JP7405779B2 - 超高速レーザを使用した回路板材料のパターン形成および除去 - Google Patents
超高速レーザを使用した回路板材料のパターン形成および除去 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7405779B2 JP7405779B2 JP2020572751A JP2020572751A JP7405779B2 JP 7405779 B2 JP7405779 B2 JP 7405779B2 JP 2020572751 A JP2020572751 A JP 2020572751A JP 2020572751 A JP2020572751 A JP 2020572751A JP 7405779 B2 JP7405779 B2 JP 7405779B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- conductive material
- pulse
- longer
- laser radiation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title description 13
- 238000000059 patterning Methods 0.000 title description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 67
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 57
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 54
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 18
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 16
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 5
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims description 4
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 37
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 18
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 17
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 17
- 230000008569 process Effects 0.000 description 15
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 13
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 10
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 8
- 239000011162 core material Substances 0.000 description 6
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 3
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 2
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 2
- NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N ytterbium Chemical compound [Yb] NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 ABF Polymers 0.000 description 1
- 239000011188 CEM-1 Substances 0.000 description 1
- 239000011190 CEM-3 Substances 0.000 description 1
- 101100257127 Caenorhabditis elegans sma-2 gene Proteins 0.000 description 1
- 229910052692 Dysprosium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052689 Holmium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052775 Thulium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002679 ablation Methods 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000012993 chemical processing Methods 0.000 description 1
- 231100000481 chemical toxicant Toxicity 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- KBQHZAAAGSGFKK-UHFFFAOYSA-N dysprosium atom Chemical compound [Dy] KBQHZAAAGSGFKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N erbium Chemical compound [Er] UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000005283 ground state Effects 0.000 description 1
- KJZYNXUDTRRSPN-UHFFFAOYSA-N holmium atom Chemical compound [Ho] KJZYNXUDTRRSPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012811 non-conductive material Substances 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920001690 polydopamine Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N praseodymium atom Chemical compound [Pr] PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/0011—Working of insulating substrates or insulating layers
- H05K3/0017—Etching of the substrate by chemical or physical means
- H05K3/0026—Etching of the substrate by chemical or physical means by laser ablation
- H05K3/0032—Etching of the substrate by chemical or physical means by laser ablation of organic insulating material
