JP2008049398A

JP2008049398A - レーザ穴あけ方法

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Publication number: JP2008049398A
Application number: JP2007166577A
Authority: JP
Inventors: Kazuhisa Otsuka; 和久大塚
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Showa Denko Materials Co Ltd
Priority date: 2006-07-28
Filing date: 2007-06-25
Publication date: 2008-03-06
Anticipated expiration: 2027-06-25
Also published as: JP5162977B2

Abstract

【課題】耐熱性の低いシート状部材に狭いピッチで穴あけを行う場合でも、波打ち変形等の発生を抑制可能なレーザ穴あけ方法を提供する。
【解決手段】本実施形態にかかるレーザ穴あけ方法では、分割領域ｎ５の穴あけ予定箇所１４に対してレーザ光を照射した後、分割領域ｎ５と隣り合う分割領域ｎ４の穴あけ予定箇所１４をスキップし、分割領域ｎ５から距離が隔てられた分割領域ｎ３の穴あけ予定箇所１４に対してレーザ光を照射する。分割領域ｎ４に対するレーザ光の照射は、分割領域ｎ３，ｎ１，ｎ６の後に実施される。分割領域ｎ５で穴あけ加工を行うと、分割領域ｎ５だけでなく分割領域ｎ４も熱を持つことになるが、分割領域ｎ４には熱を持っているときにはレーザ光を照射せず、降温後にあらためてレーザ光を照射することになる。よって、分割領域ｎ４に熱が蓄積される可能性が低くなり、シート２の変形が抑制される。
【選択図】図２

Description

本発明は、レーザ穴あけ方法に関するものであって、特に印刷配線板の製造工程におけるレーザ穴あけ方法に関する。

従来の印刷配線板の製造方法として、絶縁性の樹脂材料からなる樹脂シートを銅箔で挟んで加熱成型したのち、樹脂シートと銅箔とに穴を形成し、形成した穴に導電ペーストを充填するものが知られている。穴の形成工程では、例えば特許文献１に示されるように、銅箔の穴形成箇所（穴あけ予定箇所に相当）をエッチングにより除去し、この銅箔をマスクとしてマスク開口より大きな径のレーザ光を照射することで樹脂シートに穴あけ加工する、いわゆるコンフォーマル穴あけを行うことがある。また、例えば特許文献２に開示するように、所望の径に絞ったレーザ光をエッチングされていない銅箔に照射し、銅箔と樹脂シートとを同時に穴をあける、いわゆるダイレクト穴あけを行うこともある。そのほか、樹脂シートを加熱成型したのち、レーザ光の照射やドリル等により樹脂シートに穴を形成してから、銅めっきを樹脂シートに施すものも知られている。
特開平８−２７９６７９号公報特開２００１−１３５９１１号公報

上述した方法はいずれも、加熱成型後の硬化した樹脂シートに対して穴をあけるものである。これに対して近年では、加熱成型前の樹脂シートにレーザ光を照射して穴あけ加工を行った後、形成された穴に導電ペーストを充填し、銅箔等で挟み込み加熱成型する方法が用いられてきている。この方法では、樹脂シートの穴形成箇所の並び順に従ってレーザ光を順次照射していくのが一般的である。図１０（ａ）は、この方法により穴あけ加工が施された加熱成型前の樹脂シートを示す斜視図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）に示した加熱成型前の樹脂シートのＸ−Ｘ線断面図である。

図１０に示す樹脂シート２０としては、モノマー等の樹脂原料やアルミ系材料等の充填材やガラスクロスやアラミド不織布等を組み合わせたプリプレグと呼ばれるものが用いられる。このような樹脂シート２０に対して、例えばパルス型炭酸ガスレーザを照射して穴あけ加工をする場合には、波長が約９．４μｍの遠赤外線レーザ光の熱で樹脂及び充填材やガラスクロスを除去することになる。このとき、レーザ光線の中央温度は２０００℃以上と非常に高くなっている。樹脂シート２０は耐熱性が低く、１００℃前後で軟化又は溶融してしまうため、図１０（ａ）に示されるように貫通穴４０を狭いピッチ（例えば約０．３ｍｍ以下のピッチ）で連続形成すると、図１０（ｂ）に示されるように樹脂シート２０が熱の蓄積により波打ってしまうことがある。また、樹脂シート２０に含まれる樹脂が溶融して、隣接する貫通穴４０を塞いでしまうこともある。なお、加熱成型前の樹脂シート２０において波打ち変形が発生し始めるピッチは、穴形成箇所の密集度合いによって、およそ０．４ｍｍから０．２ｍｍまでばらつくことがある。本発明者が波打ち変形した部分を顕微鏡で観察したところ、貫通穴４０が密集した部分では、貫通穴４０間に気泡の発生が見られるなど、樹脂が１００℃を超える温度に熱せられた痕跡が見られた。

このように、樹脂シート２０が波打った状態では、貫通穴４０へ導電性ペーストを充填する時にペースト印刷機のテーブル／シート状材料／スキージの相互の間に隙間ができるなどして、均一な導電性ペーストの充填が困難となる。その結果、導通不良を起こす可能性や、銅箔等との加熱成型後にも波うち変形が残ってしまう可能性が生じ、印刷配線板としては不良品となってしまうことがある。なお、炭酸ガスレーザに代わって、ＹＡＧレーザの第３又は第４高調波を用いた紫外線ＹＡＧ（ＵＶ−ＹＡＧ）レーザを印刷配線板の製造に使用することがあるが、ＵＶ−ＹＡＧレーザは高主力の紫外線を用いるため、樹脂の光化学分解（アブレーション加工）時に高熱が発生する。そのため、実質的には紫外線と熱とによる加工となり、炭酸ガスレーザを用いた場合と同様の問題が生じる。

