KR102213648B1

KR102213648B1 - 레이저 가공 방법

Info

Publication number: KR102213648B1
Application number: KR1020207020844A
Authority: KR
Inventors: 유키토시 구도
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2018-01-29
Filing date: 2018-01-29
Publication date: 2021-02-08
Also published as: TW201932221A; KR20200093067A; TWI669180B; JP6451903B1; JPWO2019146110A1; WO2019146110A1; CN111629857A

Abstract

종래의 레이저 가공 방법의 문제점이었던, 외주 부분에 연속하여 펄스 레이저를 조사하면, 1개의 컨포멀 마스크로의 축열량이 크게 됨으로써 절연 재료가 선택적으로 분해 제거되어 버리기 때문에, 글라스 크로스의 돌출이 발생하기 쉽다고 하는 점을 해소하고, 형성하는 구멍 수가 복수인 컨포멀 가공을 행하는 레이저 가공 방법으로서, 구멍 수에 대응하여 마련된 복수의 컨포멀 마스크(30a~30f)를 구성하는 제1 마스크(30a)의 내측 또는 외측에 정해진 영역에 레이저광(1)을 조사하는 제1 가공 공정과, 컨포멀 마스크(30a~30f)를 구성하는 제1 마스크(30a)와는 다른 마스크(30b~30f)의 내측 또는 외측에 레이저광(1)을 조사하는 제1 가공 공정과는 다른 가공 공정을 가지며, 제1 가공 공정으로부터 다른 가공 공정까지를 실시하는 가공 순서를 복수회 반복함과 아울러, 가공 순서를 복수회 반복할 때마다 레이저광(1)을 조사하는 위치를 바꾸면서 가공을 완료한다.

Description

레이저 가공 방법

본 발명은, 컨포멀(conformal) 가공을 행하는 레이저 가공 방법에 관한 것이다.

근래, 차재(車載)용 전자기기 등, 냉열 환경·진동 환경 하에서의 접속 신뢰성이 요구되는 전자 회로 형성 공정에서, 고밀도 실장이 가능하기 때문에, 회로 기판의 구멍 형성 가공 방법으로서, 종래의 드릴 가공법으로부터 레이저 가공법으로 대체가 진행되고 있다. 레이저 가공법은, 프린트 배선판의 층간 전기 접속을 담당하는 도통(導通) 구멍을 형성하는 방법으로서, 종래부터 채용되어 있다. 차재용 전자기기에 신규 채용되는 회로 기판의 재료는, 절연재로서, 글라스 전이(轉移) 온도가 높은 글라스 크로스에 수지(樹脂)를 함침시킨 복합재료를 이용하는 특징을 가진다.

한편, 절연재의 제거에는, 글라스 전이 온도가 높을수록 고강도의 레이저광을 조사할 필요가 있다. 차재용 전자기기에 이용되는 기판의 절연층 두께는, 일반적으로 100μm 이상이고, 관통 구멍 부분의 절연재를 효율적으로 제거하기 위해서, 광 강도가 높은 CO₂ 펄스 레이저가 광원으로서 채용되어 있다.

특허 문헌 1 : 일본특허공개 제2011－110598호 공보(제17 페이지, 제1도)

종래에서는, 레이저 주사 장치를 이용하여, 하나의 컨포멀 마스크의 외주를 따라서 펄스 레이저를 순차 연속 조사하는 가공 방법이 이용되어 있지만, 외주 부분에 연속하여 펄스 레이저를 조사하면, 컨포멀 마스크의 외주 부분에서는, 선행하여 분해 제거되어 플라스마화한 레이저광 흡수 물질이, 후행하여 조사되는 레이저광을 흡수하고, 그 곳에 체류하여, 체류 근방의 절연재 내부의 축열량이 증가한다. 축열량이 증가하면, 절연재 내부의 글라스 크로스가 글라스 전이 온도 이하까지 충분히 냉각되지 않고, 그 결과, 글라스 크로스가 충분히 분해 제거되지 않아, 글라스 크로스의 돌출이 발생하기 쉽고, 구멍 저부에 글라스 구슬이 잔류한다고 하는 문제점이 있다.

