(57)【要約】【課題】レーザー加工による分解物が基板の表面に付着することを防止すると共に、基板の変形や損傷を抑制できる基板の製造方法を提供する。【解決手段】基板の製造方法は、ガラスクロスと樹脂層とが交互に複数積層された基材と、基材の一面に張り付けられた第１金属層と、基材の他面に張り付けられた第２金属層と、を有する積層板を準備する第１工程Ｓ１と、第１金属層及び第２金属層の上のそれぞれに、所定の溶剤によって除去可能な保護層を形成する第２工程Ｓ２と、保護層が形成された積層板にレーザー光を照射することで、積層板を厚さ方向に貫通した貫通孔を形成する第３工程Ｓ３と、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスクロスと樹脂層とが交互に複数積層された基材と、前記基材の一面に張り付けられた第１金属層と、前記基材の他面に張り付けられた第２金属層と、を有する積層板を準備する第１工程と、
前記第１金属層及び前記第２金属層の上のそれぞれに、所定の溶剤によって除去可能な保護層を形成する第２工程と、
前記保護層が形成された積層板にレーザー光を照射することで、前記積層板を厚さ方向に貫通した貫通孔を形成する第３工程と、を含む基板の製造方法。
【請求項２】
前記保護層は、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂及びウレタン系樹脂から選択される１つで構成されるドライフィルムからなる、請求項１に記載の基板の製造方法。
【請求項３】
前記保護層は、１５μｍ以上７５μｍ以下の厚みを有する、請求項１又は請求項２に記載の基板の製造方法。
【請求項４】
前記基材は、厚みが２００μｍ以上５００μｍ以下であり、少なくとも３層以上のガラスクロスを持つ、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の基板の製造方法。
【請求項５】
前記第３工程の後に、前記保護層を前記所定の溶剤によって除去する第４工程と、
前記第４工程の後に、前記第１金属層と、前記第２金属層と、前記貫通孔の内側面と、を連続して覆う第３金属層をメッキによって形成する第５工程と、をさらに含む、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の基板の製造方法。
【請求項６】
前記第３工程において、前記保護層が形成された積層板の上で前記貫通孔の外縁に沿って環状に走査するように前記レーザー光を照射する、請求項５に記載の基板の製造方法。
【請求項７】
前記第３工程では、前記貫通孔として平面視で互いに平行な複数の長孔を形成する、請求項６に記載の基板の製造方法。
【請求項８】
前記第３工程では、平面視において、前記第１金属層側における前記長孔の短径が、前記第２金属層側における前記長孔の短径よりも大きく、その差分が２０μｍ以下であるように、前記第１金属層の側から前記積層板にレーザー光を照射する、請求項７に記載の基板の製造方法。
【請求項９】
前記第４工程では、前記所定の溶剤としてアルカリ性の溶液を用いる、請求項５から請求項８のいずれか一項に記載の基板の製造方法。
【請求項１０】
前記第５工程の後に、前記第１金属層、前記第２金属層及び前記第３金属層をエッチングすることで配線パターンを形成する第６工程をさらに含み、
前記保護層の素材は、前記第６工程においてエッチングマスクとして用いる素材と同じである、請求項５から請求項９のいずれか一項に記載の基板の製造方法。
【請求項１１】
前記第３工程では、発振波長が２５０ｎｍ以上２０００ｎｍ以下にあるレーザー光を用いる、請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の基板の製造方法。
【請求項１２】
前記第３工程では、レーザーパワーが１０Ｗ以上６０Ｗ以下であり、周波数が１００ｋＨｚ以上３０００ｋＨｚ以下のパルス光であり、スキャン速度が１０００ｍｍ／秒以上３０００ｍｍ／秒以下である条件にて、レーザー光を前記積層板に照射する、請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の基板の製造方法。
【請求項１３】
前記第３工程において、前記レーザー光の集光点は、前記基材中に位置し、
前記レーザー光の波長は、３５５ｎｍであり、
前記レーザー光のパルスエネルギーは、３μＪ以上であり、
前記積層板表面における前記レーザー光のフルエンスは、３Ｊ／ｃｍ２以上であり、
前記集光点における前記レーザー光のフルエンスは、１０Ｊ／ｃｍ２以上であり、前記積層板の平面視における同じ位置に繰り返し照射する場合の照射間隔が５ミリ秒以上である、請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の基板の製造方法。
【請求項１４】
前記レーザー光のパルス幅は、１０ピコ秒以上１００ナノ秒以下である、請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の基板の製造方法。
【請求項１５】
前記第３工程では、レーザー光の幅が１０μｍ以上３０μｍ以下である条件にて、レーザー光を前記積層板に照射する、請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の基板の製造方法。
【請求項１６】
前記第１金属層は、厚みが１μｍ以上１８μｍ以下で、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉ及びＡｌから選択される１若しくは２以上の金属、又はこれらの金属を主成分として含む合金で構成されている、請求項１から請求項１５のいずれか一項に記載の基板の製造方法。
