TWI810900B - 以二氧化碳雷射對印刷基板進行開孔加工方法 - Google Patents
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Abstract
一種以二氧化碳雷射對印刷基板進行開孔加工方法，在印刷基板形成盲孔所進行的複數次雷射照射，是組合連續脈波照射方式與斷續脈波照射方式而進行，因此可利用連續脈波照射方式進行大幅度的加工，再利用斷續脈波照射方式的射擊正確地加工，如此在加工時產生的熱較少，又可在功率底值時利用熱傳導來將熱發散出去使絕緣層可充分地冷卻，因此，可提高作業效率、降低作業成本、且達成高加工精度，又可防止對絕緣層內作為內部導體層的內部銅箔層造成損傷。
Description
本發明是有關於一種對印刷基板進行加工的方法，特別是指一種利用二氧化碳雷射對印刷基板開孔加工的方法，該印刷基板具有一由樹脂與玻璃纖維所編成的玻璃纖維布所構成的絕緣層、一設在該絕緣層的至少一面上的銅箔等所構成的外部導體層、及一設在該絕緣層內的銅箔等所構成的內部導體層，該開孔加工的方法是用以形成使該印刷基板底部的該絕緣層內的該銅箔露出的盲孔(以下稱為「BH」)，或是形成貫穿該印刷基板的貫孔(以下稱為「TH」)。
以往，為了在上述印刷基板形成BH或TH的開孔加工，採用二氧化碳雷射(以下簡稱「雷射」)，以提高開孔加工的作業效率，並降低該開孔加工的作業成本。
而近年來使用雷射對上述印刷基板進行的開孔加工，有印刷基板的薄板化、以及開孔加工微細化的需求，因此，對印刷基板形成BH或TH的開孔加工需要高加工精度。
而且，隨著設在印刷基板的絕緣層內的內部導體層的薄化，特別在BH加工時，需要防止該內部導體層受到變色、熔解、貫通或剝離等損害。
然而，上述以往用於形成BH或TH的開孔加工中所使用的雷射是連續震盪式，此雷射的功率較大。因此，在對印刷基板進行開孔加工時，會因為雷射使絕緣層分解而產生熱能，且此熱能會滯留在該絕緣層內，而會發生內部膨脹等變形，或是對該內部導體層造成變色、熔解、貫通或剝離等損害。
因此，可考慮在前述BH加工或TH加工時，降低雷射的功率以防止內部膨脹等變形的發生或對內部導體層造成損害，但是這將延長開孔加工所需的時間，且不能得到該BH加工所必要的底徑，使對印刷基板上的BH的加工孔尺寸超出容許範圍，而不能在需要微細化的印刷基板開孔加工中達成高加工精度。
此外，關於對印刷基板的兩面照射雷射以形成貫通孔的TH，即便使用相同功率的雷射，仍然會隨著絕緣層中構成玻璃纖維布的玻璃纖維的密集度，使加工量發生差異。也就是，如果對構成絕緣層的玻璃纖維布中玻璃纖維較鬆散的部分照射雷射，則絕緣層被雷射分解的程度較高，使形成在印刷基板的一側的孔的底徑較寬，而相反地，如果對構成絕緣層的玻璃纖維布中玻璃纖維較密集的部分照射雷射，則絕緣層被雷射分解的程度較低，使形成在印刷
基板的一側的孔的底徑較窄。因此，在對印刷基板進行形成TH的開孔加工時，會在中央徑(也就是在TH的深度方向上的中間位置的孔徑)處發生較大的寬窄差異，特別是，在對需要微細化的印刷基板進行開孔時，難以確保夠高的加工精度而足以維持設在TH內壁上的銅箔等鍍料的信頼性。
對此，已經有例如在對積層材料進行除去第一導體層與絕緣層而形成到達第二導體層的盲孔或溝槽的二氧化碳雷射加工方法中，將前述雷射光的能量密度設為25J/cm2以上，且使範圍在1μs以上10μs以下的光束啟動時間中，對被加工部進行脈波性照射的方法(請參閱專利文獻1：國際專利公開號WO 2002/081141號)。