近年、印刷配線板に実装する半導体パッケージの小型化が進んでおり、例えばＣＳＰなどと呼ばれるパッケージでは、接続バンプのピッチが０．３ｍｍを下回ることがある。また、半導体パッケージの小型化に伴い、高密度接続が可能な配線板のニーズが高まっている。しかしながら従来の方法では、上述したように、穴形成箇所が密集すると波打ち変形等が生じやすくなるため、高密度接続が可能な配線板を製造することが難しい。

そこで本発明は、耐熱性の低いシート状部材に狭いピッチで穴あけを行う場合でも、波打ち変形等の発生を抑制することができるレーザ穴あけ方法を提供することを目的とする。

このような目的を達成するために、本発明者は様々な検討を行った。

樹脂シートを銅箔で挟んで加熱成型した後に穴をあける場合、高速なバースト加工法に代わって、１．５倍程度の時間がかかるサイクル加工法を用いることがある。バースト加工法では、穴形成箇所に数ショットのパルスレーザ光を連続照射し、その穴形成箇所にて穴をあけた後に、次の穴あけ予定箇所にパルスレーザ光を照射する。この方法では穴底側の銅箔に熱が蓄積されやすく、穴底側の銅箔の厚みが薄い場合には、かかる銅箔にダメージを与えてしまうことがある。これに対してサイクル加工法では、全ての穴あけ予定箇所に対して１ショットずつレーザ光を照射する、という工程を複数回繰り返す。この方法では穴あけ予定箇所における熱の蓄積が少なく、穴底側の銅箔へのダメージを抑制することができる。

上述した事実を踏まえ、本発明者は当初、バースト加工法ではなくサイクル加工法を適用すれば、加熱成型前の樹脂シートに狭いピッチで穴あけを行う場合でも、波打ち変形等の発生を抑えられるのではないかと考えた。そこで、穴形成箇所が種々のパターンで設定された加熱成型前の樹脂シートを用意し、バースト加工法とサイクル加工法とで穴あけ加工を試みた。その結果、穴形成箇所の密度（以下、穴密度と呼ぶ）が低い場合には、バースト加工法で穴あけ加工を十分良好に行うことができた。しかしながら、穴密度が高くなると、より具体的には穴形成箇所のピッチが例えば０．０５〜０．３ｍｍになると、バースト加工法で穴あけ加工を良好に行うことが困難となり、サイクル加工法を用いないと樹脂シートが波打つ現象が発生した。また、あるパターンでは、サイクル加工法を用いても樹脂シートが波打ってしまうことが判明した。あるパターンとは、例えば、穴密度が低いエリアの中に、５ｍｍ×５ｍｍ程度の大きさを有し且つ穴形成箇所のピッチが０．２ｍｍ程度と狭くなっている部分、つまり穴密度が高い部分が複数個偏在するパターンであり、このようなパターンは、ＣＳＰ等の小型・高密度パッケージを実装する基板に想定されるものである。

一般に印刷配線板用のレーザ加工機は、ＸＹテーブルによる５００ｍｍ程度の広い移動と、ガルバノスキャナによる３０ｍｍ〜５０ｍｍの狭い移動との組合せで動作するようになっている。サイクル加工法では、例えば３０ｍｍ×３０ｍｍのガルバノスキャン範囲内で１ショットの照射を数回繰り返すことになる。このガルバノスキャン範囲内に、５ｍｍ×５ｍｍ程度の大きさを有し且つ穴あけ予定箇所のピッチが極めて狭くなっている部分が複数個偏在すると、１ショットで２０００℃以上になるレーザ光を、短時間に複数回、極めて狭い範囲に照射することになる。これによって樹脂シートに熱が蓄積され、サイクル加工法を用いたにもかかわらず、材料が波打つ現象が発生するのだと本発明者は推測した。

以上のことから本発明者は、以下の発明を完成させるに至った。

すなわち本発明のレーザ穴あけ方法は、シート状部材の複数の穴あけ予定箇所に対してレーザ光を順次照射することにより、穴あけ加工を行うレーザ穴あけ方法であって、複数の穴あけ予定箇所の少なくとも一部については、一の穴あけ予定箇所に対してレーザ光を照射した後、当該一の穴あけ予定箇所から所定の範囲内に位置する穴あけ予定箇所をスキップして、所定の範囲外に位置する穴あけ予定箇所に対してレーザ光を照射することを特徴とするものである。

本発明のレーザ穴あけ方法では、ある穴あけ予定箇所に対してレーザ光を照射すると、この近くに位置する穴あけ予定箇所についてはスキップし、離れたところに位置する穴あけ予定箇所にレーザ光を照射する。したがって、レーザ光の照射により熱を持った領域にレーザ光を照射してしまう、という事態を回避することができ、熱の蓄積を抑えることができる。よって、耐熱性の低いシート状部材に狭いピッチで穴あけを行う場合でも、シート状部材が波打ったり、シート状部材が溶融して隣の穴を塞ぐということが生じにくくなる。

