JP2001274557A - プリント基板の製造方法 - Google Patents

プリント基板の製造方法

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JP2001274557A
JP2001274557A JP2000085908A JP2000085908A JP2001274557A JP 2001274557 A JP2001274557 A JP 2001274557A JP 2000085908 A JP2000085908 A JP 2000085908A JP 2000085908 A JP2000085908 A JP 2000085908A JP 2001274557 A JP2001274557 A JP 2001274557A
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hole
holes
irradiation
pulse
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Tomohiro Taguchi
智宏 田口
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Victor Company of Japan Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱的影響の少ない高品位かつ高精度の非貫通
孔を良好な生産性で製造するプリント基板の製造方法を
提供する。 【解決手段】 基板上にそれぞれ絶縁層を介して複数層
の回路パターンが形成されており、前記絶縁層に前記回
路パターン間を電気的機械的に接続するための所定の各
非貫通孔または各座繰り部を、所定スキャンエリアを走
査するパルス発振レーザーのn回のパルスレーザービー
ム照射により加工形成するプリント基板の製造方法にお
いて、n−1回の前記パルスレーザービーム照射を連続
して前記スキャンエリア内の前記各非貫通孔または前記
各座繰り部を形成すべき個所に、順次行った後、1回の
前記レーザーパルス照射を前記スキャンエリア内の前記
各非貫通孔または前記各座繰り部を形成すべき個所に、
順次行い、前記所定の各非貫通孔または各座繰り部を加
工形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の回路パター
ン層が絶縁層を介して積層されたプリント基板の製造方
法に係わり、特に層間の回路パターンを接続するための
非貫通孔を絶縁層に形成するのに使用されるレーザー加
工方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、複数の回路パターン層を有するプ
リント基板が多用されている。これらのプリント基板に
おいては、回路パターン層間には、絶縁層が形成されて
おり、回路パターン層を電気的機械的に接続するために
絶縁層の所定位置に、ビアホールすなわち非貫通孔また
は座繰り部が形成される。非貫通孔の形成には、レーザ
ービームを所定の個所に照射して、絶縁層を除去するレ
ーザー加工が多く用いられている。レーザーとしては、
CO2レーザー、短パルスCO2レーザー、エキシマレー
ザー、YAGレーザー等、いずれもが用いられるが、加
工時間の迅速さより、短パルスCO2レーザーが多く用
いられている。
【0003】図4は、レーザー加工機の概略構成を示す
図である。レーザ発振器1から射出されたレーザービー
ムは、2組のガルバノミラー2a、2bによりX、Y軸方
向の所定の向きに反射された後、レーザービームを集光
するためのレンズ3を通過して加工面スキャンエリア4
に照射される。加工面スキャンエリア4は例えば、50
mm×50mmの大きさであり、レーザービームは、こ
の中の任意の位置にスキャンされ、その部分の加工を行
う。
【0004】図5は、レーザーの発振を示す図である。
図5の(a)には連続発振タイプが示されており、図5
の(b)には、パルス発振時間tでパルス間隔Tのパル
ス発振タイプの出力−時間に対する関係が示されてい
る。上述のように、特に複数層の回路パターンを有する
プリント基板における、レーザーによる非貫通穴加工及
び大面積の座繰り加工においては、パルス発振レーザー
が用いられている。
【0005】以下、従来のレーザーを用いた非貫通孔の
加工法について説明する。図2は、従来例のプリント基
板の製造法であるバースト加工を説明するための工程図
である。従来、複数層からなるプリント基板におけるレ
ーザにビームによる非貫通孔加工及び座繰り加工におい
ては、1つの非貫通孔を形成するのに1msec以下の
