JP2002335063A

JP2002335063A - プリント基板の穴あけ加工方法および装置

Info

Publication number: JP2002335063A
Application number: JP2001138204A
Authority: JP
Inventors: Kunio Arai; 邦夫荒井; Kazuhisa Ishii; 和久石井; Yasuhiko Kita; 泰彦北
Original assignee: Hitachi Via Mechanics Ltd
Current assignee: Via Mechanics Ltd
Priority date: 2001-05-09
Filing date: 2001-05-09
Publication date: 2002-11-22

Abstract

(57)【要約】【課題】加工の信頼性および穴の品質を向上させると共
に、穴底に膜が残らないように加工してデスミア工程を
不要とするプリント基板の穴明け方法および装置を提供
する。【解決手段】第１のＵＶレーザ光のエネルギ密度を、導
体層の分解エネルギしきい値よりも高いエネルギ密度に
して加工し、目的とする導体層の直前の絶縁層まで穴を
あける。次に、第２のＵＶレーザ光のエネルギ密度を、
導体層の分解エネルギしきい値よりも低く、絶縁層の分
解エネルギしきい値よりも高いエネルギ密度にして残っ
た絶縁層を加工し、目的の導体層を露出させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント基板の加
工方法および装置に係り、特にレーザ光を用いて上層と
下層の導体層を接続するための底付穴（ブラインドホー
ル）を加工するのに好適なプリント基板の加工方法およ
び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１７は、従来のレーザ加工装置の構成
図である。このレーザ加工装置では、レーザ発振器１か
ら出力されたレーザ光２は、コリメータ３により直径を
Ｍ倍に拡大あるいは縮小され、アパーチャ４により加工
に適した直径に整形される。整形されたレーザ光はコー
ナーミラー５および加工ヘッドＺ内のミラー１４、第１
および第２の２つのガルバノミラー１５_ａ，１５_ｂを介
してｆθレンズ１６に入射し、ガルバノミラー１５_ａお
よびガルバノミラー１５_ｂにより位置決めされ、ｆθレ
ンズ１６から加工面の所定の位置に垂直に入射する。加
工は、ｆθレンズ１６に対応する加工領域1８毎に行わ
れ，図示を省略するＸＹワークテーブルにより、図中の
１８_１…１８_Ｎの順に領域が移動する。

【０００３】図１８（ａ）は、コリメータ３及びアパー
チャ４の作用を示す図である。下方の各分布は縦軸がレ
ーザ光のエネルギ、横軸がビーム径である。レーザ発振
器からの出射口でのエネルギ空間分布は一般にガウス分
布であるため、コリメータ３を通過したビームのエネル
ギ空間分布もガウス分布となる。レーザ光はコリメータ
３の拡大率Ｍを変えることにより、エネルギ空間分布を
変えることができる。すなわち、たとえば拡大率Ｍを小
さくすると、「ａ’分布（点線）」に示すように、ビー
ム径が小さく、高エネルギ密度（高出力密度）のエネル
ギ空間分布が、また、拡大率Ｍを大きくすると、「ｂ’
分布（点線）」に示すように、ビーム径が大きくなり、
低エネルギ密度（低出力密度）のエネルギ空間分布が得
られる。

【０００４】アパーチャ４の直径をビーム径に対して大
きくするとエネルギが中央部に集中し、加工した穴底
（すなわち、内層の導体層）が損傷することがある。そ
こで、アパーチャ４によりビーム中央部のエネルギ分布
が比較的均一な部分を切り取ることにより、加工部にお
けるエネルギの大きさがほぼ均一の「Ａ’分布（点
線）」又は「Ｂ’分布（実線）」になるようにして、ブ
ラインドホールの穴底を損傷しないようにしている。こ
こで、アパーチャ４を光軸から外しコリメータ３のみに
したときの、フル出力のエネルギ空間分布を、以下
「Ｃ’分布」と呼ぶ。

【０００５】一方、レーザ光２の光路にビーム整形ユニ
ット３０を入れた場合のエネルギ空間分布を図１８
（ｂ）に示す。レーザ光２の光路にビーム整形ユニット
３０を入れることによりエネルギ空間分布が矩形化さ
れ、それをコリメータ３で拡大又は縮小し（図中点線の
ａ分布、ｂ分布）、さらにアパーチャ４により切り取る
ことにより、加工部におけるエネルギの大きさの均一性
を格段に向上させることができる（図中実線：「Ａ分
布」、「Ｂ分布」）。以下、この矩形状の分布を「トッ
プハット形」と呼ぶ。ビーム整形ユニット３０には、非
球面レンズを組み合わせ、または回折形光学素子を組み
合わせたもの等の市販のものを使用することができる。
ここで、アパーチャ４を光軸から外した場合のフル出力
のエネルギ空間分布を、以下「分布Ｃ」という。

【０００６】プリント基板の構成は、表面が導体層で、
導体層とガラス繊維を含む絶縁層とが交互に配置された
ＦＲ−４ガラス繊維入り基板（以下、「ガラス入り基
板」という）、導体層の裏に絶縁層と導体層の積層板を
張り付けた樹脂付きの銅箔（以下、「ＲＣＣ基板」とい
う）、導体層の表面に樹脂フィルムまたは樹脂コーティ
ングされた基板（以下、「樹脂ダイレクト基板」とい
う）などがある。絶縁層は、主としてエポキシ系、ポリ
イミド系樹脂の有機材料が使用される。絶縁層の強化材
としてガラス繊維の代わりにセラミックスなどの無機材
料がフィラとして使用されることもある。

【０００７】従来から波長が１０．６μｍのＣＯ_２レー
ザを用いた加工方法は広く知られている。例えば、樹脂
ダイレクト基板の絶縁層にブラインドホールを加工する
方法は、１９８２年に米国ＩＰＣレビューにより紹介さ
れ、ＣＯ_２樹脂ダイレクト法として実用化されている。
また、ガラス入り基板にブラインドホール穴明けする方
法としては、特開昭５８−６４０９７号公報や米国特許
第５，０１０，２３２号公報には、ケミカルエッチング
やドリルで穴径に相当する導体層を予め除去してウィン
ドーを形成した後、ＣＯ_２レーザにより絶縁層を加工す
る方法が開示されている。

【０００８】さらに、特開平１−２６６９８３号公報に
は、複数の導体層と絶縁層が積層されたに加工する方法
として、金属を効率よく加工できる紫外線（以下、ＵＶ
という）レーザ光を用いて、その円周動作による導体層
のウィンドー加工とＣＯ_２レーザによる絶縁層の除去を
繰り返してブラインドホールあるいはスルーホールを加
工するＵＶ＋ＣＯ_２レーザ法が開示されている。

【０００９】しかし、このＣＯ_２レーザによる樹脂層の
穴明けの場合、穴底（導体層の直上）に厚さｔ_Ｃ（０．
２〜３μｍ）の「スミア」と呼ばれる膜が残ることが知
られている。しかも、これはＣＯ_２レーザーパルスのエ
ネルギ密度とショット数を増しても残膜厚ｔ_Ｃの厚さは
ほとんど変わらないことが、発明者の実験によりわかっ
た。

