JP3138954B2 - Via hole formation method - Google Patents
Via hole formation methodInfo
- Publication number
- JP3138954B2 JP3138954B2 JP07143719A JP14371995A JP3138954B2 JP 3138954 B2 JP3138954 B2 JP 3138954B2 JP 07143719 A JP07143719 A JP 07143719A JP 14371995 A JP14371995 A JP 14371995A JP 3138954 B2 JP3138954 B2 JP 3138954B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- via hole
- laser light
- processing
- hole
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 28
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 8
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 37
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 31
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- JNDMLEXHDPKVFC-UHFFFAOYSA-N aluminum;oxygen(2-);yttrium(3+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Y+3] JNDMLEXHDPKVFC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 7
- 229910019901 yttrium aluminum garnet Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 5
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 3
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 3
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 3
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000002679 ablation Methods 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 2
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 2
- KMUONIBRACKNSN-UHFFFAOYSA-N potassium dichromate Chemical compound [K+].[K+].[O-][Cr](=O)(=O)O[Cr]([O-])(=O)=O KMUONIBRACKNSN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- HIQSCMNRKRMPJT-UHFFFAOYSA-J lithium;yttrium(3+);tetrafluoride Chemical compound [Li+].[F-].[F-].[F-].[F-].[Y+3] HIQSCMNRKRMPJT-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N selenium;zinc Chemical compound [Se]=[Zn] SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
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
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、バイアホール形成方法
に関し、特にレーザ光を用いて多層プリント回路基板に
インタースティシャルバイアホールを形成するバイアホ
ール形成方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a via hole forming method, and more particularly to a via hole forming method for forming an interstitial via hole in a multilayer printed circuit board using a laser beam.
【0002】[0002]
【従来の技術】電子機器の小型化、高密度実装化に伴
う、プリント基板の高密度化の要求に答えて、近年、複
数のプリント基板を積層した多層プリント基板が登場し
てきた。このような多層プリント基板では、上下に積層
されたプリント基板間で導電層(銅基板)同士を電気的
に接続する必要がある。このような接続は、プリント基
板の絶縁層(ポリイミド、エポキシ系樹脂等のポリマ
ー)に、下層の導電層に達するバイアホールと呼ばれる
穴を形成し、その穴の内部にメッキを施すことによって
実現される。2. Description of the Related Art In response to the demand for higher density of printed circuit boards accompanying the miniaturization and higher density mounting of electronic devices, multilayer printed circuit boards in which a plurality of printed circuit boards are stacked have recently appeared. In such a multilayer printed board, it is necessary to electrically connect conductive layers (copper boards) between printed boards stacked one above another. Such a connection is realized by forming a hole called a via hole reaching the lower conductive layer in an insulating layer (polymer such as polyimide or epoxy resin) of a printed circuit board, and plating the inside of the hole. You.
【0003】バイアホールを形成する方法として、以前
は、機械的な微細ドリルが用いられていた。しかし、プ
リント基板の高密度化に伴うバイアホールの径の縮小
や、積層された層の内の一部の層のみに(即ち、表面か
ら裏面へ貫通していない)バイアホール(インターステ
ィシャルバイアホールという)を形成する際の深さ制御
の困難性などが原因となり、最近では微細ドリルに代え
てレーザ光によるアブレーションを利用したバイアホー
ル形成方法が採用されるようになってきた。[0003] As a method of forming via holes, a mechanical fine drill was used before. However, the diameter of the via hole is reduced due to the increase in the density of the printed circuit board, and the via hole (interstitial via) is formed only in some of the stacked layers (that is, not penetrating from the front surface to the back surface). Due to the difficulty of controlling the depth when forming a hole), a via hole forming method using ablation by a laser beam has recently been adopted instead of a fine drill.
【0004】従来、この種のレーザによるバイアホール
形成方法では、主にエキシマレーザ(紫外光)が使用さ
れている。Conventionally, in a via hole forming method using a laser of this type, an excimer laser (ultraviolet light) is mainly used.
【0005】また、エキシマレーザは、装置価格及びラ
ンニングコストが高く、エッチングレート(1パルス当
たりの加工深さ)が低い(一般的に、エッチングレート
は波長に比例する)という理由から、価格及びランニン
グコストが低く、エッチングレートの高い、炭酸ガスレ
ーザやYAGレーザなど、赤外光を発するレーザも使用
されるようになってきている。[0005] In addition, the excimer laser is expensive and has a low running cost because the equipment price and the running cost are high and the etching rate (the processing depth per pulse) is low (the etching rate is generally proportional to the wavelength). Lasers emitting infrared light, such as a carbon dioxide gas laser and a YAG laser, which have a low cost and a high etching rate, are also being used.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上述したように、エキ
シマレーザ(紫外光)を用いたバイアホール形成方法で
は、エッチングレートが低いという問題点がある。ま
た、この方法では、穴の上部周辺にカーボンが付着残留
し、絶縁不良を招くという問題点もある。また、エッチ
ングレートを上げようと、レーザ光のエネルギー密度を
上げると導体層にダメージを与えてしまう(導体層の反
射率に依存する)という新たな問題が発生する。As described above, the via hole forming method using an excimer laser (ultraviolet light) has a problem that the etching rate is low. In addition, this method also has a problem in that carbon adheres and remains around the upper portion of the hole, causing insulation failure. In addition, if the energy density of the laser beam is increased to increase the etching rate, a new problem occurs that the conductor layer is damaged (depending on the reflectance of the conductor layer).
