JP2004356482A - プリント配線板の孔づまり修正方法及び修正装置並びにプリント配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プリント配線板の製造工程途中での外観検査、異物除去、修正を効率よく実施するための、プリント配線板の孔づまり修正方法及び修正装置並びにプリント配線板の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明のプリント配線板の孔づまり修正装置は、プリント配線板のＸ−Ｙ移動を司るＸ−Ｙテーブル１０と、プリント配線板の貫通孔もしくはスルーホールの孔づまり等の検査を行う外観検査手段２０と、前記外観検査手段の検査、位置データにもとづいてレーザービームにて貫通孔もしくはスルーホールの異物等を除去する異物除去手段３０と、装置全体の制御を司る装置制御手段４０とから構成されている。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント配線板の孔づまり修正方法及び修正装置並びにプリント配線板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器の小型化、高密度化に伴い、半導体装置を実装するプリント配線板においても、高密度、高精度の配線層を有する多層プリント配線板が要求されている。高密度、高精度の配線層を形成するために、プリント配線板は多層化され、配線層の線幅も小さくなり、配線層間の接続に用いられるスルーホール、ビアホールはより小さい穴径とすることが求められている。
【０００３】
このような状況の中で、プリント配線板製造工程途中でスルーホールの孔づまり等が発生し、最終工程まで進み、多層プリント配線板が作製され、最後の検査工程でスルーホールの孔づまり等の不良が発見され、多層プリント配線板としては不良品扱いになるという問題が多々発生している。
このような問題を少しでも解消するために、スルーホール等の加工孔をクリーニングする方法及びクリーニング装置（例えば、特許文献１参照）が提案されている。これは、図７に示すように、絶縁基材の所定位置に形成されたスルーホール等を形成するためのレーザー加工等により形成した貫通孔に、ブロー噴出装置の吹き出し口よりコアンダ効果を用いたブローで圧縮空気を高速で全面に付き付けることで、貫通孔内部及び表面の異物を吹き飛ばすというものである。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−２９４９０６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の方法では、貫通孔内部に付着した除去され易い異物と除去され難い異物のうち、特に粘着性を有する異物等は完全に除去することは難しい。
本発明は上記問題点に鑑み考案されたもので、プリント配線板の製造工程途中での外観検査、異物除去、修正を効率よく実施するための、プリント配線板の孔づまり修正方法及び修正装置を提供し、プリント配線板の製造工程の効率化及び歩留まり向上を計ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に於いて上記課題を達成するために、まず請求項１においては、プリント配線板のスルーホールを形成するための貫通孔もしくはスルーホール径よりも小さいレーザービームを前記貫通孔もしくはスルーホール内に設けられた少なくとも一つ以上の仮説円に沿って順次レーザービームを照射して貫通孔もしくはスルーホール内の異物を除去することを特徴とするプリント配線板の孔づまり修正方法としたものである。
【０００７】
また、請求項２においては、少なくともプリント配線板の貫通孔もしくはスルーホールの孔づまり等の検査を行う外観検査手段と、前記外観検査手段の検査データを元にレーザービームにて貫通孔もしくはスルーホールの異物等を除去する異物除去手段と、Ｘ−Ｙテーブルと、装置制御手段とを備えていることを特徴とするプリント配線板の孔づまり修正装置としたものである。
