(57)【要約】【課題】  テーパー形状を抑制することができ、かつ、ばり発生や飛散物の付着がない、簡単な構成のレーザー加工方法およびスルーホール成形体を提供する。【解決手段】  パルスレーザービームを用いて被加工物１にスルーホールを加工する加工方法であって、被加工物１に脱着可能な犠牲層１ａを設ける工程と、犠牲層１ａを設けた状態でレーザービームにより被加工物にスルーホール５を加工する工程と、スルーホール加工工程の後に、被加工物から犠牲層を除く工程とを備える。【選択図】        図５
2007307599.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルスレーザービームを用いて被加工物にスルーホールを加工する加工方法であって、
前記被加工物に脱着可能な犠牲層を設ける工程と、
前記犠牲層を設けた状態でレーザービームにより前記被加工物にスルーホールを加工する工程と、
前記スルーホール加工工程の後に、前記被加工物から前記犠牲層を除く工程とを備えることを特徴とする、レーザー加工方法。
【請求項２】
前記犠牲層のアブレーション閾値を前記被加工物のアブレーション閾値以上とすることを特徴とする、請求項１に記載のレーザー加工方法。
【請求項３】
前記犠牲層を複数の層で構成することを特徴とする、請求項１または２に記載のレーザー加工方法。
【請求項４】
前記レーザービームの径をφ（μｍ）とし、前記スルーホールのテーパー角度をθ（°）とし、前記被加工物の厚みをｄ（μｍ）とするとき、（θ×ｄ０．６８）／φ≦４．０を満たすようにすることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のレーザー加工方法。
【請求項５】
パルスレーザーによりスルーホールが設けられた成形体であって、
前記パルスレーザーの径をφ（μｍ）とし、前記スルーホールのテーパー角度をθ（°）とし、前記成形体の厚みをｄ（μｍ）とするとき、（θ×ｄ０．６８）／φ≦４．０を満たすことを特徴とする、スルーホール成形体。
【請求項６】
パルスレーザーによりスルーホールが設けられた成形体であって、
前記スルーホールが、ストレート状であることを特徴とする、スルーホール成形体。
【請求項７】
パルスレーザーによりスルーホールが設けられた成形体であって、
前記スルーホール壁面が、前記スルーホールの一方の端部において、その端部の開口側に向かって前記スルーホール径を拡大するように、内面凸に湾曲する湾曲部を有しないことを特徴とする、スルーホール成形体。
【請求項８】
前記スルーホール開口の周縁部に、盛り上り部がないことを特徴とする、請求項５〜７のいずれかに記載のスルーホール成形体。
【請求項９】
前記スルーホールが開口している両面ともに、レーザーアブレーションによる飛散物の付着がないことを特徴とする、請求項５〜８のいずれかに記載のスルーホール成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パルスレーザーによって加工したスルーホールを備えるスルーホール成形体およびレーザー加工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、高密度多層配線基板などの配線基板には、ドリル等を用いて機械加工によりスルーホールが形成されてきた。しかし、配線基板の高密度化が進み、スルーホール径が微小化し、またスルーホールピッチ間隔も小さくなったため、機械加工では対応が容易ではなくなった。これらの問題の解決と、さらに能率向上を目指して、レーザービームを用いたレーザー加工が用いられる趨勢にある。しかし、パルスレーザーによるスルーホールは、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、スルーホールにテーパー形状が生じ、めっき不具合などの問題を生じる。また図１１（ａ），（ｂ）に示すように、飛散物やばり等が発生し、手直し工数の増大などの問題を生じる。このような問題を解消するため、パルスレーザーによる高精度のスルーホール形成技術の開発が望まれている。なお、図１０（ａ），（ｂ）、図１１（ａ），（ｂ）については、実施例において詳細に説明する。
【０００３】
