印刷基板的開孔加工方法
【專利摘要】一種印刷基板的開孔加工方法，該開孔加工方法能有效利用激光和鉆頭而不受限于基板的重疊張數(shù)且高精度地、方便地、高效地進(jìn)行開孔加工。在這種方法中，在實(shí)施了在基板(1)的周緣部的預(yù)先確定的位置上形成定位固定用的周緣孔(2)的工序(S10)之后，在周緣部外的規(guī)定位置上采用激光對(duì)基板(1)進(jìn)行盲孔(5)的加工的工序(S20)。接著，使加工了盲孔的各基板(1)交替重疊從而構(gòu)成重疊體的工件(W)，并通過對(duì)重疊體的工件(W)的周緣孔(2)插入疊層銷，將各基板(1)層疊、集中(工件(W))的工序(S30)之后，進(jìn)行采用直徑(表示盲孔(5)的入口側(cè)的孔的直徑)比盲孔(5)的直徑大的鉆頭對(duì)工件(W)進(jìn)行通孔的加工的工序(S40)。
【專利說明】印刷基板的開孔加工方法
[0001]本發(fā)明專利申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)枮?01010217581.6，名稱為“印刷基板的開孔加工方法”的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種用于對(duì)印刷配線基板(以下簡(jiǎn)稱“印刷基板”)進(jìn)行高精度且高效地開孔加工的印刷基板的開孔加工方法。
【背景技術(shù)】
[0003]現(xiàn)在，當(dāng)對(duì)在印刷基板上夾住絕緣物并配置于正反兩面的導(dǎo)電層進(jìn)行電連接時(shí)，通過對(duì)印刷基板開設(shè)用于與正反的導(dǎo)體層連接的孔(以下稱為連接孔)、并對(duì)連接孔內(nèi)部實(shí)施導(dǎo)電性鍍層，從而將正反的導(dǎo)電層電連接。隨著近年來的電子設(shè)備的小型化、安裝高密度化，電子設(shè)備所裝載的印刷基板上的連接孔的孔徑采用大約0.15?0.08mm的尺寸范圍。這種連接孔通常采用鉆頭或激光進(jìn)行開孔加工。
[0004]圖7是以現(xiàn)有技術(shù)采用鉆頭進(jìn)行連接孔的加工時(shí)的工件的說明圖，圖7(a)是該工件的俯視圖，圖7(b)是該工件的側(cè)視圖，圖7(c)是圖7(b)的A區(qū)域部分的局部放大圖。
[0005]若參照?qǐng)D7(a)?圖7(c)，在此的印刷基板I以夾住絕緣層Iz的方式在表面?zhèn)扰渲糜袑?dǎo)體層la、在背面?zhèn)扰渲糜袑?dǎo)體層lb。絕緣層Iz由樹脂Ij和玻璃纖維Ig構(gòu)成。當(dāng)采用鉆頭對(duì)印刷基板I進(jìn)行連接孔的加工時(shí)，為了提高加工效率，常用的是對(duì)重疊了多張的印刷基板I的重疊體進(jìn)行開孔加工。另外，用鉆頭進(jìn)行開孔加工時(shí)的連接孔是貫穿孔(通孔)。
[0006]當(dāng)用鉆頭進(jìn)行開設(shè)通孔的加工時(shí)，在印刷基板I的周緣部的預(yù)先確定的位置上加工作為定位固定用的周緣孔2，對(duì)重疊了多張印刷基板I的重疊體插入疊層銷3 (日文:7夕” O、。通常，周緣孔2在板面方向上的截面形狀為圓形，為了防止作為重疊體重疊的印刷基板I彼此偏移，每張印刷基板I均設(shè)有兩處以上(在此是兩個(gè)部位)周緣孔2。此夕卜，疊層銷3的外徑比周緣孔2的直徑稍大，若將疊層銷3插入周緣孔2并使它們卡合，則能制作由層疊了多張印刷基板I (在此是八張)而成的重疊體作為一個(gè)工件W。眾所周知，上述疊層銷3還具有用于將工件W定位于加工臺(tái)的定位銷的作用(例如參照專利文獻(xiàn)I)。
