JP2000252609A - プリント基板およびその加工方法 - Google Patents

プリント基板およびその加工方法

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JP2000252609A
JP2000252609A JP11050657A JP5065799A JP2000252609A JP 2000252609 A JP2000252609 A JP 2000252609A JP 11050657 A JP11050657 A JP 11050657A JP 5065799 A JP5065799 A JP 5065799A JP 2000252609 A JP2000252609 A JP 2000252609A
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Japan
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layer
conductive
printed circuit
circuit board
laser
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JP11050657A
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Takuya Yamazaki
琢也 山崎
Hiroyuki Iwasaka
博之 岩坂
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Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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  • Printing Elements For Providing Electric Connections Between Printed Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プリント基板にバイアホールを形成する場合
に、絶縁層を確実に除去でき、スミアが残らず、後工程
を必要としないプリント基板およびその加工方法を提供
することにある。 【解決手段】 絶縁層と導電層との間に、前記導電層よ
りもレーザ吸収率の高い導電界面層を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はプリント基板および
その加工方法に関し、特に、バイアホールと呼ばれる非
貫通孔をプリント基板にレーザで形成する加工方法に関
する。
【0002】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】従来、例
えば、図6(a)ないし図6(c)に示すように、絶縁層3の
表裏面に導電層2,4をそれぞれ形成したプリント基板
1に、前記導電層4の孔5にレーザ9を照射してバイア
ホール6と呼ばれる非貫通孔を形成する方法が広く知ら
れている。レーザ光としては、例えば、CO2レーザ、
YAGレーザなどの赤外レーザ、可視光レーザ、あるい
は、エキシマレーザなどの紫外レーザがある。
【0003】しかしながら、いずれのレーザを使用して
も、図6(c)に示すように、バイアホール6の底部に絶
縁層3の一部7が残りやすく、加工が完了しているか否
かについて目視あるいは光学的手段で確認することは容
易でない。このため、加工を確実に完了させるためにレ
ーザ9の照射時間を長くする傾向があり、生産性が低
い。
【0004】特に、赤外レーザを使用すると、図7(a)
ないし図7(c)に示すように、バイアホール6の底部に
スミア8と呼ばれる残渣が生じやすい。このスミア8は
抵抗値が大きく、最悪の場合には導通不良を引き起こす
おそれがある。このため、前記スミア8を除去すべく、
過マンガン酸カリウムなどの強酸化剤による化成処理、
ソフトエッチング処理(特開平10−163627号公
報)、あるいは、紫外光レーザの照射(特開平8−34
0165号公報)などの後工程が提案されているが、加
工工数が増え、手間がかかるという問題点がある。
【0005】本発明は、前記問題点に鑑み、プリント基
板にバイアホールを形成する場合に、絶縁層を確実に除
去でき、前記スミアが残らず、後工程を必要としないプ
リント基板およびその加工方法を提供することを目的と
する。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明にかかるプリント
基板は、前記目的を達成すべく、少なくとも片面に導電
層を形成した絶縁層にレーザを照射してバイアホールを
形成するプリント基板において、前記絶縁層と導電層と
の間に、前記導電層よりもレーザ吸収率の高い導電界面
層を設けた構成としてある。また、前記導電界面層は、
金属単体からなるものであってもよく、Cu,Ni,C
o,Cr,Znうち、少なくともいずれか1種類を含有
する合金からなるものであってもよい。
【0007】さらに、本発明にかかるプリント基板の加
工方法は、前記目的を達成すべく、少なくとも片面に導
電層を形成した絶縁層からなるプリント基板にレーザを
照射して前記絶縁層にバイアホールを形成するプリント
基板の加工方法において、前記導電層と前記絶縁層との
間に前記導電層よりもレーザ吸収率の高い導電界面層を
形成したプリント基板に、レーザを照射してバイアホー
ルを形成する工程からなるものである。また、前記レー
ザで、前記バイアホールの底部から導電層が露出するよ