【請求項１７】
前記第２金属層は、厚みが１μｍ以上１８μｍ以下で、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉ及びＡｌから選択される１若しくは２以上の金属、又はこれらの金属を主成分として含む合金で構成されている、請求項１から請求項１６のいずれか一項に記載の基板の製造方法。
【請求項１８】
前記第３工程において、前記第１金属層側からレーザーを照射したとき、レーザーを照射する前後の前記第１金属層上に形成された保護層の熱収縮幅が、レーザーを照射する前後の前記第２金属層上に形成された保護層の熱収縮幅よりも大きい、請求項１から請求項１７のいずれか一項に記載の基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント基板では、絶縁材料としてエポキシ樹脂やポリイミド等の樹脂が用いられていることが多い。また、多層プリント配線基板として、例えばガラスクロスとエポキシ樹脂を基材として基材表面に銅箔を備える両面銅張積層板が用いられることがある。このような樹脂層を含むプリント基板には、様々な目的のために複数の貫通孔が設けられる。このような貫通孔は、従来はドリルやルーター等の機械加工により形成されていたが、近年はレーザー加工により形成されることもある。
【０００３】
ただし、被加工物である基板にレーザー光を照射することで分解物（基板材料）が生じる。分解物が基板の表面に付着すると、後の工程において悪い影響を及ぼし、基板の品質が低下してしまう。特に、溶融したガラスが付着すると剥離が困難となる。従来、レーザー光の紫外吸収アブレーションにより基板を加工する場合、分解物が基板の表面に付着することを防止するために、基板のレーザー光入射面の上に保護シートを貼る技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１８６１１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された保護シートは、レーザー加工後の剥離時に、表面の銅箔に損傷を与えることがある。
【０００６】
そこで、本開示に係る実施形態は、レーザー加工による分解物が基板の表面に付着することを防止すると共に、基板の変形や損傷を抑制できる基板の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の実施形態に係る基板の製造方法は、ガラスクロスと樹脂層とが交互に複数積層された基材と、前記基材の一面に張り付けられた第１金属層と、前記基材の他面に張り付けられた第２金属層と、を有する積層板を準備する第１工程と、前記第１金属層及び前記第２金属層の上のそれぞれに、所定の溶剤によって除去可能な保護層を形成する第２工程と、前記保護層が形成された積層板にレーザー光を照射することで、前記積層板を厚さ方向に貫通した貫通孔を形成する第３工程と、を含む。
【発明の効果】
【０００８】
本開示の実施形態に係る基板の製造方法は、レーザー光を積層板に照射したときに生じる分解物が基板の表面に付着することを防止すると共に基板の変形を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係る基板の製造方法の手順を示すフローチャートである。
【図２】実施形態に係る基板の製造方法において準備される積層板の構成を模式的に示す断面図である。
【図３】実施形態に係る基板の製造方法において準備される積層板を模式的に示す断面図である。
【図４】実施形態に係る基板の製造方法において保護層が形成された積層板を模式的に示す断面図である。
【図５】実施形態に係る基板の製造方法においてレーザー光が照射された積層板を模式的に示す断面図である。
【図６】実施形態に係る基板の製造方法において使用されるレーザー加工装置の一例を示す模式図である。
【図７】実施形態に係る基板の製造方法において貫通孔が形成された積層板を模式的に示す平面図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線における断面図である。
【図９Ａ】従来の製造方法において貫通孔が形成された積層板を模式的に示す断面図である。
【図９Ｂ】実施形態に係る基板の製造方法において貫通孔が形成された積層板を模式的に示す断面図である。
【図１０】実施形態に係る基板の製造方法において保護層が除去された積層板を模式的に示す平面図である。
【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ線における断面図である。
【図１２Ａ】従来の製造方法においてメッキ加工された積層板を模式的に示す断面図である。
【図１２Ｂ】実施形態に係る基板の製造方法においてメッキ加工された積層板を模式的に示す断面図である。
【図１３】実施形態に係る基板の製造方法において配線パターンが形成された基板の平面図である。
【図１４】図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施形態に係る基板の製造方法について説明する。なお、以下の説明において参照する図面は、実施形態を概略的に示したものであるため、各部材のスケールや間隔、位置関係等が誇張、あるいは、部材の一部の図示が省略されている場合がある。また、平面図とその断面図において、各部材のスケールや間隔が一致しない場合もある。また、以下の説明では、同一の名称及び符号については原則として同一又は同質の部材を示しており、詳細な説明を適宜省略することとする。
【００１１】
