(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材に対してレーザを用いて孔加工する回路基板の製造方法において、基材をなす主成分以外の機械的な加工性の劣る有機物質について紫外線照射又はオゾン雰囲気中への暴露処理をした基材に対してレーザ孔加工する事を特徴とする回路基板の製造方法。
【請求項２】
基材に対してレーザを用いて孔加工する回路基板の製造方法において、基材をなす主成分以外の機械的な加工性の劣る有機物質について紫外線照射、かつ、オゾン雰囲気中への暴露処理をした基材に対してレーザ孔加工する事を特徴とする回路基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は電子機器の回路に用いられる回路基板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、回路基板は小型高性能化を実現するために、片面にだけ回路を形成する片面板から両面に回路を形成する両面板に、さらに多層に回路を形成する多層回路基板へと変化してきており、現在多層化の進んだ基板が多く採用されている。
【０００３】
回路基板に形成されるビアホールは、普通ドリルやパンチングマシンにより１孔づつ形成している。コストダウンのために一部ではレーザにより高速孔加工することが行われている。
【０００４】
レーザ孔加工においては、レーザの波長、出力、パルス幅などの条件設定が必要となるが、加工性のよいエポキシ樹脂等を主成分として、これに強化材等のガラス繊維やアラミド繊維と云った他の副成分を複合させた２種以上の物質よりなるいわゆるＦＲＰ等で形成された基板に対する孔加工では、加工面で前記副成分に対応するために、出力、パルス幅などを変えて条件の調整を行い、歩留まりを向上させている。
【０００５】
また、孔加工したビアホールやスルホールに対してペーストを押圧して充填する工程では、スキージと称される充填ヘッドを用いた印刷工法によって製造されている。印刷工法においては、スキージの硬度、角度、印圧、充填動作の速度など極めて多くの条件設定が必要であり、わずかな設定の差が品質に影響を与えるため、製造現場での経験から調整を行い、ペースト充填工程での歩留まり、品質を向上させている。
【０００６】
ペーストの充填工程においては、スキージに対する工夫がなされており、平スキージ、剣スキージ、印刷面との接触部が曲面となっているスキージなどスキージの形状に工夫がなされているものや、スキージにヒータを内蔵し、一定温度に加熱しペーストの粘度を低下させ充填力を向上させている。
【０００７】
ペーストの粘度変化については、稼動時間に比例してペーストの粘度が上昇する事から、一定時間毎にペーストを入れ換えたり有機溶剤を加えて粘度を調節する事でペースト粘度の安定化を図っている。
【０００８】
さらに、孔加工されたビアホールやスルホールへのペーストの充填量をコントロールするために、孔に充填するペーストの量は基板表面まで充填する事で、充填量の安定化を図っている。
【０００９】
以下に図１１、図１２を参照しながら、上記した従来の回路基板の製造方法の具体例について説明する。
【００１０】
図１１の（ａ）、（ｂ）は従来技術の孔加工工程における回路基板の製造方法及び装置を２例示している。
【００１１】
図１１の（ａ）において、ａはレーザ光源、ｂは反射ミラー、ｃは集光レンズ、ｄは基材、ｅは離型性フィルムである。離型性フィルムｅは基材ｄの両面に貼り合わされている。レーザ光源ａより射出されたレーザ光は反射ミラーｂにより方向を変換されて集光レンズｃに向かい、ここで径を絞られ離型性フィルムｅが貼り合わされた基材ｄ上に照射される。レーザ光から与えられる光エネルギーは基材ｄで吸収され、熱エネルギーに変換されて基材ｄ及び離型性フィルムｅに貫通孔を形成する。
【００１２】
図１１の（ｂ）において、ｆはドリルである。基材ｄの上方からドリルｆが回転しながら降下し、ドリルｆの先端にある先切れ刃により離型性フィルムｅおよび基材ｄに順次に孔を明ける事で貫通孔を形成する。
