JP2006202840A

JP2006202840A - 配線基板の製造方法

Info

Publication number: JP2006202840A
Application number: JP2005010503A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Saito; 正好斎藤; Yutaka Hoshikawa; 裕星川
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2005-01-18
Filing date: 2005-01-18
Publication date: 2006-08-03

Abstract

【課題】信頼性の高い配線基板を効率よく製造する方法を提供する。
【解決手段】配線基板の製造方法は、配線パターン１２を有する基板１０に第１のレーザー加工を行って、配線パターン１２の一部を切断すること、及び、その後、第１のレーザー加工と同じレーザー発振器３０を利用して基板１０に第２のレーザー加工を行い、第１のレーザー加工によって基板１０に付着した残渣を除去することを含む。
【選択図】図３

Description

本発明は、配線基板の製造方法に関する。

レーザーを利用してベース基板及び配線パターンを切断することが知られている。このとき、信頼性の高い配線基板を製造するためには、レーザーによる切断加工によって配線基板に付着した残渣を除去することが好ましい。また、配線基板を効率よく製造するためには、残渣を除去する工程を効率よく行うことが好ましい。

本発明の目的は、信頼性の高い配線基板を、効率よく製造する方法を提供することにある。
特表平１０−５０６２０１号公報特表２００１−５０７５１５号公報特表平１１−５０７２９８号公報

（１）本発明に係る配線基板の製造方法は、配線パターンを有する基板に第１のレーザー加工を行って、前記配線パターンの一部を切断すること、及び、その後、
前記第１のレーザー加工と同じレーザー発振器を利用して前記基板に第２のレーザー加工を行い、前記第１のレーザー加工によって前記基板に付着した残渣を除去することを含む。本発明によれば、第２のレーザー加工によって、第１のレーザー加工によって基板に付着した残渣を除去する。また、本発明によれば、１つのレーザー発振器を利用して第１及び第２のレーザー加工を行う。そのため、信頼性の高い配線基板を効率よく製造することができる。
（２）この配線基板の製造方法において、
前記第２のレーザー加工を、前記基板が単位面積あたりに受けるエネルギー量が、前記第１のレーザー加工で前記基板が単位面積あたりに受けるエネルギー量よりも小さくなるように行ってもよい。これによると、基板が損傷を受けないように第２のレーザー加工を行うことができる。そのため、さらに信頼性の高い配線基板を製造することができる。
（３）この配線基板の製造方法において、
前記第２のレーザー加工を、前記基板が受けるレーザーのパワー密度が、前記第１のレーザー加工で前記基板が受けるレーザーのパワー密度よりも小さくなるように行ってもよい。
（４）この配線基板の製造方法において、
前記第１及び第２のレーザー加工では、前記基板とレーザー集光レンズとの距離を変えてもよい。
（５）この配線基板の製造方法において、
前記第１及び第２のレーザー加工では、前記レーザー発振器の出力を変えてもよい。
（６）この配線基板の製造方法において、
前記第１及び第２のレーザー加工では、レーザーの走査速度を変えてもよい。
（７）この配線基板の製造方法において、
前記第２のレーザー加工では、前記配線パターンを避けてレーザーを照射してもよい。
（８）この配線基板の製造方法において、
前記第２のレーザー加工を、反応促進ガスを利用せずに行ってもよい。
（９）この配線基板の製造方法において、
前記第２のレーザー加工では、前記第１のレーザー加工よりも低い温度で前記基板を加工してもよい。

以下、本発明を適用した実施の形態について図面を参照して説明する。ただし、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。