- H05K3/0038—Etching of the substrate by chemical or physical means by laser ablation of organic insulating material combined with laser drilling through a metal layer
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/0011—Working of insulating substrates or insulating layers
- H05K3/0017—Etching of the substrate by chemical or physical means
- H05K3/0026—Etching of the substrate by chemical or physical means by laser ablation
- H05K3/0032—Etching of the substrate by chemical or physical means by laser ablation of organic insulating material
- H05K3/0035—Etching of the substrate by chemical or physical means by laser ablation of organic insulating material of blind holes, i.e. having a metal layer at the bottom
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/062—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam
- B23K26/0622—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam by shaping pulses
- B23K26/0624—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam by shaping pulses using ultrashort pulses, i.e. pulses of 1ns or less
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/035—Aligning the laser beam
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/0604—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by a combination of beams
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/073—Shaping the laser spot
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/352—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment
- B23K26/355—Texturing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/38—Removing material by boring or cutting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/38—Removing material by boring or cutting
- B23K26/382—Removing material by boring or cutting by boring
- B23K26/386—Removing material by boring or cutting by boring of blind holes
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/0011—Working of insulating substrates or insulating layers
- H05K3/0055—After-treatment, e.g. cleaning or desmearing of holes
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/02—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding
- H05K3/027—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding the conductive material being removed by irradiation, e.g. by photons, alpha or beta particles
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/40—Forming printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
- H05K3/42—Plated through-holes or plated via connections
- H05K3/421—Blind plated via connections
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/46—Manufacturing multilayer circuits
- H05K3/4644—Manufacturing multilayer circuits by building the multilayer layer by layer, i.e. build-up multilayer circuits
- H05K3/4652—Adding a circuit layer by laminating a metal foil or a preformed metal foil pattern
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/03—Use of materials for the substrate
- H05K1/0313—Organic insulating material
- H05K1/0353—Organic insulating material consisting of two or more materials, e.g. two or more polymers, polymer + filler, + reinforcement
- H05K1/0366—Organic insulating material consisting of two or more materials, e.g. two or more polymers, polymer + filler, + reinforcement reinforced, e.g. by fibres, fabrics
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
- H05K2203/05—Patterning and lithography; Masks; Details of resist
- H05K2203/0548—Masks
- H05K2203/0554—Metal used as mask for etching vias, e.g. by laser ablation
