专利名称：印刷基板的开孔加工方法
技术领域：
本发明涉及一种用于对印刷配线基板(以下简称“印刷基板”)进行高精度且高效 地开孔加工的印刷基板的开孔加工方法。
背景技术：
现在，当对在印刷基板上夹住绝缘物并配置于正反两面的导电层进行电连接时， 通过对印刷基板开设用于与正反的导体层连接的孔(以下称为连接孔)、并对连接孔内部 实施导电性镀层，从而将正反的导电层电连接。随着近年来的电子设备的小型化、安装高密 度化，电子设备所装载的印刷基板上的连接孔的孔径采用大约0. 15 0. 08mm的尺寸范围。 这种连接孔通常采用钻头或激光进行开孔加工。图7是以现有技术采用钻头进行连接孔的加工时的工件的说明图，图7(a)是该工 件的俯视图，图7(b)是该工件的侧视图，图7(c)是图7(b)的A区域部分的局部放大图。若参照图7(a) 图7(c)，在此的印刷基板1以夹住绝缘层Iz的方式在表面侧配 置有导体层la、在背面侧配置有导体层lb。绝缘层Iz由树脂Ij和玻璃纤维Ig构成。当采 用钻头对印刷基板1进行连接孔的加工时，为了提高加工效率，常用的是对重叠了多张的 印刷基板1的重叠体进行开孔加工。另外，用钻头进行开孔加工时的连接孔是贯穿孔(通 孔)。当用钻头进行开设通孔的加工时，在印刷基板1的周缘部的预先确定的位置上加 工作为定位固定用的周缘孔2，对重叠了多张印刷基板1的重叠体插入叠层销3 (日文7 ”"、 通常，周缘孔2在板面方向上的截面形状为圆形，为了防止作为重叠体重叠 的印刷基板1彼此偏移，每张印刷基板1均设有两处以上(在此是两个部位)周缘孔2。此 外，叠层销3的外径比周缘孔2的直径稍大，若将叠层销3插入周缘孔2并使它们卡合，则 能制作由层叠了多张印刷基板1(在此是八张)而成的重叠体作为一个工件W。众所周知， 上述叠层销3还具有用于将工件W定位于加工台的定位销的作用(例如参照专利文献1)。若如上所述用钻头进行开设通孔的加工，则由于能将孔内壁的面的粗糙度设为 2 μ m以下，因此在对孔内壁电镀处理导电性镀层时能形成厚度均勻的镀层，并能将导体层 Ia与导体层Ib可靠地电连接。图8是以现有技术采用激光进行连接孔的加工时的工件的说明图，图8(a)是该工 件的俯视图，图8(b)是图8(a)的B区域部分的局部放大图。若参照图8 (a)、图8 (b)，则当用激光进行连接孔的加工时，在单一的印刷基板1上 形成从导体层Ia到达导体层Ib表面的盲孔5 (日文底付t穴)。在加工盲孔时，一张一 张加工印刷基板1，但众所周知，由于加工一个孔所需时间与用钻头进行加工时相比大概缩 短10 100倍，因此在加工速度(加工时间)上不会发生问题(例如参照专利文献2)。不 过，在用激光进行加工时，如图8(b)所示，由于在轴向上出现锥形(因激光束能量分布)而 导致盲孔5的形状为圆锥台状，孔底的直径多比入口侧的孔的直径小。另外，在此也是对印刷基板1设有周缘孔2的情况作了例示，但在用激光进行连接孔的加工时，由于对重叠多张印刷基板1形成重叠体时这样的印刷基板1彼此的偏差不用 采取对策，因此也可以不设周缘孔2，而是利用例如设置定位标记等其他方法将印刷基板1 定位于工作台。专利文献1 日本专利特开昭63-306847号公报专利文献2 日本专利特开2002-335063号公报图9是局部放大以现有技术采用钻头对重叠体的工件W进行通孔的加工时的主要 部分的剖视图。若参照图9，则当用钻头对重叠体的工件W进行开孔加工时，在开孔加工时因重叠 体的刚性作用会有作为目标物的通孔4的轴线L、N在中间相对于与印刷基板1表面垂直的 直线方向倾斜(未图示)、或如图示那样从中间开始弯曲的情况。