JPH11121898A - レーザ加工用回路基板 - Google Patents

レーザ加工用回路基板

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JPH11121898A
JPH11121898A JP28376597A JP28376597A JPH11121898A JP H11121898 A JPH11121898 A JP H11121898A JP 28376597 A JP28376597 A JP 28376597A JP 28376597 A JP28376597 A JP 28376597A JP H11121898 A JPH11121898 A JP H11121898A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pattern
circuit board
laser
laser processing
copper pattern
Prior art date
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Pending
Application number
JP28376597A
Other languages
English (en)
Inventor
Mitsunori Hayasaka
光典 早坂
Shinji Shimazaki
新二 島崎
Hirokado Toba
広門 鳥羽
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 リップ状の突起物の生成を抑制でき、信頼性
の高いレーザ加工用回路基板を提供する。 【解決手段】 銅パターン12の表面にソルダーレジスト
13を設け、パターンカット加工時に、レーザ光14におけ
る銅パターン12を溶融させるレベル部分の直接照射を防
ぎ、しかもソルダーレジスト13におけるレーザ光14の光
吸収によって発生した炭化物により、銅パターン12の気
化を促進させることを可能にし、従来のようなリップ状
の突起物の成長を抑制して、信頼性の高いレーザ光によ
るパターンカットを可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ照射により
パターンカットされてプリント配線板を形成するための
レーザ加工用回路基板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、回路の高品質,高信頼性,コスト
削減,調整時間の短縮などの要望からレーザを用いた回
路調整の技術が注目されている。特にプリント配線板に
おける銅パターンによってインダクタあるいはコンデン
サを形成し、レーザにより調整する方法は高精度な回路
形成を可能にすると共に、部品点数の削減,実装コスト
の削減を可能にする。
【0003】図8は従来のプリント配線板のレーザ加工
部の説明図であって、図8(a)はプリント配線の斜視
図、図8(b)は図8(a)におけるC−C線断面図であり、
従来のプリント配線板は絶縁基板81上に銅パターン82が
形成されており、このプリント配線板に対してパターン
カット調整、すなわち、レーザ光83を矢印84に示す方向
に照射し、銅パターン82をカット,断線させて、所定の
回路構成を形成させるような回路調整を行っていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の構成のプリ
ント配線板では、パターンカット調整時のレーザ照射の
際、図8(b)に示すように、レーザ加工痕86の加工部周
辺にリップ状の突起物85が発生し、この突起物85が温度
リサイクル,振動,衝撃などによって剥がれ、それが他
部材に影響を与え、信頼性上の問題となっていた。
【0005】前記リップ状の突起物85の発生原因を図9
を参照して説明する。図9に示す光強度分布図のよう
に、加工用のレーザ光の特性としては、ビーム中心部が
最も光強度が高く、中心部から離れるほど光強度が低く
なるガウシアン分布をとる。このため、レーザ光中心部
のエネルギ強度の高い部分では銅パターン82が溶融す
る。そして、この溶融したパターンにレーザ光の衝撃波
が加わり、さらにヒュームが付着することによって、リ
ップ状の突起物85が生成するのである。
【0006】本発明は、前記従来の問題を解決し、前記
リップ状の突起物の生成を抑制し得るレーザ加工用回路