如此，比對同面積且同能量密度下，以光束啟動時間為比1μs短的二氧化碳雷射光或比10μs長的二氧化碳雷射光進行照射的狀況，二氧化碳雷射光的能量會在除去導體層4(專利文獻1)時被高效率地吸收而消耗掉，且多餘的二氧化碳雷射光不會對絕緣層1(專利文獻1)有不必要的擴大加工，因此，可防止一個脈波使玻璃纖維布3(專利文獻1)突出於孔內，或是孔的形狀有中間膨脹的狀況發生。也就是，藉由實施上述對積層材料進行二氧化碳雷射加工的方法，可提高開孔加工的作業效率、降低開孔加工的作業成本，且可防止中間膨脹形狀等變形發生，而可得到高加工精度。
然而，特別是以光束啟動時間在1μs以上10μs以下的範
圍內的二氧化碳雷射對絕緣層進行脈波性的照射時，由於此光束啟動時間長，且能量密度是25J/cm2以上，因此，照射的二氧化碳雷射屬於高功率。所以，在分解、除去絕緣層時發生的熱較大，且發生的熱會逐漸停留在絕緣層內，因此，不能完全地停止盲孔中發生中央膨脹形狀等變形，此外，有可能對在該盲孔內的底部露出的導體層造成變色、熔解、貫通或剝離等損傷。
發明所欲解決的課題，是在以雷射在印刷基板形成BH或TH的開孔加工方法中，提高該BH或TH加工時的作業效率並降低作業成本，同時提高加工精度使形成在印刷基板的BH的底徑或TH的中央徑可落在設計值的容許範圍內，並且，特別是可防止在BH加工時對絕緣層內所具有的內部導體層造成損傷。
因此，本發明之目的，即在提供一種可解決上述課題的以二氧化碳雷射對印刷基板進行開孔加工方法。
本發明的第1特徵，是一種以二氧化碳雷射(以下簡稱為「雷射」)在印刷基板形成盲孔(以下簡稱為「BH」)的開孔加工方法，該印刷基板具有一由樹脂與玻璃纖維的玻璃纖維布所構成的絕緣層、一設在該絕緣層的至少一面上的外部導體層，及一設在該絕緣層內部的內部導體層，該開孔加工方法是進行複數次的雷射照射
(以下將此雷射照射中各次照射簡稱為「射擊」)以對該印刷基板進行開孔加工，包含以下步驟：
(1)至少在第一次的射擊時，以一連續脈波照射方式對該印刷基板的該外部導體層進行照射，以分解、除去該外部導體層或該外部導體層與該絕緣層的一部分，該連續脈波照射方式(以下簡稱為「連續脈波照射」，參閱圖5(A))為，在單次射擊的時間中，雷射照射之脈波振盪的功率峰值為固定且連續。
(2)在其後的射擊中，進行該連續脈波照射方式或是一斷續脈波照射方式，直到分解、除去該絕緣層的深度即將到達該絕緣層內的該內部導體層的深度為止，該斷續脈波照射方式(以下簡稱為「斷續脈波照射」，參閱圖5(B))為，在單次射擊的時間中，雷射照射之脈波振盪的功率峰值為固定，且輸出功率在功率峰值與功率為零的功率底值間交互變化，而呈斷續狀的雷射照射。
(3)至少在即將到達該絕緣層內的該內部導體層的深度以後，以該斷續脈波照射方式進行照射，以分解、除去剩下的該絕緣層。
因此，在該印刷基板形成BH的開孔加工，是以二氧化碳雷射進行連續脈波照射及斷續脈波照射的組合，可縮短開孔加工的作業時間，提高作業效率，且可降低開孔加工的作業成本。
也就是，對該印刷基板的該外部導體層進行的開孔加
工，是進行高能量的連續脈波照射，使該外部導體層吸收大量的熱，而可容易地分解。
在此，用於分解、除去該外部導體層或該外部導體層與該絕緣層的一部分的第一次射擊的連續脈波照射，是對應經過表面處理而容易吸收CO2雷射的該外部導體層的厚度，一般來說能量密度為50~100J/cm2，脈波寬為12μs(以下相同)。
而且，對於該印刷基板因上述連續脈波照射或斷續脈波照射的雷射而露出的該絕緣層，最後的開孔加工是以斷續脈波照射來進行，因此，在對該絕緣層進行反覆地射擊的斷續脈波照射中的功率底值時，在該絕緣層內發生並停留的熱能會因該絕緣層的熱傳導而經由該絕緣層發散出來，所以可充分冷卻。
