(57)【要約】【課題】  アライメント用内層ランドを露出させるスカイブ加工において、レーザ光の一部を重ねつつ、レーザ光を走査していく加工を実施し入熱が多くなる場合においても、アライメント用内層ランドの消失あるいは欠けを防止することができるレーザ加工方法を得る。【解決手段】  アライメント用内層ランド上部の絶縁層の一部とアライメント用内層ランド周辺の未加工の絶縁層とを接続した桟状の絶縁層を、アライメント用内層ランド上に構成することにより、この桟状の絶縁層がアライメント用内層ランドを押さえる役割を果たす。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多層プリント配線基板のアライメント用内層ランドをレーザ光によるスカイブ加工により露出させるレーザ加工方法において、
前記アライメント用内層ランドの上部の絶縁層の一部と前記アライメント用内層ランドの周辺の未加工の絶縁層とを接続した桟状の絶縁層を、前記アライメント用内層ランド上に形成するようにレーザ加工を行うことを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項２】
前記桟状の絶縁層が、前記アライメント用内層ランド周辺の未加工の絶縁層と複数箇所で接続していることを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工方法。
【請求項３】
前記アライメント用内層ランド上に複数箇所スカイブ加工を行うにあたり、一つのスカイブ加工を行なった後、所定の非加工時間を設け、その後他のスカイブ加工を行なうことを特徴とする請求項２に記載のレーザ加工方法。
【請求項４】
アライメント用内層ランドを備えた多層プリント配線基板の製造方法において、
前記アライメント用内層ランドの上部の絶縁層の一部と前記アライメント用内層ランドの周辺の未加工の絶縁層とを接続した桟状の絶縁層を、前記アライメント用内層ランド上に形成するようにレーザ加工を行う行程と、
前記レーザ加工を行う行程の後に、前記アライメント用内層ランドをカメラで撮影する行程とを含むことを特徴とする多層プリント配線基板の製造方法。
【請求項５】
多層プリント配線基板のアライメント用内層ランドをレーザ光によるスカイブ加工により露出させるレーザ加工方法において、
前記アライメント用内層ランドの上部の絶縁層を一部残すとともに、
この残した絶縁層と前記アライメント用内層ランドの周辺の未加工の絶縁層とを接続する絶縁層をさらに残すようにレーザ加工を行なうことを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項６】
前記接続する絶縁層を複数備えたことを特徴とする請求項５に記載のレーザ加工方法。
【請求項７】
アライメント用内層ランドを備えた多層プリント配線基板の製造方法において、
前記アライメント用内層ランドの上部の絶縁層をレーザ光によるスカイブ加工により一部残して除去するとともに、この残った絶縁層と前記アライメント用内層ランドの周辺の未加工の絶縁層とを接続する絶縁層を残すようにレーザ加工を行なう行程と、
前記レーザ加工を行う行程の後に、前記アライメント用内層ランドをカメラで撮影する行程とを含むことを特徴とする多層プリント配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工物にレーザ光を照射して被加工物に穴明け加工を行うレーザ加工方法および多層プリント配線基板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の携帯電話を始めとするデジタル製品の高機能化に伴い、それらに使用される多層プリント配線基板に対する高密度化要求は一段と進んでいる。この高密度化の要求に応じ、さらなる多層プリント配線基板の高密度化を図る方法として、絶縁層と導体層を交互に順次積層していくビルドアップ方式と呼ばれる多層プリント配線基板製造方法がよく知られている。
【０００３】