본 발명은, 상술과 같은 문제를 해결하기 위해서 이루어진 것이며, 절연재 내부의 축열량을 억제하여 효율 좋게 구멍을 형성하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 관한 레이저 가공 방법은, 기재 상에 형성된 N개의 컨포멀(conformal) 마스크마다 각각 설정된 M개의 레이저광 조사점에 순차 레이저광 조사하는 레이저 가공 방법으로서, N×M개의 레이저광 조사점을 순차 레이저광 조사할 때에, 하나의 컨포멀 마스크 중의 M개의 레이저광 조사점 중 1점에 대해서 하나의 레이저광 조사를 행하고, 계속하여, 다른 컨포멀 마스크의 M개의 레이저광 조사점 중 1점에 대해서 다음의 레이저광 조사를 행하는 것을 M×N회 반복하는 것에 의해, 컨포멀 마스크마다 하나의 구멍을 형성하고, 동일한 컨포멀 마스크 내에서의 다음의 레이저광을 조사할 때에는, 동일한 컨포멀 마스크 내에서의 바로 전에 조사 완료된 레이저광 조사점으로부터 가장 떨어진 위치이고 또한 미조사 위치인 레이저광 조사점에 레이저광을 조사하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 관한 레이저 가공 방법은, 기재 상에 형성된 N개의 컨포멀 마스크마다 각각 설정된 M개의 레이저광 조사점에 순차 레이저광 조사하는 레이저 가공 방법으로서, n번째(1≤n≤N)의 컨포멀 마스크의 m번째(1≤m≤M)의 레이저광 조사점 k를 k(n, m)으로 나타낸 경우에, m을 고정하여 n을 1로부터 N까지 하나씩 늘리면서 k(1, m)으로부터 k(N, m)까지의 각 레이저광 조사점을 레이저광 조사하는 공정을, m=1로부터 m=M까지 반복하고, 동일한 컨포멀 마스크 내에서의 m+1번째의 레이저광 조사점 k(n, m+1)은, 동일한 컨포멀 마스크 내에서의 바로 전에 조사 완료된 레이저광 조사점인 k(n, m)으로부터 가장 떨어진 위치이고 또한 미조사 위치의 레이저광 조사점인 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 임의의 컨포멀 마스크 1구멍에 주목하면, 후행하여 조사되는 레이저광은, 선행하여 분해 제거되어 플라스마화한 레이저광 흡수 물질의 발생 위치와는 다른 위치에, 어느 정도의 시간 경과후에 조사되기 때문에, 레이저광 흡수 물질이 시간 경과와 함께 확산되고, 1개의 컨포멀 마스크로의 축열량이 억제되어, 절연재 내부의 글라스 크로스가 글라스 전이 온도 이하까지 냉각하는 충분한 조사 간격을 확보할 수 있고, 그 결과, 글라스 크로스가 충분히 분해 제거되어, 글라스 크로스의 돌출이 발생하지 않고, 구멍 저부로의 글라스 구슬의 잔류를 억제할 수 있으므로, 효율 좋게 구멍을 형성할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예 1을 나타내는 레이저 가공 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1을 나타내는 레이저광의 조사 위치의 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1을 나타내는 피가공재의 표면에 대해 수직으로 절단한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1을 나타내는 레이저광 조사 순서의 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1을 나타내는 레이저 가공 장치의 구성도이다.
도 6은 본 발명의 실시예 2를 나타내는 레이저광의 조사 위치의 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예 3을 나타내는 레이저광의 조사 위치의 도면이다.

실시예 1.

도 1은, 본 발명의 실시예 1을 나타내는 레이저 가공 장치의 구성도이다. 도 1에 나타내는 레이저 가공 장치는, 펄스인 레이저광(1)을 발생시키는 레이저 발진기(2)와, 레이저광(1)의 에너지를 조정하는 에너지 조정 장치(3)와, 레이저광(1)의 조사 방향을 편향시키는 광 주사 장치(4)와, 레이저광(1)을 집광시키는 fθ 렌즈(5)로 구성된다. 피가공재(6)는, 이동 테이블(9) 상에 설치되고, 피가공재(6)의 표면이 fθ 렌즈(5)의 초점면(7)과 일치하거나, 혹은 레이저광(1)이 초점으로부터 벗어나 조사되도록, 피가공재(6)는 초점면(7)으로부터 이동 테이블(9) 방향으로 평행 이동시킨 면(8)에 배치된다. 제어 장치(50)는 레이저 발진기의 레이저 동작을 제어함과 아울러, 본 발명의 실시예 1에 나타내는 가공 방법을 실현하기 위해서, 광 주사 장치(4)와 이동 테이블(9)을 제어한다.

레이저 발진기(2)에서 생성된 레이저광(1)은, 에너지 조정 장치(3)에 의해 가공에 최적인 값으로 에너지 조정되고, 레이저광(1)의 조사 방향을 편향시키는 광 주사 장치(4)에 입사한다. 제어 장치(50)에 의해서 제어된 광 주사 장치(4)는, 미리 산출된 레이저광 조사 위치에 대응하여, 레이저광(1)의 조사 방향을 편향시킨다. 광 주사 장치(4)에 의해 레이저광 조사 위치를 위치 결정된 레이저광(1)은, fθ 렌즈(5)로 입사하고, 피가공재(6)로 조사된다.

