JP2001314990A

JP2001314990A - レーザ加工装置及び多層プリント配線板の製造装置

Info

Publication number: JP2001314990A
Application number: JP2001086846A
Authority: JP
Inventors: Yasuji Hiramatsu; 靖二平松
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 2001-03-26
Filing date: 2001-03-26
Publication date: 2001-11-13

Abstract

(57)【要約】【課題】低コストで、微少径のビアホールを形成し得
る多層プリント配線板の製造装置及び製造方法を提供す
る。【解決手段】ＣＯ2レーザ発振器６０からのレーザ光
をテルル結晶９４によって短波長化し、レーザ光の回折
を抑制するとともに、レーザ光を集光した場合にその集
光限界の限界値を小さくすることにより、レーザ光のス
ポット径を小さくし、基板１０上の層間絶縁樹脂にビア
ホール用の孔を明ける。このため、深い孔を形成するた
めにレーザ光の出力を上げた場合でも、孔径を広げるこ
とがないので、小径のビアホール用の孔を形成すること
が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、多層プリント配
線板の製造装置及びレーザ加工装置に関し、特には低コ
ストで微細な孔を形成できる多層プリント配線板の製造
装置及びレーザ加工装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ビルドアップ多層配線板は、層間樹脂絶
縁材と導体回路層とを交互に有し、層間樹脂絶縁材層に
孔を設け、この孔の壁面に導体膜を形成することで上層
と下層とを電気的に接続している。層間樹脂絶縁層の孔
（ビアホール）は、層間樹脂を感光性とすることによ
り、露光、現像処理して形成されることが一般的であ
る。

【０００３】しかしながら、多層プリント配線板のビア
ホールの孔径は、１００μｍ以下が主流となりつつあ
り、より小径のビアホールを形成するための技術が求め
られている。このような要請からビルドアップ多層配線
板の孔明けにレーザ光による加工法の採用が検討されて
いる。孔明けにレーザを用いる技術としては、例えば、
特開平３−５４８８４号にて提案されている。この技術
では、レーザ光源からの光を加工用ヘッドで受けて偏向
させ、所定の樹脂絶縁材に照射し、スルーホールを形成
している。ここで、多層プリント配線板のビア、スルー
ホール用孔を明けるためには、層間樹脂にて発熱し得る
波長のレーザを用いることが必要となり、係るレーザ光
源としては、ＣＯ₂ レーザやエキシマレーザなどがあ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】エキシマレーザは、Ｋ
ｒＦで２４８ｎｍ、ＸｅＣｌで３０８ｎｍ、ＡｒＦで１
９３ｎｍと短波長であり、小径のビアホールを形成する
のに適している。しかしながら、エキシマレーザは、装
置の価格が高く、更に、波長が非常に短いため、レンズ
等の部品が劣化し易く頻繁に交換することが必要となる
他、高価なエキシマガスを短い周期で補充・交換するこ
とが要求されるため、工業化に用いた場合、製品コスト
を押し上げることになる。

【０００５】この点、波長の相対的に長いＣＯ₂ レーザ
は、高出力で装置の価格が安いだけではなく、レンズ等
の補修が不要であり、且つ、補充用のＣＯ₂ が廉価であ
るので、工業化に適しているものの、深い孔を形成する
ためにレーザ光の出力を高くすると、ビアホールの孔径
が大きくなる。また、波長（１０．６μm ）の１０倍程
度の１００μｍの孔は容易に形成し得るが、波長の５倍
程度の５０μｍ以下の孔を明けることが困難であった。
このような問題は、多層プリント配線板に限らず、ＣＯ
₂ レーザを加工用レーザ光源として使用する場合に生ず
るものである。

【０００６】本発明は、上述した課題を解決するために
なされたものであり、その目的とするところは、低コス
トで、微少径のビアホールを形成し得る多層プリント配
線板の製造装置、また、微小径の孔を形成し得るレーザ
加工装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本願発明者らは、ビアホ
ール等の孔径が大きくなるという原因について鋭意研究
した結果、ＣＯ₂ レーザは、その波長が１０．６μｍと
長く、レーザ光の回折の影響で集光した際にスポット径
が大きくなり、出力を上げると設定値以上に孔径が大き
くなることが判った。

