JPH03142090A

JPH03142090A - プリント配線基板の穴明け加工装置

Info

Publication number: JPH03142090A
Application number: JP1278356A
Authority: JP
Inventors: Hideho Inagawa; 秀穂稲川; Shigenobu Noujiyou; 能條　重信
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-10-27
Filing date: 1989-10-27
Publication date: 1991-06-17

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明はレーザービームを用いてプリント配線基板（以
下、単に「プリント板」と称する）を穴明は加工する装
置に関する。

［従来の技術及び発明が解決しようとする課題］従来、
プリント板において、両面間の導通をとるための導体膜
が形成されるスルーホールは、たとえばドリルを用いる
穴明けにより形成されている。このドリルによる穴明け
は加工穴数の少ない場合にはある程度の精度が得られる
が、連続加工すると加工中の発熱によりドリル切削性能
の低下及びドリル損傷を生じ、加工時間が長くなり、穴
内壁面の表面粗さ精度も低下してくる。また、ドリル加
工の場合、直径０．１ｍｍφ程度以下のドリルは折損し
やすく、加工の自動化が困難である。また、ドリル加工
の場合、穴内壁面の粗さが粗くなりがちであるので、穴
明は後のメツキ処理の際に穴内壁面に均−且つ十分な厚
さの導体膜が形成できないという難点がある。

第４図は従来のドリルによる穴明は加工を説明する図で
ある。

第４図の（ａ）は加工前のプリント板３０を示すもので
ある。該プリント板は、ガラスエポキシ絶縁層３０Ａの
両面に銅箔３０Ｂ、３０Ｃを張りつけたものである。

第４図の（ｂ）に示される様に、ドリル３２による穴明
は加工で形成された穴の内壁面は、ランダムな凹凸や上
下両面の開口位置のズレ（ドリルのシューテイングによ
る）等が生じている。

そして、第４図の（Ｃ）に示される様に、上記ドリル加
工の穴の内壁面にメツキにより導体層３４を形成すると
、凹凸が激しいので、導体層３４が均一に形成されない
。

以上の様に、従来のドリル穴明けは、機械的加工である
が故に、穴径が小さくなればなるほど、次の様な問題が
生じてくる。

（１）　ドリル径が小さいため、ドリルの強度が低下し
、折れやすくなり、寿命が短い。

（２）ドリル寿命を延ばすためには、加工送り速度を遅
くすることが必要であり、加工時間が長くなる。

（３）ドリルの直行性及び加工位置精度が十分とはいえ
ない。

（４）穴の内壁面の凹凸が、穴径に比し大きくなり、次
工程の導体層形成の際に均一厚さが得られず、従って、
各種の原因に基づき発生する応力によりクラックが発生
したりして導電特性が劣化し、信頼性が損なわれやすい
。

一方、従来、微小径の穴明けを行なう方法として、レー
ザービームを用いる穴明は加工方法が提案されている（
たとえば、特開昭５８−２０３９０号公報、特開昭５８
−１６８４８９号公報、特開昭６２−２５４１１７号公
報、特開昭６２−２８９３９０号公報参照）。

本発明は、レーザービームを用いたプリント板の穴明は
加工において高い加工精度及び迅速な加工速度の可能な
加工特性の優れた穴明は加工装置を提供することを目的
とするものである。

［課題を解決するための手段］本発明によれば、上記目的を達成するものとして。

レーザービームをプリント配線基板に照射して穴明は加
工する装置において、レーザー光源から照射されたレー
ザービームをプリント配線基板の加工位置に対し両面か
ら導く手段を有することを特徴とする、プリント配線基
板の穴明は加工装置、が提供される。

本発明装置においては、２つのレーザー光源を有し、そ
れぞれのレーザー光源から独立にプリント配線基板の各
面へとレーザービームを導く２つの光学系を有するもの
が可能である。