[0007]若如上所述用鉆頭進(jìn)行開設(shè)通孔的加工，則由于能將孔內(nèi)壁的面的粗糙度設(shè)為2 μ m以下，因此在對(duì)孔內(nèi)壁電鍍處理導(dǎo)電性鍍層時(shí)能形成厚度均勻的鍍層，并能將導(dǎo)體層Ia與導(dǎo)體層Ib可靠地電連接。
[0008]圖8是以現(xiàn)有技術(shù)采用激光進(jìn)行連接孔的加工時(shí)的工件的說明圖，圖8 (a)是該工件的俯視圖，圖8(b)是圖8(a)的B區(qū)域部分的局部放大圖。
[0009]若參照?qǐng)D8 (a)、圖8 (b)，則當(dāng)用激光進(jìn)行連接孔的加工時(shí)，在單一的印刷基板I上形成從導(dǎo)體層Ia到達(dá)導(dǎo)體層Ib表面的盲孔5(日文:底付t穴)。在加工盲孔時(shí)，一張一張加工印刷基板1，但眾所周知，由于加工一個(gè)孔所需時(shí)間與用鉆頭進(jìn)行加工時(shí)相比大概縮短10?100倍，因此在加工速度(加工時(shí)間)上不會(huì)發(fā)生問題(例如參照專利文獻(xiàn)2)。不過，在用激光進(jìn)行加工時(shí)，如圖8(b)所示，由于在軸向上出現(xiàn)錐形(因激光束能量分布)而導(dǎo)致盲孔5的形狀為圓錐臺(tái)狀，孔底的直徑多比入口側(cè)的孔的直徑小。
[0010]另外，在此也是對(duì)印刷基板I設(shè)有周緣孔2的情況作了例示，但在用激光進(jìn)行連接孔的加工時(shí)，由于對(duì)重疊多張印刷基板I形成重疊體時(shí)這樣的印刷基板I彼此的偏差不用采取對(duì)策，因此也可以不設(shè)周緣孔2，而是利用例如設(shè)置定位標(biāo)記等其他方法將印刷基板I定位于工作臺(tái)。
[0011]專利文獻(xiàn)1:日本專利特開昭63 - 306847號(hào)公報(bào)
[0012]專利文獻(xiàn)2:日本專利特開2002 - 335063號(hào)公報(bào)
[0013]圖9是局部放大以現(xiàn)有技術(shù)采用鉆頭對(duì)重疊體的工件W進(jìn)行通孔的加工時(shí)的主要部分的剖視圖。
[0014]若參照?qǐng)D9，則當(dāng)用鉆頭對(duì)重疊體的工件W進(jìn)行開孔加工時(shí)，在開孔加工時(shí)因重疊體的剛性作用會(huì)有作為目標(biāo)物的通孔4的軸線L、N在中間相對(duì)于與印刷基板I表面垂直的直線方向傾斜(未圖示)、或如圖示那樣從中間開始彎曲的情況。在這種狀態(tài)下，在下層的印刷基板I上會(huì)發(fā)生通孔4的孔位置的精度降低從而無法滿足允許值這樣的情形。因此，一般減少重疊體的印刷基板I的重疊張數(shù)來進(jìn)行開孔加工。例如，若為如圖9所示的例子的情況下，為提高通孔4的孔位置的精度，可知將重疊體的印刷基板I的重疊張數(shù)控制為四張以下即可。
[0015]具體而言，作為印刷基板1，夾住摻有玻璃纖維的樹脂層的表面層與背面層的銅箔分別為18 μ m,并且當(dāng)假定對(duì)板厚為0.1mm的印刷基板I進(jìn)行開設(shè)直徑為0.1mm的通孔4的加工時(shí)，若欲將最下層的通孔4的孔位置的精度控制為±30μπι，則重疊四張為極限。
[0016]總之，在現(xiàn)有技術(shù)的用鉆頭進(jìn)行的開孔加工中，由于為了保持孔的加工精度需要控制重疊體的印刷基板的重疊數(shù)，因此存在無法高效地實(shí)施開孔加工這樣的問題。
[0017]圖10是以現(xiàn)有技術(shù)采用激光對(duì)工件(印刷基板I)進(jìn)行連接孔的加工時(shí)的主要部分在板厚方向上的放大剖視圖。