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
- H05K2203/10—Using electric, magnetic and electromagnetic fields; Using laser light
- H05K2203/107—Using laser light
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
- H05K2203/10—Using electric, magnetic and electromagnetic fields; Using laser light
- H05K2203/107—Using laser light
- H05K2203/108—Using a plurality of lasers or laser light with a plurality of wavelengths
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
- Manufacturing Of Printed Circuit Boards (AREA)
Description
PCBトレースおよびバイアの製造のための現在の方法は、毒性の化学処理および複数の時間のかかるステップを必要とする。この新しい方法は、2ステップのプロセスを使用する。図1Bに示されるように、導電材料層上にトレース105のパターンを規定するために、超高速パルスレーザ放射104が使用される。ここで使用される超高速パルスレーザ放射104は、100フェムト秒(fsec)から100ピコ秒(ps)のパルス持続期間を有するレーザのことをいうことができる。超高速パルスレーザ104は、350ナノメートルから5マイクロメートルの範囲の波長を有する、UVから赤外線(IR)パルスレーザであってよい。例として、限定しないが、超高速パルスレーザ104は、約1μmの波長および2~3ピコ秒のパルス持続期間によって特徴づけられるレーザパルスを作ることが可能なIRレーザであってよい。例として、限定しないが、IRレーザは、IPG photonics製のYLPP-25-3-50イッテルビウムピコ秒ファイバレーザなどといったYbピコ秒パルスレーザであってよい。
バイアとは、PCBの1つの導電層から別の導電層への孔である。一般的には、バイアは、導電材料でバイアの側面をコーティングすることまたはバイアの孔を満たすことによって、2つの層を電気的に結合する。図2Aに示されるように、バイアの製造は、最初に、導電材料層101と、絶縁層102によって分離される第2の導電材料層201を有する両面PCBまたは多面PCBで開始する。超高速パルスレーザは、ブランク銅板PCBの表面位置に照射し(203)、バイアのための暗いまたは黒いパターン204を作成する。上で議論したように、暗いまたは黒いパターンは、より長い波長の放射に対する導電材料の、吸収率を増加させ、反射率を減少させる。
本開示の一態様による回路トレースおよびマイクロバイアの製造のための方法は、図3に示されたような2レーザシステムを使用して実装することができる。2レーザシステムは、超高速パルスレーザ303およびより長い期間でより長い波長のレーザ301を備えることができる。レーザとは、放射の誘導放出による光の増幅(light amplification by stimulated emission of radiation)の頭字語である。レーザは、2つの反射面により形成される光学的共振空洞である。反射面のうちの1つは、そこに当たる放射の少量が出ることを許可する。空洞は、利得媒体と呼ばれることがあるレーザ生成可能材料を含む。利得媒体は、たとえば光または放電によってポンピングすることによって、準安定状態に励起することが可能な原子を含む、結晶、ガラス、液体、半導体、染料、または気体といった任意の好適な材料であってよい。原子が基底状態へと戻るとき、原子によって準安定状態から光が放出される。光の放出は、通過する光子の存在によって誘導され、通過する光子によって、放出される光子が誘導光子と同じ位相および方向を有するようになされる。光(ここでは、誘導放射と呼ばれる)は、空洞内で発振する。
102 ビルドアップ層、絶縁層、基板
103 コア材料層、コア
104 超高速パルスレーザ放射
105 トレース、表面位置、表面、黒い区域、暗いまたは黒いパターン
106 より長い波長のレーザ
108 暗いまたは黒いパターン
201 第2の導電材料
202 絶縁またはビルドアップ層
204 暗いまたは黒いパターン
205 より長い波長のレーザ
207 小さい孔
209 より長い期間でより長い波長のレーザ放射
211 放射
301 より長い期間でより長い波長のレーザ
302 放射
303 超高速パルスレーザ
304 超高速パルス放射
305 光学系
306 工作物
307 ステージ
308 レーザコントローラ
Claims (28)
- (a)レーザ放射の1つまたは複数の超高速パルスにより導電材料の表面位置を暗くするステップと、
(b)レーザ放射の1つまたは複数のより長い期間のパルスにより前記表面位置における前記導電材料を取り除くステップと、
を含む、プリント回路を製造するための方法。 - (c)レーザ放射の1つまたは複数の追加のより長い期間のパルスにより前記表面位置における絶縁層を取り除くステップと、
(d)レーザ放射の1つまたは複数のさらにより長い期間のパルスにより前記絶縁層の下の第2の導電材料をきれいにするステップと、
をさらに含む、請求項1に記載の方法。 - 前記第2の導電材料をきれいにするステップが、前記表面位置において前記第2の導電材料に結合される絶縁材料を除去する、請求項2に記載の方法。
- きれいにするステップが、前記第2の導電材料のスミアを取り除き、または研磨する、請求項2に記載の方法。
- (c)において前記絶縁層を取り除くステップが、前記導電材料から前記絶縁層を通って前記第2の導電材料への孔を形成する、請求項2に記載の方法。
- 前記導電材料と前記第2の導電材料とを電気的に結合するために、前記孔の内壁を第3の導電材料でめっきするステップをさらに含む、請求項5に記載の方法。
- 前記導電材料および前記第2の導電材料が、同じ金属からなる、請求項2に記載の方法。
- 前記導電材料、前記第2の導電材料、および前記第3の導電材料が、同じ金属からなる、請求項6に記載の方法。
- 前記表面位置が、回路トレースを含む、請求項1に記載の方法。
- レーザ放射の前記超高速パルスが、100fsから100psの範囲のパルス期間によって特徴づけられる、請求項1に記載の方法。
- 前記パルス期間が、2~3ピコ秒である、請求項10に記載の方法。
- レーザ放射の前記超高速パルスが、近赤外線レーザ放射のパルスである、請求項1に記載の方法。
- 前記近赤外線レーザ放射が、1μmの波長によって特徴づけられる、請求項12に記載の方法。
- レーザ放射の前記超高速パルスが、10MWより大きいピーク電力によって特徴づけられる、請求項1に記載の方法。
- レーザ放射の前記1つまたは複数のより長い期間のパルスが、中赤外線の波長によって特徴づけられる、請求項1に記載の方法。
- レーザ放射の前記1つまたは複数のより長い期間のパルスが、9μmから20μmの範囲の波長によって特徴づけられる、請求項15に記載の方法。
- 前記暗くするステップが、IR放射に対する前記導電材料の吸収率を増加させる、請求項1に記載の方法。
- 前記暗くするステップが、前記導電材料の前記表面位置上のナノ構造の隆起の作成を含む、請求項1に記載の方法。
- プリント回路を製造するための装置であって、
超高速パルスレーザと、
より長いパルス期間でより長い波長のパルスレーザと、
前記超高速パルスレーザおよび前記より長いパルス期間でより長い波長のパルスレーザに動作可能に結合され、方法を実施するように構成されるレーザコントローラと、
を備え、前記方法が、
(a)前記超高速パルスレーザにより導電材料の表面位置を暗くするステップと、
