JPH08323488A - レーザ光によるプリント配線板の孔あけ加工方法 - Google Patents

レーザ光によるプリント配線板の孔あけ加工方法

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JPH08323488A
JPH08323488A JP7158534A JP15853495A JPH08323488A JP H08323488 A JPH08323488 A JP H08323488A JP 7158534 A JP7158534 A JP 7158534A JP 15853495 A JP15853495 A JP 15853495A JP H08323488 A JPH08323488 A JP H08323488A
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JP
Japan
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laser beam
laser light
excimer laser
drilling
wavelength
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JP7158534A
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Kyoji Koda
京司 国府田
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SHINOZAKI SEISAKUSHO KK
Original Assignee
SHINOZAKI SEISAKUSHO KK
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/0011Working of insulating substrates or insulating layers
    • H05K3/0017Etching of the substrate by chemical or physical means
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/46Manufacturing multilayer circuits

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明の目的は、プリント配線板のスルーホー
ル、スリット或いは部品孔等の孔あけ加工を、短時間
で、容易に、正確に、確実にそしてフアインに行う孔あ
け方法を提供することにある。 【構成】9.3μm波長のレーザ光またはパルス炭酸ガ
スレーザ光を使用して孔あけ加工を行った後、残存する
樹脂の薄膜層を、エキシマレーザ光で処理することによ
り除去する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プリント配線板のスル
ーホール、スリット或いは部品孔等の孔あけ加工を行う
に際し、9.0〜11.0μm波長の高輝度パルスレー
ザ光または炭酸ガスレーザ光を使用して配線板の孔あけ
加工を行った後、エキシマレーザ光で処理することによ
り、容易に且つ効率よく確実に孔あけ加工を行う方法に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】プリント配線板は、電子計算機、電子交
換機、OA機器、通信機、電子応用機器、電気計測器等
の産業用電子機器、テレビ、ラジオ、テープレコーダ
ー、音響機器、VTR等の民生用電子機器に広く使用さ
れている。また最近は、携帯用通信機、カメラ、時計、
電卓の様なコンパクトな機器に多用される様になってき
ている。この様に最近、電子機器の小型化、高密度実装
化、高性能化の要請が強く、これに基づき導体パターン
の細線化、スルーホールの小径化、ランド、パッド等の
小径化及び配線板のフレキシブル化並びに多層化、フア
イン化が急速に進んでいる。
【0003】また、配線板に使用する材料も、エポキシ
樹脂、フノール樹脂、アクリル樹脂等の従来からの材料
に加え、柔軟性に優れるポリイミドフイルム、ポリエス
テルフイルム等の材料が、また高性能化という観点か
ら、フッ素系樹脂、ポリフエニレンオキシド、ポリスル
ホン、ポリエーテルイミド等の材料が開発され使用され
るようになってきている。
【0004】一般的に、プリント配線板は、絶縁積層板
或いはベースフイルム上にパターン化した銅板が接着さ
れ、必要に応じその上にフイルムなどの絶縁体をラミネ
ートさせた構造となっている。また最近の高密度化、小
型化、フアイン化に対応するため、この構造が二重或い