【００１０】このように膜が残る理由は、下記のように
推定できる。ＣＯ_２レーザ加工は、絶縁層がレーザ光を
吸収することにより樹脂の温度を上昇させて熱分解させ
る方法である。従って、内層導体である銅の熱伝導率は
樹脂に比べて約３桁大きいため、絶縁層が薄くなると熱
が内層導体に流れる結果、樹脂の温度が分解温度に達す
ることができず、その結果穴底に厚さ０．２〜３μｍの
膜が残存する、というものである。

【００１１】このように膜が残ると、穴底に残った膜を
除去するためのケミカルデスミア工程（コンディショニ
ング、水洗、煮沸、冷却、水洗、膨潤、水洗、酸化デス
ミア、水洗、中和、水洗、乾燥等の工程からなる）が必
要である。また、穴径が１００μｍ以下になると、処理
液の濡れ性が低下するため（処理液が加工した穴に入り
にくくなる）、デスミアプロセスの信頼性が低下する。
また、デスミア処理は本来穴底の樹脂残膜の除去を目的
とする処理であるが、穴底の残膜を除去する際に、穴壁
が３〜５μｍ除去されてしまい、通常、穴径が直径で最
大１０μｍ大きくなってしまうという問題もあった。

【００１２】一方、ＵＶレーザを用いて樹脂ダイレクト
基板にブラインドホール加工する方法は、１９８７年に
米国ＩＰＣレビューにより紹介され、ＵＶ樹脂ダイレク
ト法として実用化されている。また、米国特許第５，５
９３，６０６号には、複数の導体層と絶縁層が積層され
たに加工する方法として、ＵＶレーザだけで導体層と絶
縁層を加工するＵＶダイレクト法が開示されている。

【００１３】ＵＶレーザを用いた場合、前記ＣＯ_２レー
ザの場合のように、穴底に絶縁層が残ることはない。し
かし、実用的な加工速度を得ようとして加工に十分なパ
ルスエネルギを用いると、エネルギ密度過多であるた
め、穴底の導体層まで削られてしまい、めっき強度を確
保するために設けられている導体層表面の凹凸が溶融分
解してなくなってしまう。特に非線型光学素子等を用い
て波長を変換する波長変換方式のＵＶレーザの場合はＣ
Ｏ_２レーザのようにパルス巾やパルス周波数によりパル
スエネルギを加工途中で変えることができなく、絶縁層
材料の厚さが６５μｍに対して厚さのばらつきが約２０
μｍと大きいため、結果として穴底導体層を損傷してし
まう。また、絶縁層のエネルギ吸収率が低い場合、穴底
に到達するエネルギ量が増加し、これによって穴底導体
層のエネルギ蓄積が増加する。このため、導体層上面の
樹脂が分解気化することがあり、この際、気化エネルギ
により絶縁層が引き剥がされて、穴底コーナー周辺の絶
縁層がリング状に剥離することがある。しかし、パルス
エネルギを小さくすると、穴底の損傷を軽減することは
できるが、パルスショット数が増えるため、加工速度が
低下する。

【００１４】また、ガラス入り基板の加工を行った場
合、エネルギ過多により、導体層が削られるだけでな
く、穴の側壁にガラスが突き出し、絶縁層がバレル状に
穴の側面がえぐられる。

【００１５】絶縁層がエネルギ過多になる理由は、以下
のように推定できる。ＵＶレーザ光に関するエネルギ吸
収率は、たとえば波長３５５ｎｍの場合、エポキシ系材
約３０〜８０％、銅約７０〜７５％以上、ガラス約２０
％（７０％透過、１０％反射）であり、差が大きい。ま
た熱伝導率の差、すなわちエポキシ系材０．８〜０．８
５Ｗｍ^−１Ｋ^−１、銅３８６Ｗｍ^−１Ｋ^−１、ガラス
１．０４〜１．０９Ｗｍ^−１Ｋ^−１であり、差が大き
い。そのため、ガラス入り基板の場合、ガラス繊維によ
り、約８０％のエネルギが穴内部に反射拡散されて蓄積
されるため、パルス周期を０.００３３ｍｓ以下（パル
ス周波数３ｋＨｚ以上）にすると穴側壁の樹脂がバレル
状にえぐられ、ガラス繊維の突き出しが大きくなり穴品
質が低下するというものである。

【００１６】また、この加工法では、絶縁層にガラス繊
維が入っていない場合でも、導体層を除去するため、エ
ネルギ密度３Ｊ／ｃｍ^２以上で加工をする。このため、
ＵＶ光に対する前記材料物性値の違いにより、熱の制御
が困難となり、穴底の導体層を損傷してしまう。したが
って、実用可能な穴品質を得ることは困難である。

【００１７】さらにこのＵＶ光を用いた場合、図１８
（ａ）に示したような、穴の途中まではＡ’又はＣ’分
布での加工となるため、穴底に凹凸が発生し、後の残膜
除去工程に要する時間が長くなる場合や凹部底部の導体
層が部分的に損傷する場合がある。

【００１８】このような底部導体を損傷するという問題
点を解決する手段として、例えば「レーザアブレーショ
ンとその応用」、コロナ社、（１９９９年）、第１４６
頁、第６行目から第１３行目にあるように、レーザ光の
エネルギ密度を樹脂層の分解エネルギしきい値より高
く、かつ導体層の分解エネルギしきい値より低く設定す
ることにより樹脂層部のみを選択的にエッチングする方
法が提案されている。

【００１９】ここで、分解エネルギしきい値とは、レー
ザ光の照射パワー密度とパルス幅の積であるエネルギー
密度（フルエンスと呼ばれる。）がある一定値以上でな
ければワーク表面の溶融蒸発等による加工（アブレーシ
ョン加工と呼ばれる。）が始まらないことが知られてい
るが、その値のことである。

【００２０】また、特許２９８３４８１号公報には、穴
底や周辺部の残渣物やスミアを除去するために、エキシ
マレーザのＵＶ光をビーム整形光学素子でビームの断面
形状をライン状又は矩形状の均一な分布にしたのち、照
射して複数の穴を同時にクリーニングする方法が開示さ
れている。しかし、これを樹脂層が最表層のものに適用
すると、樹脂層の表面が損傷を受けることになる。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】本発明に係る第1の課
題は、上記した樹脂や導体層についての分解エネルギし
きい値の具体的な値を明らかにして穴底の残膜を選択的
に除去できるようにして穴開け加工から穴底の残膜除去
までを一貫して行うことにより、デスミア工程が不要な
プリント基板の穴明け方法を提供することにある。

【００２２】本発明に係る第2の課題は、最表層が樹脂
層の場合においても、樹脂層表面を損傷させない方法を
提供することにある。

【００２３】本発明に係る第3の課題は、レーザ光のエ
ネルギ密度を切り替えて、穴開け加工から穴底の残膜除
去までを一貫して行える装置を提供することにある。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記第1の課題を解決す
るためには、第１のＵＶレーザ光のエネルギ密度を導体
層と絶縁層の分解エネルギしきい値よりも高いエネルギ
密度にし、かつその空間分布をトップハット形にして出
来るだけ穴の底が矩形になるようにしながら、目的とす
る導体層の直前の絶縁層の途中まで加工し、第２のＵＶ
レーザ光のエネルギ密度を前記絶縁層の分解エネルギし
きい値よりも高く、導体層の分解エネルギしきい値より
も低いエネルギ密度にして前記の残りの絶縁層を加工す
ることにより、目的とする導体層を露出させることを特
徴とするプリント基板の加工するとよいことがわかっ
た。