上記の要求に応えるべく、精度を高めたレーザー加工方法の提案がなされてきた。たとえば、スルーホール加工に際し、スルーホール径のストレート化（直円筒形への接近、またはテーパー形状の抑制）を実現するために、被加工物の両面からレーザービームを照射する方法が提案されている（特許文献１）。この方法によれば、スルーホールの表面側の穴径と裏面側の穴径とをほぼ等しくすることができ、テーパーがついたスルーホールの発生が抑制され、ストレートに近いスルーホール形成が可能になる。
【０００４】
また、レーザーアブレーション中に、被加工物から反射されるコヒーレントレーザー光を活用して、表面側の穴径と裏面側の穴径との差が小さいスルーホールを容易に形成できる加工方法が提案されている（特許文献２）。この方法によれば、上記の反射光により、加工に用いられる光のエネルギー密度を増加させ、スルーホールの形状を変化させて、スルーホールの高密度配列が可能となる。
【０００５】
【特許文献１】ＷＯ９９／５９７６１号公報
【特許文献２】特開２０００−７７８２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に開示の方法においては、（１）両面照射は、表裏面の位置合わせが困難であり、多大な労力を要する；（２）レーザー加工特有のテーパー形状はなくならないため、穴断面形状がストレートでなく真ん中が縮径された形状のスルーホールが形成される；（３）レーザー加工によるばりの発生があり、ばりの除去工程を必要とする。
【０００７】
また、特許文献２に開示の方法によれば、（１）フォトマスク使用のため、穴開け工程が複雑化する；（２）反射光の度合いが、被加工物の材質に応じて相違し、なかには反射しない材質もあるので、制御が困難である。また、上記と同様に、（３）レーザー加工によるばりの発生があり、ばりの除去工程を必要とする。
【０００８】
本発明は、テーパー角度を抑制することができ、かつ、ばり発生や飛散物の付着がない、簡単な構成のレーザー加工方法およびそのレーザー加工方法を用いて加工したスルーホールを備えるスルーホール成形体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のレーザー加工方法は、パルスレーザービームを用いて被加工物にスルーホールを加工する加工方法である。この加工方法は、被加工物に脱着可能な犠牲層を設ける工程と、犠牲層を設けた状態でレーザービームにより被加工物にスルーホールを加工する工程と、スルーホール加工工程の後に、被加工物から犠牲層を除く工程とを備えることを特徴とする。
【００１０】
上記のようにレーザー加工前に犠牲層を設け、レーザー加工後に除去することにより、レーザー加工によるスルーホールのテーパーを簡単に抑制することができる。このため、ほぼストレート（テーパーレス）のスルーホールを開けることができる。また、レーザー加工の際に必ず発生する飛散物付着、ばり等の盛り上り部を完全に除去することができる。犠牲層は、被加工物と同じ材質であってもよいし、異なる材質であってもよい。
【００１１】
上記の被加工物およびその素材は、金属、有機高分子材料であってもよく、また、チタン、フッ素化合物であってもよく、さらに多孔質構造を有していてもよい。上記の製造方法によれば、多孔質構造のフッ素化合物など、上にあげた材質（通常、ストレート状スルーホールの加工が困難）の被加工物に対して、ストレート状のスルーホールを比較的容易にあけることができるからである。
【００１２】
上記の犠牲層のアブレーション閾値を被加工物のアブレーション閾値以上とすることができる。この構成により、犠牲層を配置した効果を確実なものとすることができる。犠牲層のアブレーション閾値が被加工物のアブレーション閾値より小さい場合、犠牲層に大きな穴があくため、犠牲層を配置した効果が小さくなる。
【００１３】
また、上記の犠牲層を複数の層で構成することができる。これにより、被加工物のアブレーション閾値が非常に大きく、かつ膜厚を大きくできない場合、被加工物と同じ材質の犠牲層をトップに配置し、それよりアブレーション閾値が小さい材質をその下層に配置するなどの組み合わせ構成をとることができる。また、その他の事情に応じて、犠牲層の材質選択を多様化することもできる。
【００１４】
レーザービームの径をφ（μｍ）とし、スルーホールのテーパー角度をθ（°）とし、被加工物の厚みをｄ（μｍ）とするとき、（θ×ｄ０．６８）／φ≦４．０を満たすようにして加工するのがよい。スルーホールのテーパー角度は、被加工物の厚みやレーザービームの径に依存するので、上記の関係を満たすように条件設定してストレート状のスルーホールを得ることができる。レーザービームの径φは犠牲層を除去したあとの基膜表面での径である。なお、上記の式は実験データをもとにして導出されるが、その詳細については実施例２で説明する。