[0018]若參照?qǐng)D10，當(dāng)用激光進(jìn)行開設(shè)連接孔的加工時(shí)，加工一個(gè)孔所需的時(shí)間與用鉆頭進(jìn)行加工時(shí)相比短得多，但若將激光的能量強(qiáng)度設(shè)為能切斷玻璃纖維Ig程度的值，則會(huì)使樹脂Ij過量熔化，不僅會(huì)使盲孔5的內(nèi)壁的表面粗糙度變差，根據(jù)情況還會(huì)使玻璃纖維Ig從盲孔5的內(nèi)壁突出。若如上所述使盲孔5的內(nèi)壁的表面粗糙度變差，則在導(dǎo)電性鍍層的電鍍處理中形成的鍍層的厚度會(huì)有偏差，從而使導(dǎo)體層Ia與導(dǎo)體層Ib的電連接的可靠性降低。
[0019]總之，在現(xiàn)有技術(shù)的用激光進(jìn)行的開孔加工中，由于為了保持孔的加工精度需要嚴(yán)格進(jìn)行激光的能量強(qiáng)度的設(shè)定值的管理，因此存在無法方便地實(shí)施開孔加工這樣的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0020]本發(fā)明為解決上述問題發(fā)明而成，它的技術(shù)問題在于提供一種能有效利用激光和鉆頭而不受限于基板的重疊張數(shù)且高精度地、方便地、高效地進(jìn)行開孔加工，并且能良好地保持孔內(nèi)壁的表面粗糙度的印刷基板的開孔加工方法。
[0021]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的印刷基板的開孔加工工序，采用激光在印刷基板上進(jìn)行孔的加工；層疊多張加工有上述孔的上述印刷基板；通過采用直徑比上述孔的直徑大的鉆頭對(duì)層疊了多張的上述印刷基板的上述孔進(jìn)行進(jìn)一步加工，以在印刷基板上加工出具有所希望直徑的孔，其特征是，將采用激光進(jìn)行了孔的加工的上述印刷基板和沒有進(jìn)行孔的加工的上述印刷基板，以使采用激光進(jìn)行了孔的加工上述印刷基板位于上側(cè)的方式交
替層疊。
[0022]根據(jù)本發(fā)明，由于能有效利用激光和鉆頭而不受限于基板的重疊張數(shù)且高精度地、方便地、高效地進(jìn)行開孔加工，并且能良好地維持孔內(nèi)壁的表面粗糙度，因此能提高對(duì)孔內(nèi)壁的表面進(jìn)行導(dǎo)電性鍍層的電鍍處理時(shí)的精加工的可靠性。即、由于具有對(duì)于經(jīng)過利用激光在各印刷基板上形成盲孔后層疊而成的重疊體利用鉆頭進(jìn)行以各盲孔為對(duì)象的貫穿孔的形成的順序，雖然工序數(shù)比眾所周知的方法的工序數(shù)增加了一些，但由于在采用鉆頭的開孔加工時(shí)即使基板的重疊層數(shù)為現(xiàn)有情況下的兩倍以上也能良好地保持孔位置的精度，因此只是稍許增加開孔工序所需要的總時(shí)間，在工業(yè)上是有利的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是表示本發(fā)明實(shí)施例1的印刷基板的開孔加工方法的整體加工順序的流程圖。
[0024]圖2是以圖1所說明的加工順序采用激光進(jìn)行連接孔的加工的前半工序時(shí)的工件的說明圖，圖2(a)是該工件的俯視圖，圖2(b)是該工件的側(cè)視圖，圖2(c)是圖2(b)的C區(qū)域部分的局部放大圖。
[0025]圖3是以圖1所說明的加工順序采用鉆頭進(jìn)行連接孔的加工的后半工序時(shí)的工件主要部分在板厚方向上的放大剖視圖，圖3(a)是形成一方貫穿孔時(shí)的圖，圖3(b)是形成兩方的貫穿孔后的圖。
[0026]圖4是表示以圖1所說明的加工順序可加以應(yīng)用的重疊體的工件的第一變形例的基本結(jié)構(gòu)的主要部分在板厚方向上的放大剖視圖。
