JPS61229492A - 基板の貫通孔の形成方法 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は各種板類の孔あけ方法に係り、特に多層プリン
ト基板に用いる基板の貫通孔の形成に好適な手法に関す
るものである。

〔発明の背景〕

現在、金属板、積層板等の板材の貫通孔の加工形成はド
リルによる機械的穿孔法を用いて行っているのが一般的
である。しかし、この方法では貫通孔の径をφ０，２咽
以下にするのは困難である。

又、最近、各種板類の孔あけ加工にレーザ光による方法
が注目されて実用化されているが、孔径はφ０．１５ｍ
位が限度であり、又、真円にならない場合がしばしばあ
る。その孔径も必ずしも希望する一定の大きさにならず
特に、一定の大きさの孔を多数あける場合問題となって
いた。

一方、最近コンピュータの高性能化に伴い、配線の高密
度化が要求されている。この要求を満たすにはプリント
配線用基板の貫通孔の微細化が必須となる。このため、
微細な孔あけ加工が種々試みられている。特に前記した
レーザ光による微細孔あけ加工が注目されている。しか
し、レーザ光を用いるこれまでの孔あけ手法では、前記
したごとく、孔径が一定でなく又、真円性に問題があっ
た。その上、金属箔と絶縁層から成る複合基板の場合、
孔内形状は極めて粗雑でろシ基板の絶縁層内部は金属箔
の孔径に比べて中ぶくれで大きくなり又金属箔の孔周辺
は凸凹で実用に供されるものでなかった。又、前記基板
の金属箔として銅を使用した場合、特に銅はレーザ光を
反射し易く、エネルギの吸収効率が悪く、高出力の装置
を使用しないと貫通孔をあけることができなかった。

更に、孔径は前記したごとくφ０．１５ｍが限度であシ
、超高密度の多層プリント配線基板の場合、φ０．１　
ｗ以下の孔を多数あける必要があシ、従来のレーザ光に
よる孔あけ加工ではこれを達成するととは極めて困難で
あった。その上、孔あけ加工に極めて長時間を必要とす
る。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、前記の欠点を克服し、実用的な小ざな
孔を効率良く形成する方法を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明を概説すれば、本発明は薄い基板類の貫通孔の形
成方法に関する発明であって、あらかじめ孔をあけたマ
スク用板を孔あけする基板に重ねてそのマスク用板の上
からレーザ光を照射し、前記基板に孔をあけることを特
徴とする。

本発明に於いては、前記目的を達成するため、レーザ光
を照射する側のマスク用板は穴あけを対象とした基板材
料よりも高い融点を有する材料から成るかあるいは、レ
ーザ光ができるだけ反射率が高くなるような処理を施し
て基板が貫通するようなエネルギのレーザ光を当てるよ
うにした。

又、金属箔と絶縁層から成るプリント配線用基板のよう
な複合基板の場合は孔あけする位置の金属箔をあらかじ
めエツチング除去したり、レーザ光の吸収率を高めるよ
うな処理を施してから前記マスク用板を重ねてレーザ光
を当てるようにした。

マスク用板材料としては原理的に孔あけする基板よりも
融点の高いものであれば良く、例えば各種金属材、セラ
ミックス材が使用できる。

又、マスク用板に例えばチタンナイトライド（ＴｉＮ）
あるいは銅メッキ等の表面処理を行ってレーザ光の反射
率を高めるようにして使用しても良い。このような処理
をした場合、孔をあける基板よりも融点の低い材料をマ
スク用材として使用することも可能となる。更に、この
ようにレーザ光の反射率を高めるような表面処理を行え
ば、マスク用板の保護ニも役立ち、マスク用板の使用寿
命を長くすることができよシ好ましい使用方法である。

なお、レーザ光の焦点位置は後記実施例の場合、孔あけ
基板に対して下部位になるようにしたが、必ずしもこの
ようにする必要がなく、あける孔径よりも大きなスポッ
トのレーザ光であれば良い。

また、レーザ光の出力は孔あけする基材の種類、厚さ、
構成等によって種々変更されるものであシ、それぞれＶ
ｃ４した条件を選べば良く、必ずしも後記実施例で示し
た条件Ｉ／ｃ限定するものではない。

更に、あける孔数が多い場合は、レーザ光をマスク用板
の孔あき部をスキャニングするようにして高速で孔あけ
することも可能である。

又、後記実施例ではマスク用板を基板の上下に重ねた場
合で示したが、レーザ光を照射する側だけにマスク用板
を重ねて孔あけ加工することも本発明の範囲に含まれる
。

又、片面にレーザ光を照射した後、必要に応じて反対側
からレーザ光を照射しても良い。又、基材の材質によっ
ては複数回レーザ光を照射して孔あけしても良い。

なお、孔の形状は本発明の孔あけ方法の場合、必ずしも
円でなく必要に応じて種々の形の孔をあけることも可能
である。

なお、レーザ光照射装置としては種々の装置が知られて
おり、必ずしも後記実施例のＣＯ，ガスレーザ装置に限
定されるものではない。

そして、本発明の方式によれば、貫通孔の径はマスク用
板にあけた孔径によってほぼ左右され、φ０．１ｆｉ以
下の孔あけも可能となった。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を実施例によシ更に具体的に説明するが、
本発明はこれら実施例に限定されない。