【０００８】
また、請求項３においては、前記レーザービームは波長２１２〜１３１２ｎｍのレーザー光を用いていることを特徴とする請求項２に記載のプリント配線板の孔づまり修正装置としたものである。
【０００９】
さらにまた、請求項４においては、請求項１に記載のプリント配線板の孔づまり修正方法及び請求項２または３に記載のプリント配線板の孔づまり修正装置を用いて、プリント配線板の一連の製造工程の中で、貫通孔形成工程後、スルーホールめっき工程後、ソルダーレジスト形成工程後の中間工程で各々孔づまり検査、修正を行って、プリント配線板を作製することを特徴とするプリント配線板の製造方法としたものである
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態につき説明する。
本発明のプリント配線板の孔づまり修正方法の一実施例を図１（ａ）〜（ｃ）に示す。
本発明のプリント配線板の孔づまり修正方法は、多層プリント配線板の製造工程で、スルーホールを形成するための貫通孔もしくはスルーホール径よりも小さいレーザービームを前記貫通孔もしくはスルーホール内に設けられた少なくとも一つ以上の仮説円に沿って順次レーザービームを移動して貫通孔もしくはスルーホール内の異物を除去する方法である。
【００１１】
本発明のプリント配線板の孔づまり修正方法の一事例について、図１（ａ）〜（ｃ）の図面を用いて説明する。
図１（ａ）は、プリント配線板に形成された貫通孔もしくはスルーホールの模式拡大平面図である。
まず、貫通孔もしくはスルーホールの直径をＲとした時、Ｒよりもわずかに小さい仮説円３３を中心が略一致するよう設定し、この仮説円３３に沿って内接するよう、貫通孔もしくはスルーホール径よりも小さいレーザービーム３４を順次移動しながら照射する。レーザービーム３４が少なくとも仮説円を一周したところで、仮説円３３に対する異物除去動作を終了する（図１（ｂ）参照）。
ここでは、レーザービーム３４を１２分割して１周照射した場合の事例を示したが、レーザービーム３４の分割数、何周照射するかに付いては特に制限されるものではない。貫通孔もしくはスルーホール径、深さ、レーザービーム径、異物等の種類によって、レーザービーム照射条件が変わるからである。
レーザービーム３４の径は貫通孔もしくはスルーホール径よりも小さいことが必須条件で、好ましくは貫通孔もしくはスルーホール径の１／２前後が好適である。
【００１２】
さらに、仮説円３３の内側に中心を略一致させた仮説円３３ａを設定し、上記と同様にこの仮説円３３ａに沿って内接するよう、貫通孔もしくはスルーホール径よりも小さいレーザービーム３４を順次移動しながら照射する。レーザービーム３４が少なくとも一周したところで、貫通孔もしくはスルーホールに対する異物除去動作を終了する（図１（ｃ）参照）。
ここでは、レーザービーム３４を７分割して１周照射した場合の事例を示したが、レーザービーム３４の分割数、何周照射するかに付いては特に制限されるものではない。
レーザービーム３４の径は貫通孔もしくはスルーホール径よりも小さいことが必須条件で、好ましくは貫通孔もしくはスルーホール径の１／２前後が好適である。
【００１３】
本発明のプリント配線板の孔づまり修正方法の他の事例について、図２（ａ）〜（ｃ）の図面を用いて説明する。
図２（ａ）は、プリント配線板に形成された貫通孔もしくはスルーホールの模式拡大平面図である。
まず、貫通孔もしくはスルーホールの直径をＲとした時、Ｒよりもわずかに小さい仮説円３３を中心が略一致するよう設定し、この仮説円３３に沿って、貫通孔もしくはスルーホール径よりも小さいレーザービーム３４を内接するよう順次移動しながら照射し、少なくとも仮説円３３を一周したところで、仮説円３３に対する異物除去動作を終了する（図１（ｂ）参照）。
