JP3641984B2 - 印刷配線板の製造方法およびレーザ穴あけ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、印刷配線板の製造方法およびレーザ穴あけ装置に関し、特にビルドアップ印刷配線板の製造方法およびその穴空け加工に用いられるレーザ穴あけ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
多層の印刷配線板を製造する際に、絶縁基板に回路パターンと絶縁層とを順次積層する方法をビルドアップと云う。このビルドアップアップによって、印刷配線板を製造する従来の方法を、以下、図９の工程順に説明する。
図９に示すように、まず絶縁樹脂基板１上に導体回路を形成したコア層２を作成し（工程Ａ）、コア層２に感光性絶縁樹脂層３を印刷する（工程Ｂ）。次に、感光性絶縁樹脂層３に波長１０．６ミクロンの炭酸ガスパルスレーザ光を集光し露光して穴４をあける（工程Ｃ）。続いて、感光性絶縁樹脂層３の表面を粗化し、次に穴壁及び感光性絶縁樹脂層３表面に無電解めっきし（工程Ｄ）、その無電解めっき層に重ねて電解めっきし銅層５を形成する（工程Ｅ）。この銅層５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５をエッチングし回路パターンを形成する。このように、各層の回路パターンを電気的に接続するための穴（ビアホール）を、レーザを用いて形成するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の印刷配線板の製造方法では、穴（ビアホール）空け加工に使用される炭酸ガスパルスレーザの波長が１０．６μｍと大きいため、レーザ光束を小径スポットに絞り込むことが難かしく、４０μｍ未満の微細な径の穴（ビアホール）４をあけることが困難であるという問題点がある。
【０００４】
なお、上記問題点は炭酸ガスパルスレーザの光束を絞り込むレンズに収差があるため、その収差によりレーザビームが乱され、乱れた光成分がビームの絞り込みを妨害するために起こるものである。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、４０μｍ未満の微細な径の穴（ビアホール）をあけることが可能な印刷配線板の製造方法およびレーザ穴あけ装置を提案することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る印刷配線板の製造方法は、「絶縁樹脂基板上に導体回路を形成したコア層を作成し、前記コア層に感光性絶縁樹脂層を印刷し露光現像して前記感光性絶縁樹脂層にホトビアを形成し、レーザ光源の光束を、その偏光方向を水平方向あるいは垂直方向から所要角度で回転させ、該光束を第１の格子鏡で反射させ第１の光束を作成し、透過させた第２の光束との２つの光束を作成し、前記第１の光束と前記第２の光束を反射させ集光レンズの方向に向ける反射面の数（第１の格子鏡も該反射面の数に含む）を、前記第１の光束に対する反射面の数と前記第２の光束に対する反射面の数の差が奇数となるようにし、前記レーザ光源の光束の偏光方向を回転させる場合に前記第１の光束と前記第２の光束の偏光方向が反対方向に回転するように反射鏡群を設置し、前記光束の方向を集光レンズに向け、前記両光束それぞれを、第２の格子鏡で反射させた第３の光束と、透過した第４の光束に分割し、前記第３の光束と前記第４の光束を反射させ集光レンズの方向に向ける反射面の数（第２の格子鏡も該反射面の数に含む）を、前記第３の光束に対する反射面の数と前記第４の光束に対する反射面の数の差が奇数となるようにし、レーザ光源の光束の偏光方向を回転させる場合に前記第３の光束と前記第４の光束の偏光方向が反対方向に回転するように反射鏡群を設置し、光束の方向を集光レンズに向け、前記第１の光束を分割した２本の光束と前記第２の光束を分割した２本の光束との、４本の光束を形成し、分割された束同士ではその偏光方向が反対方向に回転する４本の光束群を形成し、前記４本の光束を集光レンズにより前記感光性絶縁樹脂層の集光点に集光し、前記集光点に４本の光束の干渉により電界強度が０の境界で囲まれた微小径のレーザ光スポットを集光点に投影し、前記スポットで前記感光性絶縁樹脂層の表面に穴をあける工程と、前記感光性絶縁樹脂層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、前記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工程と、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工程と、を有することを特徴とする印刷配線板の製造方法。」（請求項１）、を特徴とする。
【０００７】
本発明に係るレーザ穴あけ装置は、「印刷配線板の穴あけを行うレーザ穴あけ装置であって、レーザ光源の光束を、その偏光方向を水平方向あるいは垂直方向から所要角度で回転させ、該光束を第１の格子鏡で反射させ第１の光束を作成し、透過させた第２の光束との２つの光束を作成し、前記第１の光束と前記第２の光束を反射させ集光レンズの方向に向ける反射面の数（第１の格子鏡も該反射面の数に含む）を、前記第１の光束に対する反射面の数と前記第２の光束に対する反射面の数の差が奇数となるようにし、前記レーザ光源の光束の偏光方向を回転させる場合に前記第１の光束と前記第２の光束の偏光方向が反対方向に回転するように設置された反射鏡群と、前記光束の方向を集光レンズに向け、前記両光束それぞれを、第２の格子鏡で反射させた第３の光束と、透過した第４の光束に分割し、前記第３の光束と前記第４の光束を反射させ集光レンズの方向に向ける反射面の数（第２の格子鏡も該反射面の数に含む）を、前記第３の光束に対する反射面の数と前記第４の光束に対する反射面の数の差が奇数となるように、レーザ光源の光束の偏光方向を回転させる場合に前記第３の光束と前記第４の光束の偏光方向が反対方向に回転するように設置した反射鏡群により、光束の方向を集光レンズに向け、前記第１の光束を分割した２本の光束と前記第２の光束を分割した２本の光束との、４本の光束を形成し、分割された光束同士ではその偏光方向が反対方向に回転する４本の光束群を形成し、前記４本の光束を前記印刷配線板上の集光点に集光する集光レンズを有し、前記集光点に４本の光束の干渉により微小径のレーザ光スポットを投影し、該微小径のレーザ光スポットを穴あけ位置に位置合わせし、前記印刷配線板上に投影することにより微小径の穴をあける機構を有すること」（請求項２）、を特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明に係るレーザ穴あけ装置は、印刷配線板の穴あけを行うレーザ穴あけ装置であって、レーザ光を偏光面が互いに異なる方向を向いた４本の光束に分割し、この４本の光束を集光レンズで収束し、印刷配線板の基板面へ投影させて微小径のレーザ光スポットとし、この微小径のレーザ光スポットを例えば、ＸＹテーブル上などで、穴あけ位置に位置合わせし、印刷配線板の基板上に投影することにより微小径の穴をあける機構を有するものである。