図１〜図６は、本発明を適用した実施の形態に係る配線基板の製造方法について説明するための図である。本実施の形態に係る配線基板の製造方法は、図１に示す、基板１０を用意することを含んでいてもよい。基板１０はベース基板１１を有していてもよい。ベース基板１１の材料や構造は特に限定されず、既に公知となっているいずれかの基板を利用してもよい。ベース基板１１は、フレキシブル基板であってもよく、リジッド基板であってもよい。あるいは、ベース基板１１は、テープ基板であってもよい。ベース基板１１は、積層型の基板であってもよく、あるいは、単層の基板であってもよい。また、ベース基板１１の外形も特に限定されるものではない。また、ベース基板１１の材料についても特に限定されるものではない。ベース基板１１として、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる基板又はフィルムを使用してもよい。あるいは、ベース基板１１としてポリイミド樹脂からなるフレキシブル基板を使用してもよい。フレキシブル基板としてFPC(Flexible Printed Circuit)や、TAB(Tape Automated Bonding)技術で使用されるテープを使用してもよい。基板１０は、図１に示すように、配線パターン１２を有する。配線パターン１２は、ベース基板１１の表面に設けられていてもよい。ベース基板１１が多層基板である場合、配線パターン１２は、ベース基板１１の層間に形成されていてもよい（図示せず）。配線パターン１２の構造や材料は特に限定されず、既に公知となっているいずれかの配線を利用してもよい。例えば、配線パターン１２は、銅（Ｃｕ）、クローム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタンタングステン（Ｔｉ−Ｗ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケルバナジウム（ＮｉＶ）、タングステン（Ｗ）のうちのいずれかを積層して、あるいはいずれかの一層で形成されていてもよい。

本実施の形態に係る配線基板の製造方法は、図２及び図３に示すように、基板１０に第１のレーザー加工を行って、配線パターン１２の一部を切断することを含む。本工程では、配線パターン１２を切断するとともに基板１０（ベース基板１１）に開口２０を形成してもよい（図２参照）。このとき、開口２０は、ベース基板１１を貫通する貫通穴であってもよい。あるいは、開口は、ベース基板１１を貫通しない凹部であってもよい。また、第１のレーザー加工では、ベース基板１１に開口を形成しないように、配線パターン１２（のみ）を切断してもよい。なお、図２は、第１のレーザー加工終了後の基板１０の一部拡大図である。

本実施の形態に係る配線基板の製造方法では、図３に示すように、レーザー発振器３０を利用して第１のレーザー加工を行う。図３に示すように、レーザー発振器３０から発振されたレーザー３２を、レーザー集光レンズ３４によって集光し、レーザーのパワー密度を高め、基板１０（配線パターン１２）に照射して、レーザー加工を行ってもよい。このとき、レーザー発振器３０の出力、基板１０が受けるレーザーのパワー密度、レーザー３２の走査速度等を制御することによって、配線パターン１２を切断してもよい。すなわち、上記いずれかの要素を制御することによって、基板１０に、配線パターン１２が切断されるに足るエネルギーを与えてもよい。あるいは、上記いずれかの要素を制御して、基板１０に、配線パターン１２が切断されるとともに開口２０が形成されるに足るエネルギーを与えてもよい。なお、レーザーのパワー密度とは、レーザーの出力をレーザーの断面積で割った値である。レーザーのパワー密度が大きくなるほど、レーザー加工の加工効率が高くなる。また、レーザー３２の走査速度は、レーザー発振器３０の移動速度を調整することで制御してもよい。レーザー発振器３０がパルスレーザーを発振する発振器の場合、レーザー３２の走査速度は、パルスレーザーのレーザーパルス発生間隔を調整することによって制御してもよい。なお、第１のレーザー加工で利用されるレーザー３２は特に限定されるものではなく、既に公知となっているいずれかのレーザーを利用してもよい。具体的には、レーザー３２として、固体レーザー、気体レーザー、液体レーザー、半導体レーザーのうち、穴あけ加工に適したいずれかのレーザーを利用してもよい。さらに具体的には、レーザー３２として、ＹＡＧレーザーの３倍又は４倍波、あるいは炭酸ガスレーザーを利用してもよい。また、レーザー発振器３０は、パルス波あるいは連続波のいずれを発振する発振器であってもよい。