基板を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、レーザによってパターンカット加工され
るパターン上部のレーザ照射箇所を、ソルダーレジスト
あるいは光吸収率の高い塗料によって被覆し、パターン
カット時においてパターンに直接当たるレーザ光の光エ
ネルギを減少させ、リップ状の突起物の発生を抑制する
ようにしたものである。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、レーザ照射されることによってカットされて所定の
回路構成部分が形成されるパターンを絶縁基板上に備え
てなるレーザ加工用回路基板において、前記パターン上
部のレーザ照射箇所をソルダーレジストによって覆った
ことを特徴とし、前記ソルダーレジストが金属溶融域の
光エネルギを吸収し、パターンに直接当たるパルス数お
よびパルスエネルギを減少させる。さらにこのとき、ソ
ルダーレジストが光エネルギを吸収することにより、樹
脂が劣化し(黒く炭化)するため、パターン溶融域にレー
ザ光が当たったときに、黒く炭化したソルダーレジスト
が光吸収率を高め、パターンの気化を促進させることな
り、パターンにおけるリップ状の突起物の生成が抑制さ
れる。
【0009】請求項2に記載の発明は、前記ソルダーレ
ジストを光吸収率の高い顔料によって着色したことを特
徴とし、前記光エネルギの吸収がさらに効果的に行われ
ることになる。
【0010】請求項3に記載の発明は、レーザ照射され
ることによってカットされて所定の回路構成部分が形成
されるパターンを絶縁基板上に備えてなるレーザ加工用
回路基板において、前記パターン上部のレーザ照射箇所
に光吸収率の高い塗料を塗布したことを特徴とし、前記
塗料によってレーザ光における初期パルスの光吸収率が
高まり、パターンにおけるリップ状の突起物の生成が抑
制される。
【0011】請求項4に記載の発明は、前記パターンに
よってインダクタを形成することを特徴とする。
【0012】請求項5に記載の発明は、前記パターンに
よってコンデンサを形成することを特徴とする。
【0013】請求項6に記載の発明は、前記パターンに
よって抵抗体を形成することを特徴とする。
【0014】以下、本発明の好適な実施形態について図
面を参照しながら説明する。
【0015】図1は本発明の第1実施形態を説明するた
めのレーザ加工用回路基板のレーザ加工部の説明図であ
って、図1(a)はレーザ加工用回路基板の斜視図、図1
(b)は図1(a)におけるA−A線断面図であり、レーザ加
工用回路基板は、絶縁基材11上に銅パターン12が形成さ
れ、この銅パターン12上に絶縁樹脂からなるソルダーレ
ジスト13が5〜50μmの厚さで設けられている。
【0016】前記構成の回路基板に対してパターンカッ
ト調整を行うには、パルス発振のレーザ光14を矢印15に
示すようにソルダーレジスト13上に照射させ、銅パター
ン12をカット,断線する加工を行う。レーザ光として
は、例えばNd:YAGレーザによる2倍波あるいは4
倍波などを用い、集光径30〜70μm,パルス幅50〜200n
s,平均出力1W程度のものを用いる。
【0017】レーザ光の中心部は銅パターン12を気化さ
せる光強度になるが、中心から離れた箇所では銅パター
ン12を溶融させるほどの光強度となる。このとき、銅パ
ターン12の溶融域のレーザ光14は、ソルダーレジスト13
に吸収され、その樹脂を黒く炭化させる。そして黒く炭
化した樹脂が銅パターン12上に付着するため、銅パター
ン12表面の光吸収率が上がり、銅パターン12は気化しや
すくなり、加工性が向上する。
【0018】なお、図1(b)において、16は加工後に残
るレーザ加工痕、17はソルダーレジスト13が溶融して加
工部周囲に形成されたレジスト溶融部である。
【0019】このときの加工工程を図2〜図6を参照し
て説明する。図2は回路基板加工部におけるレーザ光断
面上の光強度分布の説明図であり、このレーザ光14は、
中心部が最も光強度が高くて金属を気化させることが可
能な領域(I)であり、その中心部から離れるほど光強度
は低くなり、銅パターン12の溶融レベルの光強度の領域
(II)へと下がっていく。さらに領域(II)から外側に離れ
ると、樹脂のソルダーレジスト13を気化させることが可
能な光強度の領域(III)となり、さらにその外側ではソ
ルダーレジスト13の溶融レベルの光強度の領域(IV)とな
る。
