其中形成有通孔的物体以及激光加工方法技术

一种利用脉冲激光束在工件（１）内形成通孔的加工方法，包括如下步骤：在工件（１）上提供可移除的牺牲层（１ａ），在提供牺牲层（１ａ）的状态下通过激光束在工件内形成通孔（５），并在形成通孔的步骤之后从工件移除牺牲层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有由脉冲激光加工而成的通孔的产品，并涉及激光 加工方法。
技术介绍
在诸如多层高密度布线板的布线板中，传统上通过利用挖孔等的 机械加工来形成通孔。然而，在近来布线密度增加，通孔的直径被制 作得更小并且布线板中通孔之间的间距也被制作得更小的情况下，不 容易应用机械加工。为解决这些问题并进一步提高加工效率，存在采 用使用激光束的激光加工的趋势。然而，在脉冲激光被用于形成通孔 的情况下，如图10(a)、 (b)所示，通孔具有锥形形状，这引起例如不良 电镀的问题。此外，产生了如图ll(a)、 (b)中所示的飞散片、毛刺等， 引起增加例如重做的工艺的数量的问题。为解决这些问题，希望研发 用于利用脉冲激光形成通孔的高精度技术。对于图10(a)、(b)和图ll(a)、 (b)，将结合示例进行详细的描述。为满足上述要求，已经提出了在精度上改善的激光加工方法。例 如，提出的以下方法，即在形成通孔的过程中将激光束应用到工件的 每一个表面，以便于制作直形通孔(近似于直圆柱体或以锥角收縮)(专 利文献1)。采用该方法，通孔前侧和后侧上的直径可以被制作成几乎 彼此相等。因此，能够减小通孔的锥角，之后形成直形通孔。提出的另一加工方法是在激光熔蚀工艺中利用从工件反射的相干 激光，以便能够很容易形成在通孔前侧和后侧上的直径之间具有减小 的差异的通孔(专利文献2)。利用该方法，反射光能够增加用于加工的 光的能量密度并改变通孔的形状，从而能够以高密度安排通孔。4专利文献l: W099/59761专利文献2:日本专利公开2000-7782
技术实现思路
专利技术要解决的问题根据在上述专利文献l中公开的方法，(l)由于在前表面和后表面 之间难以进行位置匹配，将光束应用到前表面和后表面需要庞大的努 力；(2)仍保持着激光加工特有的锥形形状，从而导致形成具有非直形 截面形状的通孔并在其中间部分直径减小；以及(3)由于激光加工而产 生毛刺，从而需要用于移除毛刺的工艺。此外，根据在专利文献2中公开的方法，(l)光掩膜的使用使得形 成孔的工艺复杂化；而且(2)很难控制工艺，这是由于反射束的强度依 赖于工件的材料而改变，并且一些材料是不反射的。此外，如上所述， (3)由于激光加工而产生毛刺，从而迫使需要移除毛刺的工艺。本专利技术的目的是提供一种简化的激光加工方法，该方法能够减小 锥角并能防止毛剌的产生和飞散片的附着，并随后提供具有通过使用 激光加工方法形成的通孔的产品。解决问题的手段本专利技术的激光加工方法指利用脉冲激光束在工件内形成通孔的方 法。该加工方法包括以下步骤在工件上提供可移除的牺牲层，在提 供牺牲层的状态下通过激光束在工件内形成通孔，并在形成通孔的步 骤之后从工件移除牺牲层。如上所述，通过在激光加工前提供牺牲层并在激光加工后移除该 牺牲层，能够容易地减小由于激光加工工艺导致的通孔的锥角。因此， 能够开基本直形的通孔(无锥度的)。此外，还能够完全移除附着的飞散5片以及突出部分，诸如在激光加工中常常产生的毛刺。牺牲层可以由 与工件的材料相同的材料或者与工件的材料不同的材料制成。工件的材料可以是金属或有机聚合物材料或者钛或氟化合物，并 且可以具有多孔结构。原因在于上述制造方法能够用于相对容易地在由上述任何材料，诸如具有多孔结构的氟化合物制成的工件内开直形通孔(其中通常难以形成直形通孔)。牺牲层的熔蚀阈值可以被选择成不小于工件的熔蚀阈值。借助于 该特征，能够确保通过提供牺牲层获得的效果。如果牺牲层的熔蚀阈 值小于工件的熔蚀阈值，则因为在牺牲层内形成大孔，降低了由于提 供牺牲层而实现的优选的效果。此外，牺牲层可以包含多个层。例如，在工件的熔蚀阈值相当大 并且膜的厚度不能增加的情况下，能够使用组合的结构，其中，由与 工件的材料相同的材料制成的牺牲层被设置为上层，并且具有相对较 小的熔蚀阈值的材料被设置为下层。