JP2000349414A

JP2000349414A - プリント基板の加工方法およびその装置

Info

Publication number: JP2000349414A
Application number: JP11154094A
Authority: JP
Inventors: Masatsugu Arai; 雅嗣荒井; Yuji Yoshitomi; 雄二吉富; Hiroshi Aoyama; 博志青山
Original assignee: Hitachi Via Mechanics Ltd
Current assignee: Via Mechanics Ltd
Priority date: 1999-06-01
Filing date: 1999-06-01
Publication date: 2000-12-15

Abstract

(57)【要約】【課題】プリント基板の樹脂残渣を短時間で除去でき
ると共に、樹脂表面の親水性を向上させることにより層
間の導通の信頼性を向上させ、ランニングコストを安価
にすることができるプリント基板の加工方法およびその
装置を提供すること。【解決手段】波長が４００ｎｍ（好ましくは３００ｎ
ｍ）以下の光線を照射するランプ７を設ける。そして、
レーザあるいはドリル等により穴を加工したプリント基
板８に対し、めっき処理に先立ち、ランプ７の光を照射
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、直径が０．０５〜
０．３ｍｍの小径穴と配線パターンとが形成されるプリ
ント配線板（以下、プリント配線板もプリント基板とい
う。）の加工方法およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器等に用いられるプリント
基板には高密度配線や高密度実装を行なうために多層基
板が使用されることが多い。多層基板は配線パターンを
形成したプリント基板を重ねたもので、ビルドアップ基
板と呼ばれている。このビルドアップ基板を構成するそ
れぞれのプリント基板には、貫通穴（スルーホール）や
プリント基板内の銅箔面を穴底とする止まり穴（ブライ
ンドホールあるいはビアホールという。）が形成されて
おり、これらの穴にめっきすることにより層間を電気的
に導通させる。上記の貫通穴や止まり穴はレーザ加工機
やドリル加工機によって加工されるが、加工により発生
した樹脂の屑が穴の内面に残っていたり、止まり穴の銅
箔の表面上に残っていると（以下、これらをまとめて、
樹脂残渣という。）、良好なめっきが行なえない。そこ
で、めっきに先立ち、樹脂残渣を除去する。以下、樹脂
残渣を除去する工程をデスミア処理という。

【０００３】デスミア処理には、湿式法や乾式法等があ
る。湿式法は、水酸化ナトリウム溶液による膨潤処理
と、過マンガン酸カリウム溶液による粗化処理後、水で
洗浄する方法であり、膨潤処理と粗化処理により穴内の
樹脂残渣を除去できるだけでなく、樹脂表面の親水性
（ぬれ性）も向上させることができる。

【０００４】また、特開昭６１−５１８１９号公報に
は、真空容器中に設けた高周波電極とアース電極間にプ
リント基板を設置し、酸素ガスやフッ素ガスを導入した
雰囲気中でプラズマを着火させて酸素やフッ素ラジカル
を生成し、これによって樹脂残渣を灰化して除去する方
法が開示されている。この方法でも上記の湿式法の場合
と同様に、樹脂残渣の除去と親水性の向上を図ることが
できる。

【０００５】また、乾式法のデスミア処理装置として、
アルミナの微粒子等からなる研磨材を、圧縮空気によ
り、プリント基板の表面に高速で噴射し、衝突エネルギ
を利用してデスミアするもの（電子材料，１９９８年１
０月号の第９０頁。）もある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記湿式法の
場合、貫通穴や止まり穴の直径が小さくなると、化学反
応により発生するガスや表面張力の点から、デスミア処
理用の溶液が浸透しにくくなる。このような場合、デス
ミア処理工程を繰り返す等、デスミア処理時間を長くし
なければならず、作業能率が低下した。また、プラズマ
を利用した乾式法の場合、酸素ラジカルなどを均一に発
生させ、しかもプリント基板上に均一に供給させるため
必要があり、プラズマ生成部の構造が複雑になって、装
置が大型になるだけでなく、高価になった。また、安定
なデスミア処理を行なうためには、プリント基板の温度
管理が必要であるが、真空中のため温度管理が難しく、
複数枚のプリント配線板を同時に処理することは困難で
あった。また、アルミナなどの微粉末を利用したデスミ
ア処理では、親水性を湿式法の場合と同等にすることは
できず、めっき処理前に親水性処理を必要とし、作業能
率が低下した。

