JP3201375B2 - 基板表面粗化方法および基板表面粗化装置ならびに印刷配線板の製造方法および印刷配線板の製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特にビルドアップ
印刷配線板の製造に用いられる技術に属する。

【０００２】

【従来の技術】従来のビルドアップ印刷配線板の製造
は、図１０に示す様に、以下の手順で行われる。

【０００３】（１）絶縁樹脂基板上に導体回路を形成し
たコア層を作成する（図１０（ａ））。

【０００４】（２）コア層に感光性絶縁樹脂を印刷する
（図１０（ｂ））。

【０００５】（３）感光性絶縁樹脂にマスクパターンを
露光・現像することで感光性絶縁樹脂にホトビアを形成
した基板を作成する（図１０（ｃ））。

【０００６】（４）この基板の感光性絶縁樹脂の表面を
粗化し、後の金属めっきの密着性を良くし、次に絶縁樹
脂表面に無電解めっきし、その無電解めっき層に電解め
っきし銅層を形成する（図１０（ｄ））。

【０００７】（５）その銅層上にホトレジストを印刷し
回路パターンを露光・現像し、銅層をエッチングし部品
端子パターンや配線パターンを形成する（図１０
（ｅ））。

【０００８】この（４）で、銅層の部品端子パターンと
感光性絶縁樹脂の密着性を改善することがビルドアップ
印刷配線板を製造する重要な要素の一つとなっている。

【０００９】このために（４）における感光性絶縁樹脂
の表面の粗化処理を行なう方法として、従来、特開平５
−３７１２９号記載の「プリント配線板の製造方法」
で、エキシマレーザで絶縁樹脂の表面とめっき金属との
密着性を良くする方法、また、特開平７−１１６８７０
号記載の「基材表面の処理方法」で、紫外線レーザで絶
縁樹脂の表面を粗化しめっき金属の密着性を良くする方
法が知られている。

【００１０】しかし、この従来方法では、高価なエキシ
マレーザ、紫外線レーザを用いるため、印刷配線板の製
造コストが高くなる欠点がある。

【００１１】そのため、ランニングコストがより安価な
炭酸ガスレーザで基板表面を粗化する方法が考えられ、
この技術としては特開平１０−１３９９００号記載の
「樹脂表面の加工方法」が提案されている。この方法で
は、炭酸ガスレーザ光をカライドスコープ（管状干渉光
学系）に通し、ミラー面による多重反射を利用して、点
状の集合干渉パターンを発生させ、この模様により樹脂
表面を加工するものである。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、炭酸ガスレー
ザを用いる場合には、その波長が長いため、カライドス
コープの点列の周期のきめが荒くなる。特に５０ミクロ
ン程度の寸法の回路パターンを形成する印刷配線板にお
いては、カライドスコープによる点列の周期での食刻模
様は、きめが荒すぎ使えないという問題があった。

【００１３】この理由は、炭酸ガスレーザ光のカライド
スコープによる干渉模様のピッチは、炭酸ガスレーザ光
の波長が１０．６μｍと大きいため、カライドスコープ
に通常の光学系で可能な最大広がり角度６０の光束を入
射させた場合でも、光束のカライドスコープの軸から成
す角度の平均は２０度程度以上にはならない。この場合
は、波長の１．５倍の１５ミクロン程度のピッチの干渉
パターンを生じるが、光束の方向のカライドスコープの
軸と成す平均角度がより少ない通常の場合は更に大きい
ピッチの干渉パターンしか生じ得ない。このため、炭酸
ガスレーザ光の波長の１０．６μｍ以下のピッチの干渉
模様はカライドスコープでは得られなかったからであ
る。

