[发明专利]激光加工方法以及激光加工装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种激光加工方法以及激光加工装置，其照射脉冲激光，将层叠在导体层上的树脂制绝缘层的规定部位除去。

背景技术

由层叠的导体层和绝缘层构成的印刷基板，在电气设备·通信·汽车等各产业中，已成为不可欠缺的产业物资之一。在该印刷基板的加工中，当然也要求低成本·高可靠性·高生产能力。并且，近来还增加了降低环境负荷的要求，将现有的化学加工置换为激光加工的做法已经盛行起来。

专利文献1：日本特开2002-118344号公报

专利文献2：美国专利第5593606号说明书

专利文献3：日本专利第3824522号公报

发明内容

发明人对上述现有的激光加工技术详细地进行研究，其结果，发现如下所述的课题。

即，印刷基板的激光加工如在专利文献1的段落“0012”、“0013”中记载所示，由于与导体层相接的绝缘层为极薄的层(厚度0.2～3μm)，所以向绝缘层进行激光照射所产生的热量，向热传导率较高的导体层扩散，难以实施以除去绝缘层为目的的激光加工。另外，当前，对于特别重要的挠性印刷基板，在上述绝缘层中使用聚酰亚胺类树脂的情况最多，但如图1所示，在比0.8μm长的波长区域(即，近红外区域)中，聚酰亚胺类树脂的透过率大于或等于80％，更使得利用由激光照射产生的热量对聚酰亚胺类树脂进行的加工变得困难。

为了克服上述困难，在专利文献1及2中，提出了使用绝缘层的透过率较低(即，吸收率较高)的波长小于或等于400nm的UV激光。但是，在该波长区域中，如图2所示，作为导体层而最多被使用的铜的吸收率也较高，由此，虽然在贯通绝缘层以及导体层这两者的开孔加工时等不存在问题，但在专利文献1中记载的需要去钻污(desmear)工序的盲孔加工等的情况下，产生下述问题，即，不仅将绝缘层除去而且对导体层也进行了除去加工。

为了避免上述情况，在专利文献1中提出了下述激光加工方法等，即，在利用CO₂激光粗略除去绝缘层后，利用UV激光进行精加工工序，在该精加工工序中将激光照射的能量密度(J/cm²)(以下称为能流密度)设定为与导体层的分解阈值相比较低、并且与绝缘层的分解阈值相比较高。但是，特意采用上述多种波长的激光这一点，当然会导致制造设备的高成本，也导致可靠性下降和生产能力下降。

尤其是，使用UV激光这一点本身，如专利文献2所述，为了产生高次谐波而需要非线性光学晶体，导致由非线性光学晶体本身的光损伤的危险性所引起的可靠性下降、输出功率下降及不稳定化、出射光束波面(beam profile)的不稳定化、以及成本提高等，与上述对印刷基板加工的要求不一致。

另外，对于波长小于或等于400nm的UV激光，在用于产生3次谐波的波长变换的过程中，其变换效率最多仅为40％。由此，消耗电力增大，常常还需要水冷设备，从降低消耗电力的角度出发也不优选。

本发明就是为了解决上述课题而提出的，其目的在于，提供一种激光加工方法以及激光加工装置，其在对作为印刷基板等的构成要素之一的绝缘层进行的激光加工、特别是绝缘层的选择性除去中，不使用通过非线性光学晶体进行波长变换的技术，而且在除去加工的整个过程中仅使用1种波长。

在本发明所涉及的激光加工方法中，通过向印刷基板等包含由导体层和树脂制绝缘层(用于与导体层直接接触的粘接剂也包含在绝缘层中)构成的层叠构造的对象物照射脉冲激光，从而将绝缘层中位于导体层上的规定区域中的部分除去。在该激光加工方法的一个实施方式中，实施对象物的设置工序、照射的脉冲激光的波长选择工序、照射的脉冲激光的能量设定工序、以及脉冲激光的照射工序。另外，上述各工序是利用本发明所涉及的激光加工装置(第1构造)执行的，在该第1构造的激光加工装置中，由种光源、放大用光纤、波长选择单元等构成MOPA(Master Oscillator Power Amplifier)构造。

具体地说，在对象物的设置工序中，以脉冲激光通过绝缘层后到达导体层的方式设置对象物。在波长选择工序中，选择相对于导体层的吸收率小于10％的波长作为脉冲激光的波长。在能量设定工序中，脉冲激光的每一个脉冲的能流密度设定为大于或等于绝缘层的破坏损伤阈值。另外，所谓“破坏损伤阈值”如专利文献1的公开所示是指绝缘层的分解阈值，是通过破坏、损伤、气化开始除去该绝缘层的最小能流密度。另外，在照射工序中，将具有如上述所示选择的波长以及所设定的每一个脉冲的能流密度的脉冲光，向设置的对象物的规定区域照射。