(57)【要約】      （修正有）【課題】確実に貫通孔を形成することが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、銅層１０と、絶縁層２０と、銅層１０とが順に積層された基板を準備する工程と、基板に波長が４００ｎｍ以上９μｍ未満のレーザを用いて貫通孔を加工する工程とを備える。波長が４００ｎｍ以上のレーザは安価に入手可能であり、９μｍ以上のレーザは絶縁層を大きく抉る可能性が高い。特定波長のレーザ１１２により、基板に貫通孔を確実に形成することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅層と、絶縁層と、銅層とが順に積層された基板を準備する工程と、
前記基板に波長が４００ｎｍ以上９μｍ未満のレーザを用いて貫通穴を加工する工程とを備えた、基板の製造方法。
【請求項２】
前記レーザはファイバレーザである、請求項１に記載の基板の製造方法。
【請求項３】
前記レーザを用いて貫通穴を加工する工程は、レーザを環状軌道またはスパイラル軌道に沿って照射することで貫通穴を加工することを含む、請求項１または２に記載の基板の製造方法。
【請求項４】
前記加工は窒素または不活性ガス雰囲気で行われる、請求項１から３のいずれか１項に記載の基板の製造方法。
【請求項５】
前記樹脂層は、ポリイミド樹脂、液晶ポリマー、ポリエチレンテレフタレートおよびガラスエポキシ樹脂のいずれかからなる、請求項１から４のいずれかに記載の基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板の製造方法に関し、より特定的には、絶縁層を有する基板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板の製造方法は、たとえば特開２００８−７３７６０号公報（特許文献１）に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−７３７６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、除去されるべき付着物が炭素を含む場合に加工対象物表面から付着物をきれいに除去することができる付着物除去方法を提供することを目的としている。この目的を達成するために、レーザ光源から出力されるレーザ光は、ミラーにより反射された後、レンズにより集光されて付着物に照射される。
【０００５】
しかしながら、従来の特許文献１の方法では、孔を十分に形成できないという問題があった。
【０００６】
そこで、この発明は上述のような問題点を解決するためになされたものであり、確実に貫通孔を形成することができる基板の製造方法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】
【０００７】
この発明に従った基板の製造方法は、銅層と、絶縁層と、銅層とが順に積層された基板を準備する工程と、前記基板に波長が４００ｎｍ以上９μｍ未満のレーザを用いて貫通孔を加工する工程とを備える。
【０００８】
このように構成された基板の製造方法では、特定波長のレーザにより、基板に貫通孔を確実に形成することができる。波長が４００ｎｍ以上のレーザは安価に入手可能である。波長が９μｍ以上のレーザは絶縁層を大きく抉る可能性が高い。
【０００９】
好ましくは、レーザはファイバレーザである。ファイバレーザは装置価格が安く、メンテナンス性に優れている。
【００１０】
好ましくは、前記レーザを用いて貫通孔を加工する工程は、レーザを環状軌道またはスパイラル軌道に沿って照射することで貫通孔を加工することを含む。
【００１１】
好ましくは、前記加工は窒素または不活性ガス雰囲気で行われる。この場合、銅層の熱酸化を防ぐことができる。
【００１２】
好ましくは、樹脂層は、ポリイミド樹脂、液晶ポリマー、ポリエチレンテレフタレートおよびガラスエポキシ樹脂のいずれかからなる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明は確実に貫通孔を形成することができる基板の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の実施の形態１に従った、基板の製造方法で使用するレーザ加工装置の模式図である。
【図２】この発明の実施の形態１に従った基板の製造方法で加工されるフレキシブルプリント基板の断面図である。
【図３】この発明の実施の形態１に従った基板の製造方法において絶縁層を除去する工程を説明するための断面図である。
【図４】この発明の実施の形態１に従った基板の製造方法において孔の検査工程を説明するための断面図である。
【図５】ポリイミドの可視および紫外領域における透過率（縦軸）と波長（横軸）との関係を示すグラフである。
