激光孔加工方法技术

一种激光孔加工方法及装置，在对多层的板状体进行孔加工时，在照射对孔形状进行整形的脉冲之前，通过具有产生层间剥离力小于层间紧贴力的能量的脉冲而开设孔，接着通过照射孔形状整形用的能量较大的脉冲，来加工具有所需形状的贯通孔，而不会产生层间剥离。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及利用激光对印刷电路基板材料的板状体进行的孔加工，尤其涉及对具有多层的板状体进行贯通孔加工的激光孔加工方法及装置。作为板状体的激光孔加工方法，我们知道有如下一些加工方法，即由单发脉冲(单凳パルス)进行的加工方法，以及通过同一能量的多发脉冲列进行加工的瞬时短脉冲群加工方法。在这些加工方法中，被加工的孔的形状由所使用的每脉冲的能量来决定，若欲进行锥度较小的孔加工时，每1脉冲需要规定值以上的能量。但是，在对多层板状体进行孔加工的情况下，当将具有某水平以上能量的脉冲对未开设完全贯通孔的状态的板状体进行照射时，加工孔内部的压力上升，比板状体的层间紧贴力Fm还大。若在板状体上贯通孔完全开设之前加工孔内部的压力上升，板状体的层间就会产生剥离。其结果，在层间产生间隙，在为层间的电气连接而向孔内部进行导电性糊剂充填或电镀时，就成为糊剂渗透到层间或电镀不良的原因，使电气连接的可靠性下降。本专利技术的目的在于，提供一种不会产生层间剥离的激光孔加工方法及装置，以确保板状体的层间的电气连接。为实现上述目的，本专利技术是，当在具有多层的板状体上进行孔加工时，首先由具有产生层间剥离力小于层间紧贴力的能量的激光脉冲来开设孔。由于该孔成为在照射具有贯通的孔形状整形用的较大能量的激光时而产生的气体的排出道，故可抑制加工孔内的压力上升而防止层间剥离。附图的简单说明附图说明图1是本专利技术实施例的激光加工加工装置的结构图。图2A～图2C是本专利技术的动作说明图。图3A～图3C是应用了本专利技术情况的加工孔的剖视图。图4A～图4B是本专利技术的脉冲能量变更方法不同而产生的脉冲列的说明图。图5是本专利技术的脉冲峰值变更方法的结构图。图1是作为本专利技术实施形态的对板状体进行加工的激光孔加工装置的结构图。板状体的结构，是在使芳族聚酰胺无纺布浸透环氧树脂而成的基板的两面热熔接PET板而做成一体化的3层结构。由激光振荡器1照射的激光2由光反射镜3、4定位在加工区域8(50×50mm)中的任意位置，与其动作同步而由控制装置10作脉冲振荡的激光2由fθ透镜5聚集在板状体6的表面上。此时，激光2垂直地聚集在板状体6上。当加工区域8内的加工结束时，通过XY工作台7使板状体6移动，对邻接的加工区域8进行加工。重复这种动作，从而对板状体6进行全面加工。图2A～图2C是表示光反射镜3、4的动作和激光发光信号的动作示图。在光反射镜的定位结束而静止的状态下，输出激光发光信号，进行孔加工。图3A～图3C是表示分别与图2A～图2c的发光信号相对的加工孔的内部状态的剖视模式图。例如，当对厚度t为130～150μm的板状体加工孔径φ为150～200μm的孔时，在如图2A所示那样的现有的加工方法中，由于照射可对板状体6进行贯通孔加工的较大能量E1(25～35mJ/p)的脉冲，故如图3A所示，会使加工途中的孔内压力P1增大，层间剥离力F1与层间紧贴力Fm成为下式那样的关系，从而产生层间剥离。F1(∝P1×D12)＞Fm(数1)F1层间剥离力P1孔内压力D1孔径Fm层间紧贴力D1是图3A所示的加工孔径。接着，如图2B所示，将脉冲能量E2(＜E1)设定成可用单发激光脉冲开设贯通孔、并使其产生小于层间紧贴力的层间剥离力的能量(约5～7mJ/p)。此时的加工途中的孔内压力P2所决定的层间剥离力F2与层间紧贴力Fm的关系成为下式F2(∝P2×D22)＜Fm(数2)F2层间剥离力P2孔内压力D2孔径D2是图3B所示的加工孔径。通过减小脉冲能量而使加工孔径成为D2＜D1，获得孔径比作为目的的加工孔径小的贯通孔。