また、本発明のレーザ穴あけ方法では、穴あけ予定箇所について順序を決める準備工程と、準備工程にて決められた穴あけ予定箇所の順序に従って、穴あけ予定箇所にレーザ光を照射する照射工程と、を有し、準備工程は、シート状部材を複数の分割領域に分割する分割工程と、分割工程にて分割された分割領域について順序を決定する第１の順序決定工程と、第１の順序決定工程にて決定された分割領域の順序に従って、穴あけ予定箇所の順序を決定する第２の順序決定工程と、を含み、複数の分割領域のうち少なくとも一部は穴あけ予定箇所を含んでおり、第１の順序決定工程では、隣り合う分割領域同士については分割領域の順序を非連続とすることが好ましい。

この場合には、隣り合う分割領域にレーザ光を続けて照射することが抑制されるので、シート状部材に熱が蓄積されることをより確実に抑制できる。

また、本発明のレーザ穴あけ方法では、分割工程は、シート状部材を複数の分割領域に分割すると共に、隣り合う分割領域同士が同一のグループに属するように、複数の分割領域を複数のグループに分類し、第１の順序決定工程は、分割領域について、グループ内における優先順序を決定する第１工程と、第１工程にて決定された優先順序に従って分割領域の順序を決定する第２工程と、を含み、第２工程では、優先順序が同一であり且つ属するグループが異なる分割領域同士については分割領域の順序を連続させることが好ましい。

この場合には、あるグループに属する一部の分割領域にレーザ光を照射したら、次は他のグループに属する一部の分割領域にレーザ光を照射する、ということが可能となる。各グループは隣り合う分割領域で構成されているため、属するグループが異なる分割領域同士は、十分な間隔を有する可能性が高くなる。よって、近隣に位置する分割領域にレーザ光を続けて照射することが抑制されるので、シート状部材における波打ち変形等の発生を抑制することができる。

また、本発明のレーザ穴あけ方法では、複数の分割領域は、シート状部材を列状に分割してなる領域であることが好ましい。また、複数の分割領域は、シート状部材を格子状に分割してなる領域であることが好ましい。この場合、分割領域が規則的に並ぶこととなるので、分割領域の位置関係を容易に把握することができる。

また、本発明のレーザ穴あけ方法では、シート状部材における穴あけ予定箇所の分布状況を検出する検出工程を更に含み、分割工程では、検出工程にて検出された穴あけ予定箇所の分布状況に基づいて、シート状部材の一部を複数の分割領域に分割することが好ましい。この場合、例えば穴あけ予定箇所が密集したエリアのみを対象として、上記した手順で穴あけ加工を行うことが可能となる。

また、本発明のレーザ穴あけ方法では、シート状部材が、樹脂を含む混合物からなることが好ましい。また、本発明のレーザ穴あけ方法では、レーザ光は、パルス型炭酸ガスレーザ又は紫外線ＹＡＧレーザであることが好ましい。この場合には、シート状部材の波打ち変形等をより確実に抑制することができる。

本発明によれば、耐熱性の低いシート状部材に狭いピッチで穴あけを行う場合でも、波打ち変形等の発生を抑制可能なレーザ穴あけ方法を提供することができる。

以下、本発明に係るレーザ穴あけ方法の好適な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明では、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態にかかるレーザ穴あけ方法により穴あけされたシートを示す斜視図である。図２は、第１実施形態にかかるレーザ穴あけ方法を説明するための図である。

本実施形態にかかるレーザ穴あけ方法は、シート（シート状部材）２に予め定めた穴あけ予定箇所１４にレーザ光を照射することにより、貫通穴４（穴）を形成するものである。本実施形態において、シート２は樹脂を含む混合物からなるシートである。穴あけ予定箇所１４は、６行６列に所定の配列ピッチＤで配列されている。

本実施形態にかかるレーザ穴あけ方法では、３６個の穴あけ予定箇所１４の一部については、一の穴あけ予定箇所１４に対してレーザ光を照射した後、当該一の穴あけ予定箇所１４から所定の範囲内に位置する穴あけ予定箇所１４をスキップして、所定の範囲外に位置する穴あけ予定箇所１４に対してレーザ光を照射する。ここで、本実施形態における「一の穴あけ予定箇所１４から所定の範囲内」に位置する穴あけ予定箇所１４とは、「一の穴あけ予定箇所１４の周辺領域であって、一の穴あけ予定箇所１４にレーザ光を照射したときに当該照射による熱の影響を受ける領域」に位置する予定箇所１４を指し、より具体的には「一の穴あけ予定箇所１４が含まれる分割領域と隣り合う分割領域」に位置する穴あけ予定箇所１４を指す。以下、本実施形態にかかるレーザ穴あけ方法について詳しく説明する。

まず、３６個の穴あけ予定箇所１４について順序を決める（準備工程）。かかる順序を決めるにあたって、図２（ａ）に示すように、シート２を複数の分割領域に分割する（分割工程）。分割領域はシート２を列状に分割してなるものであり、より具体的には、シート２をｎ１〜ｎ６行と対応するように６つに分割した領域である。以降、ｎ１〜ｎ６行に位置する分割領域をそれぞれ分割領域ｎ１〜ｎ６と呼ぶこととする。分割領域ｎ１〜ｎ６にはそれぞれ、ｍ１〜ｍ６列に位置する６つの穴あけ予定箇所１４が含まれている。

シート２を分割領域ｎ１〜ｎ６に分割したのち、図２（ｂ）に示すように、分割領域ｎ１〜ｎ６を複数のグループに分類する。このとき、隣り合う分割領域同士が同一のグループに属するようにする。より具体的には、隣接する２つの分割領域が一つのグループに含まれるよう、シート２を２行ずつに区切る。これにより、分割領域ｎ５，ｎ６はグループＡ１に属し、分割領域ｎ３，ｎ４はグループＡ２に属し、分割領域ｎ１，ｎ２はグループＡ３に属することとなる。