ビルドアップ方式による多層プリント配線基板は、層間の電気的な接続をレーザ加工により形成した小さな穴径のビアホール（以下、単にビアと呼ぶ）を介して行う。そのため、多層プリント配線基板を安定的に電気接続するためにはビアの高い位置合わせ精度が求められる。ビアの位置合わせ精度を決める技術的に重要な箇所として、位置合わせの基準となるアライメント用内層ランドが挙げられる。
【０００４】
多層プリント配線基板の一般的な製造の流れとして、アライメント用内層ランドと配線パターンが形成されているコア基板に、絶縁層、導体層の順番で積層を行い、続いて、表面除去加工であるスカイブ加工をレーザ光により行い、アライメント用内層ランドの上にある絶縁層と導体層を四角形状あるいは円形状等に除去してランドを露出させ、レーザ加工機に備えられたカメラ等で認識し、基板の伸び縮みや回転等を計算することで、内層パターンの形成状況に合わせた最適な座標系を決めてレーザ光を照射し加工を行っている。その後、新たにアライメント用内層ランドと配線パターンを形成し、絶縁層、導体層の積層、アライメント用内層ランドの露出、カメラ等による認識、レーザ加工と繰り返していく。
【０００５】
位置合わせの基準となるアライメント用内層ランドは、レーザ光を照射して露出させることから、適切なレーザ加工条件を設定しないと、途中の絶縁層で加工が止まり、アライメント用内層ランドまで到達しない場合がある。その対策としては、途中の絶縁層を確実に除去できるようにレーザ加工条件を強くすることが挙げられる。一方、アライメント用内層ランドの大きさはφ１ｍｍ〜２ｍｍが一般的であり、レーザ光の径はφ１００μｍ程度であり、アライメント用内層ランドの大きさに比べて極めて小さな径であるため、単パルス加工によりアライメント用内層ランドを露出させることは困難である。また、アライメント用であることから、後にマークを画像認識するため、マーク周辺の露出面の表面状態をできる限り均一にする必要がある。ゆえに、小径のレーザ光の一部を重ねつつ、レーザ光を走査していく、いわゆるスカイブ加工（ザグリ加工とも呼ばれる）を用いることが一般的である（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１１５６６１（［００４５］段落）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記の製造方法では、レーザ加工条件が強く、またスカイブ加工を用いているため単位面積当たりのレーザ光による入熱量が大きいことから、アライメント用内層ランドの下にある絶縁層についてもレーザ光による溶融が進み、溶融した絶縁層部分はガス化する。この絶縁層の溶融によるアライメント用内層ランドを支持する能力の低下と、発生したガスが多層プリント配線基板の上方へ放出される際の圧力によって、アライメント用内層ランドは押し上げられ、吹き飛ばされる可能性があり、その結果アライメント用内層ランドが消失してしまうという課題がある。
【０００８】
また、アライメント用内層ランドの消失まではいかなくとも、入熱量が大きいため、ランド自身がレーザ光により加工され溶融してしまう可能性があり、ランドの一部が傷ついたり、欠けたりするという課題もある。
【０００９】
本発明は、前述のような課題を解決するためになされたもので、被加工物へのレーザ光を用いたスカイブ加工においても、アライメント用内層ランドを安定的に露出させることを可能とするレーザ加工方法及び多層プリント配線基板の製造方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係わるレーザ加工方法においては、レーザ光によるスカイブ加工によってアライメント用内層ランドを露出させる際に、アライメント用内層ランド上部の絶縁層の一部を残すとともに、この残した絶縁層とアライメント用内層ランド周辺の未加工の絶縁層とを絶縁層で接続した形状に加工することにより、例えば十字形や一文字等の形状の絶縁層の桟によりアライメント用内層ランドを上部から押さえたような構成とすることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明は、アライメント用内層ランドを露出させるスカイブ加工において、アライメント用内層ランド上部の絶縁層の一部を残し、アライメント用内層ランド周辺の未加工の絶縁層と前記残した絶縁層と接続することにより、アライメント用内層ランド上部に桟形状の絶縁層を構成するように加工することにより、この桟がアライメント用内層ランドを押さえる役割を果たすことができ、アライメント用内層ランドの消失あるいは欠けを防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１を示すレーザ加工装置の構成を示す図である。
【図２】ビルドアップ方式による多層プリント配線基板の一般的な製造方法を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１によるアライメント用内層ランドの露出手順を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態２によるアライメント用内層ランドの露出方法を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態３によるアライメント用内層ランドの露出方法を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態３による他のアライメント用内層ランドの露出方法を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態４によるアライメント用内層ランドの露出手順を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明を実施するための実施の形態１におけるレーザ加工装置の構成を示す図である。図１において、レーザ加工装置１００は、パルス状のレーザ光Ｌを照射することによって被加工物４にレーザ穴明け加工する装置である。レーザ加工装置１００は、レーザ光Ｌを発生させ出力するレーザ発振器１と、実際に被加工物４に穴明けレーザ加工を行うレーザ加工機本体３と、レーザ発振器１およびレーザ加工機本体３の動作を制御する加工制御装置２を備えている。
【００１４】
レーザ加工機本体３は、ズームレンズ系およびビーム整形用マスクで構成された照射面積制御部３１、ガルバノミラー３５Ｘ及び３５Ｙ、ガルバノスキャナ３６Ｘ及び３６Ｙ、ｆθレンズ３４、ＸＹテーブル（加工テーブルとも呼ぶ）３０、カメラ３９を備えている。
【００１５】
レーザ発振器１より出力されたレーザ光Ｌは、レーザ加工機本体３に送出され、照射面積制御部３１により加工内容に応じたビーム径に調整された後、ガルバノスキャナ３６Ｘ及び３６Ｙによって駆動されるスキャンミラー３５Ｘ及び３５Ｙにより反射され、ＸＹテーブル上で２次元的に走査される。そして、反射したレーザ光Ｌをｆθレンズ３４で集光して、被加工物４に照射し、加工穴４１を加工する。被加工物４は、水平方向に移動可能なＸＹテーブル３０上に真空吸着され固定されている。ガルバノスキャナ３６Ｘ及び３６Ｙでレーザ光Ｌを走査できる範囲はｆθレンズ３４の有効径で決まっており、ガルバノスキャナ３６でレーザ光Ｌが走査できない範囲に対しては、被加工物４を固定しているＸＹテーブル３０自体を水平に移動させることで、レーザ光Ｌが走査できなかった範囲をｆθレンズ３４直下に移動させてレーザ光Ｌを照射し、被加工物４全体へのレーザ光Ｌの照射を行って全ての加工穴４１の加工を実施する。また、被加工物４に設けられたアライメント用内層ランド４２の座標を読み取るために、レーザ加工機本体３にはカメラ３９が配置されている。アライメント用内層ランド４２の位置は被加工物毎に任意に設定されるため、被加工物毎にＸＹテーブル３０自体を水平に移動させて、アライメント用内層ランド４２をカメラ３９の直下に移動させ、このアライメント用内層ランド４２の映像を取り込み、加工制御装置２にて座標を特定する。
【００１６】