【０００７】本発明の目的は、上記従来技術の課題を解
決し、プリント基板の樹脂残渣を短時間で除去できると
共に、樹脂表面の親水性を向上させることにより層間の
導通の信頼性を向上させ、ランニングコストを安価にす
ることができるプリント基板の加工方法およびその装置
を提供するにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ため、第１の手段は、プリント基板の加工方法におい
て、レーザあるいはドリル等によりプリント基板に穴を
形成し、この穴に波長が４００ｎｍよりも短い光線を照
射することを特徴とする。

【０００９】また、第２の手段は、プリント基板の加工
装置を、波長が４００ｎｍよりも短い光線を照射するラ
ンプと、前記ランプを保持する保持手段と、プリント基
板を支持する支持手段とで構成し、前記保持手段を前記
支持手段に対し予め定める位置に位置決めすることを特
徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係るプリント基板
の加工装置の正面断面図である。図で、１は粉末噴射室
で、内部にはアルミナ粉末を噴射するノズル２、ノズル
２を移動させるノズル移動機構３、プリント配線板８を
移動させるステージ４が配置されている。ステージ４に
はローラ１１とループ状になった搬送用ベルト１２が設
けられており、この搬送用ベルト１２はモータ１３によ
って駆動される。そして、ステージ４は、図示を省略す
る手段により、上下方向に位置決め可能である。

【００１１】粉末噴射室１の外部には、アルミナ粉末を
蓄える粉末タンク５及び高圧空気を発生させるポンプ６
が配置されている。７はランプで、電源１４から供給さ
れる電力により波長が１７０ｎｍ程度の光線を放射す
る。ランプ７は粉末噴射室１の側面に固定されたブラケ
ット１ａに支持され、粉末噴射室１の搬出口１０側の、
搬出されるプリント基板８と対向するようにして配置さ
れている。９はプリント基板８の搬入口である。また、
１５は粉末回収口である。

【００１２】次に、上記実施の形態の動作を説明する。
予め搬送用ベルト１２の高さを搬入口９の高さに合わせ
ておき、搬入口９からプリント基板８を搬入する。する
と、プリント基板８は、搬送用ベルト１２により、粉末
噴射室１の内部に搬送される。プリント基板８が所定の
位置まで搬送されると、ノズル２の先端から、圧縮空気
と共にアルミナ粉末の噴射が開始される。そして、ノズ
ル移動機構３により、ノズル２でプリント配線板８上面
を走査する。なお、噴射されたアルミナ粉末は粉末回収
口１５を介して粉末タンク５に回収され、再使用され
る。走査が終了すると、アルミナ粉末の噴射が停止さ
れ、プリント配線板８を搬出口１０から外部に搬出され
る。プリント配線板８の先端が搬出口１０に近づくと、
図示を省略するスイッチにより電源１４がオンされ、ラ
ンプ７が点灯される。そして、プリント配線板８はラン
プ７の光を受けながら移動し、次工程に送られる。プリ
ント配線板８の後端がランプ７の照射域から外れると、
図示を省略するスイッチにより電源１４がオフされ、ラ
ンプ７が消灯される。

【００１３】次に、具体的な実施例を説明する。（１）プリント基板の寸法：３００（送り方向）×４０
０（幅）ｍｍ（２）ノズル２の口径：７ｍｍ（３）アルミナ粉末の粒径：０．０１２ｍｍ（４）圧縮空気圧力：０．４ＭＰａ（５）ランプの波長：１７２ｎｍ（６）ランプ出力と長さ：２００Ｗ，４００ｍｍ（７）ランプとプリント基板表面との距離：１０ｍｍ上記の条件で、走査時間を約３分とし、搬出速度１５０
ｍｍ／分（すなわち、照射時間２分）とした時、プリン
ト基板の樹脂残渣をほぼ１００％除去できた。また、他
の条件を同じにしておき、ランプの波長を１８５ｎｍま
たは２５４ｎｍにした場合も、上記と同様に、プリント
基板の樹脂残渣をほぼ１００％除去できることを確認し
た。なお、プリント基板に加工した穴の直径は０．０５
〜０．３ｍｍである。