レーザーパルス(パルス発振時間t)を複数回連続して
照射するバースト加工が標準的である。ここでは、基板
10上に所定形状の内層回路パターン13が形成されて
おり、その上に形成されている絶縁層12に非貫通孔を
3個形成する例を説明する。レーザービームを4回照射
すると、所望の非貫通孔が得られるとする。
【0006】まず左端の非貫通孔を形成すべき場所に1
回目のパルスレーザービーム11の照射が行われ(図2
の(a))、続けて同じ場所にそれぞれ所定時間空け
て、2回目の照射(図2の(b))、3回目の照射(図
2の(c))、4回目の照射(図2の(d))が行わ
れ、非貫通孔24が形成される。次に、中央部に非貫通
孔を形成すべく、レーザービーム11は所定位置にスキ
ャンされ照射される(図2の(e))。中央部の非貫通
孔24が形成されると次に、右端の非貫通孔を形成すべ
き場所にレーザービームが所定回数照射されて、非貫通
孔24が形成される(図2の(f))。
【0007】このように、バースト加工においては、非
貫通孔を1個づつ順番に形成するが、各レーザーパルス
間のパルス間隔Tは所定の範囲内にしか設定できないの
で、レーザーパルスによる絶縁層12に対する熱的相互
作用により(先のレーザー照射後、その個所が十分冷却
しないうちに次のレーザー照射があるため)、高品位な
加工が困難である。
【0008】これに対応するために、サイクル加工が知
られている。図3は、従来例のプリント基板の製造法で
あるサイクル加工を説明するための工程図である。ここ
では、基板10上に所定形状の内層回路パターン13が
形成されており、その上に形成されている絶縁層12に
非貫通孔を3個形成する例を説明する。レーザービーム
を4回照射すると、所望の非貫通孔が得られるとする。
【0009】まず左端の非貫通孔を形成すべき場所に1
回目のパルスレーザービーム11の照射が行われ(図3
の(a))、次に、レーザービーム11はスキャンされ
て、中央部の非貫通孔を形成すべき場所に1回目の照射
が行われる(図3の(b))。次に、右端の非貫通孔を
形成すべき場所に1回目のレーザービームの照射が行わ
れ、さらに、左端、次には中央部に、2回目のレーザー
ビーム照射が行われる(図3の(c))。次に、右端の
非貫通孔を形成すべき場所に2回目のレーザービーム1
1の照射が行われ、さらに、左端、次には中央部に、3
回目のレーザービーム11の照射が行われる(図3の
(d))。同様に四回目のレーザービーム11の照射
が、左端、次いで中央部に行われ、非貫通孔34が形成
され(図2の(e)),続けて、右端に4回目のレーザ
ービーム11の照射が行われ非貫通孔34が形成され
る。
【0010】上述のような、スキャンエリア内の非貫通
孔を形成すべき場所にレーザービームパルスを1パルス
づつ照射していき、これが終了したら、次に最初からこ
れを繰り返し、所定のパルス数に達するまで行うサイク
ル加工においては、注目する非貫通孔の形成すべき場所
に照射されるレーザービームのパルス間隔は、スキャン
エリア内の全非貫通孔の形成されるべき場所へのレーザ
ー照射の1パルス照射終了後となるので、絶縁層の冷却
が十分為される間隔となり、熱影響の少ないすなわち高
品位かつ高精度の加工が可能となる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
に、サイクル加工により熱影響の少ない高品位な非貫通
孔の形成を行うことができるが、レーザー照射パルス数
がnである加工条件においては、ガルバノミラー2a,
2bは非貫通孔となるべき場所をn回走査することにな
る。一般にレーザを照射している時間t及びパルス間隔
Tは、ガルバノミラーが移動している時間よりも十分に
短いので、パルス数nの加工条件でのサイクル加工によ
る加工時間は、同じくパルス数nの加工条件でのパース
ト加工による加工時間の約n倍必要となることになり、
生産性を大幅に低下させることになリ、この課題の解決
が求められていた。
【0012】そこで、本発明は、上記課題を解決し、プ
リント基板の製造方法において、熱的影響の少ない高品
位かつ高精度の非貫通孔を良好な生産性で製造するプリ
ント基板の製造方法を提供することを目的とするもので
ある。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の手段として、本発明のプリント基板の製造方法は、基
板上にそれぞれ絶縁層を介して複数層の回路パターンが
形成されており、前記絶縁層に前記回路パターン間を電
気的機械的に接続するための所定の各非貫通孔または各
座繰り部を、所定スキャンエリアを走査するパルス発振
レーザーのn回のパルスレーザービーム照射により加工