此外，取决于其它条件，用于牺 牲层的材料可以选自较宽种类的材料。优选地，实施加工以满足关系式(^dQ'68)/$^4.0，其中，》Om) 代表激光束的直径，0(。)代表通孔的锥角，并且d(/mi)代表工件的厚度。通孔的锥角取决于工件的厚度和激光束的直径。因此，加工条件可以 被设置为满足上述关系，从而能够获得直形通孔。激光束直径*指在 移除牺牲层之后基底膜的前表面处的直径。这里，上述表达式是从试验数据中得出的，并且将结合示例2详细描述。根据本专利技术的具有通孔的产品指具有通过脉冲激光形成的通孔的产品。该产品具有以下特征，即满足(^cf68)/^^4.0，其中，"i"(/m!)代表 激光束的直径，W。)代表通孔的锥角，并且d(/mi)代表产品的厚度。这 里，在假定存在公共轴线即轴对称的基础上，锥角指在孔的前表面和后表面处的直径确定的平均锥角。借助于该特征，在近来需要具有更 高布线密度的多层板的厚度方向上形成导电部件的工艺中，例如，能 够防止通孔壁表面上的不良电镀并形成用于高度可靠的电连接的导电 部件。根据本专利技术的具有通孔的另一产品也指具有通过脉冲激光形成的 通孔的产品。该产品具有的特征是通孔为直形的形状。这里，直形通 孔指直柱形的通孔。更具体地，直形通孔指直柱形状的通孔或者下述 通孔，即所述通孔的壁表面不包括弯曲的部分，在该弯曲的部分中壁 具有向内凸起的表面，从而位于通孔一端处的直径变得较大，如后面 所描述的。通常，通过脉冲激光形成的通孔的壁表面被弯曲成在纵剖 面上向内凸起，导致在生产布线板时诸如不良电镀的问题，这是可靠 性劣化的一个因素。相反，如上所述的直形通孔能防止布线板等的不 良电镀，并能够确保用于高度可靠电连接的导电部件。根据本专利技术的具有通孔的又一产品也指具有通过脉冲激光形成的 通孔的产品。该产品具有的特征是通孔的壁表面不包含弯曲的部分， 在弯曲的部分中壁具有向内凸起的表面，从而位于通孔的一端的直径 变得较大。借助于该结构，能够产生高度可靠的布线板等。能够生产所有具有各自通孔的上述产品而在通孔的开口的周边处 没有突起。借助于该特征，例如，在多层布线板等上装配电子设备时 易于执行后处理。这里，主要由毛刺形成突起。而且，也可能避免由于在开通孔的两个表面上的激光熔蚀而导致 的飞散片的附着。利用该特征，例如，能够改善多层布线板等的可靠 性。专利技术的效果本专利技术能够提供具有直形通孔的产品以及激光加工方法，该方法能够减小锥角并避免产品上出现毛刺以及散碎片的附着。因此，本发 明能防止多层板的通孔壁表面上的不良电镀，并且能够有助于提供高 度可靠的多层板等。附图说明图1是示出在激光束截面中能量密度的空间分布的图。 图2是定性地示出通过激光束形成的开口的形状的示意图。 图3是示出模拟结果的图，该图阐明了依赖于脉冲激光发射的数 量的增加而改变的开口的形状。 图4解释锥角的定义。图5是示出在制造具有本专利技术的示例A中的通孔的产品时通过脉 冲激光和设置的牺牲层开的通孔的状态的图，其中(a)示出通孔截面的 SEM图像并且(b)示出其示意图。图6是示出移除图5的状态中的牺牲层的通孔的状态图，其中OO 显示出通孔截面的SEM图并且(b)示出其示意图。图7是示出在制造具有本专利技术的示例B中的通孔的产品时通过脉 冲激光和设置的牺牲层开的通孔的状态的图，其中(a)示出通孔截面的 S本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用脉冲激光束在工件内形成通孔的激光加工方法，包括如下步骤：　在所述工件上提供可移除的牺牲层；　在提供所述牺牲层的状态下，通过激光束在所述工件内形成通孔；以及　在形成该通孔的所述步骤之后，从所述工件移除所述牺牲层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：三岛英彦，奥田泰弘，阪部周二，桥田昌树，清水政二，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，国立大学法人京都大学，
类型：发明
国别省市：JP[日本]