【0007】また、炭酸ガスレーザやYAGレーザを用
いるバイアホール形成方法は、安価で、高速加工が可能
ではあるものの、図4に示すように、ポリマー層に形成
した穴41の底面、即ち、露出させようとする導体層4
2の表面の一部または全面に薄い(エポキシ樹脂及びポ
リイミドでは厚さ1μm程度以下)加工残物43が残っ
てしまうという問題点がある。この加工残物は、この後
さらにレーザ光を照射しても完全に除去することはでき
ない。これは、レーザ光をさらに照射して加工残物を蒸
発させようとしても、このとき周囲のポリマーが溶出し
て(導体層は銅であることが多く、熱の拡散が速いた
め)新たな加工残物を形成してしまうためだと思われ
る。従って、これらの方法では、レーザによる加工の
後、強酸化剤(例えば、重クロム酸カリウム)等による
湿式の後処理が必要になるという問題点がある。The via hole forming method using a carbon dioxide gas laser or a YAG laser is inexpensive and can be processed at a high speed. However, as shown in FIG. Conductor layer 4 to be used
However, there is a problem that a processing residue 43 which is thin (about 1 μm or less in thickness with epoxy resin and polyimide) remains on a part or the entire surface of the surface of No. 2. This processing residue cannot be completely removed even after further irradiation with laser light. This is because even if laser light is further applied to evaporate the processing residue, the surrounding polymer elutes at this time (the conductor layer is often made of copper and heat diffusion is fast), so new processing is performed. Probably because of the formation of remnants. Therefore, these methods have a problem that a wet post-treatment with a strong oxidizing agent (for example, potassium dichromate) or the like is required after the processing by the laser.
【0008】本発明は、高速加工が可能で、湿式後処理
のような複雑な後処理工程を必要としないバイアホール
形成方法を提供することを目的とし、さらに、その方法
を実現するための小型の穴明け加工装置を提供すること
を目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method of forming a via hole which can be processed at a high speed and does not require a complicated post-processing step such as a wet post-processing. It is an object of the present invention to provide a drilling device.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、金属膜
上に積層されたポリマー層に、前記金属膜に達するバイ
アホールを形成するバイアホール形成方法において、赤
外レーザ光を用いて前記ポリマー層に穴を形成する第1
の工程と、前記穴の内部に紫外乃至可視域のレーザ光を
照射して前記金属膜を露出させる第2の工程とを含むこ
とを特徴とするバイアホール形成方法が得られる。According to the present invention, there is provided a via hole forming method for forming a via hole reaching the metal film in a polymer layer laminated on the metal film, the method comprising: First to form holes in the polymer layer
And a second step of exposing the metal film by irradiating the inside of the hole with a laser beam in the ultraviolet or visible region to obtain a via hole forming method.
【0010】[0010]
【0011】[0011]
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図1に本発明の一実施例に使用されるレーザ加工
装置を示す。このレーザ加工装置は、第1及び第2のレ
ーザ発振部11、12と、これらレーザ発振部11、1
2にそれぞれ対応する第1及び第2の折り返しミラー1
3、14及び第1及び第2の集束レンズ15、16と、
被加工物17を載置するXYステージ18を有してい
る。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a laser processing apparatus used in one embodiment of the present invention. The laser processing apparatus includes first and second laser oscillation units 11 and 12, and these laser oscillation units 11, 1
First and second folding mirrors 1 respectively corresponding to 2
3, 14 and first and second focusing lenses 15, 16;
An XY stage 18 on which the workpiece 17 is placed is provided.
【0012】第1のレーザ発振部11は、赤外域のレー
ザ光を出射する。このようなレーザ発振部11として
は、炭酸ガスレーザ(TEA:CO2 ガスレーザ)や、
YAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)、
或いはYLF(リチウム・イットリウム・フロライド)
等の固体レーザを使用することができる。The first laser oscillating section 11 emits laser light in the infrared region. As such a laser oscillation unit 11, a carbon dioxide gas laser (TEA: CO 2 gas laser),
YAG (Yttrium Aluminum Garnet),
Or YLF (lithium yttrium fluoride)
Solid lasers can be used.
【0013】また、第2のレーザ発振部12は、紫外乃
至可視域のレーザ光を出射する。このレーザ発振部12
としては、エキシマレーザ(例えば、KrF:発振波長
248nm)、または、YAGレーザあるいはYALレーザ
と波長変換用結晶(KTP,LBO,あるいはBBO結
晶;第2高調波(2ω)を発生させる)との組み合わせ
(さらにBBO結晶を組み合わせても良い;第4高調波
(4ω)を発生させる)が使用できる。このとき基本波
と第2高調波を合成して第3高調波(3ω)としてもよ
い。さらに、銅蒸気レーザ(発振波長511nm 及び578nm
)も使用することができる。The second laser oscillating section 12 emits laser light in the ultraviolet to visible range. This laser oscillation unit 12
As an excimer laser (for example, KrF: oscillation wavelength)
248 nm) or a combination of a YAG laser or a YAL laser and a wavelength conversion crystal (KTP, LBO, or BBO crystal; which generates a second harmonic (2ω)) (further, a BBO crystal may be combined; Harmonics (4ω) can be used. At this time, the fundamental wave and the second harmonic may be combined to form a third harmonic (3ω). Furthermore, a copper vapor laser (oscillation wavelengths 511 nm and 578 nm
) Can also be used.