而且，因為上述斷續脈波照射中的雷射的功率低，因此可正確地對該絕緣層加工。
如此一來，關於BH的開孔加工(以下簡稱「BH加工」)中可確保高加工精度，防止在BH的底部露出的該內部導體層造成變色、熔解、貫通或剝離等損傷，而且可使BH的底部的底徑可落在設計值的容許範圍內。
本發明的第2特徵，是一種以二氧化碳雷射在印刷基板形成貫孔(以下簡稱為「TH」)的開孔加工方法，該印刷基板具有一由樹脂與玻璃纖維的玻璃纖維布所構成的絕緣層、二分別設在該絕
緣層的兩面上的外部導體層，及一設在該絕緣層內部的內部導體層，該開孔加工方法是進行複數次的雷射照射以對該印刷基板進行開孔加工，包含以下步驟：
(1)至少在第一次的射擊時，以一連續脈波照射方式對該印刷基板的其中一面的該外部導體層進行照射，以分解、除去該外部導體層或該外部導體層與該絕緣層的一部分而形成孔，該連續脈波照射方式為，在單次射擊的時間中，雷射照射之脈波振盪的功率峰值為固定且連續。
(2)在其後的射擊中，進行該連續脈波照射方式或一斷續脈波照射方式，直到分解、除去該絕緣層的深度即將到達該印刷基板的厚度的一半的深度為止，該斷續脈波照射方式為，在單次射擊的時間中，雷射照射之脈波振盪的功率峰值為固定，且輸出功率在功率峰值與功率為零的功率底值間交互變化，而呈斷續狀的雷射照射。
(3)至少在即將到達該印刷基板的厚度的一半的深度以後，進行該斷續脈波照射方式，以分解、除去剩下的該絕緣層直到該印刷基板的厚度的一半的位置為止。
(4)之後，在該印刷基板的另一面，也進行上述(1)~(3)的加工而形成孔，使其兩側所形成的孔貫通。
因此，在該印刷基板形成TH的開孔加工(以下稱為「TH
加工」)，可縮短其作業時間，且可降低開孔加工的作業成本。
而且，在TH加工中，是從該印刷基板的兩面加工，使其貫通而形成TH，由於在即將到達該印刷基板的厚度一半的位置以後的開孔加工，是以斷續脈波照射來進行，因此，在對該絕緣層進行反覆地射擊的斷續脈波照射中的功率底值時，在該絕緣層內發生並停留的熱會因該絕緣層的熱傳導而經由該絕緣層發散出來，所以可充分冷卻。
如此一來，在從該印刷基板的兩面對該絕緣層形成的孔可以高精度進行加工，因此，由該等孔組合而成的TH，也可達成TH的中央徑落在設計值的容許範圍內的高加工精度。
本發明之功效在於：本發明在以二氧化碳雷射對該印刷基板進行形成BH或TH的開孔加工時，因組合連續脈波照射與斷續脈波照射，故可以有效率地對該印刷基板的該外部導體層及該絕緣層進行開孔加工，可縮短作業時間並提高作業效率，而且具有降低作業成本的優異效果。
而且，對該絕緣層進行的斷續脈波照射，是小功率且可以在斷續脈波照射的功率底值時，經由該絕緣層以熱傳導將開孔加工時所發生而停留的熱能發散出去，而能充分地冷卻。
如此一來，如果在中間的射擊也使用斷續脈波照射，則可防止BH或TH形成中間膨脹等變形，並且可微調雷射照射的加工
量，而可正確地加工，達成高加工精度。
特別是，在加工使該印刷基板的該絕緣層內的該內部導體層露出的BH時，至少在該絕緣層的開孔加工的最後的射擊會是斷續脈波照射，因此，在開孔加工中所發生並停留的熱能會在斷續脈波照射的功率底值時，透過熱傳導而充分地冷卻，因此，也具有防止BH底部露出的該內部導體層形成變色、熔解、貫通或剝離等損傷的優異效果。
此外，在貫通該印刷基板的TH加工中，可正確地加工該印刷基板的兩面所形成的孔的底徑，因此，即使該等孔貫通而成為TH，該TH的中央徑也會落在設計值的容許範圍內，而具有能實現可維持TH內壁鍍層的信頼性的高加工精度的優異效果。
