JPH10323777A - レーザによるプリント配線基板用穴あけ加工装置 - Google Patents

レーザによるプリント配線基板用穴あけ加工装置

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JPH10323777A
JPH10323777A JP9134705A JP13470597A JPH10323777A JP H10323777 A JPH10323777 A JP H10323777A JP 9134705 A JP9134705 A JP 9134705A JP 13470597 A JP13470597 A JP 13470597A JP H10323777 A JPH10323777 A JP H10323777A
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JP
Japan
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laser
pulse width
wiring board
printed wiring
tea
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JP9134705A
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English (en)
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Makoto Tani
誠 谷
Takashi Kuwabara
尚 桑原
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 プリント配線基板への穴あけ加工に適した穴
あけ加工装置であって、導体層に熱的損傷を与えずに穴
あけ加工を行うことのできるプリント配線基板用穴あけ
加工装置を提供すること。 【解決手段】 レーザ発振器として、TEA−CO2
スレーザ発振器を用い、パルス状のレーザのパルス幅を
実質上3〜4μsecとする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、パルス状のレーザ
によりプリント配線基板に穴あけ加工を行う穴あけ加工
装置に関し、特に、TEA−CO2 ガスレーザ発振器を
用いて穴あけ加工の品質を向上させるための改良に関す
る。
【0002】
【従来の技術】電子機器の小形化の要求に伴い、これに
使用されるプリント配線基板の高密度実装化が進展して
いる。すなわち、プリント配線基板は、従来の単純両面
基板から、多層構造のプリント配線基板に急速に移行し
ている。単純両面基板では、表面と裏面間の導通をとる
ために微細なドリルで貫通孔(スルーホールあるいはバ
イアホール)を形成する。この際の孔径は最小径0.3
mmφ程度で、製品の生産速度を向上させるために5〜
10枚積重ねて一度に穴あけ加工する。
【0003】しかし、前述の多層構造のプリント配線基
板は、樹脂層(ポリイミドやエポキシ又はガラスエポキ
シ材料等)と導体層のサンドイッチ構造が少なくとも3
層以上となり、併せて、更なる高密度化によって、孔径
のダウンサイジング化が要求されている。このような要
求に対しては、ドリル方式の採用が難かしくなってきて
いる。ドリル方式では孔径0.3mmφ程度が限界で、
それ以下であるとドリルの刃が折損する事故が多発す
る。
【0004】そこで、ドリル方式に代る新しい技術とし
て、パルス状のレーザによる穴あけ加工の適用が図られ
るに至った。このレーザ光源として、従来、CO2 ガス
レーザ発振器が用いられている。CO2 ガスレーザ発振
器は、三軸直交型放電励起CO2 ガスレーザ発振器や、
スラブ型CO2 ガスレーザ発振器が知られており、パル
ス幅は16〜50μsecである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
なプリント配線基板に対して16μsec以上のパルス
幅で穴あけ加工を行うと、プリント配線基板に形成され
ている導体層に熱的損傷を与えるという問題点がある。
すなわち、プリント配線基板の下面には銅箔による導体
層がランドとして形成されており、穴あけ加工はこのラ
ンドに対応するプリント配線基板の樹脂層に行われる。
厳密に言えば、16μsec以上のパルス幅で樹脂層に
穴あけ加工を行うと、18μm以下の厚さの導体層に熱
的損傷を与える。
【0006】これに対し、上記のレーザ発振器は、パル
ス幅を短くしようとすると、レーザエネルギーの低下を
きたすため、上記のパルス幅で使用せざるを得ない。別
の観点から言えば、上記のレーザ発振器は、ピーク出力
が5kW程度であり、穴あけのためには16μsec以
