KR20010015448A

KR20010015448A - 프린트 배선 기판의 가공 방법

Info

Publication number: KR20010015448A
Application number: KR1020000043364A
Authority: KR
Inventors: 우찌다유이찌; 구보마사오; 다나까겐이찌로; 미야모또이사무
Original assignee: 미야모또 이사무; 이마이 기요스케; 마츠시다 덴코 가부시키가이샤
Priority date: 1999-07-27
Filing date: 2000-07-27
Publication date: 2001-02-26
Also published as: TW460350B; CN1282203A; JP2001102720A; CN1205846C; EP1073321B1; EP1073321A3; EP1073321A2; KR100379801B1; US6414263B1; JP3756723B2

Abstract

프린트 배선 기판(1)의 절연층(10)의 상부 도전층(11)과 하부 도전층(12)을 전기적으로 접속시키기 위한 홀을, 프린트 배선 기판(1)을 사용하여 절연층(10)내에 홀(13)을 형성하기 위해 레이저 가공을 실행할때, 하부 도전층(12)이 홀 저부에 노출되도록 절연층(10)내에 생성하기 위하여, 하부 도전층(12)과 절연층(10)사이에 배치되고, 레이저 가공중의 가공 레이저의 파장과 다른 파장을 갖는 전자기파를 방사하기 위한 처리층(14)을 포함하며, 프린트 배선 기판(1)의 처리층(14)으로부터 방사된 신호의 변화를 측정하여 절연층(10)의 잔여상태가 결정된다.

레이저의 레이저 반사보다는 하부 도전층(12)과 절연층(10)사이에 배치된 처리층(14)으로부터 레이저 가공에 기인하여 방사되는 전자기파를 이용하므로, 절연층을 천공하는 홀(13)을 정확히 검출할 수 있다.

Description

프린트 배선 기판의 가공 방법{PROCESSING METHOD OF PRINTED WIRING BOARD}

본 발명은 프린트 배선 기판의 가공 방법에 관한 것으로, 특히 다층 배선 기판 내의 비어 홀(VIA hole) 가공을 위한 가공 방법에 관한 것이다.

프린트 배선 기판의 절연층의 상부와 하부의 도전층들을 전기적으로 접속시키기 위한 홀(VIA hole)을, 상기 하부 도전층이 홀 저부에 노출되도록 레이저 가공에 의해 상기 절연층 내에 형성하기 위하여, 상기 홀은 절연층 내에만 형성되어야 하고 절연층의 나머지는 상기 하부 도전층 상에 남겨져서는 안된다.

미심사 일본 특허 공개 평10-322034호는 자외선 또는 전자 광선(electron rays)에 의해 광을 방사하거나 또는 그 색이 변화하는 물질을 절연층에 첨가하거나 또는 절연층과 혼합하고, 홀 가공 및 화학적 에칭 이후에 자외선 또는 전자 광선을 홀 저부에 인가하고, 홀 저면의 발광 영역으로부터 홀 가공 조건 여부를 판정하는 것을 개시하고 있다. 그러나, 이 경우, 레이저 가공 중에 홀 저부가 하부 도전층에 이르는지 여부는 검출할 수 없다.

한편, JP-A-10-85976은 절연층과 하부 도전층과의 반사율 차이를 이용하여 레이저의 레이저 반사 강도를 측정함으로써, 홀 저부가 하부 도전층에 이르는 것을 검출하는 것을 개시하고 있다. 이 경우, 홀 저부가 하부 도전층에 이르는 것을 레이저 가공 중에 검출할 수 있고, 따라서 그 검출 결과에 기초하여 가공 레이저를 제어함으로써, 절연층 내에만 적절한 홀을 만들 수 있다. 상기 문헌은 또한 하부 도전층의 반사율과 열전도율이 높기 때문에 하부 도전층의 표면상의 수지의 잔여물을 제거하기 위해 레이저를 부가적으로 인가하고 따라서 하부 도전층 표면상의 수지의 온도가 상승하지 않는 것을 개시하고 있다.

그러나, 레이저의 레이저 반사는 높은 지향성을 가지며, 레이저의 반사의 검출 방향이 제한되고, 게다가, 반사된 레이저의 검출 방향은 홀 저면의 요철 및 경사에 의해 영향을 받고 절연층의 상부 도전층으로 하부 도전층과 동일한 재료를 사용하므로, 검사를 정확히 수행하기가 곤란하다.

그러므로, 본 발명의 목적은 절연층을 천공하는 홀을 정확하고 용이하게 검출하는 것이 가능한 프린트 배선 기판의 가공 방법을 제공하는 데에 있다.

이를 위하여, 본 발명에 따르면, 프린트 배선 기판의 절연층의 상부와 하부의 도전층들을 전기적으로 접속시키기 위한 홀을, 상기 프린트 배선 기판을 이용하여 상기 절연층 내에 상기 홀을 형성하기 위해 레이저 가공을 실행할 때, 상기 하부 도전층이 홀 저부에 노출되도록 상기 절연층 내에 생성하기 위하여, 상기 하부 도전층과 상기 절연층 사이에 배치되고, 상기 레이저 가공 중에 가공 레이저의 파장과 다른 파장을 갖는 전자기파를 방사하기 위한 처리층을 포함하며, 상기 프린트 배선 기판의 상기 처리층으로부터 방사된 신호의 변화를 측정하여 상기 절연층의 잔여 상태를 결정하는 것을 특징으로 하는 프린트 배선 기판의 가공 방법이 제공된다. 레이저의 레이저 반사보다는 하부 도전층과 절연층 사이에 배치된 처리층으로부터 레이저 가공에 기인하여 방사되는 전자기파를 이용하므로, 절연층을 천공하는 홀을 정확히 검출할 수 있다.

처리층으로는, 바람직하게는 프린트 배선 기판은 하부 도전층의 표면을 산화시킴으로써 제공되는 처리층, 또는 하부 도전층의 표면상에 레이저 가공에 의해 전자기파를 방사하기 위한 도전성 재료를 배치함으로써 제공되는 처리층, 또는 하부 도전층의 표면상에 레이저 가공에 의해 전자기파를 방사하는 강한 강도를 갖는 성분을 함유하는 수지를 배치함으로써 제공되는 처리층 등을 포함할 수 있다.

검사 조명이 홀에 가해질 수 있으며 레이저 가공 중에 처리층으로부터 방사된 전자기파의 신호 변화가 검출되는 것과 동시에, 하부 도전층으로부터의 레이저 반사의 강도 또는 처리층으로부터의 방사광의 강도를 측정하여 절연층의 잔여 상태를 결정할 수 있다.

프린트 배선 기판은 절연층으로서 처리층으로부터 방사된 전자기파를 차폐하기 위한 수지를 포함할 수 있다.

하부 도전층 상의 잔여 수지 두께를 검출하기 위하여, 레이저 가공 중에 처리층으로부터 방사된 전자기파의 피크 강도를 측정하고 측정된 강도를 기설정된 기준값과 비교함으로써, 하부 도전층 상의 잔여 수지 두께를 검출할 수 있고; 또는 처리층으로부터 방사된 전자기파의 피크 강도가 기설정된 상한 기준값을 초과한 다음 감소하여 기설정된 하한 기준값 아래로 떨어지는 사실에 기초하여 하부 도전층 상의 잔여 수지 두께를 검출할 수 있고; 또는 처리층으로부터 방사된 전자기파를 측정하는 것과 동시에 가공 레이저의 레이저 반사를 측정하고, 레이저의 레이저 반사 강도가 레이저 반사의 기준값 이상이 되는 사실 및 전자기파 강도가 방사 강도 기준값 이하가 되는 사실에 기초하여 하부 도전층 상의 잔여 수지 두께를 검출할 수 있고; 또는 처리층으로부터 방사된 전자기파의 신호 파형이 레이저 조사의 종료 전에 감쇠하고 피크가 검출되는 사실에 기초하여 하부 도전층 상의 잔여 수지 두께를 검출할 수 있고; 또는 처리층으로부터 방사된 전자기파의 강도를 측정하고, 각 홀에 대한 방사 강도의 적분값을 계산하고, 상기 적분값을 기설정된 기준값과 비교함으로써 하부 도전층 상의 잔여 수지 두께를 검출할 수 있다. 그러나, 본 발명은 이러한 방법들에 제한되지 않는다.

