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ＵＶレーザ加工の特長２
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■各種穴開け方法の比較
ここではレーザ加工と従来の穴開け加工との比較をします。
レーザ加工については典型的な加工用レーザであるCO2、及びYAGレーザとの比較も行いました。
| レーザの種類 |
最小穴径 |
プロセス |
加工原理 |
アスペクト |
加工材料 |
問題点 |
機械加工
（ドリル） |
300μm |
加工後洗浄 |
機械加工 |
> 10 |
金属、樹脂 |
微小穴が困難
ドリルの消耗が激しい |
| フォトプロセス |
0.1μm |
複数工程が必要 |
化学加工 |
1 |
金属、無機材料、有機材料 |
プロセス複雑、
写真マスク必要、
廃液処理、コスト |
| レーザ CO2 |
70μm |
加工のみ |
熱加工 |
> 2 |
同上 |
50μm以下は困難、
熱加工での残さ |
| レーザ YAG |
50μm |
同上 |
熱加工 |
- |
金属 |
金属以外は困難 |
| レーザ UV |
20μm（*1） |
同上 |
光化学加工
＋熱加工 |
> 5 |
金属、無機材料、
有機材料 |
装置技術とプロセス技術未確立 |
(*1)：光学系により調整可
■各種レーザによる加工プロセス
| レーザの種類 |
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波長 |
加工できる物 |
特徴 |
用途 |
その他 |
| Co2 |
連続 |
1064nm |
金属、
ガラス
セラミック類
有機材料 |
パワー大、熱加工 |
鉄板の切断、溶接 |
大型、ガスフローが必要 |
準連続RF
パルス |
パワー中、インパクト |
金属、セラミックの穴開け、スクライブ |
封じきり、小型、
取り扱い容易 |
| パルスTEA |
パルス加工性大 |
穴開け |
大型、ガスフロー必要 |
| YAG |
準連続Q-sw
パルス |
1.06nm |
金属、一部樹脂 |
中出力、微細加工 |
金属の微細穴開け、
マ－キング |
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| パルス |
金属 |
パルスエネルギー大 |
スポット溶接 |
|
| KrFエキシマ |
パルス |
248nm |
金属、ガラスセラミック、
有機材料 |
パルスエネルギー大
超微細マスク加工 |
半導体露光
樹脂加工 |
大型、ガスフロー、処理必要 |
| YAG FHG |
準連続Q-sw
パルス |
266nm |
金属、
ガラス
セラミック類
有機材料 |
準連続、
超微細スキャン加工 |
透明材料の加工
スクライブ
ダメージレス刻印
微細穴開け
その他 |
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一方UVレーザでは光子の持つエネルギーが大きいので，特にレーザで有機物を照射すると分子結合を直接解離する光分解加工が主になります。
電子部品や実装に多く用いられる有機材料の場合、光分解加工は熱加工に比べて加工面がシャープであり、加工残渣が少ない特徴があります。
金属やガラス類への照射では、通常のレーザ照射と同じ加工となります。
以下にレーザ波長と分子の分解エネルギーの関係を示します。
○は光分解可能，×は光分解不可能を示します。
266nmUVレ－ザ－では、C-C結合が解離可能で、ほぼKrFエキシマレーザと同様な光分解加工が可能だと言えます。
| 分子結合（エネルギー） |
YAG-THG
355nm
(80kcal/mol) |
YAG-FHG
266nm
(107kcal/mol) |
KrFエキシマ
248nm
(114kcal/mol) |
| C-O(76kcal/mol) |
○ |
○ |
○ |
| H-C(81kcal/mol) |
△ |
○ |
○ |
| C-C(84kcal/mol) |
× |
○ |
○ |
| H-H(103kcal/mol) |
× |
○ |
○ |
| C=C(140kcal/mol) |
× |
× |
× |
|
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