JPH03226392A

JPH03226392A - レーザ加工方法

Info

Publication number: JPH03226392A
Application number: JP2019018A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Tanaka; 秀明田中; Takao Terabayashi; 寺林　隆夫; Hiroshi Asao; 浅尾　宏
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-01-31
Filing date: 1990-01-31
Publication date: 1991-10-07

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、レーザビームによる加工方法に係り、特に配
線基板上に複数個の穴または溝を、同時に加工する方法
に関する。

［従来の技術］従来、例えば、回路基板の穴加工は、主として。

ドリルによる機械的な方法で行われていた。最近、電子
機器の高性能化に伴い、配線の高密度化が要求されてい
る。このため、回路基板においても、大面積化及び高密
度化が要求されている。この要求を満たす加工方法とし
て、レーザ光を被加工材に照射し加工する方法や被加工
材表面にレジスト膜のマスクパターンを設け、ドライエ
ツチング、イオンミリング等の物理的手法を用いて穴加
工する方法がある。例えば、特開昭６１−７８１２２号
公報において開示されているように、液加エバターン形
状に対応した光透過スリットを有するマスクパターンを
レーザ光照射光路中に配置し、マスクパターンを通過し
た後、縮小光学系を介して被加工材上に収束投射し、マ
イクロパターン加工をする方法がある。また、特開昭６
０−１３４４９３号公報において開示されているように
、ポリイミド、ポリエステル、ガラスエポキシ等の有機
基板表面に金属層を接着した配線基板のスルーホール穴
加工にあたり、まず、この加工部上の金属層をこの加工
を施すべきパターンに選択的にエツチングし、その後、
この金属層をマスクとして基板本体に対してレーザー光
を照射し、スルーホールの加工を施す方法がある。

［発明が解決しようとする課Ｍ］上記従来技術は、以下のような問題があった。

まず、ドリルによる方法では１例えば、　ｌｏｏ＃■φ
より小さい穴を量産ベースで加工するのは困難である。

また１ｍ述のように転写マスクを用いてレーザ光を被加
工材に照射し加工をする方法あるいはエツチングする方
法では、転写マスクの繰返し使用のために発生するマス
クの損傷あるいは劣化により、転写マスクの使用回数に
より加工穴の寸法。

形状等の条件が変わってしまうという欠点がある。

したがって、大面積の被加工材に多数の穴加工する場合
、被加工材上への分割転写回数が増加し、転写マスクの
欠陥部をそのまま被加工材に転写してしまう場合がある
。また、エツチング等の化学的手段により、穴加工を行
うためには、被加工材表面にレジストの塗布及びエツチ
ング等の作業が伴うため、工数がかかったり、レジスト
塗布のためのマスクに欠陥があるとそれが製品欠陥につ
ながり易いという欠点があった。

本発明の目的は、レーザビームにより良質で、無欠陥の
複数個の穴あるいは溝を任意の配列で。

効率良く同時に形成するための方法を提供することにあ
る。

［課題を解決するための手段］上記課題を解決するための本発明に係るレーザ加工方法
の構成は、回路基板上に、転写マスクを介して、複数の
穴あるいは溝を、レーザビームにより一括して加工する
方法において、上記レーザビームを局部的に、かつ複数
部分に分割して収束させる光学素子を用いて、同時に複
数の穴あるいは溝を加工するようにしたことである。

〔作用〕

本発明は、短波長短パルス幅のレーザビームを局部的に
収束させ、かつ、複数に分割することができる転写スリ
ットを用い、任意に配列した複数個の穴あるいは溝加工
を同時に実施することである。まず、短波長のレーザを
スリットを通して、エネルギー分布の均一な部分を取出
す、このビームを転写スリット（ロッドセルレンズアレ
イ）に照射する。この転写スリットを、レーザビームの
光路上に配置するようにしておけば、任意の穴あるいは
溝形状、配列を回路基板上に形成することができる。こ
の場合に、短波長レーザは被加工材に穴もしくは溝加工
するためのエネルギ源の役割を果たす、また、転写スリ
ット（ロッドセルレンズアレイ）は、レーザ光を複数個
に、任意の配列に分割かつ収束する機能を有すると共に
、繰り返し使用してもその形状等において度化しない特
性を持つ。従って、大量の穴あるいは溝を有する被加工
材を効率及び歩留まり良く任意の配列で加工ができる。

Ｃ実施例］以下、本発明に係る実施例を、第１図、第２図（ａ）、
（ｂ）および第３図を用いて説明する。

第１図は１本発明のレーザ加工方法による第１実施例の
説明用斜視図である。

第１図の構成は、１はレーザ発振器、２はレーザ光、３
はスリット、４は凹レンズ、５は反射ミラー、６はロッ
ドセルレンズ、７はロッドセルレンズアレイ、８は被加
工材である。第１図に示すように、レーザ発振！＃１か
ら出たレーザ光２をスリット３を通してエネルギー分布
の均一な部分を取りだし、凹レンズ４により拡大する。

このレーザ光１を反射ミラー５を用いてロッドセルレン
ズアレイ７上に導く、そして、レーザ光２をロッドセル
レンズ６を通し被加工材８上に収束させ穴加工を行う、
第１図に示したように、ロッドセルレンズアレイ７上に
は任意の配列でロッドセルレンズ６が並んでおり、その
各々のレンズを透過したレーザ光２は被加工材８上に収
束され穴加工を行うことができる。

ロッドセルレンズ６は屈折率ｎがロッドの中心軸からの
距離ｒにたいしておおむねｎ　（ｒ）”＝ｎ、”（１−ｇ２ｒ”）なる式にしたが
って減少するレンズである。ここで、ｎ、は中心屈折率
１ｇは屈折率分布の２次係数である。