바람직하게는, 레이저 가공 중에 처리층으로부터 방사된 전자기파들 중, 500 ㎚에서 2000 ㎚까지 이르는 파장을 갖는 전자기파들만을 측정한다. 그러나, 처리층으로부터 방사된 전자기파에 따라서 임의의 다른 파장 대역을 채택할 수도 있다.

또한, 바람직하게는 처리층의 두께는 다음 공정의 화학적 에칭을 실행함으로써 제거될 수 있는 수지의 두께 이하로 설정되며, 처리층으로부터 방사된 전자기파의 신호를 측정할 때, 레이저 가공을 중단한다.

바람직하게는, 처리층으로는, 레이저 가공 중에 방사되는 전자기파의 방사 강도가 절연층의 레이저 가공 중에 절연층에 의해 방사되는 전자기파의 방사 강도보다 2배 이상 큰 처리층을 이용한다. 이 경우, 특정 파장에서의 방사 강도는 절연층으로부터 방사되는 전자기파의 상기 특정 파장에서의 방사 강도보다 2배 이상 클 수 있다.

전자기파는 처리층의 레이저 가공 중에 상기 처리층에 의해 방사되는 전자기파의 최대 강도가 제공되는 파장에서 측정될 수 있고, 처리층의 레이저 가공 중에 상기 처리층에 의해 방사되는 전자기파의 강도가 작고 절연층의 레이저 가공 중에 상기 절연층에 의해 방사되는 전자기파의 강도가 큰 파장에서 측정될 수 있고, 양 파장에서의 전자기파 강도로부터 절연층의 잔여 상태를 결정할 수 있으며, 또는 처리층의 레이저 가공 중에 처리층에 의해 방사되는 전자기파는 복수개의 파장에서 측정될 수 있고 이 파장들에서의 피크 강도 비로부터 절연층의 잔여 상태를 결정할 수 있다.

이렇게 복수개의 파장의 전자기파들을 검출하기 위하여, 바람직하게는 레이저 가공 중에 방사되는 전자기파를 분광기에 의해 분할하고 분할후의 전자기파들을 2 이상의 검출기를 이용하여 검출한다.

만일 가공 레이저를 가공 위치에 집광시키기 위한 렌즈와 프린트 배선 기판 사이에 다이크로익 미러(dichroic mirror)를 배치하고 레이저 가공 중에 방사되는 전자기파를 상기 다이크로익 미러에 의해 레이저의 광축의 바깥쪽으로 인출하여 검출기로 인도한다면, 렌즈의 재료의 효과 없이 전자기파를 검출할 수 있다.

이때, 만일 상기 검출기로서 광센서 어레이를 이용하고 상기 다이크로익 미러와 상기 검출기 사이에 상기 집광 렌즈를 배치한다면, 레이저빔 스캐닝으로 상기 레이저 가공을 실행할 때 매우 양호한 결과를 얻을 수 있다.

절연층 내에 홀을 형성하기 위한 레이저 가공을 실행하기 위하여, 프린트 배선 기판의 처리층으로부터 방사된 신호의 변화를 측정하여 절연층의 잔여 상태를 결정할 수 있으며 절연층의 잔여 두께가 설정값보다 클 때, 가공 레이저의 부가적인 펄스를 인가할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예의 일례에서의 가공 상태를 도시하는 단면도.

도 2는 본 발명의 실시예의 일례에서의 가공 장치의 개략도.

도 3은 본 발명의 실시예의 다른 예에서의 가공 상태를 도시하는 단면도.

도 4는 결정 동작의 개략도.

도 5는 다른 결정 동작의 개략도.

도 6은 또 다른 결정 동작의 개략도.

도 7a 내지 7c는 다른 결정 동작의 개략도로서, 도 7a는 레이저의 제1 숏(shot)의 개략도이고, 도 7b는 레이저의 제2 숏의 개략도이고, 도 7c는 레이저의 제3 숏의 개략도.

도 8a 내지 8d는 또 다른 결정 동작의 개략도로서, 도 8a는 레이저의 제1 숏의 개략도이고, 도 8b는 레이저의 제2 숏의 개략도이고, 도 8c는 레이저의 제3 숏의 개략도이며, 도 8d는 누적 적분값에 기초한 결정 동작의 개략도.

도 9a 내지 9c는 다른 예에서의 동작을 설명하는 도면으로서, 도 9a는 절연층으로부터의 방사 강도-파장 특성도이고, 도 9b는 홀의 일부가 처리층에 이를 때의 방사 강도-파장 특성도이고, 도 9c는 처리층으로부터의 방사 강도-파장 특성도.

도 10은 또 다른 예에서의 동작을 설명하는 방사 강도-파장 특성도.

도 11은 다른 예의 개략도.

도 12는 또 다른 예의 개략도.

도 13은 도 12의 다른 예의 개략도.

도 14는 도 12의 또 다른 예의 개략도.

도 15는 레이저 가공의 동작 알고리즘의 개략도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 프린트 배선 기판

10 : 절연층

11 : 상층도체

12 : 하층도체

13 : 홀

14 : 처리층

19 : 스펙트로 스코프

21 : 마스크

22 : 갈바노 미러

23 : X-Y 테이블

24 : 집광 렌즈

27 : 탐지기

28 : 핀 홀 미러

30 : 검사 광원

31 : 색 선별 미러

도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 나타낸다. 본 발명에서, 하층 도체 (12)를 상기 홀 저부까지 노출시켜 프린트 배선 기판 (1)의 절연층 (10)의 상층 도체 (11)와 상기 절연층 (10)의 하층 도체 (12)사이를 전기적으로 접속하기 위한 홀을 상기 절연층 (10)내에서 전도상태로 형성하도록, 레이저 가공과정 동안의 가공 레이저의 파장과는 다른 파장을 갖는 전자기파를 방출하는 상기 하층 도체 (12)와 상기 절연층 (10)사이에 위치한 처리층 (treatment layer) (14)을 포함하는 상기 프린트 회로 기판 (1)을 사용하여 상기 절연층 (10)내에 홀 (13)을 형성하기 위하여 레이저 가공이 실행될 때, 상기 절연층 (10)의 잔여 상태를 결정하기 위하여 상기 프린트 배선 기판 (1)의 처리층 (14)으로부터 방출된 신호의 변화가 측정된다. 도 2는 레이저 가공용 가공 장비의 예를 도시한다. 마스크 (21)는 레이저에 의해 상기 프린트 배선 기판위로 돌출되며, 이로 인해 홀을 형성한다. 갈바노 미러 (galvanometric mirror) (22)가 사용되어, 그 결과 레이저가 가공 속도를 높이도록 스캔될 수 있고 추가로 X-Y 테이블 (23)에 따른 이동 또한 가능할 수 있다. 상기 도면에서, 숫자 (24)는 f-θ 렌즈를 나타낸다.

시스템내에서 상기 프린트 배선 기판 (1)의 층간 전도를 위한 홀 (13)을 가공하기 위하여, 레이저 조사 (irradiation)에 의한 제거 가공에 의해 상기 홀 (13)은 절연층 (10)내에 형성되고, 상기 홀 (13)의 저부가 하층 도체 (12)의 표면에 도달할 때, 상기 레이저 가공은 멈춘다. 그러나, CO₂레이저 가공에 있어, 상기 하층 도체 (12)의 열전도도가 높아서, 하층 도체의 표면상의 상기 수지 (resin)의 온도는 상승하지 않고 상기 수지는 잔여한다. 따라서, 상기 하층 도체상에 잔여하는 수지는 추가로 레이저 한 펄스를 추가하거나 다음 단계 (화학 에칭)의 수지 제거 단계를 실행함으로써 제거된다. 상기 화학 에칭에서, 제거되는 양은 시간, 처리 용액 농도 등에 의존하여 변화한다. 이때, 만약 상기 처리가 오래동안 실시되거나 고농도에서 실시되면, 상기 홀 (13)의 내부 벽의 수지는 상기 홀 (13)의 형태에 영향을 주면서 제거되고, 상기 상층 도체 (11)와 상기 하층 도체 (12)의 전도를 제공하기 위한 나중의 도금 단계에서 도금이 되지 않는다. 따라서, 상기 레이저 가공동안에 상기 하층 도체에 잔여하는 수지의 두께를 관리할 필요가 있다.