【００１３】
図１２の（ａ）、（ｂ）は従来技術のペースト充填工程における回路基板の製造方法及び装置を２例示している。
【００１４】
図１２の（ａ）、（ｂ）において、ｋはマスクであり基材ｄの上に置かれる。
【００１５】
ｍ、ｎはスキージで、マスクｋの上を接触しながら移動する。ｐはペースト、ｑはステージである。ステージｑの上に接触して基材ｄが配置される。基材ｄの上方にはわずかの空間をおいてマスクｋが配置され、マスクｋの上にペーストｐが供給できる構造となっている。マスクｋの上方にスキージｍ、ｎが配置され、スキージｍ、ｎは上下方向および印刷方向に移動できるようになっている。
【００１６】
まずステージｑの上の所定の位置に基材ｄをセットする。次に基材ｄに形成されている貫通孔の位置と、マスクｋに形成されている孔位置を合わせ、基材ｄ上にマスクｋをセットする。つぎに、マスクｋ上にペーストｐを供給し、スキージｍ、ｎを降下させ基材ｄに所定の圧力をかけた状態で保持する。さらにスキージｍを印刷方向に移動させ、ペーストｐを基材ｄ上で移動させる事で印刷を行い、基材ｄの孔加工されている貫通孔にペーストｐを押圧して充填する。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来技術の回路基板の製造方法の孔加工工程において、ドリルを用いる方法では極めて小さな孔加工は難しく、生産性が悪くコスト高であったりする。レーザを用いる方法でも孔形状は乱れた円状になったり断面形状は図１１の（ａ）に示すような鼓状になったりして、後工程のペーストの充填に大きな不良の要因を与えるとともに、上記のような２種以上の物質よりなる基材の加工では、主として副成分である物質の加工条件の相違などから最適な加工条件を選択する事が難しく、微妙な条件調整を行いながら生産しなくてはならず、品質および生産性が共に悪く、歩留まりも悪いという重大な課題を有している。
【００１８】
また、上記従来の回路基板の製造方法のペーストの充填工程においては、機械的誤差によってでさえペーストの充填形状や充填量が大きく変化し、抜けやかすれに代表される充填不良が発生し、図１２の（ｂ）に示す平スキージｎを用いた場合には、マスクや基材印刷面との接触角度の設定や維持が難しく、貫通孔に対して充填したペースト量のばらつきが大きくなりこれを適正に制御する事が極めて難しいという重大な課題を有している。また、図１２の（ａ）に示すような角スキージｍを用いた場合にはマスクや基材印刷面との接触角度の設定はたやすいが、基材印刷面と接触する先端部分の鋭利さが不足しマスクや基材上にペーストを残したり、充填に使用するペーストを抱え込む量が少ないために頻繁なペーストの補充が必要となるため、生産性が悪いという課題を有している。また、ペーストの粘度が揮発成分の発散によって上昇するようなことがあったり、粘度の高いペーストを用いたりすると、ちょうど良い状態に設定していた充填の条件では充填量の大きな不足が生じ、適正な充填条件を再度設定するのに極めて長い時間がかかるという課題を有していた。スキージにヒータを内蔵する充填工法では、単純にペーストの粘度を低下させるだけにすぎず、ペーストのローリングや充填に与える影響はほとんどなく、効果が薄いため、条件の設定や調整の作業の必要が残り、生産性が悪いという課題を残したままである。
【００１９】
本発明は上記問題点に鑑み、製造上の歩留まり、品質および生産性を向上する事のできる回路基板の製造方法を提供する事を目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、本発明の回路基板の製造方法は、基材をなす主成分以外の機械的な加工性の劣る有機物質について紫外線照射又はオゾン雰囲気中への暴露処理をした基材に対してレーザ孔加工する事を特徴とするものである。
【００２１】
【作用】