도 2는, 피가공재(6)인, 3개의 컨포멀 마스크(30a~30c)가 형성된 기재(基材)(10)에 대한 레이저광(1)의 조사 위치를 나타낸다. 도 2에서, 컨포멀 마스크(30a)를 예로 하여 설명하면, 기재(10)의 표면은, 원래는 표면 도체층(16)에 의해 덮여져 있지만, 컨포멀 마스크(30a)의 외주부(11)보다 내측 부분의 표면 도체층(16)은, 다른 공정에서 미리 제거되어 있다. 레이저광 조사점(13)으로서, 컨포멀 마스크(30a)의 내측에, 영역으로서 컨포멀 마스크(30a)의 중심을 기점으로, 컨포멀 마스크(30a)의 외주부(11)와 상사(相似) 형상의 외주부(12)를 정하고, 외주부(12)의 외주 길이를 등분하도록, 레이저광 조사점(13)을 결정한다. 혹은, 컨포멀 마스크(30a)의 중심(重心)으로부터 방사상의 등각선(等角線)을 신장시키고, 컨포멀 마스크(30a)의 내측에, 영역으로서 컨포멀 마스크(30a)와 상사 형상의 외주부(12)를 정하고, 외주부(12)의 외주와의 교점을 조사점(13)으로 해도 괜찮다. 컨포멀 마스크가 원형 모양인 경우에는, 컨포멀 마스크의 중심(重心)은 컨포멀 마스크의 중심(中心)이 된다.

도 2에서는, 컨포멀 마스크(30a)의 내측에, 영역으로서 컨포멀 마스크(30a)의 중심(重心)을 기점으로, 컨포멀 마스크(30a)의 외주부(11)와 상사 형상의 외주부(12)를 정했지만, 컨포멀 마스크(30a)의 외측에, 영역으로서 컨포멀 마스크(30a)와 상사 형상의 외주부(12)를 정해도 되고, 컨포멀 마스크(30a)와 상사 형상의 외주부(12)의 확대 축소율은, 가공에 적합한 값으로 해도 좋다.

도 3은, 도 2에서 컨포멀 마스크(30a~30c)의 각각 중심(重心)을 통과하고, 피가공재(6)인 기재(10)의 표면에 대해 수직으로 절단한 단면도이다. 기재(10)는 표면 도체층(16)과, 절연층(17)과, 이면 도체층(19)으로 구성되어 있다. 절연층(17)의 내부에는, 기재(10)의 보강재인 글라스 크로스(18)가 내포되어 있다. 14는, 레이저광(1)에 의해 분해 제거되어 발생한 레이저 흡수 물질이다.

도 4는, 기재에 복수의 컨포멀 마스크가 존재하는 경우의 레이저광 조사 순서를 나타낸 도면이다. 1개의 컨포멀 마스크에는, 레이저광(1)을 조사하는 위치가 미리 4개 이상이 정해져 있고, 예를 들면, 컨포멀 마스크(30a~30c)에는, 각각 8개의 레이저광(1)을 조사하는 위치가 정해져 있다. N개의 컨포멀 마스크에서, 각 컨포멀 마스크 중에 M개의 레이저광 조사점이 존재하는 경우, M×N개의 가공 공정이 존재하고, 제n번째의 컨포멀 마스크 중, 제m번째의 레이저광 조사 위치를 k(n, m)으로 한다. 여기서, 1≤n≤N, 1≤m≤M이다. 예를 들면, 도 4에서는, 컨포멀 마스크(30a~30f)의 수가 6(N=6), 레이저광 조사점의 수가 8(M=8)이 된다. 또, 레이저광 조사 위치 k(n, m)에 레이저광(1)을 조사할 때의 가공 조건은 모두 동일 조건으로 한다. 또, 도 4에서는, 레이저광(1)의 펄스 조사수는 1펄스의 경우에 대해 설명한다.

도 4에서는, 합계로 M×N개, 즉 48개의 레이저광 조사 위치 k(n, m), 1≤n≤6, 1≤m≤8이 존재하고, 이하의 순서로 레이저광(1)을 조사한다.