さらに詳しくは、レーザ光源の光束を、その偏光方向を水平方向あるいは垂直方向から所要角度で回転させ、該光束を第１の格子鏡で反射させ第１の光束を作成し、透過させた第２の光束との２つの光束を作成し、前記第１の光束と前記第２の光束を反射させ集光レンズの方向に向ける反射面の数（第１の格子鏡も該反射面の数に含む）を、前記第１の光束に対する反射面の数と前記第２の光束に対する反射面の数の差が奇数となるようにし、前記レーザ光源の光束の偏光方向を回転させる場合に前記第１の光束と前記第２の光束の偏光方向が反対方向に回転するように設置された反射鏡群と、前記光束の方向を集光レンズに向け、前記両光束それぞれを、第２の格子鏡で反射させた第３の光束と、透過した第４の光束に分割し、前記第３の光束と前記第４の光束を反射させ集光レンズの方向に向ける反射面の数（第２の格子鏡も該反射面の数に含む）を、前記第３の光束に対する反射面の数と前記第４の光束に対する反射面の数の差が奇数となるように、レーザ光源の光束の偏光方向を回転させる場合に前記第３の光束と前記第４の光束の偏光方向が反対方向に回転するように設置された反射鏡群と、を有している。また、上述の４本の光束を基板面の法線方向の平行な方向に向け、１つの集光レンズに導くことにより、光束を集光するものか、あるいは、４本の光束を基板面の法線方向から傾け、４本の光束毎に対応して別体に設けられた複数の集光レンズに導くことにより、全光束を１ヶ所に集光するように構成されているものであっても良い。本発明に係る印刷配線板の製造方法は、実施例を挙げて、本発明に係るレーザ穴あけ装置を用いた印刷配線板の製造方法として、以下図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は、以下の第１、２の実施例に限定されるものではなく、前記の発明を特定する事項の範囲内で適宜変更することができるものである。
【００１０】
（実施例１）
実施例１について、図１から図４を用いて説明する。
図１は、本発明に係る印刷配線板の製造方法およびレーザ穴あけ装置の一実施例の光学系の側面図である。
本実施例における印刷配線板の製造方法の工程は以下の通りである。
（１）絶縁樹脂基板１上に導体回路を形成したコア層２を作成する（図９の工程ａ）。
（２）コア層２に感光性絶縁樹脂層３を印刷する（図９の工程ｂ）。
（３）感光性絶縁樹脂層３に銅めっきし、その銅層５にビアホール用の穴をエッチングして感光性絶縁樹脂層３を露出させた窓をあける。
（４）炭酸ガスレーザの放電管にパルスレーザ電源がパルス電流を投入する事でレーザを発振させるレーザ光源１６により、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）のレーザ光を取り出す。また、このレーザ光源に、電気光学変調器を取り付け、その変調により短い周波数のレーザパルスを得るＱスイッチレーザを得る様に構成してもよい。レーザ光源１６には、レーザ光の偏光面回転器と、レーザ光量調整器を取り付ける。また、レーザ光源１６の出射光のレーザビーム直径を調整するためにビームエクスパンダを設置する事も可能である。それらを調整する事で、一パルスのエネルギーを４ｍＪに絞り、レーザ光のビーム直径は１６ｍｍで、その電界すなわち偏光方向を図１の紙面に平行な方向から角度α傾けた直線偏光を持つ光束を作る。
【００１１】
次に、その光束の光路の先１００ｍｍ以内の位置に、図１の紙面に垂直に細長い鏡を２ｍｍピッチで配列した第１の格子鏡１０を設置し図１の紙面方向に進路を９０度変えさせ、反射光束（第１の光束）を得る。また、第１の格子鏡１０の透過光束（第２の光束）を得て、この様に２つの光束に分割する。
【００１２】
ここで、この偏光面の傾き角度αは、最終的に集光レンズ（凸レンズ）１１で光束が基板面に投影される最に光束が基板面の法線と成す角度をθとすると、次に示す式（数１）で計算する角度に調整する。この数１の意味は後に説明する。
【００１３】
【数１】
【００１４】
ここで、光束が基板面の法線と成す角度θを２０度とし、α＝１．８度を得るため、αを１．８度とする。
次に、透過光束（第２の光束）を鏡面が折り曲げ線を中心に４５度の傾きに折り曲げられた構造の２面鏡１２で反射させ、光束の進路を９０度変え、透過光束に平行に１６ｍｍのピッチで走行させる。
【００１５】
この第１の光束の方向を調整する反射面の数は、第１の格子鏡１０が１枚であり、第２の光束の方向を調整する反射面の数は、２面鏡１２の鏡面が２枚である。第１の光束に対する反射面１枚と第２の光束に対する反射面２枚の差が奇数となる。この鏡の枚数の差により、レーザ光源の光束の偏光面を角度αで回転させる場合に第１の光束と第２の光束の偏光面が反対方向に角度αで回転する。
【００１６】
そして、レーザ光束の偏光面の角度αを紙面に対して１．８度回転させたため、２面鏡１２と１面鏡を介して平行に走行させ両光束は、その偏光面がお互いに反対方向に紙面から１．８度回転した方向を向く。
【００１７】
図２は両光束を図１の紙面に垂直な紙面に投影した図である。図２は、第１の光束に対して構成される第１の光学系１８をあらわすとともに、第２の光束に対して構成される第２の光学系１７をあらわし、両者はともに図２の構成である。
先の反射光束（第１の光束）と透過光束（第２の光束）とを、更に、図２の紙面に垂直に細長い鏡を１ｍｍピッチで配列した第２の格子鏡１３で反射し進路を９０度変え図２の紙面方向に向けた反射光束（第３の光束）と透過光束（第４の光束）に分ける。次に、その反射光束（第３の光束）を鏡面が４５度に折り曲げられた２面鏡１４で反射し、透過光束（第４の光束）に対して１６ｍｍのピッチで平行に走行させる。
【００１８】
この第３の光束の方向を調整する反射面の数は、第２の格子鏡１３と２面鏡１４との合計３枚であり、第４の光束の方向を調整する反射面の数は０枚である。第３の光束に対する反射面３枚と第４の光束に対する反射面０枚の差が奇数となる。この鏡の枚数の差により、レーザ光源の光束の偏光面を角度αで回転させる場合に第３の光束と第４の光束の偏光面が反対方向に角度αで回転する。
【００１９】
こうして第３の光束と第４の光束は偏光面がお互いに反対方向に、紙面の垂直線から１．８度回転した方向を向く。こうして、隣接する光束同士で偏光面が互いに反対方向にＹ方向から１．８度傾いた４本の平行光束で直径１６ｍｍの光束が１６ｍｍピッチで走行する。この偏光方向を図３に示す。なお、図３中の符号１８は第１の光学系、１７は第２の光学系である。
【００２０】
これらの光束を焦点距離３２ｍｍのＺｎＳｅの集光レンズ（凸レンズ）１１で収束させ、４方向からの光束を約２７ミクロンの直径の領域に集光させる。これで印刷配線板１５の絶縁樹脂面を露光する。
【００２１】
これら４方向の光束は集光レンズ（凸レンズ）１１で屈折され、基板面の法線に対して２０度の角度θを成す光束になり、これら４本の光束の基板面に平行な偏光方向は、印刷配線板１５のＸＹ座標軸と４５度を成す方向を向き、その偏光成分の強度は光の振幅のＳＩＮ（４５度−１．８度）となる。
【００２２】
