(57)【要約】【課題】  加工不良の穴を修復して、樹脂基板の製造歩留りの向上を図ることが可能な樹脂基板の製造方法を提供する。【解決手段】  穴開け加工が施された樹脂基板の複数の穴のうち、加工不良と判定された不良穴の内部に、液状の樹脂材料を供給して、不良穴を樹脂材料で埋め戻。不良穴に埋められた樹脂材料を硬化させる。埋め戻された不良穴の形成目標位置にレーザビームを入射させて、穴を形成する。【選択図】  図１−１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
穴開け加工が施された樹脂基板の複数の穴のうち、加工不良と判定された不良穴の内部に、液状の樹脂材料を付着させて、前記不良穴を樹脂材料で埋め戻す工程と、
前記不良穴に埋められた樹脂材料を硬化させる工程と、
前記樹脂材料を硬化させた後、前記不良穴の形成目標位置にレーザビームを入射させて、穴を形成する工程と
を有する樹脂基板の製造方法。
【請求項２】
前記不良穴を樹脂材料で埋め戻す工程において、ノズル孔から液状の樹脂材料の液滴を、前記不良穴に向かって吐出させることにより、前記不良穴を前記樹脂材料で埋め戻す請求項１に記載の樹脂基板の製造方法。
【請求項３】
前記不良穴を樹脂材料で埋め戻す工程において、前記不良穴の開口部の面積及び深さに基づいて、前記不良穴に向かって吐出させる液滴の数を決定する請求項２に記載の樹脂基板の製造方法。
【請求項４】
穴開け加工が施された樹脂基板を保持して、基板面に平行な方向に移動可能なステージと、
前記ステージに保持された樹脂基板の表面の画像を取得する撮像装置と、
前記ステージに保持された樹脂基板に向けて、樹脂材料の液滴を吐出させるノズルヘッドと、
前記撮像装置で取得された画像を解析することにより、加工された穴の良否を判定する制御装置と
を有し、
前記制御装置は、前記ステージと前記ノズルヘッドとを制御して、加工不良と判定された不良穴に向けて樹脂材料の液滴を吐出させることにより、前記不良穴を樹脂材料で埋め戻す樹脂基板の修復装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記画像に基づいて、前記不良穴の面積を算出し、算出された面積に基づいて、前記不良穴に向けて吐出させる液滴の数を決定する請求項４に記載の樹脂基板の修復装置。
【請求項６】
さらに、前記制御装置によって制御されることにより、前記ステージに保持された樹脂基板にレーザビームを入射させて、前記樹脂基板に穴を形成するレーザドリルを有する請求項４または５に記載の樹脂基板の修復装置。
【請求項７】
前記制御装置は、前記不良穴の形成目標位置に、前記レーザドリルのレーザビームを入射させることにより、前記形成目標位置に穴を形成する請求項６に記載の樹脂基板の修復装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、穴開け加工が施された樹脂基板の不良穴を修復する樹脂基板の製造方法、及び樹脂基板の修復装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
銅等の金属膜の上に樹脂層が形成されたプリント基板の樹脂層に、レーザドリルを用いて穴開け加工を行う技術が公知である。何らかの原因で加工不良が発生する場合がある。加工不良には、穴径の異常、穴の開口率（トップ穴径とボトム穴径との比率）の異常、オーバハング、ガラス繊維の突き出し、樽状不良、位置ずれ等が含まれる。「オーバハング」とは、表面の銅箔が穴の開口部に庇状に突き出た状態を意味する。「ガラス繊維の突き出し」とは、形成された穴の側面から、樹脂基板内のガラス繊維が突き出した状態を意味する。「樽状不良」とは、穴の深さ方向の中央近傍が膨らんで穴の形状が樽状になった状態を意味する。「位置ずれ」とは、形成された穴が内層のランドからずれた状態を意味する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１０６２６６号公報