本発明の回路基板の製造方法の上記構成では、レーザ光による孔加工性の劣る物質に対して紫外線照射又はオゾン中への暴露を行う事で、機械的な孔加工性を事後的に向上させ、孔加工後の孔品質、歩留り、生産性を向上する事ができる。
【００２２】
【実施例】
本発明の回路基板の製造方法およびこれに関連する装置の幾つかの実施例について、図面を参照しながら以下に説明する。
【００２３】
図１、図２は本発明の第１の実施例を示している。図１の（ａ）に回路基板の製造に用いる孔加工装置の模式図を示してある。図１の（ａ）において１はレーザ光源、２は反射ミラー、３は集光レンズであり、レーザ光源１から出射されたレーザ光が反射ミラー２を介して集光レンズ３を通過する。４は製造すべき回路基板の基材であり、集光レンズ３を通過してエネルギー密度の上昇したレーザ光が照射され、このレーザ光の熱エネルギーによって孔加工される。５はステージで基材４を接触状態に保持して前記孔加工のための位置決めを行う。
【００２４】
本実施例では、図１の（ａ）に示す孔加工装置を用いて回路基板を製造するための孔加工を行うのに、材料内に色調変化処理をした基材４に対して上記のレーザ孔加工を行う。
【００２５】
図２は色調に対するレーザの波長と反射率を示すグラフである。図２から明らかなようにレーザ光の反射率は明らかに色調に依存している。このことから、レーザ孔加工に際して基材４の材料内の色調を選択し、これを満足する色調に変化させる事で加工性を向上させられる事が明らかである。
【００２６】
実験的には基材４の材料内に金属を分散させる方法では、金属粉周辺にレーザ光による熱が伝わってしまい、真円度が低下したが、孔径の精度が必要ない場合においては金属粉の添加又は酸化金属粉の添加で十分である。
【００２７】
一方チモールレッドなどの有機成分の添加による色調の変化を行った場合には基材４の主成分にＡＢＳ樹脂を用いた黄色の場合において、±８％の精度を得た。特に、添加した有機成分は、孔加工の際に揮発させられて貫通孔からこれの孔加工と同時に除去されるので、基材４自身の絶縁抵抗の低下や添加剤の影響を考慮する事なしに基板４の加工及び設計が可能となり、加工性、品質及び生産性を向上する事ができる。
【００２８】
また、基材４は図１の（ｂ）に模式的に示すように加工性の面でエポキシ樹脂等の主成分物質４ａに、ガラス繊維４ｂやアラミド繊維４ｃと云った強化材を副成分として複合させたいわゆるＦＲＰであるような場合、副成分のうちの有機繊維であるアラミド繊維４ｃ等の部分に対して表面炭化などの黒化処理または色調変化の塗装又は化学処理を行ったところ、色調変化処理を行わない場合の真円度±１０％の精度を保てば、孔加工に用いるレーザ光に必要なピークパワーを抑えられる事が明かとなった。この結果を表１に示す。
【００２９】
【表１】
0003779686.tif 000002
【００３０】
表１から明らかなように、基材４の材料内に対して色調を変化させる事でレーザ光の必要ピークパワーを小さくする事が可能となり、孔加工性を確保し、かつレーザ光の必要ピークパワーを抑えて加工精度を向上しながら、孔加工されない部分での副成分物質であるガラス繊維４ｂやアラミド繊維４ｃ等の存在によって基材の機械的、電気的な性能を確保する事ができる。
【００３１】
以上のように第１の実施例によれば、基材に対して色調を変化させる事でレーザ光の吸収率の差を小さくするとともに吸収効率を向上させる事が可能となり、より広範囲の加工条件を設定する事ができ、高品質な孔加工ができる。したがって、品質及び加工性、生産性、歩留りを向上させる事ができる。
以下本発明の第２の実施例について図面を参照しながら説明する。
【００３２】
図３は本発明の第２の実施例を示す回路基板の製造における基材処理装置の模式図である。
【００３３】
図３に示すようにオゾン室１０内にステージ５が置かれ、これに主成分となる樹脂材料を含浸させていない基材４が保持される。オゾン室１０の天井部各所にオゾン発生装置６から延びたオゾン供給ダクト７が接続されるとともに、オゾン室１０の側壁下部には真空ポンプ９を持った排気ダクト１１が接続されている。また、オゾン室１０の天井部のオゾン供給ダクト７の各接続部の間に紫外線照射部８が設けられている。