［基板の製造方法］
図１は、実施形態に係る基板の製造方法の手順を示すフローチャートである。図２は、実施形態に係る基板の製造方法において準備される積層板の基材の構成を模式的に示す断面図である。図３は、実施形態に係る基板の製造方法において準備される積層板を模式的に示す断面図である。図４は、実施形態に係る基板の製造方法において保護層が形成された積層板を模式的に示す断面図である。図５は、実施形態に係る基板の製造方法においてレーザー光が照射された積層板を模式的に示す断面図である。図６は、実施形態に係る基板の製造方法において使用されるレーザー加工装置の一例を示す模式図である。図７は、実施形態に係る基板の製造方法において貫通孔が形成された積層板を模式的に示す平面図である。図８は、図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線における断面図である。図９Ａは、従来の製造方法において貫通孔が形成された積層板を模式的に示す断面図である。図９Ｂは、実施形態に係る基板の製造方法において貫通孔が形成された積層板を模式的に示す断面図である。図１０は、実施形態に係る基板の製造方法において保護層が除去された積層板を模式的に示す平面図である。図１１は、図１０のＸＩ−ＸＩ線における断面図である。図１２Ａは、従来の製造方法においてメッキ加工された積層板を模式的に示す断面図である。図１２Ｂは、実施形態に係る基板の製造方法においてメッキ加工された積層板を模式的に示す断面図である。図１３は、実施形態に係る基板の製造方法において配線パターンが形成された基板の平面図である。図１４は、図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線における断面図である。なお、図３以降に示す各断面図において、基材の詳細な構成の記載を省略している。また、図１３に示す平面図において、配線パターンとして第１金属層１２、第２金属層１３及び第３金属層１４が残されている領域に、便宜的にハッチングを施している。
【００１２】
基板の製造方法は、第１工程Ｓ１（積層板準備工程）と、第２工程Ｓ２（保護層形成工程）と、第３工程Ｓ３（貫通孔形成工程）とを含んでいる。ここでは、第３工程Ｓ３の後に、さらに、第４工程Ｓ４（保護層除去工程）と、第５工程Ｓ５（メッキ加工工程）と、第６工程Ｓ６（配線パターン形成工程）と、を含んでいる。なお、全工程を複数の製造事業者で分担して基板を製造してもよい。
【００１３】
なお、実施形態に係る基板の製造方法は、ガラスクロスを含む積層板にレーザー加工により貫通孔を形成して基板を得る方法である。ここで、レーザー加工の前後で積層板の物性や組成等が大きく変化することはない。また、形成される貫通孔は、レーザー光を走査せずに形成されうる点状の貫通孔、及び、レーザー光を走査して形成されうる開口部を含む。この開口部は、レーザー光を直線状及び／又は曲線状に走査して形成される走査ラインと略同一形状の孔、及び、所定の領域を取り囲むようにレーザー光を走査して形成される、前記所定の領域と略同一形状の孔を含む。
以下、各工程について説明する。
【００１４】
＜第１工程＞
第１工程Ｓ１は、絶縁性を有する板状の基材１１と、基材１１の一面に張り付けられた第１金属層１２と、基材１１の他面に張り付けられた第２金属層１３と、を有する積層板１０を準備する工程である。積層板１０は、市販品を購入してもよいし、自ら製造してもよい。積層板１０は、例えばリジットプリント基板であるが、これに限定されない。
【００１５】
基材１１は、樹脂層１１１と、縦糸１１２ａと横糸１１２ｂとで織られたガラスクロス１１２と、が交互にそれぞれ複数層積層されて構成されている。ガラスクロス１１２は例えばＳｉＯ２-Ａｌ２Ｏ３-ＣａＯ-Ｂ２Ｏ３等からなるＥガラスや、ＳｉＯ２-Ａｌ２Ｏ３-ＭｇＯ等からなるＳガラス等が用いられる。ガラスクロス１１２には樹脂層１１１を構成する樹脂が含浸されており、樹脂層１１１とガラスクロス１１２とは一体的に強固な基材１１を構成している。基材１１は、少なくとも３層以上のガラスクロス１１２を持つことが好ましい。複数のガラスクロスを積層することで、縦糸１１２ａや横糸１１２ｂのガラスクロスの偏在が改善され均一性が増すためレーザーで加工した際に加工面が均一に仕上がるためである。
【００１６】
樹脂層１１１を構成する樹脂の種類は、特に限定されない。樹脂層１１１を構成する樹脂の例には、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、エポキシ変性シリコーン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、液晶ポリマー樹脂及びこれらの組み合わせが含まれる。
【００１７】
また、基材１１は、本実施形態のガラスクロス１１２のように、強度を向上させるための強化材を含んでいてもよいし、強化材を含んでいなくてもよい。強化材の材料としては、ガラス繊維、セラミックス繊維、力−ボン繊維、アラミド繊維及びこれらの組み合わせを挙げることができる。強化材の形状としては、織られた布、不織布、紙、フェルトなどを挙げることができる。また、強化材をフィラーとして樹脂層１１１中に分散させるようにしてもよい。
【００１８】
第１金属層１２は、基材１１の一面の少なくとも一部を被覆している。より具体的には、第１金属層１２は、基材１１の少なくとも貫通孔が形成される部分を被覆している。第１金属層１２は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉ及びＡｌから選択される１若しくは２以上の金属、又はこれらの金属を主成分として含む合金で構成されている。第１金属層１２は、スパッタや蒸着、メッキ等によって形成されうる。第１金属層１２の厚みＴ１２は、特に限定されず、例えば１μｍ以上１８μｍ以下である。第１金属層１２は、金属箔のように薄いものも含む。