【特許文献２】特開２０１０−０７５９５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、加工不良の穴が形成されたプリント基板は廃棄されていた。本発明の目的は、加工不良の穴を修復して、樹脂基板の製造歩留りの向上を図ることが可能な樹脂基板の製造方法、及び樹脂基板の修復装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一観点によると、
穴開け加工が施された樹脂基板の複数の穴のうち、加工不良と判定された不良穴の内部に、液状の樹脂材料を付着させて、前記不良穴を樹脂材料で埋め戻す工程と、
前記不良穴に埋められた樹脂材料を硬化させる工程と、
前記樹脂材料を硬化させた後、前記不良穴の形成目標位置にレーザビームを入射させて、穴を形成する工程と
を有する樹脂基板の製造方法が提供される。
【０００６】
本発明の他の観点によると、
穴開け加工が施された樹脂基板を保持して、基板面に平行な方向に移動可能なステージと、
前記ステージに保持された樹脂基板の表面の画像を取得する撮像装置と、
前記ステージに保持された樹脂基板に向けて、樹脂材料の液滴を吐出させるノズルヘッドと、
前記撮像装置で取得された画像を解析することにより、加工された穴の良否を判定する制御装置と
を有し、
前記制御装置は、前記ステージと前記ノズルヘッドとを制御して、加工不良と判定された不良穴に向けて樹脂材料の液滴を吐出させることにより、前記不良穴を樹脂材料で埋め戻す樹脂基板の修復装置が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
不良穴を埋め戻して、再度、穴を形成することにより、穴開け加工の歩留りを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１−１】図１Ａ〜図１Ｃは、実施例１による樹脂基板の製造方法の製造途中段階における樹脂基板の断面図である。
【図１−２】図１Ｄ〜図１Ｅは、実施例１による樹脂基板の製造方法の製造途中段階における樹脂基板の断面図である。
【図１−３】図１Ｆ〜図１Ｇは、実施例１による樹脂基板の製造方法の製造途中段階における樹脂基板の断面図である。
【図２】図２Ａ〜図２Ｃは、実施例２による樹脂基板の製造方法の製造途中段階における樹脂基板の断面図である。
【図３−１】図３Ａ〜図３Ｃは、実施例３による樹脂基板の製造方法の製造途中段階における樹脂基板の断面図である。
【図３−２】図３Ｄ〜図３Ｅは、実施例３による樹脂基板の製造方法の製造途中段階における樹脂基板の断面図である。
【図４】図４は、実施例４による樹脂基板の修復装置の概略図である。
【図５】図５は、ノズルユニットの斜視図である。
【図６】図６は、実施例５による樹脂基板の修復装置の概略図である。
【図７−１】図７Ａ〜図７Ｃは、実施例６による樹脂基板の製造方法の製造途中段階における樹脂基板の断面図である。
【図７−２】図７Ｄ〜図７Ｆは、実施例６による樹脂基板の製造方法の製造途中段階における樹脂基板の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［実施例１］
図１Ａ〜図１Ｇを参照して、実施例１による樹脂基板の製造方法について説明する。
【００１０】
図１Ａに示すように、ガラスエポキシ樹脂等の樹脂製の第１の基板２０の表面に、導電材料からなるランド２１が形成されている。第１の基板２０及びランド２１の上に、第２の基板２２が接着されている。第２の基板２２は、例えばガラスエポキシ基板であり、内部にガラス繊維２３を含んでいる。第２の基板２２の表面に、導電パターン２４が形成されている。導電パターン２４に、開口２５が形成されている。開口２５は、平面視において、内層のランド２１に内包される。ランド２１及び導電パターン２４には、例えば銅箔が用いられる。
【００１１】