形成するプリント基板の製造方法において、n−1回の
前記パルスレーザービーム照射を連続して前記スキャン
エリア内の前記各非貫通孔または前記各座繰り部を形成
すべき個所に、順次行った後、1回の前記レーザーパル
ス照射を前記スキャンエリア内の前記各非貫通孔または
前記各座繰り部を形成すべき個所に、順次行い、前記所
定の各非貫通孔または各座繰り部を加工形成することを
特徴とするプリント基板の製造方法を提供しようとする
ものである。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、添付図面を参照して詳細に説明する。従来例と同一
の構成については同一の参照符号を付しその説明を省略
する。上述の従来の技術で説明したように、複数層の回
路パターンが絶縁層を介して形成されたプリント配線板
において、絶縁層にレーザによる非貫通孔または座繰り
部を加工形成する場合、スキャンエリア内の非貫通孔な
どを形成すべき部分に順次1回目のレーザー照射を行
い、これを繰り返して、最終的に非貫通孔などを形成す
るサイクル加工により、熱影響の少ない高品位及び高精
度の良好な加工が可能になる。
【0015】この非貫通孔の形成過程について、詳細に
検討した結果、この「熱影響の少ない良好な加工」と
は、主に非貫通孔の底部または座繰り部の底部に関する
ことが判明した。すなわち、連続してレーザーパルスを
照射して、1個づつ順次非貫通孔を形成するバースト加
工を行うと、熱的影響のため、回路パターンに接する絶
縁層が場合によっては、1μmほどの厚さで残存し、こ
れは、後の洗浄工程においても十分に除去できず、良好
な形状の非貫通孔を得られないことがわかった。
【0016】さらに、n回のレーザーパルス照射によ
り、非貫通孔を形成する場合、最後のn回目のレーザー
パルス照射を、それまでのレーザーパルス照射による温
度の影響がない状態までまって行えば良好な形状の非貫
通孔を得られることが判明した。すなわち、それまでの
n−1回のパルスレーザービーム照射を同一場所に連続
して行っても、特に影響がないことも判明した。以上の
知見に基づき、本発明が為されたのである。
【0017】図1は、本発明によるプリント基板の製造
方法の実施例を説明するための工程図である。基板10
上に所定形状の第1の回路パターン13が形成されてお
り、この上に絶縁層12が形成されている。図示しない
絶縁層12上に形成される第2の回路パターンと第1の
回路パターンとを電気的機械的に接続するため非貫通孔
を絶縁層12に形成する。
【0018】ここで、基板は銅張積層板を用いても良い
し、絶縁性を有するものであれば、特に限定されるもの
ではなく、例えば、ガラス基板、ポリメチルメタクリレ
ート、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート
等のポリエチレン類、ポリイミド等の高分子樹脂がある
が中でも、樹脂基板が好ましい。回路パターンとして
は、銅張積層板の銅を所定形状に加工する場合や、無電
解銅メッキ層、電解銅メッキ層を用いても良い。
【0019】絶縁層としては、エポキシ樹脂、アライミ
ド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂(PPE)、フェ
ノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ビス
マレイミドトリアジン樹脂(BT樹脂)、フッ素樹脂、
熱硬化型ポリフェニレンオキシド(PPO)樹脂などい
ずれを用いてもよく、特にエポキシ樹脂を主成分とする
樹脂が好ましい。
【0020】本実施例では、パルスレーザービームを4
回照射することによって各非貫通孔形成し、全部で3個
の非貫通孔を形成する場合を例にとり説明する。エポキ
シ樹脂を主成分とする絶縁層12の厚さは、回路パタン
が2層の場合は、例えば50−160μmであり、ここ
に照射されるパルスレーザービームの直径は、例えば1
50−220μmであり、レーザーパルス幅は、例えば
50−60μsecであり、パルス間隔は例えば50−
60μsecである。
【0021】左端の非貫通孔の形成すべき場所に1回目
のパルスレーザービーム11の照射が行われる(図1の
(a))。次に、同じ左端の非貫通孔の形成すべき場所
に2回目及び3回目のパルスレーザービーム11の照射
が所定パルス間隔で連続して行われる(図1の
(b))。次に、中央の非貫通孔の形成すべき場所に1
回目から3回目までのパルスレーザービーム11の照射
が所定パルス間隔で連続して行われる(図1の
(c))。次に、右端の非貫通孔の形成すべき場所に1
