JP2013004926A - 回路基板の製造方法、回路基板の製造装置、及び、レーザ加工用治具 - Google Patents

Abstract

【課題】被加工基板にレーザを照射して開口を形成する際に、レーザ照射による熱を逃がし、被加工基板の損傷を抑制する。
【解決手段】回路基板の製造方法では、加工テーブル１１０と、被加工基板（例えば、金属張り積層板１０）における開口形成領域と、の間に、被加工基板に面する空間１０２を形成した状態で、加工テーブル１１０上に被加工基板を保持する。そして、その保持した状態で、被加工基板を基準として加工テーブル１１０とは反対側から、開口形成領域にレーザを照射して開口（貫通孔１９）を形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、回路基板の製造方法、回路基板の製造装置、及び、レーザ加工用治具に関する。

プリント配線板を構成する銅貼り積層板にスルーホールを形成する技術としては、例えば、特許文献１に記載されているように、銅貼り積層板の下にバックアップシートを敷いた状態で、銅貼り積層板にレーザを照射することにより、銅貼り積層板にスルーホール（貫通孔）を形成する技術がある。ここで、銅貼り積層板とは、プリプレグの両面に銅箔を形成したものである。また、バックアップシートは、アルミニウム箔の片面に樹脂の塗膜を形成したものである。

特開２００１−１３５９１３号公報

本発明者は、以下のことを認識した。
上記のようなバックアップシートを銅貼り積層板の下に敷いた状態でレーザ照射によりスルーホールを形成する場合、バックアップシートと銅貼り積層板との間で熱がこもるため、スルーホールの下部においてプリプレグの炭化が発生する場合がある。そして、その炭化が原因となって、プリント配線板の不良を引き起こす場合がある。

本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、銅貼り積層板或いはその他の被加工基板にレーザを照射して開口を形成する際に、レーザ照射による熱を逃がし、被加工基板の損傷を抑制することが可能な回路基板の製造方法、回路基板の製造装置、及び、レーザ加工用治具を提供する。

本発明は、加工テーブルと、被加工基板における開口形成領域と、の間に、前記被加工基板に面する空間を形成した状態で、前記加工テーブル上に前記被加工基板を保持し、その保持した状態で、前記被加工基板を基準として前記加工テーブルとは反対側から、前記開口形成領域にレーザを照射して開口を形成する工程を有することを特徴とする回路基板の製造方法を提供する。

この製造方法によれば、加工テーブルと被加工基板における開口形成領域との間に空間を形成した状態で、開口形成領域にレーザを照射して開口を形成するので、レーザで開口を形成する際の熱をその空間を介して容易に逃がすことができる。よって、加工テーブルと被加工基板との間に熱がこもることに起因して、被加工基板に形成する開口の損傷が発生してしまうことを、抑制できる。例えば、被加工基板がプリプレグを有する場合において、開口の下部においてプリプレグが炭化してしまうことなどを抑制できる。このため、良好な形状の開口を被加工基板に形成することができる。

また、本発明は、レーザ照射により開口が形成される開口形成領域を有する被加工基板を保持する加工テーブルと、
前記被加工基板における前記開口形成領域と対応する位置に開口部又は凹部を有し、前記被加工基板と前記加工テーブルとの間に介装されるスペーサ部材と、
を有することを特徴とする回路基板の製造装置を提供する。

また、本発明は、加工テーブル上に被加工基板を保持し、前記被加工基板の開口形成領域にレーザを照射する際に用いられるレーザ加工用の治具であって、
前記被加工基板における前記開口形成領域と対応する位置に開口部又は凹部を有し、前記被加工基板と前記加工テーブルとの間に介装されることを特徴とするレーザ加工用治具を提供する。

本発明によれば、被加工基板にレーザを照射して開口を形成して回路基板を製造する際に、レーザ照射による熱を逃がし、被加工基板の損傷を抑制することができる。

第１の実施形態において、金属張り積層板（被加工基板）に貫通孔（開口）を形成する工程を示す模式的な断面図である。 加工テーブルの平面図である。 スペーサ部材（レーザ加工用治具）の平面図である。 金属張り積層板（被加工基板）の平面図である。 押付部材の平面図である。 加工テーブル上に保護材を載置した状態を示す平面図である。 加工テーブル上にスペーサ部材を載置した状態を示す平面図である。 スペーサ部材上に金属張り積層板を載置した状態を示す平面図である。 金属張り積層板上に押付部材を載置した状態を示す平面図である。 スペーサ部材の開口部の拡大平面図である。 金属張り積層板の周縁部の拡大断面図である。 加工テーブルの吸着孔及びスペーサ部材の貫通孔の変形例を示す断面図である。 第１の実施形態に係る回路基板の製造工程を示す断面図である。 第１の実施形態に係る回路基板の製造工程を示す断面図である。 第１の実施形態に係る回路基板の製造工程を示す断面図である。 第２の実施形態において、金属張り積層板（被加工基板）に貫通孔（開口）を形成する工程を示す模式的な断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様の構成要素には同一の符号を付し、適宜に説明を省略する。以下、図中上方を上、図中上面を上面、図中下方を下、図中下面を下面ともいう。