図１Ｂに示すように、開口２５が形成されている位置にレーザビーム３０を入射させることにより、第２の基板２２を貫通し、ランド２１に達する穴３１を形成する。穴３１を形成するときに、表面の導電パターン２４がマスクとして作用する。表面の導電パターン２４をマスクとして利用する加工を、「コンフォーマル加工」という。レーザ照射条件のばらつき等に起因して、穴３１の側面が樽状に膨らんだ樽状不良が発生している。また、穴３１の側面からガラス繊維２３の一部が突き出た突き出し部２３ａが残存している。このような加工不良が発生した状態で銅めっきを施すと、穴３１の側面に付着するめっき膜の部分で断線が生じやすい。断線が発生すると、ランド２１と導電パターン２４との導通を確保することができない。
【００１２】
穴開け加工の後に、光学式自動外観検査（ＡＯＩ）を行うことにより、複数の穴の良否を判定する。図１Ｂに示した穴３１は、樽状不良、かつガラス繊維の突き出し不良と判定
される。加工不良と判定された穴３１を、「不良穴」ということとする。
【００１３】
図１Ｃに示すように、不良穴３１内に、液状の樹脂材料３５を供給する。液状の樹脂材料３５の供給は、一例としてノズル孔から樹脂材料の液滴を不良穴３１に向けて吐出することにより行われる。樹脂材料３５には、例えば光硬化性の樹脂が用いられる。
【００１４】
図１Ｄに示すように、不良穴３１が、樹脂材料３５で埋め戻される。不良穴３１の容積とほぼ等しい量の樹脂材料３５を不良穴３１内に供給することにより、不良穴３１に充填された樹脂材料３５の上面の高さを、第２の基板２２の上面の高さに揃えることができる。不良穴３１の容積は、不良穴３１の開口部の面積、底部の面積、及び第２の基板２２の厚さから算出することができる。不良穴３１の開口部の面積、及び底部の面積は、光学式自動外観検査装置で取得された画像データから求めることができる。第２の基板２２の厚さは、予め決まっている。
【００１５】
図１Ｅに示すように、不良穴３１内に充填された樹脂材料３５に硬化用の光３７、例えば紫外線を照射することにより、樹脂材料３５を硬化させる。
【００１６】
図１Ｆに示すように、開口２５の位置にレーザビーム３９を入射させることにより、樹脂材料３５に、ランド２１まで達する穴４０を形成する。穴４０の側面には樽状の膨らみが発生しておらず、切り立った側面が得られている。不良穴３１の樽状の側面は、樹脂材料３５で覆われた状態である。ガラス繊維の突き出し部２３ａは、残存する樹脂材料３５によって埋め込まれており、穴４０の側面には、ガラス繊維の突き出しは発生していない。
【００１７】
図１Ｇに示すように、導電パターン２４の表面、穴４０の側面及び底面を、導電膜４１で覆う。導電膜４１の形成には、例えば無電解めっきが用いられる。穴４０の側面が切り立っており、樽状不良が解消されているため、導電パターン２４とランド２１との間の導通不良の発生を抑制することができる。また、ガラス繊維の突き出しに起因する導通不良の発生を防止することができる。
【００１８】
［実施例２］
図２Ａ〜図２Ｃを参照して、実施例２による樹脂基板の製造方法について説明する。以下、実施例１との相違点について説明し、同一の構成については説明を省略する。
【００１９】
図２Ａに、レーザ加工によって形成された不良穴３１の一例を示す。不良穴３１の開口部に、表面の導電パターン２４が庇状に突き出ている。導電パターン２４が庇状に突き出た不良は、「オーバハング不良」といわれる。オーバハング不良が発生すると、ランド２１と導電パターン２４との導通不良が発生し易くなる。
【００２０】
図２Ｂに示すように、不良穴３１を樹脂材料３５で埋め戻す。樹脂材料３５による埋め戻しには、図１Ｃ〜図１Ｅに示した方法と同一の方法が適用される。
【００２１】
図２Ｃに示すように、レーザビームを用いて、樹脂材料３５にランド２１まで達する穴４０を形成する。不良穴３１の側面には樹脂材料３５が残存するため、オーバハング不良が解消される。これにより、ランド２１と導電パターン２４との間の導通不良の発生を抑制することができる。
【００２２】
［実施例３］
図３Ａ〜図３Ｅを参照して、実施例３による樹脂基板の製造方法について説明する。以下、実施例１との相違点について説明し、同一の構成については説明を省略する。
【００２３】