【００２５】発明者らの実験によれば、波長３５５ｎｍ
のＵＶレーザの場合の分解エネルギしきい値は、エポキ
シ系材０．３〜０．５Ｊ／ｃｍ^２、銅０．８〜１．０Ｊ
／ｃｍ^２、ガラス５〜６Ｊ／ｃｍ^２であることがわかっ
た。本発明は、この分解エネルギしきい値がエポキシ系
材料と銅でわずかな差があることを見出し、これを利用
して第2のＵＶレーザ光のエネルギ密度を絶縁層の分解
エネルギしきい値よりも高く、導体層の分解エネルギし
きい値よりも低いエネルギ密度にして、前記の残りの絶
縁層を加工することにより目的とする導体層を露出させ
ることに成功したものである。

【００２６】さらに、本発明においては、この方法を実
用化するためには第2のＵＶレーザ光による仕上げ加工
を行う前のステップにおいて、第1のＵＶレーザ光を用
いて加工を施す際に、第1のＵＶレーザ光のエネルギ空
間分布をトップハット形にして、穴底を平坦化しておく
必要があることがわかった。本発明は、この両者の組合
せにより実用化できたものである。

【００２７】上記第2の課題を解決するためには、第2の
ＵＶレーザ光のエネルギ空間分布をトップハット形に
し、かつビーム径を第1のＵＶレーザ光で樹脂層に形成
した穴径に一致させるとよい。

【００２８】上記第1の課題を解決するための他の手段
は、エネルギ密度を導体層の分解エネルギしきい値より
も高いエネルギ密度にした第1のＵＶレーザ光で導体層
に穴を形成した後に、ＣＯ_２レーザ光を用いて樹脂層を
加工し、その後残るスミアを、エネルギ密度を前記絶縁
層の分解エネルギしきい値よりも高く、導体層の分解エ
ネルギしきい値よりも低いエネルギ密度にした第２のＵ
Ｖレーザ光で加工するものである。この場合、上記した
発明者らのＣＯ_２レーザを用いた実験によれば、エネル
ギ密度を樹脂層の分解エネルギしきい値より高くしてお
くだけで樹脂層の一部が自動的にスミアとして残るた
め、残膜厚制御をする必要がなく、加工条件の設定が容
易となる。また、特にＣＯ_２レーザをガラス入り基板の
加工に用いる場合、ＵＶレーザにより絶縁層がバレル状
にえぐられるようなことがないため、好適である。

【００２９】上記第3の課題を解決するためには、少な
くともＵＶレーザ光源を２系統用意し、ビーム整形ユニ
ットによりエネルギ空間分布をトップハット形にして、
その２系統のビーム径及びエネルギ密度を独立に設定で
きるようにすればよい。このとき、一つのＵＶレーザ光
源から発射されたビームを音響光学素子等で２系統に切
り替えるように構成した場合、装置寸法が小さくなるた
めさらによい。また、2系統のビームを、ワークに照射
するときには同一の光軸にすると、レーザ光を切り替え
る際にＸ−Ｙステージの移動をしなくてすむため、加工
時間が短縮化される。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
実施例を用いて具体的に説明する。（装置例１）図１は、本発明の第１の実施形態に係るレ
ーザ加工装置の構成図である。同図において、ＵＶレー
ザ発振器１は偏光型のＱスイッチＹＶＯ_４レーザ光（繰
返し周波数１０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ）を、非線型光学
素子ＬＢＯ（ＬｉＢ_３Ｏ_５）を用いて第3高調波（３５
５ｎｍ）とした。ここで、レーザ光２の電場ベクトルが
紙面平行方向となるようにレーザ発振器１を設置した。
（以下、Ｐ偏光という。）音響光学偏向器６は、一般に
音響光学素子に圧電素子を張り合わせた構造であり、そ
の圧電素子に動作電圧（ＲＦ電圧）が印加されない場合
入射光を直進（透過）させ、動作電圧が印加されると圧
電素子を経由して音響光学素子中に発生した超音波によ
り入射光はその超音波面でブラッグ回折し、出射角度が
変化して偏向させるものである。この音響光学偏向器６
を用いてレーザ光２を直進（２_ｋ）又は偏向（２_ｉ）さ
せる。偏向されたレーザ光２_ｉは、ビーム整形ユニット
３０_ｉでトップハット形のエネルギ空間分布にされ、コ
リメータ３_ｉにより絞られ、アパーチャ４_ｉにより加工
に適した直径に整形される。そして、コーナーミラー５
_ｉによって反射され、１／２波長板１１により偏光方向
を電場ベクトルが紙面垂直方向Ｓ_ｉ（以下、Ｓ偏光とい
う。）になるように変換され、Ｐ波を透過させＳ波を反
射する偏光ビームコンバイナ（偏光ビームスプリッタ）
１０により反射されて、コーナーミラー５_ｋを介して加
工ヘッドＺに入射し、ヘッド部Ｚ（２個のガルバノミラ
ーとｆθレンズとから構成される。図１７参照）により
集光されて加工面に垂直に入射する。

【００３１】一方、直進させた場合のＵＶレーザ光２_ｋ
は、ビーム整形ユニット３０_ｋを通り、コリメータ３_ｋ
により拡大あるいは縮小され、アパーチャ４_ｋにより加
工に適した直径に整形される。そして、２_ｋはＰ偏光
（Ｐ_ｋ）であるから偏光ビームコンバイナ（偏光ビーム
スプリッタ）１０を透過してコーナーミラー５_ｋを介し
て加工ヘッドＺに入射し、ヘッド部Ｚ（２個のガルバノ
ミラーとｆθレンズとから構成されている）により集光
されて加工面に垂直に入射する。ここで、レーザ光２_ｉ
及び２_ｋの光路を同一の光軸上を進むように調整した。

【００３２】また、アパーチャ径を一定にしたまま、コ
リメ−タ３_ｉ、３_ｋの拡大率Ｍ_ｉ、Ｍ_ｋを調節すること
によって加工に適したエネルギ空間分布Ａ_ｉ、Ｂ _ｋにす
ることができる。（図１８（ｂ）参照。）また、アパー
チャ４_ｉを光路から外すと、エネルギ空間分布をフル出
力のＣ_ｉ分布とすることができる。

【００３３】本装置例は、加工用のレーザ光学系を２系
統持ち、エネルギ分布をほぼ独立に設定できる装置とし
て非常に簡略化されており、装置を小型化できる。ま
た、従来音響光学素子等を用いた偏向器の場合はビーム
ダンパー等に入力して捨てていた透過光を利用するため
エネルギの利用効率が向上する。また、ワークに照射す
る時点では2系統のレーザ光が同じ光軸にあるため、一
貫して加工する場合にステージ移動などを伴わず、加工
時間を短縮できる。

