JPH05285895A - 基板材料の小径穴加工方法 - Google Patents

基板材料の小径穴加工方法

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JPH05285895A JP4085654A JP8565492A JPH05285895A JP H05285895 A JPH05285895 A JP H05285895A JP 4085654 A JP4085654 A JP 4085654A JP 8565492 A JP8565492 A JP 8565492A JP H05285895 A JPH05285895 A JP H05285895A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 基板材料の小径穴加工において、切粉詰ま
り、穴内壁面の平滑化、バリの除去を短時間で確実に行
うことを目的とする。 【構成】 被加工基板材料の両側に電極を配置し、この
電極に電圧を印加し、気圧１０ないし２×１０3Ｔｏｒ
ｒ下でプラズマ放電処理して、被加工基板材料の小径穴
を加工する方法、並びにかかる方法において２極間間隔
を０．０１〜５０ｍｍとし、電圧波形のτONが５μｓな
いし２０ｓの範囲で、ピーク電圧は２極間間隔に合せて
１０Ｖないし５００００Ｖとする方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、基板の小径穴加工の切
粉詰まり処理並びに内壁荒れの除去を高速で確実に行う
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電子機器の基板材料である両面銅
貼りのガラス繊維入りエポキシ樹脂基板の穴明け加工
は、０．３ｍｍ以上の穴を加工することが多く、発生す
る切粉は超音波洗滌などの方法で除去することが普通で
あった。しかし、最近では配線も微細パターン化して、
高密度、多層化となってきており、スルーホール径も
０．２５ｍｍから０．１ｍｍ程度と細径の穴径となり、
ドリル刃の摩耗、折損などの問題もあって、切粉詰まり
や内壁荒れ、バリ発生が多く、超音波洗滌方法では切粉
排除、内壁荒れやバリ除去は不可能になってきている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明では、
小径穴内の切粉処理、内壁面の平滑性、バリの除去など
が短時間で確実にできる方法を提供せんとするものであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、被加工基板材
料の両側に電極を配置し、この電極に電圧を印加し気圧
１０ないし２×１０3Ｔｏｒｒ下でプラズマ放電処理し
て、被加工基板材料の小径穴を加工することを特徴とす
る基板材料の小径穴加工方法である。
【０００５】本発明は、又、処理雰囲気は空気、非酸化
性ガス、反応性ガス、蒸気のいずれかである請求項１又
は２記載の基板材料の小径穴加工方法である。
【０００６】すなわち、本発明は、基板材料の小径穴加
工において、プラズマ放電処理が切粉処理、穴内面の平
滑性、バリの除去などに著効があることを見出し、雰囲
気、圧力、放電パルス幅とピーク電圧を選択設定するこ
とによって所期の目的を達成するものである。
【０００７】例えば、アルミナ基板やシリコン基板のよ
うに耐熱、耐食性の良い材料を用いた基板の場合は、例
えば一般にセラミックスエッチング用として使われるフ
ッ化水素系ガス以外に水酸化ナトリウムや水酸化カリウ
ム水を５０〜６０℃に温め、アルカリ蒸気とする。その
雰囲気７６０Ｔｏｒｒ中で基板穴に対してプラズマ放電
処理を行うと、従来のフッ素酸エッチングよりも３〜４
倍も効率良く、細穴壁面のみのエッチングができること
がわかった。燃えやすい紙製品の如き基板については、
Ａｒ、Ｎ2ガス雰囲気でプラズマ放電処理すれば良いこ
ともわかった。
【０００８】処理雰囲気は、空気、例えばＡｒ、Ｈｅ、
Ｎ2などの非酸化性ガス例えばＣＨ4、ＣＣｌ4、Ｃ2Ｈ2
などの反応性ガス、例えばＮａＯＨ水蒸気などの蒸気を
適宜選択して適用する。
【０００９】気圧の制御は重要で１０Ｔｏｒｒ未満で
は、基板材料の小径穴以外にも沿面放電が生じ、グロー
放電となり、目的とする穴のプラズマ放電処理効率が悪
くなるばかりでなく、プラズマ放電処理の不必要な箇所
まで処理することになってくる。又、２×１０3Ｔｏｒ
ｒを超えるとプラズマ放電処理装置の高圧化に問題が生
じると共に放電も生じ難くなる。電極条件も重要で、ま
ず２極間の間隔は０．０１〜５０ｍｍの範囲がよい。
０．０１ｍｍ未満では現在最も薄い基板として超ＬＳＩ
基板の厚さが０．００５ｍｍ位であるので、電極間隔は
０．０１が限度であり、また電極間隔が５０ｍｍを超え
ると電極間のピーク電圧は５００００Ｖ以上必要となり
基板材料の小径穴が１０ｍｍ間隔の場合、放電が電極に
近い小径穴のみならず、遠い小径穴に分散するため、プ