分割領域ｎ１〜ｎ６をグループＡ１〜Ａ３に分類したのち、分割領域ｎ１〜ｎ６の加工順序（順序）を決定する（第１の順序決定工程）。分割領域ｎ１〜ｎ６の加工順序を決定するにはまず、分割領域ｎ１〜ｎ６それぞれについて、グループＡ１〜Ａ３内における優先順序を決定する（第１工程）。

より具体的には、図２（ｂ）に示すように分割領域ｎ１〜ｎ６の優先順序を決定する。なお、図２（ｂ）中、Ｂ１は優先順序が１番目であることを示し、Ｂ２は優先順序が２番目であることを示す。優先順序の並びはグループＡ１〜Ａ３で共通とする。すなわち、各グループにおいて、下の行に位置する分割領域の優先順序を１番目とし、上の行に位置する分割領域の優先順序を２番目とする。

次に、決定された優先順序に従って、分割領域ｎ１〜ｎ６の加工順序（順序）を決定する（第２工程）。このとき、優先順序が同一であり且つ属するグループが異なる分割領域同士については、加工順序が連続するようにする。一方、隣り合う分割領域同士については、加工順序が非連続となるようにする。

より具体的には、図２（ｃ）に示すように分割領域ｎ１〜ｎ６の加工順序を決定する。図２（ｃ）中、Ｔ１〜Ｔ６は分割領域ｎ１〜ｎ６の加工順序を示す。すなわち、グループＡ１において優先順序が１番目である分割領域ｎ５を１番目とし、グループＡ２において優先順序が１番目である分割領域ｎ３を２番目とし、グループＡ３において優先順序が１番目である分割領域ｎ１を３番目とする。グループＡ１において優先順序が２番目である分割領域ｎ６を４番目とし、グループＡ２において優先順序が２番目である分割領域ｎ４を５番目とし、グループＡ３において優先順序が２番目である分割領域ｎ２を６番目とする。隣り合う分割領域、例えば分割領域ｎ５と分割領域ｎ４とは、順序が１番目、５番目となっており、非連続となっている。

分割領域ｎ１〜ｎ６の加工順序が決定したら、この加工順序に従って、３６個の穴あけ予定箇所１４の加工順序を決定する（第２の順序決定工程）。

より具体的には、穴あけ予定箇所１４の加工順序を、分割領域ｎ１〜ｎ６の加工順序と対応させる。すなわち、分割領域ｎ５の６つの穴あけ予定箇所１４、分割領域ｎ３の６つの穴あけ予定箇所１４、分割領域ｎ１の６つの穴あけ予定箇所１４、分割領域ｎ６の６つの穴あけ予定箇所１４、分割領域ｎ４の６つの穴あけ予定箇所１４、分割領域ｎ２の６つの穴あけ予定箇所１４、の順とする。なお、分割領域ｎ１〜ｎ６それぞれに含まれる６つの穴あけ予定箇所１４については加工順序を問わない。例えば図２に示すｍ１列からｍ６列に向かう順であってもよいし、ｍ６列からｍ１列に向かう順であってもよい。また、ランダムであってもよい。

以上のようにして、３６個の穴あけ予定箇所１４の加工順序を決める。穴あけ予定箇所１４の加工順序を決めるための一連の処理は、レーザ穴あけ機や、レーザ穴あけ機に接続されたＣＡＤにおいて実行される。ＣＡＤに実行させる場合には、ＣＡＤが穴あけ予定箇所１４の位置データを解析するタイミングで実行させることが好ましい。また、レーザ穴あけ機に実行させる場合には、レーザ穴あけ機が穴あけ予定箇所１４の位置をガルバノスキャンに適した座標系に変換するタイミングで実行させることが好ましい。

穴あけ予定箇所１４の加工順序を決定したら、この加工順序に従って、穴あけ予定箇所１４にレーザ光を照射する。レーザ光としては、パルス型炭酸ガスレーザ又は紫外線ＹＡＧレーザを用いることができる。

より具体的には、分割領域ｎ５の６つの穴あけ予定箇所１４にレーザ光を照射したのち、分割領域ｎ３の６つの穴あけ予定箇所１４にレーザ光を照射する。その後、分割領域ｎ１の６つの穴あけ予定箇所１４、分割領域ｎ６の６つの穴あけ予定箇所１４、分割領域ｎ４の６つの穴あけ予定箇所１４、分割領域ｎ２の６つの穴あけ予定箇所１４、の順でレーザ光を照射していく。これにより、シート２に３６個の貫通穴４が形成されることとなる。なお本実施形態では、レーザ光の照射にサイクル加工法を適用することとする。

以上述べたように、本実施形態にかかるレーザ穴あけ方法では、例えば分割領域ｎ５の穴あけ予定箇所１４に対してレーザ光を照射した後、分割領域ｎ５と隣り合う分割領域ｎ４の穴あけ予定箇所１４をスキップし、分割領域ｎ５から距離が隔てられた分割領域ｎ３の穴あけ予定箇所１４に対してレーザ光を照射する。

分割領域ｎ４に対するレーザ光の照射は、分割領域ｎ３，ｎ１，ｎ６の後に実施される。分割領域ｎ５にレーザ光を照射すると、分割領域ｎ５だけでなく分割領域ｎ４も熱を持つことになるが、かかる分割領域ｎ４に対しては、熱を持っているときにはレーザ光を照射せず降温後にあらためてレーザ光を照射することになる。よって、分割領域ｎ４に熱が蓄積される可能性が低くなり、シート２の変形が抑制される。なお、降温後の温度としては、２０００℃未満が好ましく、１０００℃以下がより好ましく、５００℃以下が特に好ましく、１００℃以下が最も好ましい。このような温度となったときにレーザ光が照射されるように、穴あけ予定箇所１４の加工順序、ひいては分割領域ｎ５の加工順序や優先順序を決定する。