【0020】図3〜図6はレーザ光14の光強度を前記4
領域の各段階(I〜IV)に分けてパターンカットの加工過
程を示したものである。図3(a),図4(a),図5(a),
図6(a)は各過程での光強度の状態を示し、図3(b),図
4(b),図5(b),図6(b)は各過程における断面図(図1
(a)に示すα点を通るA−A断面図と同位置での断面図)
である。
【0021】図3(b)は加工の初期段階(レジスト溶融)
を示しており、図1(a)に示すα点に対して、図3(a)に
おいて斜線にて示す部分Aの強度分布のレーザ光14が照
射されたときの説明図である。このとき、最も光強度の
高い部分は、ソルダーレジスト13の溶融領域(IV)に達し
ている。レーザ光14はX方向に走査されるため同位置で
の光強度は高くなっていく。
【0022】図4(b)は加工の第2段階(レジスト気化)
を示しており、図4(a)において斜線にて示す部分Bの
強度分布のレーザ光14が照射されたときの説明図であ
る。このとき、最も光強度の高い部分は、ソルダーレジ
スト13の気化領域(III)に達している。
【0023】図5(b)は加工の第3段階(パターン溶融)
を示しており、図5(a)において斜線にて示す部分Cの
強度分布のレーザ光14が照射されたときの説明図であ
る。このとき、最も光強度の高い部分は、銅パターン12
の溶融領域(II)に達している。
【0024】図6(b)は加工の第4段階(パターン気化)
を示しており、図6(a)において斜線にて示す部分Dの
強度分布のレーザ光14が照射されたときの説明図であ
る。このとき、最も光強度の高い部分は、銅パターン12
の気化領域(I)に達している。
【0025】したがって、図3に示す初期段階では、ソ
ルダーレジスト13が溶融し始め、このとき、ソルダーレ
ジスト13は多少劣化(炭化)し、黒色に変色する。レーザ
光14が移動して、図4に示す第2段階では、ソルダーレ
ジスト13が気化して除去され、加工部周辺にはソルダー
レジスト13の溶融,炭化したものが残る(レジスト溶融
部17)。さらにレーザ光14が移動して、図5に示す第3
段階では、銅パターン12が溶融し、加工部周辺は黒色に
変色したソルダーレジスト13の溶融物17が銅パターン12
上部に付着する。図6に示す第4段階では、レーザ光14
が移動してその中心部の光エネルギによって銅パターン
12が気化する。この状態においてレーザ光14の中心より
少し離れた箇所では、銅パターン12が溶融するレベルの
光強度であるが、銅パターン12の表面に炭化して黒くな
った樹脂が付着しているため、光吸収率が上がり、銅パ
ターン12の気化を促進させる。よって、前記炭化して黒
くなった樹脂が寄与する気化作用の分だけ気化量は増
え、銅パターン12における溶融量が減少することにな
る。
【0026】前記のように銅パターン12の表面にソルダ
ーレジスト13を設けることによって、銅パターン12を溶
融させる光強度レベルによるレーザ光の直接照射を防
ぎ、ソルダーレジスト13におけるレーザ光14の光吸収に
よって、前記のように発生した炭化物により銅パターン
12の気化を促進させることが可能になり、従来のような
リップ状の突起物の成長が抑制され、信頼性の高いレー
ザ光によるパターンカットが可能になる。
【0027】また前記レーザ加工用回路基板に用いられ
るソルダーレジスト13は、プリント配線板において従来
一般的に用いられているものをそのまま利用することが
できるため、低コストにて製造することができる。
【0028】なお、前記レーザ加工用回路基板におい
て、ソルダーレジスト13を光吸収率の高い顔料によって
着色すれば、さらに効果的に銅パターン12の気化を促進
させることができる。
【0029】図7は本発明の第2実施形態を説明するた
めのレーザ加工用回路基板のレーザ加工部の説明図であ
って、図7(a)はレーザ加工用回路基板の斜視図、図7
(b)は図7(a)におけるB−B線断面図であり、このレー
ザ加工用回路基板は、絶縁基材71上に銅パターン72が形
成され、この銅パターン72上に高光吸収性塗料73が塗布
されている。
【0030】前記構成の回路基板に対して、ある光強度
以上の強度を呈するレーザ光74を、高光吸収性塗料73を
通して銅パターン72上を矢印75方向に移動させながら照
射すると、光強度の高いレーザ光74の中心部によって銅
パターン72は高光吸収性塗料73と共に気化する。またレ
ーザ光74における中央部から離れた銅パターン72が溶融