따라서, 상기 잔여하는 수지 두께는 상기 레이저 가공 상태를 모니터링함으로써 관리된다. 본 발명에서, 사용되는 상기 프린트 배선 기판 (1)은 레이저 가공에의한 가공 레이저의 파장과 다른 파장을 갖는 강한 전자기파를 방출하기 위하여 상기 하층 도체 (상기 절연층 (10) 측에 면함)의 표면에 위치하는 처리층 (14)과 함께 형성된다. 상기 상층 도체 (11)는 반드시 필요하지 않다.

바람직하게, 상기 처리층 (14)은 가공 레이저, 예를 들면, CO₂레이저, 에 대해 높은 흡수성을 가지며, 레이저 가공이 용이하고 열용량, 열전도도 및 열확산도가 작다. 상기 홀 가공 레이저가 CO₂레이저라면, 상기 절연층 (10)의 에폭시계 수지일 경우 발생하는 전자기파의 강도는 매우 작고, 따라서, 전자기파의 강한 방출 강도를 갖는 처리층 (14)이 사용되고, 레이저 홀 가공이 상기 절연층 (10) 및 처리층 (14)에 대해 실행될 때, 전자기파의 방출 강도가 측정되고, 상기 신호의 변화가 탐지된다면, 홀 저부의 상태가 파악될 수 있다.

이때, 상기 처리층 (14)으로부터의 전자기파가 상기 처리층 (14) 면으로 부터 등방성으로 방출되고, 그 결과, 상기 홀 저부의 상태 (기울기, 표면 거칠기 등)에 의해 영향을 받기가 어렵고, 상기 홀 저부내의 상기 처리층 (14)으로부터의 신호만이 탐지될 수 있다. 그러므로, 안정하게 결정하는 것이 가능하다.

양호한 생산품의 가공된 홀 신호의 변화를 앞서 측정하고 상기 신호의 변화를 가공에서 측정된 신호의 변화와 비교함으로써 상기 결정이 가능할 수 있다. 상기 방출된 전자기파를 측정하기 위한 탐지기 (27)로서, 가공 레이저의 출력 파형 또는 펄스 폭과 동일하거나 보다 큰 반응성 (responsivity)을 갖는 탐지기가 사용되며, 이것에 의해, 인라인 (inline) 검사가 실시된다.

측정되는 상기 전자기파가 자외선 내지 가시광선의 범위에 있다면, 미소채널 판 광 다중장치 (microchannel plate photo multiplayer) 등이 탐지기 (27)로 사용될 수 있다. 만약, 측정되는 상기 전자기파가 190nm부터 1100nm까지의 범위의 파장을 가진다면 실리콘 광다이오드 (Si photodiode)가 탐지기 (27)로 사용될 수 있다. 만약, 측정되는 상기 전자기파가 700nm부터 2600nm까지의 범위의 파장을 가진다면, InGaAs 광다이오드가 탐지기 (27)로 사용될 수 있다. 만약, 측정되는 상기 전자기파가 적외선 영역이라면, PbSe 광도전 셀 (photoconductive cell), InAs 광기전력 소자, InSb 광기전력 소자, MCT 광도전 셀, 등이 상술한 디바이스에 추가하여 탐지기 (27)로서 사용될 수 있다. 바람직하게, 상기 탐지기 (27)는 상기 홀 저부가 상기 탐지기 (27)의 위치로 부터 상기 홀 벽면상에 감추어지지 않는 상기 가공된 홀 바로 위의 위치에 놓인다. 그러나, 상기 탐지기 (27)를 상기 가공된 홀 바로 위, 즉, 가공 레이저의 광학 축상에 위치시키기 위해서, 상기 가공 레이저를 끄고 가공 에너지가 감소된 후, 상기 레이저 광축으로부터 방출된 전자기파를 검출하기 위해 빔 스플리터 (beam splitter) 또는 핀 홀 미러 (28)가 설치된다. 특히, 갈바로 미러를 사용하는 스캔형 시스템에서 가공하기 위해서, 레이저 광축과 같은 축으로 탐지됨으로써 가공 속도의 감소 없이 각 홀에 대한 검사를 할 수 있다. 도 1에 도시된 것과 같이, 상기 탐지기 (27)는 빔 (L)의 광축의 한 측면에 배치될 수 있다.

다양한 물질들이 프린트 배선 기판 (1)내의 처리층 (14)으로 사용될 수 있다. 바람직하게, 상기 처리층 (14)은 하층 도체 (12)의 표면을 산화시킴으로써 (검은 산화물) 구비될 수 있다. 상기 하층 도체 (12)가 구리라면, 구리 표면은 산화 처리로서 NaOH 용액에 담글 수 있다. 레이저 가공이 산화 처리층 (CuO)의 처리층 (14)에 도달할 경우, 상기 처리층 (14)은 레이저를 흡수하여 가열된다. 이때, 구리 산화물은 CO₂레이저에 대해 높은 흡수성을 가지며, 가열시 발생된 전자기파의 방출 강도가 커서, 탐지된 신호의 변화는 증가하여 높은 정확도로 검사가 가능할 수 있다. 측정에 사용된 탐지기 (27)로써, 레이저 가공동안에 발생된 전자기파의 파장에 따라 적당한 것이 선택될 수 있다. 상기 주제는 이후에 토의될 것이다.

상기 레이저 가공동안에 발생된 전자기파의 강도 변화와 상기 하층 도체에 잔여한 수지의 두께사이의 관계가 미리 결정되고, 양호한 생산품을 제공하기 위한 신호가 발견된다면, 상기 신호 변화를 비교함으로써 가공과 동시에 검사가 가능할 수 있다. 상기 처리층 (14)이 검은 산화물이라면, 상기 구리 표면이 검은 산화물보다 커칠기 때문에, 절연층 (10)과 하층 도체 (12) 상호간의 접착이 기대될 수 있다.

상기 처리층 (14)은 레이저 가공에 의해 전자기파를 방출하는 도전 재료, 예를 들면, 하층 도체 (12)의 표면에 탄소, 를 위치시킴으로써 제공될 수 있다. 상기 처리층 (14) (탄소층)은 진공 증착, 진공 스퍼터링 (sputtering), 등에 의해 탄소 물질을 가열시킴으로써 제공될 수 있다. 상기 경우에, 레이저 가공이 홀 저부로서의 처리층에 도달 할 경우, 탄소층의 처리층 (14)은 CO₂레이저에 높은 흡수성을 가지고 가열시 발생된 전자기파의 방출 강도가 커서, 탐지된 신호의 변화가 증가하고 높은 정확도로 검사가 가능할 수 있다.

더우기, 상기 처리층 (14)은 절연층 (10)과 하층 도체 (12)사이에서 레이저 가공에 의해 방출되는 강한 강도의 전자기파를 갖는 구성요소를 포함하는 수지층을 위치시킴으로써 구비될 수 있다. 예를 들면, 탄소 분말이 혼합된 에폭시계 수지이 상기 처리층 (14)을 형성하기 위해 상기 하층 도체 (12)위로 사용된 후 소정의 절연층 (10)이 형성되는 프린트 배선 기판 (1)에서, 레이저 가공이 홀 저부로서의 상기 처리층 (12)에 도달할 경우, 탄소가 레이저를 흡수하여 가열될 때 발생하는 전자기파의 방출 강도가 탄소의 경우 크기 때문에, 탐지된 신호의 변화는 증가하고 높은 정확도로 검사가 가능하게 된다. 이 경우, 처리층 (14)은 일반적인 절연물질에 기초로 할 수 있고, 따라서, 접착 불량이 발생하기 어려울 수 있다.

도 3에 도시한 것과 같이, 상기 처리층 (14)으로 부터 방출된 전자기파의 신호 변화가 측정됨과 동시에, 검사 조도 (illumination) (30)가 홀 (13)에 가해질 수 있고, 상기 하층 도체로 부터의 레이저의 반사 강도 또는 상기 처리층 (14)으로부터 방출된 광이 탐지기 (27)에 의해 측정될 수 있다. 레이저 가공동안에 발생된 상기 처리층으로부터의 신호만을 탐지하는 것 보다 오히려 검사 광원 (30)을 사용하여 처리층 (14)으로부터의 신호를 적극적으로 탐지함으로써 검사 정확도가 증가될 수 있다. 이때, 처리층 (14)으로부터 방출된 전자기파의 탐지기 (27)는 검사 광원 (30)의 레이저 반사를 측정하기 위한 탐지기와 동일할 필요는 없다. 상기 처리층으로 자외선 방사시 형광을 발생하는 처리층을 사용하기 위해, 자외선은 검사 광원 (30)으로 사용될 수 있고 상기 형광 강도가 측정될 수 있다.