〔第１の実施形態〕
図１は第１の実施形態において、金属張り積層板（被加工基板）１０に貫通孔（開口）１９（図１３（ｃ）参照）を形成する工程を示す模式的な断面図である。
図２は加工テーブル１１０の平面図、図３はスペーサ部材（レーザ加工用治具）１３０の平面図、図４は金属張り積層板１０の平面図、図５は押付部材１４０の平面図である。図６は加工テーブル１１０上に保護材１２０を載置した状態を示す平面図である。図７は加工テーブル１１０上にスペーサ部材１３０を載置した状態を示す平面図である。図８はスペーサ部材１３０上に金属張り積層板１０を載置した状態を示す平面図である。図９は金属張り積層板１０上に押付部材１４０を載置した状態を示す平面図である。図１０はスペーサ部材１３０の開口部１３２の拡大平面図である。図１１は金属張り積層板１０の周縁部を示す拡大断面図である。図１２は加工テーブル１１０の吸着孔１１１及びスペーサ部材１３０の貫通孔１３１の変形例を示す断面図である。

先ず、本実施形態に係る回路基板の製造方法に用いられる回路基板の製造装置１００の構成について、図１を参照して説明する。

この製造装置１００は、レーザ照射により開口（貫通孔１９）が形成される開口形成領域１０１を有する被加工基板（例えば、金属張り積層板１０）を保持する加工テーブル１１０と、被加工基板における開口形成領域１０１と対応する位置に開口部又は凹部（例えば、開口部１３２）を有し、被加工基板と加工テーブル１１０との間に介装されるスペーサ部材１３０と、を有する。以下、詳細に説明する。

この製造装置１００は、図１３（ａ）及び図４に示されるような金属張り積層板１０に対し、レーザを照射することによって、貫通孔１９（図１３（ｃ））を形成する工程に用いられる。

金属張り積層板１０は、図１３（ａ）に示すように、絶縁層２１と、絶縁層２１の一方の面に形成された第一金属層１１と、絶縁層２１の他方の面に形成された第二金属層１２と、を有する。
金属張り積層板１０の厚みは、例えば、２５μｍ以上４００μｍ以下であることが挙げられ、具体的には、例えば、６０μｍ程度とすることができる。

金属張り積層板１０の上面には、図４に示すようにアライメントマーク１０４が形成されている。アライメントマーク１０４は、例えば、金属張り積層板１０の平面視における４隅にそれぞれ形成されている。アライメントマーク１０４は、第一金属層１１を部分的にエッチング除去することにより形成されている。

一枚の金属張り積層板１０から製造される回路基板１（図１５（ｃ））からは、複数個の製品が得られる。
図４には、金属張り積層板１０において、個々の製品となる箇所（以下、製品構成部１０３）を仮想線（一点鎖線）で示している。
更に、この製品構成部１０３の一部分が、貫通孔１９（図１３（ｃ））が形成される開口形成領域１０１であり、この開口形成領域１０１についても、図４において仮想線で示している。なお、１つの開口形成領域１０１には、例えば、多数の貫通孔１９が形成される。

図１に示すように、製造装置１００は、金属張り積層板１０を保持する加工テーブル１１０と、加工テーブル１１０をレーザ照射から保護する保護材１２０と、加工テーブル１１０と金属張り積層板１０との間に空間１０２を形成するためのスペーサ部材１３０と、金属張り積層板１０をスペーサ部材１３０に対して押し付けて固定する押付部材１４０と、を有している。

図１及び図２に示すように、加工テーブル１１０は、その上面が平坦に形成されている。加工テーブル１１０の材質は金属が好ましく、例えばアルミ、アルミ合金、ステンレス、マグネシウム合金などが挙げられる。また、必要により表面処理して用いてもよい。

加工テーブル１１０には、複数の吸着孔１１１が、該加工テーブル１１０を表裏に貫通して形成されている。これら吸着孔１１１の下端部は、図示しない吸引源（例えば真空ポンプ）と連通している。この吸引源によって吸引を行うことにより、吸着孔１１１を介して、保護材１２０、スペーサ部材１３０、金属張り積層板１０及び押付部材１４０を加工テーブル１１０に対して吸着保持できるようになっている。

一部の吸着孔１１１（図１の吸着孔１１１ａ）は、スペーサ部材１３０に形成された貫通孔１３１との協働により、金属張り積層板１０又は押付部材１４０を吸着保持するのに用いられる。
他の一部の吸着孔１１１（図１の吸着孔１１１ｂ）は、スペーサ部材１３０を吸着保持するのに用いられる。
また、その他の吸着孔１１１（図１の吸着孔１１１ｃ）は、保護材１２０を吸着保持するのに用いられる。
これら吸着孔１１１は、例えば、平面視において、マトリクス状に配置されている。吸着孔１１１の平面形状は、例えば、円形である。

スペーサ部材１３０は、ある程度の厚みを有する平板状の部材である。スペーサ部材１３０には、金属張り積層板１０の開口形成領域１０１を平面視において包含する寸法、形状及び配置の開口部１３２が、スペーサ部材１３０の表裏を貫通して形成されている。

このため、図１に示すように、スペーサ部材１３０を介して加工テーブル１１０上に金属張り積層板１０を保持することによって、加工テーブル１１０と、金属張り積層板１０における開口形成領域１０１と、の間に、金属張り積層板１０の裏面に面する空間１０２を形成することができる。

このように空間１０２を形成した状態で、開口形成領域１０１にレーザを照射して貫通孔１９（図１３（ｃ））を形成することにより、レーザ照射により発生する熱を空間１０２を介して容易に逃がすことができ、金属張り積層板１０の損傷を抑制することができる。

スペーサ部材１３０の厚さ（空間１０２の上下寸法）は、例えば、０．４ｍｍ以上であることが好ましく、例えば、０．８ｍｍ程度とすることが挙げられる。スペーサ部材１３０の厚さは、レーザの条件（エネルギー条件、ショット数、パルス幅など）に応じて必要な厚さに設定すると良い。

