガラスクロスの溶融変形部のみを研磨して除去した後のガラスクロスの面積比率の割合に対して120~180%の範囲内となる。加工面におけるガラスクロスの面積比率は、加工面の写真を画像解析することで算出されうる。
Even when processed under appropriate conditions, as shown in FIG. melts and deforms. However, if processed under appropriate conditions, the molten glass will not cover most of the
また、上記の方法において適切な条件で加工した場合、全体として滑らかな加工面が形成される。より具体的には、レーザー加工後の加工面の、JIS B0601:2013(ISO 4287:1997)に準拠する最大高さ粗さRzは、35μm以下となる。 In addition, when the above method is processed under appropriate conditions, a smooth processed surface is formed as a whole. More specifically, the processed surface after laser processing has a maximum height roughness Rz conforming to JIS B0601:2013 (ISO 4287:1997) of 35 μm or less.
(第3工程)
任意工程である第3工程では、第2工程で形成された加工面にめっきを施す。たとえば、図3A~Cに示されるように貫通孔(長穴)を形成した場合、貫通孔の内側面にめっきを施す。この工程により、貫通孔内側面上のめっき層を介して第1金属層220と第2金属層230とを電気的に接続することができる。
(Third step)
In the optional third step, the processed surface formed in the second step is plated. For example, when a through hole (long hole) is formed as shown in FIGS. 3A to 3C, the inner surface of the through hole is plated. By this step, the
加工面にめっきを施す方法は、特に限定されず、公知の方法から適宜選択すればよい。また、めっきする金属の種類も、特に限定されず、目的などに応じて適宜選択すればよい。たとえば、加工面に無電解銅めっきを施した後、さらに電解銅めっきを施すことで、加工面の上に所定の厚みの銅めっき層を形成することができる。 The method of plating the processed surface is not particularly limited, and may be appropriately selected from known methods. Also, the type of metal to be plated is not particularly limited, and may be appropriately selected according to the purpose. For example, after applying electroless copper plating to the processed surface, further electrolytic copper plating can be applied to form a copper plating layer having a predetermined thickness on the processed surface.
なお、上記の手順で製造されたレーザー加工品において、第1金属層220および/または第2金属層230の上には、これらの金属層をエッチングする際に必要となるドライフィルムが貼られていてもよい。
In the laser-processed product manufactured by the above procedure, a dry film necessary for etching these metal layers is attached on the
以上のとおり、本実施の形態に係るレーザー加工品の製造方法では、1層の厚いガラスクロスではなく複数層の薄いガラスクロス120を有する基材100を含む積層体200A,200Bを加工対象とするため、レーザー光の出力を過度に高めることなく積層体200A,200Bを加工することが可能である。したがって、加工面においてガラスクロスが過度に溶融変形してしまうということはなく、加工品質が高いレーザー加工品を提供することが可能である。
As described above, in the method for manufacturing a laser-processed product according to the present embodiment, the
以下、本発明について実施例を参照して詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited by these examples.
加工対象物として、ガラスエポキシ基板(厚み300μm)の両面に銅箔(厚み5μm)を貼り付けた、ガラスエポキシ銅張積層板を準備した。ガラスエポキシ銅張積層板の中には、3層のガラスクロス(厚み90μm、線膨張係数3.5×10-6/℃)が樹脂層(厚み10μm)と交互になるように配置されていた。ガラスエポキシ銅張積層板中の樹脂の割合は、55質量%であった。 As an object to be processed, a glass-epoxy copper-clad laminate was prepared by attaching copper foil (5 μm in thickness) to both sides of a glass-epoxy substrate (300 μm in thickness). In the glass epoxy copper-clad laminate, three layers of glass cloth (thickness: 90 μm, linear expansion coefficient: 3.5×10 −6 /° C.) were arranged alternately with resin layers (thickness: 10 μm). . The proportion of resin in the glass-epoxy copper-clad laminate was 55% by mass.