図３Ａに、穴開け加工前の樹脂基板の断面図を示す。第１の基板２０、ランド２１、及び第２の基板２２の構成は、図１Ａに示した実施例１による方法で加工される樹脂基板の構成と同一である。第２の基板２２の表面に、導電膜４５が形成されている。導電膜４５に開口は形成されていない。
【００２４】
図３Ｂに示すように、穴を形成すべき位置にレーザビーム４６を入射させることにより、導電膜４５及び第２の基板２２を貫通し、ランド２１まで達する穴４８を形成する。導電膜４５と第２の基板２２との両方に同時に穴を形成する加工を、「ダイレクト加工」という。レーザビーム４６の入射目標位置は、平面視において、ランド２１内に位置し、通常は穴４８がランド２１に内包される。図３Ｂでは、レーザビーム４６の入射位置が目標位置からずれたため、平面視において、穴４８の一部がランド２１から外れている。
【００２５】
穴開け加工の後に、光学式自動外観検査（ＡＯＩ）を行うことにより、複数の穴の良否を判定する。図３Ｂに示した穴４８は、位置ずれ不良と判定される。位置ずれ不良と判定された穴４６を、「不良穴」ということとする。
【００２６】
図３Ｃに示すように、不良穴４８を樹脂材料４９で埋め戻す。樹脂材料４９による埋め戻しには、図１Ｃ〜図１Ｅに示した方法と同一の方法が適用される。樹脂材料４９の上面の高さは、第２の基板２２の上面の高さとほぼ等しい。
【００２７】
図３Ｄに示すように、レーザビーム５０を、穴を形成する目標位置に入射させることにより、第２の基板２２及び樹脂材料４９を貫通し、ランド２１まで達する穴５１を形成する。不良穴４８のうちランド２１から外れた部分に、樹脂材料４９が残存し、平面視においてランド２１に内包される穴５１が形成される。
【００２８】
図３Ｅに示すように、導電膜４５の上面、樹脂材料４９の上面、穴５１の側面と底面とを覆う導電膜５３を形成する。導電膜５３の形成には、例えば無電解めっきが適用される。樹脂材料４９の上面には、当初形成されていた導電膜４５が残存しないが、樹脂材料４９の上面は、新たに形成された導電膜５３で覆われる。これにより、当初形成されていた導電膜４５とランド２１とが、導電膜５３により導通する。
【００２９】
［実施例４］
図４に、実施例４による樹脂基板の修復装置の概略図を示す。この樹脂基板の修復装置は、実施例１〜実施例３による樹脂基板の製造方法における不良穴の修復に用いられる。
【００３０】
定盤６０の上に、移動機構６１を介してステージ６２が支持されている。ステージ６２の保持面に修復対象の樹脂基板２８が保持される。ステージ６２は、例えば真空チャック等により、樹脂基板２８を固定する。保持面に平行な面をＸＹ面と、保持面の法線方向をＺ方向とするＸＹＺ直交座標系を定義する。移動機構６１はステージ６２をＸ方向及びＹ方向に移動させる。
【００３１】
ステージ６２の上方にノズルユニット７０及び撮像装置６３が支持されている。撮像装置６３は、樹脂基板２８に形成されている穴を撮像する。撮像された画像データが制御装置６５に入力される。制御装置６５は、撮像装置６３で得られた画像データを解析することにより、加工された穴の良否を判定する。良否の判定は、穴の開口部の面積、底部の面積、平面形状、穴と周囲とのコントラスト等に基づいて行われる。
【００３２】
ノズルユニット７０は複数のノズル孔を有し、ノズル孔から樹脂基板２８に向けて光硬化性の樹脂材料の液滴を吐出する。制御装置６５が、ノズルユニット７０及び移動機構６
１を制御することにより、樹脂基板２８の任意の位置に、樹脂材料の液滴を着弾させることができる。入力装置６６から制御装置６５に、種々の指令（コマンド）が入力される。制御装置６５は、出力装置６７に、種々の処理結果を出力する。
【００３３】
図５に、ノズルユニット７０の斜視図を示す。ノズルホルダ７１に、ノズルヘッド７２及び硬化用光源７３が取り付けられている。ノズルヘッド７２の、ステージ６２（図４）を向く面に、複数のノズル孔７４が配置されている。ノズルヘッド７２内に収容された圧電素子を駆動することにより、ノズル孔７４からステージ６２に保持された樹脂基板２８（図４）に向けて樹脂材料の液滴が吐出される。複数のノズル孔７４は、例えばＸ方向に配列した２列のノズル列を構成する。制御装置６５は、特定のノズル孔から、樹脂材料の液滴を吐出させることができる。