상기 처리층 (14)으로부터 방출된 전자기파를 차단할 수 있는 재료가 혼합된 수지으로 상기 절연층이 형성된다면, 상기 절연층이 제거되고 상기 처리층 (14)이 노출될 때, 신호 변화는 증가한다. 그 결과 상기 절연층의 제거 상태가 정확히 파악될 수 있고 높은 정확도로 검사가 가능하다.

처리층 (14)으로부터 방출된 전자기파의 가시광선의 방출이 탐지되기 위해서는, 검은 안료 (예를 들면, Fe, Mn, Cr, Co, Ni, 등 또는 자철광 분말의 복합 산화물 안료의 초미세 입자)가 상기 절연층 (10)의 에폭시계 수지에 혼합될 수 있다. 만약 상기 절연층 (10)이 상기 하층 도체에 잔여한다면, 레이저가 상기 절연층 (10)을 통과하여 상기 처리층 (14)에 도달한 결과로서 상기 처리층 (14)으로부터 전자기파가 반사될 지라도, 검은 안료가 혼합된 상기 절연층 (10)은 전자기파를 차단한다. 따라서, 잔여하는 수지이 상기 하층 도체에 존재하는 것이 분명하게 된다.

도 4에 도시된 것과 같이, 처리층 (14)으로부터 방출된 전자기파의 신호 변화에 기초하여 상기 하층 도체에 절연층 (10)의 잔여 상태를 결정하기 위해, 레이저 가공동안에 처리층 (14)으로부터 방출된 전자기파의 피크 강도가 측정될 수 있고 상기 측정된 피크 강도는 미리 설정된 기준값과 비교될 수 있다. 상기 하층 도체에 잔여하는 수지 두께가 얇아질수록 상기 처리층 (14)으로의 에너지 입력은 커지고 레이저 가공동안에 방출된 전자기파의 변화가 커진다. 처리층 (14)으로 부터 방출된 전자기파의 피크 강도가 측정되기 때문에, 상기 결정 과정은 단순한 비교 회로에 의해 구현될 수 있고, 검사 알고리즘도 간단히 될 수 있으며, 가공 시간이 짧아질 수 있다.

상기 절연층 (10)의 에폭시계 수지의 절연층이 60um 두께라 가정하고, 구리 표면을 산화시켜 구비한 처리층 (14)으로 검은 산화물이 사용된다고 가정하고, 상기 가공된 홀 지름이 Φ100um라 가정하면, 상기 하층 도체에 잔여하는 수지 두께가 4um 또는 그 이상일 경우, 신호 강도 변화는 작고 파형에서 측정되는 피크도 작다. 그러나, 측정 피크 강도가 하나의 기준값 또는 그 이상이라면, 하층 도체에 잔여하는 수지 두께는 약 1um 또는 그 이하이다. 그러므로, 하층 도체의 잔여하는 수지 두께가 다음 과정의 화학 에칭을 실행함으로써 제거될 수 있는 소정의 수지 두께와 동일하거나 보다 작게 된다면, 신호 강도 피크 값이 먼저 측정되고 상기 값과의 비교가 실행된다. 이에 의해, 상기 잔여하는 수지 두께가 탐지된다. 상술한 참조 값은 가공되는 재료, 레이저 가공 조건 등에 따라 변화하고 따라서 각 조건에 참조값을 설정할 필요가 있다.

도 5에 도시된 것과 같이, 레이저 가공동안에 방출된 전자기파의 피크 강도가 미리 설정된 상한 참조값보다 초과하고, 그 후, 감소하며, 미리 설정된 하한 참조값아래로 떨어지는 사실에 기초하여 하층 도체에 잔여하는 수지 두께가 허용가능한 두께와 동일하거나 작게 되는지를 결정할 수 있다.

상기 주제는 다음에 토의될 것이다. 하층 도체에 잔여하는 수지 두께가 얇을수록 처리층으로의 에너지 입력은 커지게 되고, 레이저 가공동안에 방출된 전자기파의 변화는 커지게 된다. 가공이 점차 진행되어 전자기파를 발생하는 처리층 (14)이 레이저 가공에 의해 용해되어 제거됨에 따라, 측정된 신호는 감소한다. 만약 레이저 가공 에너지가 너무 낮아서 한 숏의 가공에 의해 홀 저부까지 홀을 형성하지 못한다면, 레이저는 가공시 두번 세번 가해질 것이다. 이때, 상기 측정된 전자기파의 강도는 매 숏마다 변화하나, 상기 신호 피크 강도는 비교적 작다. 따라서, 상기 신호 피크 강도의 레벨에만 의존하여 결정이 되면, 검사 정확도 유지가 어렵다. 그 후, 하층 도체에 잔여하는 수지 상태는 상기 신호 피트 강도가 상한 기준값을 초과하고, 그 후, 상기 하한 기준값아래로 떨어지는 사실에 의해 결정된다.

신호 피크값은 상한 기준값을 초과하는데, 이는 홀 저부가 처리층(14)에 도달한다는 것을 가르킨다. 그리고나서, 신호 피크값은 감소하는데, 이는 충분한 레이저 에너지가 전자파를 생성하는 처리층(14)에 입력된 것을 가르킨다. 결과적으로, 하위 도전층상의 수지 두께는 다음 공정에서 화학적 에칭을 통해 제거될 수 있는 수지의 소정 두께 이하로 검출될 수 있다.

이제, 절연층(10)의 에폭시-패밀리 수지의 절연층은 60㎛의 두께이고, 구리 표면(블랙 옥사이드)을 산화하여 제공되는 처리층은 처리층(14)로서 이용되며, 레이저 가공 에너지는 1.7mJ/p이고, 처리된 홀 직경이 φ100㎛라고 가정하면, 한번 숏 처리에 의해 하부 도체에 홀이 형성될 수 없고, 신호 변화는 작으며, 피크는 파형상에 측정되지 않는다. 홀 처리가 부가 횟수의 처리에 홀 저부에 도달한 경우, 신호 강도 피크값이 한번 증가되고 감소되며 측정되지 않는다. 양호한 홀에는 피크값의 상한 및 하한값이 존재한다. 부가적인 숏이 실행된 경우, 상한 기준값이 피크 세기의 최대값으로부터 발견되고, 상한값이 측정된 후에 하한 기준값이 피크 세기의 최소값으로부터 발견된다. 처리 동안, 이들 값들이 측정 피크값과 비교됨으로써, 하부 도전층상의 잔여 수지 두께를 검출할 수 있게 된다. 상기 기술한 기준값은 처리되는 재료, 레이저 가공 조건 등에 따라 변화되므로, 조건들에 기초하여 설정된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 레이저의 반사는 처리층(14)로부터 방출되는 전자파가 측정되는 것과 동시에 또한 측정될 수 있는데, 레이저 강도의 반사는 레이저 반사의 기준값보다 크거나 같다는 사실과 전자파 강도는 방출 강도 기준값과 적거나 같다는 사실에 기초하여 결정이 이루어질 수 있다. 하부 도전층상의 잔여 수지 두께가 얇으면 얇을수록, 처리층(14)로의 에어지 입력이 더 커지고, 처리층(14)으로부터 방출되는 전자파의 강도가 세진다. 처리가 더 진행되어 처리층(14)이 레이저 가공에 의해 분해되어 제거됨에 따라 측정된 신호가 감소된다. 이때, 상한 기준값이 결정을 하는데 이용되면, 노이즈 때문에 신호 피크 강도는 상한 기준값을 초과하는 것과 같이 측정되는 것이 가능하다. 그러므로, 여기에서 처리 레이저의 반사 강도가 레이저 반사의 반사를 초과하는지 여부가, 신호 피크 세기가 상한 기준값을 초과하는지 여부에 관한 조건 대신에 결정 조건에 부가된다. 양호한 홀내의 레이저 반사의 피크 세기의 변화와 처리층으로부터 방사된 신호 파형의 피크값의 변화가 이전에 측정되고, 상기 기술한 기준값은 측정 결과에 기초하여 설정된다.