제1 가공 공정으로서, 처음에 레이저광(1)을 제1 마스크인 컨포멀 마스크(30a)의 k(1, 1)에 1펄스 조사한다. 다음으로, 제2 가공 공정으로서, 레이저광(1)을 제1 마스크와는 다른 제2 마스크인 컨포멀 마스크(30b)의 k(2, 1)에 1펄스 조사한다. 또한 순차적으로, 제3 가공 공정으로서, 레이저광(1)을 제1 마스크와는 다른 제3 마스크인 컨포멀 마스크(30c)의 k(3, 1), 제4 가공 공정으로서, 제1 마스크와는 다른 제4 마스크인 컨포멀 마스크(30d)의 k(4, 1), 제5 가공 공정으로서, 제1 마스크와는 다른 제5 마스크인 컨포멀 마스크(30e)의 k(5, 1), 제6 가공 공정으로서, 제1 마스크와는 다른 제6 마스크인 컨포멀 마스크(30f)의 k(6, 1)에 1펄스 조사해 간다.

제1 가공 공정으로부터 제6 가공 공정까지의 일련의 가공 공정을 실시하는 가공 순서를 반복할 때마다, 1개의 컨포멀 마스크에 레이저광(1)을 조사할 때에는, 레이저광(1)을 조사 완료 위치로부터 가장 떨어진 위치이고, 또한 레이저광(1)의 미조사 위치에 조사한다. 먼저, 컨포멀 마스크(30f)의 k(6, 1)에 1펄스 조사 후에는, 2회째의 가공 순서로서 레이저광(1)을 컨포멀 마스크(30a)의 k(1, 2)에 1펄스 조사한다. 다음으로, 레이저광(1)을 컨포멀 마스크(30b)의 k(2, 2)에 1펄스 조사한다. 또한 순차적으로, 레이저광(1)을 컨포멀 마스크(30c)의 k(3, 2), 컨포멀 마스크(30d)의 k(4, 2), 컨포멀 마스크(30e)의 k(5, 2), 컨포멀 마스크(30f)의 k(6, 2)에 1펄스 조사해 간다.

다음으로, 3회째의 가공 순서로서, 레이저광(1)을 컨포멀 마스크(30a)의 k(1, 3)에 1펄스 조사한다. 다음으로, 레이저광(1)을 컨포멀 마스크(30b)의 k(2, 3)에 1펄스 조사한다. 또한 순차적으로, 레이저광(1)을 컨포멀 마스크(30c)의 k(3, 3), 컨포멀 마스크(30d)의 k(4, 3), 컨포멀 마스크(30e)의 k(5, 3), 컨포멀 마스크(30f)의 k(6, 3)에 1펄스 조사해 간다.

다음으로, 4회째의 가공 순서로서, 레이저광(1)을 컨포멀 마스크(30a)의 k(1, 4)에 1펄스 조사한다. 다음으로, 레이저광(1)을 컨포멀 마스크(30b)의 k(2, 4)에 1펄스 조사한다. 또한 순차적으로, 레이저광(1)을 컨포멀 마스크(30c)의 k(3, 4), 컨포멀 마스크(30d)의 k(4, 4), 컨포멀 마스크(30e)의 k(5, 4), 컨포멀 마스크(30f)의 k(6, 4)에 1펄스 조사해 간다.

다음으로, 5회째의 가공 순서로서, 레이저광(1)을 컨포멀 마스크(30a)의 k(1, 5)에 1펄스 조사한다. 다음으로, 레이저광(1)을 컨포멀 마스크(30b)의 k(2, 5)에 1펄스 조사한다. 또한 순차적으로, 레이저광(1)을 컨포멀 마스크(30c)의 k(3, 5), 컨포멀 마스크(30d)의 k(4, 5), 컨포멀 마스크(30e)의 k(5, 5), 컨포멀 마스크(30f)의 k(6, 5)에 1펄스 조사해 간다.

다음으로, 6회째의 가공 순서로서, 레이저광(1)을 컨포멀 마스크(30a)의 k(1, 6)에 1펄스 조사한다. 다음으로, 레이저광(1)을 컨포멀 마스크(30b)의 k(2, 6)에 1펄스 조사한다. 또한 순차적으로, 레이저광(1)을 컨포멀 마스크(30c)의 k(3, 6), 컨포멀 마스크(30d)의 k(4, 6), 컨포멀 마스크(30e)의 k(5, 6), 컨포멀 마스크(30f)의 k(6, 6)에 1펄스 조사해 간다.

