レーザ加工方法、及び該レーザ加工方法を用いた多層フレキシブルプリント配線板の製造方法
【課題】ビアホール内の樹脂残り及びビアホール内に露出する内層回路パターンの変形・貫通を起こさずに、可及的に少ないショット数でビアホールを形成する。
【解決手段】表面にコンフォーマルマスク７，８ａが設けられた可撓性の絶縁ベース１と、この下に設けられた、加工用レーザの波長域において絶縁ベース材１よりも高い吸光度、及び絶縁ベース材１よりも低い分解温度を有する接着剤層１２とを含む被加工層を除去することにより、ビアホール２３，２４を形成するレーザ加工方法であって、導電膜２Ａの変形及び貫通を引き起こさず、かつ絶縁ベース材１を１ショットで除去可能な第１のエネルギー密度を有するパルス光を１ショット照射した後、第１のエネルギー密度より小さく、導電膜２Ａの変形および貫通を引き起こさずに残りの被加工層を所定のショット数で除去可能な第２のエネルギー密度を有するパルス光を照射する。
【解決手段】表面にコンフォーマルマスク７，８ａが設けられた可撓性の絶縁ベース１と、この下に設けられた、加工用レーザの波長域において絶縁ベース材１よりも高い吸光度、及び絶縁ベース材１よりも低い分解温度を有する接着剤層１２とを含む被加工層を除去することにより、ビアホール２３，２４を形成するレーザ加工方法であって、導電膜２Ａの変形及び貫通を引き起こさず、かつ絶縁ベース材１を１ショットで除去可能な第１のエネルギー密度を有するパルス光を１ショット照射した後、第１のエネルギー密度より小さく、導電膜２Ａの変形および貫通を引き起こさずに残りの被加工層を所定のショット数で除去可能な第２のエネルギー密度を有するパルス光を照射する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ加工方法、特に、加工性の異なる複数の材料を除去することによりビアホールを形成するレーザ加工方法、及び該レーザ加工方法を用いた多層フレキシブルプリント配線板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化および高機能化がますます進展しており、それに伴い、プリント配線板に対して高密度化の要求が高まっている。高密度実装が可能なプリント配線板を実現するために、ビルドアップ型プリント配線板が用いられる。このビルドアップ型多層フレキシブルプリント配線板は、一般的に、両面プリント配線板若しくは多層プリント配線板をコア基板とし、このコア基板の両面若しくは片面に１〜２層程度のビルドアップ層を設けたものである。
【０００３】
さらにプリント配線板の実装密度を向上させるために、ビルドアップ型プリント配線板に、層間接続を行うビアが設けられる。ビアは、ビアホールの内壁に形成されためっき層からなる層間導電路である。
【０００４】
ビアの種別として、隣接する２層の配線パターンを接続する通常のビア（以下、単純ビアという。）の他に、スキップビア、ステップビアなどがある。スキップビアは、スキップビアホールの内壁にめっき処理を施すことにより形成される。ステップビアは、プリント配線板の内層に行くに従い縮径するステップビアホール（段状のビアホール）の内壁にめっき処理を施すことにより形成される（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
多層フレキシブルプリント配線板の厚さ方向に、絶縁膜を隔てて第１、第２及び第３の配線パターンがこの順に形成されているとき、スキップビアは、第２の配線パターンをスキップして、第１の配線パターンと第３の配線パターンを電気的に接続するものである。一方、ステップビアは、第１、第２及び第３の配線パターンの層間接続を一括して行い、高密度な層間接続を可能とする。
【０００６】
ビアホールは、被加工層上の導電膜に設けられたマスク孔（コンフォーマルマスク）を用い、このマスク孔に露出した被加工層をレーザ光で除去するコンフォーマルレーザ加工法により形成することができる。
【０００７】
しかし、従来、被加工層が加工性の異なる複数の材料からなる場合、ビアホール内に樹脂残りが発生する等のため、信頼性の高いビアを形成することが困難であった。この問題について図面を参照しつつ、さらに詳細に説明する。
【０００８】
図３Ａおよび図３Ｂは、従来技術による多層フレキシブルプリント配線板の製造方法を示す工程断面図である。
【０００９】
（１）まず、ポリイミドフィルムからなる可撓性絶縁ベース材１５１の両面に銅箔１５２及び１５３を有する両面銅張積層板を用意する。この両面銅張積層板の両面の銅箔を、フォトファブリケーション手法により所定のパターンに加工することで、図３Ａ（１）に示す回路基材１５６を得る。
【００１０】
この回路基材１５６の表面の銅箔１５２には、マスク孔１５４ａ，１５４ｂ，１５４ｃが形成されている。また、回路基材１５６の裏面の銅箔１５３は、マスク孔１５４ｄを含む内層回路パターン１５５を構成している。
