熱影響部ゼロのマイクロドリリングを実現するフェムト秒レーザー加工

1. 基本と利点

フェムト秒レーザー（パルス幅10～15秒）は、以下の方法で非線形吸収を可能にします。

• 多光子イオン化（MPI）

• アバランシェイオン化（AI）
  主な利点:

• ほぼゼロのHAZ

• サブmICロン精度（最小1μmの穴）

• 反射性/透明素材に適しています

2. ゼロHAZメカニズム

2.1 エネルギー伝達制御

• 電子格子非平衡

• 相爆発優位

• プラズマシールド抑制

2.2 材料除去モデル

• クーロン爆発

• 非熱的結合破壊

3. 重要なプロセスパラメータ

4. 応用事例

1. 高周波 PCB マイクロビア:

• 直径20～50μm

• 10:1のアスペクト比

• Ra

2. ガラスTSV掘削：

• ひび割れ/テーパーなし

• 100穴/秒

3. フレキシブル回路処理:

• 炭化フリーPI基板

• 最小線幅5μm

5. 課題と解決策

課題1：反射材の不安定性
解決策: 可変波長 (343+515nm)

課題2：深穴効率の低さ
解決策：ベッセルビーム成形

課題3：大量生産の一貫性
ソリューション：リアルタイムプラズマモニタリング＋適応制御

6. 特性評価方法

• マイクロCT：3D形態学

• ラマン分光法：位相分析

• TEM: 格子の完全性

• 導電率試験：壁の質