【0014】第1及び第2の折り返しミラー13、14
は、それぞれ第1及び第2のレーザ発振部11、12か
ら出射されたレーザ光が、X−Yステージ18に対して
垂直、つまり、被加工物17に対して垂直に入射する様
にレーザ光を反射する。したがって、これらの折り返し
ミラー13、14は必ずしも必要なものではなく、レー
ザ発振部11、12、集束レンズ15、16、及びX−
Yステージ18の配置により適宜使用される。また、第
2のレーザ発振部12からのレーザ光については、折り
返しミラー14に代えて、光ファイバを用いて所定方向
へ伝播させることもできる(第1のレーザ発振部11か
らのレーザ光についても、その波長によっては、光ファ
イバで伝播させることができる)。First and second folding mirrors 13 and 14
Is such that the laser beams emitted from the first and second laser oscillation units 11 and 12 are perpendicular to the XY stage 18, that is, perpendicular to the workpiece 17. Is reflected. Therefore, the folding mirrors 13 and 14 are not always necessary, and the laser oscillation units 11 and 12, the focusing lenses 15 and 16, and the X-
It is appropriately used depending on the arrangement of the Y stage 18. Further, the laser light from the second laser oscillation unit 12 can be propagated in a predetermined direction by using an optical fiber instead of the folding mirror 14 (the laser light from the first laser oscillation unit 11 can also be used). And, depending on its wavelength, can be propagated in an optical fiber).
【0015】第1及び第2の収束レンズ15、16は、
折り返しミラー13、14でそれぞれ反射されたレーザ
光が被加工物17の表面上で所定の径となる様にレーザ
光を収束させる。収束レンズ15は、赤外光を収束させ
るので、その材質として例えば、ZnSeが使用され
る。また、集束レンズ16は、紫外から可視光を集束さ
せるので、材質として例えば、合成石英や、BK7が使
用される。なお、第1及び第2の折り返しミラー及び第
1及び第2の収束レンズ15、16の各表面は、その反
射率及び透過率を考慮した上でコーティングされてい
る。The first and second converging lenses 15, 16 are
The laser light reflected by the folding mirrors 13 and 14 is converged so that the laser light has a predetermined diameter on the surface of the workpiece 17. Since the converging lens 15 converges infrared light, for example, ZnSe is used as its material. In addition, since the focusing lens 16 focuses visible light from ultraviolet, synthetic quartz or BK7 is used as a material, for example. The surfaces of the first and second folding mirrors and the first and second converging lenses 15 and 16 are coated in consideration of their reflectance and transmittance.
【0016】この装置を用いて、多層プリント回路基板
にインタースティシャルバイアホール(以下、バイアホ
ールと略す)を形成する方法について説明する。まず、
被加工物17である多層プリント回路基板について説明
する。多層プリント回路基板は、図2(a)に示すよう
に、ポリイミドあるいはエポキシ系樹脂等のポリマー製
絶縁層21を複数有し、各絶縁層の表面(最下層の基板
では表裏両面)には、それぞれ導電(Cu)層(プリン
ト配線)22が印刷形成されている。そして、バイアホ
ールを形成しようとする場所では、上層側の導電層22
に穴23が形成されている。複数の層にわたってバイア
ホールを形成する場合には上層側に位置するすべての導
電層に穴が形成される。この様な多層プリント回路基板
に対するバイアホールの形成は、以下の様にして行われ
る。A method for forming an interstitial via hole (hereinafter abbreviated as a via hole) in a multilayer printed circuit board using this apparatus will be described. First,
The multilayer printed circuit board that is the workpiece 17 will be described. As shown in FIG. 2A, the multilayer printed circuit board has a plurality of polymer insulating layers 21 such as polyimide or epoxy resin, and the surface of each insulating layer (on the lowermost substrate, both front and back surfaces) A conductive (Cu) layer (printed wiring) 22 is formed by printing. In a place where the via hole is to be formed, the upper conductive layer 22 is formed.
Is formed with a hole 23. When via holes are formed in a plurality of layers, holes are formed in all the conductive layers located on the upper layer side. The formation of via holes in such a multilayer printed circuit board is performed as follows.
【0017】まず、多層プリント回路基板をX−Yステ
ージ18に搭載する。そして、穴23に集束レンズ15
で集束させたレーザ光が当たるように位置調整を行う。
そして、レーザ光発振部11から出射した赤外レーザ光
を、折り返しミラー13及び集束レンズ15を介して穴
23内部の絶縁層21に照射する。赤外レーザ光の照射
により穴23内部の絶縁層21はアブレーションを生じ
て除去加工される。赤外レーザ光を用いる加工は、従来
の紫外レーザ光を用いる加工に比べ非常に短い時間で終
了する。即ち、加工速度が速い。しかも、紫外光を用い
ないのでカーボンの発生もない。ただし、図2(b)で
示すように、下層側の導電層22の表面に加工残物24
が残る。First, the multilayer printed circuit board is mounted on the XY stage 18. The focusing lens 15 is inserted into the hole 23.
The position is adjusted so that the laser beam focused by the above is applied.