【００１１】
（２）次に、１２μｍ厚のポリイミドフィルム１５７上に、アクリル系またはエポキシ系の接着剤からなる接着材層１５８（１５μｍ厚）が形成されたカバーレイ１５９を用意する。そして、真空プレス又は真空ラミネーター等を用いて、回路基材１５６の裏面にカバーレイ１５９を貼り付ける。
【００１２】
ここまでの工程で、図３Ａ（２）に示すカバーレイ付き回路基材１６０を得る。
【００１３】
（３）次に、可撓性絶縁ベース材１６１の両面に銅箔１６２及び１６３を有する別の両面銅張積層板を用いて、前述の（１）と同様の工程を行うことで、回路基材１６６を得る。図３Ａ（３）に示すように、回路基材１６６の表面の銅箔１６２は内層回路パターン１６４を構成しており、裏面の銅箔１６３にはマスク孔１６５が形成されている。
【００１４】
（４）次に、接着材フィルムを回路基材１６６の形状に合わせて型抜きして得られた接着剤層１６７と、回路基材１６６との位置合わせを行う。
【００１５】
（５）次に、図３Ａ（４）に示すように、真空プレス等を用いて、接着材層１６７を介して回路基材１６６とカバーレイ付き回路基材１６０を積層接着する。
【００１６】
ここまでの工程を経て図３Ａ（４）に示す多層回路基材１６８を得る。
【００１７】
（６）次に、図３Ｂ（５）に示すように、炭酸ガスレーザ（波長：約９．８μｍ）を用いてコンフォーマルレーザ加工を行う。これにより、単純ビアホール１６９，１７０と、スキップビアホール１７１と、ステップビアホール１７２とを形成する。このレーザ加工の際、マスク孔１５４ａ，１５４ｂ，１５４ｃ，１５４ｄ，１６５はコンフォーマルマスクとして機能する。
【００１８】
ここまでの工程で、図３Ｂ（５）に示す多層回路基材１７３を得る。
【００１９】
（７）次に、図３Ｂ（６）に示すように、多層回路基材１７３の全面に電解めっき処理を施すことで２０μｍ程度のめっき層を形成し、その後、フォトファブリケーション手法により、ビルドアップ層の導電膜を加工し、外層回路パターン１７８Ａ，１７８Ｂを形成する。
【００２０】
単純ビアホール１６９及び１７０の内壁にめっき層が形成されることにより、それぞれ単純ビア１７４及び１７５が形成される。スキップビアホール１７１の内壁にめっき層が形成されることにより、スキップビア１７６が形成される。ステップビアホール１７２の内壁にめっき層が形成されることにより、ステップビア１７７が形成される。
【００２１】
この後、図示しないが、必要に応じて、ランド部等の表面には半田めっき、ニッケルめっき、金めっき等の表面処理を施すとともに、はんだ付けが不要な部分には保護用のフォトソルダーレジスト層を形成する。その後、金型による抜き打ち等により外形加工を行う。
【００２２】
以上の工程を経て、図３Ｂ（６）に示す多層フレキシブルプリント配線板１７９を得る。
【００２３】
次に、スキップビアホール１７１、ステップビアホール１７２をレーザ加工で形成する際に生じる問題について説明する。
【００２４】
スキップビアホール１７１及びステップビアホール１７２を形成する際における被加工層は、レーザ照射面側から順に、可撓性絶縁ベース材１５１、接着材層１５８、ポリイミドフィルム１５７及び接着材層１６７である。
【００２５】
可撓性絶縁ベース材１５１と接着剤層１５８は、分解温度、および炭酸ガスレーザの波長帯である波長１０μｍ前後における吸光度が異なる。即ち、分解温度は、接着剤層１５８よりも可撓性絶縁ベース材１５１の方が高く、一方、炭酸ガスレーザの波長帯における吸光度は、可撓性絶縁ベース材１５１よりも接着剤層１５８の方が高い。
【００２６】
換言すれば、可撓性絶縁ベース材１５１の下に配置された接着剤層１５８は、可撓性絶縁ベース材１５１に比べて分解温度が低く、かつ炭酸ガスレーザの波長帯における吸光度が高い。
【００２７】
このため、可撓性絶縁ベース材１５１を透過したレーザ光により、接着材層１５８が可撓性絶縁ベース材１５１より先にアブレーションを起こす。それにより、図４（ａ）に示すように、接着剤層１５８のアブレーションにより発生したガスが、可撓性絶縁ベース材１５１を変形させ、膨れ部１８０が発生する。その後レーザパルス光をさらに照射すると、図４（ｂ）に示すように、膨れ部１８０が破裂し、捲れ部１８１が発生してしまう。
【００２８】
捲れ部１８１が発生すると、その下の被加工層（可撓性絶縁ベース材１５１、接着材層１５８等）のレーザ加工が阻害されてしまう。このため、スキップビアホール１７１及びステップビアホール１７２内に露出した内層回路パターン１５５，１６４上に樹脂残りが発生しやすくなる。
【００２９】
特にステップビアホールを形成する場合、図４（ｂ）からわかるように、ステップ構造に起因して、捲れ部１８１の一部が外層の銅箔の上に乗り上げやすい。そのような場合には、以降のレーザ加工が大きく阻害されてしまう。
【００３０】