次に、ビルドアップ方式による一般的な多層プリント配線基板製造方法を図２、本発明によるアライメント用内層ランドの露出方法を、図３を用いて説明する。
【００１７】
図２（ａ）は、絶縁層２２ａの両面に導体層２３ａ，ｂが張られた両面基板（多層プリント配線基板のコアになるのでコア基板とも呼ぶ）２０ａの断面図である。次に、このコア基板２０ａの片面をエッチング処理等することにより、アライメント用内層ランド４２及びブラインドビアホール（以下ＢＶＨと記載）用のレーザ受けランド２１を始めとする導体回路の形成を行う。これらの形成を行なったコア基板２０ｂを、図２（ｂ）に示す。このコア基板２０ｂに絶縁層２２ｂ、導体層２３ｃの順番で積層した多層基板２４ａが図２（ｃ）となる。そして、図２（ｃ）に示した積層された多層基板２４ａにレーザ光Ｌによるスカイブ加工を施し、スカイブ加工穴２５を形成することで、アライメント用内層ランド４２を露出させた多層基板２４ｂが図２（ｄ）となる。次いで、露出させたアライメント用内層ランド４２の位置をカメラ３９で読み取り、この位置から基準座標を特定し、所定の位置にＢＶＨ加工が行われ、加工穴４１が形成された多層基板２４ｃを示したものが図２（ｅ）となる。その後、無電解めっき及び電解めっき、エッチング法による工程を経て、次の導体回路が形成される。導体回路層の層数を増加させたい場合は、図２（ｃ）から次の導体回路形成までの一連の工程を繰り返すことにより、任意の層を持つビルドアップ方式による多層プリント配線基板を製造することが可能となる。
【００１８】
次に、本発明を用いてアライメント用内層ランド４２を露出させる手順について、図３を用いて説明する。図３の（ａ）〜（ｃ）は時系列に並べられており、それぞれの図の上側には被加工物４を上面から見た上面図を示し、下側には被加工物４を側面から見た上面図におけるＡ−Ａ断面図を示す。図３（ａ）は、導体回路を形成されたコア基板２０ｂに絶縁層２２ｂ、導体層２３ｃの順番で積層を行った多層基板２４ａ（図２（ｃ）に対応）を示す図である。
【００１９】
まず、加工制御装置２によりレーザ発振器１、ガルバノスキャナ３６が制御され、多層基板２４ａのアライメント用内層ランド４２を露出させるために、図３（ｂ）に示すように、レーザ光Ｌを重ね合わせながら少しずつずらして走査することによりスカイブ加工が実施され、スカイブ加工穴２５が形成される。この時、従来のスカイブ加工では、アライメント用内層ランド４２の上にある絶縁層２２ｂと導体層２３ｃを全て除去してランドを露出させていたが、本発明においては、図３（ｂ）に示すように、アライメント用内層ランド４２上の絶縁層２２ｂと導体層２３ｃの一部を残し、かつ、アライメント用内層ランド４２の輪郭の一部を露出させるように四角形状に加工を行なう。これにより、アライメント用内層ランド４２の４分の１弱の範囲が露出した状態となる。
【００２０】
次に、図３（ｂ）に示した四角形状の加工部分とは接しないような位置に、同様にアライメント用内層ランド４２の輪郭の一部を露出させるような四角形状のスカイブ加工を行なう。これにより、分離された四角形状のスカイブ加工それぞれに、アライメント用内層ランド４２が露出してくる。このような四角形状を除去していくスカイブ加工を計四回行った結果が、図３（ｃ）である。図３（ｃ）に示すように、アライメント用内層ランド４２上に、十字形状に絶縁層２２ｂと導体層２３ｃを残すとともに、この十字形状の絶縁層２２ｂと導体層２３ｃが、アライメント用内層ランド４２の周辺の未加工の絶縁層２２ｂと導体層２３ｃに接続された状態となっている。言い換えれば、アライメント用内層ランド４２の周辺の未加工の絶縁層２２ｂと導体層２３ｃが、アライメント用内層ランド４２上に延長された形状とも言える。
【００２１】
