JP3967156B2 - レーザ加工方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも２つの部材を有する加工対象物にレーザビームを照射し、上部部材に貫通する穴を開けるレーザ加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属層上に形成された樹脂層に、紫外線の波長領域のパルスレーザビームを集光させ、穴を開ける方法が知られている。樹脂層がアブレーションされ金属層がアブレーションされない大きさに、レーザビームのフルエンスを設定しておくと、下地の金属層にほとんどダメージを与えることなく、樹脂層に貫通孔を形成することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、アブレーション加工で大面積の穴を開けようとすると、厚さ５０μｍの樹脂層に直径５０μｍ程度の穴を開けるのでも１００ショット前後のパルスレーザビームが必要であった。
【０００４】
本発明の目的は、加工対象物の下地部材表面に形成された被覆層に、少ないショット数で、穴を開けることのできるレーザ加工方法を提供することである。
【０００５】
また、その穴の形状を制御することのできるレーザ加工方法を提供することである。
【０００６】
本発明の一観点によると、第１の材料からなる表層部を有する下地部材と、該下地部材の表面上に形成され、該第１の材料とは異なる第２の材料で形成された被覆層とを含む加工対象物を準備する工程と、前記被覆層を透過し、前記下地部材の表面で反射し、反射位置の該被覆層を該下地部材から剥離させる性質を有するレーザビームを、前記被覆層表面におけるビームスポットが、少なくとも一つの尖ったまたは丸みを帯びた角を有する形状になるように入射させ、前記被覆層を前記下地部材から剥離させて穴を形成する工程と
を有するレーザ加工方法が提供される。
第１の材料は、アルミニウム、銅、金、銀、パラジューム、ニッケル、チタン、タングステン、プラチナ、及びモリブデンからなる群より選択された１つの材料であり、前記第２の材料が、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、及びベンゾシクロブテンからなる群より選択された１つの材料である。
【０００７】
このレーザ加工方法によると、尖ったまたは丸みを帯びた角を有する平面形状の穴を、前記被覆層に形成することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１（Ａ）に、本発明の第１の実施例によるレーザ加工方法で用いられるレーザ加工装置の概略図を示す。レーザ光源１がパルスレーザビームを出射する。レーザ光源１から出射したパルスレーザビームは、ビーム断面を整形するマスク２を経て、平凸レンズ３に入射する。ＸＹステージ４の可動面上に加工対象物５が保持されている。平凸レンズ３により収束されたレーザビームが、ＸＹステージ４に保持された加工対象物５の表面に入射する。
【００１１】
レーザ光源１は、Ｎｄ：ＹＬＦレーザ発振器と非線型光学素子とを含んで構成され、基本波（波長１０４７ｎｍ）または２倍高調波（波長５２３ｎｍ）を発生させることができる。ここでは基本波を、パルス幅１５ｎｓ、パルスエネルギ１ｍＪで出射させる。
【００１２】
図１（Ｂ）に示すように、ＸＹステージ４の可動面を水平に配置し、反射ミラー６でレーザビームを鉛直下方に反射させてもよい。
【００１３】
また、図１（Ｃ）に示すように、レーザ光源１とマスク２の間に凹レンズ７及び凸レンズ８を挿入してもよい。凹レンズ７はビームを拡大し、凸レンズ８は拡大されたビームを平行光にする。または、凹レンズ７を凸レンズ８より小さい焦点距離を有する凸レンズに置き換え、テレセントリックにしてビームを広げてもよい。
【００１４】
更に、図１（Ｄ）に示すように、凹シリンドリカルレンズ９及び凸シリンドリカルレンズ１０を用いて、ビーム断面を楕円形に拡大整形し、平行光とすることができる。または、凹シリンドリカルレンズ９を凸シリンドリカルレンズ１０より小さい焦点距離を有する凸シリンドリカルレンズに置き換え、テレセントリックにしてビームを広げてもよい。
【００１５】
図２（Ａ）は本発明の第１の実施例によるレーザ加工方法で使用する加工対象物であるマザーボードの断面図である。
【００１６】
下地部材である金属層２１、たとえば銅層の表面に、樹脂被覆層２０、たとえばエポキシ樹脂層が積層されている。樹脂被覆層２０の厚みは、たとえば５０μｍである。
【００１７】
樹脂被覆層２０の上面から、樹脂被覆層２０にパルスレーザビームを入射させる。パルスレーザビームの多くは樹脂被覆層２０に吸収されることなく透過し、金属層２１で大部分反射され金属層２１を透過しない性質をもつ。このマザーボードにパルスレーザビームが１ショット入射すると、樹脂被覆層２０と金属層２１との界面が高圧力状態となり、この圧力によって金属層２１上面におけるパルスレーザビームの反射位置付近の樹脂被覆層２０の一部が金属層２１から剥離して穴が開く。この現象を「リフティング現象」と呼び、「リフティング現象」を利用した加工を「リフティング加工」と呼ぶこととする。
【００１８】
図２（Ｂ）は入射した１ショットのパルスレーザビームによって、樹脂被覆層２０に穴２０ａが形成されたマザーボードの断面図である。穴２０ａの底面を仮に円とすると、その直径はたとえば２００μｍ以上である。リフティング加工はアブレーション加工に比べ、少ないショット数で、大面積の穴開け加工を可能にする。
【００１９】
図３（Ａ）及び（Ｂ）は、マスク２の透過孔を樹脂被覆層２０の表面に結像させ、マザーボードの樹脂被覆層２０に１ショット入射させた後の、マザーボード表面の光学顕微鏡写真をスケッチした図である。（Ａ）の透過孔は俵型、（Ｂ）の透過孔は三角形であった。ビームを入射させたのは、金属層２１が銅層であり樹脂被覆層２０が厚さ６０μｍのエポキシ樹脂層であるマザーボードであった。穴の開口部（エポキシ樹脂層表面）を実線で、穴の底面（銅層表面の露出部分）を一点鎖線で、入射したパルスレーザビームのビームスポットを点線で記した。開口部は底面より大きく、底面はビームスポットよりも大きい。図３（Ａ）の俵型穴の底面は、短径が約２００μｍ、長径が約３００μｍであった。
【００２０】
次に、図４〜８を参照し、第１の実施例によるレーザ加工方法を詳述する。