上のパルス幅とせざるを得ない。
【0007】なお、18μmの厚さの導体層で、ランド
径が、例えば300μm以上の値である場合、その熱容
量がレーザ投入熱量(パルス幅16μsec以上でのレ
ーザエネルギー)よりも大きければ熱的損傷を受けにく
い。しかしながら、近年、プリント配線基板の高密度
化、軽量化が要求されるにつれて、導体層のランド径の
小形化(例えば、200μm以下)、及び導体層、すな
わち銅箔の薄型化(例えば、18μm厚から12μm
厚、更には9μm厚)が実現されつつある。
【0008】このような流れに対して、これまでのパル
ス幅16μsec以上でのCO2 ガスレーザ発振器で
は、導体層に熱的損傷を与えることなく、樹脂層に穴あ
け加工を行うことは困難になってきている。
【0009】そこで、本発明の課題は、プリント配線基
板への穴あけ加工に適した穴あけ加工装置であって、導
体層に熱的損傷を与えずに穴あけ加工を行うことのでき
るプリント配線基板用穴あけ加工装置を提供することに
ある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、レーザ
発振器からのパルス状のレーザをプリント配線基板に照
射して穴あけ加工を行う穴あけ加工装置において、レー
ザ発振器として、TEA−CO2 ガスレーザ発振器を用
い、前記パルス状のレーザのパルス幅を実質上3〜4μ
secとすることを特徴とするプリント配線基板用穴あ
け加工装置が提供される。
【0011】なお、前記パルス状のレーザのパルス幅
は、1つのパルスにおけるエネルギーの積算値が10%
の値から90%の値に達するまでの経過時間で定義付け
される。
【0012】また、前記TEA−CO2 レーザ発振器
は、レーザチャンバ内のガス成分としてCO4%、CO
2 8%、N2 16%、及びHe72%を含むことを特徴
とする。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明は、プリント配線基板の樹
脂層への穴あけ加工は、特にTEA(Transver
sely Excited Atmospheric
pressure)CO2 ガスレーザ発振器の加工特性
が適しているという知見に基づいている。その理由は、
TEA−CO2 ガスレーザ発振器は、高いピーク出力と
数μsec以下の短い幅のパルスを出力できることにあ
る。
【0014】このTEA−CO2 ガスレーザ発振器は、
これまで半導体パッケージへのマーキング、発振波長
(約10μm)が“大気の窓”に相当することを利用し
て、リモートセンシングへの応用や高効率ラマン変換さ
れた波長16μm帯レーザを利用したウラン濃縮への利
用など、産業界への応用と共に理科学分野でも用いられ
ている。
【0015】図2は、本発明によるレーザ加工装置の概
略構成を示す。図2において、TEA−CO2 ガスレー
ザ発振器10から出射したパルス状のレーザビームは、
第1、第2の反射鏡11、12を経由してレーザ光量無
段階調整機構13に導入する。レーザ光量無段階調整機
構13は、カメラの絞り機構のような原理で、入射する
レーザの光量を連続的に調整するものである。
【0016】レーザ光量無段階調整機構13からのレー
ザビームは、均一光学系20に入射する。均一光学系2
0は、入射用集光レンズ21、カライド反射鏡22、及
び出射レンズ23を含む。
【0017】均一光学系20は、その構造については後
述するが、シングルモードあるいはマルチモードの強度
分布を持つレーザを入射用集光レンズ21によりカライ
ド反射鏡22に入射させ、カライド反射鏡22ではその
内部での多重反射を利用してレーザビームのエネルギー
強度分布を均一にするためのものである。均一光学系2
0を出たレーザビームは、光学レンズ14を通してレー
ザビーム成形用のマスク15に入射する。断面形状を成
形されたレーザビームは、結像レンズ16により縮小投
影され、ガルバノスキャナと呼ばれる走査系17により
振られ、fθレンズと呼ばれる光学レンズ18を通して
X−Yステージ30上のプリント配線基板19に照射さ
れる。
【0018】ここで、走査系17は、レーザビームをX
−Yステージ30上におけるプリント配線基板19の被
加工領域に対してX軸方向に振らせるためのガルバノミ
ラー17−1と、ガルバノミラー17−1からのレーザ
ビームをY軸方向に振らせるためのガルバノミラー17
−2とを有する。X−Yステージ30はX軸方向、Y軸
方向に可動であり、プリント配線基板19の1つの被加
工領域に対する加工が終了すると、走査系17による走
査域にプリント配線基板19の次の被加工領域が位置す
るようにプリント配線基板19を移動させる。
【0019】なお、レーザの照射域でのビームの断面形
状及びサイズは、マスク15における開口の形状と、そ