1,1’:印刷基板
1a’:印刷基板之一面
2,2’:絕緣層
2a,2a’:樹脂
2b,2b’:玻璃纖維布
3,3’:表面銅箔層
4:內部銅箔層
5:孔
A:印刷基板的開孔加工裝置
a:振盪器
b:變焦模組
b’:透鏡
c:光圈
d:檢流計掃瞄器
e:檢流計反射鏡
f:FΘ透鏡
g:加工台
h:雷射
i:反射鏡
j:NC裝置
B:盲孔(BH)
C:貫孔(CH)
La:連續脈波照射
Lb:斷續脈波照射
W:連續脈波照射之脈寬
W2:斷續脈波照射之脈寬
t:時間
F2:週期
M-1,M-2,M-3:斷續脈波照射之序號
本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是顯示實施本發明的以二氧化碳雷射對印刷基板進行開孔加工方法的一印刷基板的開孔加工裝置的示意圖；圖2是顯示藉由本發明的以二氧化碳雷射對印刷基板進行開孔加工的方法來形成BH的步驟的流程圖；圖3是顯示適用本發明的以二氧化碳雷射對印刷基板進行開
孔加工的方法，在一印刷基板上形成複數個BH或TH時，其雷射照射的運作狀況的示意圖；圖4是顯示利用本發明的以二氧化碳雷射對印刷基板進行開孔加工的方法形成TH的步驟的流程圖；圖5是顯示本發明的以二氧化碳雷射對印刷基板進行開孔加工的方法中所使用的(A)連續脈波照射及(B)斷續脈波照射的示意圖；圖6是顯示藉由本發明的以二氧化碳雷射對印刷基板進行開孔加工的方法，在該印刷基板形成BH的步驟的截面示意圖；及圖7是顯示藉由本發明的以二氧化碳雷射對印刷基板進行開孔加工的方法，在該印刷基板形成TH的步驟的截面示意圖。
實施發明的形態：
對一印刷基板的一外部導體層進行連續脈波照射以分解、除去該外部導體層、或該外部導體層與一絕緣層的一部分，之後，對於該絕緣層進行連續脈波照射或斷續脈波照射，最後再以斷續脈波照射來完成開孔加工。
如此一來，可縮短在該印刷基板形成BH或TH的開孔加工所需要的作業時間，提高作業效率，並且降低作業成本，特別是，
對該絕緣層進行開孔加工的斷續脈波照射中，發生、停留在BH或TH內的熱能會在功率底值時因熱傳導而發散出去，而可充分地冷卻，以達成高加工精度，而且，特別是在BH加工時，可使BH的底部的底徑可落在設計值的容許範圍內，同時防止一內部導體層的剝離等損傷，此外在TH加工時，對於令形成在該印刷基板的兩面的兩個孔貫通而形成的TH，也可使其中央徑落在設計值的容許範圍內。
而且，在開孔加工時，對該印刷基板第一次照射的連續脈波照射的脈波寬以1μs以上者為佳，而以此照射的雷射對該印刷基板的該外部導體層造成的熱能較大，可充分發揮用於除去該外部導體層所必須要的儲熱效果。如此一來，可使該印刷基板的該外部導體層較容易被分解、除去。
相對地，在最後的射擊所進行的斷續脈波照射中，是以脈波寬未滿1μs者較佳。因此，在一定的脈波周期中，功率底值的時間較長，因此伴隨著雷射的照射而發生的熱能較小，此時加工量雖然也同樣較少，但是可以調整加工量以正確地進行加工，而且，在上述加工時所発生的熱能會在功率底值時迅速地以熱傳導擴散出去而充分地冷卻，因此，對於BH，可以抑制對該內部導體層造成的損傷，且達成底部的底徑容易落在設計值的容許範圍內的高加工精度，並且，也可以達成使TH的中央徑容易落在設計值的容許
範圍內的高加工精度。
實施例1：
參閱圖1、圖6及圖7，圖1顯示一種印刷基板的開孔加工裝置A，用於實施本發明利用二氧化碳雷射對印刷基板進行開孔加工的方法。而該印刷基板的開孔加工裝置A是利用二氧化碳雷射，除去構成一印刷基板1的作為外部導體層的一表面銅箔層3而形成一盲孔B，使構成該印刷基板1的一絕緣層2內所設置的作為內部導體層的一內部銅箔層4露出，或是除去該印刷基板1的兩面所具有的作為外部導體層的二表面銅箔層3’以加工形成一貫孔C。