スペーサ部材１３０には、開口部１３２の他に、該スペーサ部材１３０を通して金属張り積層板１０又は押付部材１４０を吸着するための貫通孔１３１が、該スペーサ部材１３０の表裏を貫通して形成されている。各貫通孔１３１は、加工テーブル１１０の一部の吸着孔１１１（図１中の吸着孔１１１ａ）と対応する位置に配置され、対応する吸着孔１１１と連通するようになっている。例えば、貫通孔１３１の平面形状は円形であり、貫通孔１３１の径は吸着孔１１１の径と等しい。

これら貫通孔１３１のうち、貫通孔１３１ａは、金属張り積層板１０の下に位置し、金属張り積層板１０の吸着に用いられる。なお、金属張り積層板１０において、貫通孔１３１により吸着される部位は、貫通孔１９が形成される箇所以外であれば、どこでも良い。
また、貫通孔１３１のうち、貫通孔１３１ｂは、平面視において金属張り積層板１０の外方、且つ、押付部材１４０の下方に位置し、押付部材１４０の吸着に用いられる。

なお、図１では、貫通孔１３１の径と吸着孔１１１の径とが互いに等しく、且つ、貫通孔１３１と吸着孔１１１とが同軸上に配置される例を示しているが、図１２に示す変形例のように、貫通孔１３１の径を吸着孔１１１の径よりも小さくしたり（図１２の貫通孔１３１ｃ）、貫通孔１３１を吸着孔１１１に対してオフセットして配置したり（図１２の貫通孔１３１ｄ）しても良い。これらのようにすることによって、１つの吸着孔１１１を、押付部材１４０の吸着用とスペーサ部材１３０の吸着用とに兼用させたり、金属張り積層板１０の吸着用とスペーサ部材１３０の吸着用とに兼用させたりすることができる。

なお、少なくとも押付部材１４０を、スペーサ部材１３０を介して加工テーブル１１０側に吸着できるようにしておけば、すなわち貫通孔１３１として少なくとも貫通孔１３１ｂがあり、吸着孔１１１として少なくとも吸着孔１１１ａがあれば、押付部材１４０、金属張り積層板１０、スペーサ部材１３０、及び、保護材１２０を、加工テーブル１１０側に吸着させることができる。

スペーサ部材１３０は、金属張り積層板１０や押付部材１４０を吸着する力に抗して空間１０２を形成及び維持できる程度の強度を有するものであれば何でも良いが、例えば、紙フェノール板、積層板、金属板、プラスチック板、アクリル板、エポキシ樹脂板などが好適である。なお、スペーサ部材１３０は使い捨てとすることができる。

スペーサ部材１３０の平面寸法は、加工対象の被加工基板（本実施形態の場合、金属張り積層板１０）よりも大きく設定されている。例えば、２５０ｍｍ角の正方形状の金属張り積層板１０を加工する場合、スペーサ部材１３０は、３００ｍｍ角程度の寸法とすることができる。
なお、金属張り積層板１０の製品構成部１０３の平面寸法は、例えば、５０ｍｍ角程度であり、スペーサ部材１３０の開口部１３２の平面寸法は、例えば、３０ｍｍ×５０ｍｍ程度とすることができる。

スペーサ部材１３０に対する開口部１３２及び貫通孔１３１の形成は、例えば、ルータを用いて、スペーサ部材１３０の材料となる板状部材をくり抜くことにより行うことができる。
このとき、金属張り積層板１０に対して貫通孔１９を形成するためのＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）データを利用することにより、容易に開口部１３２を形成することができる。すなわち、形成すべき貫通孔１９よりも大きい穴（例えば、貫通孔１９の直径の５倍程度の直径の穴）をスペーサ部材１３０に形成することにより、開口部１３２を形成することができる。なお、上記のように、例えば、ルータにより開口部１３２を形成するため、開口部１３２の外形形状は、円の軌跡の外形形状となる。例えば、多数の貫通孔１９が矩形状の領域に形成される場合、開口部１３２の外形形状は、図１０に示すように、４隅が円弧状の矩形状となる。

保護材１２０は、加工テーブル１１０においてスペーサ部材１３０の開口部１３２と対応する部分をレーザから保護するために、加工テーブル１１０上に載置して用いられる。例えば、各開口部１３２毎に、１つずつ保護材１２０を配置することが挙げられる。なお、保護材１２０は、例えば、開口部１３２よりも平面寸法が大きく、平面視において開口部１３２の周囲に張り出している。

ただし、複数の開口部１３２の裏面側を覆う寸法の保護材１２０（例えば、加工テーブル１１０の全面に亘る寸法の保護材１２０）を加工テーブル１１０上に載置しても良い。この場合、保護材１２０において平面視にて開口部１３２と重ならない部位に、適宜、加工テーブル１１０の吸着孔１１１と連通する貫通孔を形成し、スペーサ部材１３０、金属張り積層板１０及び押付部材１４０を、保護材１２０を通して加工テーブル１１０に吸着できるようにすると良い。

保護材１２０の材質は、加工テーブル１１０をレーザ照射から保護できるものであれば何でも良いが、耐久性などの面から、銅などの金属が好ましい。保護材１２０の厚さは、例えば、５μｍ以上３５μｍ以下とすることができる。

保護材１２０の上面１２１は、粗化されていることが好ましい。上面１２１が粗化面となっていることにより、上面１２１にてレーザ光を散乱させることができる（レーザ光の反射率を低減することができる）。よって、上面１２１からの反射光により金属張り積層板１０の裏面側が損傷してしまうことを抑制できる。
上面１２１の条件で重要となるのは、レーザ光の反射率であり、例えば、レーザ光の波長領域が７００ｎｍ以上１５００ｎｍ以下の範囲において、上面１２１の光沢度が１０以上であることが好ましい。このような条件として、上面１２１の表面粗さ（Ｒｚ）は、例えば、１μｍ以上７μｍ以下であることが好ましい。