【００３４】本装置例において、音響光学偏向器６とし
て入力光と出力光の偏向方向が９０度変化するものが知
られているが、これを用いた場合偏光方向の変換が不要
となるため、１／２波長板１１が不要となる。

【００３５】（加工例１）図２（ａ）は装置例１を用い
た場合のガラス入り基板の加工方法に対するエネルギ分
布と穴の形状を示す図であり、図２（ｂ）はこのときの
加工のタイミングを示すタイミングチャートである。

【００３６】ここで、レーザ光２_ｉ、２_ｋの諸元を本明
細書において以下のように定義する。なお、添字のａは
レーザ光ｉ、ｋの区分である。Ｅ_Ｐａ：パルスエネルギ（＝Ｅ_Ｐ０ａ×(ｄ_Ａａ／ｄ
_０ａ／Ｍ_ａ)^２）Ｅ_Ｐ０ａ：レーザ発振器出射口でのパルスエネルギｄ_Ａａ：アパーチャ径ｄ_０ａ：レーザ光２_ａの３０_ａに入る前のビーム径Ｍ_ａ：コリメータの拡大率Ｔ_Ｐａ：パルス巾Ｗ_Ｐａ：ピ−ク出力（＝Ｅ_Ｐａ／Ｔ_Ｐａ）Ｅ_ｄＳａ：エネルギ密度 (＝Ｅ_Ｐａ／［π(ｄ_Ｓａ／２)
^２］) ｄ_Ｓａ：加工スポット径（＝ｄ_Ａａ×［（Ｌ_ａ／ｆ_ａ）
−１］）Ｌ_ａ：ｆθレンズからワークまでの距離ｆ_ａ：ｆθレンズの焦点距離Ｔ_ＰＰａ：パルス周期Ｔ_ＧＣ：ガルバノミラー位置決め周期Ｅ_Ｓａ：分解エネルギしきい値Ｎ_ａ：パルスショット数Ｖ_ａ：材料除去量

【００３７】図２（ａ）において、２１は銅からなる外
層導体層（厚さ９μｍ）、２２はエポキシ系からなる絶
縁層（厚さ５０μｍ）、２４は銅からなる内層導体層、
ｔは第1のレーザ光２_ｉで加工した後に残す膜厚であ
る。まず、音響光学偏向器６に高周波電圧を印加して偏
向させた第１のレーザ光２_ｉを得た。ここで、第１のレ
ーザ光２_ｉに対する分解エネルギしきい値Ｅ_Ｓｉは、外
層導体層２１（０．８〜１．０Ｊ／ｃｍ^２）、絶縁層２
２の樹脂（０．３〜０．５Ｊ／ｃｍ^２）に対する分解エ
ネルギしきい値の中で高い方の値０．８〜１．０Ｊ／ｃ
ｍ^２である。

【００３８】レーザ光２_ｉの導体層の効率的な除去に必
要なエネルギ密度は実験から約３．０Ｊ／ｃｍ^２以上で
あるためにビームを絞る必要があり、できるだけ大きな
スポット径が得られるようにレーザ光２_ｉはＣ_ｉ分布を
適用した。パルス巾Ｔ_Ｐｉを２５ｎｓ、パルス周期Ｔ
_ＰＰｉを０．０３ｍｓ（周波数３０ｋＨｚ）、ピ−ク出
力Ｗ_Ｐｉを２．４〜４．０ｋＷ、パルスエネルギＥ_Ｐｉ
を０．０６〜０．１０ｍＪとし、加工スポット径ｄ_Ｓｉ
を４０μｍにすると、パルスエネルギ密度Ｅ_ｄＳｉを
４．８〜８．０Ｊ／ｃｍ^２にでき、導体層２１及び絶縁
層の大半を除去することができた。また、厚さ９μｍの
導体層に穴径１００μｍのウィンドーを加工するには、
ビームスポットをいくつかの同心円状に円周運動（図中
矢印）させる必要がある。この場合、必要なパルスの総
数Ｎ_ｉは１００ショットであった。ここで、絶縁層を残
す厚さｔは５〜１０μｍが良い。ここで、第１のレーザ
光２_ｉのエネルギ空間分布をトップハット形にしている
ため、残膜厚をほぼ均一にできる。

【００３９】絶縁層２２の残膜ｔは、音響光学素子６へ
の高周波電圧の印加を停止することにより得た第２のレ
ーザ光２_ｋにより除去した。レーザ光２_ｋの穴底の絶縁
層を除去するのに必要なＵＶレーザのエネルギ密度は
０．３〜０．５Ｊ／ｃｍ^２以上（実用的には０．５Ｊ／
ｃｍ^２以上）である。このため、絶縁層を均一に除去で
き、かつ樹脂の引き剥がし強度を向上するために設けら
れている内層導体表面の酸化物層を除去でき、かつ導体
層素材にほとんど損傷を与えないトップハット形状のＢ
_ｋ分布を適用した。第２のレーザ光２_ｋのパルスエネル
ギＥ_Ｐ _ｋを分解エネルギしきい値Ｅ_Ｓｋよりも高く、内
層導体層２４の分解エネルギしきい値よりも低ければ内
層の導体層２４に損傷を与えることはない。したがっ
て、パルス巾Ｔ_Ｐｋを２５ｎｓ、パルス周期Ｔ_ＰＰｋを
０．０３ｍｓ（波数３０ｋＨｚ）、ピ−ク出力Ｗ_Ｐｋを
２．３〜３．６ｋＷ、パルスエネルギＥ_Ｐｋを０．０６
〜０．０９ｍＪを適用し、加工スポット径ｄ_Ｓｋをウィ
ンドー径１００μｍよりも大きい１２０μｍにしてパル
スエネルギ密度Ｅ_ｄＳｋを０．５〜０．８Ｊ／ｃｍ^２と
した。この条件は、実用的に必要なエポキシ系絶縁層の
分解エネルギ密度０．３〜０．５Ｊ／ｃｍ^２より高いた
め絶縁層の残膜を除去することができ、また、内層導体
層の銅に対する分解エネルギ密度０．８〜１．０Ｊ／ｃ
ｍ^２より低いため、内層導体層に損傷を与えることがな
かった。このときの、絶縁層除去速度は約０．５μｍ／
パルスであり、必要なパルス数Ｎ_ｋは３０ショットであ
った。

【００４０】図２（ｂ）には、この方法のタイミングチ
ャートが記載されている。第１のレーザ光２_ｉを照射し
ている時間にも第２のレーザ光２_ｋが弱く重畳されるこ
とがわかる。これは音響光学素子の回折効率が１００％
ではないために発生するものであるが、樹脂の分解エネ
ルギしきい値より低い値であるため、上記第１のレーザ
光２_ｉの加工への悪影響はなかった。

【００４１】この方法によれば、穴底コーナー周辺部で
導体層と絶縁層との間に剥離が生じることはなかった。
なお、穴明け後に穴底の導体層上にわずかな分解飛散物
が残る場合があったが、これはレーザ加工の後工程のメ
ッキ処理の最初の工程であるソフトエッチング工程にお
いて、内層導体表面の酸化物層等と共に除去することが
できるので問題はなかった。