また、本発明装置においては、２つのレーザー光源のう
ちの一方の光軸上に該光軸方向に参照光を照射する光源
が配置されており、上記２つのレーザー光源のうちの他
方の光軸上に該光軸方向の上記参照光を検出するセンサ
が配置されているものが可能である。

［実施例］以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。

第１図は本発明による第１の実施例の装置の概略構成を
示す模式図である。

第１図において、２は第１のレーザー光源であり、４は
第２のレーザー光源である。第１のレーザー光源は短波
長のエキシマレーザ−（ＫｒＦ：波長光＝　２４８　ｎ
ｍ）であり、パルス発振を行なう。第２のレーザー光源
は長波長の炭酸ガスレーザー（波長Ｌ＝１０．６μｍ）
であり、パルス発振を行なう。該炭酸ガスレーザーの代
わりにＹＡＧレーザ−（波長１．＝１．０６Ｉｆｍ）を
用いてもよい。

６は参照光源であり、Ｈｅ−Ｎｅレーザーを用いている
。該レーザーの光軸は上記レーザー２の光軸と合致して
いる。

１８は参照光の検出センサであり、該センサは上記レー
ザー４の光軸上を進行する光を検出する。

レーザー２．４の光軸は平行である。そして、上記レー
ザー２及び参照光源６は一体となって基台２４に固定さ
れており、これに対し上記レーザー４及びセンサ１８は
一体となって基台２４に対しレーザー４の光軸に直交す
る矢印方向に移動可能に取付けられている。基台２４に
は該移動の駆動手段が設けられている。

１２はレーザー２から照射されるレーザービームを偏向
せしめるためのミラーであり、８はミラー１２で反射さ
れたレーザービームを集光するためのレンズであり、石
英からなる。１０はレーザー４から照射されるレーザー
ビームを集光するためのレンズであり、Ｚｎ５ｅからな
る。Ｚｎ５ｅの代わりにＧａＡｓを用いてもよい。

１６は被加工物たるプリント板であり、たとえばガラス
エポキシ鋼張り積層板（東芝ケミカル社！！！ＴＬＣ−
Ｗ−５５１：　０．６ｍｍ厚）である。

該プリント板は不図示のＸ−Ｙ移動テーブルにより移動
可能に保持されている。

レーザー２からのレーザービームは、ミラー１２により
反射せしめられ、更に集光レンズ８により集光せしめら
れてプリント板１６の所定の加工位置において上面側に
スポット（たとえば１００μｍφ）を形成する。

レーザー４からのレーザービームは、ミラー１４により
反射せしめられ、更に集光レンズ１０により集光せしめ
られてプリント板１６の所定の加工位置において下面側
にスポット（たとえば１１００ｕφ）を形成する。

上記ミラー１２．１４によるレーザービームの偏向角度
はいずれら９０度であり、これら２つのミラーによる反
射光は同一方向を互いに反対向きに進行する。そして、
２つの反射光の光軸合致調整は、プリント板１６を装着
しない状態で、レーザー４及びセンサ１８を基台２４に
対して矢印方向に移動させて、上記参照光源６から照射
されるレーザービームがセンサ１８により検出される様
にすることで行なうことができる。

かくして、本実施例では、上記ミラー１２．１４による
反射光の光路に垂直にプリント板１６を配置することに
より、極めて良好な垂直穴明けができる。

２０は上記レーザー２．４の発振を制御するための制御
装置である。

第２図は本実施例装置を用いて穴明は加工を行なう際の
、プリント板１６の断面図を示すものである。加工の進
行にともない（ａ）から（Ｃ）へと状態変化する。プリ
ント板１６はガラスエポキシ絶縁層（以下、単に「樹脂
部」と称する）１６Ａの両面に銅箔１６Ｂ、１６Ｃを張
りつけたものである。

第３図は本実施例におけるレーザー２，４のパルスタイ
ミングの一例を示す図である。

先ず、上記第２図（ａ）の銅箔部１６Ｂ、１６Ｃの加工
時には、上面側及び下面側からそれぞれ、第３図（ａ）
に示される様に、炭酸ガスレーザービーム４ａ及びエキ
シマレーザ−ビーム２ａが照射される。エキシマレーザ
−ビームは波長が短いため光子エネルギーが大きく、銅
箔部の加工に適しているので、比較的照射時間が短い。

次に、上記第２図（ｂ）の樹脂部１６Ａの加工時には、
上面側及び下面側からそれぞれ、第３図（ｂ）に示され
る様に、炭酸ガスレーザービーム４ａ及びエキシマレー
ザ−ビーム２ａが照射される。炭酸ガスレーザービーム
は波長が長いため光子エネルギーが小さく、熱的加工が
主となり、樹脂部１６Ｂの加工に適している。

但し、この長波長レーザービームによる加工では黒色炭
化物の発生があり、またガラスとエポキシとでエツチン
グレートが異なるため穴内壁面の凹凸が大きくなりがち
である。そこで、この樹脂部加工後に、貫通穴に対し、
第２図（Ｃ）及び第３図（Ｃ）に示される様にエキシマ
レーザ−ビーム２ａを照射する。これにより、炭化物が
除去され、内壁面の凹凸の少ない良好な穴が形成される
。

上記実施例では、２つのレーザー光源として波長の異な
るものを用いているが、本発明においては、同一波長の
ものを用いてもよい。

［発明の効果］以上説明した様に、本発明装置によれば、２つのレーザ
ー光源から照射されたレーザービームをそれぞれプリン
ト板の加工位置に対し両面から同一方向に入射させてい
るので、プリント板に対しレーザービームをいずれも垂
直に当′てることができ、両面から効率よく良好な穴明
けを行なうことができる。

また、長波長レーザーの高出力を利用した高速加工と短
波長レーザーの高光子エネルギーを利用したクリアな加
工との双方を行なうことができ、銅箔部の加工と樹脂部
の加工とに適宜の照射様式を設定して、良好な加工精度
と迅速な加工速度とが得られる。

更に、２つのレーザー光源に対応する光学系を用いて、
参照光源から照射した参照光をセンサで検出することに
より、上記２つの光学系の光軸合致調整を行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の概略構成を示す模式図である。第２図は本発明装置を用いて穴明は加工を行なう際のプ
リント板の断面図を示す図である。第３図は本装置におけるレーザーのパルスタイミングの
一例を示す図である。第４図は従来のドリルによる穴明は加工を説明する図で
ある。２．４・・・レーザー光源、　　６・・・参照光源、８
．１０・・・集光レンズ、１２１４・・・ミラー、　　１６・・・プリント板、１
８・・・参照光検出センサ、　２０・・・制御装置、２
４・・・基台。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）レーザービームをプリント配線基板に照射して穴
明け加工する装置において、レーザー光源から照射され
たレーザービームをプリント配線基板の加工位置に対し
両面から導く手段を有することを特徴とする、プリント
配線基板の穴明け加工装置。
（２）２つのレーザー光源を有し、それぞれのレーザー
光源から独立にプリント配線基板の各面へとレーザービ
ームを導く２つの光学系を有する、請求項１に記載のプ
リント配線基板の穴明け加工装置。
（３）２つのレーザー光源のうちの一方の光軸上に該光
軸方向に参照光を照射する光源が配置されており、上記
２つのレーザー光源のうちの他方の光軸上に該光軸方向
の上記参照光を検出するセンサが配置されている、請求
項１または２に記載のプリント配線基板の穴明け加工装
置。
（４）２つのレーザー光源を有し、これらが互いに波長
の異なるレーザー光源である、請求項１または２に記載
のプリント配線基板の穴明け加工装置。
（５）上記互いに波長の異なるレーザー光源として、一
方は長波長の炭酸ガスレーザーまたはＹＡＧレーザーを
用い、他方は短波長のエキシマレーザーを用いる、請求
項４に記載のプリント配線基板の穴明け加工装置。