在这种状态下，在下层的 印刷基板1上会发生通孔4的孔位置的精度降低从而无法满足允许值这样的情形。因此， 一般减少重叠体的印刷基板1的重叠张数来进行开孔加工。例如，若为如图9所示的例子 的情况下，为提高通孔4的孔位置的精度，可知将重叠体的印刷基板1的重叠张数控制为四 张以下即可。具体而言，作为印刷基板1，夹住掺有玻璃纤维的树脂层的表面层与背面层的铜箔 分别为18 μ m,并且当假定对板厚为0. Imm的印刷基板1进行开设直径为0. Imm的通孔4的 加工时，若欲将最下层的通孔4的孔位置的精度控制为士 30μπι，则重叠四张为极限。总之，在现有技术的用钻头进行的开孔加工中，由于为了保持孔的加工精度需要 控制重叠体的印刷基板的重叠数，因此存在无法高效地实施开孔加工这样的问题。图10是以现有技术采用激光对工件(印刷基板1)进行连接孔的加工时的主要部 分在板厚方向上的放大剖视图。若参照图10，当用激光进行开设连接孔的加工时，加工一个孔所需的时间与用钻 头进行加工时相比短得多，但若将激光的能量强度设为能切断玻璃纤维Ig程度的值，则会 使树脂Ij过量熔化，不仅会使盲孔5的内壁的表面粗糙度变差，根据情况还会使玻璃纤维 Ig从盲孔5的内壁突出。若如上所述使盲孔5的内壁的表面粗糙度变差，则在导电性镀层 的电镀处理中形成的镀层的厚度会有偏差，从而使导体层Ia与导体层Ib的电连接的可靠 性降低。总之，在现有技术的用激光进行的开孔加工中，由于为了保持孔的加工精度需要 严格进行激光的能量强度的设定值的管理，因此存在无法方便地实施开孔加工这样的问 题。
发明内容
本发明为解决上述问题发明而成，它的技术问题在于提供一种能有效利用激光和 钻头而不受限于基板的重叠张数且高精度地、方便地、高效地进行开孔加工，并且能良好地 保持孔内壁的表面粗糙度的印刷基板的开孔加工方法。为解决上述技术问题，本发明的印刷基板的开孔加工方法的特征在于，具有对除 了印刷基板的周缘部之外的规定位置采用激光进行孔加工的第一工序；将多张进行了孔加 工后的印刷基板以在孔的轴向上对齐的形态重叠从而形成重叠体的第二工序；以及通过采 用直径比孔的直径大的钻头对重叠体的每张印刷基板上的多个孔以沿该孔的轴向使其贯穿形态进行开孔加工，从而在该重叠体上形成具有该钻头直径的贯穿孔的第三工序。此时，在第一工序中，在采用激光对印刷基板进行孔加工之前，还可以实施在该印 刷基板的周缘部的预先确定的位置上形成定位固定用的周缘孔的工序。此外，在第一工序中，能通过采用激光的孔加工对印刷基板形成盲孔，在第二工序 中，能实施将印刷基板的盲孔未露出的一侧与盲孔的露出的一侧以彼此对接方式交替重叠 形成重叠体，并且通过对该重叠体的周缘孔插入叠层销来防止各印刷基板的位置偏移的工 序，在第三工序中，作为开孔加工，能采用钻头使重叠体的盲孔贯穿来形成贯穿孔。另外，在第三工序中，采用前端角为110度以下的钻头即可。根据本发明，由于能有效利用激光和钻头而不受限于基板的重叠张数且高精度 地、方便地、高效地进行开孔加工，并且能良好地维持孔内壁的表面粗糙度，因此能提高对 孔内壁的表面进行导电性镀层的电镀处理时的精加工的可靠性。即、由于具有对于经过利 用激光在各印刷基板上形成盲孔后层叠而成的重叠体利用钻头进行以各盲孔为对象的贯 穿孔的形成的顺序，虽然工序数比众所周知的方法的工序数增加了一些，但由于在采用钻 头的开孔加工时即使基板的重叠层数为现有情况下的两倍以上也能良好地保持孔位置的 精度，因此只是稍许增加开孔工序所需要的总时间，在工业上是有利的。