【００１５】
本発明のスルーホール成形体は、パルスレーザーによりスルーホールが設けられた成形体である。この成形体は、パルスレーザーの径をφ（μｍ）とし、スルーホールのテーパー角度をθ（°）とし、成形体の厚みをｄ（μｍ）とするとき、（θ×ｄ０．６８）／φ≦４．０を満たすことを特徴とする。ここでテーパー角度は、表面の穴径および裏面の穴径をもとに、共通の軸線がある、すなわち軸対称性があるとして求めた平均テーパー角である。この構成により、たとえば高密度化が進む多層膜基板の厚膜方向の導通部作製工程において、スルーホール壁面に対するめっき不良を防止し、信頼性の高い電気的接続の導通部を作製することができる。
【００１６】
本発明の他のスルーホール成形体は、パルスレーザーによりスルーホールが設けられた成形体である。この成形体では、スルーホールが、ストレート状であることを特徴とする。ここでスルーホールがストレート状とは、スルーホールが、直円筒状であることをいい、さらに具体的には直円筒またはこのあと説明するように、スルーホール壁面が、スルーホールの一方の端部において、その端部の開口側に向かってスルーホール径を拡大するように、内面凸に湾曲する湾曲部を有しない穴であることをいう。通常、パルスレーザーによるスルーホールの壁面は、縦断面において、内に凸の曲線になり、配線基板を作製する際に、めっき不良などの不具合を生じ、信頼性低下の要因となる。しかし、上記のようにストレート状のスルーホールは、配線基板等においてめっき不良を防止して、信頼性の高い電気的接続の導通部を確保することができる。
【００１７】
本発明のさらに他のスルーホール成形体は、パルスレーザーによりスルーホールが設けられた成形体である。この成形体では、スルーホール壁面が、スルーホールの一方の端部において、その端部の開口側に向かってスルーホール径を拡大するように、内面凸に湾曲する湾曲部を有しないことを特徴とする。この構成により、信頼性の高い配線基板等を作製することができる。
【００１８】
また、上記のすべてのスルーホール成形体において、スルーホール開口周縁部に、盛り上り部がない構成をとることができる。この構成により、たとえば多層配線基板等において電子装置の作製の後工程を容易にする。ここで、盛り上り部は主にばりによって形成される。
【００１９】
また上記のスルーホールが開口している両面ともに、レーザーアブレーションによる飛散物の付着がない構成をとることができる。これにより、たとえば多層配線基板等の信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。
（本発明の原理）
パルスレーザービームのレーザーフルーエンス（エネルギー密度）は、図１に示すように、中央部で高く周縁部で低い空間分布、通常はガウス分布、をとる。したがって、Ｏをビーム中心位置、Ａ１，Ａ２をアブレーションフルーエンスの閾値に等しい位置とするとＯＡ１＝ＯＡ２であり、軸対称性を有している。レーザーフルーエンスが被加工物のアブレーションが生じる閾値以上の中央側では、アブレーションによって穴が掘られてゆくが、エネルギー密度は中央部ほど高いので中央側ほど深く掘られる傾向がある。このため穴の壁面は、図２に示すように、傾斜面となる。図２は、穴５が開口した直後の被加工物１を示す断面図である。穴５が、被加工物１の表面から裏面へと貫通した後は、フルーエンスの低いレーザービーム端部でも、アブレーション閾値以上の部分では、アブレーションされるので、パルスショット数を多くしてゆくと徐々に掘れてゆき、やがてはテーパー角が０°（ストレート）になると考えられる。しかし、実際はそうならず、パルスショット数を増加させてもテーパー角はゼロに近づかずに、一定のテーパー角を維持する。
【００２１】
本発明者らはこれらの現象を洞察して、「上記のような現象は、初期のショットにより斜面が形成されるが、その斜面においてはアブレーションに使われるレーザーフルーエンスは、平面に照射される場合と比較して、低下する。すなわち斜面ではそこで吸収されるエネルギーが少なくなり、アブレーションに向けられるエネルギーが減少する。」との考えに到達した。この考えによれば、斜面部の材料においてアブレーションに使われるレーザーフルーエンスが減少し、斜面部では、アブレーション閾値に届かない領域は少し中央側に広がり、そのアブレーション閾値未満の領域では、パルスショット数を増やしても穴は掘られない。