Then, the infrared laser light emitted from the laser light oscillating unit 11 is applied to the insulating layer 21 inside the hole 23 via the folding mirror 13 and the focusing lens 15. The insulating layer 21 inside the hole 23 is ablated by the irradiation of the infrared laser beam and is removed. Processing using infrared laser light is completed in a much shorter time than processing using conventional ultraviolet laser light. That is, the processing speed is high. Moreover, since no ultraviolet light is used, no carbon is generated. However, as shown in FIG. 2B, the processing residue 24 is formed on the surface of the lower conductive layer 22.
Remains.
【0018】次に、この多層プリント回路基板をX−Y
ステージ18を用いて移動させ、穴23内に集束レンズ
16で集束させたレーザ光が当たるようにする。そし
て、レーザ光発振部12から出射した紫外から可視域の
レーザ光を、折り返しミラー14及び集束レンズ16を
介して穴23内の加工残物24に照射する。すると、図
2(c)に示すように、加工残物24が蒸発し、下層側
の導電層22が露出し、バイアホールが完成する。この
後、バイアホールの内部をメッキすれば、2つの導電層
を電気的に接続することができる。Next, this multilayer printed circuit board is mounted on an X-Y
The laser beam is moved by using the stage 18 so that the laser beam focused by the focusing lens 16 falls on the hole 23. Then, the laser light in the ultraviolet to visible range emitted from the laser light oscillating unit 12 is applied to the processing residue 24 in the hole 23 via the return mirror 14 and the focusing lens 16. Then, as shown in FIG. 2C, the processing residue 24 evaporates, the lower conductive layer 22 is exposed, and the via hole is completed. Thereafter, by plating the inside of the via hole, the two conductive layers can be electrically connected.
【0019】このように、本実施例によれば、高速加工
が可能で、湿式後処理も不要で、さらに、紫外レーザ光
あるいは可視レーザ光は、最後に数ショット使用するだ
けなので、カーボンの発生もほとんどない。As described above, according to the present embodiment, high-speed processing is possible, no wet post-processing is required, and only a few shots of ultraviolet laser light or visible laser light are used at the end. There is almost no.
【0020】実際に、炭酸ガスレーザでポリマー製絶縁
層に穴を形成した後、この穴に、YLFレーザからのレ
ーザ光を照射してみると、Nd:YLFレーザの基本波
(1ω;波長1047nm)を照射した場合(照射エネル
ギー3mJ/パルス、1ショット)は、加工残物を取り
除くことはできなかった。これに対して、Nd:YLF
レーザの第2高調波(照射エネルギー0.8mJ/パル
ス、1ショット、波長523nm)を照射した場合は、加
工残物を完全に除去することができた。同様に、Nd:
YLFレーザの第4高調波(照射エネルギー0.3mJ
/パルス、5ショット、波長266nm)を照射した場合
も、加工残物を除去することができた。ただし、この場
合は、レーザ光を照射し過ぎたために、導電層にアブレ
ーションが生じているようであった。Actually, after a hole is formed in a polymer insulating layer with a carbon dioxide laser, and this hole is irradiated with laser light from a YLF laser, a fundamental wave (1ω; wavelength of 1047 nm) of a Nd: YLF laser is obtained. (Irradiation energy of 3 mJ / pulse, one shot), the processing residue could not be removed. On the other hand, Nd: YLF
When the laser was irradiated with the second harmonic (irradiation energy: 0.8 mJ / pulse, one shot, wavelength: 523 nm), the processing residue could be completely removed. Similarly, Nd:
4th harmonic of YLF laser (irradiation energy 0.3mJ
/ Pulse, 5 shots, wavelength 266 nm), the processing residue could be removed. However, in this case, ablation appeared to have occurred in the conductive layer due to excessive irradiation of the laser beam.
【0021】なお、第2のレーザ発振部12に使用可能
なレーザには、それぞれ次のような特徴がある。まず、
エキシマレーザは、例えば、KrF:エキシマレーザの
場合、1パルス当たりのエネルギーが800mJ、ビー
ムの断面積(照射面積)が約3cm2 であり、高いエネ
ルギーと、広いビーム面積を有することを特徴としてい
る。したがって、径0.2〜0.5mm程度のバイアホ
ールの底面に照射する際に必要とされるエネルギー密度
が約300mJ/cm2 であることを考慮すると、適当
なマスクを用いて、広い面積にわたる投影加工ができ
る。他のエキシマレーザArF(発振波長193nm)、
XeF(発振波長351nm)、XeCl(発振波長30
8nm)等についても同様である。The lasers that can be used for the second laser oscillation section 12 have the following features. First,
For example, in the case of a KrF: excimer laser, the energy per pulse is 800 mJ, the cross-sectional area (irradiation area) of the beam is about 3 cm 2 , and the excimer laser has high energy and a wide beam area. . Therefore, considering that the energy density required for irradiating the bottom surface of the via hole having a diameter of about 0.2 to 0.5 mm is about 300 mJ / cm 2 , a suitable mask is used to cover a wide area. Projection processing is possible. Other excimer laser ArF (oscillation wavelength 193 nm),
XeF (oscillation wavelength 351 nm), XeCl (oscillation wavelength 30
8 nm) and the like.