【００１９】
第２金属層１３は、第１金属層１２と同様の材料で構成されている。第２金属層１３は、基材１１の他面の少なくとも一部を被覆している。第２金属層１３の厚みＴ１３は、特に限定されず、例えば１μｍ以上１８μｍ以下である。
【００２０】
上記積層板１０として、ガラスエポキシからなる基材１１の両面に銅箔を形成した銅張積層板を用いてもよい。積層板１０の厚みＴ１０は、基材１１の厚みＴ１１と、第１金属層１２の厚みＴ１２と、第２金属層１３の厚みＴ１３と、の和である。基材１１の厚みＴ１１は、特に限定されず、例えば２００μｍ以上５００μｍ以下である。
【００２１】
＜第２工程＞
第２工程Ｓ２は、第１金属層１２及び第２金属層１３の上のそれぞれに保護層３１，３２を形成する工程である。保護層３１，３２は、所定の溶剤によって、第１金属層１２及び第２金属層１３の上から除去可能なものである。保護層３１，３２は、例えばアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂及びウレタン系樹脂から選択される１つで構成されるドライフィルムからなることが好ましい。
保護層３１の厚みＴ３１、及び、保護層３２の厚みＴ３２は、特に限定されず、例えば１５μｍ以上７５μｍ以下である。
【００２２】
保護層３１，３２の素材は、第６工程Ｓ６（配線パターン形成工程）においてエッチングマスクとして用いる素材と同じであることが好ましい。一般的に、プリント基板の製造ラインでは、配線パターンを形成するためのエッチングマスクとして、例えばシート状で感光層を有するＤＦＲ（Dry Film photo Resist）を使用している。ＤＦＲは、露光及び現像して、エッチングマスクとして用いた後に、アルカリ溶液で剥離している。剥離に用いるアルカリ溶液としては、例えば、水酸化ナトリウム水溶液や水酸化カリウム水溶液を挙げることができる。したがって、本実施形態では、一例として、積層板１０の上面および下面に、ＤＦＲを貼り付けることとする。
【００２３】
なお、図４において、符号２４は、開口部を形成する領域である開口部形成予定領域を表している。また、符号２１は、レーザー光照射予定領域を表している。レーザー光照射予定領域２１は、開口部形成予定領域２４の外縁に環状に定められる。なお、開口部形成予定領域２４の外縁は、開口部の外縁となる。
【００２４】
＜第３工程＞
第３工程Ｓ３は、保護層３１，３２が形成された積層板１０に、第１金属層１２の側からレーザー光２０を照射することで、積層板１０を厚さ方向に貫通した開口部１５（貫通孔：図７参照）を形成する工程である。本実施形態では、開口部１５として平面視で互いに平行な複数の長孔を形成する。
まず、第３工程Ｓ３で用いるレーザー加工装置の一例について説明する。
【００２５】
＜＜レーザー加工装置の構成＞＞
レーザー加工装置２００は、レーザー光源２１０と、テレスコープ光学系２２０と、ガルバノスキャナー２３０と、ｆθレンズ２４０と、ステージ２５０と、ＡＦカメラ２６０と、ＸＹステージコントローラー２７０と、Ｚコントローラー２８０と、コンピューター２９０と、を備えている。
【００２６】
レーザー光源２１０は、所定の発振波長のレーザー光２０を出射する。レーザー光源２１０として用いるレーザーの種類は、積層板１０の種類等に応じて適宜選択される。
テレスコープ光学系２２０は、好ましい加工形状を得るために、レーザー光源２１０から出射されたレーザー光２０のビーム径を最適化する。
【００２７】
ガルバノスキャナー２３０は、コンピューター２９０の指示に基づいて、テレスコープ光学系２２０により最適化されたレーザー光２０の進行方向を変化させる。ガルバノスキャナー２３０で進行方向を制御されたレーザー光２０は、ｆθレンズ２４０により積層板１０内に集光される。このようにガルバノスキャナー２３０及びｆθレンズ２４０を組み合わせることで、レーザー光照射予定領域２１に沿って一定速度でレーザー光２０の集光点を走査することができる。
【００２８】
ステージ２５０は、積層板１０が載置される載置台と、この載置台を移動させることができる駆動機構と、を備えている。駆動機構は、載置台をＸ軸方向又はＹ軸方向に移動させたり、Ｘ軸又はＹ軸を中心として回転させたりすることができる。ステージ２５０上の積層板１０は、この駆動機構によってＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させられる。
【００２９】
ＡＦ（Autofocus）カメラ２６０は、積層板１０の加工部位の表面プロファイルを取得するためのカメラである。取得されたプロファイルは、コンピューター２９０に出力される。
ＸＹステージコントローラー２７０は、コンピューター２９０の指示に基づいて、レーザー光２０の集光点がレーザー光照射予定領域２１に位置するように、ステージ２５０をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させる。
Ｚコントローラー２８０は、コンピューター２９０の指示に基づいて、レーザー光２０の集光点が、積層板１０の基材１１内に位置するように、ｆθレンズ２４０をＺ軸方向に移動させる。
【００３０】