うに前記導電界面層を除去してもよい。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明にかかる第1実施形態で
は、図1(a)ないし図1(d)に示すように、導電層1
1、導電界面層12、絶縁層13および導電層14を積
層一体化して形成したプリント回路基板10を使用す
る。そして、前記導電層14の孔15にレーザ30を照
射してバイアホール16を形成した後、そのバイアホー
ル16に導電ペースト17を充填することにより、導電
層11および導電層14を接続している。
【0009】導電層11,14は、銅等の導電材料から
なるプリント配線であり、上層側の導電層14には必要
に応じてバイアホールを形成するための孔15が設けら
れる。
【0010】導電界面層12は、前記導電層11よりも
レーザ吸収率が高い導電材からなるものである。好まし
くは、導電層11よりも少なくとも2倍以上のレーザ吸
収率を有するもの、例えば、Cu,Zn,Al,Sn,
Cr,Fe,Co,Niの金属単体、あるいは、これら
を少なくとも1種類含む合金、例えば、Cu−Ni,C
u−Co,Cu−Co−Ni,Cu−Cr−Zn合金等
が挙げられる。このような導電界面層を実現する方法と
しては、例えば、黒化処理層あるいはマット(matte)
処理層と呼ばれ、樹脂層との接着強度を上げることを目
的とした銅箔の粗面処理層を転用する方法がある。具体
的には、例えば、日鉱グールド・フォイル株式会社製の
BHYタイプ圧延銅箔に施された粗面処理層、および三
井金属鉱山株式会社製のSQ−VLPタイプ電解銅箔に
施された粗面処理層を挙げられる。BHYタイプ圧延銅
箔に施された粗面処理層は、褐色を呈した合金層であ
り、導電性がある。また、SQ−VLPタイプ電解銅箔
に施された粗面処理層は黒色を呈した合金層であり、B
HYタイプと同様に導電性がある。いずれの粗面処理層
もめっきにより形成され、その厚さは1μm程度であ
る。さらに、導電界面層12の形成方法としては、他の
既存の方法を使用でき、例えば、圧延、蒸着、CVD,
メッキ等が挙げられる。また、導電界面層12の厚さ
は、出来るだけ薄いことが好ましいが、薄すぎると、レ
ーザ吸収率が低下するおそれがある。このため、平均で
約5μm以下、特に、0.5μmないし2μmの厚さが
好適である。
【0011】絶縁層13は、ポリイミド、ポリエチレン
テレフタレートあるいはエポキシ等のポリマー製であ
り、既存のものを使用できる。
【0012】レーザ30としては、例えば、赤外レー
ザ、可視光レーザ、および、紫外レーザが挙げられる。
特に、本実施形態において赤外レーザを使用すれば、導
電界面層12において赤外レーザが効率良く熱エネルギ
ーに変換され、高温となって絶縁層13の一部およびそ
のスミアを除去できる。このため、バイアホール16の
底部にスミア等が残らず、後加工を必要としない加工方
法が得られ、生産性が向上する。
【0013】導電ペースト17はペースト状の導電材で
あり、例えば、導電フィラーとバインダーとからなるペ
ースト状の導電材である。前記フィラーとしては、金,
銀,銅,カーボンを用いることが多い。一方、前記バイ
ンダー成分としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂な
どの熱硬化性樹脂(例えば、藤倉化成(株)製のドータ
イトFA−705A、FA−510)の他、熱可塑性樹
脂(例えば、米アルファメタルズ製のステイスティク1
01)を用いたものがある。
【0014】第2実施形態は、図2(a)ないし図2(f)
に示すように、プリント基板10の上面に設けた導電層
14の孔15に紫外レーザ30を照射し、絶縁層13、
導電界面層12を順次除去してバイアホール16を形成
する場合である。本実施形態によれば、導電界面層12
が残っている場合の色調と、導電界面層12を完全に除
去して導電層11が露出する場合の色調とが明らかに異
なる。このため、絶縁層13を完全に除去したバイアホ
ール16を形成できたか否かにつき、目視ないし光学セ
ンサで簡単に確認できるという利点がある。
【0015】第3実施形態は、絶縁層の片面だけに導電
層を形成したプリント基板に適用した場合である。すな
わち、図3(a)に示すように、絶縁層13の片面に導電
界面層12を介して導電層11を形成したプリント基板
10に図示しない赤外レーザを照射し、前記導電界面層
12を残してバイアホール16を形成した場合である。
また、図3(b)に示すように、前述のプリント基板10
に図示しない紫外レーザを照射し、前記絶縁層13およ
び導電界面層12を完全に除去したバイアホール16を
形成してもよい。
【0016】第4実施形態は、多層プリント回路基板に
適用した場合であり、図4(a)に示すように、異なる軸
心に沿って上下にバイアホール16,16を形成したも
のである。そして、導電ペースト17をそれぞれ充填す
ることより、導電層11,14および導電層14,20
をそれぞれ接続してある。また、図4(b)に示すよう
に、同一軸心に沿って同心円上に異なる内径を有するバ
イアホール16を形成し、導電ペースト17を充填する
ことにより、導電層11,14,20を接続してもよ
い。なお、導電層11,14,20、導電界面層12,
18、および、絶縁層13,19は前述の実施形態とほ
ぼ同様であるので、説明を省略する。
【0017】
【実施例】実施例1 厚さ25μmのポリイミドからなる絶縁層の両面に12
μmの銅箔を配した両面基板をサンプルとした。前記銅
箔のうち、その裏面側は日鉱グルード・フォイル株式会
社製のBHYタイプ圧延銅箔を用い、その粗化面を内面