【0022】また、YAGレーザとYLFレーザとは、
同じ固体レーザであるが、YAGレーザからのレーザ光
はランダム偏光、YLFレーザからのレーザ光は直線偏
光、という違いがあり、波長変換結晶へは直線偏光成分
が入射するため、後者の方が波長変換効率が高い。ま
た、後者の方が、熱レンズ効果が現れにくく、連続使用
に向いている。これらのレーザでは、CW発振とパルス
発振のいずれも可能であるが、本実施例の場合は、ピー
クパワーの大きなパルス発振の方が望ましい。Also, the YAG laser and the YLF laser
Although the same solid-state laser is used, there is a difference that the laser light from the YAG laser is randomly polarized and the laser light from the YLF laser is linearly polarized. Since the linearly polarized component is incident on the wavelength conversion crystal, the latter has a longer wavelength. High conversion efficiency. In the latter case, the thermal lens effect is less likely to appear, and is suitable for continuous use. In these lasers, both CW oscillation and pulse oscillation are possible, but in the case of this embodiment, pulse oscillation with a large peak power is more desirable.
【0023】また、銅蒸気レーザは、ピークパワーが大
きく、繰り返し周波数が7000Hzと非常に高いとい
う特徴を有しているが、30分程度のウォームアップを
必要とする。The copper vapor laser is characterized by a large peak power and a very high repetition frequency of 7000 Hz, but requires a warm-up time of about 30 minutes.
【0024】次に、本発明の第2の実施例を説明する。
本実施例のレーザ加工装置は、基本的には、第1の実施
例のレーザ加工装置と同じである。本実施例のレーザ加
工装置が第1の実施例のレーザ加工装置と異なる点は、
折り返しミラー13、14に替えて、ガルバノ等の2軸
スキャンミラー(図示せず)を有し、集束レンズ15、
16としてfθレンズ(図示せず)を有している点であ
る。Next, a second embodiment of the present invention will be described.
The laser processing apparatus of the present embodiment is basically the same as the laser processing apparatus of the first embodiment. The difference between the laser processing apparatus of the present embodiment and the laser processing apparatus of the first embodiment is that
A two-axis scan mirror (not shown) such as a galvanometer is provided in place of the folding mirrors 13 and 14, and the focusing lens 15,
16 has an fθ lens (not shown).
【0025】2軸スキャンミラーは、例えば、互いに異
なる方向に回動可能な2枚のミラーを組み合わせて実現
され、レーザ発振部11、12からのレーザ光をxy平
面内で走査させる。fθレンズは、2軸スキャンミラー
から入射するレーザ光の入射角によらず、レーザー光が
被加工物17に対して焦点を結びかつ垂直に入射する様
に設計されている。従って、この2軸スキャンミラーと
fθレンズとの組み合わせにより、X−Yステージ18
を用いて被加工物17を移動させなくとも、第1の実施
例同様バイアホールを形成することができる。また、所
定範囲内であれば、複数のバイアホールを形成する場合
であっても、被加工物17をX−Yステージ18を用い
て移動させる必要がない。The two-axis scan mirror is realized, for example, by combining two mirrors rotatable in mutually different directions, and scans laser beams from the laser oscillators 11 and 12 in an xy plane. The fθ lens is designed such that the laser beam is focused on the workpiece 17 and is perpendicularly incident on the workpiece 17 irrespective of the incident angle of the laser beam incident from the biaxial scan mirror. Therefore, the combination of the two-axis scan mirror and the fθ lens allows the XY stage 18
The via hole can be formed in the same manner as in the first embodiment without moving the workpiece 17 using. Further, within the predetermined range, it is not necessary to move the workpiece 17 using the XY stage 18 even when forming a plurality of via holes.
【0026】本実施例の装置では、2つの2軸スキャン
ミラーをそれぞれ独立制御することができるので、レー
ザ発振部11、12からのレーザ光をそれぞれ異なる穴
に照射することができる。このため、所定範囲内に複数
のバイアホールを形成する場合、レーザ発振部11から
のレーザ光で絶縁層に穴を形成する工程と、レーザ発振
部12からのレーザ光で穴に残った加工残物を除去する
工程とを(異なる穴に対して)同時に行うことができ
る。従って、逐次的に加工する場合に比べ、大幅に加工
時間を短縮する(レーザ発振部11からのレーザ光で絶
縁層21に穴を形成する工程のみの場合とほぼ等しい)
ことができる。In the apparatus of this embodiment, the two two-axis scan mirrors can be controlled independently of each other, so that the laser beams from the laser oscillators 11 and 12 can be applied to different holes. For this reason, when forming a plurality of via holes within a predetermined range, a step of forming a hole in the insulating layer with the laser light from the laser oscillation unit 11 and a step of forming a hole in the hole with the laser light from the laser oscillation unit 12. The process of removing objects can be performed simultaneously (for different holes). Therefore, the processing time is greatly reduced as compared with the case of sequentially processing (substantially the same as the case where only the step of forming a hole in the insulating layer 21 with the laser light from the laser oscillation unit 11).
be able to.