コンピューター２９０は、レーザー光源２１０、ガルバノスキャナー２３０、ＡＦカメラ２６０、ＸＹステージコントローラー２７０及びＺコントローラー２８０に接続されており、これら各部を総合的に制御する。例えば、コンピューター２９０は、ＡＦカメラ２６０及びＸＹステージコントローラー２７０を制御して、積層板１０の表面プロファイルを取得する。また、コンピューター２９０は、ガルバノスキャナー２３０及びＺコントローラー２８０を制御して、レーザー光照射予定領域２１に沿って複数周に亘りレーザー光２０を走査させる。また、コンピューター２９０は、ＸＹステージコントローラー２７０を制御して、レーザー光照射予定領域２１にレーザー光２０を照射することができるようにステージ２５０を移動させる。
【００３１】
＜＜第３工程Ｓ３の詳細な流れ＞＞
まず、保護層３１，３２が形成された積層板１０を、保護層３１の側（第１金属層１２の側）を上にして、ステージ２５０の載置台に載置する。そして、ＡＦカメラ２６０及びＸＹステージコントローラー２７０により積層板１０の表面プロファイルを取得する。
次いで、ＸＹステージコントローラー２７０により積層板１０を所定の位置に移動させた後、レーザー光源２１０からレーザー光２０を出射して、レーザー光２０を保護層３１の上から積層板１０に照射する。このとき、ガルバノスキャナー２３０によりレーザー光２０の進行方向を変化させることで、レーザー光照射予定領域２１に沿って環状に走査するようにレーザー光２０を照射する。
【００３２】
図５に示すように、レーザー光２０の集光点は、積層板１０の基材１１中に位置する。そして、レーザー光照射予定領域２１に沿ってレーザー光２０を複数周に亘り走査する。例えば、積層板１０が、第１金属層１２及び第２金属層１３として厚さがそれぞれ数μｍ程度の銅箔を有し、基材１１の厚さが数百μｍ程度のガラスエポキシ基板である場合、レーザー光２０を約６０周に亘り走査する。これにより、平面視で環状に、保護層３１，３２が形成された積層板１０の厚みと同じ深さの貫通溝２５を形成することができる。
【００３３】
また、積層板１０の平面視における同じ位置に繰り返し照射する場合の照射間隔が５ミリ秒以上となるようにレーザー光２０を走査する。このようにすることで、照射間隔の時間に、積層板１０の基材１１内に蓄積した過剰な熱エネルギーを第１金属層１２及び第２金属層１３に効果的に散逸させることが可能となり、基材１１の加工部における熱的損傷の発生を抑制することができる。
【００３４】
積層板１０に複数の開口部１５を形成する場合は、ＸＹステージコントローラー２７０により積層板１０を移動させた後、上記工程を繰り返せばよい。最後に、貫通溝２５により分離された部分を除去することで、開口部１５が形成される。
【００３５】
レーザー加工条件は、積層板１０に適切に貫通溝２５を形成できるものであれば、特に限定されないが、以下に示すものが好ましい。
レーザー光２０の発振波長は、基材１１の加工部における好ましくない熱的損傷の発生を抑制する観点からは、２５０ｎｍ以上２０００ｎｍ以下であることが好ましく、２５０ｎｍ以上１５００ｎｍ以下であることがより好ましい。例えば、レーザー光２０の発振波長は、３５５ｎｍである。
【００３６】
レーザー光２０の出力（レーザーパワー）は、加工速度を高速化する観点からは、１０Ｗ以上６０Ｗ以下であることが好ましい。
レーザー光２０はパルス光であり、レーザー光２０のパルス幅は、加工品質を向上させる観点からは、１０ピコ秒以上１００ナノ秒以下であることが好ましい。
レーザー光２０の繰り返し周波数は、加工品質を向上させる観点からは、１００ｋＨｚ以上３０００ｋＨｚ以下であることが好ましく、１ＭＨｚ以上３ＭＨｚ以下であることがより好ましい。
【００３７】
レーザー光２０のパルスエネルギーは、例えば、レーザー光２０の波長が３５５ｎｍである場合、加工速度を高速化する観点からは、３μＪ以上であることが好ましい。
レーザー光２０の波長が３５５ｎｍである場合、加工速度を高速化する観点からは、積層板１０表面におけるレーザー光２０のフルエンスは、３Ｊ／ｃｍ２以上であり、集光点におけるレーザー光２０のフルエンスは、１０Ｊ／ｃｍ２以上であることが好ましい。ここで、積層板１０の表面とは第１金属層１２の表面を意味する。
【００３８】
レーザー光２０の幅であるビーム径Ｗ（図５参照）は、レーザー加工の狭ピッチ化の観点からは、１０μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましい。
レーザー光２０の走査速度（スキャン速度）は、特に限定されないが、加工速度を高速化する観点からは１０００ｍｍ／秒以上３０００ｍｍ／秒以下であることが好ましい。
【００３９】
＜＜第３工程で形成される開口部の詳細＞＞
以下、積層板１０に形成される開口部１５の詳細について説明する。
第３工程Ｓ３では、前記したように、保護層３１，３２が形成された積層板１０に、保護層３１の側（第１金属層１２の側）からレーザー光２０を照射する。これにより、開口部１５は、平面視において、第１金属層１２側における長孔（開口部１５）の短径ｒ１が、第２金属層１３側における長孔の短径ｒ２よりも大きくなる。ただし、レーザー光２０は、積層板１０に対して略垂直に照射されるので、長孔の短径ｒ１と、長孔の短径ｒ２との差分は２０μｍ以下である。
【００４０】
積層板１０に形成された保護層３１，３２は、レーザー加工によって熱収縮するため、保護層３１，３２の外縁は、開口部１５の外縁から僅かに離間する。また、第１金属層１２の側からレーザー光２０を照射すると、第１金属層１２の側における熱収縮幅ｄ１は、第２金属層１３の側における熱収縮幅ｄ２よりも大きくなる。所定条件でレーザー加工実験を行って、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning Electron Microscope）で観察したところ、第１金属層１２の側における熱収縮幅ｄ１は、例えば１０μｍ程度であった。また、第２金属層１３の側における熱収縮幅ｄ２は、熱収縮幅ｄ１の半分以下であった。