【０００８】このため、レーザ光の波長を短波長化する
ことにより、レーザ光の回折を抑制できるとともに、集
光した際のスポット径を極力小さくでき、小径のビアホ
ール等の孔を形成できるとの知見を得た。本願発明は、
このような知見に基づき発案されてなり、請求項１の多
層プリント配線板の製造装置は、ＣＯ₂ レーザ光源、レ
ーザ光の向きをＸ−Ｙ方向へ偏向させるための走査ヘッ
ドもしくは多層プリント配線板の位置を変位せしめるＸ
−Ｙテーブルを有する多層プリント配線板の製造装置で
あって、前記ＣＯ₂ レーザ光源から発振したレーザ光
は、高調波発生手段により短波長化され、樹脂絶縁層に
孔を形成させることを技術的特徴とする。

【０００９】また、請求項２の多層プリント配線板の製
造装置では、加工用レーザ光源、該加工用レーザ光源か
ら発振したレーザ光を二倍波に短波長化する高調波発生
手段、レーザ光の向きをＸ−Ｙ方向へ偏向させるための
走査ヘッドもしくは多層プリント配線板の位置を変位せ
しめるＸ−Ｙテーブルを有する多層プリント配線板の製
造装置であって、前記加工用レーザ光源の波長が、７２
０nm以下からレーザ光源の最短波長以上、或いは、６０
００nm以上からレーザ光源の最長波長以下であり、樹脂
絶縁層に孔を形成させることを技術的特徴とする。

【００１０】請求項３のレーザ加工装置は、ＣＯ₂ レー
ザ光源、レーザ光の向きをＸ−Ｙ方向へ偏向させるため
の走査ヘッドもしくは被加工物の位置を変位せしめるＸ
−Ｙテーブルを有するレーザ加工装置であって、前記Ｃ
Ｏ₂ レーザ光源から発振したレーザ光は、高調波発生手
段により、短波長化されて、樹脂絶縁層に孔を形成させ
ることを技術的特徴とする。

【００１１】請求項４のレーザ加工装置は、加工用レー
ザ光源、該加工用レーザ光源から発振したレーザ光を二
倍波に短波長化する高調波発生手段、レーザ光の向きを
Ｘ−Ｙ方向へ偏向させるための走査ヘッドもしくは被加
工物の位置を変位せしめるＸ−Ｙテーブルを有するレー
ザ加工装置であって、前記加工用レーザ光源の波長が、
７２０nm以下からレーザ光源の最短波長以上、或いは、
６０００nm以上からレーザ光源の最長波長以下であり、
樹脂絶縁層に孔を形成させることを技術的特徴とする。

【００１２】本願発明は、レーザ光源からのレーザ光を
高調波発生手段によって短波長化し、レーザ光の回折を
抑制するとともに、レーザ光を集光した場合にその集光
限界の限界値を小さくすることにより、レーザ光のスポ
ット径を小さくする。その結果、深い孔を形成するため
にレーザ光の出力を上げた場合でも、孔径を広げること
がない。このため、ビアホールを始めとして小径の孔を
形成することが可能となる。前記レーザ光源としては、
ＣＯ₂ ガスレーザが望ましい。この理由は、装置が廉価
で高出力であり、また、ランニングコストが低いからで
ある。

【００１３】前記高調波発生手段としては、非線形光学
結晶の導波路やバルクを使用できる。具体的には、非線
形光学結晶の高調波出力側に、ＣＯ₂ レーザ光源からの
レーザ光を反射せしめ非線形光学結晶により発生した高
調波を透過せしめる手段を付与しておく。光源波長のレ
ーザ光は反射され、短波長化されたレーザ光はそのまま
透過されるため、加工は短波長化されたレーザ光のみで
行われる。

【００１４】加工用レーザ光源からのレーザ光を反射せ
しめ、非線形光学結晶により発生した高調波を透過せし
める手段としては、例えば、コリメータレンズの表面に
フッ化トリウムの薄膜（コーティング）を形成する。