【００４２】（加工例２）図３（ａ）は装置例１を用い
た場合の樹脂ダイレクト基板の加工方法に対するエネル
ギ分布と穴の形状を示す図であり、図３（ｂ）はこのと
きの加工のタイミングを示すタイミングチャートであ
る。図３（ａ）において、２２はエポキシ系からなる絶
縁層（厚さ５０μm）、２４は銅からなる内層導体層、
ｔは第1のレーザ光２_ｉで加工した後に残す膜厚であ
る。ここで、第１のレーザ光２_ｉに対する分解エネルギ
しきい値Ｅ_Ｓｉは、絶縁層２２の樹脂に対する分解エネ
ルギしきい値の中で決まるので、０．３〜０．５Ｊ／ｃ
ｍ^２である。

【００４３】加工方法としては加工例１とほぼ同様であ
るので異なる点を説明する。第１のレーザ光２_ｉの樹脂
層に対して必要なエネルギ密度は、導体層に対するもの
より低いのでＡ_ｉ分布を適用した。パルス巾Ｔ_Ｐｉを２
５ｎｓ、パルス周期Ｔ_ＰＰｉを０．０３ｍｓ（周波数３
０ｋＨｚ）、ピ−ク出力Ｗ_Ｐｉを１．０〜１．６ｋＷ、
パルスエネルギＥ_Ｐｉを０．０２５〜０．０４０ｍＪと
し、加工スポット径ｄ_Ｓｉを５０μｍにすると、パルス
エネルギ密度Ｅ_ｄＳｉを１．３〜２．０Ｊ／ｃｍ^２にで
き、絶縁層の大半を除去することができた。必要なパル
ス数Ｎ_ｉは２５ショットであった。絶縁層を残す厚さｔ
は、絶縁層厚のばらつきを考慮して５〜１０μｍとし
た。ここで、第１のレーザ光２_ｉのエネルギ空間分布を
トップハット形にしたため、残膜厚をほぼ均一にでき
た。

【００４４】絶縁層２２の残膜ｔは、トップハット形状
のＢ_ｋ分布にした第２のレーザ光２_ｋにより除去する。
パルス巾Ｔ_Ｐｋを２５ｎｓ、パルス周期Ｔ_ＰＰｋを０．
０３ｍｓ（波数３０ｋＨｚ）、ピ−ク出力Ｗ_Ｐｋを０．
４〜０．６ｋＷを適用した。ここで、加工例１と異な
り、穴底以外の損傷を避けるために加工スポット径ｄ
_Ｓｋをウィンドー径５０μｍよりも大きくできないの
で、ウィンドー径と同じ５０μｍにして、パルスエネル
ギＥ_Ｐｋを０．０１０〜０．０１６ｍＪに下げ、パルス
エネルギ密度Ｅ_ｄＳｋを０．５〜０．８Ｊ／ｃｍ^２とし
た。このときの、絶縁層除去速度は約０．５μｍ／パル
スであり、必要なパルス数Ｎ_ｋは１５ショットであっ
た。

【００４５】（装置例２）図４は、本発明の第２の実施
形態に係るレーザ加工装置の構成図であり、ＵＶレーザ
でウィンドーを明けた後にＣＯ_２レーザで絶縁層を除去
することもできるようにしたものである。同図におい
て、レーザ発振器１_ｉから出力されたＵＶレーザ光２_ｉ
は、ビーム整形ユニット３０_ｉを通り、コリメータ３_ｉ
により直径を拡大あるいは縮小され、アパーチャ４_ｉに
より加工に適した直径に整形される。そして、コーナー
ミラー５_ｉを介して加工ヘッドＺ_ｉに入射し、ヘッド部
Ｚ_ｉにより集光されて加工面に垂直に入射する。

【００４６】レーザ発振器１_ｊから出力されたＣＯ_２レ
ーザ光２_ｊはビーム整形ユニット３０_ｊを通り、コリメ
ータ３_ｊにより直径を拡大あるいは縮小され、アパーチ
ャ４_ｊにより加工に適した直径に整形される。そして、
コーナーミラー５ _ｊを介して加工ヘッドＺ_ｊに入射し、
ヘッド部Ｚ_ｊにより集光されて加工面に垂直に入射す
る。

【００４７】レーザ発振器１_ｋから出力されたＵＶレー
ザ光２_ｋは、ビーム整形ユニット３０_ｋを通り、コリメ
ータ３_ｋにより直径をＭ_ｋ倍に拡大あるいは縮小され、
アパーチャ４_ｋにより加工に適した直径に整形される。
そして、コーナーミラー５_ｋを介して加工ヘッドＺ_ｋに
入射し、ヘッド部Ｚ_ｋにより集光されて加工面に垂直に
入射する。

【００４８】レーザ光２_ｉ、２_ｊ、２_ｋのいずれもビー
ム整形ユニット３０_ｉ、３０_ｊ、３０_ｋを制御すること
により、エネルギ空間分布をガウス分布からトップハッ
ト形状に整形することができる。

【００４９】また、アパーチャ径ｄ_Ａｉ、ｄ_Ａｊ、ｄ
_Ａｋを変更することにより、ワーク表面において、エネ
ルギ密度一定のまま加工ビーム径ｄ_Ｓｉ、ｄ_Ｓｊ、ｄ
_Ｓｋの調整が可能である。

【００５０】また、アパーチャ径ｄ_Ａｉ、ｄ_Ａｊ、ｄ
_Ａｋを一定にしたまま、コリメ−タ３_ｉ、３_ｊ、３_ｋの
拡大率Ｍ_ｉ、Ｍ_ｊ、Ｍ_ｋを変えることによって異なるエ
ネルギ空間分布Ａ_ｉ、Ｂ_ｉ、Ａ_ｊ、Ｂ_ｊ、Ａ_ｋ、Ｂ_ｋと
することができる。また、アパーチャを光路から外す
と、エネルギ空間分布をフル出力のＣ_ｉ、Ｃ_ｊ、Ｃ_ｋと
することができる。

【００５１】また、ヘッドＺ_ｉ、ヘッドＺ_ｊ、ヘッドＺ
_ｋはそれぞれ連続的に加工を行うことができ、それぞれ
プリント基板の全域を加工できる移動量をもっている。
そして、ＸＹワークテーブルの移動距離が最小となるよ
うに、軸間距離Ｌ _ｉｊ、Ｌ_ｊｋが最小となるように、か
つそれぞれがワークテーブル上の同一のプリント基板を
加工できるようにして、レーザ加工装置上に直線的に配
置されている。

【００５２】（加工例３）図５は装置例２を用いて、ガ
ラス入り基板の加工を行う場合のエネルギ分布と穴の形
状を加工順に示す図であり、図６はこのときの加工のタ
イミングを示すタイミングチャートである。これらの図
において、図５における（ａ）〜（ｃ）と図６における
（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ対応している。