【００３４】
本実施例では回路基板を製造するのに、その前段階で以上のような処理装置を用いる。具体的には、まず樹脂分を含浸させていない基材４をステージ５上に配置する。この場合の基材４は主成分である樹脂が含浸されていない、したがって強化材である前記副成分からなるもので、レーザ光による加工では主成分として含浸させる樹脂よりも多くのエネルギーを必要とするものである。
【００３５】
つぎに真空ポンプ９によってオゾン室１０の空気を除去しつつ、オゾン発生装置６から供給されるオゾンをオゾン供給ダクト７を介しオゾン室１０内に供給して基材４に吹きかける。
【００３６】
基材４の種類によってはステージ５内部にセットした熱源から熱を加えて所定の時間保持する。また、オゾンの代わりに紫外線照射部８から紫外線を照射し所定の時間保持する事で処理を終了する。
【００３７】
表２に所定時間処理した後に孔加工を行った場合の真円度と断面形状及び孔壁面での繊維成分の占有率を示す。
【００３８】
【表２】
0003779686.tif 000003
【００３９】
表２から明らかなように紫外線又はオゾンの効果が確認される。これは、基材４の副成分の機械的加工性が向上することによると見られる。基材４の材料に複合させる副成分であるアラミド繊維４ｃ等を紫外線照射処理またはオゾン処理した場合も同様の効果が確認された。しかし、一般的に用いられているガラス繊維の場合には効果は確認されなかった。
【００４０】
以上のように第２の実施例によれば、基材４を紫外線又はオゾン雰囲気中に暴露する事で基材の孔加工性を向上させ、高品質な孔加工が可能となり、品質及び加工性、生産性、歩留りを向上させる事ができる。
【００４１】
なお、本実施例では、紫外線の照射処理とオゾン処理のどちらかを採用するようにしたが、場合によっては双方の処理を行うようにすることもできる。
【００４２】
図４は本発明の第３の実施例を示すペースト充填工程の模式的図である。
【００４３】
図４に示すように、ステージ５に保持された基材４の孔加工された貫通孔４ｄに、充填ヘッド２１によってペースト２２を押圧して充填する。
【００４４】
充填ヘッド２１は上下方向及び矢印Ａで示す充填動作方向に移動が可能となっている。通常、充填ヘッド２１が基材４の上を移動する際に充填ヘッド２１と基材４との接触点近傍に存在するペースト２２は流動可能流域が小さい事と、周囲の圧力勾配が小さいために、粘度を単純に低くするだけでは極めて流動しにくい状態となっている。
【００４５】
ペースト２２自身の温度を上昇させる事で流動性は向上するが、特に熱硬化型などのペースト２２を使用すれば、ペースト２２の寿命は低下する。ペースト２２の充填に必要な流動性を確保する部分は、ペースト２２が基材４に設けられた貫通孔４ｄに近接する部分だけで十分であり、貫通孔４ｄにペースト２２が充填されるのに必要な圧力は充填ヘッド２１及びペースト２２自身の矢印Ｂで示すローリングにより発生する流体圧力（hydlaulic pressure）によって与えられる（例えばD.E.Riemer:"INk Hydrodynamics of Screen Printing".Proceedings ISHM Symposium1985）。ペースト２２のローリングは基材４の印刷面から充填ヘッド２１のペースト押圧面２１ａに沿って上方に上る事で形成されるため、充填ヘッド２２のペースト押圧面２１ａに対して所定の温度勾配を設ける事で、ペースト押圧面２１ａの印刷面に接する側で温度が高く、印刷面から離れる程温度が低くなるような温度勾配によって、ローリングするペースト２２の印刷面に接触する部分で粘性を低下させて流動性を向上させるとともに、ペースト押圧面２１ａにおける基材４の印刷面、および充填ヘッド２１から離れる側で低温となることによって流動性を抑えてペースト押圧面２１ａの印刷面との接触部分の流体圧力を高めるので、ペースト２２を所定量安定して充填することができるのに併せ、前記低温部にて揮発性成分の発散をも抑制してペースト２２全体を所定粘度に保ち易いので連続印刷性を向上させる事ができる。