【００４１】
また、開口部１５を形成するために積層板１０にレーザー光を照射すると、樹脂や溶融したガラス等の分解物（基板材料）が生じる。従来の製造方法の場合、分解物４０が第１金属層１２及び第２金属層１３の表面に付着し、後の工程において悪い影響を及ぼし、基板の品質が低下してしまう。特に、溶融したガラスが付着すると剥離が困難となる。また、第１金属層１２の側からレーザー光２０を照射すると、第１金属層１２の側には、第２金属層１３の側よりも多くの分解物４０が付着することになる。このような分解物４０は、開口部１５の周縁近傍だけではなく、開口部１５から離れた地点にまで飛散することがある。
【００４２】
実施形態に係る基板の製造方法の場合、分解物４０は、保護層３１，３２の表面に付着し、後の工程で、保護層３１，３２と共に容易に除去することができる。なお、第１金属層１２及び第２金属層１３の表面において、熱収縮のために保護層３１，３２が剥離した領域には分解物４０が付着してしまう。しかしながら、分解物４０のサイズは、第１金属層１２の側における熱収縮幅ｄ１で制限されるので、従来の製造方法によるものに比べて１／４程度に減少した。また、保護層３１，３２が剥離する領域は開口部１５の周縁近傍だけであるため、開口部１５から離れた地点にまで飛散するような分解物４０に関しては、保護層３１，３２と共に容易に除去できる。
なお、本実施形態では、完成品の基板において一例として発光素子を第１金属層１２側に載置することを想定して、第１金属層１２側から積層板１０にレーザー光２０を照射するものとして説明したが、この想定において第２金属層１３側からレーザー照射してもよい。
【００４３】
＜第４工程＞
第４工程Ｓ４は、第３工程Ｓ３の後に、保護層３１，３２を所定の溶剤によって除去する工程である。所定の溶剤としてアルカリ性の溶液を用いることができる。保護層３１，３２の素材としてＤＦＲを用いる場合、アルカリ性の溶液で容易に溶解させることができる。
【００４４】
＜第５工程＞
第５工程Ｓ５は、第４工程Ｓ４の後に、第３金属層１４をメッキによって形成する工程である。第３金属層１４は、第１金属層１２と、第２金属層１３と、開口部１５の内側面と、を連続して被覆するメッキ膜である。第３金属層１４を形成することで、基板の上面側の配線パターンとなる第１金属層１２と、下面側の配線パターンとなる第２金属層１３とを、開口部１５を介して電気的に接続することができる。
【００４５】
第３金属層１４は、第１金属層１２及び第２金属層１３と異種の金属を用いてもよいが、同種の金属を用いることが好ましい。例えば、第１金属層１２及び第２金属層１３としてＣｕ又はＣｕ合金を用いる場合は、Ｃｕメッキ処理を施すことで、第３金属層１４を形成することが好ましい。第３金属層１４として、第１金属層１２及び第２金属層１３と同種の金属を用いることで、これらの金属層間の接合性を高めることができる。
【００４６】
第３工程にてレーザー加工によって発生した分解物４０が第１金属層１２及び第２金属層１３の表面に付着して汚染したままであると、第３金属層１４は分解物４０に沿って形成される。このとき、従来の製造方法では、例えば４０μｍ以上の大きな分解物４０が残っているため、メッキ膜である第３金属層１４は、開口部１５の周縁近傍において盛り上がって膨出した尖った形状に変形する。そのため、例えば、完成した基板に発光素子等を実装する工程において障害になってしまう。なお、分解物４０は、開口部１５の周縁近傍だけではなく、開口部１５から離れた地点にまで飛散することがある。
【００４７】
一方、実施形態に係る基板の製造方法の場合、第４工程にてほとんど全ての分解物４０は保護層３１，３２と共に除去される。図１０（ｂ）に示すように、開口部１５の周縁近傍に僅かに残った分解物４０は、第１金属層１２側で例えば１０μｍ程度であり、第３金属層１４の変形は従来の製造方法によるものに比べて緩和される。そのため、例えば、完成した基板に発光素子等を実装する工程において障害とならないような品質の良い基板を製造することができる。
なお、完成品の基板において発光素子を第１金属層１２側に載置するものとして説明したが、第２金属層１３側に載置しても構わない。第１金属層１２側よりも第２金属層１３側に形成される分解物４０の大きさが小さいため、発光素子を実装した際に、発光素子からの光を分解物４０が遮らないようにすることができる。
【００４８】
＜第６工程＞
第６工程Ｓ６は、第１金属層１２、第２金属層１３及び第３金属層１４をエッチングすることで配線パターンを形成する工程である。第６工程Ｓ６は、エッチングマスク形成工程Ｓ６１と、露光・現像工程Ｓ６２と、エッチング工程Ｓ６３と、エッチングマスク剥離工程Ｓ６４とを含んでいる。
【００４９】
エッチングマスク形成工程Ｓ６１では、開口部１５や第３金属層１４が形成された積層板１０の表面に、配線電極として残す領域を保護するためのエッチングマスク（レジスト）を形成する。具体的には、積層板１０の上面および下面に、例えばＤＦＲを貼り付ける。
【００５０】
露光・現像工程Ｓ６２では、ＤＦＲの上に、回路パターンが描かれたフォトマスクを載せて露光し、露光済みの感光層をアルカリ溶液で現像して、露光していない部分の感光層を除去する。感光層において露光により硬化した部分が、レジストとして機能する。
【００５１】
エッチング工程Ｓ６３では、第１金属層１２、第２金属層１３及び第３金属層１４として用いられている金属の種類に応じたエッチング液で、レジスト（ＤＦＲ）から露出した第１金属層１２、第２金属層１３及び第３金属層１４を除去する。