【００５３】図５（ａ）において、外層導体層２１（厚
さ９μm）は、レーザ光２_ｉのパルスエネルギＥ_Ｐｉが
分解エネルギしきい値Ｅ_Ｓｉよりも高い範囲のエネルギ
によって除去される。そこで、レーザ光２_ｉのパルス巾
Ｔ_Ｐｉを３０ｎｓ、パルス周期Ｔ_ＰＰｉを０．０４ｍｓ
（周波数２５ｋＨｚ）、ピ−ク出力ＷＰ_ｉを４０００
Ｗ、パルスエネルギＥ_Ｐｉを０．１２ｍＪのＣ_ｉ分布を
適用し、加工スポット径ｄ_Ｓｉを６０μｍとして、パル
スエネルギ密度Ｅ_ｄＳｉを４Ｊ／ｃｍ ^２とした。この条
件は、実用的に必要なエネルギ密度３Ｊ／ｃｍ^２以上
（実験値である）を満足するので導体層を除去すること
ができる。また、ビーム径より大きい、導体層の穴径１
００μｍのウィンドーを加工するために、ビームスポッ
トを円周運動（図中矢印）させた。この場合、必要なパ
ルス数Ｎ_ｉは８０ショットであった。

【００５４】図５（ｂ）において、絶縁層２２（厚さ５
０μm）はレーザ光２_ｊによってほとんど除去される。
ここで、パルス巾Ｔ_Ｐｊを１０μｓ、ピ−ク出力Ｗ_Ｐｊ
を８００Ｗ、パルスエネルギＥ_Ｐｊを８ｍＪのＣ_ｊ分
布、加工スポット径ｄ_Ｓｊをウィンドー径１００μｍよ
りも大きい１５０μｍにして、パルスエネルギ密度Ｅ
_ｄＳｊを４５Ｊ／ｃｍ^２にした。パルス数Ｎ_ｊを３ショ
ットとした。この条件は、ほとんどの絶縁層を除去でき
るが、穴底に厚さｔ_ｃが０．１〜３μｍのスミアが残っ
た。

【００５５】図５（ｃ）において、絶縁層２２のスミア
はレーザ光２_ｋによって除去される。したがって、パル
ス巾Ｔ_Ｐｋを３０ｎｓ、パルス周期Ｔ_ＰＰｋを０．０４
ｍｓ（波数２５ｋＨｚ）、ピ−ク出力Ｗ_Ｐｋを４０００
Ｗ、パルスエネルギＥ_Ｐｋを０．１２ｍＪのＢ_ｋ分布を
適用し、加工スポット径ｄ_Ｓｋをウィンドー径１００μ
ｍよりも大きい１５０μｍにした。この場合のパルスエ
ネルギ密度Ｅ_ｄＳｋは０．７Ｊ／ｃｍ^２である。このと
きの、絶縁層除去速度は約０．５μｍ／パルスであり、
必要なパルス数Ｎ_ｋは１０〜１５ショットであった。

【００５６】そして、以上の方法によれば、導体層の加
工とガラス繊維を含む絶縁層の加工を最も効率よく行う
ことができる。また、ＵＶレーザ光の穴底に到達するト
ータルエネルギは約０．５５ｍＪ（≒０．１２ｍＪ×１
０ショット×（φ１００／φ１５０）^２）であり、絶縁
層を直接加工する場合のトータルエネルギ６ｍＪ（０．
１２ｍＪ×５０ショット）の約１０％以下であった。し
たがって、ＵＶレーザ光の吸収率が低い材料であって
も、穴底が損傷することも、また、穴底コーナー周辺部
で導体層と絶縁層との間に剥離が生じることはなかっ
た。さらに、本加工例の場合、絶縁層の厚さがばらつい
ても、ＣＯ_２レーザ光２_ｊ加工後の残膜厚（スミア厚）
は変わらないので、加工の信頼性が向上した。

【００５７】（加工例４）図７は装置例２の装置を用い
て、ＲＣＣ基板の加工を行う場合のエネルギ分布と穴の
形状を加工手順に示す図であり、図８はこのときの加工
のタイミングを示すタイミングチャートある。図７にお
ける（ａ）〜（ｃ）と図８における（ａ）〜（ｃ）はそ
れぞれ対応している。

【００５８】ＲＣＣ基板では、導体層２１の加工は、図
７（ａ）に示すように、前記図５（ａ）と同様に行なっ
た。図７（ｂ）のＣＯ_２レーザ光２_ｊによる絶縁層２２
の除去加工はガラス入り基板に比べて分解エネルギ密度
しきい値が低いので、Ｂ_ｊ分布のパルス巾Ｔ_Ｐｊが１０
mｓ、ピ−ク出力Ｗ_Ｐｊが５００Ｗ、パルスエネルギＥ
_Ｐｊが５ｍＪの条件を適用した。そして、加工スポット
径ｄ_Ｓｊを１５０μｍにすると、３０Ｊ／ｃｍ^２のパル
スエネルギ密度Ｅ_ｄＳｊが得られ、実用パルスエネルギ
密度１０Ｊ／ｃｍ^２以上を満足する。この条件によれ
ば、１〜２ショットでほとんどの絶縁層を除去できる
が、穴底に厚さｔ_ｃが０．１〜３μｍの残膜（スミア）
が残るので、図５（ｃ）の場合と同様にして、残膜を除
去した。

【００５９】（加工例５）図９（ａ），（ｃ）は、装置
例２の装置を用いて表面に導体層のないＦＲ−４基板の
加工を行う場合のエネルギ分布と穴の形状を示す図であ
り、（ｂ）、（ｄ）はそのときのタイミングを示すタイ
ミングチャートである。表面に導体層のないＦＲ−４基
板加工では、同図（ａ）に示すように、穴入口径が、絶
縁層を除去するためのレーザ光２_ｊのパルスエネルギＥ
_Ｐｊと絶縁層の分解エネルギしきい値Ｅ_Ｓｊにより決ま
ることを除いて、図５（ｂ）の絶縁層の除去加工と同様
に行った。また、同図（ｂ）の絶縁層２２のレーザ光２
_ｋによる穴底の絶縁層残膜の除去は図５（ｃ）の穴底の
残膜除去と同様に行った。

【００６０】（加工例６）図１０（ａ）、（ｃ）は、装
置例２の装置を用いて表面に導体層のない樹脂基板の加
工を行う場合のエネルギ分布と穴の形状を示す図であ
り、（ｂ）、（ｄ）はそのときのタイミングを示すタイ
ミングチャートである。表面に導体層のない樹脂基板で
は同図（ａ）に示すように、穴入口径が絶縁層を除去す
るためのレーザ光２_ｊのパルスエネルギＥ_Ｐｊと絶縁層
の分解エネルギしきい値Ｅ_Ｓｊで決まることを除いて、
図７（ｂ）の絶縁層の加工と同様に行った。また、同図
（ｃ）の絶縁層２２のレーザ光２_ｋによる穴底の絶縁層
の残膜除去は、図７（ｃ）の穴底の残膜除去と同様に行
った。