【００１５】なお、非線形光学結晶の入射側、即ち、加
工用レーザ光源側には、加工用レーザ光源からのレーザ
光を全透過せしめる機能を付与しておくとよい。入出射
効率を向上させるためである。

【００１６】非線形光学結晶の入射側に、加工用レーザ
光源からのレーザ光を全透過せしめる機能を付与する手
段としては、層数、膜厚を調製したフッ化トリウム、シ
リコン等の薄膜を集光レンズの表面、非線形光学結晶の
端面に形成しておく。

【００１７】また、非線形光学結晶をレーザ光源内に取
り込み、非線形光学結晶の入射側に、光源波長のレーザ
光の一部を反射させる機能を付与しておくか、あるい
は、加工用レーザ光源内にハーフミラーを利用して共振
器を構成してもよい。共振器型の高調波発生装置は、変
換効率が高く実用的であり、また、非線形光学結晶には
高い出力を与えた方が変換効率が高いからである。

【００１８】非線形光学結晶としては、テルルが望まし
い。光源レーザとして最適なＣＯ₂レーザは、遠赤外線
帯域であり、この帯域の波長の位相整合を実現できるか
らである。テルルを使用した場合は、ＣＯ₂ レーザ光に
対して位相整合できるようにｃ軸に対してθ＝１４．３
°でカットしておく。

【００１９】ＣＯ₂ レーザの波長は１０．６μｍであ
り、発生する第２高調波は５．３μｍの波長である。こ
のため、第２高調波の１０倍程度の５０μm の孔を容易
に形成することができる。ここで、層間樹脂絶縁材に孔
を明けるためには、波長が３６０nm以下か、或いは、３
０００nm以上である必要がある。このため、二倍波に短
波長化される加工用レーザ光源の波長は、７２０nm以下
か、或いは、６０００nm以上であることが要求される。
本願発明は、アスペクト比（孔の深さ／孔の径）が１．
５以下の孔を形成する場合に特に有益である。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施態様について
図を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施態様
に係る多層プリント配線板の製造装置を示している。
第１実施態様では、レーザ光源として波長１０．６μｍ
のＣＯ₂ レーザ発振器６０を用いる。該ＣＯ₂ レーザ発
振器６０は、全反射ミラー６０Ｂと部分反射ミラー６０
Ａとの間にＣＯ₂ ガスを封止してなる共振器型で、励起
されたＣＯ₂ からのエネルギーが部分反射ミラー６０Ａ
を介してレーザ光として発射される。

【００２１】ＣＯ₂ レーザ発振器６０から照射されたビ
ーム径２０ｍｍのレーザ光は、フッ化トリウム薄膜コー
ティングされたジンクセレン（ＺｎＳｅ）の集光レンズ
９２（メレスグリオ社製）により集光されて金属テルル
９４に入射する。該集光レンズ９２の表面は、波長１
０．６μｍに対して全透過（ＡＲ： ANTI-REFLECTION）
である。

【００２２】テルル９４は、長さが５ｍｍであり位相整
合できるようにｃ軸に対してθ＝１４．３°でカットさ
れている。波長１０．６μｍの入射光は、テルル中で波
長５．３μｍの第２高調波に変換されて、テルル結晶９
４から出射して、コリメートレンズ９０へ入射する。な
お、テルル結晶９４の入射、出射端面には波長１０．６
μｍに対しては、全透過（ＡＲ）の性質を示すフッ化ト
リウム薄膜がコーティングされており、入射、出射効率
を向上させてある。

【００２３】テルル９４から出射した波長５．３μｍの
第２高調波は、コリメートレンズ９０で平行光にされ
る。コリメートレンズ９０（メレスグリオ社製）の表面
には、層数、膜厚さの調製されたフッ化トリウム薄膜が
コーティングされ、波長１０．６μｍのレーザ光を全反
射（ＨＲ：WHOLE-REFLECTION）し、波長５．３μｍの第
２高調波を全透過（ＡＲ）する。即ち、未変換の光源波
長である１０．６μｍの波長のレーザ光をカットする。
このため、加工に寄与するレーザ光は、５．３μｍの波
長のみとなる。

