专利名称：印制电路板的激光加工方法
技术领域：
本发明涉及印制电路净反的激光加工方法。
技术背景为了在印制电路板上形成布线图案用的槽，进行了使用将光束截面形状(以下称光束形状)^:成矩形形状(以下称线光束)的激元激光器制作布线图案(以下称"消融加工"。)的尝试(非专利文献l: PhilRumsby等，Proc. SPIE Vol.3184, p.l76~ 185, 1997年)。在该消融加工中，相对于固定了位置的激 光同时扫描掩模和基板。即使在将尺寸较大的布线图案在半导体晶片等的基板上进行曝光的平板 印刷术曝光的场合，也和消融加工的场合相同，相对于固定了位置的照射光束 同时扫描掩模和基板，在基板的某一区域沿纵向进行了带状曝光后，使基板横 向移动而对新的区域进行曝光，通过重复进行上述操:作，从而对整个基板进行 曝光。已提出有此时通过将照射光束的截面形状做成六边形，并互补地对曝光 区域的接头部进行曝光，4吏得接头不明显的技术(专利文献1:日本特开平2 - 229423号公报)。根据该技术，能够使接头部分的曝光量与其它部分的曝光 量大约一致。虽然专利文献1的技术比较有效，但是由于实际上不能使接头部的偏差为 零，因此需要设置重复照射余量。相对于在平板印刷术曝光中照射位置的偏差 或照射光量变化对加工形状的影响不是4艮大，在消融加工中，照射位置的偏差 对槽形状造成直接影响。 发明内容本发明的目的在于提供能够使重复照射激光的区域(以下称"重复区域"。) 的槽底的深度与其它区域的槽底的深度大约一致的印制电路板的激光加工方 法。为了解决上述问题，本发明在预先固定将与中心轴成直角方向的截面做成一边比另一边足够大的矩形的激光，重复进行在沿与上述激光的上述另一边平 行的方向使掩模和印制电路板沿互相相反的方向进行扫描而将上述印制电路 板的某一区域加工成带状后，使上述掩;f莫和上述印制电路板沿与扫描方向成直 角的方向相对移动而加工新区域的操作，从而在上述印制电路板上加工槽的印 制电路板的加工方法中，其特征在于，在重复照射上述区域的场合，利用将重 复照射上述区域的一侧的上述激光的上述另一边倾斜地形成的上述激光进行 加工。在这种场合，作为倾斜地形成上述另一边的角度，实用的是使夹在上述激光的上述一边和上述倾斜边的一个内角成91度~ 175度。另外，实用的是对从后加工上述重复照射的区域的上述激光进行定位，使 上述倾斜边的中点的轨迹从先前加工的上述激光的上述倾斜边的中点轨迹仅 向上述先前加工的区域一侧移动预先j^见定的距离。另外，实用的是由对上述矩形的激光的端部进行遮光的遮光板形成上述倾 斜边，从上述掩模仅向上述激光的照射方向移开预先规定的距离配置该遮光 板。能够使重复区域的照射光量大约与其它区域的照射光量一致，从而能够加 工均匀的槽。
图1是适合应用本发明的激元激光加工器的主要部分构成图。 图2是线光束的俯视图。图3是表示线光束的配置与加工形状的关系的图。图4是说明遮光板的配置的图。图中l-掩才莫，4-激光，6—印制电i 各板。
具体实施方式
以下，关于本发明的实施方式一边参照附图一边进行说明。 图1是适合应用本发明的激元激光加工器的主要部分构成图。 激元激光器的激光光束，使用均化器(光束强度分布整形器)将通过激光. 振荡生成的光束整形成光束强度分布均勻的矩形光束(以下称"线光束4")，并以脉冲状输出。线光束4利用圆筒形透镜3,在掩模1上聚光成长边为 130mm、短边为6mm的矩形而入射到掩模1上。掩模l的材质是石英玻璃，并在一面涂敷有4各。刮掉了涂敷有铬的、所要 使线光束4透过的部分，即，具有与所要加工的导体图案相似的形状(在这里 是5倍)部分的铬。在该实施例中掩模l的、刮掉了铬的图中以虚线表示的范 围2(以下称"图案尺寸"。)是125mmxl25mm。掩才莫1通过省略了图示的移动 机构，使得照射位置在与固定的线光束4的短边平行的X方向及与线光束4 的长边平行的Y方向移动自如。投影透镜5定位成直径部对应线光束4的长边且中心轴与线光束4的中心 轴成同轴。印制电路板6固定在省略了图示的工作台上，通过省略了图示的移动机构 在X方向及Y方向移动自如。在该实施例的场合，由于缩小率为5倍，因此在印制电路板6上以虚线表 示的图案尺寸7是25mmx25mm。其次，关于加工步骤进行说明。A. 掩模1的图案尺寸的Y方向的宽度在125mm以下的场合 这种场合，线光束4是图案尺寸以上。因此，相对于固定的激光光束4和投影透镜5,使掩模1以移动速度Vs、另外使印制电路板6以移动速度Vs/5 在X方向上反向移动(扫描)，将形成在掩模l上的导体图案缩小复制在印制 电路板6的表面上并在印制电路板6上加工槽或孔5 (以下称"扫描加工"。)。 在这种场合，由于缩小率为5倍，因此，在同一图上以虚线表示的缩小复制到 印制电路板6上的图案尺寸7是25mmx25mm以下。B. 掩模l的图案尺寸的Y方向的宽度超过125mm的场合 这种场合，线光束4是图案尺寸以上。因此，在Y方向分割照射激光的区域。以下，关于加工区域的分割方法进行说明。图2是线光束4的俯视图，图3是表示线光束4的配置与加工形状的关系 的图，上段表示配置、下段表示所加工的印制电路板6的剖视图。