[0027]圖5是表示以圖1所說明的加工順序可加以應(yīng)用的重疊體的工件的第二變形例的基本結(jié)構(gòu)的主要部分在板厚方向上的放大剖視圖。
[0028]圖6是表示以圖1所說明的加工順序可加以應(yīng)用的重疊體的工件的第三變形例的基本結(jié)構(gòu)的主要部分在板厚方向上的放大剖視圖。
[0029]圖7是以現(xiàn)有技術(shù)采用鉆頭進(jìn)行連接孔的加工時(shí)的工件的說明圖，圖7(a)是該工件的俯視圖，圖7(b)是該工件的側(cè)視圖，圖7(c)是圖7(b)的A區(qū)域部分的局部放大圖。
[0030]圖8是以現(xiàn)有技術(shù)采用激光進(jìn)行連接孔的加工時(shí)的工件的說明圖，圖8 (a)是該工件的俯視圖，圖8(b)是圖8(a)的B區(qū)域部分的局部放大圖。
[0031]圖9是局部放大以現(xiàn)有技術(shù)采用鉆頭對(duì)重疊體的工件進(jìn)行通孔的加工時(shí)的主要部分的剖視圖。
[0032]圖10是以現(xiàn)有技術(shù)采用激光對(duì)工件進(jìn)行連接孔的加工時(shí)的主要部分在板厚方向上的放大剖視圖。
[0033](符號(hào)說明)
[0034]1、11、12 印刷基板
[0035]2周緣孔[0036]3疊層銷
[0037]4通孔(貫穿孔)
[0038]5 盲孔
[0039]5a、5a，貫穿孔
[0040]W、Wl ?W3 工件
【具體實(shí)施方式】
[0041]以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的印刷基板的開孔加工方法進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0042]實(shí)施例1
[0043]圖1是表示本發(fā)明實(shí)施例1的印刷基板I的開孔加工方法的整體加工順序的流程圖。
[0044]在該加工順序中，首先在采用激光加工機(jī)的激光對(duì)與在圖7(a)?圖7(c)中所說明的印刷基板結(jié)構(gòu)相同的印刷基板I進(jìn)行孔加工之前，實(shí)施在該印刷基板I的周緣部的預(yù)先確定的位置上采用鉆頭形成定位固定用的周緣孔2的工序。這是對(duì)印刷基板I進(jìn)行(周緣)孔2的加工的工序(步驟S10)。另外，該工序是實(shí)施以下第一工序之前的準(zhǔn)備工序。
[0045]接著，實(shí)施對(duì)印刷基板I的規(guī)定位置采用激光進(jìn)行從導(dǎo)體層Ia到達(dá)導(dǎo)體層Ib的表面的孔加工的第一工序。不過，在第一工序中，通過采用激光的孔加工對(duì)印刷基板I形成盲孔5。(在本例中，盲孔5是圓錐臺(tái)狀的。)這是利用激光對(duì)印刷基板I進(jìn)行盲孔5的加工的工序(步驟S20)。另外，盲孔5的直徑(表示盲孔5的入口側(cè)的孔的直徑)形成比作為目標(biāo)物的指定的連接孔的直徑小20?30 μ m左右的直徑是實(shí)用的。此外，在將印刷基板I定位于激光加工機(jī)的工作臺(tái)時(shí)、或進(jìn)行加工時(shí)，能以周緣孔2為基準(zhǔn)進(jìn)行加工。
[0046]接著，實(shí)施將多張進(jìn)行了孔加工后的印刷基板I以在盲孔5的軸向上對(duì)齊的形態(tài)重疊從而形成重疊體的第二工序。不過，在第二工序中，實(shí)施將印刷基板I的未露出盲孔5的一側(cè)與露出該盲孔5的一側(cè)以彼此對(duì)接方式(即、將進(jìn)行孔加工后的印刷基板的表面與背面以彼此對(duì)接方式)相互重疊從而構(gòu)成重疊體的工件W，通過對(duì)重疊體的工件W的周緣孔2插入疊層銷來防止各印刷基板I的位置偏移的工序。這是將多張印刷基板I重疊、集中(工件W)的工序(步驟S30)。