接着，当照射脉冲能量E1的脉冲以进行孔形状整形时，由于贯通孔已形成，故孔内压力P1′不向使层间剥离的方向作用，可抑制层间剥离的发生。开设贯通孔的脉冲与孔形状整形用的脉冲之间的间隔Wpp，考虑到孔内压力的残余影响而取为200μs。图2C是用单发激光脉冲开设贯通孔所需的能量，表示产生大于层间紧贴力的层间剥离力情况下的孔加工的方法。通过减小每一发的脉冲能量E3而照射多次，来进行贯通孔加工，就不会产生层间剥离。此时，每一脉冲的能量E3约是1～2mJ/p，孔内压力是P3。多次照射最好通过瞬时短脉冲群列来进行，可比循环加工缩短加工时间。但是，若脉冲列的间隔过分短就会与暂时照射较大能量的情况相同，故该间隔必须设成200μs以上。该贯通孔加工后，与图2B的情况相同，照射孔形状整形用的脉冲(能量E1)。图4A、图4B是将脉冲能量变更时的动作说明图。通常，二氧化碳激光振荡器中，在μs程度的脉冲时输出的激光峰值大致一定。因此，通过控制脉冲宽度，则如图4A所示，可控制脉冲能量。图5是将YAG激光及其高次谐波激光等的近红外～近紫外线区域的光予以发射的激光振荡器中的脉冲能量控制方法。箭头21是模式表示直线偏光的方向，该场合使用E/O调节器(以下称作EOM)，通过如图4B所示那样将脉冲宽度设成一定状态使激光峰值变化，而使脉冲能量变化。具体地说，具有直线偏光的激光2穿过EOM11中，根据控制装置10的指令而使激光2的偏光角度变化，穿过偏光板12的脉冲的峰值强度控制成任意数值。这种方法，脉冲宽度被保持成一定，不受加工所需的能量变化的影响，具有加工时间为一定的优点。采用如上所述的本专利技术，在板状体的激光孔加工中，在由不使层间剥离产生的低能量脉冲所进行的孔加工后，通过由增大能量的脉冲对该孔进行整形加工，从而不会产生层间剥离，并形成贯通孔。权利要求1.一种激光孔加工方法，系对具有多层的板状体进行的激光孔加工方法，其特征在于，具有如下工序由产生层间剥离力小于层间紧贴力的能量的激光脉冲列来开设孔的工序；由能量大于所述激光脉冲的激光脉冲对贯通后的孔形状进行整形的工序。2.如权利要求1所述的激光孔加工方法，其特征在于，开设所述孔的工序与对所述孔形状进行整形的工序，是通过使激光的脉冲宽度变化而使激光脉冲的能量变化。3.如权利要求1所述的激光孔加工方法，其特征在于，开设所述孔的工序与对所述孔形状进行整形的工序，是通过使激光脉冲的峰值变化而使激光脉冲的能量变化。4.一种激光孔加工装置，其特征在于，具有激光振荡器；将激光脉冲发光信号供给于所述激光振荡器并由激光进行加工的控制装置；将产生层间剥离力小于层间紧贴力的能量的激光脉冲列供给于所述控制装置而开设孔的装置；将能量大于所述激光脉冲的激光脉冲供给于所述控制装置而对贯通的孔形状进行整形的装置。全文摘要一种激光孔加工方法及装置,在对多层的板状体进行孔加工时,在照射对孔形状进行整形的脉冲之前,通过具有产生层间剥离力小于层间紧贴力的能量的脉冲而开设孔,接着通过照射孔形状整形用的能量较大的脉冲,来加工具有所需形状的贯通孔,而不会产生层间剥离。文档编号H05K3/00GK1329963SQ01121070公开日2002年1月9日 申请日期2001年6月15日 优先权日2000年6月16日专利技术者中井出, 冈田俊治, 结城治宏 申请人:松下电器产业株式会社 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光孔加工方法，系对具有多层的板状体进行的激光孔加工方法，其特征在于，具有如下工序：由产生层间剥离力小于层间紧贴力的能量的激光脉冲列来开设孔的工序；由能量大于所述激光脉冲的激光脉冲对贯通后的孔形状进行整形的工序。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：中井出，冈田俊治，结城治宏，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]