또한, 레이저 가공동안, 처리층(14)로부터 방사된 전자파가 측정되고, 신호 파형은 레이저 방사 종료 전에 감쇄되며, 피크가 검출된다는 사실에 기초하여 결정이 행해진다. 도 7a 내지 7c에 도시된 바와 같이, 신호 파형이 검출되고, 하부 도전층상의 잔여 수지 상태는 형태(shape)에 따라 결정된다. 하부 도전층상의 잔여 수지 두께가 얇으면 얇을수록, 처리층(14)로 입력되는 에너지가 커지고, 레이저 가공시 방출되는 전자파의 강도도 크게된다. 처리가 더 진행되어, 전자파를 생성하는 처리층(14)이 레이저 가공에 의해 분해되어 제거됨에 따라, 측정된 신호가 감소된다. 여기에서, 그때의 전자기파의 강도에 관한 파형이 레이저 조사 이전까지 감쇄하고 피크가 검출되면, 처리층(14)이 충분히 가열되고, 하부 도전층상의 최대 잔여 수지 두께는 약 1㎛가 된다. 그러므로, 하부 도전층상의 잔여 수지 상태가 신호 파형에 의해 결정되는 경우, 피크가 파형상에서 검출될 때, 레이저 어플리케이션이 정지되고, 과다 처리 에너지를 입력하지 않고 최적의 홀 형상이 안정되게 제공될 수 있다.

예를 들면, 절연층(10)의 에폭시계 수지의 절연층이 60㎛의 두께이고, 구리 표면(블랙 옥사이드)을 산화하여 제공되는 처리층이 처리층(14)로서 이용되며, 레이저 가공 에너지가 1.7mJ/p이고, 펄스폭이 30㎲이며, 처리된 홀 직경이 φ100㎛라고 가정하면, 제1 레이저 펄스(제1 숏, 도 7a)로 하부 도전층에 홀이 생성될 수 없고, 홀은 제2 숏(도 7b)에 처리층(14)에 도달하지만, 수지가 하부 도전층상에 남아있고 노출된 홀 저부 직경이 작기 때문에, 적절한 홀 형태를 제공할 수 없다. 처리의 제3 숏(도 7c)에, 레이저 조사시 피크가 검출되고, 하부 도전층상에 남겨진 최대 수지 두께가 약 1㎛가 된다. 즉, 양호하게 처리된 홀이 제공될 수 있다. 신호의 파형에 의해 결정이 이루어지므로, 결정에 이용되는 기준값들을 제공할 필요는 없다.

도 8a 내지 8d에 도시된 바와 같이, 레이저 가공시 처리층(14)로부터 방사된 전자파의 강도를 측정하고, 각 홀에 대한 방사 강도의 적분값을 계산하며, 적분값이 현재의 기준값에 도달하는지 여부를 체킹함으로써 결정이 이루어질 수도 있다. 도 8a는 제1 숏의 경우 방사 강도의 시간 변화를 도시하고 있고, 도 8b는 제2 숏에, 도 8c는 제3 숏인 경우를 도시하고 있다. 도 8d에 도시된 바와 같이, 파형 면적(빗줄친 부분)이 방사 강도 적분값으로 나타나고, 제1 숏에서 개시하는 각 홀에 대한 방사 강도의 적분값을 축적하고, 축적된 적분값이 현재의 기준값인지 여부를 체킹함으로써 결정이 이루어질 수도 있다.

처리층으로부터 전자파를 방사하는 양은, 홀 직경이 동일하다면, 일정하다. 반면에, 복수의 숏으로 홀을 형성하면, 방사 강도는 측정시 홀마다, 각 숏마다 다르다. 그러므로, 하부 도전층상의 잔여 수지 상태가 한번의 숏으로 신호의 피크값에 의해 결정되는 경우와 비교해 볼때, 방사 파형상에 적분 연산을 수행하고 그 결과와 양호한 제품의 이전 산출된 적분 기준값을 비교함으로써 하부 도전층상의 잔여 수지 두께를 검출한다면, 검사 정확도의 신뢰성이 향상된다. 물론 상기 언급한 기준값은 처리될 재료, 레이저 가공 조건 등에 따라 변화되므로, 조건들에 기초하여 설정된다.

그런데, 처리층(14)로부터 방사된 전자파를 측정하면, 양호하게는 500nm 내지 2000nm의 파장을 갖는 전자파가 측정된다. 특히, 처리층(14)이 하부 도전층(12)의 주된(subjecting) 구리(블랙 옥사이드)를 산화하여 제공되는 경우, CO₂레이저 가공에 의해 처리층(14)으로부터 방사되는 전자파의 방사 세기는 500 내지 2000nm의 파장 영역에서 높게 되고, 예를 들면 필터를 통과시켜 검출기(27)가 상기 언급한 파장 영역만ㅇ르 검출할 수 있도록 함으로써 외부 노이즈 등을 제거하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 잔여 수지의 두께 검출 정확도가 상승될 수 있다.

레이저 가공에 의해 전자파를 하부 도전층(12)의 표면상에 방사하기 위한 도전 재료를 배치함으로써 제공되는 처리층(14) 또는 레이저 가공에 의해 전자파를 하부 도전층(12)의 표면상에 방사하는 강도가 큰 구성 요소를 포함하는 수지를 배치함으로써 제공되는 처리층(14)을 이용하면, 상기 언급한 탄소에 황화구리에 이용되는 경우, 500nm 내지 2000nm 범위의 파장을 갖는 근적외광이 또한 방사되고, 그 결과 단지 파장 영역내의 전자파를 측정함으로써 매우 정확한 결정을 할 수 있게 된다.

양호하게는, 처리층(14)의 두께는 레이저 가공의 다음 처리의 화학적 에칭을 실행함으로써 제거될 수 있는 수지 두께 이하로 설정된다. 특히, 전자파를 방출하기 위한 처리층(14)으로서, 레이저 가공에 의해 전자파를 방출하는 강도가 큰 구성 요소를 포함하는 수지를 시용하면, 레이저 홀 처리가 실행되는 경우, 하부 도전층상의 처리층(14)이 도달해서야 비로서 방사 세기에 변화가 측정된다. 처리가 더 진행되어 처리층(14)의 처리가 개시됨에 따라, 방사 강도의 변화가 측정된다. 그러므로, 방사 강도의 변화가 측정되면, 절연층(10)이 제거되고 단지 처리층(14)만이 하부 도전층상에 남아 있다는 것을 의미한다. 레이저 가공에 의해 하부 도전층사에 남겨진 처리층(14)의 수지는 후속 단계의 화학적 에칭을 실행함으로써 제거된다. 처리층의 두께가 화학적 에칭에 의해 실행함으로써 제거될 수 있는 수지 두께 이하로 설정되고, 처리층(14)으로부터의 신호가 레이저 가공에 의해 검출되는 경우, 하부 도전층상의 잔여 수지 두께는 다음 공정에서 제거될 수 있는 수지 두께로 결정하는 것이 가능하게 된다. 그러므로, 처리층(14)의 두께는 화학적 에칭에 의해 제거될 수 있는 수지의 두께 이하로 설정됨으로써, 처리층으로부터의 신호 강도와 하부 도전층상에 남겨진 절연층(10)의 두께간의 상관 관계를 이전과 같이 추적할 필요가 없고, 하부 도전층상에 남겨진 수지를 높은 정확성으로 제어할 수 있게 된다.

처리층(14)이 도전 재료인 경우, 다음 공정에서 도전 플레이팅에 의한 접착이 문제를 유발하지 않는 한 제거될 필요가 없다. 그러나, 처리층(14)이 하부 도전층(12, 구리)를 산화함으로써 제공되는 경우, 처리층(14)은 화학적 에칭을 실행함으로써 제거된다.

다음으로, 절연층(10)이 예를 들면 유리 섬유 기반 재료 등을 포함하는 복합 재료로 형성되기 때문에, 절연층(10)도 레이저 가공동안 강한 방사 강도를 갖는 전자파를 방사하는 경우, 이하의 대책이 취해질 수도 있다.

절연층(10)에 의해 방사되는 전자파의 2배 이상의 강도를 갖는 전자파를 방출하도록 적용된 재료의 처리층(14)이 이용된다. 그러한 처리층(14)으로서, 산화 처리층(CuO), 탄소층, 금속 파우더(Cu, Fe, 등)를 포함하는 층이 이용될 수 있다. 그 강도는 결정에 이용되는 파장상의 전자파의 2배 이상의 세기일 수 있고, 파장 영역 전체에 걸쳐 전자파의 2배 이상일 필요는 없다.