一般的に、レーザー加工では、図４に示すように、レーザー加工対象物５２に残渣５５が付着することがあった。残渣５５は、レーザー加工によって除去された部材が、レーザー加工対象物５２に付着したものである。残渣５５は、図４に示すように、レーザー照射領域５０の周囲に付着することが多い。本実施の形態に係る配線基板の製造方法でも、図２に示すように、基板１０には残渣２２が付着することがある。すなわち、残渣２２は、第１のレーザー加工によって基板１０に付着した残渣であるといえる。ここで、第１のレーザー加工が配線パターン１２の一部を切断する工程であることから、残渣２２には、配線パターン１２を構成する物質が含まれる。すなわち、残渣２２は、導電性の物質を含んでいる。そのため、配線パターン１２間に残渣２２が付着している場合、残渣２２の影響を受けて隣り合う配線間の絶縁抵抗値が低下することがあった。このことから、信頼性の高い配線基板を形成するためには、基板１０（特に配線パターン１２の間）から残渣２２を除去することが好ましい。ただし、基板１０は配線基板の一部を構成する部品であり、信頼性の高い配線基板を製造するためには、基板１０（ベース基板１１）に損傷を与えないことが重要である。また、配線パターン１２は配線基板の一部を構成する部品であり、電気的な接続に利用される場合があることから、信頼性の高い配線基板を製造するためには、配線パターン１２の電気的な信頼性を確保することが重要である。すなわち、信頼性の高い配線基板を製造するためには、基板１０（ベース基板１１及び配線パターン１２）に与える損傷を小さくしつつ、残渣２２を除去することが望まれる。

本実施の形態に係る配線基板の製造方法は、基板１０に第２のレーザー加工を行い、図５に示すように、基板１０から残渣２２を除去することを含む。なお、残渣２２は、第１のレーザー加工によって基板１０に付着した残渣であるといえる。第２のレーザー加工は、第１のレーザー加工で利用したレーザー発振器３０を利用して行う。本実施の形態に係る配線基板の製造方法によると、１つのレーザー発振器３０を利用して第１及び第２のレーザー加工を行うため、既存の設備を利用して、効率よく、信頼性の高い配線基板を製造することができる。また、配線基板の製造装置の省スペース化にも資するものである。

本実施の形態に係る配線基板の製造方法では、第２のレーザー加工を、基板１０が単位面積あたりに受けるエネルギー量が、第１のレーザー加工で基板１０が単位面積あたりに受けるエネルギー量よりも小さくなるように行ってもよい。これにより、第１及び第２のレーザー加工で同じレーザー発振器３０を利用した場合であっても、第２のレーザー加工では、基板１０の損傷を防止することが可能になる。このとき、第２のレーザー加工を、基板１０が受けるレーザーのパワー密度が、第１のレーザー加工で基板１０が受けるレーザーのパワー密度よりも小さくなるように行ってもよい。レーザーのパワー密度を小さくすることで、基板１０に損傷を与えずに第２のレーザー加工を行うことができる。第１及び第２のレーザー加工では、基板１０とレーザー集光レンズ３４との距離を変えてもよい。すなわち、レーザー３２の焦点が基板１０に合っていない状態で、第２のレーザー加工を行ってもよい。これによると、基板１０表面でのレーザーの断面積が大きくなり、レーザー発振器３０の出力を変えることなくレーザーのパワー密度を小さくすることができる。さらに、本方法によればレーザー照射範囲が広くなるため、一度のレーザー照射によって広範囲の残渣２２を除去することができる。そのため、信頼性の高い配線基板を効率よく製造することができる。なお、第１及び第２のレーザー加工では、レーザー発振器３０の出力を変えてもよく、これにより、レーザーのパワー密度を変えてもよい。あるいは、第１及び第２のレーザー加工では、レーザーの走査速度を変えてもよい。レーザーの走査速度を変えることで、基板１０が受けるエネルギー量を制御してもよい。さらに、第２のレーザー加工では、配線パターン１２を避けてレーザーを照射してもよい。これにより、配線パターン１２に損傷を与えることなく、必要十分な領域で残渣２２を除去することができるため、信頼性の高い配線基板を製造することができる。また、第２のレーザー加工を、反応促進ガスを利用せずに行ってもよい。これにより第２のレーザー加工における基板１０の加工状態を制御し、もって、基板１０に損傷を与えないように残渣２２を除去してもよい。なお、第２のレーザー加工は、第１のレーザー加工よりも低い温度で基板１０を加工してもよい。これにより、基板１０に損傷を与えることなく残渣２２を除去することができる。なお、第２のレーザー加工では、上記のいずれかの方法を自由に組み合わせて、基板１０の加工を行ってもよい。