【００６１】(加工例７)図１１（ａ）、（ｃ）は、装置
例２の装置を用いて表面に導体層のない樹脂基板（ある
いは導体層のないＦＲ−４基板）の加工を行う場合のエ
ネルギ分布と穴の形状を示す図であり、（ｂ）、（ｄ）
はそのときのタイミングを示すタイミングチャートであ
る。表面に導体層のない樹脂基板では、同図（ａ）に示
すように、レーザ光２_ｊの代わりにＵＶレーザ光２_ｉの
Ｂ_ｉ分布を適用し、パルスエネルギＥ_Ｐｉと絶縁層の材
質により、絶縁層を絶縁層の厚さのばらつき分を考慮し
て、ｔが５〜１０μｍ残るように加工し、同図（ｃ）に
示すように、レーザ光２_ｋにより穴底の残膜厚ｔを除去
した。

【００６２】（装置例３）図１２は、本発明の第３の実
施形態に係るレーザ加工装置の構成図であり、図４と同
じものまたは同一機能のものは、同一の符号を付して説
明を省略する。

【００６３】同図において、１０はレーザ光２_ｉの光軸
上に設置された偏光ビームコンバイナ（偏光ビームスプ
リッタ）、１１はレーザ光２_ｋの光軸上に設置された１
／２波長板、１２は全反射コーナーミラーである。全反
射コーナーミラー１２はレーザ光２_ｋを反射して、偏光
ビームコンバイナ１０を透過したレーザ光２_ｉと同軸に
なるように配置された。また、レーザ発振器１_ｉとレー
ザ発振器１ _ｋは偏光方向と光軸が互いに平行となるよう
に配置された。

【００６４】この結果、Ｂ_ｉ分布のレーザ光２_ｉのＰ波
成分Ｐ_ｉと、Ｂ_ｋ分布のレーザ光２_ｋのＳ波成分Ｓ_ｋを
同軸化したレーザ光が時間軸で同時又は直列的に加算さ
れる。すなわち、ヘッドＺ_ｉの出力を一定にした状態で
加工部に、異なるエネルギ密度、出力密度、スポット径
のビームを供給することができる。また、１／２波長板
１１、全反射コーナーミラー１２を光軸から外すことに
より、図４の場合と同様に、レーザ光２_ｉ、レーザ光２
_ｋにより同時および個別加工を行うこともできる。

【００６５】なお、レーザ光２_ｉの電場ベクトルが紙面
平行方向、レーザ光２_ｋの電場ベクトルが紙面垂直方向
となるようにレーザ発振器１_ｉとレーザ発振器１ _ｋを設
置した場合、レーザ光２_ｋの偏光方向はＳ波成分Ｓ_ｋと
なるので、図１２における１／２波長板１１を省くこと
ができる。

【００６６】（加工例８）図１３は、装置例３の装置に
よるＲＣＣ基板の加工例を示す図である。同図におい
て、導体層加工と絶縁層加工とを導体層除去エネルギ密
度に設定したＣ_ｉ分布のレーザ光２_ｉおよびＢ_ｋ分布の
穴底の樹脂残厚は除去できるが導体層に損傷を与えない
エネルギ密度のレーザ光２_ｋにより、所定の絶縁層厚に
対して１０μｍを残し、途中まで同時に加工を行った。
引き続きヘッドＺ_ｋによりレーザ光２_ｋで樹脂残厚を連
続的にショットして穴明けした。これにより、製造工程
における絶縁層厚誤差の影響を受けることなく導体層と
絶縁層の除去が可能になり、穴底を損傷することなくブ
ラインドホールを加工できるため穴品質が向上した。ま
た、ガルバノミラーの位置決め後のトータルパルスショ
ット時間０．０１２秒（２５ｋＨｚ、３００ショット）
は同時加工により変わらなかった。

【００６７】（加工例９）図１４は、第３の実施形態の
装置による樹脂基板（層厚４０μｍ）の加工例を示す図
である。同図において、絶縁層除去エネルギ密度に設定
したＡ_ｉ分布のレーザ光２_ｉ、およびＢ_ｋ分布の絶縁層
は除去できるが導体層に損傷を与えないエネルギ密度の
レーザ光２_ｋにより、所定の絶縁層厚に対して１０μｍ
を残し途中まで同時に加工を行い、引き続きヘッドＺ_ｋ
でレーザ光２_ｋにより連続的にショットして穴明けし
た。これにより、製造工程における絶縁層厚誤差の影響
を受けることなく導体層と絶縁層の除去が可能になり、
穴底を損傷することなくブラインドホールを加工できる
ため穴品質が向上した。また、ガルバノミラーの位置決
め後のトータルパルスショット時間０．００１秒（４０
ｋＨｚ、４０ショット）は同時加工により単独の場合の
０．００２秒（４０ｋＨｚ、８０ショット）を１／２に
低減できた。

【００６８】（装置例４）図１５は、本発明に係る第４
の実施形態に係るレーザ加工装置の構成を示す図であ
り、図4、１２と同じものまたは同一機能のものは、同
一の符号を付して説明を省略する。なお、レーザ源１_ｉ
は、直線偏光であるレーザ光２の電場ベクトルが紙面平
行方向のＰ波成分になるように設置された。同図におい
て、６_ａ、６ _ｂは音響光学偏向器であり、電場ベクトル
が平行偏光のレーザ光２の光軸上に設置された。８は０
次回折光（透過光）用のビームダンパである。

【００６９】なお、レーザ光２_ｉおよびレーザ光２
_ｋは、音響光学偏向器６_ａ、６_ｂによるエネルギロスが
発生するため、エネルギ密度、出力密度は図4における
レーザ光２_ｉ、レーザ光２_ｋに対し、それぞれ約１５％
低下する。しかし、エネルギ空間分布などの特性は変化
しないので、出力を調整することにより、図4に示した
装置例１と実質的に同じ加工を行うことができた。

【００７０】（加工例１０）ガラス入り基板を加工する
場合には、次のような手順で行った。先ず、エネルギ密
度を導体層除去エネルギ密度に設定したＣ_ｉ分布のレー
ザ光２_ｉにより導体層を除去した後、Ａ_ｊ分布のレーザ
光２_ｊにより絶縁層を除去し、さらに、Ｂ_ｋ分布のレー
ザ光２_ｋにより穴底の残膜を除去して、ブラインドホー
ルを形成した。この場合、ガルバノミラーを位置決めし
てから、ショット時間が最も長いのは導体層除去時の
０．００１２秒であった。また、絶縁層除去では０．０
０３秒、穴底の残膜除去は０．０００４秒であった。し
たがって、穴底の残膜除去を導体層除去のガルバノミラ
ー移動中に行うことができるため、実質的な加工速度は
図4に示した装置例１と変わらなかった。この結果、１
個のレーザ源１_ｉで図4におけるレーザ源１_ｉとレーザ
源１_ｋの動作を兼用することができるので、装置のコス
トを低減することができた。

【００７１】（装置例５）図１６は、本発明に係る第５
の実施形態に係るレーザ加工装置の構成を示す図であ
り、装置例２、装置例３又は装置例４に係る前述の図
4、１２、１５と同じものまたは同一機能のものは、同
一の符号を付して説明を省略する。