また、本実施形態にかかるレーザ穴あけ方法では、穴あけ予定箇所１４の加工順序を決めておき、この加工順序に従って各穴あけ予定箇所１４にレーザ光を照射する。穴あけ予定箇所１４の加工順序は分割領域ｎ１〜ｎ６の加工順序に基づいて決まり、隣り合う分割領域、例えば分割領域ｎ１，ｎ２に設定された加工順序は非連続となっている。したがって、隣り合う分割領域にレーザ光を続けて照射する可能性を低減することができる。

また、本実施形態にかかるレーザ穴あけ方法では、例えばグループＡ１に属する分割領域ｎ５にレーザ光を照射したら、次はグループＡ２に属する分割領域ｎ３にレーザ光を照射する。グループＡ１〜Ａ３それぞれは隣り合う分割領域で構成されているため、属するグループが異なる分割領域同士は、十分な間隔を有する可能性が高くなる。よって、近隣に位置する分割領域にレーザ光を続けて照射する可能性をより確実に低減できる。

（第２実施形態）
図３は、第２実施形態にかかるレーザ穴あけ加工方法を説明するための図である。本実施形態にかかるレーザ穴あけ加工方法では、図３（ａ）に示すように、まず、シート２を複数の分割領域に分割し、一つの分割領域に一つの穴あけ予定箇所１４が含まれるようにする。より具体的には、シート２を６行６列の格子状に分割することで、３６個の分割領域に分割する。

シート２を３６個の分割領域に分割したのち、これらを９つのグループＡ１〜Ａ９に分類する。より具体的には、隣接する４個の分割領域が一つのグループに含まれるよう、シート２を２行２列に区切る。

３６個の分割領域を９つのグループＡ１〜Ａ９に分類したのち、図３（ａ）示すように各分割領域について、各グループ内における優先順序を決定する。なお、図３（ａ）中、Ｂ１〜Ｂ４は優先順序が１〜４番目であることを示す。優先順序の並びはグループＡ１〜Ａ９で共通にする。すなわち、各グループにおいて左下に位置する分割領域の優先順序を１番目とし、右下に位置する分割領域の優先順序を２番目とし、左上に位置する分割領域の優先順序を３番目とし、右上に位置する分割領域の優先順序を４番目とする。

続いて、決定された優先順序に基づき、分割領域の加工順序を決定する。このとき、優先順序が同一であり且つ属するグループが異なる分割領域同士については、加工順序を連続させる、隣り合う分割領域同士については加工順序を非連続とする。３６個の分割領域の順序を図３（ｂ）に示す順とする。なお、図３（ｂ）中、Ｔ１〜Ｔ３６は加工順序が１〜３６番目であることを示す。

３６個の分割領域の加工順序が決定したら、この加工順序に基づき、穴あけ予定箇所１４の加工順序を決定する。そして、決定した加工順序に従って、レーザ光を照射する。一つの分割領域には穴あけ予定箇所１４が一つしか含まれていないため、穴あけ予定箇所１４の加工順序は分割領域の加工順序と同じになる。なお、本実施形態では第１実施形態と同様に、レーザ光の照射にサイクル加工法を適用する。

このようなレーザ穴あけ加工方法においても、隣り合う分割領域に対して続けてレーザ光を照射することがないため、熱の蓄積を抑制することができる。

（第３実施形態）
図４は、第３実施形態にかかるレーザ穴あけ加工方法を説明するための図である。本実施形態にかかるレーザ穴あけ加工方法では、第２実施形態と同様に、シート２を３６個の分割領域に分割する。そして、これらを４つのグループＡ１〜Ａ４に分類する。より具体的には、より具体的には、隣接する９個の分割領域が一つのグループに含まれるよう、シート２を３行３列に区切る。

３６個の分割領域を４つのグループＡ１〜Ａ４に分類したのち、図４（ａ）示すように各分割領域について、各グループ内における優先順序を決定する。なお、図４（ａ）中、Ｂ１〜Ｂ９は優先順序が１〜９番目であることを示す。優先順序の並びはグループＡ１〜Ａ４で共通にする。続いて、決定された優先順序に基づき、分割領域の加工順序を決定する。このとき、優先順序が同一であり且つ属するグループが異なる分割領域同士については、加工順序を連続させる。また、隣り合う分割領域同士については加工順序を非連続とする。３６個の分割領域の加工順序を図４（ｂ）のＴ１〜Ｔ３６に示す順とする。

３６個の分割領域の加工順序が決定したら、この加工順序に基づき、穴あけ予定箇所１４の加工順序を決定する。そして、決定した加工順序に従って、レーザ光を照射する。一つの分割領域には穴あけ予定箇所１４が一つしか含まれていないため、穴あけ予定箇所１４の加工順序は分割領域の加工順序と同じになる。なお、本実施形態では第１実施形態と同様に、レーザ光の照射にサイクル加工法を適用する。このようなレーザ穴あけ加工方法においても、隣り合う分割領域に対して続けてレーザ光を照射することがないため、熱の蓄積を抑制することができる。

