JP2000197987A - バイアホ―ルクリ―ニング方法 - Google Patents

バイアホ―ルクリ―ニング方法

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JP2000197987A
JP2000197987A JP11000166A JP16699A JP2000197987A JP 2000197987 A JP2000197987 A JP 2000197987A JP 11000166 A JP11000166 A JP 11000166A JP 16699 A JP16699 A JP 16699A JP 2000197987 A JP2000197987 A JP 2000197987A
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Keiji Iso
圭二 礒
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 湿式後処理のような複雑な工程を必要としな
いバイアホールクリーニング方法を提供すること。 【解決手段】 パルス幅が100(nsec)以下のパ
ルスレーザを用い、プリント配線基板13面でのエネル
ギー密度が1(J/cm2 )以下の条件でプリント配線
基板の全面を照射することにより、バイアホール底面の
加工残物及び該バイアホールの開口周辺部の付着物を除
去する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光のような
手段によりプリント配線基板のような樹脂層に設けられ
たバイアホールに適したクリーニング方法に関する。
【0002】
【従来の技術】電子機器の小型化、高密度実装化に伴
う、プリント配線基板の高密度化の要求に応えて、近
年、複数のプリント配線基板を積層した多層プリント配
線基板が登場してきた。このような多層プリント配線基
板では、上下に積層されたプリント配線基板間で導電層
(通常、銅パターン)同士を電気的に接続する必要があ
る。このような接続は、プリント配線基板の絶縁樹脂層
(ポリイミド、エポキシ系樹脂等のポリマー)に、下層
の導電層に達するバイアホールと呼ばれる穴を形成し、
そのバイアホールの内部にメッキを施すことによって実
現される。
【0003】このようなバイアホール加工に、最近では
レーザ光が利用されはじめている。レーザ光を利用した
バイアホール加工装置は、機械的な微細ドリルを用いる
機械加工に比べて加工速度や、バイアホールの径の微細
化に対応できる点で優れている。レーザ光としては、レ
ーザ発振器の価格、ランニングコストが低いという点か
らCO2 レーザやYAG(イットリウム・アルミニウム
・ガーネット)レーザが一般に利用されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、CO2 レーザ
やYAGレーザを用いるバイアホール加工方法は、安価
で、高速加工が可能ではあるものの、樹脂層に形成した
バイアホールの底面、即ち、露出させようとする導電層
の表面の一部または全面に薄い(エポキシ樹脂及びポリ
イミドでは厚さ1μm程度以下)加工残物が残ってしま
うという問題点がある。この加工残物は、この後さらに
同じレーザ光を照射しても完全に除去することはできな
い。これは、レーザ光をさらに照射して加工残物を蒸発
させようとしても、このとき周囲のポリマーが溶出して
(導体層は銅であることが多く、熱の拡散が速いため)
新たな加工残物を形成してしまうためと思われる。
【0005】従って、これらのバイアホール加工方法で
は、レーザによる加工の後、強酸化剤(例えば、過マン
ガン酸液、重クロム酸カリウム液)等による湿式の後処
理が必要になるという問題点がある。この後処理は、デ
スミアと呼ばれている。
【0006】しかし、この薬品による湿式後処理は、プ
リント配線基板を構成する樹脂層にダメージを与えてし
まう恐れがある。加えて、この湿式後処理方法では、処
理を行う際に、薬品の濃度が、除去した加工残物が混ざ
っていくことにより低下してしまうので、ある一定の濃
度以下になったら薬品を交換しなければならず、コスト
と、廃液の処理問題を引き起こしている。
【0007】また、近年、バイアホール径が100(μ
mφ)程度まで小径化しており、薬品がバイアホール内
に十分に浸透せず、加工残物を完全に除去できないとい
う問題を引き起こしている。
【0008】そこで、本発明の課題は、湿式後処理のよ
うな複雑な工程を必要としないバイアホールクリーニン
グ方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、金属膜上の樹
脂層に、複数のバイアホールが形成された樹脂基板にお
ける前記バイアホールのクリーニングを行うバイアホー