こからのレーザビームを縮小投影する結像レンズ16
と、光学レンズ18の焦点距離との比で決定される。
【0020】図3をも参照して、カライド反射鏡22に
ついて説明する。カライド反射鏡22は、無酸素銅から
成る断面長四角形の4本の棒状体22−1〜22−4
を、これらの間に中空部22−5ができるように組み合
わせて成る。これらの組付けは、ボルト22−6で行わ
れる。特に、レーザビームの通過路となる中空部22−
5は、四角形の断面形状を持ち、しかもその内面が反射
鏡となるように鏡面仕上げされている。
【0021】このようなカライド反射鏡22によれば、
入射したレーザビームは中空部22−5内で多重反射
し、その結果レーザビームのエネルギー強度分布が均一
にされる。エネルギー強度分布の均一度は、入射するレ
ーザビームの径、入射用集光レンズ21の焦点距離、中
空部22−5の断面形状の大きさ、及び中空部22−5
の全長により決定される。中空部22−5の全長が長い
ほど、多重反射の回数が増え、均一度が向上する。本形
態では、少なくとも3回の多重反射が行われる長さに設
定されるが、多重反射の回数が増えるとロスが増加する
ので、数回程度が好ましい。
【0022】以下に、本発明の好ましい実施の形態につ
いて説明する。本形態において使用されるTEA−CO
2 ガスレーザ発振器10では、レーザチャンバ内のガス
成分としてCO、CO2 、、N2 、及びHeの混合ガス
が用いられ、その組成比(Vol%)は順に、4、8、
16、及び72%である。
【0023】このような組成比の場合のパルス波形及び
エネルギーの積算値の変化を図1に示す。本データはH
gCdTe検出器を用いて計測されている。ここで、パ
ルス幅の定義について言えば、本例では、図1に示すよ
うに、パルス1個のエネルギーの積算値を計算し、10
%の積算値から90%の積算値に達するまでの経過時間
をパルス幅とする。これは、TEA−CO2 ガスレーザ
発振器は、レーザが発振して直後に尖頭パルスを発し、
以後比較的緩かなテールを有する。実際の加工において
は、発振直後及びテール部の弱いエネルギー部分は加工
に寄与しないと考えられるため、パルス幅をそのエネル
ギーの積算値の10%の値から90%の値に至るまでの
時間と定義する。この定義によれば、図1ではパルス幅
は約3.082μsecとなる。なお、ピーク値に対す
る半値幅で言えば、約1μsecとなる。
【0024】加えて、TEA−CO2 ガスレーザ発振器
からのレーザは、ピーク出力が前述した従来のCO2
スレーザ発振器のレーザ(ピーク出力5kW)に比べて
はるかに高い値が得られる。因みに、上記のTEA−C
2 ガスレーザ発振器の場合、約0.3MWのピーク出
力が得られる。
【0025】このようなパルス幅のレーザを用いてプリ
ント配線基板の穴あけ加工を行うと、ピーク出力の高さ
でプリント配線基板の樹脂層をレーザ除去し、短パルス
化で銅箔への熱的損傷を防ぐことができる。なお、銅箔
への熱的損傷は、加工面、すなわちレーザの照射面での
エネルギー密度にも関係する。例えば、エネルギー密度
が25J/cm2 以上では、パルス幅の長短にかかわり
なく銅箔へ熱的損傷を与える。これに対し、本発明によ
るTEA−CO2 ガスレーザ発振器の場合、レーザの照
射面でのエネルギー密度を22J/cm2 以下とするこ
とで、ほぼ完全に銅箔への熱的損傷を防ぐことができる
ことが確認されている。また、均一光学系20によりレ
ーザビーム照射域でのレーザのエネルギー強度分布が均
一化されていることで、銅箔への熱的損傷の防止効果は
更に向上する。
【0026】このことから、本形態によるプリント配線
基板用穴あけ加工装置は、プリント配線基板の銅箔の厚
さが18μm、12μmの場合は勿論のこと、9μmま
で薄くされた場合に特にその効果を発揮する。
【0027】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、TEA−CO2 ガスレーザ発振器を用いてレーザの
パルス幅を実質上3〜4μsecとしたことで、プリン
ト配線基板における導体層への熱的損傷を無くすことが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に使用されるTEA−CO2 ガスレーザ
発振器により発生されるパルス波形及びエネルギーの積
算値を示した図である。
【図2】本発明によるプリント配線基板用穴あけ加工装
置の概略構成を示した図である。
【図3】図2に示されたカライド反射鏡の構造を説明す
るための正面図である。
【符号の説明】
