以二氧化碳激光对印刷基板进行开孔加工方法与流程

本发明涉及一种对印刷基板进行加工的方法，特别是涉及一种利用二氧化碳激光对印刷基板开孔加工的方法，所述印刷基板具有一个由树脂与玻璃纤维所编成的玻璃纤维布所构成的绝缘层、一个设在所述绝缘层的至少一面上的由铜箔等所构成的外部导体层，及一个设在所述绝缘层内的由铜箔等所构成的内部导体层，所述开孔加工的方法是用于形成使所述印刷基板底部的所述绝缘层内的所述铜箔露出的盲孔(以下称为「bh」)，或是形成贯穿所述印刷基板的贯孔(以下称为「th」)。

背景技术：

1、以往，为了在上述印刷基板形成bh或th的开孔加工，采用二氧化碳激光(以下简称「激光」)，以提高开孔加工的作业效率，并降低所述开孔加工的作业成本。

2、而近年来使用激光对上述印刷基板进行的开孔加工，有印刷基板的薄板化以及开孔加工微细化的需求，因此，对印刷基板形成bh或th的开孔加工需要高加工精度。

3、而且，随着设在印刷基板的绝缘层内的内部导体层的薄化，特别在bh加工时，需要防止所述内部导体层受到变色、熔解、贯通或剥离等损害。

4、然而，上述以往用于形成bh或th的开孔加工中所使用的激光是连续震荡式，此激光的功率较大。因此，在对印刷基板进行开孔加工时，会因为激光使绝缘层分解而产生热能，且此热能会滞留在所述绝缘层内，而会发生内部膨胀等变形，或是对所述内部导体层造成变色、熔解、贯通或剥离等损害。

5、因此，能考虑在前述bh加工或th加工时，降低激光的功率以防止内部膨胀等变形的发生或对内部导体层造成损害，但是这将延长开孔加工所需的时间，且不能得到所述bh加工所必要的底径，使对印刷基板上的bh的加工孔尺寸超出容许范围，而不能在需要微细化的印刷基板开孔加工中达成高加工精度。

6、此外，关于对印刷基板的两面照射激光以形成贯通孔的th，即便使用相同功率的激光，仍然会随着绝缘层中构成玻璃纤维布的玻璃纤维的密集度，使加工量发生差异。也就是说，如果对构成绝缘层的玻璃纤维布中玻璃纤维较松散的部分照射激光，则绝缘层被激光分解的程度较高，使形成在印刷基板的一侧的孔的底径较宽，而相反地，如果对构成绝缘层的玻璃纤维布中玻璃纤维较密集的部分照射激光，则绝缘层被激光分解的程度较低，使形成在印刷基板的一侧的孔的底径较窄。因此，在对印刷基板进行形成th的开孔加工时，会在中央径(也就是在th的深度方向上的中间位置的孔径)处发生较大的宽窄差异，特别是，在对需要微细化的印刷基板进行开孔时，难以确保够高的加工精度而足以维持设在th内壁上的铜箔等镀料的信赖性。

7、对此，已经有例如在对积层材料进行除去第一导体层与绝缘层而形成到达第二导体层的盲孔或沟槽的二氧化碳激光加工方法中，将前述激光的能量密度设为25j/cm2以上，且使范围在1μs以上10μs以下的光束启动时间中，对被加工部进行脉波性照射的方法(请参阅专利文献1：国际专利公开号wo 2002/081141号)。

8、如此，比对同面积且同能量密度下，以光束启动时间为比1μs短的二氧化碳激光或比10μs长的二氧化碳激光进行照射的状况，二氧化碳激光的能量会在除去导体层(专利文献1)时被高效率地吸收而消耗掉，且多余的二氧化碳激光不会对绝缘层(专利文献1)有不必要的扩大加工，因此，能防止一个脉波使玻璃纤维布(专利文献1)突出于孔内，或是孔的形状有中间膨胀的状况发生。也就是，通过实施上述对积层材料进行二氧化碳激光加工的方法，能提高开孔加工的作业效率、降低开孔加工的作业成本，且能防止中间膨胀形状等变形发生，而能得到高加工精度。