【００１４】図２は、効果を確認するため、樹脂残渣を
除去した直後のプリント基板８の表面上に水滴を１マイ
クロリッター滴下した際の水滴の形状を模式的に示した
ものであり、（ａ）は上記と同じ条件で波長１７２ｎｍ
の光を照射した場合を、（ｂ）は照射しなかった場合
を、それぞれ示している。同図から明らかなように、波
長１７２ｎｍの光を照射すると、水滴１６が広がり、プ
リント基板８に対する親水性が著しく向上していること
がわかる。そして、これら（ａ）、（ｂ）のプリント基
板８に同一条件および同一の時間で銅めっき処理を施し
たところ、（ａ）の方が（ｂ）に比べて、めっき量が多
かっただけでなく、欠陥がほとんどなく、品質も優れて
いた。したがって、めっき量を同一にする場合、（ａ）
の方が（ｂ）に比べてめっき処理作業時間を短くでき
る。

【００１５】このように、プリント基板８表面に波長１
７２ｎｍの光を照射することで、親水性を向上できるこ
とは、以下の要因によるものである。すなわち、光ラン
プ７が低圧水銀ランプの場合、波長が１８５または２５
４ｎｍの光を、また光ランプ７がエキシマランプの場
合、波長が１７２ｎｍの光が照射される。そして、これ
らの波長をエネルギ換算すると、４７０〜７００ｋＪ／
ｍｏｌになり、有機物におけるＣ−Ｃ結合の結合エネル
ギである３５０ｋＪ／ｍｏｌよりも大きい。したがっ
て、これらの波長の光を有機物に照射すると、Ｃ−Ｃ結
合を分離することができる。上記の結果は、プリント基
板８の表面に残存していた微量の有機物を除去できたこ
とにより、めっき作業時、穴の内部にめっき液が十分に
侵入したことによるものである。

【００１６】なお、プリント基板８に照射する光の波長
は、波長が４００ｎｍ（好ましくは３００ｎｍ）以下で
あればよい。

【００１７】図３は、本発明に係る他のプリント基板の
加工装置の正面断面図であり、図１で示したプリント基
板の加工装置（以下、プリント基板加工装置Ａとい
う。）と同一または同じ機能のものは同一の符号を付し
て説明を省略する。同図において、２０は高圧水ポン
プ、２１はタンクで、微粉末を溶融させた水溶液が蓄え
られている。２２はタンクで、水が蓄えられている。

【００１８】次に、この実施の形態の動作を説明する。
プリント基板８が所定の位置まで搬送されたら、タンク
２１を開き、タンク２１に蓄えられている溶液をノズル
２の先端から噴射させ、プリント配線板８上を走査させ
る。次に、タンク２１を閉じてから、タンク２２を開
き、タンク２２にに蓄えられた水をノズル２の先端から
噴射させ、プリント配線板８上を走査させる。さらに、
タンク２２を閉じてから、ポンプ６を動作させ、圧縮空
気を噴射して、プリント配線板８表面の水滴を除去す
る。なお、他の動作は、上記図１の場合と同じであるた
め、説明を省略する。

【００１９】次に、具体的な実施例を説明する。（１）プリント基板の寸法：３００（送り方向）×４０
０（幅）ｍｍ（２）ノズル２の口径：７ｍｍ（３）溶液：直径が０．０１ｍｍのアルミナ粉末を、約
１５ｍａｓｓ％添加した水溶液（４）高圧水ポンプ圧力：２５ＭＰａ（５）圧縮空気圧力：０．４ＭＰａ（６）ランプの波長：１７２ｎｍ（７）ランプ出力と長さ：２００Ｗ，４００ｍｍ（８）ランプとプリント基板表面との距離：１０ｍｍ上記の条件で、アルミナ粉末の水溶液を噴射させながら
ノズル２を１分間プリント基板８上を走査させた後、水
のみを噴射させながらノズル２を０．５分間プリント基
板８上を走査させた結果、プリント基板の樹脂残渣をほ
ぼ１００％除去できた。

【００２０】図４は、レーザー加工装置と本発明に係る
プリント基板の加工装置を接続した場合の構成例図であ
る。レーザー加工装置３０は、反転装置３１を介してプ
リント基板加工装置Ａまたは図３に示したプリント基板
の加工装置（以下、プリント基板加工装置Ｂという。）
に接続されている。反転装置３１は、プリント配線板８
を複数個収納および保持することができると共に、図示
を省略する搬送機構を備えており、上下方向に移動可能
で、収納したプリント基板８を、搬入口９あるいは搬出
口１０に位置決めできるようになっている。また、軸３
２の回りに回転できるようになっている。