図４は本実施例によるレーザ加工方法で用いられるレーザ加工装置の概略図である。図１（Ａ）に示したレーザ加工装置に、反射ミラー３１と、テレセントリックにレーザビームを広げる２枚の平凸レンズ３２及び３３とを加えたもので、それ以外の構成は図１（Ａ）に示したレーザ加工装置の構成と同じである。また、図４に示したレーザ加工装置においては、焦点距離が５０ｍｍの平凸レンズ３５を用い、マスク３４と平凸レンズ３５の間の距離を１０５０ｍｍ、平凸レンズ３５と加工対象物３７の間の距離を５２．５ｍｍに保った。縮小率は２０である。なお、加工対象物は、ＡＢＦ材（金属層表面の樹脂被覆層がエポキシ樹脂を主成分にして構成されているもの）で樹脂被覆層の厚みは５０μｍである。
【００２１】
マスク３４には、一辺５ｍｍの正三角形の透過孔が形成されている。レーザ光源３０から、Ｎｄ：ＹＬＦレーザの基本波（波長１０４７ｎｍ）を、パルス幅１５ｎｓで出射した。加工対象物表面において、レーザビームのビームスポットは一辺２５０μｍの正三角形となる。ビームスポットの正三角形の角は尖っている場合も、また、角の先が少し丸みを帯びている場合も考えられる。
【００２２】
図５は、出射するレーザビームのパルスエネルギを様々に変化させ、エポキシ樹脂層に１ショットずつ入射させた後の、ＡＢＦ材表面の光学顕微鏡写真をスケッチした図である。
【００２３】
図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）は、ビームのフルエンスが、それぞれ６．１Ｊ／ｃｍ2、４．１Ｊ／ｃｍ2、２．８Ｊ／ｃｍ2、１．８Ｊ／ｃｍ2であるときに形成された穴である。ここでフルエンスとは、樹脂被覆層表面におけるレーザビームのフルエンスを意味する。図３と同様に、穴の開口部（エポキシ樹脂層表面）を実線で、穴の底面（銅層表面の露出部分）を一点鎖線で、入射したパルスレーザビームのビームスポットを点線で記した。開口部は底面より大きく、底面はビームスポットよりも大きい。
【００２４】
ビームスポットの形状は、ほぼ正三角形である。底面の外周はビームスポットを取り囲んでおり、正三角形の頂点が丸みを帯び、各辺が外側に膨らんだ形状を有する。図５（Ａ）〜（Ｄ）のいずれの場合にも、底面の形状はビームスポットの形状の痕跡を留めている。
【００２５】
図５（Ａ）に示すようにビームのフルエンスが６．１Ｊ／ｃｍ2のときには、開口部の外周が底面の外周に倣い、正三角形の痕跡を留めている。図５（Ｂ）〜（Ｄ）に示すように、ビームのフルエンスを低下させると、開口部が円形に近づく。また、照射するビームのフルエンスが高いほど、開口部と底面との面積比が１に近い穴、すなわち穴の側壁が垂直に近く立ち上がる穴を形成することができる。フルエンスが低いと、穴側面がテーパ形状を示す。
【００２６】
図６に、樹脂被覆層に入射するパルスレーザビームの１パルスあたりのフルエンスと対ビームスポット面積比との関係を示す。対ビームスポット面積比とは、形成された穴の開口部及び底面の面積の、樹脂被覆層表面におけるビームスポットの面積に対する比のことである。横軸は、樹脂被覆層表面におけるビームの１パルスあたりのフルエンスを単位「Ｊ／ｃｍ2」で表し、縦軸は対ビームスポット面積比を「任意単位」で表す。
【００２７】
黒三角で示したのがビームスポット面積に対する底面積の比、逆黒三角で示したのがビームスポット面積に対する開口部面積の比である。穴形成の閾値は１．４〜１．８Ｊ／ｃｍ2の間にあり、これより大きなフルエンスで入射したレーザビームによって、樹脂被覆層に穴が形成される。フルエンスを増大させることで、底面、開口部ともに面積は増加するが、開口部は底面ほど増加の割合が大きくはない。すなわち形成される穴の側面は、フルエンスの増大とともに、切り立った形状に近づくことがわかる。
【００２８】
図７に、樹脂被覆層に入射するパルスレーザビームの１パルスあたりのフルエンスと開口率との関係を示す。開口率とは、樹脂被覆層に形成された穴の開口部の面積を底面の面積で除して得られる値と定義する。横軸は、樹脂被覆層表面におけるビームの１パルスあたりのフルエンスを単位「Ｊ／ｃｍ2」で表し、縦軸は開口率を「任意単位」で表す。黒丸で示したのが両者の関係である。照射するレーザビームが金属層に損傷を与えない、または与える損傷の程度が無視できる範囲のフルエンスにおいては、他の条件を一定に保ちながらフルエンスを徐々に増加させていくと、開口率は１以上のある一定の値に収束する。この収束値の１．２倍の開口率の穴を形成するフルエンス以上のフルエンスで加工することにより、側面の傾斜角が大きな（側面が切り立った形状の）穴を形成することができる。また、開口部及び底面の形状が、樹脂被覆層上のビームスポットに近似する穴を形成することが出来る。
【００２９】
次に、一辺５ｍｍの正方形の透過孔が形成されているマスク３４を使用し、加工対象物表面に入射するレーザビームのビームスポットを、一辺２５０μｍの正方形とした。縮小率は２０である。
【００３０】
図８は、出射するレーザビームのパルスエネルギを様々に変化させ、前出のＡＢＦ材の樹脂被覆層に１ショットずつ入射させた後の、ＡＢＦ材表面の光学顕微鏡写真をスケッチした図である。
【００３１】
図８（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、ビームのフルエンスが、それぞれ２．９６Ｊ／ｃｍ2、２．０Ｊ／ｃｍ2、１．３Ｊ／ｃｍ2であるときに形成された穴である。ここでフルエンスとは、樹脂被覆層表面におけるレーザビームの１パルスあたりのフルエンスを意味する。図３と同様に、穴の開口部（エポキシ樹脂層表面）を実線で、穴の底面（銅層表面の露出部分）を一点鎖線で、入射したパルスレーザビームのビームスポットを点線で記した。開口部は底面より大きく、底面はビームスポットよりも大きい。
【００３２】
正方形の透過孔を有するマスクを用いると、頂点が丸みを帯びた正方形状の底面と、辺及び頂点が丸みを帯びた正方形状の開口部を有する穴を開けることができる。また、穴の底面形状は、照射したビームの形状（正方形）に依存する。更に、フルエンスの高いビームほど開口部を正方形に近い形状に（殊に正方形の辺部を直線的に）加工することができる。また、開口部と底面との面積比が１に近い穴、すなわち穴の側壁の傾斜角が大きい（９０°に近い）穴を形成することができる。
【００３３】
図９に、樹脂被覆層に入射するパルスレーザビームの１パルスあたりのフルエンスと対ビームスポット面積比との関係を示す。対ビームスポット面積比、グラフの縦軸及び横軸、黒三角及び逆黒三角の意味するところは、三角形のマスクを使用した場合（図６）と同じである。
【００３４】
穴形成の閾値は０．８〜１．２Ｊ／ｃｍ2の間にあり、これより大きなフルエンスで入射したレーザビームによって、樹脂被覆層に穴が形成される。フルエンスを増大させることで、底面、開口部ともに面積は増加するが、底面積の方が増加の割合が大きい。このグラフに示した範囲よりもフルエンスを増大させても同様である。