在此，上述印刷基板的開孔加工裝置A是由以下構造所構成：一振盪器a，產生一雷射h；一變焦模組b，利用複數個透鏡b’使該振盪器a所產生的該雷射h的光徑聚光；一光圈c，將由該變焦模組b使光徑聚光後的該雷射h的光徑縮小成為預定光徑；一檢流計反射鏡e，受一檢流計掃瞄器d控制，使通過該光圈c的該雷射h照射於該印刷基板1上的預定區域之照射面的目標位置；一FΘ透鏡f，對該印刷基板1的照射面垂直地照射該雷射h；一加工台g，載置通過該FΘ透鏡f的該雷射h所要實施加工的該印刷基板1，且在有需要的時候，可以在平面方向上縱橫移動，以將該印刷基板1設定在適當的位置上；複數個反射鏡i，反射並引導該雷射h，以形成從該振盪器a經由該變焦模組b、該光圈c、該檢流計反射鏡e、該FΘ透鏡f，
而到達該印刷基板1的光路，及一NC裝置j，統整地控制該振盪器a、該檢流計掃瞄器d、及該加工台g。
在此，由該振盪器a所照射的該雷射h，受該檢流計掃瞄器d定位，且由該FΘ透鏡f聚焦在該印刷基板1上，以進行開孔加工，且該振盪器a、該檢流計掃瞄器d、及該加工台g是受到該NC裝置j的指示所控制。
然而，對該印刷基板1進行開孔加工時，該檢流計掃瞄器d的加工區域，是限定在該FΘ透鏡f的區域。因此，若該檢流計掃瞄器d的加工區域位在該FΘ透鏡f的區域外時，藉由該加工台g在平面方向的移動，以調整該印刷基板1的位置，來進行開孔加工。
參閱圖1及圖5，此外，上述印刷基板的開孔加工裝置A中，是以該NC裝置j內設的程式對該振盪器a進行控制，以改變照射到該印刷基板1的該雷射h是連續脈波照射La或是斷續脈波照射Lb。
另外，用以統整地控制該振盪器a、該檢流計掃瞄器d及該加工台g的該NC裝置j的加工部分程式，是由加工條件選擇指示(以下簡稱為「T指示」)及加工位置指示所構成。
因此，在該NC裝置j中，對應該T指示，設定例如雷射振盪條件、加工模式等加工條件，並與上述加工部分程式同時讀取這些條件，並依其指示資訊，以該加工台g將該印刷基板1的加工區域
移動到該FΘ透鏡f的下方，以該檢流計掃瞄器d對該印刷基板1的加工位置進行定位，並以該振盪器a所振盪出的連續脈波照射La或斷續脈波照射Lb進行開孔加工。
在此，該T指示的加工條件的加工模式的選擇項目，是設定為本發明的以二氧化碳雷射對印刷基板進行開孔加工的方法，而該T指示的加工條件例如有在開孔加工時對該印刷基板1照射的複數次的雷射照射中，可對個別射擊具體地設定為採用連續脈波振盪La或斷續脈波振盪Lb中的任一種方式。
而且，實施上述的以二氧化碳雷射對印刷基板進行開孔加工的方法的印刷基板的開孔加工裝置A，也可以使用於實施例2中所說明的TH的加工方法。
參閱圖2及圖6，在此，藉由本發明的以二氧化碳雷射對印刷基板進行開孔加工的方法，依照圖2所示的步驟S21~S23，說明如圖6所示的在印刷基板1上形成BH(B)的作業工程。
在此，該印刷基板1是由以下構造所構成：由樹脂2a與玻璃纖維的玻璃纖維布2b所構成的該絕緣層2、該絕緣層2的至少一面上作為外部導體層的該表面銅箔層3、及設在該絕緣層2內作為內部導體層的該內部銅箔層4。
因此，在對上述印刷基板1形成BH(B)時，是執行以下的步驟：
(1)首先，對於該印刷基板1上作為外部導體層的該表面銅箔層3，在第一次射擊時，進行連續脈波照射La，以分解、除去作為外部導體層的該表面銅箔層3，或者是作為外部導體層的該表面銅箔層3與該絕緣層2的一部分(參閱圖6(A)~(B))。