【００７２】これは装置例４において、音響光学装置６
_ａ、６_ｂを配置し、１／２波長板１１と全反射コーナー
ミラー１２および偏光ビームコンバイナ１０を配置する
ことにより、１台のレーザ源１_ｉからレーザ光２_ｉ、レ
ーザ光２_ｋを分離あるいは同軸化するようにしたもので
ある。

【００７３】また、１／２波長板１１、および全反射コ
ーナーミラー１２を光軸から外すことにより、図１５の
場合と同様に、レーザ光２_ｉ、レーザ光２_ｋ（一点鎖
線）を個別に用いて加工を行うこともできる。

【００７４】（加工例１１）装置例５に係るレーザ加工
装置によって樹脂ダイレクト基板（絶縁層の厚さは４０
μｍである。）の加工を、前記装置例３と同様の方法で
行った。これにより、装置例３と同様に穴品質が向上し
た。また、ガルバノミラーの位置決め後のレーザ光
２_ｉ、レーザ光２_ｋをそれぞれ時間をずらせてショット
したが、レーザ光２_ｉの出力を増すことにより、ト−タ
ルパルスショット時間０．００１秒（４０ｋＨｚ、４０
ショト）を維持できた。

【００７５】また、レーザ光を同軸化するための１／２
波長板１１、および全反射コーナーミラー１２を光軸か
ら外すことにより前記装置例３で示したレーザ加工装置
の機能と同等にすることができた。すなわち、１つのレ
ーザ源で装置例３と同じ機能を持たせることができる。
その結果、装置コストの低減を図ることができた。

【００７６】

【発明の効果】本発明によれば、導体層と絶縁層とが交
互に積層されたプリント基板の内部に設けられた導体層
へのブラインドホールの加工方法において、第1のＵＶ
レーザ光のエネルギ密度を、導体層と絶縁層の分解エネ
ルギしきい値よりも高いエネルギ密度にして内部導体層
の直前の絶縁層の途中まで加工し、第2のＵＶレーザ光
のエネルギ密度を、前記内部導体層の分解エネルギしき
い値よりも低く、前記絶縁層の分解エネルギしきい値よ
りも高いエネルギ密度にして前記絶縁層の残りの膜厚を
除去するので、内部導体層を損傷がほとんどない状態で
露出させることができる。

【００７７】すなわち、穴底の絶縁層の残膜を除去でき
るので、デスミア処理工程が不要あるいは、処理時間を
短縮することができる。

【００７８】また、穴底コーナー部の剥離が発生しない
ので、穴品質が向上する。

【００７９】さらに、レーザ光を偏向器を用いて分配す
るように構成したことにより、１台のＵＶレーザ源で、
導体層を加工するためのレーザ光と絶縁層の残膜を除去
するためのＵＶレーザ光の両者を供給できるので、装置
の小型化、低コスト化を実現することができる。

【００８０】また、レーザ光の分配手段と組み合わせて
ＵＶレーザ光とＵＶレーザ光を同軸化するように構成す
ると、２ヘッド構成でＵＶレーザ光２_ｉによるＵＶ加工
とＵＶレーザ光２_ｋによる穴底仕上げを同軸で連続して
行うことができるため、テ−ブル移動回数を減らすこと
ができ、加工時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係るレーザ加工装置
の構成図である。

【図２】本発明による加工部のエネルギ分布と穴の形状
を加工順に示す図である。

【図３】本発明による加工部のエネルギ分布と穴の形状
を加工順に示す図である。

【図4】本発明の第２の実施形態に係るレーザ加工装置
の構成図である。

【図５】本発明による加工部のエネルギ分布と穴の形状
を加工順に示す図である。

【図６】図５のタイミングチャートを示す図である。

【図７】本発明による加工部のエネルギ分布と穴の形状
を加工順に示す図である。

【図８】図７のタイミングチャートを示す図である。

【図９】本発明による加工部のエネルギ分布と穴の形状
およびタイミングチャートである。

【図１０】本発明による加工部のエネルギ分布と穴の形
状およびタイミングチャートである。

【図１１】本発明による加工部のエネルギ分布と穴の形
状およびタイミングチャートである。

【図１２】本発明の第３の実施形態に係るレーザ加工装
置の構成図である。

【図１３】本発明による加工部のエネルギ分布と穴の形
状およびタイミングチャートである。

【図１４】本発明による加工部のエネルギ分布と穴の形
状およびタイミングチャートである。

【図１５】本発明の第４の実施形態に係るレーザ加工装
置の構成図である。

【図１６】本発明の第５の実施形態に係るレーザ加工装
置の構成図である。

【図１７】従来のレーザ加工装置の構成図である。

【図１８】ビーム整形ユニット、コリメータ、アパーチ
ャの作用を示す図である。

【符号の説明】

１，１_ｉ，１_ｊ，１_ｋレーザ発振器２レーザ光３，３_ｉ，３_ｊ，３_ｋコリメータ４，４_ｉ，４_ｊ，４_ｋアパーチャ５，５_ｉ，５_ｊ，５_ｋコーナーミラー１４ミラー１５_ａ，１５_ｂガルバノミラー１６ｆθレンズ３０，３０_ｉ，３０_ｊ，３０_ｋビーム整形ユニット２，２_ｉ，２_ｊ，２_ｋレーザ光Ｚ，Ｚ_ｉ，Ｚ_ｊ，Ｚ_ｋヘッド部

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１４年６月２６日（２００２．６．２
６）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導体層と絶縁層とが交互に積層されたプリ
ント基板の加工方法において、第１の紫外レーザ光のエネルギ空間分布をトップハット
形にし、かつエネルギ密度を導体層と絶縁層の分解エネ
ルギしきい値よりも高いエネルギ密度にして、目的とす
る導体層の直前の絶縁層の途中まで加工し、第２の紫外レーザ光のエネルギ密度を前記絶縁層の分解
エネルギしきい値よりも高く、導体層の分解エネルギし
きい値よりも低いエネルギ密度にして前記の残りの絶縁
層を加工することにより、目的とする導体層を露出させ
ることを特徴とするプリント基板の加工方法。
【請求項２】請求項１に記載の加工方法において、プリント基板を表面の第１層が絶縁層、第２層が導電層
とし、第２の紫外レーザ光のエネルギ空間分布をトップハット
形にし、かつビーム径を第1の紫外レーザ光で形成した
穴の径に一致させたことを特徴とするプリント基板の加
工方法。
【請求項３】一つの紫外レーザ源から放射されたビーム
を光偏向器によって二つの方向に分配し、それぞれのエ
ネルギ密度、エネルギ空間分布、ビーム径を個別の設定
手段により設定し、その後両者のビームが同じ光路を進
むようにしたことを特徴とするプリント基板加工装置。
【請求項４】一つの紫外レーザ源から放射されたビーム
を光偏向器によって二つの方向に分配し、その偏向光の
側はビーム径の調整手段により絞って高エネルギの第１
の紫外レーザ光とし、その透過光の側はビーム径の調整
手段により広げて低エネルギの第２の紫外レーザ光と
し、その後両者のビームが同じ光路を進むようにしたこ
とを特徴とする請求項３に記載のプリント基板加工装置
の使用方法。