【００３５】
図６と図９とから読み取れる閾値は異なる。これは、ＡＢＦ材の樹脂被覆層表面におけるビームスポットの面積が異なることが原因の一つである。リフティング加工の加工メカニズムはフォトン波長に依存する光化学現象（高分子の分子結合を切断する）ではなく、フォトン数に依存するサーマル現象（熱的に分解する）としての側面が強いため、ビームスポットの面積が閾値に関係する。
【００３６】
図１０に、樹脂被覆層に入射するパルスレーザビームの１パルスあたりのフルエンスと開口率との関係を示す。開口率、グラフの縦軸及び横軸の意味するところはビームスポットを三角形にして入射させた場合のグラフ（図７）と同じである。黒丸で示したのが両者の関係である。ビームスポットが正方形である場合も、照射するレーザビームが金属層に損傷を与えない、または与える損傷の程度が無視できる範囲のフルエンスにおいては、他の条件を一定に保ちながらフルエンスを徐々に増加させていくと、開口率は１以上のある一定の値に近づくであろう。この収束値の１．２倍の開口率の穴を形成するフルエンス以上のフルエンスで加工することにより、側面の傾斜角が大きな（側面が切り立った形状の）穴を形成することができる。また、開口部及び底面の形状が、樹脂被覆層上のビームスポットに近似する穴を形成することが出来る。
【００３７】
以上、第１の実施例に示したように、ビームスポットが尖ったまたは丸みを帯びた角を有する形状になるように、レーザビームを樹脂被覆層に入射させると、それに対応する丸みを帯びた角を有する形状の穴を形成することができる。前記尖ったまたは丸みを帯びた角が、９０°以下の内角を有するものであれば、形成される穴も、それに対応する、よりはっきりした角部を有することになる。
【００３８】
次に、図１（Ａ）、図８（Ａ）及び図１１を参照して、本発明の第２の実施例について説明する。
【００３９】
図１（Ａ）に示すレーザ加工装置を用いて、加工対象物たとえば第１の実施例で使用したものと同じマザーボードを加工する。たとえば正方形の透過孔の形成されたマスク２を用い、Ｎｄ：ＹＬＦレーザの基本波を１ショット照射する。
【００４０】
図８（Ａ）に示すように、角が丸みを帯びた正方形の開口部を有する穴が、樹脂被覆層に形成される。
【００４１】
続いて、たとえば正三角形の透過孔の形成されたマスク２を使用する。ＸＹステージ４によりマザーボードを移動させて、パルスレーザビームを照射し、新たな穴を形成して最初のショットで形成された正方形状の穴を広げる。樹脂被覆層２０表面におけるビームスポットが、少なくとも一つの尖ったまたは丸みを帯びた角を有するように、ここでは正三角形状のビームスポットの頂点の１つが樹脂被覆層２０上に形成されるように、レーザビームを入射させる。
【００４２】
図１１（Ａ）はマザーボードの樹脂被覆層２０に形成された穴の平面図である。点線で示した正方形が、最初に照射したレーザビームのビームスポットであり、一点鎖線で示した４つの正三角形が、正方形状の穴を広げるために照射したレーザビームのビームスポットである。なお、図１１（Ａ）〜（Ｅ）においては、入射したレーザビームのビームスポットを点線または一点鎖線で記し、形成された穴を実線で記す。
【００４３】
図８（Ａ）に示した正方形状の穴の、丸みを帯びた角の周辺をより尖った形状にする。そのため、正三角形状のビームスポットの頂点が、丸みを帯びた角の付近の樹脂被覆層２０上に形成されるように、ビームを入射させる。
【００４４】
図１１（Ａ）に実線で記したのが、樹脂被覆層２０に形成された穴である。穴の角は、ビームスポットの正三角形の角に対応して形成されたものである。このようにビームスポットの角が、広げた穴の外周の一部に対応するようにレーザビームを入射させて、角を有する穴を加工することができる。リフティング加工は、レーザビームを重ねて照射しても、下地の金属層２１に影響をほとんど与えず樹脂被覆層２０に穴を形成することができる。したがって幾度も微細に重ね打ちをすることによって、シャープな角を形成することも可能である。
【００４５】
図１１（Ｂ）の一点鎖線に示すように、たとえば直角二等辺三角形のビームスポットを形成して、図１１（Ａ）の穴の角部を加工してもよい。図１１（Ａ）では、正三角形状のビームスポットの６０°の角で、穴の角部を形成したが、図１１（Ｂ）においては、直角二等辺三角形状のビームスポットの４５°の角で、穴の角部の形成を行っている。後者の方が、よりはっきりした角部を有する穴を形成できる。４５°より小さい角を有するビームスポットに集光すると、更にはっきりとした角部を有する穴を形成できる。
【００４６】
また、図１１（Ｃ）に示すように、直角に折れ曲がった鉤型の穴を開けることもできる。たとえば、レーザビームを細長い矩形のビームスポットになるように集光して穴の２本の直線部を加工する。折れ曲がり部分は、直角二等辺三角形のビームスポットを有する２ショットのパルスレーザビームにより形成される。この２つのビームスポットは、直角二等辺三角形の斜辺どうしが対向し、直角二等辺三角形の各々の一方の底角が折れ曲がり部分の外側の角に対応するように位置決めされる。このように位置決めすることにより、折れ曲がり部分の外側の角を鋭くすることができる。
【００４７】
図１１（Ｄ）は、レーザビームを細長い矩形のビームスポットに集光して形成した細長い矩形の穴の平面図である。穴の端部の角が丸みを帯びている。
【００４８】
図１１（Ｅ）は、レーザビームを細長い矩形のビームスポットに集光して、図１１（Ｄ）に示すような穴を形成した後、端部を直角二等辺三角形状のビームスポットに集光して加工した細長い矩形の穴の平面図である。穴の端部は、直角二等辺三角形のビームスポットを有する４ショットのパルスレーザビームにより形成される。４つの直角二等辺三角形は、正方形を２本の対角線で分割して得られる４つの直角二等辺三角形に相当するように位置決めされる。この正方形の一つの辺が、穴の直線部分の端部に対向する。図１１（Ｄ）に示したような１ショットだけで開けた穴に比べ、鮮明な角部を有する穴を加工することができる。
【００４９】
その他、様々にビームスポットの形状やビームの入射位置を変えて、穴の形を制御する方法が考えられるであろう。その際、第１の実施例で説明したように、加工対象物に入射するレーザビームのフルエンスを変化させることによる穴形状の制御をも加えて、加工を行うことができる。
【００５０】
次に図１（Ａ）及び図１２を参照して、本発明の第３の実施例について説明する。
【００５１】
図１（Ａ）に示すレーザ加工装置を用いて、加工対象物に穴を開ける。レーザ光源１から、Ｎｄ：ＹＬＦレーザの基本波をパルス幅１０ｐｓで出射する。