【００２２】
被加工物をフッ素樹脂（多孔質構造）として、チタンサファイヤレーザーによりパルスレーザー加工する場合について、上記の考えを計算（シミュレーション）および実験により検証した。図３は、上記の考えに基づいて、第１ショットから第４ショットまでパルスレーザーを照射したときの、掘り進まれる穴の形状を示す計算結果である。レーザービーム断面の端で、フルーエンスがアブレーション閾値未満の領域より少し中心側の領域に、緩い勾配の壁面が形成される。円Ｓで示される領域内にこの緩い勾配の壁面ができる。この緩い勾配の壁面は、第１ショットから第４ショットに至る間、ほとんどアブレーションされず、緩い勾配のまま維持されている。すなわち、フルーエンスの分布の裾に、第１ショット〜第４ショットまでの壁の位置が変化せず、重なっている部分がある。この重なった部分は、穴が貫通したあと、ショット数を増加させても、ほとんど変化せずに残ることになる。まとめると、計算（シミュレーション）により、加工痕の裾に、加工穴断面形状のテーパー角度が大きい部分が生じるという現象を確認することができた。このテーパー角度が大きい部分は、このあとの実験結果（図１０（ａ），（ｂ））に出てくるスルーホール壁部分Ｗａに対応する。
【００２３】
そこで、実際に、チタンサファイアレーザーで穴あけ加工を実施して（従来例）、断面形状をＳＥＭ(Scanning Electron Microscope）で観察した。図１０（ａ）はその従来例のＳＥＭ像を示す図であり、図１０（ｂ）はその模式図である。被加工物１０１のスルーホール１０５では、レーザービームが照射される側の表面における穴径Ｄａが、裏面の穴径Ｄｂより非常に大きい。スルーホール１０５の、表面側の壁面Ｗａでは、表面に向かって拡がるように径が拡大しているが、裏面側の壁面Ｗｂでは径は連続してほぼ同じであり、ストレート状となっている。壁面ＷａとＷｂとに重複して内面凸に湾曲する湾曲部Ｗｓがある。壁面Ｗａの部分は、図３における領域Ｓ内の緩い勾配の壁面部に対応し、ラッパの先のように表面に向かって拡がっている。
【００２４】
本発明者らは、パルスレーザービームを用いて被加工物にスルーホールを加工するに際し、被加工物に脱着可能な犠牲層を設け、犠牲層を設けた状態でレーザービームにより被加工物にスルーホールを加工し、次いでスルーホール加工後に、被加工物から犠牲層を除く方法に想到するにいたった。上記のようにレーザー加工前に犠牲層を設け、レーザー加工後に除去することにより、Ｗａの部分さらにはＷｓの部分を犠牲層内に集中させ、除去することができる。犠牲層の厚みｔをどの程度にするかは、スルーホールに要求される寸法精度に応じて、適宜、選択することができる。この結果、ほぼストレート（テーパーレス）のスルーホールをあけることができる。また、レーザー加工の際に、犠牲層を除くことにより、犠牲層の表面に付着する飛散物および、開口部の縁に盛り上るばり等は完全に除去することができる。
【００２５】
犠牲層を成形体（被加工物）の表面に設ける方法は、レーザービーム照射の際に隙間が生じなければ、どのような方法であってもよい。たとえばフッ素樹脂（多孔質構造）の被加工物に同じ材質の犠牲層を配置するのに、融着（接着表面を溶かした後、冷やして凝固させることにより接着する）により配置することができる。また、Ｔｉなど金属を被加工物として、犠牲層を（Ｔｉ薄膜＋フッ素樹脂層）で構成する場合には、静電気力によって配置される。すなわち極薄のシートの場合、静電気力が発生するため、置くだけで接着することができる。また、たとえば接着剤により犠牲層を成形体に接着してもよい。
【００２６】