此外，在這個階段，若該絕緣層2內作為內部導體層的該內部銅箔層4已經大致露出，則直接進行下列步驟(3)所述的斷續脈波照射Lb。
(2)而在之後的射擊時，妥當地組合連續脈波照射La或斷續脈波照射Lb，以分解、除去該絕緣層2，直到即將到達該絕緣層2內作為內部導體層的該內部銅箔層4為止(參閱圖6(B)~(C))。
(3)而且，至少在最後的射擊時，進行斷續脈波照射Lb，以分解、除去該絕緣層2，直到該絕緣層2內所具有的該內部導體層4完全地露出為止(參閱圖6(C)~(E))。
(4)如此一來，可最終地形成具有預定底徑的BH(B)(參閱圖6(E))。
參閱圖3及圖6，此外，在上述印刷基板1形成BH(B)的加工方法，是以單一個BH(B)為對象，然而，在一個印刷基板1形成複數個(N個)徑寬及深度都相同的BH(B)時，如圖3所示進行加工。
例如，在單一個BH的開孔加工時，若是完成加工的條件
為連續脈波照射La加上斷續脈波照射Lb一共4次射擊，則對於該印刷基板1上的全部BH(B)的各加工位置(孔1~孔N)，先以第一次射擊的連續脈波照射La依序(孔1~孔N)移動並進行射擊後(參閱圖3(A))，再回到原先的位置對同一個加工位置，進行第2次射擊(參閱圖3(B))，依序從孔1移動到孔N進行連續脈波照射La。之後，因為加工深度已經到達該絕緣層2內作為內部導體層的該內部銅箔層4的附近，因此，第3次射擊(參閱圖3(C))依序從孔1移動到孔N進行斷續脈波照射，而第4次射擊是對孔1~孔N依序進行斷續脈波照射(參閱圖3(D))，使該絕緣層2內的內部導體層完全地露出，且不會造成變色、熔解、貫通或剝離等損傷。藉此，可以在一個印刷基板1上，同時地形成徑寬及深度都相同的N個BH(B)。此外，於實施例2中，也可以同樣的方式，在一個印刷基板1上形成相當於複數個TH(C)的孔5(見圖7)。
利用以上的方法，在該印刷基板1上形成BH(B)，可以縮短在上述印刷基板1進行BH(B)的開孔加工的作業時間，而可降低作業成本。
而且，由於是以斷續脈波照射Lb來使該絕緣層2內作為內部導體層的該內部銅箔層4完全露出，因此，其功率較弱，其雷射照射的加工量較少而容易調整加工量，所以可以正確地加工形成在絕緣層上的BH(B)。
而且，發生並停留於BH(B)內的熱也較少，且會在功率底值時經由熱傳導來發散出去而冷卻，因此，可以防止對於該BH(B)的內底所露出的作為內部導體層的該內部銅箔層4造成變色、熔解、貫通或剝離等損傷。
在此，研討利用本發明的以二氧化碳雷射在印刷基板進行開孔加工的方法來形成BH(B)時可發揮的效果。
假定以對於作為外部導體層的該表面銅箔層3的厚度為5μm、該絕緣層2的厚度為60μm、作為內部導體層的該內部銅箔層4的厚度為9μm的該印刷基板1，形成規格為頂徑φ80μm、底徑為頂徑的75%以上，且以不對該內部銅箔層4造成損傷為前提的條件來形成BH(B)。此時，改變斷續脈波照射Lb的條件，也就是比對連續脈波照射La與各種脈波寬的斷續脈波照射Lb之組合(下表1條件5~9)的加工品質，以及全部的射擊都採用連續脈波照射La的各種條件(下表1條件1~4)下的加工品質，其結果顯示於表1中。
此外，第一次射擊的連續脈波照射La的目的在於除去該印刷基板1作為表面導體層的該表面銅箔層3，其能量密度為53J/cm2且脈波寬為10μs，由於此參數在表1的條件1~9中是全部共通，因此省略記載。