【００５２】
図１２は加工対象物である多層基板の断面図である。
ガラス繊維等の支持材料（補強材料）で強化された、たとえばエポキシ樹脂で作られた支持基板４２、金属材料たとえばアルミニウムで作られた下地部材である金属層４１、誘電体材料たとえばポリイミド樹脂で作られた樹脂被覆層４０、がこの順に下から積層されている。樹脂被覆層４０の厚みはたとえば５０μｍである。
【００５３】
樹脂被覆層４０の誘電体材料の例としては、ポリイミド樹脂の他、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＢＴレジン（三菱ガス化学株式会社の商標）、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）などがある。
【００５４】
金属層４１の金属材料の例としては、アルミニウムの他、銅、金、銀、パラジューム、ニッケル、チタン、タングステン、プラチナ、モリブデンなどがある。
【００５５】
支持基板４２の支持材料（補強材料）の例としては、ガラス繊維の他、アルミナ繊維、アラミド繊維、ケプラーなどがある。
【００５６】
樹脂被覆層４０の上面から、Ｎｄ：ＹＬＦレーザの基本波を入射させる。ビームの多くは樹脂被覆層４０に吸収されることなく透過し、金属層４１で大部分反射され透過しない性質をもつ。リフティング現象により、樹脂被覆層４０に穴が形成される。
【００５７】
リフティング加工は多層基板材料の種類や構成によっては、スミアが非常に少ない、清浄な金属層を露出させることができる。また、リフティング加工によれば、デブリが非常に少ない穴開け加工が可能である。したがって、リフティング効果を用いた穴開け加工の後、デスミアやデブリ除去のための湿式処理（過マンガン酸処理）等の後処理をすることなく、メッキ、ワイヤボンディングを行うことができる。デスミアやデブリ除去のための湿式処理（過マンガン酸処理）等の工程を省略することができるため、高いスループットが得られる。更に、スミアが残った場合も、プラズマデスミア等で容易に除去でき、その後、メッキ、ワイヤボンディングを行うことが可能であると思われる。
【００５８】
入射するレーザビームのフルエンスを変化させたり、マスク２により樹脂被覆層４０に入射するレーザビームのビームスポットを調整することによって、ワイヤボンディングに適した形状の穴を作製する。また、幾種類かのマスクを使用して穴の形状を制御してもよい。こうして形成した穴に、メッキを施し、ワイヤボンディングを行えば、効率のよい作業を行うことができる。
【００５９】
以上、実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者には自明であろう。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、加工対象物の下地部材表面に形成された被覆層に、少ないショット数で穴を開け、その穴の形状を制御することのできるレーザ加工方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の第１の実施例によるレーザ加工方法で用いられるレーザ加工装置の概略図である。
【図２】（Ａ）は、第１の実施例によるレーザ加工方法で加工するマザーボードの断面図である。（Ｂ）は、第１の実施例によるレーザ加工方法で穴が形成されたマザーボードの断面図である。
【図３】（Ａ）及び（Ｂ）は、第１の実施例によるレーザ加工方法で加工したマザーボードの光学顕微鏡写真をスケッチした図である。
【図４】第１の実施例によるレーザ加工方法で用いられるレーザ加工装置の概略図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｄ）は、第１の実施例によるレーザ加工方法で加工したＡＢＦ材の光学顕微鏡写真をスケッチした図である。
【図６】樹脂被覆層に入射するパルスレーザビームの１パルスあたりのフルエンスと対ビームスポット面積比との関係を示すグラフである。
【図７】樹脂被覆層に入射するパルスレーザビームの１パルスあたりのフルエンスと開口率との関係を示すグラフである。
【図８】第１の実施例によるレーザ加工方法で加工したＡＢＦ材の光学顕微鏡写真をスケッチした図である。
【図９】樹脂被覆層に入射するパルスレーザビームの１パルスあたりのフルエンスと対ビームスポット面積比との関係を示すグラフである。
【図１０】樹脂被覆層に入射するパルスレーザビームの１パルスあたりのフルエンスと開口率との関係を示すグラフである。
【図１１】（Ａ）〜（Ｅ）は、本発明の第２の実施例によるレーザ加工方法によって、マザーボードに形成された穴の平面図である。
【図１２】本発明の第３の実施例によるレーザ加工方法で加工する多層基板の断面図である。
【符号の説明】
１ レーザ光源
２ マスク
３ 平凸レンズ
４ ＸＹステージ
５ 加工対象物
６ 反射ミラー
７ 凹レンズ
８ 凸レンズ
９ 凹シリンドリカルレンズ
１０ 凸シリンドリカルレンズ
２０ 樹脂被覆層
２０ａ 穴
２１ 金属層
３０ レーザ光源
３１ 反射ミラー
３２、３３ 平凸レンズ
３４ マスク
３５ 平凸レンズ
３６ ＸＹステージ
３７ 加工対象物
４０ 樹脂被覆層
４１ 金属層
４２ 支持基板
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも２つの部材を有する加工対象物にレーザビームを照射し、上部部材に貫通する穴を開けるレーザ加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属層上に形成された樹脂層に、紫外線の波長領域のパルスレーザビームを集光させ、穴を開ける方法が知られている。樹脂層がアブレーションされ金属層がアブレーションされない大きさに、レーザビームのフルエンスを設定しておくと、下地の金属層にほとんどダメージを与えることなく、樹脂層に貫通孔を形成することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、アブレーション加工で大面積の穴を開けようとすると、厚さ５０μｍの樹脂層に直径５０μｍ程度の穴を開けるのでも１００ショット前後のパルスレーザビームが必要であった。
【０００４】
本発明の目的は、加工対象物の下地部材表面に形成された被覆層に、少ないショット数で、穴を開けることのできるレーザ加工方法を提供することである。
【０００５】
また、その穴の形状を制御することのできるレーザ加工方法を提供することである。
【０００６】