【００２４】波長５．３μｍのレーザ光は、光学系のミ
ラー６６で反射され、基板上の焦点を鮮明にするための
転写用マスク６２を経由してガルバノヘッド７０へ送ら
れる。

【００２５】ガルバノヘッド（走査ヘッド）７０は、レ
ーザ光をＸ方向にスキャンするガルバノミラー７４Ｘと
Ｙ方向にスキャンするガルバノミラー７４Ｙとの２枚で
１組のガルバノミラーから構成されており、このミラー
７４Ｘ、７４Ｙは制御用のモータ７２Ｘ、７２Ｙにより
駆動される。モータ７２Ｘ、７２Ｙは後述するコンピュ
ータからの制御指令に応じて、ミラー７４Ｘ、７４Ｙの
角度を調整すると共に、内蔵しているエンコーダからの
検出信号を該コンピュータ側へ送出するよう構成されて
いる。

【００２６】ガルバノミラーのスキャンエリアは３０×
３０mmである。また、ガルバノミラーの位置決め速度
は、該スキャンエリア内で４００点／秒である。レーザ
光は、２つのガルバノミラー７４Ｘ、７４Ｙを経由して
それぞれＸ−Ｙ方向にスキャンされてｆ−θレンズ７６
を通り、基板１０の後述する接着剤層に当たり、ビアホ
ール用の孔（開口部）２０を形成する。

【００２７】基板１０は、Ｘ−Ｙ方向に移動するＸ−Ｙ
テーブル８０に載置されている。上述したように各々の
ガルバノヘッド７０のガルバノミラーのスキャンエリア
は３０mm×３０mmであり、５００mm×５００mmの基板１
０を用いるため、Ｘ−Ｙテーブル８０のステップエリア
数は２８９（１７×１７）である。即ち、３０mmのＸ方
向の移動を１７回、Ｙ方向の移動を１７回行うことで基
板１０の加工を完了させる。

【００２８】該製造装置には、ＣＣＤカメラ８２が配設
されており、基板１０の四隅に配設されたターゲットマ
ーク（位置決めマーク）１１の位置を測定し、誤差を補
正してから加工を開始するように構成されている。

【００２９】引き続き、図２を参照して該製造装置の制
御機構について説明する。該制御装置は、コンピュータ
５０から成り、該コンピュータ５０が入力部５４から入
力された多層プリント配線板の孔座標データ（加工デー
タ）と、上記ＣＣＤカメラ８２にて測定したターゲット
マーク１１の位置とを入力し、加工用データを作成して
記憶部５２に保持する。そして、該加工用データに基づ
き、Ｘ−Ｙテーブル８０、レーザ６０、ガルバノヘッド
７０を駆動して実際の孔明け加工を行う。

【００３０】ここで、該コンピュータ５０による加工用
データの作成処理について、図３を参照して更に詳細に
説明する。コンピュータ５０は、先ず、ＣＣＤカメラ８
２の位置へ、Ｘ−Ｙテーブル８０を駆動してターゲット
マーク１１を移動する（第１処理）。そして、ＣＣＤカ
メラ８２で４点のターゲットマーク１１の位置を捕らえ
ることで、Ｘ方向のずれ量、Ｙ方向のずれ量、基板の収
縮量、回転量等の誤差を測定する（第２処理）。そし
て、測定した誤差を補正するための誤差データを作成す
る（第３処理）。

【００３１】引き続き、コンピュータ５０は、それぞれ
の加工孔の座標からなる孔座標データを第３処理にて作
成した誤差データにて修正し、実際に開ける孔の座標か
ら成る実加工データを作成する（第４処理）。そして、
該実加工データに基づき、ガルバノヘッド７０を駆動す
るためのガルバノヘッドデータを作成すると共に（第５
処理）、Ｘ−Ｙテーブル８０を駆動するためのテーブル
データを作成し（第６処理）、レーザ６０を発振させる
タイミングのレーザデータを作成する（第７処理）。こ
れら作成したデータを上述したように一旦記憶部５２に
保持し、該データに基づき、Ｘ−Ｙテーブル８０、レー
ザ６０、ガルバノヘッド７０を駆動して実際の孔明け加
工を行う。