は三重と多重構造になっている場合が多くなっている。
そして、メッキや半田を必要とする個所或いは部品を装
着する箇所にスルーホール、スリット或いは部品孔が設
けられるのである。
【0005】スルーホール、スリット或いは部品孔等の
孔をあけるには、従来は化学的方法或いは機械的方法即
ちドリルが使用されている。また導体の上にラミネート
する絶縁体(フイルム等)は、ラミネートする前に必要
な場所に予め孔をあけ、孔をあけた後でラミネートする
方法を採ってきている。このフイルム等の孔あけも同様
にドリルを使用するか、或いはパンチングにより行われ
る。
【0006】しかしながら、最近の電子機器の小型化、
高密度実装化、高性能化の強い要請に基づく、導体パタ
ーンの細線化、スルーホール、スリット、部品孔等の孔
の小径化、ランド、パッド等の小径化及び配線板のフレ
キシブル化並びに多層化には、ドリルによる従来加工法
は限界に来ている。従来のドリルによる孔あけは、最小
孔径が直径1mm程度で小径化には限界がある。またド
リルでは、内側のコーナーRが0.5mm以下のものに
孔あけ加工することが出来ない。そして、スリット状の
孔、四角形の孔、異形状の孔等は、あけることが出来な
い。スリット状の孔の場合は、ドリルの丸い形状がぎざ
ぎざとして残ることになる。また、孔を予めあけたフイ
ルム等をラミネートする場合、フイルム等にあけた孔と
配線板の銅板上に必要とする孔の位置とが完全には一致
せずズレの問題が必ず発生するのである。
【0007】上記問題を避ける方法として、レーザ光を
使用することが提案され一部実施されている。レーザ光
による孔あけ加工の特徴は、孔の径を小さくすることが
出来る、孔の形状を円形以外のものにすることが出来
る、更にラミネートすべきフイルム等を予め孔あけする
ことなくラミネートし、ラミネートした後で孔あけ加工
を行うことが出来る即ちラミネートする際の位置決めの
問題が解消される等にある。
【0008】レーザ光の中で、エキシマレーザ光が注目
されている。エキシマレーザ光を使用すると、たしかに
数十μm幅或いは数十μm半径のエリアに更に小さなス
ルーホール等をあけることが出来る。しかし、このエキ
シマレーザ光は、装置自身が高価であり、その上加工時
間が長いためランニングコストも高いという欠点があ
る。
【0009】また、プリント配線板は、その製造方法、
仕様、目的によって様々な形態がある。これら種々の形
態を持つプリント配線板をエキシマレーザ光で加工する
場合、エキシマレーザ光は、ポリイミドからなる部分は
孔あけ加工は可能であるが、例えばフッ素系樹脂等の他
の樹脂からなる部分の孔あけ加工は不可能である。加工
材料が限定されることと、加工コストが高いことが相ま
って、レーザ光による加工方法が有力な方法と目されな
がら、エキシマレーザが広く普及しない理由となってい
る。
【0010】レーザ光の中で、本発明者は特に9.3μ
m波長のレーザ光が樹脂層の孔あけに効果があることを
認め、配線板の孔あけ加工に9.3μm波長のレーザ光
を使用することを先に提案した。即ち、本出願人は、特
願平7−18764で、「9.3μm波長のレーザ光に
よるプリント配線板の孔あけ加工方法及び加工装置」を
特許出願した。又、本発明者のその後の研究で9.3μ
m波長のレーザ光のみならず、9.0〜11.0μm波
長の高輝度パルスレーザ光及びパルス炭酸ガスレーザ光
も同様の効果があることを認めた。しかし、当該方法で
孔あけ加工を行う際、場合によっては樹脂の極く薄い層
が残存することが判明した。当然のことながら、この薄
膜層は、銅板上に存在するので例えば半田付けが出来な
い等の問題があり、いわゆる配線板としての機能を果た
すことにはならないのである。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】プリント配線板の孔あ
け加工方法として、9.0〜11.0μm波長の高輝度
パルスレーザ光或いはパルス炭酸ガスレーザ光を使用し
て孔あけ加工を行う際、場合によっては発生する樹脂の
薄膜層を除去して、孔あけを確実なものにする方法を提
供するのが、本発明が解決しようとする課題である。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明者は、材料、設
計、膜厚等が異なるプリント配線板の必要な個所に、
9.0〜11.0μm波長の高輝度パルスレーザ光また
はパルス炭酸ガスレーザ光を照射して孔あけ加工を行う
際、場合によっては発生する、銅板上の薄膜層を、エキ
シマレーザ光で処理すると完全に取り除きうることに着
目し、本発明を完成させたのである。
【0013】即ち、プリント配線板のスルーホール、ス
リット或いは部品孔等の孔あけ加工を行うに際し、9.