하나의 파장상의 전자파의 강도가 2배 이상이 아닐지라도, 방출된 전자파의 파장 분포가 상이하면, 복수의 파장을 측정함으로써 이하의 결정이 이루어질 수 있다. 절연층(10)으로부터 방사된 전자파의 방사 강도가 도 9a에 도시된 바와 같은 파장 분포이고, 레이저 가공가 처리층(14)에 도달하며, 처리층(14)으로부터의 방사 강도가 도 9b에 도시된 바와 같은 파장 분포인 경우에는, 도면에서의 2개의 파장 λ₁, λ₂에 관해 결정이 이루어진다. 양쪽 파장 λ₁, λ₂상의 방사 강도가 둘다 큰 경우, 절연층(10)의 레이저 가공가 실행되고 있는 것으로 결정되고, 도 9c에 도시된 바와 같이, 파장 λ₁상의 방사 강도가 작고, 파장 λ₂상의 방사 강도가 큰 경우, 처리층(14)의 레이저 가공가 실행되고 있는 것으로 결정된다. 이 경우에, 바람직하게는 파장 λ₁상에서의 방사 강도가 첫째로 측정되고, 파장 λ₁상의 방사 강도가 감소되며, 파장 λ₂상에서의 방사 강도가 검출되고, 결정은 피크값 또는 파장 λ₂상의 방사 강도의 진행(progression)으로부터 이루어진다. 이 경우에, 절연층(10)으로부터 방사되는 전자파의 파장 λ₂상의 방사 강도가 처리층(14)으로부터 방사된 전자파보다 큰 경우, 아무 문제없이 결정이 이루어질 수 있다.

도 10에 도시된 바와 같이, 복수의 파장 상에서의 측정(도면에 도시된 예에서는, λ₁, λ₂, λ₃)이 행해지고, 전자파가 절연층(10)으로부터 방사된 전자파 a인지 또는 처리층(14)으로부터 방사된 전자파 b인지 여부는 파장상에 방출된 전자파 강도 비율(ratio)에 의해 결정될 수 있다. 도면에 도시된 예에서, 3개의 파장 λ₁,λ₂, λ₃상의 방사 강도가 거의 동일하다면, 전자파는 절연층(10)에서 방사된 전자파 a로 결정되고, λ₁상의 방사 강도<λ₂상의 방사 강도<λ₃상의 방사 강도인 경우에는, 전자파는 처리층(14)에서 방사된 전자파 b로 결정된다.

그러므로, 전자파가 레이저 가공시 절연층(10)에서 방사된다 할지라도, 절연층(10)으로부터 방사된 전자파와 처리층(14)으로부터 방사된 전자파가 파장 분포 및 방사 강도라는 2가지 면에서 거의 동일하지 않으면, 결정시, 절연층(10)으로부터 방사된 전자파는 처리층(14)로부터의 전자파와 구별될 수 있다.

결정을 위해 복수의 파장을 측정할 필요가 있는 경우, 도 11에 도시된 바와 같이, 감지가능 파장이 다른 파장 검출기(27, 27)가 프리즘 또는 굴절 그레이팅과 같은 스펙트로스코프(19) 뒤에 배치될 수 있다. 전자파가 스펙트로스코프(29)를 통하지 않고 각 검출기(27, 27)에 도입되면, 각 파장 강도상의 검출 강도는 더 크게 된다.

도 12는 또 다른 실시예를 도시하고 있다. 처리 레이저와 동축인 검출기(27)에 의해 전자파를 측정하기 위해, 렌즈 및 처리될 프린트된 배선판(1) 사이에 다이크로익 미러(31)가 배치되어, 측정된 전자파는 다이크로익 미러(31)에 의해 검출기(27)측상으로 반사된다.

통상, 적외선광 집광 렌즈(24)의 재료로는 ZnSe가 사용되지만 Ge가 사용될 수도 있다. Ge로 이루어진 집광 렌즈(24)는 Ge 렌즈의 광학 특성으로 인해 2㎛ 이하의 파장을 갖는 근적외선광-가시광-자외선광이 통과할 수 없도록 구성되어 있기 때문에, 전자기파가 집광 렌즈(24)를 통해 모니터될 수 없다. 이는 다이크로익 필터(31) 등이 레이저 발생기와 집광 렌즈(24) 사이에 배치되어 방출된 전자기파를 검출기(27) 안으로 도입하는 경우, 일부 경우 전자기파가 모니터되지 않을 수 있다는 것을 의미한다. 그러나, 상술한 바와 같이, 프린트 배선 기판(1)로부터 방출된 전자기파는, 렌즈(24)를 통과하기 전에, 레이저 축의 바깥쪽으로 꺼내지게 되고, 이에 의해서 이 전자기파는 렌즈(24) 재료의 영향없이 측정될 수 있다.

이 때, 매트릭스형으로 배열된 포토센서들을 포함하는 포토센서 어레이가 도 13에 도시된 바와 같은 검출기(27)로서 사용된다면, 가공 포지션이 갈바노미러(22)에 의해서 스캔될 때, 전자기파는, 렌즈(24)를 통과하기 전에, 축의 바깥측으로 꺼내지게 되더라도, 모든 가공 영역에서 측정가능하게 된다.

물론, 도 14에 도시된 바와 같이, 집광 렌즈(32)가 다이크로익 필터(31)와 검출기(27) 사이에 배치되어 집광 렌즈(24)에 의해 축소 형성된 이미지가 검출기(27) 안으로 도입되며, 이에 의해서 상술한 것과 유사한 방법으로 스캐닝과 가공이 실행된다면 모든 가공 영역에서 전자기파가 또한 측정될 수 있게 된다.

도 15에는 상기 결정을 이용하여 레이저 가공을 제어하기 위한 플로우챠트가 도시된다. 레이저 가공에서 절연층(10)과 처리층(14)으로부터 발생된 전자기파 (광방출 신호)가 검출되고, 레이저 가공이 처리층(14)까지 미치지 않는다면, 추가의 레이저 펄스가 인가된다. 이 동작을 반복하면, 절연층(10)의 잔여 두께가 감소되고 절연층(10)의 잔여 두께가 셋업 값 이하의 값이라면 (처리층(14)을 포함한 두께가, 트리먼트층(14)이 또한 제거될 때 화학적 에칭을 실행하여 제거될 수 있는 두께이거나 그 보다 작은 경우), 다른 홀을 가공하기 시작한다. 이 영역에서 모든 홀들에 대한 가공을 완료하면, 다른 영역으로 가공을 이동하기 위해 가공 테이블이 이동된다. 모든 영역에서 모든 홀들에 대해 완료되면, 제조 공정중인 소자들을 꺼내기 위한 테이블이 이동되어 제조 공정중인 소자 (프린트 배선 기판(1))을 꺼내진다.

가공은 절연층(10)의 잔여 두께가 신뢰가능하게 얇아질 때까지 실행되므로, 고장이 방지될 수 있다.

상술한 바와 같이, 프린트 배선 기판의 절연층에서 이 절연층의 상부 도전층과 절연층의 하부 도전층을 전기적으로 접속하기 위한 홀을 형성하고 홀 저부에 하부 도전층을 노출시키기 위한 본 발명에서는, 레이저 가공이 실행되어 이 레이저 가공 동안 가공 레이저와 다른 파장을 갖는 전자기파를 방출하기 위한 하부 도전층과 절연층 사이에 배치된 처리층을 포함하는 프린트 배선 기판를 이용하여 절연층 내에 홀을 형성할 때, 프린트 배선 기판의 처리층으로부터 방출된 신호의 변화를 측정하여 절연층의 전류 상태를 결정하게 된다. 레이저의 레이저 반사에 의해서가 아닌 하부 도전층과 절연층 사이에 배치된 처리층으로부터 레이저 가공 동안 방출된 전자기파가 사용되어, 절연층을 관통하는 홀이 정확하게 검출될 수 있다. 특히, 전자기파는 홀 저부로부터 등방성으로 방출되므로, 전자기파의 검출 방향에 대한 제한이 거의 없어지고 홀 저부의 거칠기나 기울기가 방출 상태 또는 방출 강도에 있어서의 변화를 야기하지 않는다. 더욱이, 상부 도전층에 대해 하부 도전층과 동일한 재료를 사용하는 것은 상부 도전층에 의해 영향을 받지 않는 결정을 행할 수 있다.

처리층으로는, 프린트 배선 기판는 하부 도전층의 표면을 산화 처리에 의해 산화시킴으로써 얻어진 처리층을 포함할 수 있다. 레이저의 흡수성(吸收性)이 높기 때문에, 강한 신호를 얻을 수 있어 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 또한 절연층과 하부 도전층을 상호 부착할 수 있다.