9、然而，特别是以光束启动时间在1μs以上10μs以下的范围内的二氧化碳激光对绝缘层进行脉波性的照射时，由于此光束启动时间长，且能量密度是25j/cm2以上，因此，照射的二氧化碳激光属于高功率。所以，在分解、除去绝缘层时发生的热较大，且发生的热会逐渐停留在绝缘层内，因此，不能完全地停止盲孔中发生中央膨胀形状等变形，此外，有可能对在所述盲孔内的底部露出的导体层造成变色、熔解、贯通或剥离等损伤。

10、本发明所欲解决的课题，是在以激光在印刷基板形成bh或th的开孔加工方法中，提高所述bh或th加工时的作业效率并降低作业成本，同时提高加工精度使形成在印刷基板的bh的底径或th的中央径能落在设计值的容许范围内，并且，特别是能防止在bh加工时对绝缘层内所具有的内部导体层造成损伤。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种能解决上述课题的以二氧化碳激光对印刷基板进行开孔加工方法。

2、本发明的第1特征，是一种以二氧化碳激光(以下简称为「激光」)在印刷基板形成盲孔(以下简称为「bh」)的开孔加工方法，所述印刷基板具有由树脂与玻璃纤维的玻璃纤维布所构成的绝缘层、设在所述绝缘层的至少一面上的外部导体层，及设在所述绝缘层的内部的内部导体层，所述开孔加工方法是进行多次的激光照射(以下将此激光照射中各次照射简称为「射击」)以对所述印刷基板进行开孔加工，包含以下步骤：

3、(1)至少在第一次的射击时，以连续脉波照射方式对所述印刷基板的所述外部导体层进行照射，以分解、除去所述外部导体层或所述外部导体层与所述绝缘层的一部分，所述连续脉波照射方式(以下简称为「连续脉波照射」，参阅图5(a))为，在单次射击的时间中，激光照射的脉波振荡的功率峰值为固定且连续。

4、(2)在其后的射击中，进行所述连续脉波照射方式或是断续脉波照射方式，直到分解、除去所述绝缘层的深度即将到达所述绝缘层内的所述内部导体层的深度为止，所述断续脉波照射方式(以下简称为「断续脉波照射」，参阅图5(b))为，在单次射击的时间中，激光照射的脉波振荡的功率峰值为固定，且输出功率在功率峰值与功率为零的功率底值间交互变化，而呈断续状的激光照射。

5、(3)至少在即将到达所述绝缘层内的所述内部导体层的深度以后，以所述断续脉波照射方式进行照射，以分解、除去剩下的所述绝缘层。

6、因此，在所述印刷基板形成bh的开孔加工，是以二氧化碳激光进行连续脉波照射及断续脉波照射的组合，能缩短开孔加工的作业时间，提高作业效率，且能降低开孔加工的作业成本。

7、也就是，对所述印刷基板的所述外部导体层进行的开孔加工，是进行高能量的连续脉波照射，使所述外部导体层吸收大量的热，而能容易地分解。

8、在此，用于分解、除去所述外部导体层或所述外部导体层与所述绝缘层的一部分的第一次射击的连续脉波照射，是对应经过表面处理而容易吸收co2激光的所述外部导体层的厚度，一般来说能量密度为50～100j/cm2，脉波宽为12μs(以下相同)。

9、而且，对于所述印刷基板因上述连续脉波照射或断续脉波照射的激光而露出的所述绝缘层，最后的开孔加工是以断续脉波照射来进行，因此，在对所述绝缘层进行反复地射击的断续脉波照射中的功率底值时，在所述绝缘层内发生并停留的热能会因所述绝缘层的热传导而经由所述绝缘层发散出来，所以能充分冷却。

10、而且，因为上述断续脉波照射中的激光的功率低，因此能正确地对所述绝缘层加工。

11、如此一来，关于bh的开孔加工(以下简称「bh加工」)中能确保高加工精度，防止在bh的底部露出的所述内部导体层造成变色、熔解、贯通或剥离等损伤，而且能使bh的底部的底径能落在设计值的容许范围内。