そして、基板１０の一部を打ち抜く工程や検査工程等を経て、図６に示す配線基板１を製造してもよい。ただし、配線パターン１２の一部が切断された状態の基板１０を指して、配線基板と称してもよい。また、図７には、配線基板１を有する電子モジュール１０００を示す。電子モジュール１０００を示す。電子モジュール１０００は、表示デバイスであってもよい。表示デバイスは、例えば液晶表示デバイスやＥＬ（Electrical Luminescence）表示デバイスであってもよい。また、配線基板１を有する電子機器として、図８にノート型パーソナルコンピュータ２０００を、図９に携帯電話３０００を、それぞれ示す。

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

図１は、本発明を適用した実施の形態に係る配線基板の製造方法について説明するための図である。図２は、本発明を適用した実施の形態に係る配線基板の製造方法について説明するための図である。図３は、本発明を適用した実施の形態に係る配線基板の製造方法について説明するための図である。図４は、本発明を適用した実施の形態に係る配線基板の製造方法について説明するための図である。図５は、本発明を適用した実施の形態に係る配線基板の製造方法について説明するための図である。図６は、本発明を適用した実施の形態に係る配線基板の製造方法について説明するための図である。図７は、本発明を適用した実施の形態に係る方法で製造した配線基板を有する電子モジュールを示す図である。図８は、本発明を適用した実施の形態に係る方法で製造した配線基板を有する電子部品を示す図である。図９は、本発明を適用した実施の形態に係る方法で製造した配線基板を有する電子部品を示す図である。

符号の説明

１０…基板、１１…ベース基板、１２…配線パターン、２０…開口、２２…残渣、３０…レーザー発振器、３２…レーザー、３４…レーザー集光レンズ

Claims

配線パターンを有する基板に第１のレーザー加工を行って、前記配線パターンの一部を切断すること、及び、その後、
前記第１のレーザー加工と同じレーザー発振器を利用して前記基板に第２のレーザー加工を行い、前記第１のレーザー加工によって前記基板に付着した残渣を除去することを含む配線基板の製造方法。
請求項１記載の配線基板の製造方法において、
前記第２のレーザー加工を、前記基板が単位面積あたりに受けるエネルギー量が、前記第１のレーザー加工で前記基板が単位面積あたりに受けるエネルギー量よりも小さくなるように行う配線基板の製造方法。
請求項１又は請求項２記載の配線基板の製造方法において、
前記第２のレーザー加工を、前記基板が受けるレーザーのパワー密度が、前記第１のレーザー加工で前記基板が受けるレーザーのパワー密度よりも小さくなるように行う配線基板の製造方法。
請求項１から請求項３のいずれかに記載の配線基板の製造方法において、
前記第１及び第２のレーザー加工では、前記基板とレーザー集光レンズとの距離を変える配線基板の製造方法。
請求項１から請求項４のいずれかに記載の配線基板の製造方法において、
前記第１及び第２のレーザー加工では、前記レーザー発振器の出力を変える配線基板の製造方法。
請求項１から請求項５のいずれかに記載の配線基板の製造方法において、
前記第１及び第２のレーザー加工では、レーザーの走査速度を変える配線基板の製造方法。
請求項１から請求項６のいずれかに記載の配線基板の製造方法において、
前記第２のレーザー加工では、前記配線パターンを避けてレーザーを照射する配線基板の製造方法。
請求項１から請求項７のいずれかに記載の配線基板の製造方法において、
前記第２のレーザー加工を、反応促進ガスを利用せずに行う配線基板の製造方法。
請求項１から請求項８のいずれかに記載の配線基板の製造方法において、
前記第２のレーザー加工では、前記第１のレーザー加工よりも低い温度で前記基板を加工する配線基板の製造方法。