図５に示すように、押付部材１４０は、平板状の部材であり、金属張り積層板１０の開口形成領域１０１を平面視において包含する寸法、形状及び配置の開口部１４２が、押付部材１４０の表裏を貫通して形成されている。
押付部材１４０には、他に、金属張り積層板１０のアライメントマーク１０４を平面視において包含する寸法、形状及び配置の開口部１４４が、押付部材１４０の表裏を貫通して形成されている。
従って、押付部材１４０を金属張り積層板１０に対して水平方向で位置合わせして、該押付部材１４０を金属張り積層板１０上に載置することにより、開口部１４２を介して金属張り積層板１０の開口形成領域１０１を露出させ、且つ、開口部１４４を介してアライメントマーク１０４を露出させることができる。

なお、押付部材１４０の材質も、スペーサ部材１３０と同様のものとすることができる。そして、押付部材１４０に対する開口部１４２、１４４の形成も、スペーサ部材１３０に対する開口部１３２及び貫通孔１３１の形成と同様に、ルータを用いて行うことができる。

押付部材１４０は、金属張り積層板１０をスペーサ部材１３０に対して押し付けて固定するためのものである。押付部材１４０によって金属張り積層板１０をスペーサ部材１３０に対して押し付けて固定することにより、金属張り積層板１０をスペーサ部材１３０に対して拘束することができる。よって、金属張り積層板１０が吸着される際に、該金属張り積層板１０が撓んでしまうことを、抑制することができる。
スペーサ部材１３０の貫通孔１３１のうち一部の貫通孔１３１（１３１ｂ）を通して押付部材１４０を加工テーブル１１０側に吸着することにより、金属張り積層板１０をスペーサ部材１３０に対して押し付けて固定することができる。

なお、例えば、図１１に示すように、押付部材１４０の周縁部は、貫通孔１３１ｂを介して吸着されることによって、スペーサ部材１３０側に撓み、金属張り積層板１０の外周部と押付部材１４０との間には僅かな隙間２が生じる。
また、図示は省略するが、スペーサ部材１３０が加工テーブル１１０に吸着されることによって、保護材１２０の外周部とスペーサ部材１３０との間にも、同様に、僅かな隙間が生じる。

製造装置１００は、更に、押付部材１４０の上方に位置して、レーザマスク１５０を有している。このレーザマスク１５０には、個々の貫通孔１９と対応するレーザ通過孔（図示略）が形成されている。そして、図示しないレーザ光源から照射されたレーザ光を、レーザマスク１５０のレーザ透過孔及び押付部材１４０の開口部１４２を介して、金属張り積層板１０の開口形成領域１０１に照射することにより、開口形成領域１０１に（例えば多数の）貫通孔１９を形成することができる。
なお、レーザマスク１５０のレーザ透過孔を介して金属張り積層板１０に照射されるレーザ光の口径は、例えば、５０μｍ以上２００μｍであることが挙げられる。
そして、スペーサ部材１３０の開口部１３２の開口寸法及び押付部材１４０の開口部１４２の開口寸法は、レーザ光の口径よりも大きい。

次に、本実施形態に係る回路基板の製造方法を説明する。
この製造方法は、加工テーブル１１０と、被加工基板（例えば、金属張り積層板１０）における開口形成領域１０１と、の間に、被加工基板に面する空間１０２を形成した状態で、加工テーブル１１０上に被加工基板を保持し、その保持した状態で、被加工基板を基準として加工テーブル１１０とは反対側から、開口形成領域１０１にレーザを照射して開口（貫通孔１９）を形成する工程を有する。

ここで、この製造方法で得られる回路基板１の一例について説明する。
図１５（ｃ）に示すように、回路基板１は、導電体２０が貫通する絶縁層２１と、絶縁層２１の一方の面側（図中上面側）に設けられ、導電体２０に接続された第一回路パターン２２と、この第一回路パターン２２を被覆する第一被覆層（第一ソルダーレジスト層ともいう）２３と、絶縁層２１の他方の面側（図中下面側）に設けられ、導電体２０に接続された第二回路パターン２４と、第二回路パターン２４を被覆する第二被覆層（第二ソルダーレジスト層ともいう）２５と、を有している。
第一被覆層２３には、第一回路パターン２２の一部分を露出させる開口が形成されている。さらにこの開口内には、第一回路パターン２２に接続された金属層２７と、この金属層２７上に設けられた半田層２６とが配置されている。金属層２７は、たとえば銅層２７１、ニッケル層２７２等の積層構造である。
また、第二被覆層２５には、第二回路パターン２４の一部分を露出させる開口が形成されている。この開口内には、アンダーバンプメタル２８と、半田ボール（図示略）と、が設けられている。
また、第一ソルダーレジスト層２３上及び半田層２６上には、樹脂層３が形成されている。

本実施形態では、両面に回路層が形成された両面の回路基板１を例に挙げて好適な製造方法を説明する。
なお、以下では、第一金属層１１を選択的に除去し、第一金属層１１の残された領域をレーザマスクとして用いるコンフォーマルマスク工法を例に説明するが、第一金属層１１を除去することなく直接レーザを用いて加工するダイレクトレーザ加工法を用いても良い。

先ず、絶縁層２１と、絶縁層２１の上面に形成された第一金属層１１と、絶縁層２１の下面に形成された第二金属層１２と、を有する金属張り積層板１０を用意する（図１３（ａ））。なお、第一及び第二金属層１１、１２のうちの少なくとも何れか一方は、それぞれ複数層に形成されていても良い。例えば、第一及び第二金属層１１、１２のうちの少なくとも何れか一方は、剥離可能な金属層（ピーラブル金属層（例えば、ピーラブル銅箔））を有していても良い。