[0047]接著，實(shí)施通過采用標(biāo)稱直徑比盲孔5的直徑大的鉆頭對(duì)重疊體的每張印刷基板I上的盲孔5以沿這些盲孔5的軸向使它們貫穿的形態(tài)進(jìn)行開孔加工，從而在該重疊體上形成具有鉆頭直徑的貫穿孔(通孔)的第三工序。這是利用鉆頭對(duì)工件W進(jìn)行通孔的加工的工序(步驟S40)。另外，作為所使用的鉆頭，為了提高貫穿孔(通孔)的孔位置的精度，較為理想的是采用前端角為110度以下的鉆頭。
[0048]印刷基板I (重疊體的工件W)的開孔加工的加工順序雖然到此結(jié)束，但在貫穿孔(通孔)的內(nèi)壁的表面上通過電鍍處理形成有導(dǎo)電性鍍層。
[0049]圖2是以這里的加工順序采用激光進(jìn)行連接孔的加工的前半工序時(shí)的工件W的說明圖，圖2 (a)是該工件W的俯視圖，圖2 (b)是該工件W的側(cè)視圖，圖2 (c)是圖2 (b)的C區(qū)域部分的局部放大圖。
[0050]若參照?qǐng)D2 (a)、圖2 (b)，則可知通過將多張印刷基板I重疊從而將疊層銷3插入周緣孔2就構(gòu)成了重疊體。當(dāng)在上述第一工序中采用激光進(jìn)行孔加工時(shí)，由于盲孔5的定位精度為±10 μ m左右，因此如圖2(c)所示，重疊體的工件W的各印刷基板I的盲孔5的軸線與層疊方向(與印刷基板垂直的方向)大致呈一直線狀。無論如何，通過疊層銷3而成為一體結(jié)構(gòu)的各印刷基板I的重疊體的工件W作為第三工序中采用鉆頭的開孔加工的對(duì)象。
[0051]圖3是以上述加工順序采用鉆頭6進(jìn)行連接孔的加工的后半工序時(shí)的工件主要部分在板厚方向上的放大剖視圖，圖3(a)是形成一方貫穿孔(通孔4)時(shí)的圖，圖3(b)是形成兩方的貫穿孔(通孔4)后的圖。
[0052]在此，在上述第三工序中，表示利用口徑與指定了標(biāo)稱直徑的連接孔的直徑相等的鉆頭6對(duì)工件W進(jìn)行通孔4的加工的形態(tài)。若參照?qǐng)D3(a)，則由于鉆頭6沿在各印刷基板I上加工的盲孔5的軸線方向穿孔，因此即使在進(jìn)行最下層的印刷基板I的加工時(shí)在鉆頭6上也幾乎不會(huì)出現(xiàn)彎曲。
[0053]在本例中，雖將進(jìn)行孔加工后的印刷基板的表面與背面以彼此對(duì)接方式層疊，但不限定于此，當(dāng)用激光加工出的孔相對(duì)于定位固定用的周緣孔對(duì)稱時(shí)，也可以使進(jìn)行孔加工后的印刷基板的表面與表面、背面與背面交替貼合。不過，由于后者情況下未開孔的導(dǎo)體層的厚度實(shí)質(zhì)性變厚，因此會(huì)有孔位置精度降低的情況。
[0054]另外，由于盲孔5的位置的偏移和鉆頭6的軸線的定位的偏移(± 10 μ m左右的允許范圍)，會(huì)出現(xiàn)通孔4的軸線與盲孔5的軸線未必是同軸的情況。但是，即使通孔4的軸線與盲孔5的軸線的偏差增大時(shí)(例如水平面方向上的截面形狀為不倒翁形(日文:達(dá)磨形)時(shí))或未對(duì)盲孔5的內(nèi)壁的一部分進(jìn)行加工而殘留時(shí)，由于通孔4的內(nèi)壁的表面粗糙度形成得較小，因此也不會(huì)成為次品，能在導(dǎo)電性鍍層的電鍍處理中形成可靠性高的鍍層。
[0055](變形例I)
[0056]圖4是表示以上述加工順序可加以應(yīng)用的重疊體的工件的第一變形例的基本結(jié)構(gòu)的主要部分在板厚方向上的放大剖視圖。