프린트 배선 기판는 하부 도전층의 표면 상에 레이저 가공에 의해 전자기파를 방출하는 도전성 재료를 배치하여 제공되는 처리층을 포함한다. 또한, 이 경우에는, 레이저 흡수성이 높기 때문에, 강한 신호가 제공될 수 있어 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 또한 처리층이 남아있는 경우 지속적인 신뢰성을 제공할 수 있다.

프린트 배선 기판가 레이저 가공에 의해 하부 도전층의 표면 상에 높은 강도로 전자기파를 방출하는 성분을 포함하는 수지를 배치하여 제공된 처리층을 포함할 때, 수지 재료는 극히 적은 양으로 제한되어 절연층과 처리층이 상호 부착이 가능하게 된다.

홀에 검사 조명이 인가되는 동시에 레이저 가공 동안 처리층으로부터 방출된 전자기파의 신호 변화가 검출될 때, 홀 저부로부터 반사된 레이저의 강도 또는 처리층으로부터 방출된 광의 강도가 측정되어 절연층의 잔여 상태를 결정하므로, 검사의 신뢰성을 보다 높일 수 있다.

프린트 배선 기판가 절연층과 같은 처리층으로부터 방출된 전자기파를 실드하기 위한 수지를 포함하는 경우도 또한 검사의 신뢰성을 높일 수 있다.

하부 도전층 상의 잔여 수지 두께를 결정하기 위해, 레이저 가공 동안 처리층으로부터 방출된 전자기파의 피크 강도가 측정되고 이 측정된 피크 강도가 사전 설정된 기준값과 비교되어, 하부 도전층 상에 남아있는 두께가 결정되는 경우, 검사 및 결정이 용이하게 된다.

하부 도전층 상의 잔여 수지 두께가 처리층으로부터 방출된 전자기파의 피크 강도가 사전 결정된 상한 기준값을 초과한 다음 감소하여 사전 결정된 하한 기준값 이하로 떨어진다는 사실에 기초하여 결정되는 경우에도 또한 검사의 신뢰성을 높일 수 있다.

또한, 처리층으로부터 방출된 전자기파가 측정되는 것과 동시에 레이저 반사가 측정되고, 하부 도전층 상의 잔여 수지 두께가 레이저의 반사 강도가 레이저 반사의 레이저 반사 기준값 이상이 되고 전자기파 강도가 방출 강도 기준값 이하가 된다는 사실에 기초하여 검출되는 경우에도, 높은 신뢰성을 제공할 수 있다.

하부 도전층 상에 남아있는 수지의 두께가 레이저 조사 종료와 피크가 검출되기 전에 처리층으로부터 방출된 전자기파의 신호 파형이 감쇠된다는 사실에 기초하여 검출되는 경우, 또는 하부 도전층 상에 남아있는 수지의 두께가 처리층으로부터 방출된 전자기파의 강도를 측정하고 상기 홀에 대한 방출 강도의 적분값을 계산하여 이 적분값을 사전 결정된 기준값과 비교함으로써 검출되는 경우에도 높은 신뢰성을 얻을 수 있다.

레이저 가공 동안 처리층으로부터 방출된 전자기파들 중 500㎚ 내지 2000 ㎚ 범위의 파장을 갖는 전자기파들만이 측정되고, 이에 의해 잡음이 감소되어 신뢰성을 향상시킬 수도 있다.

바람직하게는, 처리층의 두께가 다음 프로세스의 화학적 에칭을 실행함으로써 제거될 수 있는 수지의 두께 이하로 설정될 때, 그리고 처리층으로부터 방출된 전자기파의 신호가 측정될 때, 레이저 가공이 멈춘다. 높은 신뢰성이 제공되고 또한 처리층으로부터의 신호 강도와 하부 도전층 상에 남아있는 수지의 두께 사이의 상호 관계를 미리 파악할 필요가 없다.

처리층으로서, 절연층의 레이저 가공 동안 절연층에 의해 방출된 전자기파의 방출 강도의 2배 이상이 되는 레이저 가공 동안 방출된 전자기파의 방출 강도를 갖는 처리층이 사용되고, 이에 의해서 본 발명은 또한 절연막이 혼합 재료로 형성되고 또한 레이저 가공 동안 전자기파가 절연층으로부터 방출되는 경우에 적용될 수 있다.

특정 파장에 대한 방출 강도가 절연층으로부터 방출된 전자기파의 특정 파장에 대한 방출 강도의 2배 이상인 경우, 특정 파장을 검출함으로써 본 발명을 적용할 수 있다.

전자기파는 레이저 가공 동안 처리층에 의해 방출된 전자기파의 최대 강도가 제공되는 파장에 대해 측정될 수 있고, 그 레이저 가공 동안 처리층에 의해 방출된 전자기파의 강도는 작고 그 레이저 가공 동안 절연층에 의해 방출된 전자기파의 강도는 큰 파장에 대해 측정될 수 있고 절연층의 잔여 상태는 상기 2가지 파장 모두에 대한 전자기파의 강도에 의해 결정될 수 있으며, 또한 그 레이저 가공 동안 처리층에 의해 방출된 전자기파가 다수의 파장들에 대해 측정될 수 있으며 절연층의 잔여 상태는 파장에 대한 피크 강도의 비에 의해 결정될 수 있다. 이 경우, 그 레이저 가공 동안 전자기파의 최대 강도가 처리층에 의해 방출되는 파장이 절연층으로부터 방출된 전자기파의 파장 영역과 중첩되는 경우, 절연층으로부터 방출된 전자기파는 결정 시의 처리층에 의한 전자기파에 의해 식별될 수 있다.

다수의 파장의 전자기파를 검출하는 것은, 레이저 가공 동안 방출된 전자기파가 분광기에 의해 분할되고 2 이상의 검출기를 사용하여 전자기파의 포스트-분할이 검출되는 경우, 각각의 파장에 대한 검출 강도가 증가되어 검사 정확도가 향상되게 된다.

다이크로익 미러가 렌즈와 프린트 배선 기판 사이에 배치되고 레이저 가공 동안 방출된 전자기파가 다이크로익 미러에 의해 레이저의 광학축의 외부로 꺼내져 검출기 안으로 안내되는 경우, 집광 렌즈들은 전자기파가 통과하지 못하게 되어 또한 상기 영향없이 전자기파가 검출될 수 있다.

이 때, 광 센서 어레이가 검출기로서 사용되고 집광 렌즈가 다이크로익 미러와 검출기 사이에 배치되는 경우, 각 가공 포지션에서의 전자기파는 이 전자기파가 렌즈를 통과하지 않고 검출될 때 스캐닝 시 레이저 가공이 실행되는지의 여부를 검출할 수 있다.

또한 절연층 내에 홀을 제조하기 위한 레이저 가공을 실행하는 것은, 프린트 배선 기판의 처리층으로부터 방출된 신호의 변화가 측정되어 절연층의 잔여 상태를 결정할 때 그리고 절연층의 잔여 두께가 셋업 값보다 클 때, 가공 레이저의 추가 펄스가 인가된다면, 절연층의 잔여 두께가 신뢰가능하게 얇아질 때까지 레이저 가공이 자동적으로 실행될 수 있어 고장을 방지할 수 있다.