如图2所示，重复照射加工区域的场合，将重复照射侧的线光束4的端部 倾斜地成形。此时，使夹在线光束4的长边和短边的内角0为91度 175度。此外，由于线光束4是四边形，因此另外的内角成5~89度。以下，将倾斜地 成形了线光束4的一侧的边称为"成形边"。如图3 (a)所示，首先，进行第一加工。照射在成形边上的加工部逐渐 变浅。其次，如该图(b)所示，使此次的成形边中点的轨迹k2相对于进行了 第一加工时的成形边中点的轨迹kl仅从第一加工侧移开距离a,而进行第二 加工。这里，距离a定为掩模1及印制电路板6的Y方向的定位公差的最大 值之和。如同图(b)所示，形成在重复区域的槽底，虽然由于额外供给加工能量， 因而比形成在其它区域的槽底更深，但深度方向的差很小。另外，通过使角度 0变大，能够使深度方向的差变小。其次，关于形成成形边的方法进行说明。图4是说明遮光板的配置的图，(a)是掩模l附近的侧视图，(b)是(a) 的B向一见图。通过利用金属制的遮光板17a、 17b遮住线光束4的一部分，能够形成成 形边。此外，图中，在线光束4的右侧形成成形边的场合使用遮光板17a,在 左侧形成成形边的场合使用遮光板17b。此外，在同图中，虽然将遮光板17a、 17b配置在掩模l的投影透镜5侧， 但如在同图(a)以虚线所示，也可以配置在与投影透镜5相反的一側。其次，关于遮光板17a、 17b和掩模1的距离g进行说明。在使遮光板17a、 17b紧贴在掩模1上的场合，由于遮光板17a、 17b的棱 边的影像在印制电路板6上成像，因此有在重复区域的槽底产生紋路的场合。 虽然构成条紋的槽底的高低差极小，但是成为影响加工品质的信赖性的重要原 因。在这种场合，若远离掩模1配置遮光板17a、 17b，则遮光板17a、 17b的 影像形成在脱离了印制电路板6的位置，如图3 (c)所示，重复部的端部与 其以外的边界变小，从而能够做成在目视时几乎不显眼。以下，关于具体的实施例进行说明。作为激元激光器，所使用波长为308nm、脉冲宽度为40ns、加工部的能 量密度为0.85J/cm2、脉冲重复周期为50Hz,以在印制电路板6上用15个脉 沖能够得到槽宽为10|am、相邻槽的间隔为10pm、深度为10pm的加工条件进6行了接头加工，做成角度0为100。、距离L为20mm后，配置在掩模1的下 侧。此外，设定投影透镜5的数值口径为0.1,设定从掩模1到投影透镜5的 前侧焦点的距离L为750mm。在这种场合，若使距离a为比掩模1及印制电路板6的Y方向的定位公 差的最大值之和还大的1.7mm,则在重复部的槽底不产生紋路，能够使加工深 度均勻。此外，也确认出使距离L为10mm以上则比较理想。此外，该加工方法可适应于具有非相干光性质的所有激光(尤其是激元激 光)上。
权利要求
1.一种印制电路板的激光加工方法，预先固定将与中心轴成直角方向的截面做成一边比另一边足够大的矩形的激光，重复进行在沿与上述激光的上述另一边平行的方向使掩模和印制电路板沿互相相反的方向进行扫描而将上述印制电路板的某一区域加工成带状后，使上述掩模和上述印制电路板沿与扫描方向成直角的方向相对移动而加工新区域的操作，从而在上述印制电路板上加工槽，其特征在于，在重复照射上述区域的场合，利用将重复照射上述区域的一侧的上述激光的上述另一边倾斜地形成的上述激光进行加工。
2. 根据权利要求1所述的印制电路板的激光加工方法，其特征在于， 作为倾斜地形成上述另一边的角度，使夹在上述激光的上述一边和上述倾斜边的一个内角成91度~ 175度。
3. 根据权利要求1所述的印制电路板的激光加工方法，其特征在于， 对从后加工上述重复照射的区域的上述激光进行定位，使上述倾斜边的中点的轨迹从先前加工的上述激光的上迷倾斜边的中点轨迹仅向上述先前加工 的区域一侧移动预先规定的距离。
4. 根据权利要求1所述的印制电路板的激光加工方法，其特征在于， 由对上述矩形的激光的端部进行遮光的遮光板形成上述倾斜边，从上述掩模仅向上述激光的照射方向移开预先规定的距离配置该遮光板。
全文摘要
本发明提供能够使重复照射激光的重复区域的槽底的深度与其它区域的槽底的深度大约一致的印制电路板的激光加工方法。在预先固定将与中心轴成直角的方向的截面做成一边比另一边足够大的矩形的激光(4)，重复进行在沿与激光(4)的短边平行的方向(X方向)使掩模(1)和印制电路板(6)沿互相相反的方向进行扫描而将印制电路板(6)的某一区域加工成带状后，使掩模(1)和印制电路板(6)沿与扫描方向成直角的Y方向相对地移动而加工新区域的操作，从而在印制电路板(6)上加工槽的印制电路板的激光加工方法中，在重复照射区域的场合，利用将重复照射的区域的一侧的激光(4)的短边一侧形成为斜边的激光(4)进行加工。
文档编号H05K3/06GK101277586SQ20081000921
公开日2008年10月1日 申请日期2008年1月29日 优先权日2007年3月28日
发明者丸山重信, 大前吾一, 志贺正幸, 青山博志 申请人:日立比亚机械股份有限公司