【0027】また、本実施例の装置では、X−Yステー
ジによる移動の必要性が少ない(広範囲に亘って加工を
行う場合は、所定範囲ごとに行うので、このときX−Y
ステージによる移動が必要となるが、所定範囲内であれ
ば全く不要)ので高速加工が可能となる。詳述すると、
X−Yステージによる被加工物の移動時間間隔は、10
Hz程度でしかないが、2軸スキャンミラーによる焦点
位置の移動時間間隔は、100Hz以上を実現でき、レ
ーザ光の加工点間の移動時間が比べ物にならないほど短
くなる。In the apparatus of the present embodiment, there is little need for movement by the XY stage (when processing is performed over a wide range, the processing is performed for each predetermined range.
Although movement by the stage is required, it is not necessary at all within the predetermined range), so that high-speed processing is possible. To elaborate,
The moving time interval of the workpiece by the XY stage is 10
Although it is only about Hz, the moving time interval of the focal position by the biaxial scan mirror can be realized at 100 Hz or more, and the moving time between the processing points of the laser beam is so short as to be incomparable.
【0028】次に本発明の第3の実施例について図3を
参照して説明する。本実施例のレーザ加工装置は、第1
及び第2のレーザ発振部31、32と、調整用光学系3
3、ミラー34、折り返しミラー35、集束レンズ3
6、及び被加工物37を載置するX−Yステージ38を
有している。Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The laser processing apparatus of the present embodiment has a first
And the second laser oscillation units 31 and 32 and the adjustment optical system 3
3, mirror 34, folding mirror 35, focusing lens 3
6 and an XY stage 38 on which the workpiece 37 is placed.
【0029】第1及び第2のレーザ発振部31、32
は、それぞれ第1の実施例の第1及び第2のレーザ発振
部11、12に対応するが、配置は逆であっても良い。
また、調整用光学系33は、集束レンズ36における、
2つのレーザ光の波長の違いによる色収差の違いを解消
して、焦点位置の補正を行うためのものであり、第1及
び第2のレーザ発振部31、32のいずれか一方に対応
して設けられていればよく、第1のレーザ発振部31に
対応するように設けてもよい。First and second laser oscillators 31, 32
Respectively correspond to the first and second laser oscillation units 11 and 12 of the first embodiment, but the arrangement may be reversed.
Further, the adjusting optical system 33 includes a focusing lens 36.
This is for correcting a focal position by eliminating a difference in chromatic aberration due to a difference in wavelength between two laser beams, and is provided corresponding to one of the first and second laser oscillation units 31 and 32. It may be provided so as to correspond to the first laser oscillation unit 31.
【0030】ミラー34は、第1のレーザ発振部31か
らのレーザ光を透過し、第2のレーザ発振部32からの
レーザ光を全反射するように材料及び表面のコーティン
グ材が選択されているか、または、移動機構(図示せ
ず)に搭載されている。Whether the material and the coating material on the surface of the mirror 34 are selected so that the laser light from the first laser oscillation part 31 is transmitted and the laser light from the second laser oscillation part 32 is totally reflected. Or, it is mounted on a moving mechanism (not shown).
【0031】折り返しミラー35は、第1及び第2のレ
ーザ発振部31、32からのレーザ光を共に全反射する
ように、その表面に金属膜、または誘電体多層膜がコー
ティングされている。なお、第1の実施例と同様の理由
で、このミラー35は必ずしも必要ではない。The surface of the folding mirror 35 is coated with a metal film or a dielectric multilayer film so as to totally reflect the laser beams from the first and second laser oscillators 31 and 32. The mirror 35 is not always necessary for the same reason as in the first embodiment.
【0032】集束レンズ36は、2つのレーザ発振部3
1、32からのレーザ光を双方とも透過させるような材
質を選択しなければならない。例えば、これらのレーザ
光を双方とも透過させる材質として、NaCl,KB
r,及びKI等がある。また、集束レンズ36の表面に
は、これらのレーザー光を双方とも透過させるようにコ
ーティングが施されている。The focusing lens 36 includes two laser oscillators 3
It is necessary to select a material that allows both of the laser beams from the first and second laser beams to pass therethrough. For example, materials that transmit both of these laser beams include NaCl and KB.
r and KI. The surface of the focusing lens 36 is coated so as to transmit both of these laser beams.
【0033】このレーザ加工装置を用いてバイアホール
を形成する方法は、第1の実施例と同様である。ただ
し、ミラー34が移動機構に搭載されている場合は、第
1のレーザ光発振部31からのレーザ光を被加工物に照
射するとき、このミラー34を光路上から光路外に移動
させ、逆に第2のレーザ光発振部32からのレーザ光を
被加工物に照射するときは、光路外から光路上にミラー
34を移動させて加工を行う必要がある。The method of forming a via hole using this laser processing apparatus is the same as in the first embodiment. However, when the mirror 34 is mounted on the moving mechanism, when irradiating the workpiece with the laser light from the first laser light oscillation unit 31, the mirror 34 is moved from the optical path to the outside of the optical path, and When the workpiece is irradiated with the laser beam from the second laser beam oscillation unit 32, the mirror 34 must be moved from outside the optical path to the optical path to perform the processing.