エッチングマスク剥離工程Ｓ６４では、アルカリ溶液でレジスト（ＤＦＲ）を溶解することで、配線パターンを形成する。
【００５２】
図１３に示す積層板１０は、縦方向に６個、横方向に３個の基板１が配列した集合基板を製造することができるように構成されている。図１３において、個々の基板１の領域を、境界線６１及び境界線６２で区画して示している。また、積層板１０には、境界線６２に沿って、積層板１０を厚さ方向に貫通する開口部１５が形成されており、基板１は横方向には予め分離されている。また、積層板１０の上面から開口部１５を介して下面側にまで延在するように、個々の基板１に対応して、それぞれ一対の配線用電極１６，１７が設けられている。基板１に例えば発光素子をフリップチップ実装する際に、半田等の導電性の接着部材を用いて、配線用電極１６の接続部１６ａは発光素子の一方の電極と接合され、配線用電極１７の接続部１７ａは発光素子の他方の電極と接合される。
【００５３】
境界線６１に沿って積層板１０を切断することにより、基板１が個片化される。ここで、基板１は、境界線６２に沿って設けられている開口部１５によって、横方向に隣接する基板１とは分離されているため、境界線６２に沿った切断作業は不要である。なお、四隅の貫通孔１８は、積層板１０の位置を認識する目印として用いることができる。
【００５４】
以上説明したように、実施形態に係る基板の製造方法によれば、レーザー加工による分解物が基板の表面に付着することを防止することができる。また、積層板１０の表面の第１金属層１２及び第２金属層１３から保護層３１，３２を容易に除去できるので、基板の変形や損傷を抑制することができる。
【００５５】
以上、基板の製造方法について、発明を実施するための形態により具体的に説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変等したものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。
【００５６】
例えば、保護層３１，３２の素材は、後の工程で所定の溶剤によって第１金属層１２及び第２金属層１３の上から除去可能なものであれば、ＤＦＲに限定されるものではない。例えば、第６工程Ｓ６（配線パターン形成工程）においてペーストを印刷して熱硬化した印刷レジストをエッチングマスクとして用いる場合、保護層３１，３２の素材は、前記印刷レジストであってもよい。また、保護層３１，３２の素材は、エッチングマスクとして用いる素材と異なっていてもよい。さらに、保護層３１，３２を除去する溶剤は、保護層を溶解させるものであってもよいし、保護層を浮かして剥離するものであってもよい。また、保護層３１，３２の素材によっては、水等の中性の溶剤や有機溶剤を用いてもよい。
【００５７】
配線パターンは図１３及び図１４に示す形状に限定されず、目的に応じて形成することができる。例えば、発光素子のほか、保護素子の搭載を考慮した回路が構成できるように配線パターンを形成してもよい。また、積層板１０は、図１３及び図１４に示すような発光装置用の基板１を集合したものを製造するためのものに限定されず、１個の基板１を製造するためのものであってもよい。
【００５８】
積層板１０に形成する開口部１５の形状は、図７に示す形状に限定されない。平面視で開口部１５の形状は、例えば円形、楕円形、矩形、長丸形、又は、より複雑な形状であってもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１      基板
１０    積層板
１１    基材
１１１  樹脂層
１１２  ガラスクロス
１２    第１金属層
１３    第２金属層
１４    第３金属層
１５    開口部（貫通孔）
２０    レーザー光
２１    レーザー光照射予定領域
３１，３２  保護層
【図１】
2020155781.tif 000003
【図２】
2020155781.tif 000004
【図３】
2020155781.tif 000005
【図４】
2020155781.tif 000006
【図５】
2020155781.tif 000007
【図６】
2020155781.tif 000008
【図７】
2020155781.tif 000009
【図８】
2020155781.tif 000010
【図９Ａ】
2020155781.tif 000011
【図９Ｂ】
2020155781.tif 000012
【図１０】
2020155781.tif 000013
【図１１】
2020155781.tif 000014
【図１２Ａ】
2020155781.tif 000015
【図１２Ｂ】
2020155781.tif 000016
【図１３】
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【図１４】
2020155781.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】令和2年6月26日(2020.6.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスクロスと樹脂層とが交互に複数積層された基材と、前記基材の一面に張り付けられた第１金属層と、前記基材の他面に張り付けられた第２金属層と、を有する積層板を準備する第１工程と、
前記第１金属層及び前記第２金属層の上のそれぞれに、所定の溶剤によって除去可能な保護層を形成する第２工程と、