【００４６】
表３に一般的な充填条件におけるペーストの充填深さと充填ヘッド２１内の温度差を示す。
【００４７】
【表３】
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【００４８】
表３から明らかなように充填力の向上が得られている事が分かる。これを本実施例ではペースト２２の印刷面と接触する部分に対して加熱し、ペースト２２の印刷面および充填ヘッド２１が離れる部分が低温となるように、充填ヘッド２１に内蔵した上下２つのヒータ２３、２４によって温度勾配を設定する事で達成している。また、ペースト自身が揮発成分を含有している場合には温度の上昇によって揮発成分が失われ粘度が上昇する事は一般的に知られた事である。ペースト２２の印刷面および充填ヘッド２１から離れて外気にさらされる部分が低温となる事によりペースト２２の揮発成分の発散による硬化反応を抑制していることが明かであり、連続印刷性を向上させる事が可能となる。なお、本実施例においてはマスクを用いない直接印刷法について行ったが、基材４上にマスクが存在していても同様の事である。
【００４９】
なお、前記のような温度勾配は、ペースト２２を加熱する部分のヒータ２３だけを設けるようにしても達成されるし、ヒータ２３、２４間に適数のヒータを内蔵してもよい。ヒータの数が多いと温度勾配をより強制的に細かく設定することができる。また、ヒータ２３の位置からヒータ２４の位置まで容量を漸減しながら連続する１つのヒータを内蔵するようにしてもよい。
【００５０】
また本実施例では、ヒータ２３、２４の通電回路中にボリューム２３ａ、２４ａを設けて、ヒータ２３、２４の発熱量を調整し、前記のような温度勾配を種々に設定できるようにしてある。
【００５１】
これによって、ペースト２２およびこれの充填の広範囲な条件に対応して、各種条件の回路基板を高品質に製造することができる。
【００５２】
図５、図６は本発明の第４の実施例を示す回路基板の製造における充填工程に用いる装置の模式図である。
【００５３】
充填装置は図５に概略を示すように、ステージ５上の基材４にペースト２２を充填する充填ヘッド２１は、例えばガイド２５とこのガイド２５に案内される左右方向スライダ２６とによって充填方向に移動され、左右方向スライダ２６の上のガイド２７とこれに案内される上下方向スライダ２８とによって上下に移動される。また、充填ヘッド２１は基材４との接触側が自由端となるように上下方向スライダ２８上に軸２９によって回動できるように枢支され、基材４との接触角θが可変になっている。
【００５４】
充填ヘッド２１は軸２９に連結したアクチュエータＡ１によって軸２９のまわりに回動され、上下方向スライダ２８に連結したアクチュエータＡ２によって上下方向に移動され、左右方向スライダ２６に連結したアクチュエータＡ３によって左右方向に移動される。
【００５５】
従来の印刷方式の場合では、ペースト２２の供給量に関わらず一定の設定角度で充填が行われているがペースト２２の量が減少すればペースト２２中に発生する流体圧力も減少し充填力が低下する。この関係はD.E.Riemarによって以下のような相関になると報告されている（"INk Hydrodynamics of Screen Printing". Proceedings ISHM Symposium1985）。
【００５６】
【数１】
0003779686.tif 000005
【００５７】
ここで、ｐはペースト中に発生する圧力、μはペーストの流動速度、ｖは充填ヘッドの移動速度、Ｖはペーストの体積、θは充填ヘッドと基材との接触角度、ｋは比例常数である。
【００５８】