12、本发明的第2特征，是一种以二氧化碳激光在印刷基板形成贯孔(以下简称为「th」)的开孔加工方法，所述印刷基板具有由树脂与玻璃纤维的玻璃纤维布所构成的绝缘层、两个分别设在所述绝缘层的两面上的外部导体层，及设在所述绝缘层的内部的内部导体层，所述开孔加工方法是进行多次的激光照射以对所述印刷基板进行开孔加工，包含以下步骤：

13、(1)至少在第一次的射击时，以连续脉波照射方式对所述印刷基板的其中一面的所述外部导体层进行照射，以分解、除去所述外部导体层或所述外部导体层与所述绝缘层的一部分而形成孔，所述连续脉波照射方式为，在单次射击的时间中，激光照射的脉波振荡的功率峰值为固定且连续。

14、(2)在其后的射击中，进行所述连续脉波照射方式或断续脉波照射方式，直到分解、除去所述绝缘层的深度即将到达所述印刷基板的厚度的一半的深度为止，所述断续脉波照射方式为，在单次射击的时间中，激光照射的脉波振荡的功率峰值为固定，且输出功率在功率峰值与功率为零的功率底值间交互变化，而呈断续状的激光照射。

15、(3)至少在即将到达所述印刷基板的厚度的一半的深度以后，进行所述断续脉波照射方式，以分解、除去剩下的所述绝缘层直到所述印刷基板的厚度的一半的位置为止。

16、(4)之后，在所述印刷基板的另面，也进行上述(1)～(3)的加工而形成孔，使其两侧所形成的孔贯通。

17、因此，在所述印刷基板形成th的开孔加工(以下称为「th加工」)，能缩短其作业时间，且能降低开孔加工的作业成本。

18、而且，在th加工中，是从所述印刷基板的两面加工，使其贯通而形成th，由于在即将到达所述印刷基板的厚度一半的位置以后的开孔加工，是以断续脉波照射来进行，因此，在对所述绝缘层进行反复地射击的断续脉波照射中的功率底值时，在所述绝缘层内发生并停留的热会因所述绝缘层的热传导而经由所述绝缘层发散出来，所以能充分冷却。

19、如此一来，在从所述印刷基板的两面对所述绝缘层形成的孔可以高精度进行加工，因此，由所述孔组合而成的th，也能达成th的中央径落在设计值的容许范围内的高加工精度。

20、本发明的有益效果在于：本发明在以二氧化碳激光对所述印刷基板进行形成bh或th的开孔加工时，因组合连续脉波照射与断续脉波照射，所以可以有效率地对所述印刷基板的所述外部导体层及所述绝缘层进行开孔加工，能缩短作业时间并提高作业效率，而且具有降低作业成本的优异效果。

21、而且，对所述绝缘层进行的断续脉波照射，是小功率且可以在断续脉波照射的功率底值时，经由所述绝缘层以热传导将开孔加工时所发生而停留的热能发散出去，而能充分地冷却。

22、如此一来，如果在中间的射击也使用断续脉波照射，则能防止bh或th形成中间膨胀等变形，并且能微调激光照射的加工量，而能正确地加工，达成高加工精度。

23、特别是，在加工使所述印刷基板的所述绝缘层内的所述内部导体层露出的bh时，至少在所述绝缘层的开孔加工的最后的射击会是断续脉波照射，因此，在开孔加工中所发生并停留的热能会在断续脉波照射的功率底值时，通过热传导而充分地冷却，因此，也具有防止bh底部露出的所述内部导体层形成变色、熔解、贯通或剥离等损伤的优异效果。

24、此外，在贯通所述印刷基板的th加工中，能正确地加工所述印刷基板的两面所形成的孔的底径，因此，即使所述孔贯通而成为th，所述th的中央径也会落在设计值的容许范围内，而具有能实现能维持th内壁镀层的信赖性的高加工精度的优异效果。