如以上所述，首先為了確保BH(B)的底部的底徑為頂徑的75%以上，必須要有9J/cm2以上的能量密度，但是如果只使用連續脈波照射La，就會對作為內部導體層的該內部銅箔層4造成損傷(表1中「×」代表受損，「○」代表無受損)。相對地，如果是在前述第一次連續脈波照射La之後，進行能量密度為9J/cm2以上的斷續脈波照射Lb，且斷續脈波照射Lb的脈波寬低於1μs。在0.6μs以下時，功率會顯然不足。因此，藉由將脈波寬設定為0.7μs以上且0.8μs以下，就可以得到BH(B)的底徑為頂徑的75%以上，且可防止對該絕緣層2內的該內部銅箔層4造成損傷的結果，因此證實了本發明的效果。
實施例2：
接著，依照圖4所示的步驟S41~S44，如圖7所示，說明藉由本發明的以二氧化碳雷射對印刷基板進行開孔加工的方法在一印刷基板1’上形成TH的作業工程。
在此，該印刷基板1’是由一絕緣層2’與該絕緣層2’的兩面上作為外部導體層的二表面銅箔層3’所構成，該絕緣層2’由樹脂2a’與玻璃纖維的玻璃纖維布2b’所構成。
在此，在對上述印刷基板1’形成TH(C)時，是執行以下的步驟：
(1)首先，在第一次射擊時，對該印刷基板1’的作為外部導體層的該表面銅箔層3’的兩面中的一面1a’，進行連續脈波照射La，以分解、除去作為外部導體層的該表面銅箔層3’，或者是作為外部導體層的該表面銅箔層3’與該絕緣層2’的一部分(參閱圖7(A)~(B))。
此外，在這個階段，若該絕緣層2’內所形成的一孔5的深度已經即將到達該印刷基板1’的厚度的一半的深度，則直接進行下列步驟(3)所述的斷續脈波照射。
(2)在之後的射擊時，適當組合連續脈波照射La或斷續脈波照射Lb，以分解、除去該絕緣層2，直到該孔5的深度即將到達該印刷基板1’的厚度的一半的深度為止(參閱圖7(B))。
(3)而且，至少在最後的射擊時，進行斷續脈波照射Lb，以分解、除去該絕緣層2，直到該孔5的深度到達該印刷基板1’的厚度的一半的位置為止參閱圖7(C))。
(4)之後，對於該印刷基板1’的另一面，也進行上述步驟
(1)~(3)的加工(參閱圖7(D)~(E))。
(5)如此一來，可最終地使兩個孔5、5貫通，形成TH(C)(參閱圖7(F))。
如以上所述的方式，在該印刷基板1’形成TH(C)，可縮短在上述印刷基板1’進行TH(C)的開孔加工的作業時間，而可降低作業成本。
而且，在於該印刷基板1’的一面及另一面進行各開孔加工時，至少是在各最後的開孔加工時進行斷續脈波照射Lb，其功率較弱，故其加工量較少而容易調整加工量，所以對於由該印刷基板1’的兩面形成的該等孔5、5所貫通形成的TH(C)中，可以精確地加工其中央徑，而能落在設計值的容許範圍內。
如此，可維持設置在TH(C)的壁面上的鍍層的信頼性。
在此，研討利用本發明的以二氧化碳雷射在印刷基板進行開孔加工的方法來形成TH(C)時可發揮的效果。
假定以對於該絕緣層2’兩面上作為外部導體層的該等表面銅箔層3’的厚度為2μm、該絕緣層2’的厚度為60μm的該印刷基板1’，形成規格為在該印刷基板1’的作為外部導體層的該表面銅箔層3’上的開口徑為φ60μm、中央徑為φ40±10μm的TH(C)。此時，改變斷續脈波照射Lb的條件，也就是比對連續脈波照射La與各種脈波寬的斷續脈波照射Lb之組合(下表2條件5~9)的加工品質，以
及全部的射擊都採用連續脈波照射La的各種條件(下表2條件1~4)下的加工品質，其結果顯示於表2中。
此外，第一次射擊的連續脈波照射La的目的在於除去該印刷基板1’作為表面導體層的該表面銅箔層3’，其能量密度為52J/cm2且脈波寬為8μs，由於此參數在表2的條件1~9中是全部共通，因此省略記載。