10 TEA−CO2 ガスレーザ発振器 11、12 反射鏡 13 レーザ光量無段階調整機構 14、18 光学レンズ 15 マスク 16 結像レンズ 17 走査系 17−1、17−2 第1、第2のガルバノミラー 19 プリント配線基板 20 均一光学系 21 入射用集光レンズ 22 カライド反射鏡 23 出射レンズ 30 X−Yステージ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H05K 3/46 H01S 3/22 Z

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザ発振器からのパルス状のレーザを
    プリント配線基板に照射して穴あけ加工を行う穴あけ加
    工装置において、レーザ発振器として、TEA−CO2
    ガスレーザ発振器を用い、前記パルス状のレーザのパル
    ス幅を実質上3〜4μsecとすることを特徴とするレ
    ーザによるプリント配線基板用穴あけ加工装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のプリント配線基板用穴あ
    け加工装置において、前記パルス状のレーザのパルス幅
    は、1つのパルスにおけるエネルギーの積算値が10%
    の値から90%の値に達するまでの経過時間で定義付け
    されることを特徴とするレーザによるプリント配線基板
    用穴あけ加工装置。
  3. 【請求項3】 請求項2記載のプリント配線基板用穴あ
    け加工装置において、前記TEA−CO2 レーザ発振器
    は、レーザチャンバ内のガス成分としてCO4%、CO
    2 8%、N2 16%、及びHe72%を含むことを特徴
    とするレーザによるプリント配線基板用穴あけ加工装
    置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6911623B2 (en) 2001-04-05 2005-06-28 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Carbon dioxide gas laser machining method of multilayer material
JP2007227742A (ja) * 2006-02-24 2007-09-06 Victor Co Of Japan Ltd プリント基板の製造方法及びレーザ加工機
JP2008080348A (ja) * 2006-09-26 2008-04-10 Hitachi Via Mechanics Ltd レーザ加工方法およびレーザ加工装置
US7415761B2 (en) 1998-09-03 2008-08-26 Ibiden Co., Ltd. Method of manufacturing multilayered circuit board
JP2020066045A (ja) * 2018-10-26 2020-04-30 株式会社ディスコ レーザー加工方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7415761B2 (en) 1998-09-03 2008-08-26 Ibiden Co., Ltd. Method of manufacturing multilayered circuit board
US7832098B2 (en) 1998-09-03 2010-11-16 Ibiden Co., Ltd. Method of manufacturing a multilayered printed circuit board
US8148643B2 (en) 1998-09-03 2012-04-03 Ibiden Co., Ltd. Multilayered printed circuit board and manufacturing method thereof
US6911623B2 (en) 2001-04-05 2005-06-28 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Carbon dioxide gas laser machining method of multilayer material
JP2007227742A (ja) * 2006-02-24 2007-09-06 Victor Co Of Japan Ltd プリント基板の製造方法及びレーザ加工機
JP2008080348A (ja) * 2006-09-26 2008-04-10 Hitachi Via Mechanics Ltd レーザ加工方法およびレーザ加工装置
JP2020066045A (ja) * 2018-10-26 2020-04-30 株式会社ディスコ レーザー加工方法

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Effective date: 20010307