ここでは、レーザービーム３４を１２分割して１周照射した場合の事例を示したが、レーザービーム３４の分割数、何周照射するかに付いては特に制限されるものではない。貫通孔もしくはスルーホール径、深さ、レーザービーム径、異物等の種類によって、レーザービーム照射条件が変わるからである。
レーザービーム３４の径は貫通孔もしくはスルーホール径よりも小さいことが必須条件で、好ましくは貫通孔もしくはスルーホール径の１／２前後が好適である。
【００１４】
さらに、仮説円３３の内側に中心を略一致さえた仮説円３３ａを設定し、この仮説円３３ａとほぼ同じ径のレーザービーム３５を少なくとも１ショットで貫通孔もしくはスルーホール内を照射し、貫通孔もしくはスルーホールに対する異物除去動作を終了する（図１（ｃ）参照）。
この事例は、仮説円３３ａ設定後のレーザービームを仮説円３３ａと同じ径にして、異物除去の効率化を目指したものである。
仮説円３３で大方の異物が除去されているため、仮説円３３ａではこのような単発ショットのレーザービームを少なくとも１回以上照射してやれば、効率よく照射できる。
【００１５】
本発明のプリント配線板の孔づまり修正方法の他の事例について、図３（ａ）及び（ｂ）の図面を用いて説明する。
図３（ａ）は、プリント配線板に形成された貫通孔もしくはスルーホールの模式拡大平面図である。
貫通孔もしくはスルーホールの直径をＲとした時、Ｒよりもわずかに小さい仮説円３３を設定し、この仮説円３３に沿って、貫通孔もしくはスルーホール径よりも小さいレーザービーム３６を順次移動しながら照射し、少なくとも一周したところで、貫通孔もしくはスルーホールに対する異物除去動作を終了する（図３（ｂ）参照）。
ここでは、レーザービーム３６を８分割して１周照射した場合の事例を示したが、レーザービーム３６の分割数、何周照射するかに付いては特に制限されるものではない。貫通孔もしくはスルーホール径、深さ、レーザービーム径、異物等の種類によって、レーザービーム照射条件等によってレーザービームの加工条件が変わるからである。
この事例では、仮説円３３を設定後レーザービーム径を貫通孔もしくはスルーホール径の約１／２の径にして、異物除去の効率化を目指したものである。
この方法によれば、仮説円の設定と仮説円に沿ってのレーザービーム照射がそれぞれ１回で済むため、さらに異物除去の効率化が図れる。
【００１６】
上記したように、本発明のプリント配線板の孔づまり修正方法を、後記するプリント配線板の製造工程、特に貫通孔形成後、スルーホールめっき工程後、ソルダーレジスト形成工程後に、適用すると作業効率及びプリント配線板の歩留まりを向上することができる。
【００１７】
請求項２に係るプリント配線板の孔づまり修正装置１００は、図４に示すように、プリント配線板のＸ−Ｙ方向の移動を司るＸ−Ｙテーブル１０と、プリント配線板の貫通孔もしくはスルーホールの孔づまり等の検査を行う外観検査手段２０と、前記外観検査手段で得られた検査、位置データにもとづいてレーザービームにて貫通孔もしくはスルーホールの異物等を除去する異物除去手段３０と、装置全体の制御を司る装置制御手段４０とから構成されている。
【００１８】
Ｘ−Ｙテーブル１０は、プリント配線板のＸ−Ｙ方向の移動を行うもので、中央部がくり貫かれた枠構造になっており、固定用吸着台１１にてプリント配線板をＸ−Ｙテーブル１０に固定し、下部に透過照明用のバックライトを備えている。
【００１９】
外観検査手段２０は、プリント配線板の貫通孔もしくはスルーホールの孔づまり等の検査を行うもので、ＣＣＤカメラ２１、光学系及び反射照明２２から構成されている。
【００２０】
異物除去手段３０は、レーザー発振器３１、レーザーヘッド３２で構成されており、外観検査手段２０で得られた検査、位置データにもとづいて上述したプリント配線板の孔づまり修正方法にて貫通孔もしくはスルーホールの異物等を除去するものである。