【００３４】
硬化用光源７３は、例えばＹ方向に関してノズルヘッド７２の両側に配置されている。硬化用光源７３は、樹脂基板２８（図４）に向けて、樹脂材料を硬化させるための光、例えば紫外線を照射する。
【００３５】
次に、樹脂基板の修復方法について説明する。図４に示したように、穴開け加工が施された樹脂基板２８をステージ６２の保持面に載せ、ステージ６２に固定する。撮像装置６３で、樹脂基板６２に形成されている複数の穴の位置を撮像し、画像データを取得する。制御装置６５が画像データを解析することにより、加工不良の穴を検出する。
【００３６】
制御装置６５は、移動機構６１を制御することにより、加工不良と判定された不良穴（図１Ｂの不良穴３１等）に樹脂材料の液滴が着弾可能な位置までステージ６２を移動させる。ノズルユニット７０を制御することにより、例えば図１Ｃに示したように、不良穴３１内に液状の樹脂材料３５を供給する。これにより、例えば図１Ｄに示したように、不良穴３１が樹脂材料３５で埋め戻される。その後、例えば図１Ｅに示したように、硬化用光源７３（図５）から樹脂材料３５に硬化用の光３７を照射する。
【００３７】
樹脂材料３５が硬化した後、樹脂基板２８（図４）をステージ６２から搬出する。その後、レーザドリルを用いて、例えば図１Ｆに示したように、レーザビーム３９を入射させることにより、穴４０を形成する。
【００３８】
実施例４による樹脂基板の修復装置を用いることにより、加工不良の穴の検出と、樹脂材料による加工不良の穴の埋め戻しとを行うことができる。
【００３９】
［実施例５］
図６に、実施例５による樹脂基板の修復装置の概略図を示す。以下、実施例４との相違点について説明し、同一の構成については説明を省略する。
【００４０】
実施例５による樹脂基板の修復装置においては、ステージ６２の上方に、撮像装置６３及びノズルユニット７０の他に、レーザドリル８０が支持されている。レーザドリル８０は、制御装置６５によって制御され、例えば図１Ｆに示した穴開け用のレーザビーム３９を射出する。
【００４１】
制御装置６５は、例えば図１Ｅに示したように、樹脂材料３５を硬化させた後、不良穴３１の形成目標位置にレーザドリル８０からのレーザビーム３９（図１Ｆ）が入射するように、移動機構６１（図６）を制御する。図１Ｆに示したように、レーザドリル８０（図６）からレーザビーム３９を射出することにより、穴４０を形成する。
【００４２】
図３Ａ〜図３Ｅに示した実施例３の場合には、樹脂材料４９（図３Ｃ）がノズルユニッ
ト７０から吐出され、レーザビーム５０（図３Ｄ）が、レーザドリル８０から射出される。樹脂材料４９（図３Ｃ）を供給する位置と、穴開け用のレーザビーム５０（図３Ｄ）を入射させる位置とは一致しない。樹脂材料４９（図３Ｃ）を付着させる位置は、不良穴４８が検出された位置と一致する。穴開け加工用のレーザビーム５０を入射させる位置は、不良穴４８を形成すべき本来の位置（形成目標位置）と一致する。形成目標位置は、予め制御装置６５に記憶されている。
【００４３】
実施例５による樹脂基板の修復装置を用いることにより、加工不良の穴の検出、樹脂材料による加工不良の穴の埋め戻し、及び埋め戻し後の穴開け加工を行うことができる。
【００４４】
［実施例６］
図７Ａ〜図７Ｆを参照して、実施例６による樹脂基板の製造方法について説明する。
図７Ａに示すように、ガラスエポキシ等のコア基板９０の両面に、それぞれ導電膜９１及び９２が形成されている。導電膜９１、９２には、例えば銅箔が用いられる。
【００４５】
図７Ｂに示すように、レーザビーム３０を入射させることにより、一方の導電膜９１から、コア基板９０を経由して、他方の導電膜９２まで貫通するスルーホール９５を形成する。穴開け加工の後に、光学式自動外観検査（ＡＯＩ）を行うことにより、複数のスルーホールの良否を判定する。図７Ｂに示したスルーホール９５は、樽状不良と判定される。樽状不良と判定されたスルーホール９５を、「不良スルーホール」ということとする。