【図６】ポリイミドの可視および紫外領域における吸収率（縦軸）と波長（横軸）との関係を示すグラフである。
【図７】ポリイミドの赤外領域における吸収（縦軸）と波数（横軸）との関係を示すグラフである。
【図８】絶縁層として用いられるＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）および液晶ポリマーの可視および紫外領域における透過率（縦軸）と波長（横軸）との関係を示すグラフである。
【図９】ＰＥＴの赤外領域における吸収（縦軸）と波数（横軸）との関係を示すグラフである。
【図１０】液晶ポリマーの赤外領域における吸収（縦軸）と波数（横軸）との関係を示すグラフである。
【図１１】この発明の実施の形態２に従った基板の製造方法で用いられるレーザの照射軌跡を示す平面図である。
【図１２】この発明の実施の形態２に従った基板の製造方法で用いられるレーザの照射軌跡を示す平面図である。
【図１３】この発明の実施の形態２に従った基板の製造方法で用いられるレーザの照射軌跡を示す平面図である。
【図１４】実施例によってレーザのトレパニングなしで製造された基板の平面図である。
【図１５】実施例によってレーザのトレパニングなしで製造された基板の断面図である。
【図１６】実施例によってレーザのトレパニングありで製造された基板の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態では同一または相当する部分については同一の参照符号を付し、その説明については繰返さない。また、各実施の形態を組合せることも可能である。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１に従った、基板の製造方法で使用するレーザ加工装置の模式図である。図１を参照して、この発明の実施の形態１に従った基板の製造方法で使用するレーザ加工装置１は、樹脂を加工する加工部１００と、加工部１００で加工された樹脂を測定する測定部２００とを有する。加工部１００は、ＹＡＧレーザ源である加工用レーザ源１１０と、加工用レーザ源１１０から照射されたレーザ光１１１の向きを変えるためのガルバノスキャナ１２０と、ガルバノスキャナ１２０で反射したレーザ光を収束させるＦθレンズ１３０とを有する。Ｆθレンズ１３０で集光されたレーザ光１１２は、フレキシブルプリント基板３００の表面に照射される。レーザ光１１２が照射される領域が加工エリア３１０であり、フレキシブルプリント基板上の有機物層が除去される。
【００１７】
加工用レーザ源１１０は、複数の種類のパルスレーザを照射することが可能である。この複数のレーザは、フレキシブルプリント基板上の有機物層および接着層を除去するための最適な波長を有する。
【００１８】
加工エリア３１０に隣接するように測定エリア３２０が設けられる。測定エリア３２０では、加工エリア３１０で加工された部分が正しく加工されているかどうかが測定される。
【００１９】
加工エリア３１０では、加工箇所に加工を促進するためのガスを供給することが可能である。
【００２０】
測定部２００は、残渣測定用レーザ源２１０を有する。残渣測定用レーザ源２１０から射出されたレーザ光２１１は、ガルバノスキャナ２２０で反射してそのレーザ光は集光レンズ２３０を透過する。集光レンズ２３０を透過したレーザ光は測定エリア３２０のフレキシブルプリント基板３００表面で反射して受光部２４０で検出される。受光部２４０は、レーザ光２１３を測定することで加工エリア３１０での加工状態を撮像することができる。なお、測定部２００は必ずしも設ける必要はない。
【００２１】
加工用レーザ源１１０、ガルバノスキャナ１２０、２２０、残渣測定用レーザ源２１０および受光部２４０はそれぞれ制御部４００に接続されている。測定したデータまたは照射するレーザの強さなどが制御部４００により送られる。制御部４００では、コンピュータにより、得られたデータをもとにして、加工が適切に行なわれているかどうかを判断することができる。
【００２２】
図２は、この発明の実施の形態１にレーザ加工方法で加工されるフレキシブルプリント基板の断面図である。図２を参照して、銅層１０、絶縁層２０および銅層３０の積層構造体にレーザ光１１２で開口３１を形成する。開口３１の直径はＤとされる。銅層１０はいずれの導電層であってもよい。たとえば、銅、アルミニウムなどの金属であってもよく、不純物が導入されたシリコンなどの半導体であってもよい。
【００２３】
また、絶縁層２０は、たとえば、ガラスエポキシ樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリイミド（ＰＩ）および液晶ポリマー（ＬＣＰ）などのさまざまな有機物を採用することが可能である。接着層２０ａにより、絶縁層２０は、銅層１０に接続されている。
【００２４】