このガラスエポキシ銅張積層板にパルスレーザー光(波長:355nm、パルス幅:2ns、出力:30W)を照射して、長穴(長手方向の長さ:3mm、短手方向の長さ:1.8mm)を形成した。加工条件は以下のとおりである。「スポット径」とは、中心部に対して光強度が1/e2までの範囲の直径を意味する。
波長:355nm
パルス幅:2ns
出力:30W
パルスエネルギー:15μJ
繰り返し周波数:2000kHz
集光点の位置:表側の銅層の表面から100μm
表側の銅箔の表面におけるスポット径:10.5μm
表側の銅箔の表面におけるフルエンス:18J/cm2
集光点におけるスポット径:5.6μm
集光点におけるフルエンス:61J/cm2
走査速度:2000mm/s
走査周数:60周
A pulsed laser beam (wavelength: 355 nm, pulse width: 2 ns, output: 30 W) was applied to this glass-epoxy copper-clad laminate to form an oblong hole (length in the longitudinal direction: 3 mm, length in the lateral direction: 1.5 mm). 8 mm). Processing conditions are as follows. By "spot diameter" is meant a diameter in the range of light intensity up to 1 /e2 with respect to the center.
Wavelength: 355nm
Pulse width: 2ns
Output: 30W
Pulse energy: 15 μJ
Repetition frequency: 2000 kHz
Position of converging point: 100 μm from the surface of the copper layer on the front side
Spot diameter on the surface of the copper foil on the front side: 10.5 μm
Fluence on the surface of the front copper foil: 18 J/cm 2
Spot diameter at focal point: 5.6 μm
Fluence at focal point: 61 J/cm 2
Scanning speed: 2000mm/s
Scanning laps: 60 laps
形成された長穴の長手方向に沿う内側面(加工面)を観察して、加工面におけるガラスクロスの面積比率を測定した。その後、この加工面をやすりで軽く研磨して、ガラスクロスの溶融変形している部分を除去し、再度加工面におけるガラスクロスの面積比率を測定した。 The inner surface (processed surface) along the longitudinal direction of the formed elongated hole was observed to measure the area ratio of the glass cloth on the processed surface. Thereafter, the processed surface was lightly ground with a file to remove the melted and deformed portion of the glass cloth, and the area ratio of the glass cloth on the processed surface was measured again.
図5Aは、レーザー加工後の加工面の第1の領域の写真である。図5Bは、レーザー加工後の加工面の第2の領域の写真である。図5Cは、レーザー加工後の加工面の第3の領域の写真である。図5Dは、レーザー加工後の加工面の第4の領域の写真である。 FIG. 5A is a photograph of the first region of the processed surface after laser processing. FIG. 5B is a photograph of the second region of the processed surface after laser processing. FIG. 5C is a photograph of the third region of the processed surface after laser processing. FIG. 5D is a photograph of the fourth region of the processed surface after laser processing.
これらの図に示されるように、各加工面では、ガラスクロスの一部が溶融していたが、変形量は大きくなかった。また、いずれの領域においても、レーザー加工後の加工面におけるガラスクロスの面積比率は、当該加工面のガラスクロスの溶融変形部を研磨して除去した後の加工面におけるガラスクロスの面積比率の割合に対して120~180%の範囲内であった。なお、ガラスクロスを含む樹脂基板をブレードなどを用いた機械加工により加工した場合は、ガラスクロスが実質的に溶融しないため、加工面におけるガラスクロスの面積比率は、加工面を研磨してもほとんど変わらない。すなわち、機械加工後の加工面におけるガラスクロスの面積比率は、当該加工面のガラスクロスの端部を研磨して除去した後の加工面におけるガラスクロスの面積比率の割合に対して概ね100%である。 As shown in these figures, on each processed surface, a portion of the glass cloth was melted, but the amount of deformation was not large. Further, in any region, the area ratio of the glass cloth on the processed surface after laser processing is the ratio of the area ratio of the glass cloth on the processed surface after removing the melted and deformed portion of the glass cloth on the processed surface by polishing. It was in the range of 120-180% with respect to When a resin substrate containing glass cloth is machined using a blade or the like, the glass cloth does not substantially melt. does not change. That is, the area ratio of the glass cloth on the processed surface after machining is approximately 100% with respect to the ratio of the area ratio of the glass cloth on the processed surface after polishing and removing the end portion of the glass cloth on the processed surface. be.
本発明の一実施の形態に係るレーザー加工品の製造方法は、例えば半導体素子の製造などに適用することができる。 A method for manufacturing a laser-processed product according to an embodiment of the present invention can be applied to, for example, the manufacture of semiconductor elements.