图1是表示本发明实施例1的印刷基板的开孔加工方法的整体加工顺序的流程 图。图2是以图1所说明的加工顺序采用激光进行连接孔的加工的前半工序时的工件 的说明图，图2(a)是该工件的俯视图，图2(b)是该工件的侧视图，图2(c)是图2(b)的C 区域部分的局部放大图。图3是以图1所说明的加工顺序采用钻头进行连接孔的加工的后半工序时的工件 主要部分在板厚方向上的放大剖视图，图3(a)是形成一方贯穿孔时的图，图3(b)是形成两 方的贯穿孔后的图。图4是表示以图1所说明的加工顺序可加以应用的重叠体的工件的第一变形例的 基本结构的主要部分在板厚方向上的放大剖视图。图5是表示以图1所说明的加工顺序可加以应用的重叠体的工件的第二变形例的 基本结构的主要部分在板厚方向上的放大剖视图。图6是表示以图1所说明的加工顺序可加以应用的重叠体的工件的第三变形例的 基本结构的主要部分在板厚方向上的放大剖视图。图7是以现有技术采用钻头进行连接孔的加工时的工件的说明图，图7(a)是该工 件的俯视图，图7(b)是该工件的侧视图，图7(c)是图7(b)的A区域部分的局部放大图。图8是以现有技术采用激光进行连接孔的加工时的工件的说明图，图8(a)是该工 件的俯视图，图8(b)是图8(a)的B区域部分的局部放大图。图9是局部放大以现有技术采用钻头对重叠体的工件进行通孔的加工时的主要 部分的剖视图。图10是以现有技术采用激光对工件进行连接孔的加工时的主要部分在板厚方向 上的放大剖视图。
(符号说明)1、11、12 印刷基板2周缘孔3叠层销4通孔(贯穿孔)5 盲孔5a、5a，贯穿孔W、Wl W3 工件
具体实施例方式以下参照附图对本发明的印刷基板的开孔加工方法进行详细说明。实施例1图1是表示本发明实施例1的印刷基板1的开孔加工方法的整体加工顺序的流程 图。在该加工顺序中，首先在采用激光加工机的激光对与在图7(a) 图7(c)中所说 明的印刷基板结构相同的印刷基板1进行孔加工之前，实施在该印刷基板1的周缘部的预 先确定的位置上采用钻头形成定位固定用的周缘孔2的工序。这是对印刷基板1进行(周 缘)孔2的加工的工序(步骤S10)。另外，该工序是实施以下第一工序之前的准备工序。接着，实施对印刷基板1的规定位置采用激光进行从导体层Ia到达导体层Ib的 表面的孔加工的第一工序。不过，在第一工序中，通过采用激光的孔加工对印刷基板1形成 盲孔5。(在本例中，盲孔5是圆锥台状的。)这是利用激光对印刷基板1进行盲孔5的加 工的工序(步骤S20)。另外，盲孔5的直径(表示盲孔5的入口侧的孔的直径)形成比作 为目标物的指定的连接孔的直径小20 30 μ m左右的直径是实用的。此外，在将印刷基板 1定位于激光加工机的工作台时、或进行加工时，能以周缘孔2为基准进行加工。接着，实施将多张进行了孔加工后的印刷基板1以在盲孔5的轴向上对齐的形态 重叠从而形成重叠体的第二工序。不过，在第二工序中，实施将印刷基板1的未露出盲孔5 的一侧与露出该盲孔5的一侧以彼此对接方式(即、将进行孔加工后的印刷基板的表面与 背面以彼此对接方式)相互重叠从而构成重叠体的工件W，通过对重叠体的工件W的周缘 孔2插入叠层销来防止各印刷基板1的位置偏移的工序。这是将多张印刷基板1重叠、集 中(工件W)的工序(步骤S30)。接着，实施通过采用标称直径比盲孔5的直径大的钻头对重叠体的每张印刷基板 1上的盲孔5以沿这些盲孔5的轴向使它们贯穿的形态进行开孔加工，从而在该重叠体上形 成具有钻头直径的贯穿孔(通孔)的第三工序。这是利用钻头对工件W进行通孔的加工的 工序(步骤S40)。