第5章 ミクロレーザープロセシング

6. プリント基板加工

著者:礒 圭二

1. はじめに

 モジュール/パッケージ基板に代表される様に、ビルドアップ方式の登場で、高密度・ファイン化・薄型化が進展している。現在、携帯電話やMPU等の基板はビルドアップ方式が採用され、ビルドアップの層間接続用穴あけは、炭酸ガスレーザーを用いたレーザードリリングマシンが普及している。又、更なる小径化に対応する為、短波長であるUV(紫外線光)レーザーによる穴あけ量産加工が期待されている。本稿では、最新のCO2UVレーザーを搭載したドリリングマシンの現状について報告する。特に今後微細加工が期待されるUVレーザードリルについて主に述べる。
 ビルドアップ基板の製作工程は絶縁樹脂の穴あけ加工用途に、パルス発振型レーザーが使用されている。ビルドアップ配線パターン間の導通用穴はVIA(ビア)とよばれ、携帯電話、DVC、PC等のマザーボードは、コンフォーマルマスク方式、MPU等のパッケージ基板はダィレクト方式でビアが形成されている。

2. CO2レーザードリル装置

 CO2レーザードリル装置は、既に日本、台湾、韓国、中国を中心に1000台以上ビルドアップ基板の穴あけに使用されており、その約7割が携帯電話基板用途に用いられている。CO2レーザーの波長は、銅材に対する反射率高く、又絶縁樹脂にガラス材が含まれる事が多く、ガラス加工性がUVレーザーと比較し優れ、コンフォーマルマスク方式である携帯電話基板に使用されている。更に、CO2レーザーは1パルス当たりのエッチングレートが20〜30μmであり、通常絶縁樹脂厚は60μmm程度である事から、1穴当り3パルス程度で穴あけを完了できる。CO2レーザーのパルス周波数は2KHzで実施されレーザー1台+2分岐光学系(ガルバノスキャナ)で毎秒1千穴の生産性である。
 

3. UVレーザーの特徴と開発背景

 YAG、YLF又はYVO4を発振媒体として波長変換するUVレーザーは、一般に第3高調波(波長351-355nm)が使用される。このUVレーザーはφ50μm以下の小径ビア加工が可能で、CO2レーザーと比較し、次の特徴がある。

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