本発明の一観点によると、第１の材料からなる表層部を有する下地部材と、該下地部材の表面上に形成され、該第１の材料とは異なる第２の材料で形成された被覆層とを含む加工対象物を準備する工程と、前記被覆層を透過し、前記下地部材の表面で反射し、反射位置の該被覆層を該下地部材から剥離させる性質を有するレーザビームを、前記被覆層表面におけるビームスポットが、少なくとも一つの尖ったまたは丸みを帯びた角を有する形状になるように入射させ、前記被覆層を前記下地部材から剥離させて穴を形成する工程と
を有するレーザ加工方法が提供される。
第１の材料は、アルミニウム、銅、金、銀、パラジューム、ニッケル、チタン、タングステン、プラチナ、及びモリブデンからなる群より選択された１つの材料であり、前記第２の材料が、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、及びベンゾシクロブテンからなる群より選択された１つの材料である。
【０００７】
このレーザ加工方法によると、尖ったまたは丸みを帯びた角を有する平面形状の穴を、前記被覆層に形成することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１（Ａ）に、本発明の第１の実施例によるレーザ加工方法で用いられるレーザ加工装置の概略図を示す。レーザ光源１がパルスレーザビームを出射する。レーザ光源１から出射したパルスレーザビームは、ビーム断面を整形するマスク２を経て、平凸レンズ３に入射する。ＸＹステージ４の可動面上に加工対象物５が保持されている。平凸レンズ３により収束されたレーザビームが、ＸＹステージ４に保持された加工対象物５の表面に入射する。
【００１１】
レーザ光源１は、Ｎｄ：ＹＬＦレーザ発振器と非線型光学素子とを含んで構成され、基本波（波長１０４７ｎｍ）または２倍高調波（波長５２３ｎｍ）を発生させることができる。ここでは基本波を、パルス幅１５ｎｓ、パルスエネルギ１ｍＪで出射させる。
【００１２】
図１（Ｂ）に示すように、ＸＹステージ４の可動面を水平に配置し、反射ミラー６でレーザビームを鉛直下方に反射させてもよい。
【００１３】
また、図１（Ｃ）に示すように、レーザ光源１とマスク２の間に凹レンズ７及び凸レンズ８を挿入してもよい。凹レンズ７はビームを拡大し、凸レンズ８は拡大されたビームを平行光にする。または、凹レンズ７を凸レンズ８より小さい焦点距離を有する凸レンズに置き換え、テレセントリックにしてビームを広げてもよい。
【００１４】
更に、図１（Ｄ）に示すように、凹シリンドリカルレンズ９及び凸シリンドリカルレンズ１０を用いて、ビーム断面を楕円形に拡大整形し、平行光とすることができる。または、凹シリンドリカルレンズ９を凸シリンドリカルレンズ１０より小さい焦点距離を有する凸シリンドリカルレンズに置き換え、テレセントリックにしてビームを広げてもよい。
【００１５】
図２（Ａ）は本発明の第１の実施例によるレーザ加工方法で使用する加工対象物であるマザーボードの断面図である。
【００１６】
下地部材である金属層２１、たとえば銅層の表面に、樹脂被覆層２０、たとえばエポキシ樹脂層が積層されている。樹脂被覆層２０の厚みは、たとえば５０μｍである。
【００１７】
樹脂被覆層２０の上面から、樹脂被覆層２０にパルスレーザビームを入射させる。パルスレーザビームの多くは樹脂被覆層２０に吸収されることなく透過し、金属層２１で大部分反射され金属層２１を透過しない性質をもつ。このマザーボードにパルスレーザビームが１ショット入射すると、樹脂被覆層２０と金属層２１との界面が高圧力状態となり、この圧力によって金属層２１上面におけるパルスレーザビームの反射位置付近の樹脂被覆層２０の一部が金属層２１から剥離して穴が開く。この現象を「リフティング現象」と呼び、「リフティング現象」を利用した加工を「リフティング加工」と呼ぶこととする。
【００１８】
図２（Ｂ）は入射した１ショットのパルスレーザビームによって、樹脂被覆層２０に穴２０ａが形成されたマザーボードの断面図である。穴２０ａの底面を仮に円とすると、その直径はたとえば２００μｍ以上である。リフティング加工はアブレーション加工に比べ、少ないショット数で、大面積の穴開け加工を可能にする。
【００１９】
図３（Ａ）及び（Ｂ）は、マスク２の透過孔を樹脂被覆層２０の表面に結像させ、マザーボードの樹脂被覆層２０に１ショット入射させた後の、マザーボード表面の光学顕微鏡写真をスケッチした図である。（Ａ）の透過孔は俵型、（Ｂ）の透過孔は三角形であった。ビームを入射させたのは、金属層２１が銅層であり樹脂被覆層２０が厚さ６０μｍのエポキシ樹脂層であるマザーボードであった。穴の開口部（エポキシ樹脂層表面）を実線で、穴の底面（銅層表面の露出部分）を一点鎖線で、入射したパルスレーザビームのビームスポットを点線で記した。開口部は底面より大きく、底面はビームスポットよりも大きい。図３（Ａ）の俵型穴の底面は、短径が約２００μｍ、長径が約３００μｍであった。
【００２０】
次に、図４〜８を参照し、第１の実施例によるレーザ加工方法を詳述する。
図４は本実施例によるレーザ加工方法で用いられるレーザ加工装置の概略図である。図１（Ａ）に示したレーザ加工装置に、反射ミラー３１と、テレセントリックにレーザビームを広げる２枚の平凸レンズ３２及び３３とを加えたもので、それ以外の構成は図１（Ａ）に示したレーザ加工装置の構成と同じである。また、図４に示したレーザ加工装置においては、焦点距離が５０ｍｍの平凸レンズ３５を用い、マスク３４と平凸レンズ３５の間の距離を１０５０ｍｍ、平凸レンズ３５と加工対象物３７の間の距離を５２．５ｍｍに保った。縮小率は２０である。なお、加工対象物は、ＡＢＦ材（金属層表面の樹脂被覆層がエポキシ樹脂を主成分にして構成されているもの）で樹脂被覆層の厚みは５０μｍである。
【００２１】
マスク３４には、一辺５ｍｍの正三角形の透過孔が形成されている。レーザ光源３０から、Ｎｄ：ＹＬＦレーザの基本波（波長１０４７ｎｍ）を、パルス幅１５ｎｓで出射した。加工対象物表面において、レーザビームのビームスポットは一辺２５０μｍの正三角形となる。ビームスポットの正三角形の角は尖っている場合も、また、角の先が少し丸みを帯びている場合も考えられる。
【００２２】
図５は、出射するレーザビームのパルスエネルギを様々に変化させ、エポキシ樹脂層に１ショットずつ入射させた後の、ＡＢＦ材表面の光学顕微鏡写真をスケッチした図である。
【００２３】