このように、プリント配線板の孔づまり修正装置１００は、外観検査手段２０と異物除去手段３０とが同一装置内に構成されているため、孔づまり修正を効率良く行うことができる。
【００２１】
装置制御手段４０は、Ｘ−Ｙテーブル１０、外観検査手段２０、異物除去手段３０、データ処理装置４１及び検出・判定装置４２の操作、制御を行っている。
【００２２】
上記プリント配線板の孔づまり修正方法及び孔づまり修正装置１００を用いたプリント配線板の孔づまり修正について説明する。
まず、プリント配線板の貫通孔もしくはスルーホール位置データを装置制御手段４０に入力、登録する。
次に、固定用吸着台１１にてプリント配線板をＸ−Ｙテーブル１０上に固定する。ここで、固定用吸着台１１は配管にて真空ポンプまたは吸着ブロワーに接続されており、固定用吸着台１１の表面には吸着孔があり、真空吸着にてプリント配線板は固定用吸着台１１に固定される。
【００２３】
次に、バックライトが点灯している状態で、あらかじめ入力されたスルーホール位置データにもとづいて、Ｘ−Ｙテーブル１０を順次移動、停止させて、外観検査手段２０にてプリント配線板の貫通孔もしくはスルーホールの孔づまり等の検査を行って、検査結果は検出・判定装置４２に保存される。
【００２４】
次に、プリント配線板の貫通孔もしくはスルーホールの孔づまりと判定された貫通孔もしくはスルーホールの位置データにもとづいて、外観検査手段２０にて孔づまり状態を確認する。
ここで、パターンマッチングのソフトウェアをもった画像処理装置４１により、確認された貫通孔もしくはスルーホールの円弧をもとに、貫通孔もしくはスルーホールの中心位置データ及び仮説円が作製され、装置制御手段４０に保存される。
【００２５】
次に、貫通孔もしくはスルーホールの中心位置データにもとづいて、Ｘ−Ｙテーブル１０を順次移動、停止させて、異物除去手段３０にて上述した方法で、プリント配線板の貫通孔もしくはスルーホールの孔づまりを除去、修正する。さらに、異物除去手段３０は上下にも移動し、レーザーヘッドとプリント配線板の距離を狭める方向で調整し、同様の異物除去、修正動作を繰り返して、プリント配線板の板厚が厚くなっても対応できるようになっている。
ここで、Ｘ−Ｙテーブル１０を移動する際貫通孔もしくはスルーホールの中心位置データと異物除去手段３０のレーザービームの中心位置が一致するようにあらかじめ調整されている。
【００２６】
また、仮説円及びレーザー種類、レーザービーム径、レーザーショット分割数については、プリント配線板の構成（絶縁基材の材質、板厚等）、貫通孔もしくはスルーホール径、異物の種類に応じて、あらかじめ加工条件がソフト的に設定され、プログラム化されており、その都度選択できるようになっている。
また、異物除去手段３０にて用いるレーザービームは、波長２１２〜１３１２ｎｍのレーザー光を加工条件に合わせて、その都度選択できるようになっている。
【００２７】
このように、貫通孔もしくはスルーホールの異物除去、修正に波長２１２〜１３１２ｎｍのレーザー光を用いているため、貫通孔もしくはスルーホール径、異物の種類に応じて、レーザー波長を適宜選択でき、０．２ｍｍ以下の微細な貫通孔もしくはスルーホールに対しても異物除去が可能となり、異物除去、修正時間を短縮できる。
さらに、貫通孔もしくはスルーホール内壁と隙間があくよう貫通孔もしくはスルーホール径よりも小さい仮説円を設定し、仮説円に沿ってレーザービームが移動し、異物除去を行うので、貫通孔もしくはスルーホールの内壁をレーザービームで傷つけるようなダメージを回避できる。
【００２８】
以下請求項４に係る上記記載のプリント配線板の孔づまり修正方法及び上記プリント配線板の孔づまり修正装置を用いて、プリント配線板の一連の製造工程の中で、貫通孔形成工程後、スルーホールめっき工程後、ソルダーレジスト形成工程後の中間工程で各々プリント配線板の孔づまり検査、修正を行って、プリント配線板を作製するプリント配線板の製造方法について説明する。