다음으로, 7회째의 가공 순서로서, 레이저광(1)을 컨포멀 마스크(30a)의 k(1, 7)에 1펄스 조사한다. 다음으로, 레이저광(1)을 컨포멀 마스크(30b)의 k(2, 7)에 1펄스 조사한다. 또한 순차적으로, 레이저광(1)을 컨포멀 마스크(30c)의 k(3, 7), 컨포멀 마스크(30d)의 k(4, 7), 컨포멀 마스크(30e)의 k(5, 7), 컨포멀 마스크(30f)의 k(6, 7)에 1펄스 조사해 간다.

마지막으로, 8회째의 가공 순서로서, 레이저광(1)을 컨포멀 마스크(30a)의 k(1, 8)에 1펄스 조사한다. 다음으로, 레이저광(1)을 컨포멀 마스크(30b)의 k(2, 8)에 1펄스 조사한다. 또한 순차적으로, 레이저광(1)을 컨포멀 마스크(30c)의 k(3, 8), 컨포멀 마스크(30d)의 k(4, 8), 컨포멀 마스크(30e)의 k(5, 8), 컨포멀 마스크(30f)의 k(6, 8)에 1펄스 조사해 가고, 가공을 완료한다.

컨포멀 마스크의 수가 N개, 각 컨포멀 마스크 중에 M개의 레이저광 조사점이 존재하는 일반의 경우의 가공 공정을 다음에 설명한다.

레이저광(1)을 조사하는 제n번째의 컨포멀 마스크가 마지막인 제N번째의 컨포멀 마스크가 아닌 경우, 제n번째의 컨포멀 마스크(1≤n＜N) 중 제m번째의 레이저광 조사점에 레이저광(1)을 조사, 즉, 레이저광 조사 위치 k(n, m)에 레이저광(1)을 조사한 후, 레이저광 조사점을 레이저광 조사 위치 k(n＋1, m)에 순차 가공 공정을 반복하여 레이저광(1)을 조사한다.

레이저광(1)을 조사하는 제n번째의 컨포멀 마스크가 마지막인 제N번째의 컨포멀 마스크이고, 또한, 제m번째의 레이저광 조사점이 마지막인 제M번째의 레이저광 조사점이 아닌 경우, 제N번째의 컨포멀 마스크 중, 제m번째의 레이저광 조사점에 레이저광(1)을 조사, 즉, 레이저광 조사 위치 k(N, m)에 레이저광(1)을 조사한 후, 레이저광 조사점을 제1회째의 컨포멀 마스크로 되돌아옴과 아울러, 레이저광 조사 위치 k(1, m＋1)로 이동시켜 레이저광(1)을 조사한다. 레이저광 조사 위치 k(N, m)로부터 레이저광 조사 위치 k(1, m＋1)로 이동하는 경우, 즉, 동일한 컨포멀 마스크 내에서의 조사 순서는, 축열(蓄熱)의 영향이 최소가 되도록 대각(對角) 위치를 순서대로 선택하는 것이 바람직하다.

레이저광(1)을 조사하는 제n번째의 컨포멀 마스크가 마지막인 제N번째의 컨포멀 마스크이고, 또한, 제m번째의 레이저광 조사점이 마지막인 제M번째의 레이저광 조사점인 경우, 제N번째의 컨포멀 마스크의 제M번째의 레이저광 조사점에 레이저광(1)을 조사, 즉, 레이저광 조사 위치 k(N, M)에 레이저광(1)을 조사한 후, 가공을 완료한다. 혹은, 레이저광 조사 위치 k(N, M)에 레이저광(1)을 조사한 후, 다시, 레이저광 조사 위치 k(1, 1)로 되돌아가, 동일한 가공 순서를 복수회 반복하여, 가공을 완료한다.

레이저광(1)의 조사 펄스 수가 1펄스를 예로 하여 설명하면, 임의의 컨포멀 마스크의 레이저광 조사 위치 k(n, m)에 1펄스의 레이저광(1)을 조사한 후, 후행하는 펄스의 레이저광(1)은, 다른 컨포멀 마스크에 속하는 레이저광 조사 위치 k(n＋1, m)에 조사된다. 또, 어느 컨포멀 마스크에 주목하면, 주목한 컨포멀 마스크에 속하는 레이저광 조사 위치 k(n, m)로 레이저광(1)이 조사된 후, 다음의 레이저광(1)이 동일한 컨포멀 마스크에 속하는 레이저광 조사 위치 k(n, m＋1)에 조사될 때까지의 시간 간격은, 다른 N－1개의 컨포멀 마스크에 속하는 레이저광 조사 위치에 1펄스씩 위치를 바꾸어 조사해 가는 시간 간격과 동일하다.