図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）は、ビームのフルエンスが、それぞれ６．１Ｊ／ｃｍ2、４．１Ｊ／ｃｍ2、２．８Ｊ／ｃｍ2、１．８Ｊ／ｃｍ2であるときに形成された穴である。ここでフルエンスとは、樹脂被覆層表面におけるレーザビームのフルエンスを意味する。図３と同様に、穴の開口部（エポキシ樹脂層表面）を実線で、穴の底面（銅層表面の露出部分）を一点鎖線で、入射したパルスレーザビームのビームスポットを点線で記した。開口部は底面より大きく、底面はビームスポットよりも大きい。
【００２４】
ビームスポットの形状は、ほぼ正三角形である。底面の外周はビームスポットを取り囲んでおり、正三角形の頂点が丸みを帯び、各辺が外側に膨らんだ形状を有する。図５（Ａ）〜（Ｄ）のいずれの場合にも、底面の形状はビームスポットの形状の痕跡を留めている。
【００２５】
図５（Ａ）に示すようにビームのフルエンスが６．１Ｊ／ｃｍ2のときには、開口部の外周が底面の外周に倣い、正三角形の痕跡を留めている。図５（Ｂ）〜（Ｄ）に示すように、ビームのフルエンスを低下させると、開口部が円形に近づく。また、照射するビームのフルエンスが高いほど、開口部と底面との面積比が１に近い穴、すなわち穴の側壁が垂直に近く立ち上がる穴を形成することができる。フルエンスが低いと、穴側面がテーパ形状を示す。
【００２６】
図６に、樹脂被覆層に入射するパルスレーザビームの１パルスあたりのフルエンスと対ビームスポット面積比との関係を示す。対ビームスポット面積比とは、形成された穴の開口部及び底面の面積の、樹脂被覆層表面におけるビームスポットの面積に対する比のことである。横軸は、樹脂被覆層表面におけるビームの１パルスあたりのフルエンスを単位「Ｊ／ｃｍ2」で表し、縦軸は対ビームスポット面積比を「任意単位」で表す。
【００２７】
黒三角で示したのがビームスポット面積に対する底面積の比、逆黒三角で示したのがビームスポット面積に対する開口部面積の比である。穴形成の閾値は１．４〜１．８Ｊ／ｃｍ2の間にあり、これより大きなフルエンスで入射したレーザビームによって、樹脂被覆層に穴が形成される。フルエンスを増大させることで、底面、開口部ともに面積は増加するが、開口部は底面ほど増加の割合が大きくはない。すなわち形成される穴の側面は、フルエンスの増大とともに、切り立った形状に近づくことがわかる。
【００２８】
図７に、樹脂被覆層に入射するパルスレーザビームの１パルスあたりのフルエンスと開口率との関係を示す。開口率とは、樹脂被覆層に形成された穴の開口部の面積を底面の面積で除して得られる値と定義する。横軸は、樹脂被覆層表面におけるビームの１パルスあたりのフルエンスを単位「Ｊ／ｃｍ2」で表し、縦軸は開口率を「任意単位」で表す。黒丸で示したのが両者の関係である。照射するレーザビームが金属層に損傷を与えない、または与える損傷の程度が無視できる範囲のフルエンスにおいては、他の条件を一定に保ちながらフルエンスを徐々に増加させていくと、開口率は１以上のある一定の値に収束する。この収束値の１．２倍の開口率の穴を形成するフルエンス以上のフルエンスで加工することにより、側面の傾斜角が大きな（側面が切り立った形状の）穴を形成することができる。また、開口部及び底面の形状が、樹脂被覆層上のビームスポットに近似する穴を形成することが出来る。
【００２９】
次に、一辺５ｍｍの正方形の透過孔が形成されているマスク３４を使用し、加工対象物表面に入射するレーザビームのビームスポットを、一辺２５０μｍの正方形とした。縮小率は２０である。
【００３０】
図８は、出射するレーザビームのパルスエネルギを様々に変化させ、前出のＡＢＦ材の樹脂被覆層に１ショットずつ入射させた後の、ＡＢＦ材表面の光学顕微鏡写真をスケッチした図である。
【００３１】
図８（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、ビームのフルエンスが、それぞれ２．９６Ｊ／ｃｍ2、２．０Ｊ／ｃｍ2、１．３Ｊ／ｃｍ2であるときに形成された穴である。ここでフルエンスとは、樹脂被覆層表面におけるレーザビームの１パルスあたりのフルエンスを意味する。図３と同様に、穴の開口部（エポキシ樹脂層表面）を実線で、穴の底面（銅層表面の露出部分）を一点鎖線で、入射したパルスレーザビームのビームスポットを点線で記した。開口部は底面より大きく、底面はビームスポットよりも大きい。
【００３２】
正方形の透過孔を有するマスクを用いると、頂点が丸みを帯びた正方形状の底面と、辺及び頂点が丸みを帯びた正方形状の開口部を有する穴を開けることができる。また、穴の底面形状は、照射したビームの形状（正方形）に依存する。更に、フルエンスの高いビームほど開口部を正方形に近い形状に（殊に正方形の辺部を直線的に）加工することができる。また、開口部と底面との面積比が１に近い穴、すなわち穴の側壁の傾斜角が大きい（９０°に近い）穴を形成することができる。
【００３３】
図９に、樹脂被覆層に入射するパルスレーザビームの１パルスあたりのフルエンスと対ビームスポット面積比との関係を示す。対ビームスポット面積比、グラフの縦軸及び横軸、黒三角及び逆黒三角の意味するところは、三角形のマスクを使用した場合（図６）と同じである。
【００３４】
穴形成の閾値は０．８〜１．２Ｊ／ｃｍ2の間にあり、これより大きなフルエンスで入射したレーザビームによって、樹脂被覆層に穴が形成される。フルエンスを増大させることで、底面、開口部ともに面積は増加するが、底面積の方が増加の割合が大きい。このグラフに示した範囲よりもフルエンスを増大させても同様である。
【００３５】
図６と図９とから読み取れる閾値は異なる。これは、ＡＢＦ材の樹脂被覆層表面におけるビームスポットの面積が異なることが原因の一つである。リフティング加工の加工メカニズムはフォトン波長に依存する光化学現象（高分子の分子結合を切断する）ではなく、フォトン数に依存するサーマル現象（熱的に分解する）としての側面が強いため、ビームスポットの面積が閾値に関係する。
【００３６】
図１０に、樹脂被覆層に入射するパルスレーザビームの１パルスあたりのフルエンスと開口率との関係を示す。開口率、グラフの縦軸及び横軸の意味するところはビームスポットを三角形にして入射させた場合のグラフ（図７）と同じである。黒丸で示したのが両者の関係である。ビームスポットが正方形である場合も、照射するレーザビームが金属層に損傷を与えない、または与える損傷の程度が無視できる範囲のフルエンスにおいては、他の条件を一定に保ちながらフルエンスを徐々に増加させていくと、開口率は１以上のある一定の値に近づくであろう。この収束値の１．２倍の開口率の穴を形成するフルエンス以上のフルエンスで加工することにより、側面の傾斜角が大きな（側面が切り立った形状の）穴を形成することができる。また、開口部及び底面の形状が、樹脂被覆層上のビームスポットに近似する穴を形成することが出来る。