【0034】また、本実施例の折り返しミラー35と集
束レンズ36に代えて、第2の実施例で使用されたのと
同様のガルバノスキャン等のビームスキャン装置とfθ
レンズとを用いることもできる。また、ミラー34を用
いず、第2の実施例と同様に、第1及び第2のレーザ発
振部31、32にそれぞれ対応する2つのビームスキャ
ン装置を設け、これらのビームスキャン装置からの2つ
のレーザ光を1つのfθレンズに入射させるようにして
もよい。なお、fθレンズにおいて、レーザ光の波長の
違いによる色収差が生じるような場合は、スキャンミラ
ーの角度と加工点の位置を調整して補正する必要があ
る。Further, instead of the reflecting mirror 35 and the focusing lens 36 of the present embodiment, a beam scanning device such as a galvano scan similar to that used in the second embodiment and fθ
A lens can also be used. Further, two beam scanning devices corresponding to the first and second laser oscillation units 31 and 32 are provided, similarly to the second embodiment, without using the mirror 34, and two beam scanning devices from these beam scanning devices are provided. The laser beam may be made incident on one fθ lens. In the case where chromatic aberration occurs due to the difference in the wavelength of the laser beam in the fθ lens, it is necessary to correct the angle by adjusting the angle of the scan mirror and the position of the processing point.
【0035】[0035]
【発明の効果】本発明によれば、赤外レーザ光を用いて
ポリマー層に穴を形成し、その後可視域のレーザ光で加
工残物を取り除くようにしたことで、湿式の後処理を必
要とせず、また導体層にダメージを与えることなく、高
速加工が可能なバイアホール形成方法が得られる。According to the present invention, a hole is formed in the polymer layer by using an infrared laser beam, and then a processing residue is removed by a laser beam in a visible region , so that a wet post-treatment is required. Thus, a via hole forming method capable of high-speed processing without damaging the conductor layer can be obtained.
【0036】[0036]
【0037】[0037]
【図1】本発明の第1の実施例の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a first embodiment of the present invention.
【図2】図1の装置によるバイアホールの形成工程を説
明するための工程図である。FIG. 2 is a process diagram for explaining a via hole forming process by the apparatus of FIG. 1;
【図3】本発明の第3の実施例の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of a third embodiment of the present invention.
【図4】導体膜上のポリマー層に赤外域レーザ光で形成
した穴の斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of a hole formed in a polymer layer on a conductor film by infrared laser light.
11、12 レーザ発振部 13、14 折り返しミラー 15、16 集束レンズ 17 被加工物 18 XYステージ 21 ポリマー製絶縁層 22 導電層 23 穴 24 加工残物 31、32 レーザ発振部 33 調整用光学系 34 ミラー 35 折り返しミラー 36 集束レンズ 37 被加工物 38 X−Yステージ 41 穴 42 導電層 43 加工残物 11, 12 Laser oscillation part 13, 14 Folding mirror 15, 16 Focusing lens 17 Workpiece 18 XY stage 21 Polymer insulating layer 22 Conductive layer 23 Hole 24 Processing residue 31, 32 Laser oscillation part 33 Adjustment optical system 34 Mirror 35 Folding mirror 36 Focusing lens 37 Workpiece 38 XY stage 41 Hole 42 Conductive layer 43 Processing residue
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05K 3/00 H05K 3/46 B23K 26/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H05K 3/00 H05K 3/46 B23K 26/00
Claims (5)
記金属膜に達するバイアホールを形成するバイアホール
形成方法において、赤外域レーザ光を用いて前記ポリマ
ー層に穴を形成する第1の工程と、前記穴の内部に可視
域のレーザ光を照射して前記金属膜を露出させる第2の
工程とを含むことを特徴とするバイアホール形成方法。1. A via hole forming method for forming a via hole reaching the metal film in a polymer layer laminated on the metal film, wherein a first hole is formed in the polymer layer using infrared laser light. Process and visible inside the hole
A second step of exposing the metal film by irradiating the region with laser light.
の穴を形成すると同時に、該第1の工程により形成され
た前記複数の穴に対し、順次、前記第2の工程を施すこ
とを特徴とする請求項1のバイアホール形成方法。2. The method according to claim 1, wherein the first step is continuously performed to form a plurality of holes, and simultaneously, the plurality of holes formed in the first step are sequentially subjected to the second step. The via hole forming method according to claim 1, wherein:
シマレーザを用いることを特徴とする請求項1または2
のバイアホール形成方法。3. An excimer laser as a light source of said visible range laser light.
Via hole formation method.
ーザ発振器からの高調波レーザ光を用いることを特徴と
する請求項1または2のバイアホール形成方法。4. The via hole forming method according to claim 1, wherein a harmonic laser light from an infrared laser oscillator is used as the visible laser light.