するほどのレベルの部位では高光吸収性塗料73による光
吸収が行われるため、気化しやすくなり、前記第1実施
形態において説明したのと同様に、高光吸収性塗料を塗
布しない銅パターンに比べてリップ状の突起物の生成が
抑制されるため、図7(b)に図示したレーザ加工痕76の
ようにリップ状の突起物のない、信頼性の高いレーザ光
によるパターンカットが可能になる。
【0031】なお、前記パターンカットにより、銅パタ
ーンによってインダクタ,コンデンサ,抵抗体などの回
路構成機能部を構成することができる。
【0032】また、前記実施形態の説明ではパターンと
して銅パターンを例として説明したが、特にパターン材
料は銅に限定されず、使用する材料に合わせてレーザの
加工エネルギなどを設定することによって、同様な加工
が可能である。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
低コストにて従来のようなリップ状の突起物の生成を抑
制することが可能になり、高品質かつ高信頼性のレーザ
加工用回路基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態を説明するためのレーザ
加工用回路基板のレーザ加工部の説明図
【図2】図1の回路基板加工部におけるレーザ光断面上
の光強度分布の説明図
【図3】加工の初期段階(レジスト溶融)の説明図
【図4】加工の第2段階(レジスト気化)の説明図
【図5】加工の第3段階(パターン溶融)の説明図
【図6】加工の第4段階(パターン気化)の説明図
【図7】本発明の第2実施形態を説明するためのレーザ
加工用回路基板のレーザ加工部の説明図
【図8】従来のプリント配線板のレーザ加工部の説明図
【図9】一般的なレーザ光断面上の光強度分布図
【符号の説明】
11,71 絶縁基材 12,72 銅パターン 13 ソルダーレジスト 14,74 レーザ光 16,76 レーザ加工痕 17 レジスト溶融部 73 高光吸収性塗料

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザ照射されることによってカットさ
    れて所定の回路構成部分が形成されるパターンを絶縁基
    板上に備えてなるレーザ加工用回路基板において、前記
    パターン上部のレーザ照射箇所をソルダーレジストによ
    って覆ったことを特徴とするレーザ加工用回路基板。
  2. 【請求項2】 前記ソルダーレジストを光吸収率の高い
    顔料によって着色したことを特徴とする請求項1記載の
    レーザ加工用回路基板。
  3. 【請求項3】 レーザ照射されることによってカットさ
    れて所定の回路構成部分が形成されるパターンを絶縁基
    板上に備えてなるレーザ加工用回路基板において、前記
    パターン上部のレーザ照射箇所に光吸収率の高い塗料を
    塗布したことを特徴とするレーザ加工用回路基板。
  4. 【請求項4】 前記パターンによってインダクタを形成
    することを特徴とする請求項1または3記載のレーザ加
    工用回路基板。
  5. 【請求項5】 前記パターンによってコンデンサを形成
    することを特徴とする請求項1または3記載のレーザ加
    工用回路基板。
  6. 【請求項6】 前記パターンによって抵抗体を形成する
    ことを特徴とする請求項1または3記載のレーザ加工用
    回路基板。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001045477A1 (fr) * 1999-12-15 2001-06-21 Matsushita Electric Industrial Co.,Ltd Carte de formation de circuit et procede de fabrication de carte de formation de circuit
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JP2013065687A (ja) * 2011-09-16 2013-04-11 Ricoh Co Ltd 多層配線基板、アクティブマトリクス基板及びこれを用いた画像表示装置、並びに多層配線基板の製造方法

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