図５（ａ）〜（ｅ）及び図６（ｆ）〜（ｉ）に、多層板からなるコア基板を用いてビルドアップ法にて多層プリント配線板を作製する製造工程の一例を示す。
まず、コア基板（図５（ａ）参照）の両面に樹脂溶液を塗布するか、プリプレーグを積層するかの方法で絶縁樹脂層５１を形成し、ドリル加工にて貫通孔６１を、レーザー加工にてビア用孔６２をそれぞれ形成し、デスミア、めっき触媒付与及び無電解銅めっきを行って、めっき下地層（特に、図示せず）を形成し、中間工程のプリント配線板５０を作製する（図５（ｂ）参照）。
【００２９】
次に、中間工程のプリント配線板５０を図４記載のワーク固定用吸着治具１１の載置し、真空ポンプまたはブロワーにて真空吸引し、Ｘ−Ｙテーブル１０上に固定する。
次に、中間工程のプリント配線板５０の原点を位置決めし、あらかじめ登録されている貫通孔位置データにもとづいて、Ｘ−Ｙテーブル１０を順次移動、停止の動作を繰り返し、外観検査手段２０にて貫通孔６１の孔づまり状態を検査し、検査結果を検出・判定装置４２に保存する。
【００３０】
次に、孔づまりと判定された中間工程のプリント配線板５０の貫通孔６１は、再度外観検査手段２０にて孔づまりの状態が確認される。その際、画像処理装置４１により、確認された貫通孔６１の円弧をもとに、貫通孔６１の中心位置データ及び仮説円が作製され、装置制御手段４０に保存される。
【００３１】
次に、貫通孔６１の中心位置データ及び仮説円にもとづいて、異物除去手段３０にて上述の孔づまり修正を行って、貫通孔６１の孔づまり検査、修正が終了した中間工程のプリント配線板５０’を得る（図５（ｃ）参照）。
【００３２】
次に、貫通孔６１の検査、修正が終了した中間工程のプリント配線板５０’の両面に感光性ドライフィルムをラミネーターにて貼着して感光層を形成し、パターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行ってめっきレジストパターン７１を形成する（図５（ｄ）参照）。
【００３３】
次に、めっきレジストパターン７１が形成された中間工程のプリント配線板を硫酸銅めっき浴中に浸漬し、めっき下地導電層をカソードにして電解銅めっきを行い、スルーホール８１、フィルドビア８２及び絶縁樹脂層５１上に所定厚の導体層８３を形成し（図５（ｅ）参照）、めっきレジストパターン７１を専用の剥離液で、剥離処理し、中間工程のプリント配線板６０を作製する（図６（ｆ）参照）。
【００３４】
次に、上述した貫通孔６１の孔づまり検査、修正と同様の方法で、中間工程のプリント配線板６０のスルーホール８１の孔づまり検査、修正を行って、スルーホール８１の孔づまり検査、修正が終了した中間工程のプリント配線板６０’を得る（図６（ｇ）参照）。
【００３５】
次に、スルーホール８１の孔づまり検査、修正が終了した中間工程のプリント配線板６０’の両面に、ソルダーレジスト（ＰＳＲ−４０００ ＡＵＳ１２（商品名）、太陽インキ製）を印刷してソルダーレジスト感光層を形成し、パターン露光、現像等の一連のパターニング処理及びベーキングを行って、ソルダーレジスト８１を形成し、中間工程のプリント配線板７０を作製する（図６（ｈ）参照）。
【００３６】
次に、上述した貫通孔６１の孔づまり検査、修正と同様の方法で、中間工程のプリント配線板７０のスルーホール８１の孔づまり検査、修正を行って、スルーホール８１の孔づまり検査、修正が終了したプリント配線板７０’を得る（図６（ｉ）参照）。
このように、貫通孔形成工程後、スルーホールめっき工程後、ソルダーレジスト形成工程後の中間工程で各々プリント配線板の孔づまり検査、修正を行ってプリント配線板を作製することにより、最終検査工程での検査、修正時間を大幅に短縮でき、歩留まり良くプリント配線板を作製できる。
【００３７】
【発明の効果】
上記したように、本発明の多層プリント配線板の修正方法は、貫通孔もしくはスルーホール内に仮説円を設けて、仮説円に沿ってレーザービーム加工するため、貫通孔もしくはスルーホール内壁にダメージを与えることなく、微細な貫通孔もしくはスルーホールでも効率よく、高精度に異物除去ができる。