如以上所述，首先為了使TH的中央徑介於φ30~50μm，必須要有18J/cm2左右的能量密度，但是如果只使用連續脈波照射La，就不可能使TH的中央徑落在設計值的容許範圍(φ40±10μm，也就是30μm以上、50μm以下)內。相對地，如果是在前述第一次連續脈波照射La之後，進行能量密度為18J/cm2以上的斷續脈波照射Lb，且斷續脈波照射Lb的脈波寬低於1μs。在
0.4μs時，功率會顯然不足。因此，藉由將脈波寬設定為0.5μs以上且0.7μs以下，就可以得到TH的中央徑為φ30~50μm的結果，因此證實了本發明的效果。
產業上的利用可能性：
對於印刷基板，為形成BH或TH所進行的複數次雷射照射中，組合連續脈波照射與斷續脈波照射，可提高雷射加工的作業效率、降低作業成本、提高加工精度、且不會在加工時對於設在印刷基板的絕緣層內的內部導體層造成損傷，因此，不只可適用於印刷基板，且可適用於薄化且微細化的各種基板的加工。
惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
1:印刷基板
2:絕緣層
2a:樹脂
2b:玻璃纖維布
3:表面銅箔層
4:內部銅箔層
B:盲孔(BH)
La:連續脈波照射
Lb:斷續脈波照射
Claims (2)
- 一種以二氧化碳雷射在印刷基板形成盲孔的開孔加工方法，該印刷基板具有一由樹脂與玻璃纖維的玻璃纖維布所構成的絕緣層、一設在該絕緣層的至少一面上的外部導體層，及一設在該絕緣層內部的內部導體層，該開孔加工方法是進行複數次的雷射照射以對該印刷基板進行開孔加工，包含以下步驟：(1)至少在第一次的雷射照射時，以一連續脈波照射方式對該印刷基板的該外部導體層進行照射，以分解、除去該外部導體層或該外部導體層與該絕緣層的一部分，該連續脈波照射方式為，在單次雷射照射的時間中，雷射照射之脈波振盪的功率峰值為固定且連續；(2)在其後的雷射照射中，進行該連續脈波照射方式或是一斷續脈波照射方式，直到分解、除去該絕緣層的深度即將到達該絕緣層內的該內部導體層的深度為止，該斷續脈波照射方式為，在單次雷射照射的時間中，雷射照射之脈波振盪的功率峰值為固定，且輸出功率在功率峰值與功率為零的功率底值間交互變化，而呈斷續狀的雷射照射；及(3)至少在即將到達該絕緣層內的該內部導體層的深度以後，以該斷續脈波照射方式進行照射，以分解、除去剩下的該絕緣層。
- 一種以二氧化碳雷射在印刷基板形成貫孔的開孔加工方法，該印刷基板具有一由樹脂與玻璃纖維的玻璃纖維布 所構成的絕緣層、二分別設在該絕緣層的兩面上的外部導體層，及一設在該絕緣層內部的內部導體層，該開孔加工方法是進行複數次的雷射照射以對該印刷基板進行開孔加工，包含以下步驟：(1)至少在第一次的雷射照射時，以一連續脈波照射方式對該印刷基板的其中一面的該外部導體層進行照射，以分解、除去該外部導體層或該外部導體層與該絕緣層的一部分而形成孔，該連續脈波照射方式為，在單次雷射照射的時間中，雷射照射之脈波振盪的功率峰值為固定且連續；(2)在其後的雷射照射中，進行該連續脈波照射方式或一斷續脈波照射方式，直到分解、除去該絕緣層的深度即將到達該印刷基板的厚度的一半的深度為止，該斷續脈波照射方式為，在單次雷射照射的時間中，雷射照射之脈波振盪的功率峰值為固定，且輸出功率在功率峰值與功率為零的功率底值間交互變化，而呈斷續狀的雷射照射；(3)至少在即將到達該印刷基板的厚度的一半的深度以後，進行該斷續脈波照射方式，以分解、除去剩下的該絕緣層直到該印刷基板的厚度的一半的位置為止；及(4)之後，在該印刷基板的另一面，也進行上述(1)~(3)的加工而形成孔，使其兩側所形成的孔貫通。
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