【００２１】レーザー加工機３０は通常、一方の面だけ
しか穴明け加工ができないが、このように構成すると、
レーザー加工機３０によりプリント基板８の一方の面を
加工した後、加工した面の樹脂残渣をプリント基板加工
装置Ａまたはプリント基板加工装置Ｂにより除去し、反
転装置３１により反転させ、レーザー加工機３０により
他方の面を加工後、加工した他方の面の樹脂残渣も除去
することができる。この結果、搬送距離を短くできるだ
けでなく、加工待ちの時間もないから、作業能率を向上
させることができる。

【００２２】なお、上記いずれの場合も、穴明け加工が
終了したプリント基板８を搬送しながら波長が４００ｎ
ｍ以下の光を照射するようにしたが、例えば、穴明け加
工が終了したプリント基板８を並べて固定しておき、ラ
ンプ７で照射するようにしてもよい。

【００２３】ところで、上記では、めっき処理について
説明したが、波長が４００ｎｍ（好ましくは３００ｎ
ｍ）以下の光をプリント基板に照射することにより、親
水性を向上させることができる。したがって、湿式法の
デスミア処理にも応用することができる。以下、具体例
を説明する。直径０．０５ｍｍ〜０．１５ｍｍの止まり
穴を明けたプリント配線板（１００×６０ｍｍ）に、波
長が１８５ｎｍの光線（ランプは、低圧水銀ランプで、
長さ約８０ｍｍ×３本，合計２００Ｗ）を３分照射して
から、湿式法のデスミア処理を行った。この結果、水酸
化ナトリウム水溶液や膨潤処理用の過マンガン酸ナトリ
ウム液が穴に十分侵入し、処理時間を大幅に短縮でき、
かつ、残渣除去不良を著しく低減できた。上記の現象
を、さらに確認するため、水酸化ナトリウム水溶液を入
れたビーカーに直径０．０５ｍｍ〜０．１５ｍｍの止ま
り穴を明けたプリント配線板８の小片を入れてみたとこ
ろ、化学反応により発生したガスが、穴の周囲に滞留し
ないことが分かった。

【００２４】ここで、プリント基板に波長が４００ｎｍ
以下の光を照射する装置としては、例えば以下に示す照
射装置を用いれば良い。図５は、照射装置の正面断面図
であり、容器３５内にランプ７が複数段（図示の場合が
４段）配置されている。したがって、プリント基板８を
各段のランプ７の間に配置することにより、プリント基
板８の両側からランプ７の光を照射できる。そして、ラ
ンプ７の光を照射することにより発生する樹脂の分解ガ
スは排気ファン３６により容器３５の外部に排出する。

【００２５】なお、ランプ７の種類およびその出力に応
じて、ランプ７とプリント基板８との距離Ｌを任意に設
定できるようにすると、さらに効果的である。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
レーザあるいはドリル等によりプリント基板に加工した
穴を、波長が４００ｎｍよりも短い光線を照射するか
ら、樹脂残渣を確実に除去することができ、信頼性に優
れるめっきを、能率良く形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るプリント基板の加工装置の正面断
面図である。

【図２】本発明の効果を説明する図である。

【図３】本発明に係る他のプリント基板の加工装置の正
面断面図である。

【図４】レーザー加工装置と本発明に係るプリント基板
の加工装置を接続した場合の構成例図である。

【図５】本発明に係る照射装置の正面断面図である。

【符号の説明】

７ランプ８プリント基板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザあるいはドリル等によりプリント
基板に穴を形成し、この穴に波長が４００ｎｍよりも短
い光線を照射することを特徴とするプリント基板の加工
方法。
【請求項２】レーザあるいはドリル等によりプリント
基板に穴を形成し、前記穴に金属、セラミックスあるい
は樹脂等の粉末を流体と共に噴射した後、前記穴に波長
が４００ｎｍよりも短い光線を照射することを特徴とす
るプリント基板の加工方法。
【請求項３】前記穴がブラインドホールであることを
特徴とする請求項１または請求項２に記載のプリント基
板の加工方法。
【請求項４】前記光線の光源を水銀ランプやエキシマ
ランプ等のランプとすることを特徴とする請求項１また
は請求項３に記載のプリント基板の加工方法。
【請求項５】波長が４００ｎｍよりも短い光線を照射
するランプと、前記ランプを保持する保持手段と、プリ
ント基板を支持する支持手段とからなり、前記保持手段
を前記支持手段に対し予め定める位置に位置決めするこ
とを特徴とするプリント基板の加工装置。