0〜11.0μm波長の高輝度パルスレーザ光またはパ
ルス炭酸ガスレーザ光を使用して孔あけ加工を行った
後、更にエキシマレーザ光で処理することを特徴とする
プリント配線板の孔あけ加工方法である。
【0014】一方、9.0〜11.0μm波長の高輝度
パルスレーザ光またはパルス炭酸ガスレーザ光を使用す
ると、容易且つ効率よく孔あけ加工が出来るが、場合に
よっては、樹脂の極薄い薄膜層が銅板上に残存するする
ことが判明した。当然のことながら、この薄膜層が残存
すると、銅板からの導通が阻害されることになる。この
樹脂の残存薄膜層は、レーザ光の照射条件或いは樹脂の
種類、あけるべき孔の大きさ及び位置等の影響を受ける
ため、その発生の仕方は千差万別である.
【0015】この様な観点から本発明者は、先ず9.0
〜11.0μm波長のレーザ光またはパルス炭酸ガスレ
ーザ光を使用して第一次の孔あけ加工を行い、樹脂層の
大部分を除き、銅板上に残った樹脂の薄膜層をエキシマ
レーザ光で除くことにより、容易で効率よく且つ確実に
孔あけ加工を行う方法を見いだすに至ったのである。
【0016】即ち、先ず9.0〜11.0μm波長の高
輝度パルスレーザ光またはパルス炭酸ガスレーザ光を使
用して精密な孔あけ加工を行い、残存する樹脂の薄膜層
をエキシマレーザで処理するのが、本発明の骨子であ
る。尚、ここでいう9.0〜11.0μm波長のレーザ
光は、例えば9.3μm波長のレーザ光は住友重機械工
業株式会社製のレーザ発振装置(商品名「インパクトレ
ーザ」)から得られるレーザ光である。また炭酸ガスを
励起させた場合9.0〜11.0μm波長の光が発生す
る。一番効率よく発生するのが10.6μm波長の光で
ある。又、この炭酸ガスレーザ発振器に於けるフロント
ミラー、リアミラーのコーテイング材質を変えることに
より、共振させる波長を9.0〜11.0μmの範囲で
選択することが出来る。
【0017】エキシマレーザ光は、前述の通り孔あけ加
工の対象樹脂が限定され、孔あけに長時間を要するが、
樹脂の残存薄膜層を除去するに当たっては、エキシマレ
ーザを被加工体に走査するだけで充分である。残存する
樹脂膜は、極薄いものであるから、エキシマレーザの走
査で容易に除去され、一方被加工体の他の部分はほとん
ど損傷を受けないのである。
【0018】即ち、第一段階の9.0〜11.0μm波
長の高輝度パルスレーザ光またはパルス炭酸ガスレーザ
光による加工は、精密な加工が要求されるが、残存する
樹脂の薄膜層のエキシマレーザによる処理は、精密な位
置決めを行う必要はなく、被加工体一面にエキシマレー
ザ光を走査するだけでよいのである。更に、エキシマレ
ーザ光で処理することにより、第一段階の加工つまり、
9.0〜11.0μm波長の高輝度パルスレーザ光また
はパルス炭酸ガスレーザ光による加工の際に発生する炭
化物、その他種々の堆積物を同時に除去でき、しかも銅
板の表面にオングストローム単位の厚さで形成される酸
化被膜も除去することが出来るメリットもある。
【0019】フッ素系樹脂の場合、エキシマレーザでは
孔あけ加工は通常できないが、第一段階で加工した後に
残ったフッ素系樹脂の薄膜を取り除く場合は、エキシマ
レーザで充分この残存した薄膜を除去することができ
る。従って、本発明は材質に左右されることなく、効果
的にプリント配線板の孔あけ加工を確実に行うことがで
きるのである。
【0020】
【作用】9.0〜11.0μmの波長の高輝度パルスレ
ーザ光またはパルス炭酸ガスレーザ光で、精密な孔あけ
加工を行い、しかる後に場合によっては残存する樹脂の
薄膜層をエキシマレーザ光を被加工体に走査して除去す
ることにより、容易に、効率よくしかも確実に配線板の
孔あけ加工を行うことが出来る。以下、実施例に基づい
て本発明を説明する。