上記の方法を被加工物に適用することにより、次のようなスルーホール成形体を製造することができる。まず本発明のスルーホール成形体は、パルスレーザーによりスルーホールが設けられ、そのスルーホールのテーパー角度θはストレート状に抑制されている。ここでテーパー角度θは、上述のように軸対称性があるとして、図４に示すように、テーパー角θ＝Arctan｛(0.5Da-0.5Db)/d｝により定義される。ＤａおよびＤｂは、それぞれ表面および裏面の開口径である。またｄは成形体１０、基膜１ｂまたは被加工物１０１の厚みである。開口径ＤａおよびＤｂは、それぞれ３回以上の測定を行い、それらを平均した値を採用する。厚みｄについても同様である。なお、本発明におけるスルーホールのテーパー角度θは小さいので、角度の単位をラジアンで表して、テーパー角θ（ラジアン）＝(0.5Da-0.5Db)/dと近似しても、ほぼ同じ結果を得ることができる。これにより、高密度化が進む多層膜基板の厚膜方向の導通部作製工程において、スルーホール壁面に対するめっき不良を防止し、信頼性の高い電気的接続の導通部を作製することができる。
【００２７】
上記の製造方法を用いることにより、本発明の他のスルーホール成形体では、スルーホールが、ストレート状である。ストレート状の定義は、上述のとおりである。本発明のさらに他のスルーホール成形体では、スルーホール壁面が、スルーホールの一方の端部において、その端部の開口側に向かってスルーホール径を拡大するように、内面凸に湾曲する湾曲部を有しない。すなわち図１０における湾曲部Ｗｓがない、パルスレーザー成形のスルーホールをいう。
【００２８】
上記のパルスレーザー加工されたスルーホール成形体は、ストレート状のスルーホールを有するので、たとえば高密度化が進む多層膜基板の厚膜方向の導通部作製工程において、スルーホール壁面に対するめっき不良を防止し、信頼性の高い電気的接続の導通部を得ることができる。スルーホール開口部周縁に、盛り上り部（ばり等）がなく、また、レーザーアブレーションによる飛散物の付着がない構成をとることができる。
【実施例】
【００２９】
（実施例１）
１.スルーホールの形状
基膜１ｂに犠牲層１ａを設けたフッ素樹脂の被加工物１にパルスレーザーで穴あけ加工を施した。基膜１ｂのフッ素樹脂の厚みは１５０μｍ、また犠牲層１ａのフッ素樹脂層の厚みは３０μｍとした。この実施例の場合には、基膜１ｂと犠牲層１ａの材質は、同じにしたが、上述のように同じでなくてもよい。
【００３０】
図５および図６は、本発明例Ａのスルーホール開口過程を示す図である。図５（ａ），（ｂ）に、厚み１５０μｍのフッ素樹脂の基膜１ｂの上に、厚み３０μｍのフッ素樹脂の犠牲層１ａを配置した被加工物１に、パルスレーザーによりスルーホール５を開口した状態を示す。図５（ａ）はＳＥＭ断面像であり、また図５（ｂ）はその模式図である。これらの図によれば、径が表面に向かって拡大する壁面Ｗａの部分は、厚みｔの犠牲層１ａに含まれ、あとで除去される。図６（ａ）は犠牲層１ａが除去されたあとの基膜１ｂまたは成形体１０のＳＥＭ像であり、図６（ｂ）はその模式図である。スルーホール成形体１０または基膜１ｂは、ストレート状の壁面Ｗｂからなるスルーホールを含むことになる。図５（ａ），（ｂ）の状態ではテーパー角度は５．１°であったが、図６（ａ），（ｂ）の状態では３．０°と抑制された。
【００３１】
ストレート状のスルーホールを含む成形体１０は、高密度化が進む多層膜基板の厚膜方向の導通部作製工程において、スルーホール壁面に対するめっき不良を防止し、信頼性の高い電気的接続の導通部を作製することができる。また、あとで詳しく説明するように、ばりや飛散物がない成形体とすることができる。
【００３２】
図７および図８は、本発明例Ｂのスルーホール開口過程を示す図である。この本発明例Ｂは、基本的には、本発明例Ａと同じものである。すなわち、図７（ａ），（ｂ）は、厚み１５０μｍのフッ素樹脂の基膜１ｂの上に、厚み３０μｍのフッ素樹脂の犠牲層１ａを配置した被加工物１に、パルスレーザーによりスルーホール５を開口した状態を示す図である。図７（ａ）はＳＥＭ断面像を示す図であり、また図７（ｂ）はその模式図である。図７（ａ）によれば、径が表面に向かって拡大する壁面Ｗａの部分は、厚みｔの犠牲層１ａに含まれ、スルーホール加工後に除かれる。図８（ａ）は犠牲層１ａが除かれたあとの基膜１ｂまたはスルーホール成形体１０のＳＥＭ像であり。図８（ｂ）はその模式図である。基膜１ｂまたはスルーホール成形体１０は、ストレート状の壁面Ｗｂのスルーホールからなることになる。図７（ａ），（ｂ）の状態ではテーパー角度は５．１°であったが、図８（ａ），（ｂ）の状態では３．０°であった。このようなスルーホール成形体の利点は上述のとおりである。
【００３３】