ロッドセルレンズの屈折率は以下の方法により。

任意の値に変えることができる。ロッドセルレンズの屈
折率分布の形成法で最も良く知られている方法は、イオ
ン交換法である。屈折率を高くするイオン、例えばＬｉ
、Ｃｓ、ＴＩ等のイオンを含むガラスロッドをＮａ、Ｋ
を含有する溶融塩中に浸透し、高温でガラス中のイオン
と溶融塩中のイオンを交換することによりガラス中に高
屈折イオンの濃度勾配が形成され、レンズを形成するこ
とができる。

加工穴の配列は、あらかじめロッドセルレンズを所望す
る配列に置いたロッドセルレンズアレイを用いることに
より決定することができる。

本実施例に示したように、この方法により、複数個の穴
加工を同時に実施することができるので、作業効率は向
上する。

第２図（ａ）、（ｂ）は、本発明の穴加工法に係る第２
実施例の斜視図および構成略示図である。

第２図（ａ）、（ｂ）において、７は、ロッドセルレン
ズアレイ、９は、ディスク、１０は、回転軸である。第
２図（ｂ）のその他の符号は、第１図と同様である。

すなわち、第２図（ａ）、（ｂ）において、被加工材８
上の穴加工の配列を、例えば８種類に変えたい場合には
、第２図（ａ）のように、ディスク９に、回転軸１０の
同心円上に、８種類の異った配列のロッドセルレンズア
レイ７を設置する。

第２図（ｂ）に示したように配置し、回転軸１０の周り
に回転させ、所望するロッドセルレンズアレイ７を短波
長レーザの光路上に置くことにより、被加工物８上に所
望する配列の穴加工を行う事ができる。

以上、転写スリットにロッドセルレンズを用いた場合の
１実施例を示したが、ロッドセルレンズの替わりに、平
板マイクロレンズアレイを用いても同様の効果を得られ
、る。

第２実施例の方法によれば、予め所望の複数種類の穴加
工配列を、ディスク上に設置しておけば被加工材の穴加
工は、迅速に効率よ〈実施することができる。

第３図は１本発明の溝加工法にかかる第３実施例の斜視
図である。第３図の符号は、第１実施例（第１図）と同
様であり、ただ、１１はＸＹステージである。

第３図により、溝加工法について説明する。

実施例１と同様に、レーザ発８１８１から出たレーザ光
２をスリット３を通してエネルギー分布の均一な部分を
取りだし、この取りだしたレーザ光２をロッドセルレン
ズアレイ７上のロッドセルレンズ６を通し被加工材８上
に収束させ、ＸＹステージ１１を移動させることにより
、被加工材８を移動させ溝加工を行う。溝加工を行う場
合のロッドセルレンズ６のマスク上の配列は、第３図に
示したように、溝加工を行う方向と垂直な方向にのみ行
う。そして、ロッドセルレンズアレイ７は固定し、被加
工材８をＸＹステージ１１等を用いて制御することによ
り、溝加工を行うことができる。

以上、転写スリットにロッドセルレンズを用いた場合の
１実施例を示したが、ロッドセルレンズの替わりに、平
板マイクロレンズアレイを用いても同様の効果を得られ
る。

第３実施例の溝加工法により、複数個の溝加工を同時に
実施することができるので、作業効率の向上は著るしい
。

［発明の効果］本発明により、被加工材上に、所望の形状、数量の穴あ
るいは溝を、同時に迅速に穿設することができるので、
加工効率、加工歩留まりの向上に有効であり、回路基板
のコスト低減の効果が著るしい。また、大面積、高密度
回路基板の穴加工の信頼性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のレーザ加工方法に係る第１実施例の
斜視図、第２図（ａ）、（ｂ）は、本発明の穴加工法に
係る第２実施例の斜視図および構成略示図、第３図は、
本発明の溝加工法に係る第３実施例の斜視図である。［符号の説明］１・・・レーザ発振器、２・・・レーザ光、３・・・ス
リット、４・・・凹レンズ、５・・・反射ミラー、６・
・・ロッドセルレンズ、７・・・ロッドセルレンズアレ
イ、８・・・被加工材、９・・・ディスク、１０・・・
回転軸、１１・・・ＸＹステージ。

Claims

【特許請求の範囲】１、回路基板上に、転写マスクを介して、複数の穴ある
いは溝を、レーザビームにより一括して加工する方法に
おいて、上記レーザビームを局部的に、かつ複数部分に
分割して収束させる光学素子を用いて、同時に複数の穴
あるいは溝を加工することを特徴とするレーザ加工方法
。２、請求項１、記載の加工方法において、転写マスクに
ロッドセルレンズアレイを用い、紫外レーザにより複数
個の穴を同時に加工することを特徴とするレーザ加工方
法。３、請求項１、記載の加工方法において、転写マスクに
平板マイクロレンズアレイを用い、紫外レーザにより複
数個の穴を同時に加工することを特徴とするレーザ加工
方法。４、請求項１、記載の加工方法において、転写マスクに
ロッドセルレンズアレイを用い、紫外レーザを照射しな
がら被加工機を、連続的に移動して複数の溝加工を、同
時に施こすことを特徴とするレーザ加工方法。５、請求項１、記載の加工方法において、転写マスクに
平板マイクロレンズアレイを用い、紫外レーザを照射し
ながら被加工機を、連続的に移動して複数の溝加工を、
同時に施こすことを特徴とするレーザ加工方法。