次に、第一金属層１１の上面に感光性有機膜を塗布形成し、マスク露光を行い、感光性有機膜を現像することにより、感光性有機膜からなるマスクパターンを形成する。このマスクパターンは、後工程で形成される貫通孔（スルーホール）１９（図１３（ｃ）参照）の形成箇所と対応する位置、及び、アライメントマーク１０４（図４）と対応する位置に、それぞれ開口を有する。次に、このマスクパターンをマスクとして第一金属層１１をエッチングすることにより、第一金属層１１においてマスクパターンの開口と対応する部位を選択的に除去し、第一金属層１１に、貫通孔１９と対応する開口１１ａ、及び、アライメントマーク１０４（図４参照）を形成する。その後、マスクパターンを剥離する（図１３（ｂ））。なお、ダイレクトレーザ加工法を用いる場合、この工程では、アライメントマーク１０４だけを形成し、貫通孔１９と対応する開口１１ａは形成しない。

次に、上述した構成の製造装置１００を用いて、金属張り積層板１０に対し第一金属層１１側からレーザを照射することにより、絶縁層２１及び第二金属層１２を貫通する貫通孔１９を形成する（図１３（ｃ））。

このためには、先ず、加工テーブル１１０上において、後から載置されるスペーサ部材１３０の開口部１３２と対応する位置に、保護材１２０を載置する（図６）。
次に、加工テーブル１１０上にスペーサ部材１３０を載置する。このとき、各貫通孔１３１が、それぞれ対応する吸着孔１１１と平面視において一致するように、スペーサ部材１３０を加工テーブル１１０に対して位置合わせする（図７）。
次に、スペーサ部材１３０上に金属張り積層板１０を載置する。このとき、各開口形成領域１０１が、平面視においてスペーサ部材１３０の各開口部１３２に包含されるように、金属張り積層板１０をスペーサ部材１３０に対して位置合わせする（図８）。
次に、金属張り積層板１０上に押付部材１４０を載置する。このとき、押付部材１４０の各開口部１４４から各アライメントマーク１０４が露出し、且つ、押付部材１４０の各開口部１４２から各開口形成領域１０１が露出するように、押付部材１４０を金属張り積層板１０に対して位置合わせする（図９、図１）。

この状態で、レーザマスク１５０のレーザ透過孔を介して、レーザ光を金属張り積層板１０の開口形成領域１０１に照射し、貫通孔１９を形成する。
ここで、金属張り積層板１０の開口形成領域１０１にレーザが照射されることにより発生する熱を、開口形成領域１０１の下面に面する空間１０２を介して容易に逃がすことができる。よって、絶縁層２１の炭化等を抑制できるため、良好な形状の貫通孔１９を形成することができる。

レーザとしては、例えば、炭酸ガスレーザ加工機、ＵＶレーザ加工機、エキシマレーザ加工機などがある。好ましくは、これらのうち炭酸ガスレーザ加工機が用いられる。炭酸ガスレーザ加工機の発振波長領域は、無機基材の加工が比較的容易な発振波長領域である。
レーザによる加工条件としては、特に限定はされないが、例えば、絶縁層２１の厚みが４０μｍで第一金属層１１および第二金属層１２の厚みが３μｍでかつ炭酸ガスレーザ加工機を用いる場合は、好ましくはビーム径１００〜１８０μｍ、パルス幅１〜１００μｍ、基準エネルギー０．５〜１２．０ｍＪとすることが挙げられ、より好ましくはビーム径１１０〜１３０μｍ、パルス幅１〜２０μｍ、基準エネルギー１．０〜３．０ｍＪ、ショット数は１〜１２とすることができる。
例えば、絶縁層２１の厚みが６０μｍで第一金属層１１および第二金属層１２の厚みが３μｍでかつ炭酸ガスレーザ加工機を用いる場合は、好ましくはビーム径１００〜１８０μｍ、パルス幅１〜１００μｍ、基準エネルギー０．５〜１２．０ｍＪとすることが挙げられ、より好ましくはビーム径１１０〜１３０μｍ、パルス幅２０〜４０μｍ、基準エネルギー５．０〜７．０ｍＪ、ショット数は１〜１２とすることができる。

なお、レーザ加工後の貫通孔１９内の炭化物残渣を過マンガン酸デスミア処理やプラズマ洗浄等で適宜洗浄除去することが好ましい。

次に、貫通孔１９形成後の金属張り積層板１０の表面、すなわち、第一金属層１１、絶縁層２１の貫通孔１９内壁面、及び、第二金属層１２を覆うように、導体層１５を形成する（図１３（ｄ））。

ここで、導体層１５の厚さとしては、例えば、０．０５μｍ以上、２．０μｍ以下が好ましい。導体層１５の形成方法としては、無電解めっき法が好ましい。導体層１５としてはニッケル、クロム、コバルト、モリブデン、バナジウム、タングステンまたは銅などの単一金属か、またはそれらの合金が好適である。特に、貫通孔１９内の絶縁層２１内壁部分との導体密着性、および、セミアディディププロセスの給電層となる第一および第二金属層１１、１２および導体層１５の除去性を鑑みると、銅がより好適である。

その後、図１４（ａ）に示すように、回路パターンを形成しない部分にレジストマスクＭを配置する。レジストマスクＭとしてはフィルム状のネガ型感光性レジストを用いることができる。
レジストマスクＭの形成方法としては、ネガ型感光性レジストを例えば真空ラミネータなどを用いて導体層１５上に形成する。次に、回路パターンを形成する部分をマスクしたフォトマスクを用いて、紫外線照射を行う。次に、現像を行う。現像液としては炭酸ナトリウム溶液を用いることができる。