これに対し、従来例では、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、スルーホール１０５の表面側、レーザービームの裾に対応する部分にテーパー角度の大きい壁面Ｗａがある。また、ストレート状の部分ＷｂとＷａとに重複してその間に、内面凸の湾曲部Ｗｓがある。上記のレーザービームの裾に対応するテーパー角の大きい壁面Ｗａが、図３に示すように、第１ショット〜第４ショットの間、穴の掘削が進行せず、重なったままの壁面部に対応する。テーパー角の大きい部分Ｗａ、ストレート状部分Ｗａおよび両方に重なってまたがる湾曲部Ｗｓがあるために、導通部を形成するためのめっき処理において不具合を生じ、配線基板の信頼性を損ねる。本発明例Ａ、Ｂでは、図６（ａ），（ｂ）および図８（ａ），（ｂ）に示すように、スルーホールはテーパー角の大きい部分Ｗａが完全に除かれるので、めっき処理において不具合が生じることはない。
【００３４】
２.ばりおよび飛散物
図９（ａ）および（ｂ）は、本発明例Ａのスルーホール成形体の表面を示す図である（図６（ａ），（ｂ）の表面）。一方、図１１（ａ）および（ｂ）は、図１０（ａ）および（ｂ）のスルーホール成形体の表面を示す図である。図１１および図９ともに（ａ）はスルーホール断面のＳＥＭ像であり、（ｂ）はその模式図である。図１１（ａ），（ｂ）に示すように、スルーホール１０５の表面の開口部縁にばり１２５が形成され、また飛散物１２６も付着している。これに対して、本発明例Ａでは、犠牲層を除去したあとでは、基膜１ｂまたはスルーホール成形体１０の表面に、飛散物もないし、ばりもない。
【００３５】
（実施例２）−テーパー角、レーザー径および被加工物の膜厚の関係−
犠牲層を配置してスルーホール加工した場合において、テーパー角度は、レーザービーム径φおよび基膜（成形体）の厚みｄの影響を強く受ける（犠牲層を配置しないでスルーホール加工した場合も上記φ、ｄの影響を受けるが、その影響の仕方が異なる）。図１２はテーパー角度θ（°）のレーザー径φ（μｍ）依存性を示す図であり、テーパー角度（°）はレーザー径φ（μｍ）に比例することが分かる。また、図１３はテーパー角度θ（°）の基膜厚ｄ（μｍ）依存性を示す図であり、テーパー角度（°）は基膜厚｛ｄ（μｍ）｝−０．６８に比例することが分かる。
【００３６】
式（１）＝（θ×ｄ０．６８）／φとおくと、式（１）は、基膜厚ｄおよびレーザー径φを考慮に入れた（基膜厚ｄとレーザー径φで補正した）テーパー角度θの大きさの程度を表す指標とみることができる。上記図１２および図１３のプロットに対応する実験データを表１および表２に整理して示す。表１は、基膜（被加工体または成形体）をＰＴＦＥとして行ったスルーホール加工の結果を示し、また表２は、基膜をＴｉとして行ったスルーホール加工の結果である。
【００３７】
【表１】
2007307599.tif 000003
【００３８】
【表２】
2007307599.tif 000004
【００３９】
表１に示す本発明例１〜５は、いずれも犠牲層に基膜と同じ材質のＰＴＦＥを用いている。これは、加工対象の基膜の材質と同じ材質の犠牲層を用いるのは自然と考えられること以外に、他の材料を選ぶにしても被加工物のＰＴＦＥのアブレーション閾値が非常に高く、それより高いアブレーション閾値の材料が見当たらないこともその背景にある。また、表２では、被加工物Ｔｉと同じ材質のＴｉの犠牲層を１層とした場合（本発明例６）と、２層とした場合（本発明例７）とが示されている。なお、フッ素樹脂のアブレーション閾値は０．４４Ｊ／ｃｍ２、Ｔｉのアブレーション閾値は０．０５Ｊ／ｃｍ２である。
【００４０】
表１および表２の式（１）の値を参照して、式（１）の値が４．０以下の場合、テーパー角度θ自体小さく、テーパーレススルーホールまたはストレート状スルーホールといってよい加工形態となる。本発明におけるいくつかの形態が、式（１）の値を４．０以下としたのは、図１２、図１３および表１、表２のデータに基づいている。
【００４１】
（実施例３）−Ｔｉ膜へのスルーホール加工−
本発明の実施例３では、基膜を厚み２０μｍのＴｉ膜にスルーホールを設けるレーザー加工を行なった。本発明例Ｃおよび本発明例Ｄにおける犠牲層１ａと基膜１ｂの構成を、図１４および図１５に示す。本発明例Ｃでは犠牲層１ａに厚み６０μｍのＰＴＦＥを用い、本発明例Ｄでは犠牲層１ａに、厚み５μｍのＴｉと厚み６０μｍのＰＴＦＥとの組み合わせを用いた。犠牲層を多孔質のＰＴＦＥとした場合、光が散乱して抜けて犠牲層の効果が薄れることを考慮して、Ｔｉ（５μｍ）を光が抜けないためのシールドとした。また、比較のために、図１６に示す犠牲層を配置しないＴｉ基膜を比較例とした。本発明例Ｃ、Ｄおよび比較例に対するレーザーパラメータ等を表３および表４に示す。