【００１４】本発明の主な目的はランニングコストがよ
り安価な炭酸ガスレーザを用いても、その波長が長くて
も、その波長（１０μｍ）よりも細かい周期の干渉パタ
ーンを生じさせる光学系統を提供し、この光学系統を用
いる事で、５０μｍ程度の寸法の回路パターンに対応す
るきめの細かい粗化模様を得、それにより印刷配線板の
絶縁樹脂の表面を粗化する事で部品端子と絶縁樹脂層の
密着性を改善した印刷配線板を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決する手段】本発明は、上記課題を解決すべ
く、以下に掲げる構成とした。請求項１記載の発明の要
旨は、レーザー装置の光束を用いて基板の表面を粗化す
る基板表面粗化方法であって、前記レーザー装置からの
光束を３本以上に分光し、分光された前記各光束を鏡に
より前記基板上の一点に集光して円形に投影し、前記各
光束を干渉させて前記基板の表面に光束の波長以下のピ
ッチの点配列模様を食刻し、前記基板を移動させ、前記
基板の複数箇所に点配列模様を食刻することを特徴とす
る基板表面粗化方法に存する。請求項２に記載の発明の
要旨は、レーザー装置の光束を用いて基板の表面を粗化
する基板表面粗化装置であって、前記レーザー装置から
の光束を３本以上に分光する分光手段と、分光された前
記各光束を前記基板上の一点に集光して円形に投影し、
前記各光束を干渉させて点模様に前記基板の表面を食刻
可能にする鏡と、前記基板を移動させ、前記基板の複数
箇所に点配列模様を食刻可能にする送り機構とを備えた
ことを特徴とする基板表面粗化装置に存する。請求項３
に記載の発明の要旨は、前記分光手段は、前記レーザー
装置からの光束を２本に分光可能な位置に設けられ、さ
らに、これら２本の光束のうちの１本の光束を２本に分
光可能な位置に設けられ、全部で３本の光束に分光する
ことを特徴とする請求項２記載の基板表面粗化装置に存
する。請求項４に記載の発明の要旨は、前記分光手段
は、前記レーザー装置からの光束を２本に分光可能な位
置に設けられ、さらに、これら２本の光束をそれぞれ２
本に分光可能な位置に設けられ、全部で４本の光束に分
光することを特徴とする請求項２記載の基板表面粗化装
置に存する。請求項５に記載の発明の要旨は、前記パル
スレーザ装置は炭酸ガスパルスレーザであることを特徴
とする請求項２乃至４のいずれかに記載の基板表面粗化
装置に存する。請求項６に記載の発明の要旨は、前記分
光手段は、格子鏡であることを特徴とする請求項２乃至
５のいずれかに記載の基板表面粗化装置に存する。請求
項７に記載の発明の要旨は、前記送り機構は、前記基板
を設置する回転テ ーブルと、該回転テーブルに、前記基
板を回転の半径方向に移動させる一軸送り機構を用いた
ことを特徴とする請求項２乃至６のいずれかに記載の基
板表面粗化装置に存する。請求項８に記載の発明の要旨
は、絶縁基板状に導体回路を形成したコア層を作成した
基板に、レーザー装置を用いて食刻することにより印刷
配線板を製造する印刷配線板の製造方法であって、前記
レーザー装置からの光束を３本以上に分光し、分光され
た前記各光束を鏡により前記基板上の一点に集光して円
形に投影し、前記基板の表面で前記各光束を干渉させて
光束の波長以下のピッチの点配列模様を前記基板の表面
に食刻し、前記基板を移動させ、前記基板の複数箇所に
点配列模様を食刻し、前記基板表面に導体膜を無電解め
っきし、該無電解めっき層に電解めっきで導体層を形成
し、該導体層上にフォトレジストを印刷しフォトレジス
トに回路パターンを露光・現像しエッチングレジスト膜
を形成し、該エッチングレジスト膜で保護された導体を
残すエッチングを行い回路パターンを形成することを特
徴とする印刷配線板の製造方法に存する。請求項９に記
載の発明の要旨は、前記コア層に感光性の基板を印刷し
露光現像して該基板にホトビアを形成することを特徴と
する、請求項８に記載の印刷配線板の製造方法に存す
る。請求項１０に記載の発明の要旨は、前記コア層に前
記基板を印刷し、この基板にパルスレーザ光束により穴
をあけることを特徴とする請求項８に記載の印刷配線板
の製造方法に存する。請求項１１に記載の発明の要旨
は、絶縁基板状に導体回路を形成したコア層を作成した
基板に、レーザー装置を用いて食刻することにより印刷
配線板を製造する印刷配線板の製造装置であって、前記
レーザー装置からの光束を３本以上に分光する分光手段
と、分光された前記各光束を前記基板上の一点に集光し
て円形に投影し、前記各光束を干渉させて前記基板の表
面に光束の波長以下のピッチの点配列模様を食刻するこ
とを可能にする鏡と、前記基板を移動させ、前記基板の
複数箇所に点配列模様を食刻可能にする送り機構と、前
記基板表面に導体膜を無電解めっきするメッキ手段と、
該無電解めっき層に電解めっきで導体層を形成し、該導
体層上にフォトレジストを印刷しフォトレジストに回路
パターンを露光・現 像しエッチングレジスト膜を形成す
るレジスト膜形成手段と、前記エッチングレジスト膜で
保護された導体を残すエッチングを行い回路パターンを
形成するエッチング手段とを備えたことを特徴とする印
刷配線板の製造装置に存する。請求項１２に記載の発明
の要旨は、前記分光手段は、前記レーザー装置からの光
束を２本に分光可能な位置に設けられ、さらに、これら
２本の光束のうちの１本の光束を２本に分光可能な位置
に設けられ、全部で３本の光束に分光することを特徴と
する請求項１１記載の印刷配線板の製造装置に存する。
請求項１３に記載の発明の要旨は、前記分光手段は、前
記レーザー装置からの光束を２本に分光可能な位置に設
けられ、さらに、これら２本の光束をそれぞれ２本に分
光可能な位置に設けられ、全部で４本の光束に分光する
ことを特徴とする請求項１１記載の印刷配線板の製造装
置に存する。請求項１４に記載の発明の要旨は、前記レ
ーザ装置は炭酸ガスパルスレーザであることを特徴とす
る請求項１１乃至１３のいずれかに記載の印刷配線板の
製造装置に存する。請求項１５に記載の発明の要旨は、
前記分光手段は、格子鏡であることを特徴とする請求項
１１乃至１４のいずれかに記載の印刷配線板の製造装置
に存する。請求項１６に記載の発明の要旨は、前記送り
機構は、前記基板を設置する回転テーブルと、該回転テ
ーブルに、前記基板を回転の半径方向に移動させる一軸
送り機構を用いたことを特徴とする請求項１１乃至１５
のいずれかに記載の印刷配線板の製造装置に存する。

【００１６】本発明の特徴は、部品端子と絶縁樹脂との
密着性を改善する基板表面粗化装置であり、その装置を
用いて基板表面を粗化することにより印刷配線板を製造
することを特徴とする。

【００１７】図１に、本発明による光学系統の側面を示
すように、コア層に感光性絶縁樹脂を印刷し露光現像し
てホトビアを形成するという構成に対し、本発明に従っ
て、波長１０．６μｍの炭酸ガス・パルスレーザー光を
光学系により３つあるいは４つの光束に分割し、それぞ
れの光束を異なる３あるいは４方向から１つの領域に収
束させ、それらの光の干渉模様を形成することで部品端
子の形成位置の下地の絶縁樹脂の表面をレーザ光の波長
以下の微小ピッチの模様に食刻する。