次に、導体層１５上にめっきを形成する（図１４（ｂ））。めっきの方法としては硫酸銅めっきを用いることができる。めっきの厚みは回路パターン部分において１μｍ以上、５０μｍ以下が好ましく、５μｍ以上、４０μｍ以下がより好ましい。これにより、ビアとなる導電体２０を形成するとともに、絶縁層２１の上面側に第一回路パターン２２を、絶縁層２１の下面側に第二回路パターン２４を、それぞれ形成する。なお、導電体２０、第一回路パターン２２及び第二回路パターン２４は、導体層１５と導体層１５上のめっき膜とを含む。

次に、レジストマスクＭを剥離液によって剥離する。剥離液としては、例えば、アルカリ水溶性の液体を用いることができる。

次に、第一金属層１１、第二金属層１２及び導体層１５において、レジストマスクＭが形成されていた部分を除去する（図１４（ｃ））。除去方法としては、過酸化水素−硫酸エッチング液と高圧スプレーとを用いる方式が好ましい。ここで、第一及び第二金属層１１、１２は導体層１５の形成前に薄膜化されている為、速やかにエッチングにより除去することができる。このため、電解めっきによって形成された第一及び第二回路パターン２２、２４を長い時間エッチング等にさらすことがないので回路精度に優れ、かつ、高密度配線に適した回路基板とすることができる。

その後、図１５（ａ）に示すように、第一回路パターン２２上には第一ソルダーレジスト層２３を、第二回路パターン２４上には第二ソルダーレジスト層２５を、それぞれ形成する。第一および第二ソルダーレジスト層２３、２５は感光性タイプや非感光性タイプのものが挙げられる。また、第一および第二ソルダーレジスト層２３、２５はシート状や液状のものが挙げられる。これらは適宜選択すればよい。

次に、図１５（ｂ）に示すように、第一および第二ソルダーレジスト層２３、２５が感光性タイプの場合は、たとえば、マスク露光及び現像工程を経て、第一および第二ソルダーレジスト層２３、２５に開口を形成することができる。
また、非感光タイプの場合は、たとえば、レーザ光を照射することにより、第一および第二ソルダーレジスト層２３、２５に開口を形成することができる。
第一ソルダーレジスト層２３の開口は、第一回路パターン２２の一部分の上に位置している。
第二ソルダーレジスト層２５の開口は、第二回路パターン２４の一部分の下に位置している。

次に、第一ソルダーレジスト層２３の開口内に、第一回路パターン２２に接続された金属層２７を形成する。金属層２７は、たとえば銅層２７１、ニッケル層２７２等の積層構造である。更に、この金属層２７上に半田層２６を形成する。
また、第二ソルダーレジスト層２５の開口内にアンダーバンプメタル２８を形成し、このアンダーバンプメタル２８上に半田ボール（図示略）を設ける。
また、第一ソルダーレジスト層２３上及び半田層２６上に樹脂層３を形成する。

以上の工程により、回路基板１（具体的には、例えば、プリント配線板）を製造することができる。

次に、回路基板１の各構成要素について詳細に説明する。

（絶縁層２１）
絶縁層２１としては、プリント配線板の絶縁材料として汎用的に用いられる樹脂複合材料を用いることができる。例えば、樹脂組成物を繊維基材に含浸または塗工したプリプレグを加熱硬化させた樹脂基材や、樹脂フィルムを、絶縁層２１として用いることができる。

絶縁層２１を構成する樹脂組成物としては、例えば、熱硬化性樹脂が好ましい。この熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、シアネート樹脂、フェノール樹脂などを単独あるいは複数組み合わせて用いることができる。絶縁層２１を構成する樹脂組成物は、低熱膨張性向上の為に、無機充填材を含んでいてもよい。

絶縁層２１の繊維基材を構成する基材としては、例えば、ガラス繊布、ガラス不繊布等のガラス繊維基材、あるいはガラス以外の無機化合物を成分とする繊布又は不繊布等の無機繊維基材が挙げられる。これらのなかでも、プリント配線基板としたときの剛性の面からガラス織布繊維基材が好ましい。

絶縁層２１としてプリプレグを用いる場合は、上記の熱硬化性樹脂に無機充填材を混入し、必要に応じて、硬化剤、硬化促進剤を混入させることにより得られる樹脂ワニスを、ガラス織布繊維基材等の基材に含浸し、乾燥させることで絶縁層２１が得られる。
プリプレグの表裏面に金属層を重ね加熱加圧成形することによって、金属張り積層板１０を得ることができる。また、絶縁層２１にめっき処理を直接施すことでも金属張り積層板１０を得ることができる。ただし、積層板を得る方法は上記に限定されるものではなく、適宜選択することができる。

絶縁層２１として樹脂フィルムを使用する場合、この樹脂フィルムとしては、例えばポリイミド樹脂フィルム、ポリエーテルイミド樹脂フィルム、ポリアミドイミド樹脂フィルム等のポリイミド樹脂系樹脂フィルム、ポリアミド樹脂フィルム等のポリアミド樹脂系フィルム、ポリエステル樹脂フィルム等のポリエステル樹脂系フィルムが挙げられる。これらの中でも主としてポリイミド樹脂系フィルムが好ましい。これにより、弾性率と耐熱性を特に向上することができる。