なお、第１図〜第３図はプリント配線基板用材料に孔あ
けする場合の本発明方法の実施例の態様を示す断面図、
第４図と第６図は本発明方法による加工後の貫通孔断面
図そして第５図と第７図は従来のレーザ加工方法による
加工後の貫通孔断面図である。各図に於いて、ＩＦｉ絶
縁層、２ａ及び２ｂはマスク用板、３ａ及び３ｂはマス
ク用板の孔あき部、４はレーザ光、５ａ及び５ｂ／ｆｉ
金属箔、６ａ及び６ｂは金属箔のエツチング除去部、７
ａ及び７ｂはレーザ光の吸収率を高めるようにした金属
箔の処理面、８及び９はレーザで孔あけした貫通孔を意
味する。

実施例１（第１図） １はガラスクロスとイミド系樹脂から成る絶縁層である
。この絶縁層の厚さは約１００μｍである。マスク用板
２ａ及び２ｂは厚さ１００μｍのモリブデンである。又
、このマスク用板２ａ及び２ｂにはイオンブレーティン
グ装置によって厚さ約３μｍのチタンナイトライド（Ｔ
ｉ　Ｎ）被膜を形成し、ＣＯ，ガスレーザ光の反射率を
高めるようにした。マスク用板２ａ及び２ｂＨそれぞれ
の孔が合うようｖＣｌの絶縁層に密着させて重ね合わせ
た。

次に、ＣＯｙガスガスザ装看を用いて、レーザ光４をマ
スク用板２ａの孔あき部３ａにレーザ光の焦点位置を図
のように孔あけする基板１よシずらして照射した。レー
ザ光の出力は１００Ｗで０．１ｍＳのパルス状レーザ光
を５回照射した。

第４図は実施例１によって孔あけした結果であシ、８は
貫通孔である。

第５図は実施例１で使用した材料と同じ材質の基板１を
従来の方法すなわち直接レーザ光を照射して孔あけした
場合の結果であシ、９はその貫通孔である。

ＣＯ，ガスレーザの出力は７０Ｗで０．１ｍｓのパルス
光を２回照射した。レーザ光の焦点は、この場合、基板
１の上表面とした。

実施例２（第２図） ｌｒｉガラスクロスとイミド系樹脂から成る絶縁層であ
る。絶縁層の厚さは約１００μｍである。

５ａ及び５ｂは厚さ３５μｍの銅箔であシ、あらかじめ
孔あけしたい位置に所望の孔径の孔６ａ及び６ｂをエツ
チングによシ除去しである。また、５ａと５ｂの銅の表
面は１０％の塩酸水溶液に浸して銅の酸化被膜を除去し
光択のある状態にしておき、レーザ光の反射率を高める
ようにした。マスク用板２ａ及び２ｂは厚さ１００μｍ
のモリブデンであシ、銅箔の孔あき部分６ａ及び６ｂＫ
それぞれ３ａ及び３ｂの孔があけである。なお、マスク
用板２ａ及び２ｂＶｃあけである孔３ａ及び３ｂは銅箔
５ａ及び５ｂｒｃあけである孔６ａ及び６ｂと同じかそ
れよシも少し太き目にしである。位置合わせ等を考慮し
た場合、銅箔の孔６ａ及び６ｂより少し大きい方がよ）
好ましい。又、マスク用板２ａ及び２ｂには実施例１で
示したと同じようにチタンナイトライド（ＴｉＮ）被曝
を形成しである。

マスク用板２ａ及び２ｂをそれぞれ鋼箔５ａ及び５ｂに
密着させてＣＯ２ガスレーザ装置を用いて、レーザ光４
をマスク用板２ａの上から３ａ。

６ａの孔に照射した。なお、レーザ光４の焦点位置は孔
あけする基板１より下側にずらして照射した。レーザ光
の照射県外は実施例１で示した場合と同じである。

実施例３（第３図） 孔あける材料は実施例２で示し念ものと同じである。銅
箔５ａ及び５ｂの表面はレーザ光の吸収効率を高めるよ
うに黒色酸化被膜７ａ及び７ｂを形成しである。この酸
化被膜７ａ及び７ｂは、まず、銅表面の油脂類を除去し
、１０％の塩酸水溶液に５０秒間浸し表面の酸化被膜を
一旦除去して塩酸と塩化第２銅の混合水溶液に３０秒間
浸し銅表面を軽くエツチングする。そして、水酸化ナト
リウム、亜塩素酸ナトリウム、リン酸三ナトリウムの混
合水溶液（液温７０Ｃ）に５分間浸し銅表面に黒褐色の
酸化被膜を形成した。