ルクリーニング方法であり、パルス幅が100(nse
c)以下のパルスレーザを用い、前記樹脂基板面でのエ
ネルギー密度が1(J/cm2 )以下の条件で前記樹脂
基板の全面を照射することにより前記バイアホール底面
の加工残物及び該バイアホールの開口周辺部の付着物を
除去することを特徴とする。
【0010】なお、前記樹脂基板の全面に対する前記パ
ルスレーザの照射は、前記樹脂基板を搭載しているテー
ブルを移動させることにより行う。
【0011】また、前記樹脂基板の全面に対する前記パ
ルスレーザの照射を、該パルスレーザの伝送経路中に配
置されて前記パルスレーザを前記樹脂基板上に照射する
照射手段を前記樹脂基板に平行に移動させることにより
行うようにしても良い。
【0012】更に、前記パルスレーザの波長は、1.0
6(μm)〜531(nm)の範囲であることが好まし
い。
【0013】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて説明する。本発明は、特にレーザ加工により形成さ
れたバイアホールに適用するのに適しているが、その他
の方法、例えば機械加工や露光方法により形成されたバ
イアホールにも適用され得る。いずれにしても、デスミ
アをレーザにて行うものであり、以下、これをドライデ
スミアと呼ぶ。
【0014】図3、図4を参照して、本形態によるドラ
イデスミアの対象となるプリント配線基板について説明
する。図3は、コンフォーマル基板と呼ばれる高密度多
層プリント配線基板を部分的に示しており、表面が全面
銅箔である。すなわち、最上層のプリント配線基板31
の表面にはCuによる導電層32が形成されている。そ
の下層のプリント配線基板33の表面にもCuによる導
電パターン34が形成されている。プリント配線基板3
1には、導電パターン34に至る多数のバイアホール3
5が形成されている。
【0015】図4は、表面が絶縁層の場合であり、プリ
ント配線基板41の下面にCuによる導電パターン42
が形成され、プリント配線基板41には、導電パターン
42に至る多数のバイアホール43が形成されている。
【0016】前に述べたように、バイアホール35ある
いは43の形成は、CO2 パルスレーザやエキシマパル
スレーザ等を用いて行われる。そして、このようなバイ
アホール加工においては、その底面に膜状の加工残物が
発生することも前に述べた通りである。
【0017】これに対し、本形態では、赤外域の波長
(1.064μm〜500nm)(基本波〜高調波)で
パルス幅が100(nsec)以下のパルスレーザを用
い、プリント配線基板表面でのエネルギー密度が1(J
/cm2 )以下となる条件でプリント配線基板全面を照
射することにより、バイアホール底面の加工残物及びバ
イアホールの開口周辺(基板表面)の微細な付着物を除
去できることを確認した。なお、パルス幅の下限値は約
3(nsec)、エネルギー密度の下限値は約0.05
(J/cm2 )である。
【0018】具体例を言えば、波長1.06(μm)、
パルス幅5(nsec)(但し、半値幅)、パルスエネ
ルギー700(mJ)を用い、プリント配線基板表面で
のエネルギー密度が0.5(J/cm2 )となるような
フルエンスで照射を行うことにより1ショットでクリー
ニングできる。このようなパルスレーザの発生源として
のレーザ発振器は、特にその種類に限定は無い。例え
ば、YAGパルスレーザ又はYLFパルスレーザのよう
な発振媒体を用い、波長変換あるいは抽出により得られ
る第2高調波を用いても、同様のクリーニングができ
る。
【0019】本形態ではまた、バイアホールが形成され
ているプリント配線基板の全面をレーザ照射するため
に、基板移動方式あるいはビーム移動方式のいずれ
かを採用している。
【0020】図1を参照して、基板移動方式では、レー
ザ発振器11からのパルスレーザを反射ミラー12を経
由してプリント配線基板13に照射し、そのプリント配
線基板13表面でのエネルギー密度が1(J/cm2
以下になるように調整する。ビーム照射点は固定であ
り、プリント配線基板13を一定速度で移動させて全面
照射を行う。このために、プリント配線基板13は、基
板固定プレート14に固定され、基板固定プレート14
は周知のX−Yステージ15によりX−Y平面上を移動
する。
【0021】図2を参照して、ビーム移動方式では、レ
ーザ発振器21からのパルスレーザを反射ミラー22を
経由してプリント配線基板33に照射し、そのプリント
配線基板33表面でのエネルギー密度が1(J/c
2 )以下になるように調整する。基板固定プレート2
4は固定であり、反射ミラー22をX−Y方向に一定速
度で移動させることにより、レーザビームでプリント配
線基板33の全面を照射することができる。
【0022】なお、図1、図2のいずれも、クリーニン
グ加工を行うために必要な最少限の構成要素のみを示し