（第４実施形態）
図５は、第４実施形態にかかるレーザ穴あけ加工方法を説明するための図である。本実施形態にかかるレーザ穴あけ加工方法では、第１実施形態と同様に、まず、シート２を６個の分割領域に分割する。シート２を６個の分割領域に分割したのち、これらを２つのグループＡ１，Ａ２に分類する。より具体的には、隣接する３つの分割領域が一つのグループに含まれるよう、シート２を３行ずつに区切る。６個の分割領域を２つのグループＡ１，Ａ２に分類したのち、各分割領域について、各グループ内における優先順序を決定する。優先順序の並びはグループＡ１，Ａ２で共通とし、具体的には図５（ａ）示すようにする。

続いて、決定された優先順序に基づき、分割領域の加工順序を決定する。このとき、優先順序が同一であり且つ属するグループが異なる分割領域同士については、加工順序を連続させる。また、隣り合う分割領域同士については加工順序を非連続とする。６個の分割領域の加工順序を図５（ｂ）に示す順とする。

６個の分割領域の加工順序が決定したら、この順序に基づき、３６個の穴あけ予定箇所１４の加工順序を決定する。より具体的には、穴あけ予定箇所１４の順序を、分割領域ｎ４の６つの穴あけ予定箇所１４、分割領域ｎ１の６つの穴あけ予定箇所１４、分割領域ｎ５の６つの穴あけ予定箇所１４、分割領域ｎ２の６つの穴あけ予定箇所１４、分割領域ｎ６の６つの穴あけ予定箇所１４、分割領域ｎ３の６つの穴あけ予定箇所１４、の順とする。なお、各分割領域に含まれる６つの穴あけ予定箇所１４については加工の順序を問わない。

決定した穴あけ予定箇所１４の加工順序に従って、穴あけ予定箇所１４にレーザ光を照射する。なお、本実施形態では第１実施形態と同様に、レーザ光の照射にサイクル加工法を適用する。このようなレーザ穴あけ加工方法においても、隣り合う領域に対して、連続して穴あけ加工を行うことがないため、レーザ光照射により熱を持っている部分に更にレーザ光を照射してしまう可能性が低くなる。よって、シート２に狭いピッチで穴あけを行う場合でも、熱の蓄積によるシート２の変形が抑制される。

（第５実施形態）
図６は、第５実施形態にかかるレーザ穴あけ加工方法を説明するための図である。本実施形態にかかるレーザ穴あけ加工方法では、第３実施形態と同様に、シート２を３６個の分割領域に分割する。そして、これらを６つのグループＡ１〜Ａ６に分類する。より具体的には、隣接する６つの分割領域が一つのグループに含まれるよう、シート２を２行３列に区切る。

３６個の分割領域を６つのグループＡ１〜Ａ６に分類したのち、各分割領域について、各グループ内における優先順序を決定する。優先順序の並びはグループＡ１〜Ａ６で共通とし、具体的には図６（ａ）示すようにする。続いて、決定された優先順序に基づき、分割領域の加工順序を決定する。このとき、優先順序が同一であり且つ属するグループが異なる分割領域同士については、加工順序を連続させる。また、隣り合う分割領域同士については加工順序を非連続とする。３６個の分割領域の順序を図６（ｂ）のＴ１〜Ｔ３６に示す順とする。

（第６実施形態）
図７は、第６実施形態にかかるレーザ穴あけ加工方法を説明するための図である。本実施形態にかかるレーザ穴あけ加工方法では、第２実施形態と同様に、シート２を３６個の分割領域に分割する。そして、これらを４つのグループＡ１〜Ａ４に分類する。より具体的には、隣接する９個の分割領域が一つのグループに含まれるよう、シート２を３行３列に区切る。３６個の分割領域を４つのグループＡ１〜Ａ４に分類したのち、各分割領域について、各グループ内における優先順序を決定する。優先順序の並びはグループＡ１〜Ａ４で共通とし、具体的には図７（ａ）にＢ１〜Ｂ３で示すような順とする。なお、ｎ４行ｍ１列に位置する分割領域、ｎ５行ｍ２列に位置する分割領域、及びｎ６行ｍ３列に位置する分割領域は優先順序がＢ１で同一となっている。

続いて、決定された優先順序に基づき、分割領域の加工順序を決定する。このとき、優先順序が同一であり且つ属するグループが異なる分割領域同士については、加工順序を連続させる。また、隣り合う分割領域同士については加工順序を非連続とする。３６個の分割領域の順序を図７（ｂ）に示す順とする。なお、優先順序が同一であり、且つ属するグループが同じ分割領域については、加工順序が限定されない。したがって、本実施形態では、ｎ４行ｍ１列に位置する領域の順序をＴ５とし、ｎ５行ｍ２列に位置する領域の順序をＴ４とし、ｎ６行ｍ３列に位置する領域の順序をＴ１としているが、これに限られず、例えばｎ４行ｍ１列に位置する領域の順序をＴ１とし、ｎ５行ｍ２列に位置する領域の順序をＴ５とし、ｎ６行ｍ３列に位置する領域の順序をＴ４としてもよい。

以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。

例えば、第１〜６実施形態では、穴あけ予定箇所１４は６行６列で配列されているとしたが、図８に示すように穴あけ予定箇所１４はランダムに分散されているとしてもよい。この場合には、シート２を、図８（ａ）に示すように列状の分割領域に、あるいは図８（ｂ）に示すように格子状の分割領域に区切り、分割領域の境界をまたがっている穴あけ予定箇所１４については、いずれかの一つの領域に属するものとみなして加工することが好ましい。なお、シート２を格子状に分割する場合には、分割領域に含まれる穴あけ予定箇所１４の数を１個とするのが理想であるが、図８（ｂ）に示すように、穴あけ予定箇所１４が含まれない分割領域や、穴あけ予定箇所１４が２〜４個含まれる分割領域が生じてしまうことがある。このようなケースでも特に問題は無いが、穴あけ予定箇所１４が３個以上含まれる分割領域が生じてしまうようであれば、シート２をより細かく分割したり（例えば０．３ｍｍ幅だったところを０．２ｍｍ幅の格子状にする）、グループ化する分割領域の数を増加させる（例えば４だったところを９にする）などして、一つの分割領域に含まれる穴あけ予定箇所１４の数を２個以下とすることが好ましい。このようにすれば、熱の蓄積をより抑制することができる。

また、第１〜６実施形態では分割領域を得る際にシート２全体を分割しているが、例えば、シート２における穴あけ予定箇所１４の分布状況を検出しておき（検出工程）、検出された分布状況に基づいて、シート２の一部を複数の分割領域に分割するとしてもよい。この場合、シート２のうち、穴あけ予定箇所１４が密集したエリアのみに上述した処理を適用することが可能となるため、加工時間の短縮を図ることができる。

また、第１〜６実施形態ではレーザ光の照射にサイクル加工法を適用しているが、バースト加工法を適用するとしてもよい。ただし、シート２における波打ち変形等の発生をより効果的に抑制するという観点からすれば、サイクル加工法を用いることが好ましい。

また、第１〜６実施形態では、シート２を列状あるいは格子状に分割することで分割領域を得ているが、シート２の分割形状はこれに限られない。また、分割領域の数やグループの数も上述したものに限られない。

以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下に限定されるものではない。なお、以下に示す実施例及び比較例では、ＣＡＤを制御することで穴あけ予定箇所の加工順序を決定した。また、穴あけ予定箇所は４００個であり、２０行２０列に配列されることとした。
（シートの作製）

厚さ４０μｍのガラス布エポキシプリプレグ（日立化成工業（株）製、製品名：ＧＥＡ−６７９ＦＧ）を準備した。また、このガラス布エポキシプリプレグの両面に、厚さ１２μｍのＰＥＴフィルムを熱ラミネートしたものも用意した。以下、ＰＥＴフィルムがラミネートされたガラス布エポキシプリプレグを「ＰＥＴ付シート」と呼び、ＰＥＴフィルムがラミネートされていないガラス布エポキシプリプレグを「単体シート」と呼ぶ。

（実施例１）
第１実施形態と同様にして、穴あけ予定箇所の加工順序を決定した。ただし、穴あけ予定箇所の配列が２０行２０列であることに伴い、分割領域を２０個、グループを１０個とした点で第１実施形態と相違している。穴あけ予定箇所の加工順序を決定したのち、第１実施形態と同様にして、ＰＥＴ付シートに穴あけ加工を行った。

（実施例２）
第２実施形態と同様にして、穴あけ予定箇所の加工順序を決定した。ただし、穴あけ予定箇所が２０行２０列であることに伴い、分割領域を４００個、グループを１０個としたとなった点で第２実施形態と相違している。穴あけ予定箇所の加工順序を決定したのち、第２実施形態と同様にして、ＰＥＴ付シートに穴あけ加工を行った。なお、レーザ光の照射にサイクル加工法を適用した。

（実施例３）
本実施例では、実際には２０行２０列で並んでいる穴あけ予定箇所を、仮想的に１行１列分追加して２１行２１列とし、隣接する９個の分割領域が一つのグループに含まれるようＰＥＴ付シートを３行３列毎に区切ったうえで、第３実施形態と同様に穴あけ予定箇所の加工順序を決定した。穴あけ予定箇所の加工順序を決定したのち、第３実施形態と同様にして、ＰＥＴ付シートに穴あけ加工を行った。ただし、上述のように区切ったことで生じる、実際には穴あけ予定箇所が配されていない１行１列分については、穴あけ加工を行わないこととした。これにより、かかる１行１列分についても熱の蓄積を抑制するための冷却時間を設けることができる。なお、本実施例におけるレーザ光の照射には、サイクル加工法を適用した。

（実施例４）
レーザ光の照射にバースト加工法を適用した点以外は、実施例１と同様にして穴あけ加工を行った。

（実施例５）
レーザ光の照射にバースト加工法を適用した点以外は、実施例２と同様にして穴あけ加工を行った。

（実施例６）
レーザ光の照射にバースト加工法を適用した点以外は、実施例３と同様にして穴あけ加工を行った。

（実施例７）
単体シートを適用した点以外は、実施例１と同様にして穴あけ加工を行った。

（実施例８）
単体シートを適用した点以外は、実施例２と同様にして穴あけ加工を行った。

（実施例９）
単体シートを適用した点以外は、実施例３と同様にして穴あけ加工を行った。

（比較例１）
穴あけ予定箇所の加工順序を、図９に示すＴ１〜Ｔ３６に基づく順とした。すなわち、隣り合う穴あけ予定箇所１４同士は、加工順序が常に連続するようにした。穴あけ予定箇所の加工順序を決定したのち、ＰＥＴ付シートに穴あけ加工を行った。

（比較例２）
レーザ光の照射にバースト加工法を適用した点以外は、比較例１と同様にして穴あけ加工を行った。

（比較例３）
単体シートを適用した点以外は、比較例１と同様にして穴あけ加工を行った。

穴あけ予定箇所の径を８０μｍとし、穴あけ予定箇所の配列ピッチ（図１に示す符号Ｄに相当）を１５０μｍ、１７５μｍ、２００μｍ、２２５μｍ、２５０μｍ、２７５μｍ、及び３００μｍとして、実施例１〜９及び比較例１〜３において穴を形成したときに、ＰＥＴ付シートあるいは単体シートに波うち変形が生じているか否か、および、ＰＥＴ付シートあるいは単体シートに樹脂溶融による穴の閉塞が生じているか否かをそれぞれ調べた。その結果を表１に示す。表１では、○印は波打ち変形が生じなかったことを示し、△印は波打ち変形が僅かに生じたことを示し、×印は波打ち変形が明らかに生じたことを示し、××印は樹脂溶融による穴の閉塞が生じたことを示す。

表１に示すように、実施例１〜９では、波打ち変形や穴の閉塞が比較例１〜３と比べて生じにくくなっていることが確認された。また、実施例２，３，５，６，８，９の結果が実施例１，４，７の結果よりも良好なことから、１つの分割領域に含まれる穴あけ予定箇所の数を少なくしたほうが、波打ち変形や穴の閉塞が抑制されることが分かった。また、実施例３，６，９の結果が実施例２，５，６の結果よりも良好なことから、１つのグループに含まれる分割領域の数を多くしたほうが、波打ち変形や穴の閉塞が抑制されることが分かった。

以上のことから、シート状の樹脂材料に密集したレーザ穴を明ける場合には、穴あけの順序を入れ替え、熱の蓄積を軽減することによって、波うち及び樹脂の溶融による隣接穴の閉塞が防止でき、産業的に有用であり配線板の高密度化に貢献できることが明らかとなった。

第１実施形態にかかるレーザ穴あけ方法により穴あけされたシートを示す斜視図である。第１実施形態にかかるレーザ穴あけ方法を説明するための図である。第２実施形態にかかるレーザ穴あけ方法を説明するための図である。第３実施形態にかかるレーザ穴あけ方法を説明するための図である。第４実施形態にかかるレーザ穴あけ方法を説明するための図である。第５実施形態にかかるレーザ穴あけ方法を説明するための図である。第６実施形態にかかるレーザ穴あけ方法を説明するための図である。穴あけ予定箇所の変形例を示す図である。比較例におけるレーザ穴あけ方法を説明するための図である。従来のレーザ穴あけ方法を説明するための図である。

符号の説明

２…シート、４…貫通穴、１４…穴あけ予定箇所、Ａ１〜Ａ４…グループ、Ｂ１〜Ｂ３６…分割領域の加工順序、Ｔ１〜Ｔ３６…穴あけ予定箇所の加工順序、Ｄ…配列ピッチ。

Claims

シート状部材の複数の穴あけ予定箇所に対してレーザ光を順次照射することにより、穴あけ加工を行うレーザ穴あけ方法であって、
前記複数の穴あけ予定箇所の少なくとも一部については、一の前記穴あけ予定箇所に対して前記レーザ光を照射した後、当該一の穴あけ予定箇所から所定の範囲内に位置する前記穴あけ予定箇所をスキップして、所定の範囲外に位置する前記穴あけ予定箇所に対して前記レーザ光を照射することを特徴とするレーザ穴あけ方法。
前記穴あけ予定箇所について順序を決める準備工程と、
前記準備工程にて決められた前記穴あけ予定箇所の順序に従って、前記穴あけ予定箇所に前記レーザ光を照射する照射工程と、
を有し、
前記準備工程は、
前記シート状部材を複数の分割領域に分割する分割工程と、
前記分割工程にて分割された前記分割領域について順序を決定する第１の順序決定工程と、
前記第１の順序決定工程にて決定された前記分割領域の順序に従って、前記穴あけ予定箇所の順序を決定する第２の順序決定工程と、を含み、
前記複数の分割領域のうち少なくとも一部は前記穴あけ予定箇所を含んでおり、
前記第１の順序決定工程では、隣り合う前記分割領域同士については前記分割領域の順序を非連続とすることを特徴とする請求項１に記載のレーザ穴あけ方法。
前記分割工程は、
前記シート状部材を前記複数の分割領域に分割すると共に、隣り合う前記分割領域同士が同一のグループに属するように、前記複数の分割領域を複数のグループに分類し、
前記第１の順序決定工程は、
前記分割領域について、前記グループ内における優先順序を決定する第１工程と、
前記第１工程にて決定された前記優先順序に従って前記分割領域の順序を決定する第２工程と、
を含み、
前記第２工程では、前記優先順序が同一であり且つ属する前記グループが異なる前記分割領域同士については前記分割領域の順序を連続させることを特徴とする請求項２に記載のレーザ穴あけ方法。
前記分割領域は、前記シート状部材を列状に分割してなることを特徴とする請求項２又は３に記載のレーザ穴あけ方法。
前記分割領域は、前記シート状部材を格子状に分割してなることを特徴とする請求項２又は３に記載のレーザ穴あけ方法。
前記準備工程は、前記シート状部材における前記穴あけ予定箇所の分布状況を検出する検出工程を更に含み、
前記分割工程では、前記検出工程にて検出された前記穴あけ予定箇所の分布状況に基づいて、前記シート状部材の一部を複数の前記分割領域に分割することを特徴とする請求項２〜５の何れか一項に記載のレーザ穴あけ方法。
前記シート状部材が、樹脂を含む混合物からなることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載のレーザ穴あけ方法。
前記レーザ光は、パルス型炭酸ガスレーザ又は紫外線ＹＡＧレーザであることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載のレーザ穴あけ方法。