なお、本実施例で示したレーザ光の吸収効率を高める処
理は一例であり、この他に種々の方法が知られておシ、
必ずしも本実施例の被膜形成処理方法に限定されるもの
ではない。又、本実施例では酸化被膜の形成を両方の銅
表面に行っているが、酸化被膜形成時の作業の都合で行
ったものであシ、実際には、レーザ光が照射される側の
銅表面にだけ処理するだけでその効果は十分にある。

マスク用板２ａ及び２ｂ＃：ｔｌ！施例１及び２で示し
たと同じ材質である。

マスク用板２ａ及び２ｂをそれぞれ鋼箔５ａ及び５ｂに
密着させてＣＯｔガスレーザ装置を用いてレーザ光４を
マスク用板２ａの上から孔３ａに照射した。なお、レー
ザ光４の焦点位置は孔あけする基板１より下側にずらし
て照射した。レーザ光の出力は１００Ｗで１ｍｓのパル
ス状レーザ光を５回照射した。

第６図は実施例２及び３で示した方法で孔あけした結果
であシ、８は貫通孔である。

第７図は実施例２及び３で用いたと同じ条件の銅貼り基
板に従来の方法すなわちレーザ光を基板に直接照射した
場合の孔あけ結果であり、９は貫通孔である。ＣＯ，ガ
スレーザ装置を用い出力１０００Ｗでｌ　ｍ　Ｓのパル
ス光を５回照射した。

なお、これ以下の出力条件では基板に貫通孔をあけるこ
とができなかった。

第５及び第７図で示したように従来の方法では、レーザ
光の入射側の孔径は出力側よシ大きくかつ孔内及び孔廻
シの形状も極めて粗雑であることがわかる。

これに対して、第４及び６図で示したように、本発明の
方法で孔あけした場合、貫通孔はほぼ平行であり、孔内
及び孔廻りの形状も従来のレーザ光による方式より極め
て良好である。又、孔あけする部分以外の場所はマスク
用板によってレーザ光がしゃ断されるので基板に直接レ
ーザ光が当る割合も少なくなるので、熱によって生じる
基板のダメージも少なくできる利点がある。

なお、前記孔あけ基板をプリント配線板ｐ出発材料とし
て用い、孔を介して基板の上下の導通孔として応用した
場合、その孔の状態から判断してあきらかなように、本
発明の方式で孔あけした方が従来の方式で孔あけした場
合よシも接続信頼性の点で有利になることは言うまでも
ない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、従来の方式に比
べて極めて良好な形状の微細な貫通孔を形成することが
可能となり又、基板の熱による特性低下を防止でき性能
向上に寄与すること大である。また、短時間で多くの孔
を確実にあけることができ、その上、低出力のレーザ装
置が使用できるので効率が向上すると共に、経済的とな
るという極めて顕著な効果が奏せられる。

【図面の簡単な説明】

第１．２．３図は本発明方法の実施の態様を示す断面図
、第４．６図は本発明方法による加工後の貫通孔断面図
、第５．７図は従来の方法で加工した後の貫通孔断面図
である。 １・・・絶縁層、２ａ及び２ｂ・・・マスク用板、３ａ
及び３ｂ・・・マスク用板の孔あき部、４・・・レーザ
光、５ａ及び５ｂ・・・金属箔、６ａ及び６ｂ・・・金
属箔のエツチング除去部、７ａ及び７ｂ・・・レーザ光
高吸収処理被膜、８，９・・・貫通孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板にレーザ光を照射して孔をあける方法に於いて
   、あらかじめ孔あけしたマスク用板を該基板に重ねてマ
   スク用板の上からレーザ光を照射して孔をあけることを
   特徴とする基板の貫通孔の形成方法。 ２、両面が金属箔貼り積層基板であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の基板の貫通孔の形成方法。 ３、片面が金属箔貼り積層基板であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の基板の貫通孔の形成方法。 ４、基板の孔あけする部分の金属箔をあらかじめエッチ
   ング除去し、かつエッチング除去した孔位置にマスク用
   板の孔が一致するように基板に重ねて孔をあけることを
   特徴とした特許請求の範囲第２項及び第３項記載の基板
   の貫通孔の形成方法。 ５、基板の金属箔表面をレーザ光の吸収効率を高めるよ
   うに処理したことを特徴とする特許請求の範囲第２項及
   び第３項記載の基板の貫通孔の形成方法。 ６、エッチング除去した残りの金属箔表面をレーザ光の
   反射率を高めるような処理を行うことを特徴とする特許
   請求の範囲第４項記載の基板の貫通孔の形成方法。 ７、マスク用板はレーザ光の反射率を高めるような処理
   を行うことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の基
   板の貫通孔の形成方法。