【００３２】引き続き、本発明の第１実施態様に係る製
造装置を用いる多層プリント配線板の製造行程につい
て、図４及び図５を参照して説明する。先ず、図４中の
工程（Ａ）に示す５００×５００mmで厚さ１mmのガラス
エポキシ又はＢＴ（ビスマレイミドトリアジン）から成
る基板１０の両面に１８μｍの銅箔１２がラミネートさ
れて成る銅張積層板１０ａを出発材料とし、工程（Ｂ）
に示すようにその銅箔を常法に従いパターン状にエッチ
ングすることにより、基板１０の両面に内層銅パターン
１４ａ、１４ｂ、及び、ターゲットマーク１１を形成す
る。

【００３３】ここで、層間樹脂絶縁材を用意する。ＤＭ
ＤＧ（ジメチルグリコールジメチルエーテル）に溶解し
たクレゾールノボラック型エポキシ樹脂（日本化薬製：
分子量２５００）を７０重量部、ポリエーテルスルフォ
ン（ＰＥＳ）３０重量部、イミダゾール硬化剤（四国化
成製：商品名２Ｅ４ＭＺ−ＣＮ）４重量部、さらにこの
混合物に対してエポキシ樹脂粒子の平均粒径５．５μｍ
を３５重量部、平均粒径０．５μｍのものを５重量部を
混合した後、さらにＮＭＰを添加しながら混合し、ホモ
ディスパー攪拌機で粘度１２pa.sに調整し、続いて３本
ロールで混練して接着剤溶剤（層間樹脂絶縁材）を得
る。

【００３４】工程（Ｂ）に示す基板１０を水洗いし、乾
燥した後、その基板１０を酸性脱脂してソフトエッチン
グして、塩化パラジウムと有機酸からなる触媒溶液で処
理して、Ｐｄ触媒を付与し、活性化を行い、無電解めっ
き浴にてめっきを施し、銅導電体１４ａ、１４ｂ、ター
ゲットマーク１１及びビアホールパッドの表面にＮｉ−
Ｐ−Ｃｕ合金の厚さ２．５μｍの凹凸層（粗化面）を形
成する。

【００３５】そして、水洗いし、その基板１０をホウふ
っ化スズーチオ尿素液からなる無電解スズめっき浴に５
０°Ｃで１時間浸漬し、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｐ合金粗化面の表
面に厚さ０．３μｍのスズ置換めっき層を形成する。

【００３６】工程（Ｃ）に示すよう当該基板１０に、上
記接着剤をロールコータを用いて塗布して、水平状態で
２０分間放置してから、６０°Ｃで３０分の乾燥を行
い、厚さ５０μｍの接着剤層１６を形成し、その後加熱
炉で１７０°Ｃで５時間加熱し、接着剤層１６を硬化さ
せる。なお、この接着剤層１６は透光性を有する。これ
は該接着剤層１６に被覆されたターゲットマーク１１を
ＣＣＤカメラ８２にて認識し易いようにするためであ
る。

【００３７】その後、該基板１０を図１に示すＸ−Ｙテ
ーブル８０に載置し、上述したよう基板１０に形成され
たターゲットマーク１１をＣＣＤカメラ８２にて測定す
ることで、該基板１０のズレを測定・修正してから、レ
ーザ発振器６０からのパルス光を照射して、基板の接着
剤層１６に対してビアホール用の孔２０を形成する（工
程（Ｄ）参照）。

【００３８】即ち、集光レンズ９２、コリメートレンズ
９４、非線形光学結晶であるテルル９４を用いて光学系
を構成した本実施態様の構成により、孔明け加工を行
う。ＣＯ₂ レーザ発振器６０からの出力は５０００Ｗで
パルス時間は、１μｓｅｃである。高調波の出力は、ピ
ークで１６００Ｗであり、変換効率は３２％であった。
ここで、照射エネルギーを０．８ｍＪに設定した。

【００３９】本実施態様では、５. ３μm の第２高調波
のレーザ光が、厚さ５０μｍの接着剤層（層間樹脂絶縁
材）１６を貫いて底部（内層銅パターン１４ａ，１４
ｂ）を露出させ、深さ５０μｍの孔２０を形成する。し
かも孔２０の上径（開口部の径）は４０μｍと小径のビ
アホールを得ることができる。このように低コストのＣ
Ｏ₂ レーザ光源から発振したレーザ光を変調して短波長
化させた５．３μｍのレーザ光波長を利用することで、
微細で深い孔を形成することが可能となる。

【００４０】ここで、比較のために集光レンス、コリメ
ートレンズ、テルルを用いずに光学系を構成し、マスク
６２の径を直径０．６ｍｍにし、照射エネルギーを０．
４ｍＪに設定してレーザ光を照射して上記５０μｍの接
着剤層１６にビアホール用の孔の形成試験を行った結果
について説明する。ここで、ＣＯ₂ レーザ６０からの出
力は５０００Ｗでパルス時間は、１μｓｅｃである。高
調波の出力は、ピークで１６００Ｗであり、波長は１
０．６μｍである。

【００４１】この試験において形成された孔の上径は４
０μｍであり、孔の深さは３０μｍであり、５０μｍの
接着剤層１６を貫いて底部（内層銅パターン１４ａ、１
４ｂ）を露出させることはできなかった。同様の光学系
で照射エネルギーを０．８ｍＪまで高めたところ、５０
μｍの厚さの接着剤層１６を貫いて底部を露出させるこ
とはできたが、孔の上径は６０μｍであり、開口部の径
が広がってしまった。

【００４２】このように、波長１０．６μｍでは、出力
を上げると接着剤層を貫いて孔を開けることが可能であ
るが、孔の径も広がってしまう。また、出力を下げると
孔の径を小さくできるが、接着剤層を貫くことはでき
ず、上層と下層との接続がとれなくなる。

【００４３】引き続き、図４及び図５を参照して、多層
プリント配線板の製造方法の説明を続ける。本実施態様
では、基板（５００mm×５００mm）に短波長化されたレ
ーザ光によりランダムな５０００の孔を明ける。ここ
で、上述したようにそれぞれのガルバノミラーのスキャ
ンエリアは３０×３０mmであり、位置決め速度は、該ス
キャンエリア内で４００点／秒である。他方、Ｘ−Ｙテ
ーブル８０のステップエリア数は２８９（１７×１７）
である。即ち、３０mmのＸ方向の移動を１７回、Ｙ方向
の移動を１７回行うことでレーザ加工を完了させる。こ
のＸ−Ｙテーブル８０の移動速度は１５０００mm／分で
ある。一方、ＣＣＤカメラ８２による４点のターゲット
マーク１１の認識時間は、テーブル８０の移動時間を含
め９秒である。このような製造装置により基板１０を加
工すると、加工時間は２６９．５秒であった。

【００４４】孔２０の形成された基板１０を、クロム酸
に１分間浸漬し、樹脂層間絶縁層中のエポキシ樹脂粒子
を溶解して、工程（Ｅ）に示すように当該樹脂層間絶縁
層１６の表面を粗化し、その後、中和溶液（シプレイ社
製）に浸漬した後に水洗いする。この粗面化処理を行っ
た基板１０にパラジウム触媒（アトテック製）を付与す
ることにより、接着剤層１６及びビアホール用の孔２０
に触媒核を付ける。

【００４５】ここで、液状レジストを用意する。ＤＭＤ
Ｇに溶解させたクレゾールノボラック型エポキシ樹脂
（日本化薬製：商品名ＥＯＣＮ−１０３Ｓ）のエポキシ
基２５％をアクリル化した感光性付与のオリゴマー（分
子量４０００）、イミダゾール硬化剤（四国化成製：商
品名２ＰＭＨＺ−ＰＷ）、感光性モノマーであるアクリ
ル系イソシアネート（東亜合成製：商品名アロニックス
Ｍ２１５）、光開始剤としてのベンゾフェノン（関東化
学製）、光増感剤としてのミヒラーケトン（関東化学
製）を以下の組成でＮＭＰを用いて混合して、ホモディ
スパー攪拌機で粘度３０００cps に調整し、続いて３本
ロールで混練して液状レジストを得る。樹脂組成物；感光性エポキシ／Ｍ２１５／ＢＰ／ＭＫ／
イミダゾール＝１００／１０／５／０．５／５

【００４６】図５中の工程（Ｆ）に示すよう上記の触媒
核付与の処理を終えた基板１０の両面に、上記液状レジ
ストをロールコーターを用いて塗布し、６０°Ｃで３０
分の乾燥を行い厚さ３０μｍレジスト層２４を形成す
る。

【００４７】その後、レジスト層２４の非除去部をフォ
トエッチング、又は、小出力のレーザ照射により露光し
た後、工程（Ｇ）に示すようレジスト層をＤＭＴＧで溶
解現像し、基板１０上に導体回路パターン部２６ａ及び
ターゲットマークを形成するパターン部２６ｂの抜けた
メッキ用レジスト２６を形成し、更に、超高圧水銀灯に
て１０００ mＪ／cm2 で露光し、１００°Ｃで１時間、
その後、１５０°Ｃで３時間の加熱処理を行い、層間絶
縁層（接着剤層）１６の上に永久レジスト２６を形成す
る。

【００４８】そして、工程（Ｈ）に示すよう上記永久レ
ジスト２６の形成された基板１０に、予めめっき前処理
（具体的には硫酸処理等及び触媒核の活性化）を施し、
その後、無電解銅めっき浴による無電解めっきによっ
て、レジスト非形成部に厚さ１５μｍ程度の無電解銅め
っき２８を析出させて、外層銅パターン３０、ビアホー
ル３２、ターゲットマーク１１１を形成することによ
り、アディティブ法による導体層を形成する。

【００４９】そして、前述の工程を繰り返すことによ
り、アディティブ法による導体層を更にもう一層形成す
る。この際に、層間絶縁層（接着剤層）１６の上に形成
したターゲットマーク１１１を用いて、ＣＣＤカメラ８
２にて誤差を測定し、レーザによりビアホール用の孔を
形成する。このように配線層をビルトアップして行くこ
とより６層の多層プリント配線板を形成する。

【００５０】引き続き、本発明の第２実施態様に係る製
造装置の構成について、図６を参照して説明する。図１
を参照して上述した第１実施態様では、全反射ミラー６
０Ｂと部分反射ミラー６０Ａとの間にＣＯ₂ ガスを封止
してなるＣＯ₂ レーザ発振器６０の外部にテルル結晶９
４を配設した。これに対して、第２実施態様において
は、ＣＯ₂ レーザ発振器１６０が、テルル結晶１９４と
全反射ミラー１６０Ｂとの間にＣＯ₂ ガスを封止してな
る。即ち、ＣＯ₂ レーザ発振器１６０の内部にテルル結
晶１９４を配設してある。該テルル結晶１９４には、第
１実施態様の部分反射ミラー６０Ａと同様に、ＣＯ₂ ガ
ス中で励起したエネルギーの一部のみを通過させるよう
に、全反射ミラー１６０Ｂと対向する面が部分反射する
よう構成されている。

【００５１】テルル結晶等の非線形光学結晶では、高い
出力のレーザ光が入射された方が高調波への変換効率が
高いため、ＣＯ₂ レーザ発振器１６０内部の高出力のレ
ーザ光をテルル結晶へ入射させ、高い効率で高調波に変
換している。

【００５２】上述した実施態様では、走査ヘッドとして
ガルバノヘッドを用いたが、ポリゴンミラーを採用する
ことも可能である。更に、走査ヘッドを用いることな
く、Ｘ−Ｙテーブルを移動することで、レーザの照射位
置を調整するようにも構成できる。

【００５３】上記実施態様では、ＣＯ₂ レーザの波長を
一個のテルル結晶にて二倍にしたが、テルル結晶を二段
設けることで、レーザの波長を四倍にすることも可能で
ある。また、レーザ発振器としてＣＯ₂ レーザを用いた
が、本発明では、アルゴン等の種々のレーザ源の高調波
を用いることができる。ここで、層間樹脂絶縁材に孔を
明けるためには、波長が３６０nm以下か、或いは、３０
００nm以上である必要がある。即ち、３６０nm超３００
０nm未満の波長のレーザ光は、樹脂を通過して発熱しな
いためである。従って、二倍波にして用いる際には、７
２０nm以下か、或いは、６０００nm以上の波長のレーザ
光源を用いる必要があり、更に、四倍波を用いる場合に
は、１４４０nm以下か、或いは、１２０００nm以上の波
長のレーザ光源を用いる必要がある。