Claims

프린트 배선 기판의 가공 방법에 있어서 -상기 프린트 배선 기판은 프린트 배선 기판의 절연층의 하부 도전층이 홀 저면에 노출되도록 상기 절연층의 상부 도전층과 상기 절연층의 하부 도전층을 전기적으로 접속하는 홀을 구비함- ,

상기 하부 도전층과 상기 절연층 사이에 배치되고, 레이저 가공 중에 가공 레이저의 파장과 다른 파장을 가진 전자기파를 방출하는 처리층을 형성하는 단계; 및

상기 절연층 내에 상기 홀을 형성하기 위해 레이저 가공을 실행할 때, 상기 프린트 배선 기판의 처리층으로부터 방사되는 신호의 변화를 측정하여 상기 하부 도전층 상의 상기 절연층의 잔여 상태를 판정하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 프린트 배선 기판의 가공 방법.
제1항에 있어서,

상기 처리층은, 상기 하부 도전층의 표면을 산화시킴으로써 제공되는 것을 특징으로 하는 프린트 배선 기판의 가공 방법.
제1항에 있어서,

상기 처리층은, 상기 하부 도전층의 표면에서의 레이저 가공에 의해 전자기파를 방사하기 위한 도전성 재료를 배치함으로써 제공되는 것을 특징으로 하는 프린트 배선 기판의 가공 방법.
제1항에 있어서,

상기 처리층은, 상기 하부 도전층의 표면에서의 레이저 가공에 의해 전자기파를 방사하는 소정의 강도를 가지는 성분을 함유하는 수지를 배치함으로써 제공되는 것을 특징으로 하는 프린트 배선 기판의 가공 방법.
제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서,

홀에 검사 조명을 인가하고 상기 레이저 가공 중에 상기 처리층으로부터 방사되는 전자기파의 신호 변화를 검출하는 단계; 및

그와 동시에 상기 하부 도전층으로부터의 반사 광의 강도 및 상기 처리층으로부터의 방사 광을 강도 중 하나를 측정하여 상기 절연층의 잔여 상태를 판정하는 단계

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프린트 배선 기판의 가공 방법.
제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서,

상기 절연층은 상기 처리층으로부터 방사되는 전자기파를 차폐하기 위한 수지로 구성되는 것을 특징으로 하는 프린트 배선 기판의 가공 방법.
제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서,

상기 레이저 가공 중에 상기 처리층으로부터 방사되는 전자기파의 피크 강도를 측정하는 단계; 및

상기 측정된 피크 강도를 기설정된 기준값과 비교하여 상기 하부 도전층 상의 잔여 수지의 두께를 검출하는 단계

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프린트 배선 기판의 가공 방법.
제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서,

상기 레이저 가공 중에 상기 처리층으로부터 방사되는 상기 전자기파의 상기 피크 강도를 측정하여, 기설정된 상한 기준값까지 초과한 후에 상기 전자기파의 상기 피크 강도를 기설정된 하한 기준값 아래로 감소시켜서 상기 하부 도전층 상의 잔여 수지 두께를 검출하는 단계

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프린트 배선 기판의 가공 방법.
제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서,

레이저 가공 중에 레이저의 반사와 상기 처리층으로부터 방사되는 전자기파를 동시에 측정하는 단계; 및

레이저 반사 강도가 레이저 반사의 기준값 이상이 되고 상기 전자기파 강도가 방사 강도 기준값 이하가 되는 사실에 기초하여 상기 하부 도전층 상의 잔여 수지 두께를 검출하는 단계

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프린트 배선 기판의 가공 방법.
제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서,

레이저 가공 중에 상기 처리층으로부터 방사되는 전자기파를 측정하는 단계; 및

레이저 조사의 종료 중에 상기 신호 파형이 감쇠하는 중에 피크를 검출하여 상기 하부 도전층 상의 잔여 수지 두께를 검출하는 단계

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프린트 배선 기판의 가공 방법.
제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서,

상기 레이저 가공 중에 상기 처리층으로부터 방사되는 전자기파의 강도를 측정하는 단계;

각 홀에 대한 상기 방사 강도의 적분값을 계산하는 단계; 및

상기 적분값을 기설정된 기준값과 비교하여 상기 하부 도전층 상의 잔여 수지 두께를 검출하는 단계

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프린트 배선 기판의 가공 방법.
제2항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서,

상기 레이저 가공 중에 상기 처리층으로부터 방사되는, 500 nm에서 2000 nm까지 이르는 파장을 갖는, 전자기파들이 측정되는 것을 특징으로 하는 프린트 배선 기판의 가공 방법.
제4항에 있어서,

상기 처리층의 두께는 다음 공정의 화학적 에칭을 실행함으로써 제거될 수 있는 수지의 두께 이하로 설정되고, 상기 처리층으로부터 방사된 전자기파의 신호가 측정될때, 상기 레이저 가공이 중단되는 것을 특징으로 하는 프린트 배선 기판의 가공 방법.
제1항에 있어서, 상기 레이저 가공 중에 방사되는 전자기파의 방사 강도가 상기 절연층의 레이저 가공 중에 상기 절연층에 의해 방사되는 전자기파의 방사 강도보다 2배 이상 큰 처리층이 이용되는 것을 특징으로 하는 프린트 배선 기판의 가공 방법.
제1항에 있어서,

상기 레이저 가공 중에 방사되는 전자기파의 특정 파장에서의 신호 강도가 상기 절연층의 레이저 가공 중에 상기 절연층에 의해 방사되는 전자기파의 특정 파장에서의 방사 강도보다 2배 이상 큰 처리층이 이용되는 것을 특징으로 하는 프린트 배선 기판의 가공 방법.
제1항에 있어서,

상기 처리층의 레이저 가공 중에 상기 처리층에 의해 방사되는 전자기파의 최대 강도가 제공되는 파장에서의 전자기파를 측정하는 단계;

상기 레이저 가공 중에 상기 처리층에 의해 방사되는 전자기파의 강도가 제1 범위에 들고 상기 절연층의 레이저 가공 중에 상기 절연층에 의해 방사되는 전자기파의 강도가 상기 제1 범위보다 큰 제2 범위에 드는 파장에서 측정하는 단계; 및

양 파장들에서의 전자기파 강도에 기초하여 상기 절연층의 잔여 상태를 결정하는 단계

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프린트 배선 기판의 가공 방법.
제1항에 있어서,

복수의 파장들에서 레이저 가공 중에 상기 처리층에 의해 방사되는 전자기파를 측정하여 상기 파장들에서의 피크 강도 비율에 기초하여 상기 절연층의 잔여 상태를 검출하는 단계

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프린트 배선 기판의 가공 방법.
제16항 또는 제17항에 있어서,

상기 레이저 가공시 방사되는 전자기파는 분광기에 의해 분리되며, 분리후의 전자기파들은 2 이상의 검출기를 사용하여 검출되는 것을 특징으로 하는 프린트 배선 기판의 가공 방법.
제1항 내지 제 13항 중의 어느 한 항에 있어서 다이크로익 미러가 렌즈과 프린트 배선 기판 사이에 배치하며 상기 레이저 가공 중에 방사되는 전자기파는 다이크로익 미러에 의해 레이저의 광축의 바깥쪽으로 인출되어 검출기 내로 인도되는 것을 특징으로 하는 프린트 배선 기판의 가공 방법.
제19항에 있어서,

광센서 어레이가 검출기로서 사용되는 것을 특징으로 하는 프린트 배선 기판의 가공 방법.
제19항에 있어서,

상기 집광 렌즈는 상기 다이크로익 미러와 검출기 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 프린트 배선 기판의 가공 방법.
레이저에 의해 프린트 배선 기판의 절연층 내에 홀을 형성하는 방법에 있어서,

상기 프린트 배선 기판의 처리층으로부터 방사되는 전자기파의 변화를 측정하는 단계; 및

상기 변화에 기초하여 상기 절연층의 잔여 상태를 판정하고, 만일 상기 절연층의 잔여 두께가 설정값보다 크면, 레이저의 추가 펄스가 인가되는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저에 의해 프린트 배선 기판의 절연층 내에 홀을 형성하는 방법.
레이저에 의해 프린트 배선 기판의 절연층 내에 홀을 형성하는 방법에 있어서,

상기 프린트 배선 기판의 처리층으로부터 방사되는 전자기파의 변화를 측정하는 단계;

그와 동시에, 상기 변화에 기초하여 상기 절연층의 잔여 상태를 판정하는 단계;

상기 절연층의 잔여 상태에 기초하여 레이저 숏(laser shots)의 수를 조정하는 단계; 및

상기 잔여 상태가 소정의 조건 내에 드는 것을 확인하여 각각의 홀 형성 가공을 종료하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저에 의해 프린트 배선 기판의 절연층 내에 홀을 형성하는 방법.
제23항에 있어서,

만일 상기 절연층의 잔여 두께가 기설정된 두께보다 크면, 소정 개수의 레이저 숏의 인가를 종료한 후라 하더라도 추가 레이저 숏이 상기 절연층에 인가되며, 만일 상기 잔여 두께가 기설정된 두께 이하이면, 소정 개수의 레이저 숏을 종료하기 전이라 하더라도 레이져 숏 인가가 종료되는 것을 특징으로 하는 레이저에 의해 프린트 배선 기판의 절연층 내에 홀을 형성하는 방법.
제24항에 있어서,

상기 레이져 숏의 에너지는 조정가능한 것을 특징으로 하는 레이저에 의해 프린트 배선 기판의 절연층 내에 홀을 형성하는 방법.