【００４２】
【表３】
2007307599.tif 000005
【００４３】
【表４】
2007307599.tif 000006
【００４４】
レーザーエネルギー３０μＪ、１０μＪの場合の本発明例Ｃのスルーホールについての結果を表５に、またレーザーエネルギー１５μＪ、１０μＪ、８μＪの場合の本発明例Ｄのスルーホールについての結果を表６にそれぞれ示す。表５、表６によれば、レーザーエネルギーが小さくなるほどテーパー角度は小さくなる傾向にあり、また犠牲層を（Ｔｉ／ＰＴＦＥ）と２層にした効果は少し認められる。
【００４５】
【表５】
2007307599.tif 000007
【００４６】
【表６】
2007307599.tif 000008
【００４７】
【表７】
2007307599.tif 000009
【００４８】
【表８】
2007307599.tif 000010
【００４９】
一方、比較例のスルーホールについての結果を表７および表８に示す。たとえばレーザーエネルギー１０μＪで比較すると、本発明例Ｃ、Ｄのテーパー角度が格段に小さく、１／２〜１／４に改善されていることが分かる。また、レーザーエネルギー約３０μＪで比較すると、表５の本発明例Ｃでは６〜２１°であるのに対して、表７の比較例では５５〜５３°となり、本発明例Ｃにおける大きな改善効果を認めることができる。さらに表８よりレーザーエネルギー１０μＪ〜５μＪで２６〜２２°であるのに比して、表６の本発明例Ｄでは８μＪで８〜４°が得られている。いずれもスルーホールのテーパーレス化が格段に改善されているということができる。
【００５０】
図１７および図１８は、本発明例Ｄのレーザーエネルギー１５μＪにおける基膜（Ｔｉ）の表面および裏面の加工径を示す図である。また図１９および図２０は、比較例のレーザーエネルギー５μＪにおける基膜（Ｔｉ）の表面および裏面の加工径を示す図である。実施例１でも観察されたように、犠牲層を用いない場合には、基膜表面の穴の縁にばりができ、また飛散物も認められる。また真円度についても比較例は本発明例Ｄに比べて劣っていることが分かる。
【００５１】
上記において、本発明の実施の形態および実施例について説明を行ったが、上記に開示された本発明の実施の形態および実施例は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれら発明の実施の形態に限定されない。本発明は、パルスレーザーの初期ショットで生じる斜面の影響を残存させた部分がそのあとのショットにおいても残り、それが犠牲層に少しでも含まれるレーザー加工方法をすべて、本発明の技術的範囲に属させるものである。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、テーパー形状を抑制することができ、かつ、ばりや飛散物の付着がないレーザー加工方法および、ストレート状スルーホールの成形体を提供できるので、多層膜基板のスルーホール壁面のめっき不良を防止することができ、高信頼性の多層膜基板等の供給に貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】レーザービーム断面のエネルギー密度の空間分布を示すである。
【図２】レーザービームによる開口部形状を定性的に示す模式図である。
【図３】パルスレーザーショット数増大に伴って変化する開口部形状を示すシミュレーション結果である。
【図４】テーパー角度の定義を示す図である。
【図５】本発明例Ａのスルーホール成形体の作製において、犠牲層配置状態でパルスレーザーによりスルーホールをあけた状態を示す図であり、（ａ）はスルーホール断面ＳＥＭ像を、また（ｂ）はその模式図である。
【図６】図５の状態から犠牲層を除去した状態を示す図であり、（ａ）はスルーホール断面ＳＥＭ像を、また（ｂ）はその模式図である。
【図７】本発明例Ｂのスルーホール成形体の作製において、犠牲層配置状態でパルスレーザーによりスルーホールをあけた状態を示す図であり、（ａ）はスルーホール断面ＳＥＭ像を、また（ｂ）はその模式図である。
【図８】図７の状態から犠牲層を除去した状態を示す図であり、（ａ）はスルーホール断面ＳＥＭ像を、また（ｂ）はその模式図である。