図３は、この発明の実施の形態１に従った基板の製造方法において絶縁層を除去する工程を説明するための断面図である。図３を参照して、レーザ光１１２により、絶縁層２０に孔２２を形成する。このとき、レーザ光１１２は、銅層１０を露出させるようにレーザ光１１２が照射される。
【００２５】
レーザ光１１２は、単一波長のレーザを一度だけ照射してもよく、複数段階にわたって照射されてもよい。レーザ光の波長は、４００ｎｍ以上９μｍ未満である必要がある。レーザ光１１２の照射により積層構造を貫通する孔２２を形成する。レーザとして、たとえば、ファイバレーザ、ＹＡＧレーザまたはＹＶＯ4レーザのいずれかを用いることができる。
【００２６】
図４は、この発明の実施の形態１に従ったレーザ加工方法において孔の検査工程を説明するための断面図である。図４を参照して、残渣測定用レーザ源２１０からレーザ光２１１を照射する。そして、孔２２の周囲から反射した電磁波を受光部２４０が検出する。このときの検出量によって、孔２２の周囲にどの程度残存した絶縁層２０が残っているかどうかを検出することができる。そして、孔２２全体で絶縁層２０の残存量のマップを作成する。
【００２７】
図５は、ポリイミドの可視および紫外領域における透過率（縦軸）と波長（横軸）との関係を示すグラフである。図６は、ポリイミドの可視および紫外領域における吸収率（縦軸）と波長（横軸）との関係を示すグラフである。図５および図６を参照して、吸収率は、透過率と関連しており、反射率が無視できる程小さい場合、吸収率＝１−透過率という式が成立する。
【００２８】
図７は、ポリイミドの赤外領域における吸収（縦軸）と波数（横軸）との関係を示すグラフである。図７を参照して、いずれの絶縁層２０を構成する材料においても、特定の波数で吸収が大きくなっていることがわかる。これは、絶縁層２０を構成する化学結合に起因する吸収である。
【００２９】
このように絶縁層を構成する材料に応じて高い吸収率を有する波長のレーザを照射することによって、絶縁層２０を確実に除去することができる
図８は、絶縁層として用いられるＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）および液晶ポリマーの可視および紫外領域における透過率（縦軸）と波長（横軸）との関係を示すグラフである。
【００３０】
図８を参照して、ＰＥＴおよび液晶ポリマーでは、約２００〜４５０ｎｍの範囲で吸光度が大きくなる。したがって、加工用のレーザ源としてこの波長のレーザを用いれば、有機物層を構成するＰＥＴおよび液晶ポリマーでの吸収が大きくなり、確実に除去することができる。なお、紫外および可視領域での吸収は、赤外領域での吸収のように、有機物を構成する特定の化学結合に基づく吸収ではない。そのため、赤外吸収で見られた鋭いピークは紫外および可視領域では見当たらない。
【００３１】
図９は、ＰＥＴの赤外領域における吸収（縦軸）と波数（横軸）との関係を示すグラフである。図１０は、液晶ポリマーの赤外領域における吸収（縦軸）と波数（横軸）との関係を示すグラフである。図９および図１０を参照して、特定の波数において、吸収が大きくなっていることがわかる。これは、絶縁層を構成する特定の化学結合（官能基）による吸収であり、このような吸収が存在すれば、その官能基を有する有機物が残存していることがわかる。そして、吸収が大きい波数のレーザを照射することで、効率よく樹脂にレーザのエネルギーを吸収させることができる。
【００３２】
なお、以下において各樹脂の吸光度について説明する。
ＰＥＴでは、波数が１７１２ｃｍ-1において吸光度のピークが存在する。このピークは、エステルのＣ＝Ｏ結合に由来する。このピークの波長は５．８４μｍである。このような波長のレーザとして、浜松ホトニクス社量子カスケードレーザ（波長５．８μｍ）がある。
【００３３】
またＰＥＴは、波数が１２４０ｃｍ-1において吸光度のピークを有する。このピークは、カルボニル基のＣ−Ｏ結合に由来する。このピークの波長は８．０６μｍであり、このような波長のレーザとして、半導体レーザ（ＰｂＳ1-xＳｅx（波長４−８．５μｍ））がある。
【００３４】
またＰＥＴは波数１１００ｃｍ-1において吸光度のピークを有する。このピークはカルボニル基のＣ−Ｏ結合に由来する。このピークの波長は９．０９μｍであり、このような波長のレーザとして、半導体レーザ（Ｐｂ1-xＳｎxＴｅ（波長６．３−３２μｍ））がある。
【００３５】
またＰＥＴは可視領域の波長３００ｎｍにおいて吸光度のピークを有する。このような波長のレーザとして、ＸｅＣｌエキシマレーザ（波長０．３０８μｍ）がある。
【００３６】
ＰＩは赤外領域の波数が１７７５ｃｍ-1において吸光度のピークを有する。このピークはイミドＣ＝Ｏ結合に由来する。このピークの波長は５．６３μｍであり、このような波長のレーザとして、ＤＢｒ化学レーザ（波長５．８−６．３μｍ）がある。
【００３７】