[0057]如圖4所示，在此的重疊體的工件Wl是將在之前的第一工序中采用激光進(jìn)行了盲孔5的加工的印刷基板I和未進(jìn)行盲孔5的加工的印刷基板I以進(jìn)行了盲孔5的加工的印刷基板配置于上部的形態(tài)依次層疊的結(jié)構(gòu)。即使以這樣的工件Wl為對(duì)象，也與實(shí)施例1的情況一樣，能在第三工序中采用鉆頭6進(jìn)行通孔4的開孔加工。此時(shí)，由于在第一工序中盲孔5的加工時(shí)間與如在實(shí)施例1中作為對(duì)象的工件W那樣對(duì)所有的各印刷基板I都進(jìn)行盲孔5的加工的情況相比能減少一半，因此能提高到通孔4形成為止的加工效率。
[0058](變形例2)
[0059]圖5是表示以上述加工順序可加以應(yīng)用的重疊體的工件W2的第二變形例的基本結(jié)構(gòu)的主要部分在板厚方向上的放大剖視圖。
[0060]如圖5所示，在此的重疊體的工件W2是利用激光在各印刷基板11上形成圓錐臺(tái)狀的貫穿孔5a后層疊的結(jié)構(gòu)來代替在實(shí)施例1中形成于各印刷基板I的盲孔5。S卩、在此的工件W2的各印刷基板11的貫穿孔5a呈入口側(cè)(在圖5的例中為大徑部)分別集中在上方側(cè)、出口側(cè)(在圖5的例中為小徑部)分別集中在下方側(cè)的形態(tài)。
[0061]若以這種結(jié)構(gòu)的工件W2為對(duì)象，則比實(shí)施例1的情況更能提高在第三工序中采用鉆頭6進(jìn)行通孔4的開孔加工的效率，因此即使進(jìn)一步增加各印刷基板11的層疊張數(shù)也能容易地形成通孔4。[0062](變形例3)
[0063]圖6是表示以上述加工順序可加以應(yīng)用的重疊體的工件W3的第三變形例的基本結(jié)構(gòu)的主要部分在板厚方向上的放大剖視圖。
[0064]如圖6所示，在此的重疊體的工件W3是以一張?jiān)谧冃卫?中形成的印刷基板11為核心層(日文7層)，在其兩側(cè)將單方的主面?zhèn)葮?gòu)成為絕緣層的印刷基板12(組合層(日文:if A K T 'y:/層))以使導(dǎo)電層與絕緣層彼此對(duì)接的形態(tài)層疊、貼合的層疊基板。不過，在第一工序中采用激光在在此的各組合層12上形成有貫穿孔5a’。在圖6的例中，表示了用激光從各組合層12的導(dǎo)體層側(cè)進(jìn)行開孔加工，但不限定于此，也可以采用激光從各組合層12的絕緣層側(cè)形成盲孔。
[0065]即使以這種結(jié)構(gòu)的工件W3為對(duì)象，也比實(shí)施例1的情況更能提高在第三工序中采用鉆頭6進(jìn)行通孔4的開孔加工的效率，因此即使進(jìn)一步增加各印刷基板12的層疊張數(shù)也能容易地形成通孔4。
【權(quán)利要求】
1.一種印刷基板的開孔加工方法， 采用激光在印刷基板上進(jìn)行孔的加工； 層疊多張加工有所述孔的所述印刷基板； 通過采用直徑比所述孔的直徑大的鉆頭對(duì)層疊了多張的所述印刷基板的所述孔進(jìn)行進(jìn)一步加工，以在印刷基板上加工出具有所希望直徑的孔， 其特征在于， 將采用激光進(jìn)行了孔的加工的所述印刷基板和沒有進(jìn)行孔的加工的所述印刷基板，以使采用激光進(jìn)行了孔的加工所述印刷基板位于上側(cè)的方式交替層疊。
【文檔編號(hào)】H05K3/00GK103987195SQ201410196030
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2010年6月22日 優(yōu)先權(quán)日:2009年6月23日
【發(fā)明者】伊藤靖, 道上典男, 河崎裕 申請(qǐng)人:維亞機(jī)械株式會(huì)社