【００１８】次に、こうして食刻した絶縁樹脂表面に無
電解めっきし、その無電解めっき層に電解めっきし銅層
を形成する。その銅層をエッチングし回路パターンと部
品端子パターンを形成する。こうして絶縁樹脂に干渉模
様を食刻した上に銅めっきしエッチングして部品端子を
形成する。

【００１９】この光学系の投影方法は、従来の設計では
レーザ光の干渉性を整えるため偏光方向を半波長板を用
いて回転させていたが、本発明は半波長板を用いずにレ
ーザ光の偏光方向を整えたことを特徴とする。

【００２０】また、炭酸ガスレーザの光束を２つに分割
するために従来はハーフミラーを用い、その材質の透過
によるレーザエネルギーの損失があったが、本発明は、
格子鏡を用いて光を２つに分けることでエネルギー損失
を無くしたことを特徴とする。

【００２１】また、本発明は、レーザ光を基板に垂直方
向から６０度近くの角度を成す３方向あるいは４方向か
ら基板面上に投影するレーザ光束を円筒鏡で反射させレ
ーザ光束を楕円形にすることで光束の基板面上への投影
を円形にそろえるという役目を果たす。

【００２２】従って、絶縁樹脂に干渉模様を食刻した上
に銅めっきしエッチングして形成した部品端子は絶縁樹
脂との密着性が改善されるという効果が得られる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。

【００２４】（第１の実施の形態）本発明の第１の実施
の形態に係る印刷配線板の製造方法について図１を用い
て説明する。図１には、印刷配線板の製造方法に係る光
学系の側面図が示されている。

【００２５】（１）絶縁樹脂基板上に導体回路を形成し
たコア層を作成する。

【００２６】（２）コア層に感光性絶縁樹脂を印刷し露
光現像して感光性絶縁樹脂にフォトビアを形成した基板
を作成する。

【００２７】（３）パルス幅が１０ｎ秒から１００μ秒
以内の炭酸ガスパルスレーザ（波長１０．６μｍ）の一
パルスのエネルギーが４００ｍＪのレーザ光でビーム直
径が１６ｍｍのレーザ光束で図１の紙面に平行な方向に
偏光した光束を焦点距離５００ｍｍのＺｎＳｅ製凸レン
ズあるいは反射鏡（図示略）で５００ｍｍ先で収束させ
る。

【００２８】次に、その先の光路１００ｍｍ以内の位置
に、図の紙面に平行に細長い鏡（図示略）を２ｍｍピッ
チで配列した第１格子鏡（分光手段）を設置し反射光束
と透過光束に分割する。その透過光束を第１格子鏡面と
平行な鏡１０３で反射し、その光束（第１の透過光束）
の光路を第１の光路と呼ぶ。更に反射光束を、鏡１０２
で反射した後に、更に、紙面に垂直方向に細長い鏡群
（図示略）の第２格子鏡（分光手段）で、紙面上の光路
の反射光束と透過光束に分け、両光束を鏡１０７あるい
は鏡１０８で反射し、基板面の垂直線に対して６０度の
角度を成す光路により基板面の同一位置（集光点）で交
わる様にする。また、第１の透過光束は鏡１０４で反射
させ、紙面に垂直で第１の光路を含む平面（第２の平
面）内に向け、それを更に、第２の平面に平行方向の第
３格子鏡（分光手段）で第２の平面内に反射する。この
第３格子鏡で透過光束と反射光束に分けた両光束を鏡１
０９あるいは鏡１１０で反射し、集光点で互いに１２０
度の角度で交わらせる。また、この凸レンズから集光点
までの光路はそれぞれ４０６ｍｍにすることで集光点で
光束の直径を３ｍｍにする。

【００２９】この集光点に基板の面を紙面に垂直にし、
その面の法線ベクトルの方向をほぼ第１の光路に平行に
向け配置する。図２（ａ）に基板の面の正面に対する光
学系統を示す。また、鏡１０７、鏡１０８、鏡１０９、
鏡１１０は、基板面から１００ｍｍの光路長の位置に置
き、その鏡面の垂直線に４５度を成す光を入射する、曲
率半径が約１６００ｍｍの凹面の円筒鏡１０とし、その
円筒の軸を基板面に平行に向ける。これら円筒鏡（鏡１
０７、鏡１０８、鏡１０９、鏡１１０）により、基板面
でのレーザ光束を楕円形にし、基板面の垂直線に対して
６０度を成すレーザ光束の基板面への投影を円形にす
る。

【００３０】すると、鏡１０７と鏡１０８の２つの光束
の干渉により、鏡１０７と鏡１０８の間の距離Ｌの位置
に次式で表わされる電界強度の干渉を生じる。

【００３１】Ｅ＝Ｅ１＊Ｃｏｓ（６０度）＊Ｓｉｎ（２
＊π＊Ｌ／Ｐ）

【００３２】Ｐ＝λ／（Ｓｉｎ（６０度））

【００３３】ここで、第１格子鏡の反射光束の強度をＥ
１とし、λはレーザ光の波長１０．６μｍであり、Ｓｉ
ｎ（６０度）＝√３／２である。そのため、Ｐ＝６．１
３μｍになる。

【００３４】鏡１０９と鏡１１０の２つの光束の干渉に
より、鏡１０９と鏡１１０の間の距離Ｍの位置に次式で
表わされる電界強度の干渉を生じる。

【００３５】Ｅ＝Ｅ２＊Ｓｉｎ（２＊π＊Ｍ／Ｐ）

【００３６】ここで、第１格子鏡の透過光束の強度をＥ
２とする。

【００３７】透過光束の強度Ｅ２と反射光束の強度Ｅ１
とを、Ｅ２＝Ｅ１Ｃｏｓ（６０度）＝（Ｅ１）／２とす
ると、両干渉縞同士の干渉のバランスが取れ、次式で表
わされる電界強度の干渉縞が現れる。

【００３８】Ｅ＝２＊Ｅ２＊Ｓｉｎ（２＊π＊Ｘ／（Ｐ
＊√２））＊Ｃｏｓ（２＊π＊Ｙ／（Ｐ＊√２））

【００３９】Ｘ＝（Ｍ＋Ｌ）／√２

【００４０】Ｙ＝（Ｍ−Ｌ）／√２

【００４１】すなわち、図２（ｂ）に示す様に、鏡１０
７、１１０と鏡１０９、１０８の間の距離Ｘと、鏡１０
７、１０９と鏡１１０、１０８の間の距離Ｙの座標に平
行な格子模様が現われる。この格子模様のピッチは、電
界値が０になる周期が（√２）＊Ｐ／２＝８．７μｍに
なる。そしてこの周期のピッチの点配列模様があらわれ
る。このピッチは、鏡１０７、１０８、１０９、１１０
からの各光束が基板面の垂直線から６０度の角度を成す
場合であり、この角度が４５度以上の場合に点配列のピ
ッチが光束の波長以上になる。

【００４２】この様にレーザ光束の波長以下の微小ピッ
チの点を生じさせることができ、この点格子を３ｍｍの
領域内に生じさせたパルスレーザ光のエネルギーで感光
性絶縁樹脂の表面に窪みを食刻し基板上の感光性絶縁樹
脂表面を粗化する。１パルス当たり４００ｍＪのエネル
ギーの炭酸ガスレーザを感光性絶縁樹脂上の３ｍｍの直
径の領域に投影し干渉模様を生じさせ、１パルスで４μ
ｍの深さの凹形状を形成する。

【００４３】基板は基板面に平行方向の２軸方向に送る
送りテーブルに設置し、炭酸ガスパルスレーザを１５０
パルス／秒の周期で出射し、送りテーブルを４５０ｍｍ
／秒の速度でＸ方向に往復運動させ、Ｘ方向の走査毎
に、Ｙ方向に３ｍｍ送ることにより、送りテーブル上の
基板全面をレーザの干渉模様により粗化処理する。こう
して、３００ｍｍ＊３００ｍｍの面積を約７０秒で粗化
する。この粗化処理は、基板上に形成する部品端子の形
成部分等、特定の位置をＸＹテーブルでレーザ照射位置
に位置合わせして粗化する様にして、基板毎に処理する
面積を限定することで更にスループットを上げることも
できる。

【００４４】（４）こうして表面を干渉模様で粗化した
感光性絶縁樹脂表面に無電解めっきし、その無電解めっ
き層に電解めっきし銅層を形成する。

【００４５】（５）その銅層上にフォトレジストを印刷
し回路パターンを露光・現像し、銅層をエッチングし回
路パターンを形成する。

【００４６】以上の製造方法の（２）で感光性絶縁樹脂
を用いてホトビアを形成したが、このビアの形成を感光
性を有さない絶縁樹脂を形成した後に、炭酸ガスレーザ
の照射により穴あけして形成しても良い。感光性を有さ
ない絶縁樹脂に対しても以上の処理と同様にして絶縁樹
脂の表面を炭酸ガスレーザの干渉模様で食刻できる。

【００４７】従来技術に係るカライドスコープでは、十
羽一からげのようなものであったため、点配列模様は荒
かったが、第１の実施の形態によれば、点模様のピッチ
を自由に変えることができるので、きめの細かい点配列
模様を形成することができる。

【００４８】また、絶縁樹脂上にパルスレーザで干渉模
様を食刻し粗化し、その上に銅めっきを形成したため、
アンカー効果で銅めっきの絶縁樹脂への密着性が改善さ
れる。

【００４９】特に、本実施の形態の光学系統を用いたた
めに、炭酸ガスレーザの波長以下の周期の干渉模様を生
じさせる事が出来る効果がある。

【００５０】また、炭酸ガスレーザーを用いているの
で、装置を低廉化することができる。

【００５１】（第２の実施の形態）第２の実施の形態の
光学系統を図３と図４に示す。また、図５に第２の実施
の形態の干渉模様を示す。

【００５２】第２の実施の形態では、鏡２０２及び鏡２
０３、鏡２０４の出射光は基板面上の集光点に収束し、
それぞれの光束は基板面に垂直方向から７０の角度を成
し、また、光路の基板面への投影が集光点を中心に互い
に１２０度の角度をなす様に配置する。また、鏡２０２
からの光束の電界は基板面に垂直な面内に偏光された直
線偏光にする。鏡２０３及び鏡２０４の両光路を含む面
を共通面と呼ぶと、共通面は基板面から３６度の角度を
成し、その光束の電界の振動方向はその共通面に垂直方
向の直線偏光にする。これにより、鏡２０３及び鏡２０
４の出射光の基板面への投影の電界成分は図のＹ方向を
向く。また、共通面内で両光束の成す角は１０９度であ
り、一方、鏡２０２からの光束の光路（第２の光路）が
共通面と成す角度は１２４度である。

【００５３】第２の実施の形態の光学系は、炭酸ガスパ
ルスレーザを電界を図３の紙面に垂直な方向に偏光した
光束を焦点距離５００ｍｍのＺｎＳｅ製凸レンズあるい
は反射鏡（図示略）で５００ｍｍ先で収束させる。

【００５４】次に、その先の光路１００ｍｍ以内の位置
に、図３の紙面に垂直に細長い鏡２０を２ｍｍピッチで
配列した第１格子鏡により、紙面に平行な反射光束と透
過光束に分割する。

【００５５】その透過光束を第１格子鏡（分光手段）に
５０ｍｍ以内の距離にある第２格子鏡（分光手段）によ
り紙面に平行な反射光束と透過光束とに分ける。その反
射光束と透過光束は紙面に垂直に偏光している。これら
の光束を鏡２０３あるいは鏡２０４で図３の紙面に平行
な方向に反射させ両光束を９７度の角度で交わらせ、交
点を集光点とする。結局、紙面は共通面でもある。ま
た、第１格子鏡の反射光束は、鏡２０１で反射させ第２
の光路に垂直に交わる方向に向ける。光束が第２の光路
と交わる位置に鏡２０２を設置し、光束を反射し第２の
光路に向ける。また、この凸レンズから集光点までの光
路はそれぞれ４０６ｍｍにすることで集光点で光束の直
径を３ｍｍにする。

【００５６】また、鏡２０２、鏡２０３、鏡２０４は、
基板面から１００ｍｍの光路長の位置に置き、その鏡面
の垂直線に４５度を成す光を入射する、曲率半径が約１
１００ｍｍの凹面の円筒鏡とし、その円筒の軸を基板面
に平行に向ける。これら円筒鏡（鏡２０２、鏡２０３、
鏡２０４）により、基板面でのレーザ光束を楕円形に
し、基板面の垂直線に対して７０度を成すレーザ光束の
基板面への投影を円形にする。

【００５７】すると、鏡２０３と鏡２０４の２つの光束
の干渉により、次式で表わされる電界強度の干渉を生じ
る。

【００５８】Ｅｍ＝２＊Ｅ３＊Ｃｏｓ（５４°）＊Ｓｉ
ｎ（２＊π＊Ｙ／Ｒ）＊Ｃｏｓ（２＊π＊Ｘ／Ｑ）

【００５９】Ｐ＝λ／Ｓｉｎ（７０°）

【００６０】Ｒ＝Ｐ／Ｃｏｓ（６０°）

【００６１】Ｑ＝Ｐ／Ｓｉｎ（６０°）

【００６２】鏡２０２の光は、以下の式の電界を生じ
る。

【００６３】Ｅｓ＝Ｅ２＊Ｃｏｓ（７０°）＊Ｓｉｎ
（２＊π＊Ｙ／Ｐ）

【００６４】鏡２０２からの光束の電界強度Ｅ２と、鏡
２０３からの光の強度（＝鏡２０４からの光の強度）＝
Ｅ３とは、以下の関係式の強度比に調整する。

【００６５】 Ｅ２＝Ｅ３＊Ｃｏｓ（５４°）／Ｃｏｓ（７０°）

【００６６】全光束の干渉による電界強度Ｅは、以下の
式で表わされる。

【００６７】Ｅ＝Ｅ０＊Ｓｉｎ（２π＊Ｙ／Ｒ）＊Ｃｏ
ｓ（π＊（（Ｙ／Ｒ）＋（Ｘ／Ｑ）））＊Ｃｏｓ（π＊
（（Ｙ／Ｒ）−（Ｘ／Ｑ）））

【００６８】Ｅ０＝４＊Ｅ２＊Ｃｏｓ（７０°）

【００６９】ここで、λはレーザ光の波長１０．６μｍ
であり、Ｓｉｎ（７０°）＝０．９４である。そのた
め、Ｐ＝１１．２μｍになる。

【００７０】この電界強度の絶対値の最大位置の配列を
図５に示す。値が０のＸ座標軸に平行な縞がＹ方向の間
隔を１１．２μｍに出来る。Ｘ方向から右上がり３０度
の方向に同じ間隔で電界強度値Ｅが０の縞が出来、Ｘ方
向から左上がり３０度の方向に同じ間隔で電界強度値が
０の縞ができる。この縞の間の集光点同士の最短ピッチ
はこれらの干渉縞の長手方向に出来、そのピッチは２Ｐ
／３＝７．５μｍでありレーザ光の波長１０．６μｍよ
りも短い。このピッチは、鏡２０２、２０３、２０４か
らの各光束が基板面に垂直な線から７０度の角度を成す
場合であり、この角度が４２度以上の場合に点配列のピ
ッチが光束の波長以上になる。

【００７１】第１の実施の形態では４つ必要であった光
学系統を１つ減らし３つの光学系統からの３つのレーザ
光束を絞り込む様にしたため、光学系統がより簡単にす
ることができる。

【００７２】（第３の実施の形態） （１）基板上に絶縁樹脂を印刷し露光現像する。

【００７３】（２）パルス幅が１０ｎ秒から１００μ秒
以内のＹＡＧパルスレーザ（波長１．０６μｍ）のレー
ザ光でビーム直径が約１．６ｍｍのレーザ光源で図の紙
面に垂直な方向あるいは平行な方向に偏光した光束を焦
点距離５００ｍｍの凸レンズあるいは反射鏡で５００ｍ
ｍ先で収束させる。以上の部分を第１の実施の形態の光
学系統と置き換え、また、格子鏡をハーフミラーに置き
換えた光学系を用い、レーザ光束を４つに分解し４方か
ら集光させる。

【００７４】すると、４つの光束の干渉によりレーザー
光の波長より短い０．９μｍのピッチの点配列が直径１
ｍｍ弱の領域に形成された干渉模様が基板上に投影さ
れ、その干渉模様のパルスレーザ光のエネルギーで絶縁
樹脂の表面を微細に食刻し粗化する。

【００７５】基板は基板面に平行方向の２軸方向に送る
送りテーブルに設置し、送りテーブルで基板位置を移動
させレーザ光束の干渉模様の生じる位置を部品端子位置
の下地の絶縁樹脂位置に合わせ、第１の実施の形態ある
いは第２の実施の形態の光学系により干渉模様を食刻し
た粗化処理を施す。

【００７６】（３）こうして表面を干渉模様で粗化した
絶縁樹脂表面に無電解銅めっきし、その無電解銅めっき
層に電解銅めっきし銅層を形成する。

【００７７】（４）その銅層上にフォトレジストを印刷
し回路パターンを露光・現像し、銅層をエッチングし回
路パターンを形成する。

【００７８】第１、第２の実施の形態で炭酸ガスレーザ
を用いた表面粗化装置は、第３の実施の形態の様に、Ｙ
ＡＧレーザを用いた表面粗化装置にも適用できる。本発
明の光学系統をＹＡＧレーザによる表面粗化装置に用い
ると、ＹＡＧレーザの光の波長が炭酸ガスレーザの波長
の１０分の１である事に比例して、１０分の１の細かい
表面粗化を行なうことができる。

【００７９】（第４の実施の形態）第４の実施の形態の
光学系統を図６から図８に示す。また、図９に第４の実
施の形態の干渉模様を示す。

【００８０】第１の実施の形態と同様に、炭酸ガスパル
スレーザ光でビーム直径が１６ｍｍのレーザ光束で電界
が図６の紙面に平行な方向に直線偏光した光束を焦点距
離５００ｍｍのＺｎＳｅ製凸レンズあるいは反射鏡（図
示略）で５００ｍｍ先で収束させる。

【００８１】次に、その先の光路１００ｍｍ以内の位置
に、図６の紙面に垂直に細長い鏡（図示略）を２ｍｍピ
ッチで配列した第１格子鏡（分光手段）を設置し反射光
束と透過光束に分割する。両光束をそれぞれ鏡４０２と
鏡４０３で紙面内の方向に反射させ基板面への垂直線に
５１度の角度を成させ、基板面の共通領域と交わる光路
に向ける。その両光束をそれぞれ第１の光学系と第２の
光学系で以下の様に処理する。第１の光学系と第２の光
学系は同じ対称形にする。

【００８２】第１の光学系を図７で説明する。図７は図
６の光学系の光軸を含む平面で図１の紙面に垂直な平面
から見た第１の光学系統を示すものである。図７では、
鏡４０２で反射された光束の直線偏光の電界の方向は紙
面に垂直な方向になる。その光束を図７の紙面に垂直に
細長い鏡を１ｍｍピッチで配列した第２格子鏡（分光手
段）を設置し図７の紙面方向に向けた反射光と透過光に
分け、透過光も鏡４０４で図７の紙面方向に向ける。そ
れぞれの光束を鏡４０６あるいは鏡４０７で図７の紙面
内方向に反射させ、両光束を基板面上の集光点で交わり
互いに７６度の角度で交差する光路に乗せる。

【００８３】第２の光学系も同様に、第２格子鏡で光束
を分け、鏡４０５で透過光の向きを変え、それぞれの光
束を鏡４０８あるいは鏡４０９で反射させ７６度の角度
で交差させ基板面上の集光点に投影する。

【００８４】こうすることで、４本の光束が基板面上の
集光点で交わり、それぞれの光束は基板面の垂直線に対
して６０度の角度を成し、基板面に四方から収束する。
また、この凸レンズから集光点までの光路はそれぞれ４
０６ｍｍにすることで集光点で光束の直径を３ｍｍにす
る。

【００８５】また、鏡４０６、鏡４０７、鏡４０８、鏡
４０９は、基板面から１００ｍｍの光路長の位置に置
き、その鏡面の垂直線に４０度を成す光を入射する凹面
の円筒鏡で円筒の曲率半径を約１５００ｍｍとし、その
円筒の軸を基板面に平行に向ける。これらの円筒鏡（鏡
４０６、鏡４０７、鏡４０８、鏡４０９）により、基板
面でのレーザ光束を楕円形にし、基板面の垂直線に対し
て６０度を成すレーザ光束の基板面への投影を円形にす
る。

【００８６】すると、鏡４０６と鏡４０７の２つの光束
の干渉により、鏡４０６と鏡４０７の間の距離Ｌの位置
に次式で表わされる電界強度の干渉を生じる。

【００８７】Ｅ＝Ｅ０＊Ｓｉｎ（π＊Ｘ／Ｐ）＊Ｓｉｎ
（π＊Ｙ／Ｐ）

【００８８】Ｅ＝Ｅ０＊Ｓｉｎ（２＊π＊Ｌ／Ｐ）

【００８９】２Ｐ＝λ／Ｓｉｎ（３８度）

【００９０】ここでλはレーザ光の波長１０．６μｍで
あり、１／Ｓｉｎ（３７．８度）＝２＊√（２／３）で
あり、Ｐ＝８．７μｍになる。

【００９１】この干渉模様を図９に示す。図９で、Ｘ座
標に平行な格子とＹ座標に平行な格子で電界値が０にな
る周期がＰ＝８．７μｍになる。そしてこの格子の間に
この周期のピッチの点模様が出来る。点模様のピッチ
は、鏡４０６、４０７、４０８、４０９からの各光束が
基板面の垂直線から６０度の角度を成す場合であり、こ
の角度が４５度以上の場合に点配列のピッチが光束の波
長以上になる。

【００９２】この様にレーザ光束の波長以下の微小ピッ
チの点を生じさせることができ、この点格子を３ｍｍの
領域内に生じさせたパルスレーザ光のエネルギーで絶縁
樹脂の表面に窪みを食刻し基板上の絶縁樹脂表面を粗化
する。１パルス当たり４００ｍＪのエネルギーの炭酸ガ
スレーザを絶縁樹脂上の３ｍｍの直径の領域に投影し干
渉模様を生じさせ、１パルスで４μｍの深さの凹形状を
形成する。

【００９３】基板は図８に示す様に、基板面の垂直線に
平行な回転軸を有する回転テーブル上に、送りテーブル
を回転の直径方向に送る様に構成したテーブルに設置
し、炭酸ガスパルスレーザを１５０パルス／秒の周期で
出射し、回転テーブルの回転中心から約２２０ｍｍの位
置にレーザ光を集光させ、回転テーブルを毎分２０回転
させる。この場合は、レーザ光の照射位置での回転テー
ブルのＹ方向への移動速度が４５０ｍｍ／秒の速度にな
る。また、回転テーブルの１回転毎に、回転テーブルの
直径方向に送りテーブルを３ｍｍ送る。こうして、送り
テーブル上に設置した基板の全面にレーザの点配列模様
を投影して粗化処理する。３００ｍｍ＊３００ｍｍの基
板２枚の表面を約５分で粗化する。

【００９４】こうして表面を干渉模様で粗化した絶縁樹
脂表面に無電解めっきし、その無電解めっき層に電解め
っきし銅層を形成する。

【００９５】その銅層上にフォトレジストを印刷し回路
パターンを露光・現像し、銅層をエッチングし回路パタ
ーンを形成する。

【００９６】第１から第３の実施の形態の光学ヘッドで
集光した干渉模様を、回転テーブル上の基板に投影し、
回転テーブルで基板を移動させる事で、基板の全面に一
様に粗化処理を行なう事が出来る効果がある。

【００９７】なお、本実施の形態においては、本発明は
それに限定されず、本発明を適用する上で好適な１０μ
ｍの幅のコアを有するポリイミド光導波路を有する光モ
ジュールのポリイミドの表面に銅をめっきするために、
ポリイミド膜上にＹＡＧレーザの波長以下の周期の干渉
模様を形成しレーザでポリイミド膜を食刻する事に適用
する事ができる。また、ＬＳＩの表面に形成したポリイ
ミド等の樹脂膜上に金属めっきするために紫外線レーザ
により波長以下の周期の干渉模様を形成しそれにより樹
脂膜を食刻する事に適用することができる。

【００９８】また、上記構成部材の数、位置、形状等は
上記実施の形態に限定されず、集光するスポットの寸法
あるいは形状を、光学系統中に四角形あるいは六角形等
のアパーチャを挿入し、スポット位置にその形状を投影
する様に光学系統を変える事も可能で、そのために上記
構成部材を本発明を実施する上で好適な数、位置、形状
等にすることができる。

【００９９】また、レーザ光束を基板面に集光させる位
置においてレーザ光束が成す角を変える、レーザ光束の
方向可変機構を設ける事で干渉模様の周期を可変にした
基板表面粗化装置も可能である。

【０１００】なお、各図において、同一構成要素には同
一符号を付している。

【０１０１】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、銅回路と絶縁樹脂との密着性が改善することができ
る。その理由は、絶縁樹脂上にパルスレーザで干渉模様
を食刻し粗化し、その上に銅めっきを形成したため、ア
ンカー効果で銅めっきの絶縁樹脂への密着性が改善され
るからである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る基板表面粗化
装置の概念図である。

【図２】図１に示す印刷配線板の正面に対する光学系統
図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態に係る基板表面粗化
装置の概念図である。

【図４】図３に示す印刷配線板の正面に対する光学系統
図である。

【図５】図３に示す印刷配線板の干渉模様を示す図であ
る。

【図６】本発明の第４の実施の形態に係る基板表面粗化
装置の概念図である。

【図７】図６に示す第１の光学系の詳細図である。

【図８】図６に示す印刷配線板の構造を示す概念図であ
る。

【図９】図６に示す印刷配線板の干渉模様を示す図であ
る。

【図１０】従来技術に示すビルドアップ印刷配線板の製
造工程を示す図である。

【符号の説明】

１０２，１０３，１０４，１０７，１０８，１０９，１
１０ 鏡 ２０１，２０２，２０３，２０４ 鏡 ４０２，４０３，４０４，４０６，４０７，４０８ 鏡

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｈ０５Ｋ 3/38 Ｈ０５Ｋ 3/38 Ａ 3/46 3/46 Ｂ (72)発明者 手塚 雅之 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気 株式会社内 (72)発明者 荒木 俊明 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭54−158798（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−139900（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−37129（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−116870（ＪＰ，Ａ)

Claims (16)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザー装置の光束を用いて基板の表面
   を粗化する基板表面粗化方法であって、前記レーザー装
   置からの光束を３本以上に分光し、分光された前記各光
   束を鏡により前記基板上の一点に集光して円形に投影
   し、前記各光束を干渉させて前記基板の表面に光束の波
   長以下のピッチの点配列模様を食刻し、前記基板を移動
   させ、前記基板の複数箇所に点配列模様を食刻すること
   を特徴とする基板表面粗化方法。
2. 【請求項２】 レーザー装置の光束を用いて基板の表面
   を粗化する基板表面粗化装置であって、前記レーザー装
   置からの光束を３本以上に分光する分光手段と、分光さ
   れた前記各光束を前記基板上の一点に集光して円形に投
   影し、前記各光束を干渉させて点模様に前記基板の表面
   を食刻可能にする鏡と、前記基板を移動させ、前記基板
   の複数箇所に点配列模様を食刻可能にする送り機構とを
   備えたことを特徴とする基板表面粗化装置。
3. 【請求項３】 前記分光手段は、前記レーザー装置から
   の光束を２本に分光可能な位置に設けられ、さらに、こ
   れら２本の光束のうちの１本の光束を２本に分光可能な
   位置に設けられ、全部で３本の光束に分光することを特
   徴とする請求項２記載の基板表面粗化装置。
4. 【請求項４】 前記分光手段は、前記レーザー装置から
   の光束を２本に分光可能な位置に設けられ、さらに、こ
   れら２本の光束をそれぞれ２本に分光可能な位置に設け
   られ、全部で４本の光束に分光することを特徴とする請
   求項２記載の基板表面粗化装置。
5. 【請求項５】 前記パルスレーザ装置は炭酸ガスパルス
   レーザであることを特徴とする請求項２乃至４のいずれ
   かに記載の基板表面粗化装置。
6. 【請求項６】 前記分光手段は、格子鏡であることを特
   徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載の基板表面粗
   化装置。
7. 【請求項７】 前記送り機構は、前記基板を設置する回
   転テーブルと、該回転テーブルに、前記基板を回転の半
   径方向に移動させる一軸送り機構を用いたことを特徴と
   する請求項２乃至６のいずれかに記載の基板表面粗化装
   置。
8. 【請求項８】 絶縁基板状に導体回路を形成したコア層
   を作成した基板に、 レーザー装置を用いて食刻すること
   により印刷配線板を製造する印刷配線板の製造方法であ
   って、前記レーザー装置からの光束を３本以上に分光
   し、分光された前記各光束を鏡により前記基板上の一点
   に集光して円形に投影し、前記基板の表面で前記各光束
   を干渉させて光束の波長以下のピッチの点配列模様を前
   記基板の表面に食刻し、前記基板を移動させ、前記基板
   の複数箇所に点配列模様を食刻し、前記基板表面に導体
   膜を無電解めっきし、該無電解めっき層に電解めっきで
   導体層を形成し、該導体層上にフォトレジストを印刷し
   フォトレジストに回路パターンを露光・現像しエッチン
   グレジスト膜を形成し、該エッチングレジスト膜で保護
   された導体を残すエッチングを行い回路パターンを形成
   することを特徴とする印刷配線板の製造方法。
9. 【請求項９】 前記コア層に感光性の基板を印刷し露光
   現像して該基板にホトビアを形成することを特徴とす
   る、請求項８に記載の印刷配線板の製造方法。
10. 【請求項１０】 前記コア層に前記基板を印刷し、この
    基板にパルスレーザ光束により穴をあけることを特徴と
    する請求項８に記載の印刷配線板の製造方法。
11. 【請求項１１】 絶縁基板状に導体回路を形成したコア
    層を作成した基板に、レーザー装置を用いて食刻するこ
    とにより印刷配線板を製造する印刷配線板の製造装置で
    あって、前記レーザー装置からの光束を３本以上に分光
    する分光手段と、分光された前記各光束を前記基板上の
    一点に集光して円形に投影し、前記各光束を干渉させて
    前記基板の表面に光束の波長以下のピッチの点配列模様
    を食刻することを可能にする鏡と、前記基板を移動さ
    せ、前記基板の複数箇所に点配列模様を食刻可能にする
    送り機構と、前記基板表面に導体膜を無電解めっきする
    メッキ手段と、該無電解めっき層に電解めっきで導体層
    を形成し、該導体層上にフォトレジストを印刷しフォト
    レジストに回路パターンを露光・現像しエッチングレジ
    スト膜を形成するレジスト膜形成手段と、前記エッチン
    グレジスト膜で保護された導体を残すエッチングを行い
    回路パターンを形成するエッチング手段とを備えたこと
    を特徴とする印刷配線板の製造装置。
12. 【請求項１２】 前記分光手段は、前記レーザー装置か
    らの光束を２本に分光可能な位置に設けられ、さらに、
    これら２本の光束のうちの１本の光束を２本 に分光可能
    な位置に設けられ、全部で３本の光束に分光することを
    特徴とする請求項１１記載の印刷配線板の製造装置。
13. 【請求項１３】 前記分光手段は、前記レーザー装置か
    らの光束を２本に分光可能な位置に設けられ、さらに、
    これら２本の光束をそれぞれ２本に分光可能な位置に設
    けられ、全部で４本の光束に分光することを特徴とする
    請求項１１記載の印刷配線板の製造装置。
14. 【請求項１４】 前記レーザ装置は炭酸ガスパルスレー
    ザであることを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれ
    かに記載の印刷配線板の製造装置。
15. 【請求項１５】 前記分光手段は、格子鏡であることを
    特徴とする請求項１１乃至１４のいずれかに記載の印刷
    配線板の製造装置。
16. 【請求項１６】 前記送り機構は、前記基板を設置する
    回転テーブルと、該回転テーブルに、前記基板を回転の
    半径方向に移動させる一軸送り機構を用いたことを特徴
    とする請求項１１乃至１５のいずれかに記載の印刷配線
    板の製造装置。