另外，作为所使用的钻头，为了提高贯穿孔(通孔)的孔位置的精度，较 为理想的是采用前端角为110度以下的钻头。印刷基板1(重叠体的工件W)的开孔加工的加工顺序虽然到此结束，但在贯穿孔 (通孔)的内壁的表面上通过电镀处理形成有导电性镀层。图2是以这里的加工顺序采用激光进行连接孔的加工的前半工序时的工件W的说 明图，图2(a)是该工件W的俯视图，图2(b)是该工件W的侧视图，图2(c)是图2(b)的C区域部分的局部放大图。若参照图2 (a)、图2 (b)，则可知通过将多张印刷基板1重叠从而将叠层销3插入 周缘孔2就构成了重叠体。当在上述第一工序中采用激光进行孔加工时，由于盲孔5的定 位精度为士 10 μ m左右，因此如图2(c)所示，重叠体的工件W的各印刷基板1的盲孔5的 轴线与层叠方向(与印刷基板垂直的方向)大致呈一直线状。无论如何，通过叠层销3而 成为一体结构的各印刷基板1的重叠体的工件W作为第三工序中采用钻头的开孔加工的对 象。图3是以上述加工顺序采用钻头6进行连接孔的加工的后半工序时的工件主要部 分在板厚方向上的放大剖视图，图3(a)是形成一方贯穿孔(通孔4)时的图，图3(b)是形 成两方的贯穿孔(通孔4)后的图。在此，在上述第三工序中，表示利用口径与指定了标称直径的连接孔的直径相等 的钻头6对工件W进行通孔4的加工的形态。若参照图3(a)，则由于钻头6沿在各印刷基 板1上加工的盲孔5的轴线方向穿孔，因此即使在进行最下层的印刷基板1的加工时在钻 头6上也几乎不会出现弯曲。在本例中，虽将进行孔加工后的印刷基板的表面与背面以彼此对接方式层叠，但 不限定于此，当用激光加工出的孔相对于定位固定用的周缘孔对称时，也可以使进行孔加 工后的印刷基板的表面与表面、背面与背面交替贴合。不过，由于后者情况下未开孔的导体 层的厚度实质性变厚，因此会有孔位置精度降低的情况。另外，由于盲孔5的位置的偏移和钻头6的轴线的定位的偏移(士 ΙΟμπι左右的允 许范围)，会出现通孔4的轴线与盲孔5的轴线未必是同轴的情况。但是，即使通孔4的轴 线与盲孔5的轴线的偏差增大时(例如水平面方向上的截面形状为不倒翁形(日文達磨 形)时)或未对盲孔5的内壁的一部分进行加工而残留时，由于通孔4的内壁的表面粗糙 度形成得较小，因此也不会成为次品，能在导电性镀层的电镀处理中形成可靠性高的镀层。(变形例1)图4是表示以上述加工顺序可加以应用的重叠体的工件的第一变形例的基本结 构的主要部分在板厚方向上的放大剖视图。如图4所示，在此的重叠体的工件Wl是将在之前的第一工序中采用激光进行了盲 孔5的加工的印刷基板1和未进行盲孔5的加工的印刷基板1以进行了盲孔5的加工的印 刷基板配置于上部的形态依次层叠的结构。即使以这样的工件Wl为对象，也与实施例1的 情况一样，能在第三工序中采用钻头6进行通孔4的开孔加工。此时，由于在第一工序中盲 孔5的加工时间与如在实施例1中作为对象的工件W那样对所有的各印刷基板1都进行盲 孔5的加工的情况相比能减少一半，因此能提高到通孔4形成为止的加工效率。(变形例2)图5是表示以上述加工顺序可加以应用的重叠体的工件W2的第二变形例的基本 结构的主要部分在板厚方向上的放大剖视图。如图5所示，在此的重叠体的工件W2是利用激光在各印刷基板11上形成圆锥台 状的贯穿孔5a后层叠的结构来代替在实施例1中形成于各印刷基板1的盲孔5。S卩、在此 的工件W2的各印刷基板11的贯穿孔5a呈入口侧(在图5的例中为大径部)分别集中在 上方侧、出口侧(在图5的例中为小径部)分别集中在下方侧的形态。