図３（ｃ）の上面図からも分かるように、アライメント用内層ランド４２上に残った絶縁層２２ｂと導体層２３ｃが、あたかもアライメント用内層ランド４２を上部から押さえる十字形状のいわゆる桟２８を構成しているとも言える。すなわち、アライメント用内層ランド４２上に、このランド４２を横切りこのランド４２の周辺の未加工の絶縁層２２ｂおよび導体層２３ｃと接続された桟２８形状の絶縁層２２ｂおよび導体層２３ｃを、スカイブ加工で残したことが本発明の特徴である。この桟２８を残すことにより、アライメント用内層ランド４２が吹き飛ぼうとする力を、この桟２８およびこの桟２８を通じてアライメント用内層ランド４２周辺の未加工の絶縁層２２ｂや導体層２３ｃが押さえ込む役を果たすことができるため、アライメント用内層ランド４２の消失を防止することができるのである。
【００２２】
なお、本実施の形態においては、アライメント用内層ランド４２の輪郭の全てを露出させていないので、カメラ３９によるアライメント用内層ランド４２の位置の測定に影響が出ることが考えられる。しかし、アライメント用内層ランド４２は通常ほぼ真円に制作されており、輪郭の一部が露出していれば、加工制御装置２によりアライメント用内層ランド４２の形状を補正により認識することができ、位置座標を算出することは可能である。現在の装置の性能では、アライメント用内層ランド４２の輪郭の８０％程度が露出していれば、加工品質に影響ない程度の精度で位置の特定が可能であるが、今後装置の性能が向上すれば、さらに露出を少なくすることができる。よって、アライメント用内層ランド４２の輪郭の露出の程度は、位置座標を算出する装置の性能に応じて適宜設定すればよい。
【００２３】
また、本実施の形態では、アライメント用内層ランド４２を露出させるスカイブ加工において、アライメント用内層ランド４２上の絶縁層２２ｂと導体層２３ｃを一部残した加工を行うことから、従来のアライメント用内層ランド４２上の絶縁層２２ｂと導体層２３ｃを全て除去するスカイブ加工と比べて、一度に加工する面積が減少するため、被加工物への入熱量を低減させることが可能となる。そのため、アライメント用内層ランド４２の下にある絶縁層２２ａの溶融およびガス化を低減することができ、アライメント用内層ランド４２を押し上げる圧力を低減することが可能となるとともに、アライメント用内層ランド４２自体の損傷低減にも効果がある。
【００２４】
なお、さらなる入熱量の低減を考慮するならば、例えば、図３において四カ所スカイブ加工を行なうに際して、一カ所加工する毎に加工待ち時間を設定し、被加工物の放熱時間を設けることで被加工物の蓄熱が軽減され、よりアライメント用内層ランド４２の下にある絶縁層２２ａの溶融およびガス化の低減、およびアライメント用内層ランド４２の損傷低減を実現することができる。
【００２５】
実施の形態２．
実施の形態１では、アライメント用内層ランド４２上に十字形状の絶縁層２２ｂと導体層２３ｃを残し、４カ所でアライメント用内層ランド４２の周辺の未加工の絶縁層２２ｂと導体層２３ｃに接続した。通常、アライメント用内層ランドは径が小さくなるほど、それを支持する樹脂層（例えば図３（ｃ）におけるアライメント用内層ランド４２の直下の樹脂層２２ａ）が細くなるので、アライメント用内層ランド４２は吹き飛びやすくなり、消失する可能性が高くなるので、実施の形態１のように４カ所で接続することが望ましい。一方、アライメント用内層ランド４２が大きいのであれば、消失する可能性は低いので、わざわざ複数の接続箇所を残しておく必要はない。本実施の形態においては、接続箇所を一カ所とした加工方法を説明する。
【００２６】
図４は、本実施の形態の加工方法によりスカイブ加工した後の多層基板を示したものである。図４（ａ）は多層基板２４ｂを上方から見た上面図であり、図４（ｂ−１）および（ｂ−２）は、それぞれ図４（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図およびＣ−Ｃ断面図である。図４に示したように、Ｃの字にスカイブ加工を行ない、一カ所でアライメント用内層ランド４２上の絶縁層２２ｂおよび導体層２３ｃと、アライメント用内層ランド４２の周辺の未加工の絶縁層２２ｂおよび導体層２３ｃとを接続したものである。加工方法は、実施の形態１の図３と同様であり、スカイブ加工する部分の形状と数が異なるのみである。
【００２７】