(b)前記より長い波長でより長いパルス期間のレーザにより前記表面位置における前記導電材料を取り除くステップと、
を含む、装置。 - レーザ放射の超高速パルスが、100fsから100ピコ秒の範囲のパルス期間によって特徴づけられる、請求項19に記載の装置。
- 前記パルス期間が、3ピコ秒である、請求項19に記載の装置。
- レーザ放射の超高速パルスが、近赤外線レーザ放射のパルスである、請求項19に記載の装置。
- 前記近赤外線レーザ放射が、1μmの波長によって特徴づけられる、請求項22に記載の装置。
- レーザ放射の超高速パルスが、10MWより大きいピーク電力によって特徴づけられる、請求項19に記載の装置。
- レーザ放射の1つまたは複数の前記より長い期間のパルスが、中赤外線の波長によって特徴づけられる、請求項19に記載の装置。
- レーザ放射の1つまたは複数の前記より長い期間のパルスがCO2レーザによって生成される、請求項25に記載の装置。
- 前記超高速パルスレーザおよび前記より長いパルス期間でより長い波長のパルスレーザをスキャンするためのレーザ光学系をさらに備える、請求項19に記載の装置。
- 工作物を保持し、前記工作物をレーザに対して移動させるための工作物ステージをさらに備える、請求項19に記載の装置。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US16/024,224 | 2018-06-29 | ||
US16/024,224 US11064611B2 (en) | 2018-06-29 | 2018-06-29 | Patterning and removal of circuit board material using ultrafast lasers |
PCT/US2019/029457 WO2020005379A1 (en) | 2018-06-29 | 2019-04-26 | Patterning and removal of circuit board material using ultrafast lasers |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021528864A JP2021528864A (ja) | 2021-10-21 |
JP7405779B2 true JP7405779B2 (ja) | 2023-12-26 |
Family
ID=68987410
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020572751A Active JP7405779B2 (ja) | 2018-06-29 | 2019-04-26 | 超高速レーザを使用した回路板材料のパターン形成および除去 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11064611B2 (ja) |
JP (1) | JP7405779B2 (ja) |
KR (1) | KR20210015918A (ja) |
CN (1) | CN112369130A (ja) |
TW (1) | TWI703001B (ja) |
WO (1) | WO2020005379A1 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020036694A1 (en) * | 2018-08-16 | 2020-02-20 | Applied Materials, Inc. | Photomask laser etch |
KR20210111501A (ko) * | 2020-03-03 | 2021-09-13 | 삼성전기주식회사 | 인쇄회로기판 및 이를 포함하는 디스플레이 모듈 |
US20220234142A1 (en) * | 2021-01-28 | 2022-07-28 | General Electric Company | Laser ablation seal slot machining |
CN113478107B (zh) * | 2021-08-08 | 2023-06-16 | 西安瑞特三维科技有限公司 | 一种飞秒激光切割电子增材线路板的方法 |
CN113950197A (zh) * | 2021-09-07 | 2022-01-18 | 德中(天津)技术发展股份有限公司 | 一种在裸板制作阶段进行通断检验的电路板制造方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003133690A (ja) | 2001-10-26 | 2003-05-09 | Matsushita Electric Works Ltd | 超短パルスレーザを用いた回路形成方法 |
JP2004296742A (ja) | 2003-03-26 | 2004-10-21 | Matsushita Electric Works Ltd | セラミックス回路基板の回路形成方法 |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5166493A (en) | 1989-01-10 | 1992-11-24 | Canon Kabushiki Kaisha | Apparatus and method of boring using laser |
GB2286787A (en) * | 1994-02-26 | 1995-08-30 | Oxford Lasers Ltd | Selective machining by dual wavelength laser |
US5895581A (en) * | 1997-04-03 | 1999-04-20 | J.G. Systems Inc. | Laser imaging of printed circuit patterns without using phototools |
US5925206A (en) | 1997-04-21 | 1999-07-20 | International Business Machines Corporation | Practical method to make blind vias in circuit boards and other substrates |
JP2000077853A (ja) * | 1998-09-03 | 2000-03-14 | Ibiden Co Ltd | 多層プリント配線板の製造方法 |
JP4373596B2 (ja) | 2000-10-06 | 2009-11-25 | 日立ビアメカニクス株式会社 | プリント基板の加工方法 |
TW503143B (en) | 2000-10-06 | 2002-09-21 | Hitachi Via Mechanics Ltd | Method and apparatus for drilling printed wiring boards |
JP2004223533A (ja) * | 2003-01-21 | 2004-08-12 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | レーザ加工方法 |
CN1882408A (zh) * | 2003-10-24 | 2006-12-20 | 电子科学工业公司 | 对局部加热的目标材料的激光加工 |
US7602822B2 (en) * | 2004-09-28 | 2009-10-13 | Hitachi Via Mechanics, Ltd | Fiber laser based production of laser drilled microvias for multi-layer drilling, dicing, trimming of milling applications |