絶縁層２１として樹脂フィルムを用いる場合、金属層にベースとなる樹脂を塗布し加熱乾燥して積層板としたもの、金属箔に接着剤樹脂を塗布し、樹脂フィルムを加熱加圧成形した積層板としたもの、樹脂フィルムに直接スパッタリングやめっきにより金属層を形成し積層板としたものを使用することができる。ただし、積層板を得る方法は上記に限定されるものではなく、適宜選択することができる。

絶縁層２１の厚みは、回路基板１の仕様に依存するものであり、特に限定されるものではないが、２０μｍ〜３００μｍが好ましく、より好ましくは４０μｍ〜１００μｍである。

次に第一金属層１１について説明する。第一金属層１１の金属種はニッケル、クロム、コバルト、モリブデン、バナジウム、タングステンまたは銅などの単一金属か、またはそれらの合金薄膜が好適である。また、極薄金属層を用いる場合は、金属種としては、ステンレス、ニッケル、アルミ、鉄、銅などが用いられ、エッチング性などから銅がより好適に用いられる。

第一金属層１１の厚みは、例えば、０．０５μｍ以上、１２μｍ以下である。第一金属層１１が１２μｍよりも厚い場合は、セミアディティブプロセスにおける電解めっきの給電を取るための第一金属層１１および導体層を回路パターン形成後に除去することが困難となり、微細回路形成が困難となる。また、第一金属層１１が０．０５μｍよりも薄い場合は、回路形成における工程中において銅がエッチングを受け、下地の絶縁層２１が露出する可能性がある。

第二金属層１２としては、第一金属層１１と金属の種類、金属の厚さは異なっていてもよいし、同じであってもよい。第二金属層１２側においても第一金属層１１側と同様に回路パターンの微細化と精度が要求されるのであれば、第二金属層１２も第一金属層１１と同様であることが好ましい。

以上のような第１の実施形態によれば、加工テーブル１１０と金属張り積層板１０における開口形成領域１０１との間に空間１０２を形成した状態で、開口形成領域１０１にレーザを照射して貫通孔１９を形成するので、レーザで貫通孔１９を形成する際の熱をその空間１０２を介して容易に逃がすことができる。よって、加工テーブル１１０と金属張り積層板１０との間に熱がこもることに起因して、金属張り積層板１０に形成する貫通孔１９に損傷が発生してしまうことを、抑制できる。すなわち、貫通孔１９の下部において絶縁層２１が炭化してしまうことを抑制できる。このため、良好な形状の貫通孔１９を金属張り積層板１０に形成することができる。

〔第２の実施形態〕
図１６は第２の実施形態において、金属張り積層板１０に貫通孔１９を形成する工程を示す模式的な断面図である。

上記の第１の実施形態では、スペーサ部材１３０に、該スペーサ部材１３０を表裏に貫通する開口部１３２が形成されている例を説明した。これに対し、本実施形態の場合、図１６に示すように、スペーサ部材１３０の上面に凹部１３３が形成されている。凹部１３３の平面的な配置は、第１の実施形態における開口部１３２の配置と同様である。凹部１３３の深さは、例えば、０．４mm以上であることが好ましい。

本実施形態の場合も、スペーサ部材１３０を介して加工テーブル１１０上に金属張り積層板１０を保持することによって、加工テーブル１１０と、金属張り積層板１０における開口形成領域１０１と、の間に、金属張り積層板１０の裏面に面する空間１０２を形成することができる。

以上のような第２の実施形態によっても、加工テーブル１１０と金属張り積層板１０における開口形成領域１０１との間に空間１０２を形成した状態で、開口形成領域１０１にレーザを照射して貫通孔１９を形成することができるので、第１の実施形態と同様の効果が得られる。

なお、上記においては、押付部材１４０によって金属張り積層板１０をスペーサ部材１３０に対して押し付ける例を説明したが、金属張り積層板１０が十分な剛性を有する場合（金属張り積層板１０の撓みを考慮する必要がない場合）、押付部材１４０を用いなくても良い。例えば、金属張り積層板１０の厚みが０．２５mm以上であれば、押付部材１４０は不要である。
この場合、少なくとも金属張り積層板１０を、スペーサ部材１３０を介して加工テーブル１１０側に吸着できるようにしておけば、金属張り積層板１０、スペーサ部材１３０、及び、保護材１２０を、加工テーブル１１０側に吸着させることができる。

また、上記においては、スペーサ部材１３０を一体の部材により構成する例を説明したが、スペーサ部材１３０は、複数部分に分割された分割構造をなしていても良い。例えば、スペーサ部材１３０の周縁部は共通の枠部材とし、スペーサ部１３０の中央部は、枠部材に対して嵌合可能な形状で、且つ、加工対象の金属張り積層板１０の貫通孔１９の配置に応じた形状に形成しても良い。また、この場合に、スペーサ部材１３０の中央部も、例えば、各製品構成部１０３毎に１つずつの部材を用いるといったように、複数部分に分割された分割構造とすることができる。

また、上記の各実施形態では、金属張り積層板１０に貫通孔１９を形成し、回路基板１としてのプリント配線板を製造する例を説明したが、本発明は、この例に限らず、例えば、複数のチップが形成された半導体ウェハをレーザダイシングにより個片化し、半導体チップ（半導体装置）を製造する際にも、同様に適用することができる。この場合にも、半導体ウェハの樹脂層に悪影響（炭化など）が発生してしまうことを抑制できる。