若以这种结构的工件W2为对象，则比实施例1的情况更能提高在第三工序中采用 钻头6进行通孔4的开孔加工的效率，因此即使进一步增加各印刷基板11的层叠张数也能 容易地形成通孔4。(变形例3)图6是表示以上述加工顺序可加以应用的重叠体的工件W3的第三变形例的基本 结构的主要部分在板厚方向上的放大剖视图。如图6所示，在此的重叠体的工件W3是以一张在变形例2中形成的印刷基板11 为核心层(日文二 7層)，在其两侧将单方的主面侧构成为绝缘层的印刷基板12(组合层 (日文e ^ K 7 , 層))以使导电层与绝缘层彼此对接的形态层叠、贴合的层叠基板。不 过，在第一工序中采用激光在在此的各组合层12上形成有贯穿孔5a’。在图6的例中，表示 了用激光从各组合层12的导体层侧进行开孔加工，但不限定于此，也可以采用激光从各组 合层12的绝缘层侧形成盲孔。即使以这种结构的工件W3为对象，也比实施例1的情况更能提高在第三工序中采 用钻头6进行通孔4的开孔加工的效率，因此即使进一步增加各印刷基板12的层叠张数也 能容易地形成通孔4。
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权利要求
一种印刷基板的开孔加工方法，其特征在于，具有对印刷基板的规定位置采用激光进行孔加工的第一工序；将多张进行了所述孔加工后的所述印刷基板以在所述孔的轴向上对齐的形态重叠从而形成重叠体的第二工序；以及通过采用直径比所述孔的直径大的钻头对所述重叠体的每张所述印刷基板上的多个所述孔以沿该孔的轴向使所述孔贯穿的形态进行开孔加工，从而在所述重叠体上形成具有所述钻头直径的贯穿孔的第三工序。
2.如权利要求1所述的印刷基板的开孔加工方法，其特征在于，在所述第一工序中，在 采用所述激光对所述印刷基板进行所述孔加工之前，实施在所述印刷基板的周缘部的预先 确定的位置上形成定位固定用的周缘孔的工序。
3.如权利要求2所述的印刷基板的开孔加工方法，其特征在于，在所述第一工序中，通过采用所述激光的所述孔加工对所述印刷基板形成盲孔，在第二工序中，实施将所述印刷基板的所述盲孔未露出的一侧与该盲孔露出的一侧以 彼此对接方式交替重叠从而形成所述重叠体，并且通过对所述重叠体的所述周缘孔插入叠 层销来防止每张所述印刷基板的位置偏移的工序，在第三工序中，作为所述开孔加工，采用所述钻头使所述重叠体的所述盲孔贯穿来形 成所述贯穿孔。
4.如权利要求3所述的印刷基板的开孔加工工序，其特征在于，在所述第三工序中，作 为所述钻头，采用前端角为110度以下的钻头。
全文摘要
一种印刷基板的开孔加工方法，该开孔加工方法能有效利用激光和钻头而不受限于基板的重叠张数且高精度地、方便地、高效地进行开孔加工。在这种方法中，在实施了在基板(1)的周缘部的预先确定的位置上形成定位固定用的周缘孔(2)的工序(S10)之后，在周缘部外的规定位置上采用激光对基板(1)进行盲孔(5)的加工的工序(S20)。接着，使加工了盲孔的各基板(1)交替重叠从而构成重叠体的工件(W)，并通过对重叠体的工件(W)的周缘孔(2)插入叠层销，将各基板(1)层叠、集中(工件(W))的工序(S30)之后，进行采用直径(表示盲孔(5)的入口侧的孔的直径)比盲孔(5)的直径大的钻头对工件(W)进行通孔的加工的工序(S40)。
文档编号H05K3/00GK101932199SQ20101021758
公开日2010年12月29日 申请日期2010年6月22日 优先权日2009年6月23日
发明者伊藤靖, 河崎裕, 道上典男 申请人:日立比亚机械股份有限公司