なお、図４（ａ）の上面図の通り、接続箇所は一カ所であるが、アライメント用内層ランド４２上の絶縁層２２ｂと導体層２３ｃが、このランド４２周辺の未加工の絶縁層２２ｂと導体層２３ｃと接続されることで、実施の形態１と同様に、アライメント用内層ランド４２を上部から押さえる桟２８の作用を奏することは明らかである。
【００２８】
また、図４においてはＣの字形状により一カ所に接続箇所を設けたが、スカイブ加工の外周は円形状ではなく矩形形状でも良く、また内周も矩形形状でも良く、接続箇所を一カ所設ければ、その他の形状は特に限定されない。
【００２９】
実施の形態３．
実施の形態１では四カ所、実施の形態２では一カ所に接続箇所を設ける構成を説明したが、接続箇所の数は適宜設定すれば良く、上述したように、アライメント用内層ランド４２の大きさに応じて接続箇所の数を設定すればよい。
【００３０】
例えば、図５および図６に他の実施例を示す。図５は外周を四角形状にスカイブ加工を行なった場合の例で、図５（ａ）は二カ所に接続箇所を設けた場合の例であり、図５（ｂ）は三カ所に設けた場合の例である。これらの構成は言い換えれば、図５（ａ）は一字形状の桟を設け、図５（ｂ）はＹ字形状の桟を設けた構成であると言える。一方、図６は外周を円形状にスカイブ加工を行なった場合の例で、図６（ａ）は四カ所に接続箇所を設けた例、図６（ｂ）は二カ所に設けた例、図６（ｃ）は三カ所に設けた例である。これらの構成は言い換えれば、図６（ａ）は十字形状の桟を設け、図６（ｂ）は一字形状の桟を設け、図６（ｃ）はＹ字形状の桟を設けた構成であると言える。これらの例に見られるようにスカイブ加工の形状は特に限定されるものではなく、外周は四角形状や円形状以外でも問題なく、桟の形状も一字や十字等適宜設定すれば良く、桟を設けることにより本発明の効果を奏するのである。
【００３１】
実施の形態４．
上記実施の形態においては、アライメント用内層ランド上４２には絶縁層２２ｂおよび導体層２３ｃが積層されており、この絶縁層２２ｂおよび導体層２３ｃを合わせてスカイブ加工で除去した。一方、アライメント用内層ランド４２上に絶縁層２２ｂのみが存在する基板もある。この場合は、絶縁層２２ｂのみを除去すればよい。除去の方法は、上記実施の形態と同様に行なえば良く、例えば実施の形態１の図３を導体層の無い場合に変更した図が、図７になる。
【００３２】
図７に示したように、図３との相違は上部導体層２３ｃの有無のみであり、当然ながら絶縁層２２ｂのみを除去するか導体層２３ｃも合わせて除去するかでレーザ光の出力は変更する必要はあるが、加工の手順は全く同じである。このような上部に導体層２２ｃが無い基板においても、図７に示すような手順で加工を行ない、アライメント用内層ランド４２上に絶縁層２２ｂを残し未加工部分の絶縁層２２ｂと接続することにより、桟２８を構成しアライメント用内層ランド４２が押し上げられる圧力を押さえ込む作用が働き、アライメント用内層ランド４２の消失を防止することができる。もちろん、実施の形態２および３を上部導体層２３ｃの無い基板に適用することも可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１  レーザ発振器
２  加工制御装置
３  レーザ加工機本体
４  被加工物
２０ａ，ｂ  コア基板
２１  ＢＶＨ用レーザ受けランド
２２ａ，ｂ  絶縁層
２３ａ，ｂ，ｃ  導体層
２４ａ，ｂ，ｃ  多層基板
２５  スカイブ加工穴
２８  桟
３０  ＸＹテーブル
３１  照射面積制御部
３４  ｆθレンズ
３５  ガルバノミラー
３６  ガルバノスキャナ
３９  カメラ
４１  加工穴
４２  アライメント用内層ランド
１００  レーザ加工装置
【図１】
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【図２】
2013168495.tif 000004
【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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