微細穴加工

IPG Photonics のアプリケーションエンジニアは、高品質な微細穴加工プロセス用に、エキシマレーザー技術と固体レーザー技術の両方を開発しました。

エキシマではマスク投影スキームを利用し、固体では検流計を使用し、高いスループットと高品質なレーザー穴あけ加工を実現します。ここでは、金属、ポリマー、ガラス、セラミック、アルミナでの微細穴あけ加工技術の例を示します。

微細穴あけ加工アプリケーションには、貫通穴と止め穴の両方が含まれ、アプリケーションに応じて垂直側壁またはテーパー側壁が必要なことがあります。穴の直径は、サブミクロンの配置精度で2ミクロンまで小さくすることができます。掘進率は、秒あたり1,000個までの穴に対応します。

各材料には、熱的影響からレーザー接合までそれぞれの課題があります。IPGが提供する幅広いレーザータイプとビームデリバリー技術は、各アプリケーションの最適化を実現し、高速な完全自動製造ソリューションとして実装できます。

 

幅広い厚さの(数ミリメートルまで)多種多様な材料で、テーパーを制御した状態またはテーパーゼロで、多様な形状と小サイズの形状(100ミクロン未満)をレーザー製造することに対する関心が高まっています。品質とスループットに求められる条件は増え続けており、寸法と位置の仕様に関する許容範囲はますますタイトになっています。そのため、増え続ける産業からの要求に対処するには、高度なプロセス制御とレーザーを備え、改良された製造技術を開発する必要があります。


セラミックの穴あけ加工

IPGの高速セラミック穴あけ加工システムは、電子機器パッケージやインターポーザアプリケーション用の、アルミナ、窒化アルミニウム、同様のセラミック材への微細穴(通常、直径100mm未満)のドリル加工向けに最適化されています。

10ミクロン未満までの最小穴寸法、秒あたり1,000個以上の最大掘進率のセラミック穴開け機は、従来のCO2レーザーでは対処が難しいサブ100 µmのアプリケーションに対処します。

図は、380 µmのアルミニウムに2万個の穴をドリル加工した状態を示します。

システム:セラミック穴開け機

レーザー:シングルモードQCWレーザー、マルチモードQCWレーザー、ピコ秒レーザー、UV nsパルスレーザー

  ceramic drilling with lasers

金属のドリル加工

止め穴・貫通穴:ステンレス鋼、真鍮、モリブデン、合金

円形および不規則な形状

直径5ミクロンまでの出口穴 

ここでは、厚さ100 mmのモリブデンに開けられた7つの100 mmの穴を示します。

システム:多軸ドリル加工

レーザー:シングルモードQCWレーザー、マルチモードQCWレーザー、ピコ秒レーザー、UV nsパルスレーザー

 

  micro drilling metal

ポリマー熱硬化性樹脂のポリマー熱硬化性樹脂の

最小形状サイズは2ミクロンまでです。

右側:四角い端ぐりがあるインクジェットノズル

システム:ポリマー被膜穴開け機/切断機

 レーザー:グリーンnsパルスレーザー、ピコ秒レーザー、UV nsパルスレーザー

  polymer thermoset drilling

ポリマー熱可塑性樹脂のポリマー熱可塑性樹脂の

熱可塑性樹脂に貫通穴と止め穴を加工できます。穴の直径は2ミクロンまでにすることができます。通常、高いスループットを出すために、多孔・広視野のUV加工を使用します。

右側:1mmのABSを貫通する一連の30 µmの穴

システム:マイクロ流体の穴あけ加工システム

レーザー:グリーンnsパルスレーザー、ピコ秒レーザー、UV nsパルスレーザー

  Polymer Thermoplastic Drilling

SiNプローブカードの穴あけ加工

非常に多くの種類の材料で、テーパーを制御またはゼロにした、多様な形状と小サイズの穴(100ミクロン未満)のレーザー製造ができます。IPGの微細加工レーザーシステムは、独自のビームデリバリー技術を利用して高速穴あけ加工を行い、厚さ250 µm以下のシリコン窒化物には1秒未満で、厚さ380 µmのシリコン窒化物には2秒未満で、微細穴を開けます。

図は、厚さ200 µmのSiNに開けた、10 µmの側壁がある65×65 µmの穴を示します。

システム:プローブカードの穴あけ加工システム

レーザー:ピコ秒レーザー、UV nsパルスレーザー

  SiN Probe Card Drilling with thin walls

ガラスのガラスの

高い繰り返し率を実現する短波のレーザーは、ガラスの微細加工穴あけ加工に最適です。これらのレーザーとIPGの高精度な微細加工ワークステーションを組み合わせると、きれいな穴の丸み、シャープなコーナーカット、最小限のテーパーが可能になり、ひび割れも生じず、チッピングも最小限しか生じません。

図は、ガラスへの1 µmの穴の穴あけ加工を示します。

システム:マイクロ流体のドリル加工システム、デュアルレーザーR&Dシステム

レーザー:シングルモードQCWレーザー、マルチモードQCWレーザー、ピコ秒レーザー、UV nsパルスレーザー

  laser glass drilling
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