【００３７】
以上、第１の実施例に示したように、ビームスポットが尖ったまたは丸みを帯びた角を有する形状になるように、レーザビームを樹脂被覆層に入射させると、それに対応する丸みを帯びた角を有する形状の穴を形成することができる。前記尖ったまたは丸みを帯びた角が、９０°以下の内角を有するものであれば、形成される穴も、それに対応する、よりはっきりした角部を有することになる。
【００３８】
次に、図１（Ａ）、図８（Ａ）及び図１１を参照して、本発明の第２の実施例について説明する。
【００３９】
図１（Ａ）に示すレーザ加工装置を用いて、加工対象物たとえば第１の実施例で使用したものと同じマザーボードを加工する。たとえば正方形の透過孔の形成されたマスク２を用い、Ｎｄ：ＹＬＦレーザの基本波を１ショット照射する。
【００４０】
図８（Ａ）に示すように、角が丸みを帯びた正方形の開口部を有する穴が、樹脂被覆層に形成される。
【００４１】
続いて、たとえば正三角形の透過孔の形成されたマスク２を使用する。ＸＹステージ４によりマザーボードを移動させて、パルスレーザビームを照射し、新たな穴を形成して最初のショットで形成された正方形状の穴を広げる。樹脂被覆層２０表面におけるビームスポットが、少なくとも一つの尖ったまたは丸みを帯びた角を有するように、ここでは正三角形状のビームスポットの頂点の１つが樹脂被覆層２０上に形成されるように、レーザビームを入射させる。
【００４２】
図１１（Ａ）はマザーボードの樹脂被覆層２０に形成された穴の平面図である。点線で示した正方形が、最初に照射したレーザビームのビームスポットであり、一点鎖線で示した４つの正三角形が、正方形状の穴を広げるために照射したレーザビームのビームスポットである。なお、図１１（Ａ）〜（Ｅ）においては、入射したレーザビームのビームスポットを点線または一点鎖線で記し、形成された穴を実線で記す。
【００４３】
図８（Ａ）に示した正方形状の穴の、丸みを帯びた角の周辺をより尖った形状にする。そのため、正三角形状のビームスポットの頂点が、丸みを帯びた角の付近の樹脂被覆層２０上に形成されるように、ビームを入射させる。
【００４４】
図１１（Ａ）に実線で記したのが、樹脂被覆層２０に形成された穴である。穴の角は、ビームスポットの正三角形の角に対応して形成されたものである。このようにビームスポットの角が、広げた穴の外周の一部に対応するようにレーザビームを入射させて、角を有する穴を加工することができる。リフティング加工は、レーザビームを重ねて照射しても、下地の金属層２１に影響をほとんど与えず樹脂被覆層２０に穴を形成することができる。したがって幾度も微細に重ね打ちをすることによって、シャープな角を形成することも可能である。
【００４５】
図１１（Ｂ）の一点鎖線に示すように、たとえば直角二等辺三角形のビームスポットを形成して、図１１（Ａ）の穴の角部を加工してもよい。図１１（Ａ）では、正三角形状のビームスポットの６０°の角で、穴の角部を形成したが、図１１（Ｂ）においては、直角二等辺三角形状のビームスポットの４５°の角で、穴の角部の形成を行っている。後者の方が、よりはっきりした角部を有する穴を形成できる。４５°より小さい角を有するビームスポットに集光すると、更にはっきりとした角部を有する穴を形成できる。
【００４６】
また、図１１（Ｃ）に示すように、直角に折れ曲がった鉤型の穴を開けることもできる。たとえば、レーザビームを細長い矩形のビームスポットになるように集光して穴の２本の直線部を加工する。折れ曲がり部分は、直角二等辺三角形のビームスポットを有する２ショットのパルスレーザビームにより形成される。この２つのビームスポットは、直角二等辺三角形の斜辺どうしが対向し、直角二等辺三角形の各々の一方の底角が折れ曲がり部分の外側の角に対応するように位置決めされる。このように位置決めすることにより、折れ曲がり部分の外側の角を鋭くすることができる。
【００４７】
図１１（Ｄ）は、レーザビームを細長い矩形のビームスポットに集光して形成した細長い矩形の穴の平面図である。穴の端部の角が丸みを帯びている。
【００４８】
図１１（Ｅ）は、レーザビームを細長い矩形のビームスポットに集光して、図１１（Ｄ）に示すような穴を形成した後、端部を直角二等辺三角形状のビームスポットに集光して加工した細長い矩形の穴の平面図である。穴の端部は、直角二等辺三角形のビームスポットを有する４ショットのパルスレーザビームにより形成される。４つの直角二等辺三角形は、正方形を２本の対角線で分割して得られる４つの直角二等辺三角形に相当するように位置決めされる。この正方形の一つの辺が、穴の直線部分の端部に対向する。図１１（Ｄ）に示したような１ショットだけで開けた穴に比べ、鮮明な角部を有する穴を加工することができる。
【００４９】
その他、様々にビームスポットの形状やビームの入射位置を変えて、穴の形を制御する方法が考えられるであろう。その際、第１の実施例で説明したように、加工対象物に入射するレーザビームのフルエンスを変化させることによる穴形状の制御をも加えて、加工を行うことができる。
【００５０】
次に図１（Ａ）及び図１２を参照して、本発明の第３の実施例について説明する。
【００５１】
図１（Ａ）に示すレーザ加工装置を用いて、加工対象物に穴を開ける。レーザ光源１から、Ｎｄ：ＹＬＦレーザの基本波をパルス幅１０ｐｓで出射する。
【００５２】
図１２は加工対象物である多層基板の断面図である。
ガラス繊維等の支持材料（補強材料）で強化された、たとえばエポキシ樹脂で作られた支持基板４２、金属材料たとえばアルミニウムで作られた下地部材である金属層４１、誘電体材料たとえばポリイミド樹脂で作られた樹脂被覆層４０、がこの順に下から積層されている。樹脂被覆層４０の厚みはたとえば５０μｍである。
【００５３】
樹脂被覆層４０の誘電体材料の例としては、ポリイミド樹脂の他、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＢＴレジン（三菱ガス化学株式会社の商標）、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）などがある。
【００５４】
金属層４１の金属材料の例としては、アルミニウムの他、銅、金、銀、パラジューム、ニッケル、チタン、タングステン、プラチナ、モリブデンなどがある。
【００５５】
支持基板４２の支持材料（補強材料）の例としては、ガラス繊維の他、アルミナ繊維、アラミド繊維、ケプラーなどがある。
【００５６】
樹脂被覆層４０の上面から、Ｎｄ：ＹＬＦレーザの基本波を入射させる。ビームの多くは樹脂被覆層４０に吸収されることなく透過し、金属層４１で大部分反射され透過しない性質をもつ。リフティング現象により、樹脂被覆層４０に穴が形成される。