ており、レーザ光の経路に複数の反射ミラーを配置した
り、fθレンズと呼ばれる加工レンズを配置することは
周知である。
【0023】なお、レーザ発振器からのレーザビームの
断面形状は通常、円形であるが、本形態では、プリント
配線基板の全面照射を行うために、断面形状を長四角形
状に成形する。例えば、上記のフルエンスで幅1/10
(mm)〜数(mm)、長さが数(cm)程度の断面形
状を持つレーザビームの成形は、周知の技術を利用して
容易に実現できる。
【0024】また、レーザビームの伝送経路には、光フ
ァイバを用いても良い。この場合、レーザビームの上記
のような断面形状を光ファイバの出射口において作るこ
とができ、この出射口をX−Y方向に一定速度で移動さ
せることにより、レーザビームでプリント配線基板の全
面を照射することができる。
【0025】本発明によれば、パルスエネルギーが70
0(mJ)のものを用い、サイズ400×500(m
m)の基板を1分間でクリーニング加工することができ
る。また、エキシマレーザに対し、YAG Qスイッチ
レーザが使用でき、低ランニングコストとすることがで
きる。更に、YAG高調波レーザに対し、基本波あるい
は高調波を用いるため高出力にて高速クリーニング加工
を行うことができる。更に、バイアホールを1個ずつ狙
い、バイアホールよりやや大きいビーム径で照射を行う
方法に比べて、基板全面照射のため装置を簡素化でき、
バイアホール底面の加工残物以外に基板表面のクリーニ
ングも可能である。
【0026】
【発明の効果】本発明によれば、プリント配線基板に対
するバイアホール加工において形成されたバイアホール
の底面に発生する加工残物及びバイアホールの開口周辺
の付着物の除去を、従来のような薬品による湿式後処理
によらず、ドライ処理で簡便に行うことができ、バイア
ホール形成の際の省力化、コストダウン、及び廃液によ
る環境汚染の防止を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用されるバイアホールクリーニング
装置の概略構成の一例を示した図である。
【図2】本発明が適用されるバイアホールクリーニング
装置の概略構成の他の例を示した図である。
【図3】本発明の加工対象であるコンフォーマル基板の
一部を示した断面図である。
【図4】本発明の加工対象であるプリント配線基板の一
部を示した断面図である。
【符号の説明】
11、21 レーザ発振器 12、22 反射ミラー 13、23 プリント配線基板 14、24 基板固定プレート 15 X−Yステージ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/304 645 H01L 21/304 645D H05K 3/00 H05K 3/00 N 3/26 3/26 B 3/46 3/46 X

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属膜上の樹脂層に、複数のバイアホー
    ルが形成された樹脂基板における前記バイアホールのク
    リーニングを行うバイアホールクリーニング方法におい
    て、 パルス幅が100(nsec)以下のパルスレーザを用
    い、前記樹脂基板面でのエネルギー密度が1(J/cm
    2 )以下の条件で前記樹脂基板の全面を照射することに
    より前記バイアホール底面の加工残物及び該バイアホー
    ルの開口周辺部の付着物を除去することを特徴とするバ
    イアホールクリーニング方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のバイアホールクリーニン
    グ方法において、前記樹脂基板の全面に対する前記パル
    スレーザの照射を、前記樹脂基板を搭載しているテーブ
    ルを移動させることにより行うことを特徴とするバイア
    ホールクリーニング方法。
  3. 【請求項3】 請求項1記載のバイアホールクリーニン
    グ方法において、前記樹脂基板の全面に対する前記パル
    スレーザの照射を、該パルスレーザの伝送経路中に配置
    されて前記パルスレーザを前記樹脂基板上に照射する照
    射手段を前記樹脂基板に平行に移動させることにより行
    うことを特徴とするバイアホールクリーニング方法。
  4. 【請求項4】 請求項1記載のバイアホールクリーニン
    グ方法において、前記パルスレーザの波長は、1.06
    (μm)〜531(nm)の範囲であることを特徴とす
    るバイアホールクリーニング方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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