またＰＩは、波数が１７１２ｃｍ-1の吸光度のピークを有する。このピークはイミドＣ＝Ｏ結合に由来する。このピークの波長は５．８４μｍであり、このような波長のレーザとしてＤＢｒ化学レーザ（波長５．８−６．３μｍ）がある。
【００３８】
またポリイミドは、波数１４００ｃｍ-1において吸光度のピークを有する。このピークは両側のベンゼン環のメチレンに由来する。このピークの波長は７．１４μｍであり、このような波長のレーザとして半導体レーザ（ＰｂＳ1-xＳｅx（波長４−８．５μｍ））が存在する。
【００３９】
またポリイミドは可視領域において波長が４５０ｎｍで吸光度のピークを有し、このような波長のレーザとしてＡｒイオンレーザ（波長０．４５μｍ）が存在する。
【００４０】
ＬＣＰは赤外領域において波数が１７３０ｃｍ-1の吸光度のピークを有する。このピークはエステルのＣ＝Ｏ結合に由来する。このピークの波長は５．７８μｍであり、このような波長のレーザとして浜松ホトニクス社製量子カスケードレーザ（波長５．８μｍ）または半導体レーザ（ＰｂＳ1-xＳｅx（波長４−８．５μｍ））が存在する。
【００４１】
またＬＣＰは波数１３００−１１５０ｃｍ-1の吸光度のピークを有する。このピークはエステルのＣ−Ｏ結合に由来する。このピークの波長は７．６９−８．７０μｍであり、このような波長のレーザとして半導体レーザ（ＰｂＳ1-xＳｅx（波長４−８．５μｍ））がある。
【００４２】
ＬＰＣは波数１６５０−１４００ｃｍ-1の吸光度のピークを有する。このピークは、ベンゼン環のＣ＝Ｃ結合に由来する。このピークの波長は６．０６−１．７４μｍである。このような波長のレーザとして、ＤＢｒ化学レーザ（波長５．８−６．３μｍ）、半導体レーザ（ＰｂＳ1-xＳｅx（波長４−８．５μｍ））がある。
【００４３】
また、ＬＰＣは波長４００ｎｍにおいて吸光度のピークを有し、このような波長のレーザとして半導体レーザ（波長が０．４１μｍ）およびＰｂ蒸気レーザ（波長０．４１μｍ）が存在する。
【００４４】
これらのレーザを加工用に用いることで、絶縁層２０による吸収を高めることができる。
【００４５】
（実施の形態２）
図１１から図１３は、この発明の実施の形態２に従った基板の製造方法で用いられるレーザの照射軌跡を示す平面図である。実施の形態２では、レーザの照射軌跡を環形状としてトレパニング加工を行う。図１１で示すように、小さな円を描きながら大きな円を描くように、レーザの軌跡１１２ａを形成してもよい。また、図１２で示すように、円軌道であって軌跡１１２ａの始点と終点とが重なるように軌跡１１２ａを描いてもよい。さらに、図１３で示すように、スパイラル形状（渦巻き形状）に軌跡１１２ａを描いてもよい。
【実施例１】
【００４６】
図２で示すような、銅板（厚みが１８μｍ）、絶縁層２０を構成するポリイミド樹脂（厚みが２５μｍ）、銅板（厚みが１８μｍ）の層構造を有するフレキシブルプリント基板を準備した。
【００４７】
このフレキシブルプリント基板において、波長１．０６ｎｍ、出力２１Ｗ、パルス幅５０ｎｓ、繰り返し周波数２５ｋＨｚのファイバレーザを用いてガルバノスキャナ走査により貫通孔の加工を行った。このとき、不活性ガスとして窒素を１０ｄｍ3／分の流量で流すことにより銅の酸化を防いだ。このとき、ファイバレーザを円運動させないサンプル（図１４および図１５）およびファイバレーザを円運動（円の直径０．１ｍｍ、レーザの円周方向の移動速度５０ｍｍ／秒）させたサンプル（図１６）を製造した。
【００４８】
図１４から図１６で示すように、トレパニングの有無にかかわらず、孔を形成することができた。孔は、Ｃｕ層、ＰＩ層およびＣｕ層を貫通している。しかしながら、トレパニング工程を加えた図１６のサンプルでは、抉れが少なくなった。
【００４９】
図１５において、抉れ量Ｅは３１．７μｍであり、図１６において、抉れ量Ｅは１４．１μｍであった。
【実施例２】
【００５０】
実施例２では、絶縁層をＰＥＴ，ガラスエポキシおよび液晶ポリマーに変更したが、実施例１と同様の結果が得られた。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
この発明は、銅層、絶縁層および銅層が積層された基板の製造方法の分野で用いることができる。
【符号の説明】
【００５２】
１  レーザ加工装置、１０，３０  銅層、２０  絶縁層、２２  孔、３１  開口、１００  加工部、１１０  加工用レーザ源、１１１，１１２，２１１，２１３  レーザ光、１２０，２２０  ガルバノスキャナ、１３０  レンズ、２００  測定部、２１０  残渣測定用レーザ源、２３０  集光レンズ、２４０  受光部、３００  フレキシブルプリント基板、３１０  加工エリア、３２０  測定エリア、４００  制御部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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