【００４６】
図７Ｃに示すように、穴開け加工が施された樹脂基板を支持板９６に載せる。支持板９６には、例えば金属板が用いられる。樹脂基板を支持板９６に載せた状態で、不良スルーホール９５内に液状の樹脂材料３５を供給する。樹脂材料３５の供給の初期段階においては、樹脂材料３５は、不良スルーホール９５内に露出した支持板９６の表面に付着する。樹脂材料３５の付着量が増えると、樹脂材料３５が不良スルーホール９５の側面にも付着し始める。図７Ｄに示すように、最終的には、不良スルーホール９５が樹脂材料３５で埋め戻される。
【００４７】
図７Ｅに示すように、スルーホールを形成すべき目標位置に、穴開け加工用のレーザビーム３９を入射させることにより、スルーホール９７を形成する。不良スルーホール９５の側面に樹脂材料３５の一部が残存し、樽状不良が解消される。スルーホール９７を形成した後、樹脂基板を支持板９６から引き離す。
【００４８】
図７Ｆに示すように、スルーホール９７の側面を覆い、一方の導電膜９１を他方の導電膜９２に導通させるスルーホールビア９８を形成する。不良スルーホール９５の樽状不良が解消されているため、スルーホールビア９８により、一方の導電膜９１と他方の導電膜９２との導通を確保することができる。
【００４９】
上記実施例１〜実施例６では、穴開け加工が施された樹脂基板として、プリント基板を例に取り上げたが、プリント基板以外の樹脂基板に形成された不良穴を修復することも可能である。たとえば、フレキシブル基板に形成された不良穴を修復することも可能である。
【００５０】
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【符号の説明】
【００５１】
２０  第１の基板
２１  ランド
２２  第２の基板
２３  ガラス繊維
２３ａ  突き出し部
２４  導電パターン
２５  開口
２８  樹脂基板
３０  レーザビーム
３１  穴（不良穴）
３５  樹脂材料
３７  硬化用の光
３９  レーザビーム
４０  穴
４１  導電膜
４５  導電膜
４６  レーザビーム
４８  穴（不良穴）
４９  樹脂材料
５０  レーザビーム
５１  穴
５３  導電膜
６０  定盤
６１  移動機構
６２  ステージ
６３  撮像装置
６５  制御装置
６６  入力装置
６７  出力装置
７０  ノズルユニット
７１  ノズルホルダ
７２  ノズルヘッド
７３  硬化用光源
７４  ノズル孔
８０  レーザドリル
９０  コア基板
９１、９２  導電膜
９５  スルーホール（不良スルーホール）
９６  支持板
９７  スルーホール
９８  スルーホールビア
【図１−１】
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【図１−２】
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【図１−３】
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【図２】
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【図３−１】
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【図３−２】
2014040062.tif 000008
【図４】
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【図５】
2014040062.tif 000010
【図６】
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【図７−１】
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【図７−２】
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