一方、光の基板面に平行な偏光成分に垂直な偏光成分は、ＣＯＳ（４５度−１．８度）になるが、この偏光成分が基板面と成す角度は光が基板面の法線と成す角度であり、それが３０度であるため、その偏光成分の基板面と平行な成分はＣＯＳ（４５度−１．８度）×ＣＯＳ（２０度）である。この両偏光成分はＸＹ座標軸と４５度の方向を向き、強度が同じになる。
【００２３】
数１は、この両者が同じ値になる条件として導かれた式であった。結局、各光束は光束の電界方向がレンズ側に向く様に数１の計算結果で偏光面を回転し調整されたものである。
こうして、基板面に投影した両偏光成分の強度が同じであるので、両者を合成するとＹ座標軸方向の振動成分になる。光の成分こ凸レンズで収束された基板面への投影位置においては、４つの光束のいずれもＹ方向振動成分のみとなり、これらは良く干渉し、次の数２と数３で示す式で表わされる電界強度を生じる。
【００２４】
【数２】
【００２５】
【数３】
【００２６】
ここでλはレーザ光の波長１０．６μｍであり、θ＝２０度であり、（２1/2）／Ｓｉｎ（２０度）＝４．１である。そのため、Ｐ＝２２μｍになる。すなわち、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＝２２μｍの格子模様が出来る。
【００２７】
１つ１つのビームが焦点距離３２ｍｍの集光レンズ（凸レンズ）１１により収束点に集光された直径は２７μｍであり、また、レンズの収差が入るとビームはもっと大きく広がるが、４つのビームの干渉により、２２μｍの寸法の端で光密度が０になる干渉縞が形成される。
【００２８】
その結果、図４の様にレーザ光の干渉縞の間にガウスビームの直径が１５ミクロンの小さな径のレーザスポットが形成される。この４つの光束を合わせて１つ１つのビームの直径の２倍の太いビームを作り、それを収差が無い完全なレンズで収束するとそのスポット径は１つ１つのビームの収束するスポット径の２分の１に小さくなるが、レンズに収差がある場合にはそうはならない。
【００２９】
しかし、レンズの収差が存在する場合でも、この様に光束の干渉を利用することで小さなスポット径が実現できる。
こうしてパルスレーザの４本の光束の集光する位置に集光し干渉させることにより、１つ１つのビームの集光する直径よりも小さな直径のレーザスポットを生じさせることができた。そのスポットを基板に照射することでパルスレーザで絶縁樹脂（ポリイミド）に５μｍの深さの穴をエッチングし、５パルスで２５μｍの深さの穴をあけた。
【００３０】
（５）こうしてあけた穴と絶縁樹脂表面に銅を無電解めっきし、その無電解めっきの上から電解めっきし穴をめっきしビアホールを形成する。
（６）印刷配線板１５（銅層５）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５をエッチングし回路パターンを形成する。
【００３１】
上述のように本実施例は、絶縁樹脂上にパルスレーザ光を干渉させることで定められる寸法に収めたスポットを形成し、そのスポットの端が鮮明な微小径のレーザ光スポットを形成したので、微小な穴径の形成が可能となり、炭酸ガスレーザを用いて直径１５ミクロン程度の微小径の穴をあけることができた。
【００３２】
（実施例２）
実施例２について、図５から図８を用いて説明する。
本実施例では、以下に説明する様に、炭酸ガスパルスレーザ装置（レーザ光源）２０を、集光レンズ２１で集光する光束が基板面の法線と成す角度θが３０度になるように構成する。
【００３３】
まず、炭酸ガスパルスレーザ（波長１０．６μｍ）のレーザ光のビーム直径は１６ｍｍである。その電界を図５の紙面に平行な方向からの傾きαは、数１に角度θ＝３０度を代入して計算した結果、α＝４．１度を得る。
【００３４】
この方向の直線偏光を持つ光束を図５の紙面に垂直に細長い鏡を２ｍｍピッチで配列した第１の格子鏡２２を設置し図５の紙面の方向に反射させた反射光束（第１の光束）と透過光束（第２の光束）に分割する。第１の光束を鏡２３と鏡２４との二面鏡で反射し、基板面の法線から２２．２度の角度を成す方向で集光レンズ２１に向ける。
また、第２の光束は鏡２５で反射し基板面の法線から２２．２度の角度を成す方向で集光レンズ２１に向ける。
【００３５】
レーザ光束の偏光面を紙面から４．１度回転させたため、鏡２３と鏡２４の二面鏡で反射した第１の光束と鏡２５の１面鏡で反射させた第２の光束は、その偏光面はお互いに反対方向に紙面から４．１度回転した方向を向く。
【００３６】
次に、第１の光束を、図５の紙面に平行に細長い鏡を１ｍｍピッチで配列した第２格子鏡２６を設置し図５の紙面に垂直な方向成分を持つ方向に反射させた光束（第３の光束）を得る。
なお、図５中の符号３３は、凸レンズである。
図６は両光束を図１の紙面に垂直な紙面に投影した図である。
【００３７】
第１の光束の第２の格子鏡２６の透過光は鏡２７で反射し、図６の面内では基板面の法線に対し２２．２度の角度を成す方向、この方向は三次元空間内では基板面の法線に対し３０度の角度を成す方向、から集光レンズ２１に導く光束（第４の光束）を得る。
【００３８】
先に第２の格子鏡２６で反射した第３の光束は、鏡２８と鏡２９の二面鏡で反射し、図６の面内では基板面の法線に対し２２．２度の角度を成す方向、すなわち三次元空間内で基板面の法線に対し３０度の角度を成す方向、から集光レンズ２１に導く。
【００３９】
第３の光束は第１の光束を第２の格子鏡２６で反射した後に鏡２８と鏡２９との二面鏡で反射し、第４の光束は第１の光束を鏡３０で反射した後に鏡２７だけの一面鏡で反射したので、第１の光束の偏光面を図６の紙面に垂直方向から４．１度回転した場合に、第３の光束と第４の光束はその偏光面がお互いに反対方向に紙面に垂直方向から４．１度回転した方向を向く。
【００４０】
こうして、隣接する光束同士で偏光面が互いに反対方向にＹ方向から４．1度傾いた方向を向いた４本の平行光束ができる。ここで、各光束は図７に両矢印で示す様に光束の電界方向すなわち偏光面が集光点に向けて４．１度回転したものになる。
【００４１】
これら４方向の光束それぞれを図７に示す円を４分割した形状で焦点距離２１ｍｍの各ＺｎＳｅの集光レンズ２１で約１８ミクロンの直径の領域に集光させ印刷配線板３１の絶縁樹脂面を露光する。
これら４方向の光束は集光レンズ２１の光軸に対して３０度の角度θを成す光束であるため数１により各光束の偏光方向を４．１度傾ける必要が分かり、その様に偏光方向を傾けたため、これら４本の光束は集光レンズ２１で収束された基板面への投影位置においては、その投影する電界の基板面に平行な成分はいずれの光束もＹ方向を向くき、良く干渉し、数２と数３で計算される電界強度になる。
【００４２】
ここでλはレーザ光の波長１０．６μｍであり、（２1/2）／Ｓｉｎ（３０度）＝８．１であり、数３を計算すると、Ｐ＝１５μｍを得る。すなわち、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＝１５μｍの格子模様が出来る。
【００４３】
焦点距離２１ｍｍの集光レンズ２１による１つ１つのビームの収束点での直径は１８μｍであり、また、レンズの収差が入るとビームはもっと大きく広がるが、この干渉縞により、レーザビームの端の光密度が０に落とされる。その結果、図４の様にレーザ光の干渉縞の間にガウスビームの直径が１０ミクロンの小さな径のレーザスポットが形成される。
【００４４】
これは、この４つの光束を合わせた直径が１つ１つのビームの直径の２倍になる。その、太いビームがレンズの収差を受けない場合には収束するスポット径が小さくなるが、その通りに小さなスポット径が実現できる。
【００４５】
こうしてパルスレーザの４本の光束の集光する位置に集光し干渉させることにより、通常はレンズの収差によりレーザビームの集光可能な限度が広がってしまうことを補償し、小さな直径のレーザスポットを生じさせることができる。
【００４６】
また、図８に示す様に、集光レンズ２１による光束の印刷配線板３１上への集光部分の数十マイクロメートル上方に、光束の干渉縞の位置に円形アパーチャの縁を有する円形アパーチャ３２を設置し、周辺光を遮る構造を用いることも可能である。
なお、図５中の符号３４は第１の光学系、３５は第２の光学系、３６は第３の格子鏡、３７、３８、３９、４０はそれぞれ上述の鏡２７、２８、２９、３０に対応する鏡である。
【００４７】
上述のように本実施例は、４本の光束を基板面の法線から３０度の方向から光束毎の集光レンズ２１に導き、各集光レンズ２１で光束を１ヶ所に集光するので、炭酸ガスレーザを用いて直径1０ミクロン程度の微小径の穴をあけることができた。
【００４８】
【発明の効果】
本発明に係る印刷配線板の製造方法およびレーザ穴あけ装置によれば、レーザ光を偏光面が互いに異なる方向を向いた４本の光束に分割し、該４本の光束を集光レンズで収束し、前記印刷配線板の基板面へ投影させて微小径のレーザ光スポットとし、該微小径のレーザ光スポットを穴あけ位置に位置合わせし、前記印刷配線板の基板上に投影することにより微小径の穴をあける機構を有するので、収束点で各光束のスポットの干渉によりスポットは端部が光強度分布の鋭い立ち下がりを有する微小径のレーザ光スポットにすることができるという効果が得られる。
また、奇数面を介して互いに平行な方向に進む２光束を得る光学系統を有するので、これにより、各光束の偏光面を互いに数度回転させるので、複数の光束を凸レンズで収束した収束点での干渉性を良くすることができる効果が得られる。
また、炭酸ガスレーザの光束を、細長い鏡の集合である格子鏡を用いて光を分けることで光の透過の際のエネルギー損失を無くすることができる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る印刷配線板の製造方法およびレーザ穴あけ装置の実施例１の光学系統を示す側面図である。
【図２】本発明に係る印刷配線板の製造方法およびレーザ穴あけ装置の第１の実施例１の光学系統を示す側面図である。
【図３】本発明に係る印刷配線板の製造方法およびレーザ穴あけ装置の第１の実施例１の光学系統を示す正面図である。
【図４】本発明に係る印刷配線板の製造方法およびレーザ穴あけ装置の実施例１の形態のレーザスポットを示す図である。
【図５】本発明に係る印刷配線板の製造方法およびレーザ穴あけ装置の実施例２の光学系統を示す側面図である。
【図６】本発明に係る印刷配線板の製造方法およびレーザ穴あけ装置の実施例２の光学系統を示す側面図である。
【図７】本発明に係る印刷配線板の製造方法およびレーザ穴あけ装置の実施例２の光学系統を示す正面図である。
【図８】本発明に係る印刷配線板の製造方法およびレーザ穴あけ装置の実施例２の円形アパチャーを示す図である。
【図９】従来例に係る印刷配線板の製造方法を示す図である。
【符号の説明】
１ 絶縁樹脂基板
２ コア層
３ 感光性絶縁樹脂層
４ 穴（ビアホール）
５ 銅層
１０、２２ 第１の格子鏡
１１ 集光レンズ（凸レンズ）
１２、１４ 二面鏡
１３、２６ 第２の格子鏡
１５、３１ 印刷配線板
１６、２０ レーザ光源
１８、３４ 第１の光学系
１７、３５ 第２の光学系
２１ 集光レンズ
２３、２４、２５ 鏡
２７、２８、２９、３０ 鏡
３７、３８、３９、４０ 鏡
３２ 円形アパーチャ
３３ 凸レンズ
３６ 第３の格子鏡
【発明の属する技術分野】
本発明は、印刷配線板の製造方法およびレーザ穴あけ装置に関し、特にビルドアップ印刷配線板の製造方法およびその穴空け加工に用いられるレーザ穴あけ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
多層の印刷配線板を製造する際に、絶縁基板に回路パターンと絶縁層とを順次積層する方法をビルドアップと云う。このビルドアップアップによって、印刷配線板を製造する従来の方法を、以下、図９の工程順に説明する。
図９に示すように、まず絶縁樹脂基板１上に導体回路を形成したコア層２を作成し（工程Ａ）、コア層２に感光性絶縁樹脂層３を印刷する（工程Ｂ）。次に、感光性絶縁樹脂層３に波長１０．６ミクロンの炭酸ガスパルスレーザ光を集光し露光して穴４をあける（工程Ｃ）。続いて、感光性絶縁樹脂層３の表面を粗化し、次に穴壁及び感光性絶縁樹脂層３表面に無電解めっきし（工程Ｄ）、その無電解めっき層に重ねて電解めっきし銅層５を形成する（工程Ｅ）。この銅層５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５をエッチングし回路パターンを形成する。このように、各層の回路パターンを電気的に接続するための穴（ビアホール）を、レーザを用いて形成するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の印刷配線板の製造方法では、穴（ビアホール）空け加工に使用される炭酸ガスパルスレーザの波長が１０．６μｍと大きいため、レーザ光束を小径スポットに絞り込むことが難かしく、４０μｍ未満の微細な径の穴（ビアホール）４をあけることが困難であるという問題点がある。
【０００４】
なお、上記問題点は炭酸ガスパルスレーザの光束を絞り込むレンズに収差があるため、その収差によりレーザビームが乱され、乱れた光成分がビームの絞り込みを妨害するために起こるものである。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、４０μｍ未満の微細な径の穴（ビアホール）をあけることが可能な印刷配線板の製造方法およびレーザ穴あけ装置を提案することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る印刷配線板の製造方法は、「絶縁樹脂基板上に導体回路を形成したコア層を作成し、前記コア層に感光性絶縁樹脂層を印刷し露光現像して前記感光性絶縁樹脂層にホトビアを形成し、レーザ光源の光束を、その偏光方向を水平方向あるいは垂直方向から所要角度で回転させ、該光束を第１の格子鏡で反射させ第１の光束を作成し、透過させた第２の光束との２つの光束を作成し、前記第１の光束と前記第２の光束を反射させ集光レンズの方向に向ける反射面の数（第１の格子鏡も該反射面の数に含む）を、前記第１の光束に対する反射面の数と前記第２の光束に対する反射面の数の差が奇数となるようにし、前記レーザ光源の光束の偏光方向を回転させる場合に前記第１の光束と前記第２の光束の偏光方向が反対方向に回転するように反射鏡群を設置し、前記光束の方向を集光レンズに向け、前記両光束それぞれを、第２の格子鏡で反射させた第３の光束と、透過した第４の光束に分割し、前記第３の光束と前記第４の光束を反射させ集光レンズの方向に向ける反射面の数（第２の格子鏡も該反射面の数に含む）を、前記第３の光束に対する反射面の数と前記第４の光束に対する反射面の数の差が奇数となるようにし、レーザ光源の光束の偏光方向を回転させる場合に前記第３の光束と前記第４の光束の偏光方向が反対方向に回転するように反射鏡群を設置し、光束の方向を集光レンズに向け、前記第１の光束を分割した２本の光束と前記第２の光束を分割した２本の光束との、４本の光束を形成し、分割された束同士ではその偏光方向が反対方向に回転する４本の光束群を形成し、前記４本の光束を集光レンズにより前記感光性絶縁樹脂層の集光点に集光し、前記集光点に４本の光束の干渉により電界強度が０の境界で囲まれた微小径のレーザ光スポットを集光点に投影し、前記スポットで前記感光性絶縁樹脂層の表面に穴をあける工程と、前記感光性絶縁樹脂層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、前記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工程と、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工程と、を有することを特徴とする印刷配線板の製造方法。」（請求項１）、を特徴とする。
【０００７】
本発明に係るレーザ穴あけ装置は、「印刷配線板の穴あけを行うレーザ穴あけ装置であって、レーザ光源の光束を、その偏光方向を水平方向あるいは垂直方向から所要角度で回転させ、該光束を第１の格子鏡で反射させ第１の光束を作成し、透過させた第２の光束との２つの光束を作成し、前記第１の光束と前記第２の光束を反射させ集光レンズの方向に向ける反射面の数（第１の格子鏡も該反射面の数に含む）を、前記第１の光束に対する反射面の数と前記第２の光束に対する反射面の数の差が奇数となるようにし、前記レーザ光源の光束の偏光方向を回転させる場合に前記第１の光束と前記第２の光束の偏光方向が反対方向に回転するように設置された反射鏡群と、前記光束の方向を集光レンズに向け、前記両光束それぞれを、第２の格子鏡で反射させた第３の光束と、透過した第４の光束に分割し、前記第３の光束と前記第４の光束を反射させ集光レンズの方向に向ける反射面の数（第２の格子鏡も該反射面の数に含む）を、前記第３の光束に対する反射面の数と前記第４の光束に対する反射面の数の差が奇数となるように、レーザ光源の光束の偏光方向を回転させる場合に前記第３の光束と前記第４の光束の偏光方向が反対方向に回転するように設置した反射鏡群により、光束の方向を集光レンズに向け、前記第１の光束を分割した２本の光束と前記第２の光束を分割した２本の光束との、４本の光束を形成し、分割された光束同士ではその偏光方向が反対方向に回転する４本の光束群を形成し、前記４本の光束を前記印刷配線板上の集光点に集光する集光レンズを有し、前記集光点に４本の光束の干渉により微小径のレーザ光スポットを投影し、該微小径のレーザ光スポットを穴あけ位置に位置合わせし、前記印刷配線板上に投影することにより微小径の穴をあける機構を有すること」（請求項２）、を特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明に係るレーザ穴あけ装置は、印刷配線板の穴あけを行うレーザ穴あけ装置であって、レーザ光を偏光面が互いに異なる方向を向いた４本の光束に分割し、この４本の光束を集光レンズで収束し、印刷配線板の基板面へ投影させて微小径のレーザ光スポットとし、この微小径のレーザ光スポットを例えば、ＸＹテーブル上などで、穴あけ位置に位置合わせし、印刷配線板の基板上に投影することにより微小径の穴をあける機構を有するものである。さらに詳しくは、レーザ光源の光束を、その偏光方向を水平方向あるいは垂直方向から所要角度で回転させ、該光束を第１の格子鏡で反射させ第１の光束を作成し、透過させた第２の光束との２つの光束を作成し、前記第１の光束と前記第２の光束を反射させ集光レンズの方向に向ける反射面の数（第１の格子鏡も該反射面の数に含む）を、前記第１の光束に対する反射面の数と前記第２の光束に対する反射面の数の差が奇数となるようにし、前記レーザ光源の光束の偏光方向を回転させる場合に前記第１の光束と前記第２の光束の偏光方向が反対方向に回転するように設置された反射鏡群と、前記光束の方向を集光レンズに向け、前記両光束それぞれを、第２の格子鏡で反射させた第３の光束と、透過した第４の光束に分割し、前記第３の光束と前記第４の光束を反射させ集光レンズの方向に向ける反射面の数（第２の格子鏡も該反射面の数に含む）を、前記第３の光束に対する反射面の数と前記第４の光束に対する反射面の数の差が奇数となるように、レーザ光源の光束の偏光方向を回転させる場合に前記第３の光束と前記第４の光束の偏光方向が反対方向に回転するように設置された反射鏡群と、を有している。また、上述の４本の光束を基板面の法線方向の平行な方向に向け、１つの集光レンズに導くことにより、光束を集光するものか、あるいは、４本の光束を基板面の法線方向から傾け、４本の光束毎に対応して別体に設けられた複数の集光レンズに導くことにより、全光束を１ヶ所に集光するように構成されているものであっても良い。本発明に係る印刷配線板の製造方法は、実施例を挙げて、本発明に係るレーザ穴あけ装置を用いた印刷配線板の製造方法として、以下図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は、以下の第１、２の実施例に限定されるものではなく、前記の発明を特定する事項の範囲内で適宜変更することができるものである。
【００１０】
（実施例１）
実施例１について、図１から図４を用いて説明する。
図１は、本発明に係る印刷配線板の製造方法およびレーザ穴あけ装置の一実施例の光学系の側面図である。
本実施例における印刷配線板の製造方法の工程は以下の通りである。
（１）絶縁樹脂基板１上に導体回路を形成したコア層２を作成する（図９の工程ａ）。
（２）コア層２に感光性絶縁樹脂層３を印刷する（図９の工程ｂ）。
（３）感光性絶縁樹脂層３に銅めっきし、その銅層５にビアホール用の穴をエッチングして感光性絶縁樹脂層３を露出させた窓をあける。
（４）炭酸ガスレーザの放電管にパルスレーザ電源がパルス電流を投入する事でレーザを発振させるレーザ光源１６により、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）のレーザ光を取り出す。また、このレーザ光源に、電気光学変調器を取り付け、その変調により短い周波数のレーザパルスを得るＱスイッチレーザを得る様に構成してもよい。レーザ光源１６には、レーザ光の偏光面回転器と、レーザ光量調整器を取り付ける。また、レーザ光源１６の出射光のレーザビーム直径を調整するためにビームエクスパンダを設置する事も可能である。それらを調整する事で、一パルスのエネルギーを４ｍＪに絞り、レーザ光のビーム直径は１６ｍｍで、その電界すなわち偏光方向を図１の紙面に平行な方向から角度α傾けた直線偏光を持つ光束を作る。
【００１１】
次に、その光束の光路の先１００ｍｍ以内の位置に、図１の紙面に垂直に細長い鏡を２ｍｍピッチで配列した第１の格子鏡１０を設置し図１の紙面方向に進路を９０度変えさせ、反射光束（第１の光束）を得る。また、第１の格子鏡１０の透過光束（第２の光束）を得て、この様に２つの光束に分割する。
【００１２】
ここで、この偏光面の傾き角度αは、最終的に集光レンズ（凸レンズ）１１で光束が基板面に投影される最に光束が基板面の法線と成す角度をθとすると、次に示す式（数１）で計算する角度に調整する。この数１の意味は後に説明する。
【００１３】
【数１】
ここで、光束が基板面の法線と成す角度θを２０度とし、α＝１．８度を得るため、αを１．８度とする。
次に、透過光束（第２の光束）を鏡面が折り曲げ線を中心に４５度の傾きに折り曲げられた構造の２面鏡１２で反射させ、光束の進路を９０度変え、透過光束に平行に１６ｍｍのピッチで走行させる。
【００１５】
この第１の光束の方向を調整する反射面の数は、第１の格子鏡１０が１枚であり、第２の光束の方向を調整する反射面の数は、２面鏡１２の鏡面が２枚である。第１の光束に対する反射面１枚と第２の光束に対する反射面２枚の差が奇数となる。この鏡の枚数の差により、レーザ光源の光束の偏光面を角度αで回転させる場合に第１の光束と第２の光束の偏光面が反対方向に角度αで回転する。
【００１６】
そして、レーザ光束の偏光面の角度αを紙面に対して１．８度回転させたため、２面鏡１２と１面鏡を介して平行に走行させ両光束は、その偏光面がお互いに反対方向に紙面から１．８度回転した方向を向く。
【００１７】
図２は両光束を図１の紙面に垂直な紙面に投影した図である。図２は、第１の光束に対して構成される第１の光学系１８をあらわすとともに、第２の光束に対して構成される第２の光学系１７をあらわし、両者はともに図２の構成である。
先の反射光束（第１の光束）と透過光束（第２の光束）とを、更に、図２の紙面に垂直に細長い鏡を１ｍｍピッチで配列した第２の格子鏡１３で反射し進路を９０度変え図２の紙面方向に向けた反射光束（第３の光束）と透過光束（第４の光束）に分ける。次に、その反射光束（第３の光束）を鏡面が４５度に折り曲げられた２面鏡１４で反射し、透過光束（第４の光束）に対して１６ｍｍのピッチで平行に走行させる。
【００１８】
この第３の光束の方向を調整する反射面の数は、第２の格子鏡１３と２面鏡１４との合計３枚であり、第４の光束の方向を調整する反射面の数は０枚である。第３の光束に対する反射面３枚と第４の光束に対する反射面０枚の差が奇数となる。この鏡の枚数の差により、レーザ光源の光束の偏光面を角度αで回転させる場合に第３の光束と第４の光束の偏光面が反対方向に角度αで回転する。
【００１９】
こうして第３の光束と第４の光束は偏光面がお互いに反対方向に、紙面の垂直線から１．８度回転した方向を向く。こうして、隣接する光束同士で偏光面が互いに反対方向にＹ方向から１．８度傾いた４本の平行光束で直径１６ｍｍの光束が１６ｍｍピッチで走行する。この偏光方向を図３に示す。なお、図３中の符号１８は第１の光学系、１７は第２の光学系である。
【００２０】
これらの光束を焦点距離３２ｍｍのＺｎＳｅの集光レンズ（凸レンズ）１１で収束させ、４方向からの光束を約２７ミクロンの直径の領域に集光させる。これで印刷配線板１５の絶縁樹脂面を露光する。
【００２１】
これら４方向の光束は集光レンズ（凸レンズ）１１で屈折され、基板面の法線に対して２０度の角度θを成す光束になり、これら４本の光束の基板面に平行な偏光方向は、印刷配線板１５のＸＹ座標軸と４５度を成す方向を向き、その偏光成分の強度は光の振幅のＳＩＮ（４５度−１．８度）となる。
【００２２】
一方、光の基板面に平行な偏光成分に垂直な偏光成分は、ＣＯＳ（４５度−１．８度）になるが、この偏光成分が基板面と成す角度は光が基板面の法線と成す角度であり、それが３０度であるため、その偏光成分の基板面と平行な成分はＣＯＳ（４５度−１．８度）×ＣＯＳ（２０度）である。この両偏光成分はＸＹ座標軸と４５度の方向を向き、強度が同じになる。
【００２３】
数１は、この両者が同じ値になる条件として導かれた式であった。結局、各光束は光束の電界方向がレンズ側に向く様に数１の計算結果で偏光面を回転し調整されたものである。
こうして、基板面に投影した両偏光成分の強度が同じであるので、両者を合成するとＹ座標軸方向の振動成分になる。光の成分こ凸レンズで収束された基板面への投影位置においては、４つの光束のいずれもＹ方向振動成分のみとなり、これらは良く干渉し、次の数２と数３で示す式で表わされる電界強度を生じる。
【００２４】
【数２】
【数３】
ここでλはレーザ光の波長１０．６μｍであり、θ＝２０度であり、（２1/2）／Ｓｉｎ（２０度）＝４．１である。そのため、Ｐ＝２２μｍになる。すなわち、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＝２２μｍの格子模様が出来る。
【００２７】
１つ１つのビームが焦点距離３２ｍｍの集光レンズ（凸レンズ）１１により収束点に集光された直径は２７μｍであり、また、レンズの収差が入るとビームはもっと大きく広がるが、４つのビームの干渉により、２２μｍの寸法の端で光密度が０になる干渉縞が形成される。
【００２８】
その結果、図４の様にレーザ光の干渉縞の間にガウスビームの直径が１５ミクロンの小さな径のレーザスポットが形成される。この４つの光束を合わせて１つ１つのビームの直径の２倍の太いビームを作り、それを収差が無い完全なレンズで収束するとそのスポット径は１つ１つのビームの収束するスポット径の２分の１に小さくなるが、レンズに収差がある場合にはそうはならない。
【００２９】
しかし、レンズの収差が存在する場合でも、この様に光束の干渉を利用することで小さなスポット径が実現できる。
こうしてパルスレーザの４本の光束の集光する位置に集光し干渉させることにより、１つ１つのビームの集光する直径よりも小さな直径のレーザスポットを生じさせることができた。そのスポットを基板に照射することでパルスレーザで絶縁樹脂（ポリイミド）に５μｍの深さの穴をエッチングし、５パルスで２５μｍの深さの穴をあけた。
【００３０】
（５）こうしてあけた穴と絶縁樹脂表面に銅を無電解めっきし、その無電解めっきの上から電解めっきし穴をめっきしビアホールを形成する。
（６）印刷配線板１５（銅層５）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５をエッチングし回路パターンを形成する。
【００３１】
上述のように本実施例は、絶縁樹脂上にパルスレーザ光を干渉させることで定められる寸法に収めたスポットを形成し、そのスポットの端が鮮明な微小径のレーザ光スポットを形成したので、微小な穴径の形成が可能となり、炭酸ガスレーザを用いて直径１５ミクロン程度の微小径の穴をあけることができた。
【００３２】
（実施例２）
実施例２について、図５から図８を用いて説明する。
本実施例では、以下に説明する様に、炭酸ガスパルスレーザ装置（レーザ光源）２０を、集光レンズ２１で集光する光束が基板面の法線と成す角度θが３０度になるように構成する。
【００３３】
まず、炭酸ガスパルスレーザ（波長１０．６μｍ）のレーザ光のビーム直径は１６ｍｍである。その電界を図５の紙面に平行な方向からの傾きαは、数１に角度θ＝３０度を代入して計算した結果、α＝４．１度を得る。
【００３４】
この方向の直線偏光を持つ光束を図５の紙面に垂直に細長い鏡を２ｍｍピッチで配列した第１の格子鏡２２を設置し図５の紙面の方向に反射させた反射光束（第１の光束）と透過光束（第２の光束）に分割する。第１の光束を鏡２３と鏡２４との二面鏡で反射し、基板面の法線から２２．２度の角度を成す方向で集光レンズ２１に向ける。
また、第２の光束は鏡２５で反射し基板面の法線から２２．２度の角度を成す方向で集光レンズ２１に向ける。
【００３５】
レーザ光束の偏光面を紙面から４．１度回転させたため、鏡２３と鏡２４の二面鏡で反射した第１の光束と鏡２５の１面鏡で反射させた第２の光束は、その偏光面はお互いに反対方向に紙面から４．１度回転した方向を向く。
【００３６】
次に、第１の光束を、図５の紙面に平行に細長い鏡を１ｍｍピッチで配列した第２格子鏡２６を設置し図５の紙面に垂直な方向成分を持つ方向に反射させた光束（第３の光束）を得る。
なお、図５中の符号３３は、凸レンズである。
図６は両光束を図１の紙面に垂直な紙面に投影した図である。
【００３７】
第１の光束の第２の格子鏡２６の透過光は鏡２７で反射し、図６の面内では基板面の法線に対し２２．２度の角度を成す方向、この方向は三次元空間内では基板面の法線に対し３０度の角度を成す方向、から集光レンズ２１に導く光束（第４の光束）を得る。
【００３８】
先に第２の格子鏡２６で反射した第３の光束は、鏡２８と鏡２９の二面鏡で反射し、図６の面内では基板面の法線に対し２２．２度の角度を成す方向、すなわち三次元空間内で基板面の法線に対し３０度の角度を成す方向、から集光レンズ２１に導く。
【００３９】
第３の光束は第１の光束を第２の格子鏡２６で反射した後に鏡２８と鏡２９との二面鏡で反射し、第４の光束は第１の光束を鏡３０で反射した後に鏡２７だけの一面鏡で反射したので、第１の光束の偏光面を図６の紙面に垂直方向から４．１度回転した場合に、第３の光束と第４の光束はその偏光面がお互いに反対方向に紙面に垂直方向から４．１度回転した方向を向く。
【００４０】
こうして、隣接する光束同士で偏光面が互いに反対方向にＹ方向から４．1度傾いた方向を向いた４本の平行光束ができる。ここで、各光束は図７に両矢印で示す様に光束の電界方向すなわち偏光面が集光点に向けて４．１度回転したものになる。
【００４１】
これら４方向の光束それぞれを図７に示す円を４分割した形状で焦点距離２１ｍｍの各ＺｎＳｅの集光レンズ２１で約１８ミクロンの直径の領域に集光させ印刷配線板３１の絶縁樹脂面を露光する。
これら４方向の光束は集光レンズ２１の光軸に対して３０度の角度θを成す光束であるため数１により各光束の偏光方向を４．１度傾ける必要が分かり、その様に偏光方向を傾けたため、これら４本の光束は集光レンズ２１で収束された基板面への投影位置においては、その投影する電界の基板面に平行な成分はいずれの光束もＹ方向を向くき、良く干渉し、数２と数３で計算される電界強度になる。
【００４２】
ここでλはレーザ光の波長１０．６μｍであり、（２1/2）／Ｓｉｎ（３０度）＝８．１であり、数３を計算すると、Ｐ＝１５μｍを得る。すなわち、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＝１５μｍの格子模様が出来る。
【００４３】
焦点距離２１ｍｍの集光レンズ２１による１つ１つのビームの収束点での直径は１８μｍであり、また、レンズの収差が入るとビームはもっと大きく広がるが、この干渉縞により、レーザビームの端の光密度が０に落とされる。その結果、図４の様にレーザ光の干渉縞の間にガウスビームの直径が１０ミクロンの小さな径のレーザスポットが形成される。
【００４４】
これは、この４つの光束を合わせた直径が１つ１つのビームの直径の２倍になる。その、太いビームがレンズの収差を受けない場合には収束するスポット径が小さくなるが、その通りに小さなスポット径が実現できる。
【００４５】
こうしてパルスレーザの４本の光束の集光する位置に集光し干渉させることにより、通常はレンズの収差によりレーザビームの集光可能な限度が広がってしまうことを補償し、小さな直径のレーザスポットを生じさせることができる。
【００４６】
また、図８に示す様に、集光レンズ２１による光束の印刷配線板３１上への集光部分の数十マイクロメートル上方に、光束の干渉縞の位置に円形アパーチャの縁を有する円形アパーチャ３２を設置し、周辺光を遮る構造を用いることも可能である。
なお、図５中の符号３４は第１の光学系、３５は第２の光学系、３６は第３の格子鏡、３７、３８、３９、４０はそれぞれ上述の鏡２７、２８、２９、３０に対応する鏡である。
【００４７】
上述のように本実施例は、４本の光束を基板面の法線から３０度の方向から光束毎の集光レンズ２１に導き、各集光レンズ２１で光束を１ヶ所に集光するので、炭酸ガスレーザを用いて直径1０ミクロン程度の微小径の穴をあけることができた。
【００４８】
【発明の効果】
本発明に係る印刷配線板の製造方法およびレーザ穴あけ装置によれば、レーザ光を偏光面が互いに異なる方向を向いた４本の光束に分割し、該４本の光束を集光レンズで収束し、前記印刷配線板の基板面へ投影させて微小径のレーザ光スポットとし、該微小径のレーザ光スポットを穴あけ位置に位置合わせし、前記印刷配線板の基板上に投影することにより微小径の穴をあける機構を有するので、収束点で各光束のスポットの干渉によりスポットは端部が光強度分布の鋭い立ち下がりを有する微小径のレーザ光スポットにすることができるという効果が得られる。
また、奇数面を介して互いに平行な方向に進む２光束を得る光学系統を有するので、これにより、各光束の偏光面を互いに数度回転させるので、複数の光束を凸レンズで収束した収束点での干渉性を良くすることができる効果が得られる。
また、炭酸ガスレーザの光束を、細長い鏡の集合である格子鏡を用いて光を分けることで光の透過の際のエネルギー損失を無くすることができる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る印刷配線板の製造方法およびレーザ穴あけ装置の実施例１の光学系統を示す側面図である。
【図２】本発明に係る印刷配線板の製造方法およびレーザ穴あけ装置の第１の実施例１の光学系統を示す側面図である。
【図３】本発明に係る印刷配線板の製造方法およびレーザ穴あけ装置の第１の実施例１の光学系統を示す正面図である。
【図４】本発明に係る印刷配線板の製造方法およびレーザ穴あけ装置の実施例１の形態のレーザスポットを示す図である。
【図５】本発明に係る印刷配線板の製造方法およびレーザ穴あけ装置の実施例２の光学系統を示す側面図である。
【図６】本発明に係る印刷配線板の製造方法およびレーザ穴あけ装置の実施例２の光学系統を示す側面図である。
【図７】本発明に係る印刷配線板の製造方法およびレーザ穴あけ装置の実施例２の光学系統を示す正面図である。
【図８】本発明に係る印刷配線板の製造方法およびレーザ穴あけ装置の実施例２の円形アパチャーを示す図である。
【図９】従来例に係る印刷配線板の製造方法を示す図である。
【符号の説明】
１ 絶縁樹脂基板
２ コア層
３ 感光性絶縁樹脂層
４ 穴（ビアホール）
５ 銅層
１０、２２ 第１の格子鏡
１１ 集光レンズ（凸レンズ）
１２、１４ 二面鏡
１３、２６ 第２の格子鏡
１５、３１ 印刷配線板
１６、２０ レーザ光源
１８、３４ 第１の光学系
１７、３５ 第２の光学系
２１ 集光レンズ
２３、２４、２５ 鏡
２７、２８、２９、３０ 鏡
３７、３８、３９、４０ 鏡
３２ 円形アパーチャ
３３ 凸レンズ
３６ 第３の格子鏡
Claims (2)
- 絶縁樹脂基板上に導体回路を形成したコア層を作成し、
前記コア層に感光性絶縁樹脂層を印刷し露光現像して前記感光性絶縁樹脂層にホトビアを形成し、
レーザ光源の光束を、その偏光方向を水平方向あるいは垂直方向から所要角度で回転させ、
該光束を第１の格子鏡で反射させ第１の光束を作成し、透過させた第２の光束との２つの光束を作成し、
前記第１の光束と前記第２の光束を反射させ集光レンズの方向に向ける反射面の数（第１の格子鏡も該反射面の数に含む）を、前記第１の光束に対する反射面の数と前記第２の光束に対する反射面の数の差が奇数となるようにし、
前記レーザ光源の光束の偏光方向を回転させる場合に前記第１の光束と前記第２の光束の偏光方向が反対方向に回転するように反射鏡群を設置し、前記光束の方向を集光レンズに向け、
前記両光束それぞれを、第２の格子鏡で反射させた第３の光束と、透過した第４の光束に分割し、
前記第３の光束と前記第４の光束を反射させ集光レンズの方向に向ける反射面の数（第２の格子鏡も該反射面の数に含む）を、前記第３の光束に対する反射面の数と前記第４の光束に対する反射面の数の差が奇数となるようにし、
レーザ光源の光束の偏光方向を回転させる場合に前記第３の光束と前記第４の光束の偏光方向が反対方向に回転するように反射鏡群を設置し、光束の方向を集光レンズに向け、
前記第１の光束を分割した２本の光束と前記第２の光束を分割した２本の光束との、４本の光束を形成し、
分割された束同士ではその偏光方向が反対方向に回転する４本の光束群を形成し、
前記４本の光束を集光レンズにより前記感光性絶縁樹脂層の集光点に集光し、
前記集光点に４本の光束の干渉により電界強度が０の境界で囲まれた微小径のレーザ光スポットを集光点に投影し、
前記スポットで前記感光性絶縁樹脂層の表面に穴をあける工程と、
前記感光性絶縁樹脂層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、前記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工程と、
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工程と、
を有することを特徴とする印刷配線板の製造方法。 - 印刷配線板の穴あけを行うレーザ穴あけ装置であって、レーザ光源の光束を、その偏光方向を水平方向あるいは垂直方向から所要角度で回転させ、該光束を第１の格子鏡で反射させ第１の光束を作成し、透過させた第２の光束との２つの光束を作成し、前記第１の光束と前記第２の光束を反射させ集光レンズの方向に向ける反射面の数（第１の格子鏡も該反射面の数に含む）を、前記第１の光束に対する反射面の数と前記第２の光束に対する反射面の数の差が奇数となるようにし、前記レーザ光源の光束の偏光方向を回転させる場合に前記第１の光束と前記第２の光束の偏光方向が反対方向に回転するように設置された反射鏡群と、
前記光束の方向を集光レンズに向け、前記両光束それぞれを、第２の格子鏡で反射させた第３の光束と、透過した第４の光束に分割し、前記第３の光束と前記第４の光束を反射させ集光レンズの方向に向ける反射面の数（第２の格子鏡も該反射面の数に含む）を、前記第３の光束に対する反射面の数と前記第４の光束に対する反射面の数の差が奇数となるように、レーザ光源の光束の偏光方向を回転させる場合に前記第３の光束と前記第４の光束の偏光方向が反対方向に回転するように設置した反射鏡群により、
光束の方向を集光レンズに向け、前記第１の光束を分割した２本の光束と前記第２の光束を分割した２本の光束との、４本の光束を形成し、分割された光束同士ではその偏光方向が反対方向に回転する４本の光束群を形成し、前記４本の光束を前記印刷配線板上の集光点に集光する集光レンズを有し、前記集光点に４本の光束の干渉により微小径のレーザ光スポットを投影し、該微小径のレーザ光スポットを穴あけ位置に位置合わせし、前記印刷配線板上に投影することにより微小径の穴をあける機構を有することを特徴とするレーザ穴あけ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21439199A JP3641984B2 (ja) | 1999-07-28 | 1999-07-28 | 印刷配線板の製造方法およびレーザ穴あけ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21439199A JP3641984B2 (ja) | 1999-07-28 | 1999-07-28 | 印刷配線板の製造方法およびレーザ穴あけ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001044596A JP2001044596A (ja) | 2001-02-16 |
| JP3641984B2 true JP3641984B2 (ja) | 2005-04-27 |
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ID=16655022
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP21439199A Expired - Fee Related JP3641984B2 (ja) | 1999-07-28 | 1999-07-28 | 印刷配線板の製造方法およびレーザ穴あけ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP3641984B2 (ja) |
-
1999
- 1999-07-28 JP JP21439199A patent/JP3641984B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2001044596A (ja) | 2001-02-16 |
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