【図９】本発明例Ａのスルーホール成形体の表面を示す図であり、（ａ）はスルーホール断面ＳＥＭ像を、また（ｂ）はその模式図である。
【図１０】チタンサファイアレーザーによるスルーホール成形体（従来例）の縦断面を示す図であり、（ａ）は断面のＳＥＭ像であり、（ｂ）はその模式図である。
【図１１】図１０のスルーホール成形体の表面を示す図であり、（ａ）は断面のＳＥＭ像であり、（ｂ）はその模式図である。
【図１２】テーパー角のレーザービーム径依存性を示す図である。
【図１３】テーパー角の基膜厚依存性を示す図である。
【図１４】本発明の実施例３での本発明例Ｃの犠牲層等を示す図である。
【図１５】本発明の実施例３での本発明例Ｄの犠牲層等を示す図である。
【図１６】実施例３での比較例の基膜を示す図である。
【図１７】本発明例Ｄの基膜表面の加工径を示す図である。
【図１８】本発明例Ｄの基膜裏面の加工径を示す図である。
【図１９】比較例の基膜表面の加工径を示す図である。
【図２０】比較例の基膜裏面の加工径を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１  被加工物、１ａ  犠牲層、１ｂ  基膜、５  スルーホール、１０  スルーホール成形体、Ｗ  スルーホール壁面、Ｗａ  表面側に径を拡大するスルーホール部分（壁）、Ｗｂ  ストレート状スルーホール部分（壁）、Ｗｓ  湾曲部（壁）、Ｄａ  表面の径（大径）、Ｄｂ  裏面での径（小径）、ｄ  基膜（成形体）の厚み、ｔ  犠牲層の厚み、１２５  ばり、１２６  飛散物。
【図１】
2007307599.tif 000011
【図２】
2007307599.tif 000012
【図３】
2007307599.tif 000013
【図４】
2007307599.tif 000014
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2007307599.tif 000018
【図９】
2007307599.tif 000019
【図１０】
2007307599.tif 000020
【図１１】
2007307599.tif 000021
【図１２】
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【図１３】
2007307599.tif 000023
【図１４】
2007307599.tif 000024
【図１５】
2007307599.tif 000025
【図１６】
2007307599.tif 000026
【図１７】
2007307599.tif 000027
【図１８】
2007307599.tif 000028
【図１９】
2007307599.tif 000029
【図２０】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年5月25日(2006.5.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
【表１】
2007307599.tif 000031
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
【表２】
2007307599.tif 000032
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
【表３】
2007307599.tif 000033
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
【表４】
2007307599.tif 000034
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
【表５】
2007307599.tif 000035
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
【表６】
2007307599.tif 000036
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
【表７】
2007307599.tif 000037
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
【表８】
2007307599.tif 000038