US7169687B2 (en) | 2004-11-03 | 2007-01-30 | Intel Corporation | Laser micromachining method |
US7528342B2 (en) | 2005-02-03 | 2009-05-05 | Laserfacturing, Inc. | Method and apparatus for via drilling and selective material removal using an ultrafast pulse laser |
JP5025158B2 (ja) * | 2006-04-27 | 2012-09-12 | 日立造船株式会社 | レーザ加工方法及び装置 |
US7605343B2 (en) * | 2006-05-24 | 2009-10-20 | Electro Scientific Industries, Inc. | Micromachining with short-pulsed, solid-state UV laser |
US8116341B2 (en) | 2007-05-31 | 2012-02-14 | Electro Scientific Industries, Inc. | Multiple laser wavelength and pulse width process drilling |
CN104584343B (zh) * | 2012-05-30 | 2018-09-25 | Ipg光子公司 | 制造激光二极管基座的激光烧蚀工艺和激光二极管单元 |
US10537027B2 (en) * | 2013-08-02 | 2020-01-14 | Orbotech Ltd. | Method producing a conductive path on a substrate |
EP3110592B1 (en) * | 2014-02-28 | 2020-01-15 | IPG Photonics Corporation | Multple-laser distinct wavelengths and pulse durations processing |
-
2018
- 2018-06-29 US US16/024,224 patent/US11064611B2/en active Active
-
2019
- 2019-04-26 WO PCT/US2019/029457 patent/WO2020005379A1/en active Application Filing
- 2019-04-26 KR KR1020207037524A patent/KR20210015918A/ko not_active Application Discontinuation
- 2019-04-26 CN CN201980043885.4A patent/CN112369130A/zh active Pending
- 2019-04-26 JP JP2020572751A patent/JP7405779B2/ja active Active
- 2019-05-14 TW TW108116551A patent/TWI703001B/zh active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003133690A (ja) | 2001-10-26 | 2003-05-09 | Matsushita Electric Works Ltd | 超短パルスレーザを用いた回路形成方法 |
JP2004296742A (ja) | 2003-03-26 | 2004-10-21 | Matsushita Electric Works Ltd | セラミックス回路基板の回路形成方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20200008305A1 (en) | 2020-01-02 |
US11064611B2 (en) | 2021-07-13 |
KR20210015918A (ko) | 2021-02-10 |
TWI703001B (zh) | 2020-09-01 |
WO2020005379A1 (en) | 2020-01-02 |
JP2021528864A (ja) | 2021-10-21 |
TW202000352A (zh) | 2020-01-01 |
CN112369130A (zh) | 2021-02-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7405779B2 (ja) | 超高速レーザを使用した回路板材料のパターン形成および除去 | |
US7605343B2 (en) | Micromachining with short-pulsed, solid-state UV laser | |
US9843155B2 (en) | Method and apparatus for forming fine scale structures in dielectric substrate | |
US8116341B2 (en) | Multiple laser wavelength and pulse width process drilling | |
JP5261484B2 (ja) | 誘電性ビルドアップ層のレーザ支援エッチングを用いて、パターン化された埋込み導電層を提供する方法 | |
KR20070043708A (ko) | 다층 가공물을 레이저 드릴링하는 방법 | |
JP2005518945A (ja) | レーザ加工方法 | |
US6849823B2 (en) | Arrangement and method for processing electrical substrates using lasers | |
JP2002517315A (ja) | 電気回路配線パッケージにマイクロビアホールを穿孔するための装置及び方法 | |
US6861008B1 (en) | Method and device for laser drilling organic materials | |
KR100504234B1 (ko) | 레이저천공 가공방법 | |
JP2000202664A (ja) | レ―ザ穴あけ加工方法 | |
JP2003285183A (ja) | レーザ加工装置及び加工方法 | |
JP3869736B2 (ja) | レーザ加工方法及び多層配線基板 | |
JP2002126886A (ja) | レーザ穴あけ加工装置 | |
JP2000202679A (ja) | レ―ザ穴あけ加工方法及び加工装置 | |
JP2005007440A (ja) | レーザ加工方法及びレーザ加工装置 | |
JP2003260577A (ja) | レーザ加工方法 | |
JP2003251483A (ja) | レーザ加工方法及びレーザ加工装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220425 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230308 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230508 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230804 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20231120 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20231214 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7405779 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |