JPH0354885A - プリント基板の孔加工方法 - Google Patents

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、レーザービームを利用したプリント基板の孔
明け加工方法に関する。

〔従来の技術〕

近年、プリント基板においては高密度化が進み、スルー
ホール孔径は微小径化しつつあり、従来孔明け加工とし
て用いられてきたドリルによる機械的な加工法では、０
．１ｍｍ以下のスルーホール孔径に対してはドリルの剛
性不足等の理由でドリル折れが発生しやすく、ｍ２当た
り数万孔ものの加工を低コストで生産性良く行なうのは
困難であった。

そこで、近時、ＣＯ２レーザー等のレーザービームを利
用して微小孔径のスルーホール形成が行なわれるように
なった。

その例としては、特開昭６１−１７６１８６号公報に記
載のものが挙げられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上記従来例においては、エボキシ樹脂或はフ
ェノール樹脂等の難燃性の樹脂を主成分とするプリント
基板に対してＣＯ２レーザーで孔明け加工を行なうと、
ＣＯ２レーザーにより樹脂成分が熱分解される際、樹脂
を構成する分子の内直鎖の炭素の結合が分解しきれず、
いわゆるスミャとして残留するという問題点がある。

又、例えば樹脂とガラスクロス等との複合で構成された
プリント基板においては、樹脂とガラスクロスとの熱分
解の程度が異なり、ガラスクロスの分解除去が相対的に
少ないため、孔内壁にガラスクロスのみが飛び出したま
まの状態となる．この例として、第３図に基板表面に銅
箔を張ったガラスエボキシ基板にＣＯ２レーザーにより
孔明けした時のスルーホール断面を模式的に示してある
。図に示すように、ガラスクロス９は樹脂層よりもスル
ーホール中心部に出っ張った状態で残り、炭化物ｌ２は
スルーホール内壁に残留する。

このような状態のスルーホールでは、スルーホール内に
メッキによる導体膜の形成が十分なされず、又メッキに
よる導体膜の形成がなされたとしても、ヒートサイクル
によりクラツクが入りやすく信頼性が著しく損なわれる
。

［課題を解決するための手段］ 上記の課題は、本発明の、プリント基板の表面から裏面
にわたって貫通した孔をレーザーによって加工する方法
において、前記レーザーとしてエキシマレーザーを用い
、前記エキシマレーザーがリングモードであり孔内に残
った残存物を容易に除去することによりスルーホールを
形成することを特徴とするプリント基板の孔加工方法に
より解決できる。

〔作用〕

本発明によれば、プリント基板の孔明け手段として、リ
ング状エキシマレーザーを用いることにより従来ＣＯ２
レーザー孔明けの際に発生していたスルーホール内の炭
化物を生じることなく、又孔壁面の平滑なスルーホール
を得、プリント基板の信頼性を向上することができる。

［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、本実施例装置の模式図である。

エキシマレーザー発振器ｌの全反射鏡２と半透過性反射
鏡３はある一定の曲率で設計されている。そして、前記
全反射鏡２と半透過性反射鏡３との間で発振されるエキ
シマレーザーは、レーザーの光軸に対して直交する任意
軸上のレーザーエネルギー分布が、第２図の如く光軸に
対し対称で、かつエネルギーのピーク位置が光軸より離
れた位置にある。エキシマレーザー発振器１より出射し
たエキシマレーザー光４は反射ミラー５により垂直方向
に落射された後、集光レンズ６により集光され、樹脂製
プリント基板７に照射される。

上記レーザー照射によりプリント基板７に形成されるス
ルーホールの孔径は、集光レンズ６の焦点距離、集光レ
ンズ６の焦点のプリント基板に対する位置等を変えるこ
とにより調整することができる。このようなエキシマレ
ーザー照射後のスルーホール断面を模式的に示すと第４
図のごとくなる。同図に示すように、スルーホール中心
部は上記のようにエキシマレーザーのエネルギー分布が
低いため、レーザーによる除去が行なわれない。又、エ
キシマレーザーを照射した際、プリント基板の厚さ方向
に対してレーザー光の減衰が生じるため、基板裏面側、
即ち光源と反対側の孔径が小さくなる。従って、スルー
ホール内の残存物を除去する種々の手段、例えばＣＯ２
レーザー照射、プレス、ウォータジェット、圧縮空気等
を用いる時、その力又は光の向きは基板裏面から表面へ
向かうことが好ましい。

第４図においては、基板の裏面より集光したＣ　Ｏ　ｘ
レーザー１３を残存物に照射して該残存物を除去する方
法が示してある。この結果、第５図に示すようなＣＯ２
レーザー照射後のスルーホール断面となる。

以下に上記装置を用いた具体的実施例を示す。

プリント基板としてＦＲ−４グレードの両面銅張りガラ
スエボキシ基板の板厚０．６ｍｍ、サイズ１００＋ｎ＋
＋＋Ｘ１００＋ｎｍのものを用いた。

エキシマレーザーとしてＥＸ−６００　（ルモニクス社
製）のうち発振波長が２４８ｎｍのものを用い、発振器
本体内の共振ミラーは不安定共振器型に改造して使用し
た。集光レンズは１００ｍｍの焦点距離のものを用い、
このレンズ焦点位置は基板表面上となるように設定した
。

次ぎに、エキシマレーザーの発振条件を示す。

１バルスあたりのエネルギーを４００ｍＪとし、パルス
周波数は１００Ｈｚ、パルス幅は１６ｎＳとした。上記
パルスを１秒間基板に照射することでスルーホール１ヶ
が貫通する。このようにして、基板に対して施した孔径
は、レーザー照射側においては０．１ｍｍ、出射測にお
いては０．０９＋ｎｉであった。同様にして基板上に５
ｍｍピッチで１列当たり１０ケを１０列加工した。即ち
、各基板１枚につき１００ケの孔を形成した。このよう
にして５枚の基板を作成した。孔明け後の基板に対し、
直径０．３ｍｍのスルーホールランドを公知の、メッキ
レジスト塗布、パターンニング、無電解銅メッキ、電解
銅メッキにより形成した。上記方法により得た基板のス
ルーホールの各々につき微小抵抗計によって導通抵抗を
測定した。この実施例による結果を表ｌに示す。

表１ （※良品率とは、スルホール１００ケ中導通抵抗５ｍΩ
以下のものの率（％）を意味する。）比較例 この比較例では、上記実施例と同一の構成より成るプリ
ント基板にＣＯ２レーザーにより孔明けを行なった。Ｃ
Ｏ２レーザはフォトンソーセズ社製（型式Ｍｏｄｅｌ−
５００）を用い、集光レンズはＺｎＳｅより成る焦点距
離５インチのものを使用した。

照射条件としては、ピーク出力が２０００Ｗ、パルス幅
がＯ．ｌｍｓｅｃ，パルス間隔が１００ｍｓｅｃのパル
スとし、これを７パルス基板上の同一か所に照射し、１
ヶのスルーホールを得た。

この時、スルーホール孔径はレーザー入射側で０．３ｍ
ｍ，出射側で０．２ｍｍであった。

このようにして、孔明けをしたプリント基板を前記実施
例と同一の方法によりメッキ処理した。

メッキ後のプリント基板につき前記実施例と同一の試験
を行なった。試験結果は、表２に上記実施例の表ｌと同
形式で示してある。

表２ なお、実施例の孔径は、比較例のそれより小さいので、
他の条件がすべて同じ場合は、孔径の小さい実施例のほ
うが、スルーホールの導電性が悪いはずであるが、実施
例の方が導電性が良いのは比較例においてはスルーホー
ル内で十分なメッキが行なわれていないためである。

［発明の効果］ 以上説明したように、エキシマレーザーをリング状モー
ドの分布にしてプリント基板に照射し、スルーホールを
形成し孔内に残った残存物を容易に除去することにより
直径の０．１ｍｍ以下のスルーホールが高品質でしかも
高速かつ低コストで加工することができるようになった
。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明による実施例装置の模式図であり、第２
図は第ｌ図に示した装置のエキシマレーザーの断面エネ
ルギ密度分布であり、第３図はガラスエボキシ基板をＣ
Ｏ２レーザーにより孔明けした際のスルーホール断面の
模式図であり、第４図は本発明によるリング状モードの
エキシマレーザーにより孔明けしたプリント基板のスル
ーホール断面の模式図であり、第５図は第４図における
スルーホール内残存物をＣＯ２レーザーで除去した後の
スルーホール断面図である。 １・・・エキシマレーザー発振器本体 ２・・・全反射鏡 ３・・・半透過性反射鏡 ４・・・エキシマレーザー光 ５・・・反射ミラー ６・・・集光レンズ ７・・・樹脂性プリント基板 ８・・・エキシマレーザー の断面エネルギー密度分布 ９・・・ガラスクロス ｌＯ・・・樹脂層 ｌ１・・・銅箔 １２・・・炭化物 １３・・・ＣＯ２レーザー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）プリント基板の表面から裏面にわたって貫通した
   孔をレーザーによって加工する方法において、前記レー
   ザーとしてエキシマレーザーを用い、前記エキシマレー
   ザーがリングモードであることを特徴とするプリント基
   板の孔加工方法。