【0021】
【実施例】
【実施例1】ポリイミド上に厚さ10μmの銅配線パタ
ーンを配し、その上に厚さ25μmのポリイミド層でカ
バーした3層構造のフレキシブルプリント配線板に、6
0W、150Hzの9.3μmの波長を有するレーザ光
を照射した。パルス数10の照射で直径100μmの孔
をあけたところ、ポリイミド層が厚さ約1μmの薄膜と
して残った。この被加工体に、エキシマレーザ光をエネ
ルギー密度1.0J/平方センチで3パルス照射した。
この結果、残存ポリイミドの薄膜層は、完全に除去され
た。
【0022】
【実施例2】ポリイミドフイルム上に銅配線パターンを
配し、その上に厚さ25μmのポリイミド層でカバーし
た400×300mmの大きさのフレキシブルプリント
配線板に、200個の孔(スルーホール)をあけるた
め、60W、150Hzの9.3μmの波長を有するレ
ーザ光を照射した。その後、60W、200Hzエキシ
マレーザ光を被加工体上を、照射時間2分で走査せしめ
た。あけるべき孔200個は全て完全にあいていた。
【0023】
【実施例3】ポリイミドフイルム上に銅配線パターンを
配し、その上に厚さ25μmのポリイミド層でカバーし
た400×300mmの大きさのフレキシブルプリント
配線板に、200個の孔(スルーホール)をあけるた
め、パルス幅450μs、エネルギー密度8.5mJ/
Pのパルス炭酸ガスレーザ光を1パルス/孔で照射し
た。その後、60W、200Hzエキシマレーザ光を被
加工体上を、照射時間2分で走査せしめた。あけるべき
孔200個は全て完全にあいていた。
【0024】
【実施例4】ポリイミドフイルム上に銅配線パターンを
配し、その上に厚さ25μmのポリカーボネートでカバ
ーした100×100mmの大きさのフレキシブルプリ
ント配線板に、直径100μmの孔(スルーホール)を
あけるため、パルス幅450μs、エネルギー密度8.
5mJ/Pのパルス炭酸ガスレーザ光を1パルス照射し
た。その後、60W、200Hzエキシマレーザ光を被
加工体上を、10秒程度照射した。孔は完全にあいてい
た。
【0025】
【実施例5】ポリイミドフイルム上に銅配線パターンを
配し、その上に厚さ25μmのテフロン層でカバーした
300×300mmの大きさのフレキシブルプリント配
線板に、150個の孔(スルーホール)をあけるため、
パルス幅450μs、エネルギー密度8.5mJ/Pの
パルス炭酸ガスレーザ光を4パルス/孔で照射した。そ
の後、60W、200Hzエキシマレーザ光を被加工体
上を、照射時間2分で走査せしめた。あけるべき孔15
0個は全て完全にあいていた。
【0026】
【発明の効果】9.0〜11.0μmの波長の高輝度パ
ルスレーザ光またはパルス炭酸ガスレーザ光で、精密な
孔あけ加工を行い、しかる後に残存する樹脂の薄膜層を
エキシマレーザ光を被加工体に走査して除去することに
より、容易に、効率よくしかも確実に配線板の孔あけ加
工を行うことが出来る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】プリント配線板のスルーホール、スリット
    或いは部品孔等の孔あけ加工を行うに際し、9.0〜1
    1.0μm波長の高輝度パルスレーザ光またはパルス炭
    酸ガスレーザ光を使用して孔あけ加工を行った後、更に
    エキシマレーザ光で処理することを特徴とするプリント
    配線板の孔あけ加工方法。
JP7158534A 1995-05-31 1995-05-31 レーザ光によるプリント配線板の孔あけ加工方法 Pending JPH08323488A (ja)

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