また、多層プリント配線板の修正装置は、外観検査手段と異物除去手段とが同一装置内に構成されているため、孔づまりの除去、修正を効率良く行うことができる。
また、本発明の多層プリント配線板の修正方法及び装置を用いて、貫通孔形成工程後、スルーホールめっき工程後、ソルダーレジスト形成工程後の中間工程で各々プリント配線板の孔づまり検査、修正を行ってプリント配線板を作製することにより、最終検査工程での検査、修正時間を大幅に短縮でき、歩留まり良くプリント配線板を作製できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は、本発明のプリント配線板の修正方法の一実施例を示す模式平面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、本発明のプリント配線板の修正方法の他の実施例を示す模式平面図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、本発明のプリント配線板の修正方法の他の実施例を示す模式平面図である。
【図４】本発明のプリント配線板の修正装置の一実施例を示す模式構成図である。
【図５】（ａ）〜（ｅ）は、本発明のプリント配線板の製造方法における工程の一部を示す模式構成断面図である。
【図６】（ｆ）及び（ｉ）は、本発明のプリント配線板の製造方法における工程の一部を示す模式構成断面図である。
【図７】プリント配線板のスルーホール等の加工孔をクリーニングする方法の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１０……Ｘ−Ｙテーブル
１１……ワーク固定用吸着台
２０……外観検査手段
２１……ＣＣＤカメラ
２２……反射照明
３０……異物除去手段
３１……レーザー発振器
３２……レーザーヘッド
３３、３３ａ……仮説円
３４、３５、３６……レーザービーム
４０……装置制御手段
４１……画像処理装置
４２……検出・判定装置
５０、６０、７０……中間工程のプリント配線板
５０’、６０’、７０’……異物除去処理済みの中間工程のプリント配線板
５１……絶縁樹脂層
６１……貫通孔
６２……ビア用孔
７１……めっきレジストパターン
８１……スルーホール
８２……フィルドビア
８３……導体層
９１……ソルダーレジスト
１００……プリント配線板の修正装置

Claims (4)

1. プリント配線板のスルーホールを形成するための貫通孔径もしくはスルーホール径よりも小さいレーザービームを前記貫通孔もしくはスルーホール内に設けられた少なくとも一つ以上の仮説円に沿って順次レーザービームを照射して貫通孔もしくはスルーホール内の異物を除去することを特徴とするプリント配線板の孔づまり修正方法。
2. 少なくともプリント配線板の貫通孔もしくはスルーホールの孔づまり等の検査を行う外観検査手段と、前記外観検査手段の検査データを元にレーザービームにて貫通孔もしくはスルーホールの異物等を除去する異物除去手段と、Ｘ−Ｙテーブルと、装置制御手段とを備えていることを特徴とするプリント配線板の孔づまり修正装置。
3. 前記レーザービームは波長２１２〜１３１２ｎｍのレーザー光を用いていることを特徴とする請求項２に記載のプリント配線板の孔づまり修正装置。
4. 請求項１に記載のプリント配線板の孔づまり修正方法及び請求項２または３に記載のプリント配線板の孔づまり修正装置を用いて、プリント配線板の一連の製造工程の中で、貫通孔形成工程後、スルーホールめっき工程後、ソルダーレジスト形成工程後の中間工程で各々プリント配線板の孔づまり検査、修正を行って、プリント配線板を作製することを特徴とするプリント配線板の製造方法。

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