プリント配線であり、前記ポリマー層が前記第1のプリ
ント回路基板上に積層された第2のプリント回路基板の
絶縁基板であることを特徴とする請求項1,2,3、ま
たは4のバイアホール形成方法。5. The method according to claim 1, wherein the metal film is a printed wiring of a first printed circuit board, and the polymer layer is an insulating substrate of a second printed circuit board laminated on the first printed circuit board. The method of forming a via hole according to claim 1, 2, 3, or 4, wherein
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07143719A JP3138954B2 (en) | 1995-06-09 | 1995-06-09 | Via hole formation method |
| JP10218776A JPH11103150A (en) | 1995-06-09 | 1998-08-03 | Laser beam machining apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07143719A JP3138954B2 (en) | 1995-06-09 | 1995-06-09 | Via hole formation method |
Related Child Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10218776A Division JPH11103150A (en) | 1995-06-09 | 1998-08-03 | Laser beam machining apparatus |
| JP21877598A Division JP3343812B2 (en) | 1995-06-09 | 1998-08-03 | Via hole forming method and laser processing apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08340165A JPH08340165A (en) | 1996-12-24 |
| JP3138954B2 true JP3138954B2 (en) | 2001-02-26 |
Family
ID=15345405
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07143719A Expired - Fee Related JP3138954B2 (en) | 1995-06-09 | 1995-06-09 | Via hole formation method |
| JP10218776A Pending JPH11103150A (en) | 1995-06-09 | 1998-08-03 | Laser beam machining apparatus |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10218776A Pending JPH11103150A (en) | 1995-06-09 | 1998-08-03 | Laser beam machining apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (2) | JP3138954B2 (en) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7462801B1 (en) | 1996-11-20 | 2008-12-09 | Ibiden Co., Ltd. | Laser machining apparatus, and apparatus and method for manufacturing a multilayered printed wiring board |
| US7732732B2 (en) | 1996-11-20 | 2010-06-08 | Ibiden Co., Ltd. | Laser machining apparatus, and apparatus and method for manufacturing a multilayered printed wiring board |
| CN100521883C (en) | 1997-12-11 | 2009-07-29 | 伊比登株式会社 | Method of manufacturing multilayer printed wiring board |
| US6324195B1 (en) | 1999-01-13 | 2001-11-27 | Kaneka Corporation | Laser processing of a thin film |
| JP3522654B2 (en) | 2000-06-09 | 2004-04-26 | 住友重機械工業株式会社 | Laser processing apparatus and processing method |
| US6864459B2 (en) * | 2001-02-08 | 2005-03-08 | The Regents Of The University Of California | High precision, rapid laser hole drilling |
| JP3999999B2 (en) * | 2002-04-19 | 2007-10-31 | 新日本製鐵株式会社 | Laser surface processing equipment |
| JP3720034B2 (en) * | 2003-05-26 | 2005-11-24 | 住友重機械工業株式会社 | Drilling method |
| KR20060112587A (en) * | 2003-10-06 | 2006-11-01 | 신꼬오덴기 고교 가부시키가이샤 | How to form a via hole in the resin layer |
| JP4595378B2 (en) * | 2004-04-28 | 2010-12-08 | 住友電気工業株式会社 | Resin processing method |
| WO2007119838A1 (en) * | 2006-04-11 | 2007-10-25 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp. | Yag laser, lens for fiber laser and laser processing system |
| JP2009297732A (en) * | 2008-06-11 | 2009-12-24 | Aisin Aw Co Ltd | Method and apparatus of removing insulation coating film of insulation coated conductor |
| JP7146905B2 (en) * | 2018-04-18 | 2022-10-04 | 株式会社エス・テイ・ジャパン | Laser ablation and analysis equipment |
| CN112692454A (en) * | 2020-12-17 | 2021-04-23 | 华清创智光电科技(清远)有限公司 | Double-head laser optical path system and method for processing blind hole of PCB (printed circuit board) |
| CN114193006B (en) * | 2022-01-21 | 2025-01-03 | 武汉元禄光电技术有限公司 | Multi-head multi-wavelength PCB laser drilling device and method |
-
1995
- 1995-06-09 JP JP07143719A patent/JP3138954B2/en not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-08-03 JP JP10218776A patent/JPH11103150A/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08340165A (en) | 1996-12-24 |
| JPH11103150A (en) | 1999-04-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3138954B2 (en) | Via hole formation method | |
| US8415586B2 (en) | Method for increasing throughput of solder mask removal by minimizing the number of cleaning pulses | |
| US4839497A (en) | Drilling apparatus and method | |
| US6756563B2 (en) | System and method for forming holes in substrates containing glass | |
| JPH10508798A (en) | Ultraviolet laser device and method for forming holes in multilayer target | |
| JPH11277272A (en) | Laser beam drill and laser beam drilling method | |
| US7170912B2 (en) | Laser drilling system and method for flexible printed circuit board | |
| JP2000202664A (en) | Lasder drilling method | |
| JP3343812B2 (en) | Via hole forming method and laser processing apparatus | |
| KR100504234B1 (en) | Laser drilling method | |
| JP3199653B2 (en) | Apparatus and method for manufacturing multilayer printed wiring board | |
| JP2003285183A (en) | Laser beam machining device and machining method | |
| JPH08309566A (en) | Via hole forming method and laser light irradiation device | |
| JP2002035976A (en) | Drilling method using ultraviolet laser | |
| JP3667705B2 (en) | Laser processing apparatus and processing method | |
| JP3667706B2 (en) | Laser processing method | |
| JP4163319B2 (en) | Desmear method and desmear apparatus for laser drilling apparatus | |
| JPH11307940A (en) | Laser machining method | |
| JP4163320B2 (en) | Desmear method and desmear apparatus for laser drilling apparatus | |
| WO2001014096A1 (en) | Multiple ultraviolet beam solid-state laser systems and methods | |
| JP2002126886A (en) | Laser perforating device | |
| JPH1177343A (en) | Laser processing method and laser processing apparatus for laminated member | |
| JP2005007440A (en) | Laser beam machining method and laser beam machining machine | |
| JP2003243839A (en) | Laser machining method and multilayer printed wiring board | |
| JP3245820B2 (en) | Laser drilling method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20001115 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071215 Year of fee payment: 7 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081215 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081215 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091215 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |