JP2002028798A

JP2002028798A - レーザ加工装置及びレーザ加工方法

Info

Publication number: JP2002028798A
Application number: JP2000210107A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Ii; 正一井伊; Takashi Tanaka; 隆田中; Mitsuru Kono; 充河野
Original assignee: Nippon Steel Chemical Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
Priority date: 2000-07-11
Filing date: 2000-07-11
Publication date: 2002-01-29

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】加工物を傷つけることのなく、効率のよいレ
ーザ加工装置を提供すると共に、樹脂フィルムまたは少
なくとも１層の樹脂層を有する積層フィルムから選ばれ
る配線板用フィルムの高効率なレーザ加工方法を提供す
る。【解決手段】駆動ミラー２で単方向または双方向に掃
引され、光学レンズ３で集光されたＣＯ₂レーザビーム
を被加工物４に照射するレーザ加工装置であって、照射
されるレーザビームの掃引の両端部を遮り、間隙部を通
過させることができ、かつ間隙部の間隔を可変とし得る
手段を備える遮蔽板６を、駆動ミラー２と被加工物４の
間に配置したレーザ加工装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＯ₂レーザを用
いたレーザ加工装置及びこれを使用して樹脂層除去加工
するフィルム配線板の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】配線板の絶縁層となる樹脂フィルムある
いは樹脂フィルムと導体層が積層されてなるフィルム配
線板の樹脂層の一部を除去して加工等を行うレーザ加工
装置として、例えば特開平１２−０４２７６６号公報に
記載されているように、駆動ミラーで掃引したレーザビ
ームをフィルム配線板に照射し、その絶縁性樹脂層を除
去するレーザ加工装置が知られている。

【０００３】ところで、ガルバノミラーでレーザビーム
を単方向もしくは双方向に掃引して加工を行う場合、掃
引の両端部ではガルバノミラーの方向転換のため掃引速
度が遅くなり、かつレーザビームは連続で照射されてい
るためレーザビームが過剰に照射され、フィルム配線板
においてオーバーエッチングや熱変形、更にはマスクを
貫通して加工テーブルを傷つけるなどの現象が見られ、
問題となっていた。また、駆動ミラーとしてポリゴンミ
ラーを使用した場合には、レーザビームがミラー面の継
ぎ合わせ部分に照射されたときレーザビームはミラー2
面にまたがり、レーザビームは分割されて個々のレーザ
ビームのエネルギー密度が低くなるため、レーザビーム
の掃引の両端部で樹脂層が十分に加工されない現象が見
られ、問題となっていた。

【０００４】このように掃引の両端部ではレーザエネル
ギー密度が変化するため、例えば、レーザビームの掃引
幅を加工したい範囲より広く設定し、掃引の両端部以外
のレーザビームが均一に照射される部分をフィルム配線
板に照射し、更にレーザビームの掃引の両端部は、フィ
ルム配線板上に照射されないように、掃引の両端部のレ
ーザビームを遮る板を追加マスクとしてフィルム配線板
のマスク上に設置しておく必要があった。

【０００５】特に、絶縁性樹脂フィルムに銅箔を接着剤
や熱圧着などの方法で貼り合せたり、銅メッキにより絶
縁性樹脂フィルムと銅層を接着させたテープ状のフィル
ム配線板であるＴＡＢの樹脂層除去加工においては、レ
ーザビームの掃引幅を加工したい範囲より広げて加工を
行うと、レーザ光がスプロケット孔を通過して加工テー
ブルを傷つけてしまうことや、スプロケット部は通常銅
で覆われておらず樹脂フィルムのみで構成されているた
め、レーザビームを照射すると加工されてしまうなどの
問題が生じ、このためスプロケット部に照射するレーザ
ビームを遮る追加マスクを、ＴＡＢのスプロケット上に
配置しなければならなかった。

【０００６】追加マスクの設置方法として、フィルム配
線板のマスク上に密着させて設置し、掃引の両端部を遮
蔽する方法がある。しかしながら、例えばフィルム配線
板の樹脂層除去加工において、シート状の被加工物を連
続的に加工する場合や、１枚のシート内に一部分のみの
加工範囲が複数点在する場合では、１枚もしくは１個所
の加工毎に掃引の両端部のレーザビームを遮る追加マス
クを脱着する作業が必要であり、効率よく樹脂の除去加
工ができないという問題があった。また、上記ＴＡＢの
加工の場合でも、追加マスクをＴＡＢのマスク上に密着
させて設置すると１列の加工毎に追加マスクの脱着作業
が必要であり、連続加工できず、その上、加工時間も長
くなるなど、効率よく樹脂の除去加工ができないという
問題があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明は
上記したような従来の問題点に鑑みてなされたもので、
その目的は、フィルム配線板を傷つけることなくレーザ
ビームの掃引の両端部を遮蔽する機構を設けたレーザ加
工装置を提供することである。また、他の目的は、配線
板用フィルムまたは配線板の樹脂層除去加工の高効率な
レーザ加工方法を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも駆
動ミラーで単方向または双方向に掃引され、かつ光学レ
ンズで集光されたＣＯ₂レーザビームを被加工物に照射
するＣＯ₂レーザ加工装置において、照射される掃引レ
ーザビームの両端部を遮り、間隙部を通過させることが
できる遮蔽板と、前記遮蔽板の間隙部の間隔が可変とな
る機構を備え、かつ前記遮蔽板を駆動ミラーと被加工物
の間で被加工物に接触しない位置に配置したことを特徴
とするレーザ加工装置である。また、本発明の好ましい
態様としてのレーザ加工装置は、遮蔽板のレーザ照射側
の表面であって、レーザが照射されることがある表面
が、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ及びＡｌから選ばれる金属または
アルマイトで構成されているレーザ加工装置であり、ま
た、照射されるレーザビームの軸と遮蔽板のレーザ照射
側の面とがなす角度が、２０°〜８８°の範囲であるレ
ーザ加工装置である。更に、本発明は、前記のレーザ加
工装置を使用して、樹脂フィルムまたは少なくとも１層
の樹脂層を有する積層フィルムから選ばれる配線板材料
をレーザ加工する工程を含むことを特徴とするフィルム
配線板の製造方法である。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のレーザ加工装置に使用されるレーザ発振装置
は、公知のCO₂レーザ発振装置でよく、レーザ発振の平
均出力は４００W以上であればよいが、好ましくは６００
W以上、５KW以下である。本発明のレーザ加工装置で加
工される被加工物にはレーザ加工可能な物であれば制限
はないが、樹脂または樹脂層を含むフィルムまたは積層
フィルムが適当である。本発明のフィルム配線板の製造
方法で、レーザ加工方法で加工される被加工物は、配線
板材料であり、配線板材料である樹脂フィルムまたは配
線板材料中の樹脂フィルム層の一部をレーザビームで加
熱除去して、これを加工する。加工される配線板材料
は、配線板用に使用される樹脂フィルムまたは少なくと
も１層の樹脂層を有する積層フィルムであり、これらは
事前に回路加工等の加工がなされたものであってもよ
い。また、本発明のフィルム配線板の製造方法で製造さ
れるフィルム配線板は、少なくとも回路または導体層と
レーザ加工された樹脂フィルム層とを有する。

【００１０】次に、本発明のレーザ加工装置について、
図面を参照して詳細に説明する。図１及び図２は本発明
のレーザ加工装置の一例を示す模式図であり、図中、１
はレーザビーム、２はレーザビームを単方向または双方
向に掃引するための駆動ミラー、３はレーザビーム集光
するための光学レンズ、４は樹脂フィルム、積層フィル
ム等の被加工物または配線板材料、５は加工テーブル、
６は遮蔽板である。なお、以下の説明では配線板用樹脂
フィルムまたは樹脂フィルム層を有する配線板材料を被
加工物として加工する例について説明するが、他の被加
工物についてもこれに準じて行うことができる。

【００１１】。CO₂レーザ発振器から発振されたレーザ
ビーム１を、一定速度で移動する配線板材料中の樹脂を
除去して加工したい一定面積の部分に照射するために
は、配線板材料４の移動方向（Y方向とする）とは直交
する方向（X方向とする）の単方向または双方向にレー
ザビームを掃引する必要がある。このために使用される
駆動ミラー装置３は、高速度で掃引できるものでなけれ
ばならない。このような高速掃引可能な駆動ミラー装置
としては平面ミラーを平面を含む軸に対して往復回転運
動させることのできるガルバノミラー掃引装置と、多角
形ミラーを回転させるポリゴンミラー掃引装置が知られ
ている。ポリゴンミラー掃引装置による方がレーザビー
ムをより高速で掃引することができるが、掃引幅を変更
するためにはポリゴンミラーを交換する必要がある。一
方ガルバノミラー掃引装置による方法の場合は掃引幅の
制御が容易に可変できる。本発明に用いるミラー駆動装
置としてはいずれの装置でもよいが、掃引幅の制御が容
易という点からは本発明には、ガルバノミラーの方が適
している。

【００１２】レーザービームの掃引方法は、ガルバノミ
ラーと、ガルバノミラーと発振器の間に設置されたレー
ザビームチョッピング装置とを同期させる方法や、ポリ
ゴンミラー等によって、配線板材料４の移動方向と直交
する単方向に掃引する方法と、ガルバノミラーの往復運
動等によるフィルム配線板の移動方向と直交する双方向
に掃引する方法が挙げられるが、本発明では単方向、双
方向いずれの掃引方法でもよい。しかし、発振器側に設
置されたレーザビームチョッピング装置とを同期させて
ガルバノミラーで一方向に掃引させる方法では、ガルバ
ノミラーの往運動時のみレーザビームを照射させ復運動
時はカットするためエネルギー損失が発生する。また、
ポリゴンミラーを使用した場合もミラー継ぎ合わせ部で
レーザビームが分割されるためエネルギー損失が発生す
る。ガルバノミラーで双方向に掃引させる方法が最も効
率的である。

【００１３】駆動ミラー装置２で加工したい配線板材料
４上にレーザビームを1秒間に掃引する回数である掃引
周波数は高い程よく、最高250Hzでの掃引が可能である
ことが望ましいが、このような高速度の掃引を精度よく
行うことが技術的に困難である場合が多く、掃引周波数
は少なくとも100Hz以上であればよい。

【００１４】ガルバノミラーのミラー面およびポリゴン
ミラーの一辺を構成するミラー面の大きさは、レーザビ
ームを掃引したときにレーザビームが配線板材料側に漏
れない程度の大きさであればよく、またミラーの材質は
特に限定されないが、軽いアルミ製やベリリウム製など
でよく、またミラー表面はCO₂レーザビームに対する反
射率の高いAuやCuなどでコーティングされていることが
望ましい。

【００１５】レーザビームを集光するためには光学レン
ズ３が使用される。本発明のレーザ加工装置において
は、光学レンズ３はCO₂レーザビームの経路に設けられ
るが、配置される位置は駆動ミラー装置２の前後のいず
れの位置でもよくいずれか一方に設けられる。光学レン
ズ３はCO₂レーザビームに対する透過率の高いZnSe製が
好ましい。光学レンズ３を駆動ミラー装置２の前又は後
に設けることで、レーザビームの集光を図ることができ
る。また、光学レンズ３を駆動ミラー装置の後に設ける
場合には、駆動ミラー装置２で掃引することにより生じ
るレーザビーム照射角度の広がりを一方向にそろえて、
フィルム配線板に略垂直に入射させるために、凸レンズ
および凹レンズの組み合わせで構成されるいわゆるテレ
セントリックレンズの使用が好ましい。テレセントリッ
クレンズを使用する場合には、このテレセントリックレ
ンズの直径は掃引幅より大きくすることが必要で、例え
ば、レーザビームを駆動ミラー装置で掃引して、100mm
幅の範囲をレーザ照射するためには、このテレセントリ
ックレンズの直径は100mmを超えるものでなければなら
ない。また、本レンズの焦点距離は、特に限定されるも
のではないが、配線板材料４と本レンズ３の間の距離が
300mmを超えると加工装置自体が大型となり、また50mm
未満であると配線板材料４と本レンズ３との間に、例え
ばエアカーテンなどのオプション装置の取り付けが困難
となるため、50〜300mmが好ましい。

【００１６】駆動ミラー装置とテレセントリックレンズ
とを組み合わせて、レーザビームをコンフォーマルマス
クあるいはコンタクトマスクを有したフィルム配線板に
略垂直の入射角度になるように入射させるようにした場
合、マスク面に入射したレーザビームはマスク面で反射
され、テレセントリックレンズおよび駆動ミラー装置の
ミラーを経由し、略同一光路を通ってレーザ発振器へ逆
戻りする場合がある。一度発振されたレーザビームがレ
ーザ発振器に逆戻りすれば、逆戻りしたレーザビームが
レーザ発振に関らない誘導放出を引き起こし、レーザ発
振の増幅率である利得を減少させることとなり、結果的
にレーザ発振出力を低下させる原因となる場合が考えら
れる。更には、逆戻りしたレーザビームがレーザ発振器
の共振器壁面などに照射され、共振器自身を破壊する恐
れもある。

【００１７】このようなマスク面で反射したレーザビー
ムの発振器への逆戻りを防止する方法としては、レーザ
ビームの偏向を利用する円偏向ミラーなどを組み合わせ
た光学系をレーザ発振器と配線板材料の間に配置する方
法がある。しかしながら、この場合、発振されたレーザ
ビームの一部はこれら光学系で反射あるいは吸収され、
フィルム配線板に照射されるレーザビームのエネルギー
低下を引き起こし、効率を低下させる原因となる。この
ような低下を引き起こさないようにし、かつレーザビー
ムの逆戻りを防止するには、フ配線板材料に照射される
レーザビームの入射角度が0°を超えるように、駆動ミ
ラー装置およびテレセントリックレンズを配置すればよ
い。駆動ミラー装置とテレセントリックレンズを2〜20
°の範囲で傾斜させ、フィルム配線板へのレーザビーム
の入射角度を2〜20°に制御することで、レーザビーム
の入射エネルギを低下させること無くマスク面で反射し
たレーザビームの発振器への逆戻りを防止できる。傾斜
角度が2°未満の場合は、マスクで反射したレーザビー
ムの一部がレーザ発振器へ逆戻りし、また、傾斜角度が
20°を超える場合は、レーザ加工後のフィルム配線板の
加工断面形状が傾斜角度に対応して傾斜し、例えばプリ
ント基板のバイアホール加工の場合は顕著な左右非対称
の加工穴が形成されることとなり好ましくない。

【００１８】駆動ミラー装置２で掃引されたレーザビー
ムの掃引の両端を遮蔽する遮蔽板６は、その形状は特に
限定されるものではないが、少なくとも単方向又は双方
向に掃引されたレーザビームの掃引の両端部が被加工物
である配線板材料４に照射されないよう、かつレーザビ
ームの掃引の両端部以外のレーザビームは遮蔽板で遮ら
れることなく通過するものでなければならない。すなわ
ち、被加工物である配線板材料４の加工領域には、レー
ザビームの掃引の両端部以外のレーザビームが照射され
るようにし、非加工領域のレーザビームの掃引の両端部
は照射されないようする。加工領域または照射領域が変
化する場合に対応できるように、遮蔽板の間隙部は調整
可能な機構とされる。例えば、図１に示すように、一対
の板からなる遮蔽板であれば、一対の板の間隔が遮蔽板
の間隙部となり、この板を相互に接近させたり、離した
りする手段を備える。この場合、板の形状は矩形状のよ
うな単純な形状であることもできる。遮蔽板の間隙部の
間隔が容易に変更できるような手段としては、スライド
機構があり、かつこの間隔が正確に設定できるような、
例えばマイクロメータなどの位置を示す目盛りを備えた
ものが好ましい。また、遮蔽板の構造は上記のようなも
のに限定されず、３つ以上の板からなる構造であっても
よく、円状の間隙を作るような構造であってもよいが、
単純な構造が有利であることは当然である。

【００１９】また、遮蔽板は、少なくともそのレーザビ
ームが照射される側の表面が、炭酸ガスレーザビームの
大部分を反射する材料か、吸収する材料であるときは変
質を生じない材料で構成されていなければならない。Ｃ
Ｏ₂レーザビームの発振波長における反射率の高い材料
としてＡｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌが知られている。また、
吸収する材料としてアルマイト処理を施したアルミニウ
ムが知られている。したがって、遮蔽板の少なくともレ
ーザビームが照射される側の表面が、これらの金属で構
成された材料か、アルマイトのようにかかる金属を表面
処理したものが好ましい。なお、表面の一部をＡｕと
し、他の一部をＣｕやアルマイトのようにすることも可
能であるが、炭酸ガスレーザの反射率と熱伝導率が大き
く、更にコストの面からもＣｕが最も好ましい。これら
の材料はメッキ等により表面部だけにあっても、全体が
これらの材料からできていてもよい。

【００２０】また、上記遮蔽板６は、駆動ミラー２と配
線板材料４の間に設置しなければならないが、配線板材
料４に照射されるレーザビームは、例えばテレセントリ
ックレンズ等の光学レンズ３により集光されており、遮
蔽板６が設置されている部分を通過する時点でのレーザ
ビーム直径が２００μm以上２ｍｍ未満の範囲になる位
置に配置することが好ましい。遮蔽板が設置されている
部分を通過する時点でのレーザビーム直径が２００μｍ
未満の位置に遮蔽板を配置した場合、集光されたレーザ
ビームのエネルギ密度が高いため、遮蔽板の端部に熱変
形などを引き起こす恐れがあり、熱変形などを引き起こ
した場合には、掃引されたレーザビームの遮蔽される領
域が変化することになり、好ましくない。更に、配線板材
料４との空間が非常に狭くなり、配線板材料に接触する
恐れがあり好ましくない。また、照射されるレーザビー
ム直径が２ｍｍ以上の位置に遮蔽板６を配置した場合、
掃引されたレーザビームの内、レーザビーム束の一部が
遮蔽板に遮られるレーザビームの割合が多くなり、照射
されるレーザビームのエネルギ密度や掃引幅の精密な制
御が困難になる。

【００２１】遮蔽板の少なくともレーザビームが照射さ
れる側の表面が、ＣＯ₂レーザビームの発振波長に対し
て反射率の高い材料、例えばＡｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌの
少なくとも1種類以上で構成された材料の場合、レーザ
ビーム照射される遮蔽板表面とレーザビームとがなす角
度が２０°〜８８°になるように傾けて配置することが
望ましい。掃引されたレーザビームと遮蔽板のレーザビ
ームが照射される側の表面とがなす最少角が２０°未満
ではレーザビーム軸に対する遮蔽する面積が狭くなる。
８８°を越えると遮蔽板で反射したレーザビームが、テ
レセントリックレンズおよび駆動ミラー装置のミラーを
経由し、略同一光路を通ってレーザ発振器へ逆戻りする
場合があり、このことによってマスクでの反射光と同様
に、逆戻りしたレーザビームがレーザ発振に関らない誘
導放出を引き起こし、レーザ発振の増幅率である利得を
減少させることとなり、結果的にレーザ発振出力を低下
させる原因となる場合が考えられ、更には、逆戻りした
レーザビームがレーザ発振器の共振器壁面などに照射さ
れ、共振器自身を破壊する恐れがある。

【００２２】このような場合、図２に示すように遮蔽板
６で反射したレーザビームを吸収するための吸収板７を
設置することが望ましく、この吸収板７の材質はＣＯ₂
レーザビームを吸収するもの、例えばアルマイト処理を
施したアルミニウムでよい。遮蔽板６がレーザビームを
吸収する材料、例えばアルマイト処理を施したアルミニ
ウムで構成されている場合は、レーザビームと遮蔽板の
レーザビームが照射される側の表面とがなす最小角は特
に限定するものではない。

【００２３】配線板材料４を載置または移動する加工テ
ーブル５は、駆動ミラー装置による掃引方向（X方向）
と直行する方向（Y方向）に、移動する配線板材料４を
所定位置に載置したり、一定速度で移動する機構を備え
たものであればよい。加工テーブルの形状は特に限定さ
れるものではなく、平面状でもよく、また円筒状でもよ
い。加工テーブルが円筒状である場合は、駆動ミラー装
置によるレーザビームの掃引方向が円筒の円の中心軸方
向に略一致する様に円筒を配置しなければならない。ま
た、加工テーブルへの配線板材料の固定方法も特に限定
されるものではなく、加工テーブルが平面状の場合は加
工テーブルに設けた微細穴を介した真空吸引による方法
や、強磁性体とマグネットを用いた方法でもよく、加工
テーブルが円筒状の場合は、テンションロールなどを用
いた方法でもよい。いずれにしても配線板材料の移動速
度が、0.1〜2(cm/s)の範囲で、0.1(cm/s)刻みで可変制
御可能であり、好ましくは0.01〜10(cm/s)の範囲で0.01
cm/s刻みで可変制御可能であればよい。

【００２４】配線板材料を構成する絶縁層である樹脂フ
ィルムまたは樹脂層を、レーザビームで除去加工する
と、すすなどの樹脂の分解副生成物が発生し、これがフ
ィルム配線板に付着したり、あるいはレーザ加工装置を
構成する光学レンズに付着したりする場合がある。これ
らはそれぞれ、加工品質を低下させたり、レーザ加工装
置の性能を低下させる原因となり、好ましくない。そこ
で、これら発生するすすなどの分解副生成物の除去を目
的としたガス吹き付け装置であるいわゆるアシストガス
装置、あるいはエアカーテン装置、すすを回収するため
の集塵装置などをテレセントリックレンズのような光学
レンズ３の近傍あるいは光学レンズ３と配線板材料４と
の間に配置することが好ましい。それぞれの装置は、一
般に知られている装置でよく、また、アシストガス装置
およびエアカーテン装置に用いるガスの種類は特に限定
されるものではなく、例えばコンプレッサーなどで5kg/
cm²程度に加圧された空気を用いてもよい。

【００２５】次に、前記説明したレーザ加工装置を用い
たフィルム配線板の製造方法を説明する。使用される配
線板材料としては、樹脂フィルム単体、積層フィルム銅
箔付き樹脂フィルムまたはテープ状の銅箔付き樹脂フィ
ルムなどの積層フィルムが挙げられる。樹脂の種類は特
に限定はしないが、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂がよ
く用いられ、厚みが２５μｍから１０００μｍのシート
状の形状である。

【００２６】これらの配線板材料をレーザ加工するに際
して、コンタクトマスク法やコンフォーマルマスク法な
どのマスク法を用いて加工するのがよく、例えば任意の
開口部を機械的に形成した厚み１００〜１０００μｍの
金属箔の少なくともレーザビームが照射される面がＡｕ
やＣｕで覆われた構造の金属箔マスクをコンタクトマス
クとして用いることも可能である。片側が銅箔で覆われ
ている銅箔付き樹脂フィルム使用して銅箔側からレーザ
ビームを照射してレーザ加工を行う場合や、樹脂フィル
ムの両面が銅箔で覆われている両面銅箔付き樹脂フィル
ムを使用してレーザレーザビームを照射してレーザ加工
を行う場合は、銅箔をエッチングして開口部を形成し、
コンフォーマルマスクとすることも可能である。

【００２７】樹脂フィルム単体をレーザ加工する場合に
は、レーザビームは樹脂フィルムを加工した後、樹脂フ
ィルムを固定したテーブルにも照射されテーブルが加工
されてしまうため、樹脂フィルムのレーザビームが照射
される側とは反対側の面に、保護フィルムなどを積層す
るか、もしくは樹脂フィルムとテーブルの間に、少なく
ともレーザビームが照射される面がＡｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、
Ａｌで構成されている金属箔を配置することがよい。

【００２８】また、レーザ加工による樹脂フィルムの分
解副生成物である煤などが加工されなかった樹脂フィル
ムの表面に付着することがあり、この煤の付着を防止す
るため、樹脂フィルムのレーザビームが照射される面に
保護フィルムとして、例えばマスキングテープなどを貼
り、その上にマスクを配置しレーザ加工することが望ま
しい。

【００２９】配線板材料４は、例えば真空ポンプによる
吸引機構等の作用によって加工テーブル５上に固定し、
このテーブルを一方向に一定速度で移動させ、レーザビ
ームをガルバノミラーやポリゴンミラーなどの駆動ミラ
ー装置でテーブルの移動方向と直交する単方向または双
方向に掃引して、所望範囲の樹脂層を除去して加工され
る。また、テープ状の銅箔付き樹脂フィルム等の場合
は、リール・ツー・リール方式で連続的に巻き出され、
レーザ加工装置を通過するようにすることもできる。テ
ープ状の銅箔付き樹脂フィルムはレーザビームの照射面
とは反対側の面が回転ロールや加工テーブルに接触して
いる状態で、マスク側からレーザビームを照射し、樹脂
フィルムの除去加工を行い、レーザ加工後、テープ状の
銅箔付き樹脂フィルムは連続的に巻き取り装置に巻き取
られることとなる。

【００３０】このようなレーザ加工装置を用いて配線板
材料にレーザ照射してレーザ加工を行う場合、レーザの
平均出力、レーザビーム束の配線板材料表面での断面積
及び駆動ミラー掃引装置によるレーザビームの配線板材
料上での掃引速度によって制御される配線板材料に照射
されるレーザビームのエネルギー密度φ₀（Ｊ／ｃｍ²）
は、レーザによる配線板材料の加工における加工閾値φ
_th（Ｊ／ｃｍ²）によって決まり、２φ_th＜φ₀＜２０φ_th の範囲であることが望ましい。特に、樹脂フィルムがポ
リイミド樹脂、カルド型樹脂又はエポキシ樹脂を主成分
とする場合は、３〜５０Ｊ／ｃｍ²のエネルギー密度で
あることが好ましい。また、フィルム配線板の移動速度
ｖ（ｃｍ／ｓ）は、樹脂フィルムの吸収係数α（ｃ
ｍ^-1）、フィルムを加工する厚みL（ｃｍ）、レーザビ
ーム束のフィルム配線板表面での断面直径ｄ（ｃｍ）、
及び駆動ミラー掃引装置によりフィルム配線板に対して
1秒間に掃引される回数である掃引周波数G（Hz）によっ
て決まり、０．５×（ｄG／αL）＜ｖ＜４．０ × （ｄG／αL）の範囲であることが望ましい。

【００３１】

【実施例】実施例1 図示されないレーザビーム発振装置からのレーザビーム
１は、駆動ミラー２で掃引され、光学レンズ３で集光さ
れ、掃引の両端を遮蔽板６で遮蔽され、配線板材料４に
照射される。遮蔽板６で遮蔽され反射したレーザビーム
は図2の吸収板７で吸収される。その他、加工で発生す
る煤をフィルム配線板上から除去し排気するアシストガ
スの吹き付け、吸い込み装置が備えられ、これらは駆動
ミラー、光学レンズ、遮蔽板、吸収板等と一体化されて
加工ヘッドに組み込まれ、配線板材料４の移動方向と直
交する方向に移動可能とされている。そして、レーザ照
射時は、加工ヘッドは動かずに加工テーブルのみが動
き、加工ヘッドはレーザ照射開始時またはレーザ照射終
了時に所定の位置に移動するために主に動くようにされ
ている。

【００３２】駆動ミラー２はレーザビームを配線板材料
４の移動方向と直交する単方向または双方向に掃引する
掃引装置であり、掃引周波数１Ｈｚから２００Ｈｚ、振
り角最大±１５°まで任意に可変できるガルバノミラー
を使用し、掃引周波数１５０Ｈｚ、振り角１２°でレー
ザビームを双方向に掃引した。掃引されたレーザビーム
は凸レンズ及び凹レンズで構成されるテレセントリック
レンズ３を通過することで、配線板材料４フィルム配線
板に垂直に入射し、かつ配線板材料４上で３５０μｍに
集光される。

【００３３】掃引され集光されたレーザビームの掃引の
両端部を遮蔽するため左右に配置された一対の板からな
る遮蔽板６は、配線板材料上３ｍｍの位置で、遮蔽板の
板間の距離が９０ｍｍになるように配置した。遮蔽板は
厚み２００μｍのＳＵＳ３０４の表面に厚み１０μmの
銅メッキを施した板から構成されており、幅３０ｍｍ長
さ１２０ｍｍの２枚の平板を使用した。吸収板７はアル
マイト処理を施したアルミニウム板を使用した。使用し
た配線板材料は厚み５０μmのエポキシ樹脂の両側を厚
み１８μmの銅箔で覆われている構成の積層フィルムで
あり、片側銅箔面の幅３００mm×長さ４５０mmの範囲に
開口径φ１２０μm、穴ピッチ１．５mmのコンフォーマ
ルマスクをエッチングにより施している。レーザ加工条
件は出力６００W、掃引周波数１５０Hz、レーザビーム
掃引幅１００mm、ワーク速度１２mm/sで、３列の加工を
行った。このときの加工時間は約１５０秒であった。

【００３４】比較例1 遮蔽板及び吸収板を使用せず、追加マスクを使用して、
レーザビームの掃引の両端部を遮蔽する方法で加工を行
った。駆動ミラーや光学レンズ、アシストガスの吹き出
し吸い込み装置の仕様や位置、フィルム配線板、レーザ
加工条件いずれも実施例1と同様とした。追加マスク
は、厚み２００μｍの磁性体のＳＵＳ３０４の表面に厚
み１０μmの銅メッキを施した構成の幅７０ｍｍ、長さ
４００ｍｍの平板であり、磁石を埋め込んだ加工テーブ
ル上に固定したフィルム配線板上に密着するように配置
して、レーザビームの掃引の両端部を遮蔽した。この場
合、約３００秒の加工時間が必要であった。

【００３５】実施例2 実施例１と同様なレーザ加工装置を使用して、ＴＡＢを
レーザ加工した。ガルバノミラーを使用し、掃引周波数
１５０Ｈｚ、振り角１２°でレーザビームを双方向に掃
引し、ＴＡＢに垂直に入射するレーザビームとなり、か
つフィルム配線板上で３５０μｍに集光される。遮蔽板
はフィルム配線板上３ｍｍで、一対の板間の距離が９０
ｍｍになるように配置した。吸収板はアルマイト処理を
施したアルミニウム板を使用した。ＴＡＢは、厚み５０
μmのポリイミド樹脂を厚み１８μm銅箔で両側から挟み
込んだ構成のフィルム配線板で、長さ２０ｍ、幅７０ｍ
ｍのものを使用した。コンフォーマルマスクとして開口
径φ１００μｍ、穴ピッチ２．０ｍｍをエッチングによ
り施した。レーザ加工条件は出力６００W、掃引周波数
１５０Hz、掃引幅７０mm、ワーク速度１０mm/sとした。
このときの加工時間は３５分であった。

【００３６】比較例2 比較例１と同様なレーザ加工装置を使用して、ＴＡＢを
レーザ加工した。追加マスクは、厚み２００μｍの磁性
体のＳＵＳ３０４の表面に厚み10μmの銅メッキを施し
た構成で幅７０ｍｍ長さ４００ｍｍの平板を使用し、フ
ィルム配線板上に密着するように固定して、レーザビー
ムの掃引の両端部を遮蔽した。この場合、７０分の加工
時間が必要であった。

【００３７】

【発明の効果】本発明により、フィルム配線板の樹脂層
除去加工において、高効率な加工が可能となる。また、
不良品の発生やレーザ加工装置の損傷等の問題も減少す
る。

【図面の簡単な説明】

【図1】本発明のレーザ加工装置の一例を示す模式図

【図2】本発明のレーザ加工装置の他の例を示す模式
図

【符号の説明】

１レーザービーム２駆動ミラー３光学レンズ４被加工物または配線材料５加工テーブル６遮蔽板７吸収板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者河野充千葉県木更津市築地１番地新日鐵化学株式会社電子材料開発センター内Ｆターム(参考） 4E068 CD10 CE02 DB10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも駆動ミラーで単方向または双
方向に掃引され、かつ光学レンズで集光されたＣＯ₂レ
ーザビームを被加工物に照射するＣＯ₂レーザ加工装置
において、照射される掃引レーザビームの両端部を遮
り、間隙部を通過させることができる遮蔽板と、前記遮
蔽板の間隙部の間隔が可変となる機構を備え、かつ前記
遮蔽板を駆動ミラーと被加工物の間で被加工物に接触し
ない位置に配置したことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】遮蔽板のレーザ照射側の表面であって、
レーザが照射されることがある表面が、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎ
ｉ及びＡｌから選ばれる金属またはアルマイトで構成さ
れていることを特徴とする請求項1記載のレーザ加工装
置。
【請求項３】照射されるレーザビームの軸と遮蔽板の
レーザ照射側の面とがなす角度が、２０°〜８８°の範
囲である請求項1又は２記載のレーザ加工装置。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載のレーザ
加工装置を使用して、樹脂フィルムまたは少なくとも１
層の樹脂層を有する積層フィルムから選ばれる配線板材
料をレーザ加工する工程を含むことを特徴とするフィル
ム配線板の製造方法。