ラズマ放電処理効果が半減する。電圧変動率が±５％で
あるから、４９０００Ｖが限界である。むしろ現状では
小径穴の間隔は１０ｍｍ以下であるから最大ピーク電圧
から電極間隔が決まり、５０ｍｍが最大間隔である。電
圧波形のτONは５μｓ未満では放電が生じ難くなる。
又、２０ｓを超えるといかなる基板材料も部分的に焼け
焦げ現象を生じ、目的が達成されない。ピーク電圧が１
０Ｖ未満ではプラズマ放電が発生し難く、生じたとして
も単発的放電となり極めて不安定で処理効率は低い。５
００００Ｖを超えると多数の小径穴に分散し効率が低下
するのみならず装置の安全性にも問題を生じてくる。
【００１０】
【実施例】厚さ０．８ｍｍ、縦２０ｃｍ、横３０ｃｍの
樹脂基板に、各一枚毎に直径０．２５ｍｍ、０．２ｍ
ｍ、０．１５ｍｍの穴をそれぞれＮＣボール盤で全面に
５ｍｍ間隔で穴明け加工した。穴数は２３００穴となっ
たが、ステップ加工中、０．２５ｍｍ細径ドリルは１３
９０穴位から切粉詰まりが著しくなった。０．２ｍｍ細
径ドリルでは６８０穴位から、さらに０．１５ｍｍ、細
径ドリルでは４３０穴位から切粉詰まりが著しくなり、
穴内壁荒れ、バリ発生も多くなった。
【００１１】かかる基板を用い、０．２５ｍｍ穴の基板
については雰囲気は空気中、７６０Ｔｏｒｒ、２極間間
隔は１０ｍｍとして、τONを１０ｍｓ、ピーク電圧は１
１０００Ｖにて、プラズマ放電処理を行った。処理時間
は２３００穴を２分でＮＣ移動処理した。その結果、穴
内部の切粉は殆どなく、穴内壁面もプラズマ放電により
突出したガラス繊維などや樹脂のめくれ、突出しなどは
溶融酸化などで滑らかとなり、バリも殆どない状態とな
った。
【００１２】０．２ｍｍ、０．１５ｍｍの穴の基板につ
いてもそれぞれ、０．２ｍｍの場合は電極間隔を８ｍ
ｍ、ピーク電圧を９０００Ｖ、又、０．１５ｍｍの場合
は電極間隔６ｍｍ、ピーク電圧６０００Ｖの条件で処理
した。
【００１３】図１はＣｄＳ光検出器を使用して、基板穴
の光の透過量による出力電圧をとり、穴内の切粉の除去
具合を調べた図である。縦軸は光起電力の電圧を示し、
２３００個の平均光透過量に比例した光起電力の電圧で
ある。０．２５ｍｍの場合、穴明けが１００％で良好な
らば、出力電圧は５ｍＶとなるが、プラズマ放電処理方
法では４．９ｍＶで光透過率は９８％であるが、超音波
処理の従来方法では１．４ｍＶで２８％に過ぎなかっ
た。
【００１４】穴径が０．１５ｍｍになると、光透過率は
プラズマ放電処理の場合８９％であるのに対して、従来
方法では１１％に過ぎないことがわかった。さらに穴径
０．１５ｍｍのものについては、τONを１ｍｓ、ピーク
電圧を８０００Ｖ、電極間隔は５ｍｍとしたところ、光
透過量が増加して透過率が９７％に達した。さらにτON
を１０μｓとした結果、９９．９％に達したことがわか
った。
【００１５】したがって、プラズマ放電処理は、対象物
の材質、穴径によって、パルスτonやピーク電圧と電極
間隔を変え、基板に対して最適条件でプラズマ処理を行
えば、ほぼ１００％の細穴内壁処理が高速で、しかも確
実にできた。
【００１６】
【発明の効果】本発明方法によれば、基板の小径穴加工
における切粉詰まり、穴内壁面の平滑化、バリの除去を
短時間で確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の効果を従来例と対比して穴径と平均光
透過量を光起電力の電圧との関係で試験した結果を示す
グラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０５Ｋ 3/00 Ｋ 6921−4Ｅ (72)発明者 大場 和夫 埼玉県東松山市松葉町４丁目２番３号 (72)発明者 嶋 香織 神奈川県川崎市麻生区王禅寺768番地15 (72)発明者 大場 章 埼玉県朝霞市浜崎１丁目９番地の３−205

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 被加工基板材料の両側に電極を配置し、
    この電極に電圧を印加し気圧１０ないし２×１０3Ｔｏ
    ｒｒ下でプラズマ放電処理して、被加工基板材料の小径
    穴を加工することを特徴とする基板材料の小径穴加工方
    法。
  2. 【請求項２】 被加工基板材料の両側に２極間間隔０．
    ０１〜５０ｍｍで電極を配置し、気圧１０ないし２×１
    ０3Ｔｏｒｒ下で、電圧波形のτonが５μｓないし２０
    ｓの範囲で、ピーク電圧は２極間間隔に合せて１０Ｖな
    いし５００００Ｖに変化させてプラズマ放電処理して、
    被加工材の小径穴を加工することを特徴とする基材材料
    の小径穴加工方法。
  3. 【請求項３】 処理雰囲気は空気、非酸化性ガス、反応
    性ガス、蒸気のいずれかである請求項１又は２記載の基
    板材料の小径穴加工方法。
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