１ 回路基板
２ 隙間
３ 樹脂層
１０ 積層板
１１ 第一金属層
１１ａ 開口
１２ 第二金属層
１５ 導体層
１９ 貫通孔
２０ 導電体
２１ 絶縁層
２２ 第一回路パターン
２３ 第一ソルダーレジスト層（第一被覆層）
２４ 第二回路パターン
２５ 第二ソルダーレジスト層（第二被覆層）
２６ 半田層
２７ 金属層
２８ アンダーバンプメタル
１００ 回路基板の製造装置
１０１ 開口形成領域
１０２ 空間
１０３ 製品構成部
１０４ アライメントマーク
１１０ 加工テーブル
１１１（１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ） 吸着孔
１２０ 保護材
１２１ 上面
１３０ スペーサ部材
１３１（１３１ａ、１３１ｂ） 貫通孔
１３２ 開口部
１３３ 凹部
１４０ 押付部材
１４２ 開口部
１４４ 開口部
１５０ レーザマスク
２７１ 銅層
２７２ ニッケル層
Ｍ レジストマスク

Claims (18)

1. 加工テーブルと、被加工基板における開口形成領域と、の間に、前記被加工基板に面する空間を形成した状態で、前記加工テーブル上に前記被加工基板を保持し、その保持した状態で、前記被加工基板を基準として前記加工テーブルとは反対側から、前記開口形成領域にレーザを照射して開口を形成する工程を有することを特徴とする回路基板の製造方法。
2. 前記開口を形成する工程では、前記開口形成領域と対応する位置に開口部又は凹部を有するスペーサ部材を介して、前記加工テーブル上に前記被加工基板を保持することによって、前記空間を形成することを特徴とする請求項１に記載の回路基板の製造方法。
3. 前記加工テーブルには、前記被加工基板を吸着するための吸着孔が形成され、
   前記スペーサ部材において、前記吸着孔と対応する位置には、前記吸着孔と連通し、前記被加工基板を吸着するための貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の回路基板の製造方法。
4. 前記加工テーブルには、更に、前記スペーサ部材を吸着するための第２吸着孔が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の回路基板の製造方法。
5. 前記開口を形成する工程では、前記被加工基板を、押付部材によって前記スペーサ部材に対して押し付けた状態で、前記開口形成領域に前記開口を形成することを特徴とする請求項２乃至４の何れか一項に記載の回路基板の製造方法。
6. 前記開口を形成する工程では、前記被加工基板を、押付部材によって前記スペーサ部材に対して押し付けた状態で、前記開口形成領域に前記開口を形成し、
   前記加工テーブルには、前記押付部材において平面視にて前記被加工基板よりも外方に位置する部分を吸着するための第３吸着孔が形成され、
   前記スペーサ部材において、前記第３吸着孔と対応する位置には、前記第３吸着孔と連通し、前記被加工基板を吸着するための第２貫通孔が形成され、
   前記第３吸着孔及び前記第２貫通孔を介して前記押付部材を前記加工テーブルに吸着することにより、前記押付部材によって前記被加工部材を前記スペーサ部材に対して押し付けることを特徴とする請求項２乃至５の何れか一項に記載の回路基板の製造方法。
7. 前記加工テーブルにおいて前記空間と対応する部位に、当該部位を保護する保護材を配置した状態で、前記開口を形成する工程を行うことを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の回路基板の製造方法。
8. 前記保護材の上面が粗化されていることを特徴とする請求項７に記載の回路基板の製造方法。
9. 前記回路基板としてプリント配線板を製造することを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の回路基板の製造方法。
10. レーザ照射により開口が形成される開口形成領域を有する被加工基板を保持する加工テーブルと、
    前記被加工基板における前記開口形成領域と対応する位置に開口部又は凹部を有し、前記被加工基板と前記加工テーブルとの間に介装されるスペーサ部材と、
    を有することを特徴とする回路基板の製造装置。
11. 前記加工テーブルには、前記被加工基板を吸着するための吸着孔が形成され、
    前記スペーサ部材において、前記吸着孔と対応する位置には、前記吸着孔と連通し、前記被加工基板を吸着するための貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の回路基板の製造装置。
12. 前記加工テーブルには、更に、前記スペーサ部材を吸着するための第２吸着孔が形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の回路基板の製造装置。
13. 前記被加工基板を、前記スペーサ部材に対して押し付ける押付部材を更に有することを特徴とする請求１０乃至１２の何れか一項に記載の回路基板の製造装置。
14. 前記加工テーブルには、前記押付部材において平面視にて前記被加工基板よりも外方に位置する部分を吸着するための第３吸着孔が形成され、
    前記スペーサ部材において、前記第３吸着孔と対応する位置には、前記第３吸着孔と連通し、前記被加工基板を吸着するための第２貫通孔が形成され、
    前記第３吸着孔及び前記第２貫通孔を介して前記押付部材を前記加工テーブルに吸着することにより、前記押付部材が前記被加工部材を前記スペーサ部材に対して押し付けることを特徴とする請求項１３に記載の回路基板の製造装置。
15. 前記加工テーブルにおいて前記開口部又は前記凹部と対応する部位に配置され、レーザ照射から当該部位を保護する保護材を更に有することを特徴とする請求項１０乃至１４の何れか一項に記載の回路基板の製造装置。
16. 前記開口部又は前記凹部の平面寸法が、前記レーザの照射径よりも大きいことを特徴とする請求項１０乃至１５の何れか一項に記載の回路基板の製造装置。
17. 前記開口形成領域にレーザを照射して前記開口を形成するレーザ照射部を有することを特徴とする請求項１０乃至１６の何れか一項に記載の回路基板の製造装置。
18. 加工テーブル上に被加工基板を保持し、前記被加工基板の開口形成領域にレーザを照射する際に用いられるレーザ加工用の治具であって、
    前記被加工基板における前記開口形成領域と対応する位置に開口部又は凹部を有し、前記被加工基板と前記加工テーブルとの間に介装されることを特徴とするレーザ加工用治具。

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