側とした。すなわち、BHYタイプ圧延銅箔の粗化面を
導電界面層とするサンプルを得た。ついで、両面の銅箔
をエッチングして接続ランド形状を含むパターンを形成
した。そして、炭酸ガスレーザ(波長.10.6μm)を
8.0J/cm2の割合で3回照射してバイアホールを形
成した。ついで、このバイアホールに銀ペーストを充填
して電気接続した後、導電の可否を確認した。なお、バ
イアホールの直径は0.1、0.2、0.3mmの3種類
であり、サンプル個数は計60個であった。
【0018】実施例2 銅箔のうち、裏面側に、三井金属鉱山株式会社製のSQ
−VLPタイプ電解銅箔を用いた点を除き、他は前述の
実施例1と同様に処理した後、導通の可否を測定した。
【0019】比較例 両面に粗化面などの処理層を持たない銅箔を用いること
により、導電界面層を設けていないサンプルを得、この
点を除き、他は前述の実施例1と同様に処理した後、導
通の可否を測定した。
【0020】実施例1,2および比較例の測定結果を図
5に示す。図5から明らかなように、導電界面層を設け
た実施例1,2のサンプル、各60個すべてが導通した
のに対し、導電界面層を形成しなかった比較例のサンプ
ル60個すべてが導通しなかった。この結果から、実施
例1,2の方が比較例よりも導通性に優れ、後工程が不
要であることが判明した。
【0021】ついで、実施例2と同一のプリント基板に
エキシマレーザ(波長248nm)を1.0J/cm2の
割合で80回照射することにより、絶縁層を除去して直
径0.2mmのバイアホールを形成した場合と、同様に
エキシマレーザを1.0J/cm2の割合で90回照射し
て導電界面層を除去した場合と、を目視で観察した。両
バイアホールの底面の色調が明らかに異なっていたた
め、導電界面層の除去を簡単に確認できた。
【0022】なお、バイアホールに充填するのは導電ペ
ーストに限らず、はんだであってもよい。また、導電界
面層を完全に除去できたか否かについて光学的に判定し
て検査してもよいことは勿論である。
【0023】
【発明の効果】本発明にかかる請求項1のプリント基板
によれば、照射されたレーザが導電界面層で熱エネルギ
ーに効率良く変換され、高温となるので、絶縁材やスミ
アの残留を防止できる。このため、導通不良を防止で
き、後工程を省略できるので、作業性が向上する。請求
項2,3によれば、多種類の材料から選択して導電界面
層を形成できるので、設計の自由度が広がる。請求項4
にかかるプリント基板の加工方法によれば、レーザを照
射することにより、レーザが導電界面層で効率良く熱エ
ネルギーに変換されて高温となり、導電界面層を覆う絶
縁材やスミアを確実に除去できる。このため、導通不良
を防止するとともに、後工程を省力でき、作業性を改善
できる。請求項5によれば、導電層が露出するまでレー
ザを照射して導電界面層を除去する。このため、導電界
面層に残留しているおそれがある絶縁材あるいはスミア
をより一層確実に除去でき、信頼性が向上するという効
果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1実施形態に係る加工方法を示す断面図で
ある。
【図2】 第2実施形態に係る加工方法を示す断面図で
ある。
【図3】 第3実施形態を示す断面図である。
【図4】 第4実施形態を示す断面図である。
【図5】 導通可否の測定結果を示す図表である。
【図6】 従来例に係る加工方法を示す断面図である。
【図7】 他の従来例に係る加工方法を示す断面図であ
る。
【符号の説明】
10…プリント基板 11,14,20…導電層 12,18…導電界面層 13,19…絶縁層 15…孔 16…バイアホール 17…導電ペースト 30…レーザ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4E068 AF00 CF03 DA11 5E317 AA24 BB02 BB03 BB12 BB13 BB14 BB15 BB18 CC22 CC25 CD05 CD27 CD32 GG16 GG20

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも片面に導電層を形成した絶縁
    層にレーザを照射してバイアホールを形成するプリント
    基板において、 前記絶縁層と導電層との間に、前記導電層よりもレーザ
    吸収率の高い導電界面層を設けたことを特徴とするプリ
    ント基板。
  2. 【請求項2】 前記導電界面層が、金属単体からなるこ
    とを特徴とする請求項1に記載のプリント基板。
  3. 【請求項3】 前記導電界面層が、Cu,Ni,Co,
    Cr,Znうち、少なくともいずれか1種類を含有する
    合金からなることを特徴とする請求項1または2に記載
    のプリント基板。
  4. 【請求項4】 少なくとも片面に導電層を形成した絶縁
    層からなるプリント基板にレーザを照射して前記絶縁層
    にバイアホールを形成するプリント基板の加工方法にお
    いて、 前記導電層と前記絶縁層との間に前記導電層よりもレー
    ザ吸収率の高い導電界面層を形成したプリント基板に、
    レーザを照射してバイアホールを形成することを特徴と
    するプリント基板の加工方法。
  5. 【請求項5】 前記レーザで、前記バイアホールの底部
    から導電層が露出するように前記導電界面層を除去する
    ことを特徴とする請求項4に記載のプリント基板の加工
    方法。
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