주목한 컨포멀 마스크는, 하나의 가공 순서가 완료하는 시간이 경과한 후에, 재차 레이저광(1)의 조사를 받지만, 그 레이저광 조사 위치는, 전의 가공 순서시에 조사된 레이저광 조사 위치와는 다른 위치이기 때문에, 후행하는 레이저광(1)은, 분해 제거되어 발생한 레이저 흡수 물질(14)와 다른 위치에, 어느 정도의 시간 경과후에 조사되게 된다. 이 때문에, 레이저광 흡수 물질이 시간 경과와 함께 확산되고, 1개의 컨포멀 마스크로의 축열량이 억제되어, 절연재 내부의 글라스 크로스가 글라스 전이 온도 이하까지 냉각할 때까지 충분한 조사 간격을 확보할 수 있다.

또, 종래에서는 동일한 컨포멀 마스크에 레이저광(1)을 조사하기 때문에, 선행으로 조사한 레이저광(1)의 조사에 의해 발생하는 레이저 흡수 물질(14)의 존재에 의해 축열의 영향을 받고 있었지만, 본 발명의 실시예 1에서는, 후행하는 레이저광(1)은, 분해 제거되어 발생한 레이저 흡수 물질(14)와 다른 위치에, 어느 정도의 시간 경과후에 조사되게 되므로, 레이저광 흡수 물질이 시간 경과와 함께 확산하고, 후행으로 조사하는 레이저광(1)의 강도의 감쇠나 강도 분포의 변화도 발생하기 어려워져, 양호한 구멍을 형성할 수 있다.

레이저광(1)의 조사 위치는, 제어 장치(50)에 의해서 제어된 광 주사 장치(4)에 의한 편향, 혹은, 이동 테이블(9)의 구동에 의한 피가공재(6)의 평행 이동, 혹은, 광 주사 장치(4)에 의한 편향과 이동 테이블(9)의 구동 양쪽 모두에 의해 위치 결정된다. 광 주사 장치(4)의 주사 범위 내이면, 이동 테이블(9)을 정지시킨 상태에서, 광 주사 장치(4)의 주사만에 의해 레이저광(1)의 조사 위치를 변화시켜도 좋다.

각 컨포멀 마스크의 중심(重心)에 대해 동일한 상대 위치에 있는, 즉, m이 동일한 레이저광 조사 위치 k(n, m)를 그룹으로 나누고, m이 동일한 레이저광 조사 위치 그룹으로의 조사에서는, 광 주사 장치(4)에 의한 편향만에 의해 레이저광(1)을 조사하는 위치 결정을 행하고, m이 다른 상대 위치에 있는 레이저광 조사 위치 그룹으로의 조사시에는, 그룹 사이의 좌표의 차분(差分)만큼 이동 테이블(9)을 구동시켜, 피가공재(6)를 평행 이동시킴으로써, 그룹 사이의 레이저광 조사 위치에 상대적 변위를 주어도 좋다.

이동 테이블(9)의 구동에 의해 피가공재(6)를 평행 이동시키는 대신에, 도 5에 나타내는 바와 같이, fθ 렌즈(5)의 설치 위치보다도 발진기(2) 측의 위치에 광 주사 장치(20)를 추가 배치하고, 광 주사 장치(20)에 의해, 레이저광 조사 위치에 상대적 변위를 주어도 괜찮다.

실시예 1에서는, 레이저광 조사 위치 k(n, m)의 각각의 위치에 대해서, 1펄스 조사하는 경우에 대해서 설명했지만, 복수의 펄스 수를 연속 조사하여, 구멍 형성을 진전시켜도 좋다.

이와 같이, 임의의 컨포멀 마스크에 주목하면, 후행하여 조사되는 레이저광은, 선행하여 분해 제거되어 플라스마화한 레이저광 흡수 물질의 발생 위치와 다른 위치에, 어느 정도의 시간 경과 후에 조사되기 때문에, 레이저광 흡수 물질이 시간 경과와 함께 확산되고, 1개의 컨포멀 마스크로의 축열량이 억제되어, 절연재 내부의 글라스 크로스가 글라스 전이 온도 이하까지 냉각할 때까지 충분한 조사 간격을 확보할 수 있고, 그 결과, 글라스 크로스가 충분히 분해 제거되어, 글라스 크로스의 돌출이 발생하지 않고, 구멍 저부로의 글라스 구슬의 잔류를 억제할 수 있으므로, 효율 좋게 구멍을 형성할 수 있다.

실시예 2.