この圧力差が基材４に設けられた貫通孔に対してペースト２２を充填するのに必要な圧力差となり、工学的によく知られたハーゲン・ポワズイユの式に代入する事で貫通孔に対するペースト２２の充填状態を知る事ができる。従って充填状態を一定にするためには印刷工程中常にｐを一定にしてやる事が重要となる。
【００５９】
一般には充填の作業が続いてもペースト体積の減少量が無視できるほど十分なペーストを投入する事で対応しているが、ペースト２２自身の粘度や組成の変化に対応する事はできていない。
【００６０】
しかしながら本実施例の方法では、１ストロークで減少するペースト２２の量を把握しておく事で、充填ヘッド２１の速度を
【００６１】
【数２】
0003779686.tif 000006
【００６２】
に増加させる事でペースト量の変動に対応でき、一度のペースト２２の投入量を減少させる事が可能となった。表４は初期ペースト投入量による従来法と本実施例の方法による１００枚印刷した後の充填力の変動を充填深さの変動率の観点で確認したものである。
【００６３】
【表４】
0003779686.tif 000007
【００６４】
表４から明らかなように速度制御の効果を確認する事ができる。以上の方法により工程歩留まりの向上が可能となり、連続生産性を向上させる事が可能となる。本実施例では速度の制御について行ったが、角度については、
【００６５】
【数３】
0003779686.tif 000008
【００６６】
を満足するΔθを求め、Δθずつ角度を減少させていく操作を行えば同様の事である。
【００６７】
図６はこのような制御のための制御回路の一例を示している。前記各アクチュエータＡ１〜Ａ３はマイクロコンピュータ３１によって駆動制御するようにし、前記速度の変化条件を含む制御条件は操作パネル３２によって種々に入力できるようにしてある。
【００６８】
また、充填ヘッド２１の角度や速度、高さが設定通りであるように、それぞれを検出するセンサからの入力によってフィードバック制御するようにしてある。
【００６９】
本実施例では、充填ヘッド２１を軸２９のまわりに回動させて印刷面との接触角θも自動的に変えることができ、このθを小さくすることによっても充填率が向上するので、ペースト量の変化に対応することができる。もっとも、印刷面との接触側が自由端となる充填ヘッド２１の接触角θを変えると、自由端高さが変化するので、これを補正して所定の高さを維持するように制御する。図７に示す第５の実施例の印刷面との接触側で支持した充填ヘッド２１に適用した場合はそのような補正は不要となる。
【００７０】
なお、充填ヘッド２１の移動速度と接触角θとの双方を変化させてペースト量の変化に対応することもできる。
【００７１】
図７は本発明の第５の実施例を示す回路基板の製造における充填工程に用いる装置の模式図である。
【００７２】
本実施例の充填ヘッド２１は図７に示すように、ペースト押圧面２１ａでのステージ５の上の基材４の印刷面に接触する側Ｃをホルダー４１で支持し、印刷面から離れる側Ｄが自由端となるようにした点を特徴としている。さらに具体的には、本実施例は平スキージタイプにも適用できるが、このタイプを少し変形した横断面３角形のブレードタイプとしてあり、ペースト押圧面２１ａの印刷面との接触側Ｃから印刷面から離れる側Ｄに向けて厚みが漸減するようにしてある。
【００７３】
充填ヘッド２１を下動させて基材４との間でペースト充填のための印圧を加えたとき、従来の平スキージタイプの充填ヘッドの支持構造では、ペースト押圧面２１ａの印刷面から離れる側Ｄを支持しているので、ホダーによる印圧はこのＤ点近傍に与えられ、印刷面に接触する側Ｃは自由端となって難なく撓みやつぶれが生じて、これがペースト２２の押圧に大きな逃げとなり、基材４の貫通孔４ｄにペースト２２を充填するのに重要なＣ側での押圧が弱くなり、安定した充填は望めない。
【００７４】
しかも、接触角θが初期の設定より小さくなり、充填ヘッドの材質や印圧を加える部分の構造により接触角度と接触部分のつぶれている量が異なるために調整する必要があった。