回目から3回目までのパルスレーザービーム11の照射
が所定パルス間隔で連続して行われる(図1の
(d))。
【0022】このようにレーザービーム11の所定のス
キャンエリア内にあるすべての非貫通孔の形成される場
所に、連続して3回のパルスレーザービーム11の照射
が順次行われると、次に左端の非貫通孔の形成されるべ
き場所に4回目のパルスレーザビーム11を照射して、
非貫通孔4を形成し、続いて中央の非貫通孔の形成され
るべき場所に4回目のパルスレーザービーム11を照射
して、非貫通孔4を形成する(図1の(e))。最後
に、右端の非貫通孔の形成されるべき場所に4回目のパ
ルスレーザービーム11を照射して、非貫通孔4を形成
する(図1の(f))。こうして得られる非貫通孔14
は、底部に熱的の影響のない高品位で高精度の良好な形
状をしている。
【0023】ここでは、スキャンエリア内に3個の非貫
通孔を形成する場合を説明したが、通常のスキャンエリ
アは例えば、50mm×50mm程度であり、スキャン
エリア最初のレーザー照射を終了して、次に、再びスキ
ャンエリアの最初のレーザー照射を行うまでには、例え
ば最低でも1sec程度必要であり、この間にレーザー
ビーム照射による熱的影響は除去される。もちろん、こ
の冷却時間が適当になるように、スキャンエリアの大き
さ、形成される非貫通孔の数により調整すれば良い。ま
た、座繰り部の形成においても同様に上記の方法が適用
される。
【0024】加工時間に関しては、非貫通孔の形成にn
回のパルスレーザービームの照射を必要とすると、本発
明においては、n−1回のバースト加工と1回のサイク
ル加工の組み合わせとなるので、nの大きさに係わら
ず、バースト加工の約2倍の時間にすることができる。
n回のサイクル加工に比べ、2/n倍の所要時間です
む。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のプリント
基板の製造方法は、基板上にそれぞれ絶縁層を介して複
数層の回路パターンが形成されており、前記絶縁層に前
記回路パターン間を電気的機械的に接続するための所定
の各非貫通孔または各座繰り部を、所定スキャンエリア
を走査するパルス発振レーザーのn回のパルスレーザー
ビーム照射により加工形成するプリント基板の製造方法
において、n−1回の前記パルスレーザービーム照射を
連続して前記スキャンエリア内の前記各非貫通孔または
前記各座繰り部を形成すべき個所に、順次行った後、1
回の前記レーザーパルス照射を前記スキャンエリア内の
前記各非貫通孔または前記各座繰り部を形成すべき個所
に、順次行い、前記所定の各非貫通孔または各座繰り部
を加工形成することにより、熱的影響の少ない高品位か
つ高精度の非貫通孔を良好な生産性で製造するプリント
基板の製造方法を提供することができるという効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるプリント基板の製造方法の実施例
を説明するための工程図である。
【図2】従来例のプリント基板の製造法であるバースト
加工を説明するための工程図である。
【図3】従来例のプリント基板の製造法であるサイクル
加工を説明するための工程図である。
【図4】レーザー加工機の概略構成を示す図である。
【図5】レーザーの発振を示す図である。
【符号の説明】
1…レーザ発振器、2a…ガルバノミラー、2b…ガル
バノミラー、3…レンズ、4…加工面スキャンエリア、
10…基板、11…レーザービーム、12…絶縁層、1
3…回路パターン、14…非貫通孔、24…非貫通孔、
34…非貫通孔。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板上にそれぞれ絶縁層を介して複数層の
    回路パターンが形成されており、前記絶縁層に前記回路
    パターン間を電気的機械的に接続するための所定の各非
    貫通孔または各座繰り部を、所定スキャンエリアを走査
    するパルス発振レーザーのn回のパルスレーザービーム
    照射により加工形成するプリント基板の製造方法におい
    て、 n−1回の前記パルスレーザービーム照射を連続して前
    記スキャンエリア内の前記各非貫通孔または前記各座繰
    り部を形成すべき個所に、順次行った後、1回の前記レ
    ーザーパルス照射を前記スキャンエリア内の前記各非貫
    通孔または前記各座繰り部を形成すべき個所に、順次行
    い、前記所定の各非貫通孔または各座繰り部を加工形成
    することを特徴とするプリント基板の製造方法。
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