실시예 1에서는, 레이저광 조사점을 컨포멀 마스크의 중심을 기점으로 컨포멀 마스크의 외주부와 상사 형상의 외주부를 1개 정한 경우에 대해 설명했지만, 컨포멀 마스크의 중심(重心)을 기점으로 컨포멀 마스크의 외주부와 상사 형상의 외주부를 복수개 정해도 좋다. 컨포멀 마스크가 원형 모양인 경우에는, 컨포멀 마스크의 중심(重心)은 컨포멀 마스크의 중심(中心)이 된다.

도 6은, 본 발명의 실시예 2를 나타내는 피가공재(6)인 2개의 컨포멀 마스크(60a~60b)가 형성된 기재(10)에 대한 레이저광(1)의 조사 위치를 나타낸다. 본 발명의 실시예 2에서는, 컨포멀 마스크(60a)를 예로 하여 설명하면, 컨포멀 마스크(60a)의 내측에 컨포멀 마스크(60a)의 중심(重心)을 기점으로, 컨포멀 마스크(60a)의 외주부(61)와 상사 형상의 외주부(21)와 외주부(22)를 정하고, 외주부(21)와 외주부(22)의 외주 길이를 등분하도록 레이저광 조사점(62)을 결정한다. N개의 컨포멀 마스크에서, 각 컨포멀 마스크 중에, 외주부(21)에 대해서는 P개의 레이저광 조사점이 존재하고, 외주부(22)에 대해서는 Q개의 레이저광 조사점이 존재하는 경우, 제n번째의 컨포멀 마스크 중, 외주부(21)에 조사하는 제p번째의 레이저광 조사 위치를 a(n, p)로 하고, 외주부(22)에 조사하는 제q번째의 레이저광 조사 위치를 b(n, q)로 한다. 여기서, 1≤n≤N, 1≤p≤P, 1≤q≤Q이다.

가공 순서에 대해서, 외주부(21)에 조사하는 레이저광 조사 위치 a(n, p)와, 외주부(22)에 조사하는 레이저광 조사 위치 b(n, q)는 구별하지 않고, 실시예 1에서 설명한 레이저광 조사 순서와 동일한 순서로 결정하면 좋다. 1개의 컨포멀 마스크에는, 레이저광(1)을 조사하는 위치는, 미리 4개 이상이 정해져 있고, 1개의 가공 순서가 완료할 때마다 1개의 컨포멀 마스크에 레이저광(1)을 조사할 때에는, 레이저광(1)을 조사 완료 위치로부터 가장 떨어진 위치이고, 또한, 레이저광(1)의 미조사 위치에 조사한다. 또, 레이저광 조사 위치 a(n, p)와 b(n, q)에 레이저광(1)을 조사할 때의 가공 조건은 모두 동일하게 한다.

실시예 3.

실시예 2에서는, 레이저광 조사 위치 a(n, p)와 b(n, q)에 레이저광(1)을 조사할 때의 가공 조건은 모두 동일한 경우에 대해 설명했지만, 도 7에 나타내는 바와 같이, 레이저광(1)을 조사하는 외주부마다, 조사하는 레이저광(1)의 펄스 폭, 빔 강도, 쇼트수, 기재(10)의 표면과 fθ 렌즈(5)의 초점면(7)의 거리 등의 파라미터 중, 적어도 1개의 파라미터를 변경해도 좋다.

컨포멀 마스크(60a)를 예로 하여 설명하면, 컨포멀 마스크(60a)의 중심(重心)을 기점으로, 컨포멀 마스크(60a)의 외주부와 상사 형상의 외주부 중, 가장 외측의 외주부(21)에 선행하여 레이저광(1)을 조사하고, 이어서, 내측의 외주부(22)에 레이저광(1)을 조사하는 경우를 고려한다. 컨포멀 마스크(60a)의 중심(重心) 부분은, 선행하여 외주부(21)에 조사하는 레이저광(1)에 의해서 수지 및 글라스 크로스의 대부분이 제거되어 있기 때문에, 내측의 외주부(22)에 대해서, 선행하여 외주부(21)에 조사하는 레이저광(1)과 동일한 가공 조건으로 조사하면, 입열(入熱)이 과다가 되고, 저면 도통층에 용융 부분이 발생하는 경우가 있다. 그래서, 내측의 외주부(22)에 조사하는 레이저광(1)은, 빔 강도를 낮게 하여 가공함으로써, 용융을 회피하여 양호한 구멍 형성을 행할 수 있다.