【００７５】
また、充填ヘッド先端のつぶれ量は基材の印刷面の凹凸に追随する必要最低限に抑えておかなければ基材に設けられた貫通孔に充填したペーストをかき取る現象が発生する。
【００７６】
また、角スキージタイプにおいては、最初から４つの角は丸まっているために、表面の掻き取り性は極端に悪く、必要以上の印圧を加えて先端のつぶれ量を確保する必要があったため、充填したペーストを孔から掻き取る量が不安定となっていた。
【００７７】
これに対し本実施例では、基材４の孔加工された貫通孔４ｄにペースト２２を押圧して充填する充填ヘッド２１が、ペースト押圧面２１ａにおける基材４の印刷面との接触側Ｃでホルダー４１により支持されていて、印刷面から離れる側Ｄが自由端となって変形することによって必要な撓み性を確保しながら、印刷面と接触する側Ｃではペースト２２の押圧に対する逃げを抑制しながら基材４の印刷面の凹凸に対応する必要最小限の弾性を弾性材の選択と言う材料的に確保して、ペースト２２の経時的な粘度の上昇や消費による減量があっても、特別な制御の必要なくペーストを所定量安定して充填することができ、連続印刷性を向上することもできる。
【００７８】
このように本実施例では、印圧は充填ヘッド２１の基材４に接触するＣ点に直接かかる事になり充填ヘッド２１の撓みによる接触角度の減少をなくす事ができる。この状態を観察したところ、充填ヘッド２１と基材４との接触部分の撓みは存在していなかった。したがって、以上の装置を用いる事により、ペーストの充填機能を持つ部分の条件設定が製造中一定に保つ事が可能となり、一定の品質のものを生産する事が可能となり、製造歩留まりを向上させる事が可能となる。
【００７９】
図８は本発明の第６の実施例を示す回路基板製造におけるペーストの充填工程の前処理状態を示す充填装置の模式図である。
【００８０】
本実施例は図８に示すように、ステージ５の上の基材４の印刷面に対し、充填ヘッド２１によってペーストを押圧して充填する前に前処理材５１を塗布するようにしている。このために、充填ヘッド２１と前処理ヘッド５２とを備えており、基材４の孔加工された貫通孔４ｄに充填ヘッド２１によってペーストを充填する工程において、ペーストを充填する作業の前に、基材４の印刷面にペーストの含有物と同じ不揮発の有機成分を前処理材５１として前処理ヘッド５２によって塗布する。
【００８１】
前処理ヘッド５２が基材４の上を接触しながら移動して基材４の表面に前処理材５１を塗布する際、前処理材５１は前処理ヘッド５２によって基材４の印刷面から十分かき取られるが、基材４の表面に吸着する分が基材４上に残される。このときに発生する吸着機構は、ペーストの充填中も基材４上で同じく発生するため、ペーストの粘度上昇がおこる。事前にペースト中の不揮発の有機成分を前処理材５１として基材４上に塗布した場合としない場合のペーストの粘度上昇の結果を図９に示す。図９から明らかなようにペースト中の不揮発の有機成分の塗布の効果が見受けられる。
【００８２】
これは、基材４と前処理ヘッド５２とによる前処理材５１のかきとりが、ペーストのかきとりと同程度である事に起因すると考えて良い。かきとりの状態が甘ければ、基材４の表面に有機成分を残す事になり、ペースト自身の粘度を低下させる事もあるために注意が必要である。以上の結果からペーストの充填工程の前にペースト中の不揮発の有機成分を基材上に塗布する事でペーストの粘度上昇を抑制し、連続印刷性を向上させる事が可能となる。本実施例において塗布ヘッドはウレタンゴム製のスキージを用いたが基材上に蒸着などの操作によって有機成分を吸着させても効果は同様の事になる。
【００８３】
図１０は本発明の第７の実施例を示すペースト充填状態の説明図である。
【００８４】
本実施例は図１０に示すように、圧縮性を有する基材の孔加工された貫通孔にペーストを押圧して充填する工程において、ペースト２２の充填が最大で貫通孔の５〜２０％の未充填部分６１が残るように充填する。
【００８５】