100 基材
110 樹脂
112 樹脂層
120 ガラスクロス
200A、200B 積層体
210 光透過樹脂フィルム
220 第1金属層
230 第2金属層
240 光吸収樹脂フィルム
300 レーザー光
310 溝
320 長穴
REFERENCE SIGNS
Claims (8)
前記光吸収樹脂フィルム側から前記積層体にレーザー光を照射して前記積層体を加工する工程と、を有し、
前記基材は、線膨張係数が8×10-6/℃以下のガラスクロスを複数層含み、かつ樹脂の割合が40~70質量%である、厚みが200μm以上の樹脂複合材料であり、
前記光透過樹脂フィルムの前記レーザー光の発振波長の光の透過率は、75%以上であり、
前記光吸収樹脂フィルムの前記レーザー光の発振波長の光の吸収率は、30%以上であり、
前記レーザー光は、出力が10~200Wかつ繰り返し周波数が1000~5000kHzのパルスレーザー光であり、前記積層体を加工する工程では1000~5000mm/sの速度で走査され、
前記積層体を加工する工程で形成された前記積層体の加工面における前記ガラスクロスの面積比率は、当該加工面の前記ガラスクロスの溶融変形部を研磨して除去した後の加工面における前記ガラスクロスの面積比率に対して120~180%の範囲内である、
レーザー加工品の製造方法。 preparing a laminate in which a light-transmitting resin film, a first metal layer, a substrate, a second metal layer and a light-absorbing resin film are laminated in this order;
and processing the laminate by irradiating the laminate with a laser beam from the light-absorbing resin film side,
The base material is a resin composite material having a thickness of 200 μm or more, which includes a plurality of layers of glass cloth having a linear expansion coefficient of 8×10 −6 /° C. or less and a resin ratio of 40 to 70% by mass,
The transmittance of the light of the oscillation wavelength of the laser light of the light-transmitting resin film is 75% or more,
The light absorption rate of the light absorption resin film at the oscillation wavelength of the laser light is 30% or more ,
The laser beam is a pulse laser beam having an output of 10 to 200 W and a repetition frequency of 1000 to 5000 kHz, and is scanned at a speed of 1000 to 5000 mm / s in the step of processing the laminate,
The area ratio of the glass cloth on the processed surface of the laminate formed in the process of processing the laminate is the glass on the processed surface after the melt-deformed portion of the glass cloth on the processed surface is removed by polishing. Within the range of 120 to 180% with respect to the area ratio of the cloth,
A method for manufacturing a laser-processed product.
前記積層体にレーザー光を照射して前記積層体を加工する工程と、を有し、
前記基材は、線膨張係数が8×10-6/℃以下で厚みが30~95μmのガラスクロスと、厚みが5~50μmの樹脂層とが交互に積層されている、厚みが200μm以上の樹脂複合材料であり、
前記レーザー光は、出力が10~200Wかつ繰り返し周波数が1000~5000kHzのパルスレーザー光であり、前記積層体を加工する工程では1000~5000mm/sの速度で走査され、
前記積層体を加工する工程で形成された前記積層体の加工面における前記ガラスクロスの面積比率は、当該加工面の前記ガラスクロスの溶融変形部を研磨して除去した後の加工面における前記ガラスクロスの面積比率に対して120~180%の範囲内である、
レーザー加工品の製造方法。 preparing a laminate in which a first metal layer, a substrate and a second metal layer are laminated in this order;
and processing the laminate by irradiating the laminate with a laser beam,
The base material has a thickness of 200 μm or more, in which a glass cloth having a linear expansion coefficient of 8×10 −6 /° C. or less and a thickness of 30 to 95 μm and a resin layer having a thickness of 5 to 50 μm are alternately laminated. is a resin composite material,
The laser beam is a pulse laser beam having an output of 10 to 200 W and a repetition frequency of 1000 to 5000 kHz, and is scanned at a speed of 1000 to 5000 mm / s in the step of processing the laminate,
The area ratio of the glass cloth on the processed surface of the laminate formed in the process of processing the laminate is the glass on the processed surface after the melt-deformed portion of the glass cloth on the processed surface is removed by polishing. Within the range of 120 to 180% with respect to the area ratio of the cloth,
A method for manufacturing a laser-processed product.
前記基材の厚みは、500μm以下である、
請求項1または請求項2に記載のレーザー加工品の製造方法。 The base material has three or more layers of the glass cloth,
The thickness of the base material is 500 μm or less,
The method for producing a laser-processed product according to claim 1 or 2 .
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