前記保護層が形成された積層板にレーザー光を照射することで、前記積層板を厚さ方向に貫通した貫通孔を形成する第３工程と、を含み、
前記第３工程において、前記保護層が形成された積層板の上で前記貫通孔の外縁に沿って環状に走査するように前記レーザー光を照射して長孔を形成する、基板の製造方法。
【請求項２】
前記保護層は、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂及びウレタン系樹脂から選択される１つで構成されるドライフィルムからなる、請求項１に記載の基板の製造方法。
【請求項３】
前記保護層は、１５μｍ以上７５μｍ以下の厚みを有する、請求項１又は請求項２に記載の基板の製造方法。
【請求項４】
前記基材は、厚みが２００μｍ以上５００μｍ以下であり、少なくとも３層以上のガラスクロスを持つ、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の基板の製造方法。
【請求項５】
前記第３工程の後に、前記保護層を前記所定の溶剤によって除去する第４工程と、
前記第４工程の後に、前記第１金属層と、前記第２金属層と、前記貫通孔の内側面と、を連続して覆う第３金属層をメッキによって形成する第５工程と、をさらに含む、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の基板の製造方法。
【請求項６】
前記第３工程では、前記貫通孔として平面視で互いに平行な複数の前記長孔を形成する、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の基板の製造方法。
【請求項７】
前記第３工程では、平面視において、前記第１金属層側における前記長孔の短径が、前記第２金属層側における前記長孔の短径よりも大きく、その差分が２０μｍ以下であるように、前記第１金属層の側から前記積層板にレーザー光を照射する、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の基板の製造方法。
【請求項８】
前記第４工程では、前記所定の溶剤としてアルカリ性の溶液を用いる、請求項５に記載の基板の製造方法。
【請求項９】
前記第５工程の後に、前記第１金属層、前記第２金属層及び前記第３金属層をエッチングすることで配線パターンを形成する第６工程をさらに含み、
前記保護層の素材は、前記第６工程においてエッチングマスクとして用いる素材と同じである、請求項５に記載の基板の製造方法。
【請求項１０】
前記第３工程では、発振波長が２５０ｎｍ以上２０００ｎｍ以下にあるレーザー光を用いる、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の基板の製造方法。
【請求項１１】
前記第３工程では、レーザーパワーが１０Ｗ以上６０Ｗ以下であり、周波数が１００ｋＨｚ以上３０００ｋＨｚ以下のパルス光であり、スキャン速度が１０００ｍｍ／秒以上３０００ｍｍ／秒以下である条件にて、レーザー光を前記積層板に照射する、請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の基板の製造方法。
【請求項１２】
前記第３工程において、前記積層板の平面視における同じ位置に繰り返し照射する場合の照射間隔が５ミリ秒以上である、請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の基板の製造方法。
【請求項１３】
前記第３工程において、前記レーザー光の集光点は、前記基材中に位置し、
前記レーザー光の波長は、３５５ｎｍであり、
前記レーザー光のパルスエネルギーは、３μＪ以上であり、
前記積層板表面における前記レーザー光のフルエンスは、３Ｊ／ｃｍ２以上であり、
前記集光点における前記レーザー光のフルエンスは、１０Ｊ／ｃｍ２以上である、請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の基板の製造方法。
【請求項１４】
前記レーザー光のパルス幅は、１０ピコ秒以上１００ナノ秒以下である、請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の基板の製造方法。
【請求項１５】
前記第３工程では、レーザー光の幅が１０μｍ以上３０μｍ以下である条件にて、レーザー光を前記積層板に照射する、請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の基板の製造方法。
【請求項１６】
前記第１金属層は、厚みが１μｍ以上１８μｍ以下で、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉ及びＡｌから選択される１若しくは２以上の金属、又はこれらの金属を主成分として含む合金で構成されている、請求項１から請求項１５のいずれか一項に記載の基板の製造方法。
【請求項１７】
前記第２金属層は、厚みが１μｍ以上１８μｍ以下で、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉ及びＡｌから選択される１若しくは２以上の金属、又はこれらの金属を主成分として含む合金で構成されている、請求項１から請求項１６のいずれか一項に記載の基板の製造方法。
【請求項１８】
前記第３工程において、前記第１金属層側からレーザーを照射したとき、レーザーを照射する前後の前記第１金属層上に形成された保護層の熱収縮幅が、レーザーを照射する前後の前記第２金属層上に形成された保護層の熱収縮幅よりも大きい、請求項１から請求項１７のいずれか一項に記載の基板の製造方法。