또, 컨포멀 마스크 내부의 절연층(17)의 두께가, 예를 들면, 200μm 이상으로 두꺼운 경우, 절연층(17)의 이면 도체층(19) 측 하부를 효과적으로 제거하기 위해, 내측의 외주부(22)에 레이저광(1)을 조사하는 경우에는, 절연층(17)의 이면 도체층(19) 측 하부에서, 레이저광(1)이 보다 집광하도록 fθ 렌즈(5)의 초점면(7)을 강하, 혹은, 피가공재(6)를 상승시킴으로써, 절연층(17)의 이면 도체층(19) 측 하부에서, 절연물 제거 면적을 확대한 구멍 형성을 행할 수 있다.

이와 같이, 임의의 컨포멀 마스크에 주목하면, 후행하여 조사되는 레이저광은, 선행하여 분해 제거되어 플라스마화한 레이저광 흡수 물질의 발생 위치와 다른 위치에, 어느 정도의 시간 경과 후에 조사되기 때문에, 레이저광 흡수 물질이 시간 경과와 함께 확산하고, 1개의 컨포멀 마스크로의 축열량이 억제되어, 절연재 내부의 글라스 크로스가 글라스 전이 온도 이하까지 냉각할 때까지 충분한 조사 간격을 확보할 수 있고, 그 결과, 글라스 크로스가 충분히 분해 제거되어, 글라스 크로스의 돌출이 발생하지 않고, 구멍 저부로의 글라스 구슬의 잔류를 억제할 수 있으므로, 효율 좋게 구멍을 형성할 수 있다.

1 : 레이저광 2 : 레이저 발진기
3 : 에너지 조정 장치 4, 20 : 광 주사 장치
5 : fθ 렌즈 6 : 피가공재
7 : 초점면 8 : 평행 이동시킨 면
9 : 이동 테이블 10 : 기재
11, 12, 21, 22, 61 : 외주부 13 : 레이저광 조사점
14 : 레이저 흡수 물질 16 : 표면 도체층
17 : 절연층 18 : 글라스 크로스
19 : 이면 도체층 30a~30f, 50 : 제어 장치
60a, 60b : 컨포멀 마스크

Claims

기재 상에 형성된 N개의 컨포멀(conformal) 마스크마다 각각 설정된 M개의 레이저광 조사점에 순차 레이저광 조사하는 레이저 가공 방법으로서,
N×M개의 레이저광 조사점을 순차 레이저광 조사할 때에, 하나의 컨포멀 마스크 중의 M개의 레이저광 조사점 중 1점에 대해서 하나의 레이저광 조사를 행하고, 계속하여, 다른 컨포멀 마스크의 M개의 레이저광 조사점 중 1점에 대해서 다음의 레이저광 조사를 행하는 것을 M×N회 반복하는 것에 의해, 컨포멀 마스크마다 하나의 구멍을 형성하고,
동일한 컨포멀 마스크 내에서의 다음의 레이저광을 조사할 때에는, 동일한 컨포멀 마스크 내에서의 바로 전에 조사 완료된 레이저광 조사점으로부터 가장 떨어진 위치이고 또한 미조사 위치인 레이저광 조사점에 레이저광을 조사하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
기재 상에 형성된 N개의 컨포멀 마스크마다 각각 설정된 M개의 레이저광 조사점에 순차 레이저광 조사하는 레이저 가공 방법으로서,
n번째(1≤n≤N)의 컨포멀 마스크의 m번째(1≤m≤M)의 레이저광 조사점 k를 k(n, m)으로 나타낸 경우에, m을 고정하여 n을 1로부터 N까지 하나씩 늘리면서 k(1, m)으로부터 k(N, m)까지의 각 레이저광 조사점을 레이저광 조사하는 공정을, m=1로부터 m=M까지 반복하고,
동일한 컨포멀 마스크 내에서의 m+1번째의 레이저광 조사점 k(n, m+1)은, 동일한 컨포멀 마스크 내에서의 바로 전에 조사 완료된 레이저광 조사점인 k(n, m)으로부터 가장 떨어진 위치이고 또한 미조사 위치의 레이저광 조사점인 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 레이저광 조사점은 상기 컨포멀 마스크의 중심(重心)을 기점으로 상기 컨포멀 마스크와 상사(相似) 형상의 외주부에 정해지는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
청구항 3에 있어서,
상기 레이저광 조사점은, 상기 외주부의 외주 길이를 복수개로 등분한 위치에 설정되는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
청구항 3에 있어서,
상기 레이저광 조사점은 상기 컨포멀 마스크의 내측에 복수개 정해진 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 레이저광 조사점은, 하나의 상기 컨포멀 마스크에 대해, 미리 4개 이상 정해져 있는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 레이저광은 펄스광인 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
청구항 7에 있어서,
상기 펄스광의 수는 1펄스인 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.