これにより、基材が圧縮されるときのペースト２２を未充填部分６１に逃がせるようにして、行き場のないペースト２２の反発力によって起こる層間の導通部分の剥離を防ぐ事ができる。
【００８６】
さらに具体的には、基材４は貫通孔４ｄにペースト２２を充填した後、両面を銅箔ではさんで加熱、プレスする事で両面板を形成し、その後銅箔を所望のパターンにエッチングする事で回路基板を形成する。これら一連の工程の中で、基材４を銅箔にはさんで加熱、プレスする際に基材４の圧縮が貫通孔４ｄ中に充填されたペースト２２の許容量以上行われると、ペースト２２が硬化した後に銅箔を基材４から引き剥そうとする方向に力を発生させ、層間の導通の信頼性を著しく低下させる。これは、貫通孔４ｄ中に充填されたペースト２２が圧縮された場合、許容量以上となる部分の逃げ道がないために発生するものであり、基材４が多孔質なものの場合には基材４中に滲み出す事になる。基材４中にペースト２２が滲み出した場合には絶縁抵抗の低下など回路基板としての信頼性を低下させる事になり、回避しなければならない。
【００８７】
これを、基材４に形成された貫通孔４ｄ中にペースト２２の移動できる空間を前記未充填部分６１によって形成し、許容量以上に圧縮されたペーストを貫通孔４ｄ内に収めることでこれらの課題を解決する事ができる。表５に貫通孔４ｄの平均直径と平均直径に対する未充填部分６１によるくぼみ量を変化させた場合の導通抵抗の良、不良を示す。
【００８８】
【表５】
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【００８９】
表５から明らかなように、平均孔径に対して５〜２０％の未充填部分を作る事で、導通抵抗の信頼性を得る事ができた。以上の結果から貫通孔の平均直径の５〜２０％の深さのくぼみ量となるようにペーストを押圧して充填する事により、圧縮された基材の反発力によって起こる層間の導通部分の剥離、信頼性の低下を防ぐ事ができる。
【００９０】
【発明の効果】
本発明の回路基板の製造方法によれば、レーザ光による孔加工性の劣る物質に対して紫外線照射又はオゾン中への暴露を行う事で、機械的な孔加工性を事後的に向上させ、孔加工後の孔品質、歩留り、生産性を向上する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例における孔加工装置の模式図である。
【図２】色調に対するレーザの波長と反射率の関係を示すグラフである。
【図３】本発明の第２の実施例における回路基板の製造装置の模式図である。
【図４】本発明の第３の実施例における回路基板の製造装置のペースト充填機能を持つ部分を示す模式図である。
【図５】本発明の第４の実施例における回路基板の製造装置の充填機能を持つ部分を示す模式図である。
【図６】図５の装置の充填部分に関する制御回路のブロック図である。
【図７】本発明の第５の実施例における回路基板の製造装置の充填機能を持つ部分を示す模式図である。
【図８】本発明の第６の実施例を示す回路基板の製造装置のペースト中の不揮発の有機成分を塗布する機能を持つ部分を示す模式図である。
【図９】本発明の第５の実施例におけるペースト中の不揮発の有機成分を基材上に塗布した場合としない場合のペーストの粘度上昇の結果を示すグラフである。
【図１０】本発明の第７の実施例を示す回路基板の製造方法によるペーストの充填後の充填状態を示す模式図である。
【図１１】従来の第１の印刷装置の模式図である。
【図１２】従来の第２の印刷装置の模式図である。
【符号の説明】
１  レーザ光源
４  基材
４ａ  主成分
４ｂ  ガラス繊維
４ｃ  アラミド繊維
４ｄ  貫通孔
６  オゾン発生装置
７  オゾン供給ダクト
８  紫外線照射部
【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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