【００５４】また更に、上記実施態様においては、非線
形光学結晶として、テルルを用いたが、レーザ光との位
相整合がとれて、１０μm から５μm のレーザ光を通過
させ得る限り、種々の材質の非線形光学結晶を用いるこ
とができる。例えば、ガリウムセレンＧａＳｅ、硫化ア
ンチモンＡｇ3 ＳＢＳ3 、硫化砒素Ａｇ3 ＡＳＳ3 、硫
化水銀ＨｇＳ、セレンＳｅ等を用いることも可能であ
る。また、被加工物として多層プリント配線板を用いた
が、これに限定されない。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、本願発明ではレー
ザ光源の波長を変調して短波長化するため、低価格の光
源を用いてビアホールを始めとして微細な孔を形成する
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の第１実施態様に係る多層プリント配
線板の製造装置の模式図である。

【図２】図１に示す製造装置の制御機構のブロック図で
ある。

【図３】図２に示す制御機構による処理の工程図であ
る。

【図４】第１実施態様に係る多層プリント配線板を製造
する工程図である。

【図５】第１実施態様に係る多層プリント配線板を製造
する工程図である。

【図６】本願発明の第２実施態様に係る多層プリント配
線板の製造装置の模式図である。

【符号の説明】

１０基板（被加工物）１１ターゲットマーク１６接着剤層（層間樹脂絶縁材）５０コンピュータ５２記憶部５４入力部６０レーザ発振器６２マスク７０ガルバノヘッド（走査ヘッド）８０Ｘ−Ｙテーブル８２ＣＣＤカメラ９０コリメートレンズ９２集光レンズ９４テルル結晶（高調波発生手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＣＯ₂ レーザ光源、レーザ光の向きをＸ
−Ｙ方向へ偏向させるための走査ヘッドもしくは多層プ
リント配線板の位置を変位せしめるＸ−Ｙテーブルを有
する多層プリント配線板の製造装置であって、前記ＣＯ₂ レーザ光源から発振したレーザ光は、高調波
発生手段により短波長化され、樹脂絶縁層に孔を形成さ
せることを特徴とする多層プリント配線板の製造装置。
【請求項２】加工用レーザ光源、該加工用レーザ光源
から発振したレーザ光を二倍波に短波長化する高調波発
生手段、レーザ光の向きをＸ−Ｙ方向へ偏向させるため
の走査ヘッドもしくは多層プリント配線板の位置を変位
せしめるＸ−Ｙテーブルを有する多層プリント配線板の
製造装置であって、前記加工用レーザ光源の波長が、７２０nm以下からレー
ザ光源の最短波長以上、或いは、６０００nm以上からレ
ーザ光源の最長波長以下であり、樹脂絶縁層に孔を形成
させることを特徴とする多層プリント配線板の製造装
置。
【請求項３】ＣＯ₂ レーザ光源、レーザ光の向きをＸ
−Ｙ方向へ偏向させるための走査ヘッドもしくは被加工
物の位置を変位せしめるＸ−Ｙテーブルを有するレーザ
加工装置であって、前記ＣＯ₂ レーザ光源から発振したレーザ光は、高調波
発生手段により、短波長化されて、樹脂絶縁層に孔を形
成させることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項４】加工用レーザ光源、該加工用レーザ光源
から発振したレーザ光を二倍波に短波長化する高調波発
生手段、レーザ光の向きをＸ−Ｙ方向へ偏向させるため
の走査ヘッドもしくは被加工物の位置を変位せしめるＸ
−Ｙテーブルを有するレーザ加工装置であって、前記加工用レーザ光源の波長が、７２０nm以下からレー
ザ光源の最短波長以上、或いは、６０００nm以上からレ
ーザ光源の最長波長以下であり、樹脂絶縁層に孔を形成
させることを特徴とするレーザ加工装置。