【００５７】
リフティング加工は多層基板材料の種類や構成によっては、スミアが非常に少ない、清浄な金属層を露出させることができる。また、リフティング加工によれば、デブリが非常に少ない穴開け加工が可能である。したがって、リフティング効果を用いた穴開け加工の後、デスミアやデブリ除去のための湿式処理（過マンガン酸処理）等の後処理をすることなく、メッキ、ワイヤボンディングを行うことができる。デスミアやデブリ除去のための湿式処理（過マンガン酸処理）等の工程を省略することができるため、高いスループットが得られる。更に、スミアが残った場合も、プラズマデスミア等で容易に除去でき、その後、メッキ、ワイヤボンディングを行うことが可能であると思われる。
【００５８】
入射するレーザビームのフルエンスを変化させたり、マスク２により樹脂被覆層４０に入射するレーザビームのビームスポットを調整することによって、ワイヤボンディングに適した形状の穴を作製する。また、幾種類かのマスクを使用して穴の形状を制御してもよい。こうして形成した穴に、メッキを施し、ワイヤボンディングを行えば、効率のよい作業を行うことができる。
【００５９】
以上、実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者には自明であろう。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、加工対象物の下地部材表面に形成された被覆層に、少ないショット数で穴を開け、その穴の形状を制御することのできるレーザ加工方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の第１の実施例によるレーザ加工方法で用いられるレーザ加工装置の概略図である。
【図２】（Ａ）は、第１の実施例によるレーザ加工方法で加工するマザーボードの断面図である。（Ｂ）は、第１の実施例によるレーザ加工方法で穴が形成されたマザーボードの断面図である。
【図３】（Ａ）及び（Ｂ）は、第１の実施例によるレーザ加工方法で加工したマザーボードの光学顕微鏡写真をスケッチした図である。
【図４】第１の実施例によるレーザ加工方法で用いられるレーザ加工装置の概略図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｄ）は、第１の実施例によるレーザ加工方法で加工したＡＢＦ材の光学顕微鏡写真をスケッチした図である。
【図６】樹脂被覆層に入射するパルスレーザビームの１パルスあたりのフルエンスと対ビームスポット面積比との関係を示すグラフである。
【図７】樹脂被覆層に入射するパルスレーザビームの１パルスあたりのフルエンスと開口率との関係を示すグラフである。
【図８】第１の実施例によるレーザ加工方法で加工したＡＢＦ材の光学顕微鏡写真をスケッチした図である。
【図９】樹脂被覆層に入射するパルスレーザビームの１パルスあたりのフルエンスと対ビームスポット面積比との関係を示すグラフである。
【図１０】樹脂被覆層に入射するパルスレーザビームの１パルスあたりのフルエンスと開口率との関係を示すグラフである。
【図１１】（Ａ）〜（Ｅ）は、本発明の第２の実施例によるレーザ加工方法によって、マザーボードに形成された穴の平面図である。
【図１２】本発明の第３の実施例によるレーザ加工方法で加工する多層基板の断面図である。
【符号の説明】
１ レーザ光源
２ マスク
３ 平凸レンズ
４ ＸＹステージ
５ 加工対象物
６ 反射ミラー
７ 凹レンズ
８ 凸レンズ
９ 凹シリンドリカルレンズ
１０ 凸シリンドリカルレンズ
２０ 樹脂被覆層
２０ａ 穴
２１ 金属層
３０ レーザ光源
３１ 反射ミラー
３２、３３ 平凸レンズ
３４ マスク
３５ 平凸レンズ
３６ ＸＹステージ
３７ 加工対象物
４０ 樹脂被覆層
４１ 金属層
４２ 支持基板
Claims (4)
- 第１の材料からなる表層部を有する下地部材と、該下地部材の表面上に形成され、該第１の材料とは異なる第２の材料で形成された被覆層とを含む加工対象物を準備する工程と、
前記被覆層を透過し、前記下地部材の表面で反射し、反射位置の該被覆層を該下地部材から剥離させる性質を有するレーザビームを、前記被覆層表面におけるビームスポットが、少なくとも一つの尖ったまたは丸みを帯びた角を有する形状になるように入射させ、前記被覆層を前記下地部材から剥離させて穴を形成する工程と
を有し、
前記第１の材料が、アルミニウム、銅、金、銀、パラジューム、ニッケル、チタン、タングステン、プラチナ、及びモリブデンからなる群より選択された１つの材料であり、前記第２の材料が、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、及びベンゾシクロブテンからなる群より選択された１つの材料であるレーザ加工方法。 - 前記角の内角が９０°以下である請求項１に記載のレーザ加工方法。
- 第１の材料からなる表層部を有する下地部材と、該下地部材の表面上に形成され、該第１の材料とは異なる第２の材料で形成された被覆層とを含む加工対象物を準備する工程と、
前記被覆層を透過し、前記下地部材の表面で反射し、反射位置の該被覆層を該下地部材から剥離させる性質を有するレーザビームを、前記被覆層表面におけるビームスポットが、少なくとも一つの尖ったまたは丸みを帯びた角を有する形状になるように入射させ、前記被覆層を前記下地部材から剥離させて穴を形成する工程と
を有し、
前記穴を形成する工程において、パルスレーザビームを１ショットだけ入射させることにより前記穴を形成するレーザ加工方法。 - 第１の材料からなる表層部を有する下地部材と、該下地部材の表面上に形成され、該第１の材料とは異なる第２の材料で形成された被覆層とを含む加工対象物を準備する工程と、
前記被覆層を透過し、前記下地部材の表面で反射し、反射位置の該被覆層を該下地部材から剥離させる性質を有するレーザビームを、前記加工対象物に前記被覆層表面から入射させ、該被覆層を該下地部材から剥離させて第１の穴を形成する工程と、
第２のレーザビームを、前記被覆層表面におけるビームスポットが少なくとも一つの尖ったまたは丸みを帯びた角を有する形状になるように入射させ、該被覆層を該下地部材から剥離させて、前記第１の穴を広げる工程であって、前記第２のレーザビームのビームスポットの角が、広げられた前記第１の穴の外周の一部に対応するように、第２のレーザビームを入射させる工程と
を有するレーザ加工方法。
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