このような樹脂残りは、レーザ加工工程の後に行われるデスミア工程でも除去されない。その結果、ステップビアホール及びスキップビアホール内壁へのめっきの付き回りが悪化し、層間導電路の信頼性が低下する要因となる。
【００３１】
なお、同様のことがポリイミドフィルム１５７と接着剤層１６７についてもいえる。即ち、ポリイミドフィルム１５７を透過したパルス光により、ポリイミドフィルム１５７よりも分解温度が低く、かつ吸光度の高い接着材層１６７が先にアブレーションを起こす。
【００３２】
上述の樹脂残りを除去するためには、レーザパルス光を更に照射する必要がある。しかし、パルス光のショット数を増加させると、生産性が低下するという問題がある。
【００３３】
また、ショット数を増やしすぎると、接着剤層１５８，１６７に熱が蓄積される結果、図３Ｂ（５）からわかるように、スキップビアホール１７１及びステップビアホール１７２の側壁において接着材層１５８，１６７が大きく後退し、側壁の凹凸が大きくなる。その結果、図３Ｂ（６）からわかるように、側壁に形成されるめっき層に不連続部分が発生し、ビアの信頼性を低下させる要因となる。
【００３４】
このように、樹脂残りを除去する必要がある一方、生産性の向上およびビアの信頼性を確保するために、可及的に少ないショット数でビアホールを形成することが求められる。
【００３５】
そこで、加工に必要なショット数を減らすために、レーザパルス光の１ショットあたりのエネルギー密度を大きくすることが考えられる。しかし、内層回路パターン１６４を構成する銅箔１６２が薄い場合（例えば１２μｍ以下）、パルス光が銅箔を貫通してしまい、ショート不良が発生する要因となる。近年、微細な配線パターンを形成するために、銅箔を薄くせざるを得ない場合が多い。
【００３６】
また、ステップビアホール１７２を形成する場合、可撓性絶縁ベース材１５１が除去され内層回路パターン１５５が露出した後も、接着剤層１５８，１６７及びポリイミドフィルム１５７を除去するために、エネルギー密度の大きいパルス光が照射されることになる。そのため、内層回路パターン１５５を構成する銅箔１５３の厚みが比較的薄い場合（例えば１２μｍ以下）、内層回路パターン１５５（銅箔１５３）が変形し、内層回路パターン１５５と接着材層１５８の間に空隙部分が発生する。この空隙部分は、ステップビアホールの側壁に形成されるめっき層に不連続部分を発生させ、ステップビアの信頼性を低下させる要因となる。
【００３７】
また、１ショットあたりのエネルギー密度が大きいパルス光を照射する場合、ショット数を増やす場合と同様に接着剤層１５８，１６７の熱の蓄積が大きくなることにより、接着材層１５８，１６７の後退量が増大し、ビアホールの側壁の凹凸が大きくなってしまう。
【００３８】
ところで、レーザ加工方法には２つの方法、即ち、加工エリア内に設けられた複数のマスク孔に対して、１ショットずつ順番にパルス光を照射するサイクル加工方法と、１つのマスク孔にパルス光を連続して照射するバースト加工方法が知られている。
【００３９】
バースト加工方法の場合、１ショット目のパルス光によって可撓性絶縁ベース材１５１が膨れて捲れてしまう前に、２ショット目のレーザパルスを照射し、可撓性絶縁ベース材１５１を除去することで、樹脂残りの発生を抑制できる可能性がある。しかし、パルス光を連続して同じ部位に照射するため、被照射部位に蓄積される熱が大きくなる。その結果、１ショットあたりのエネルギー密度が大きくする場合や、エネルギー密度の小さいパルス光のショット数を増やす場合と同様に、ビアホール側壁の凹凸の拡大等を招いてしまう。
【００４０】
従来、ビアホール内部に残存した樹脂を除去するため、ビアホールをレーザ加工する途中でパルス光のエネルギー密度を大きくするレーザ加工方法が知られている（特許文献２）。この方法では、被加工層は１層（樹脂層１２）のみであり、前述の可撓性絶縁ベース材の膨れや捲れという現象はそもそも発生しない。また、金属層（銅ランド１１）が薄い場合、エネルギー密度の大きいパルス光によって、ビアホールの底面に露出した銅ランド１１の貫通・変形を引き起こす虞がある。
【００４１】
その他、上記の問題を解決するために、接着材層１５８及び１６７の材料として、エポキシ系・アクリル系の接着剤に比べてレーザ光の吸収が低く、且つ分解温度の高いポリアミド系の接着材を使用することが考えられる。しかし、ポリアミド系の接着材は、一般的に多層フレキシブルプリント配線板に使用されるエポキシ系・アクリル系接着剤に比べて高価である。そのため、製造コストが増大するという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４２】
【特許文献１】特許第２５６２３７３号公報
【特許文献２】特開２００５−２８３６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００４３】
本発明は、ビアホール内の樹脂残り及びビアホール内に露出する内層回路パターンの変形・貫通を起こさずに、可及的に少ないショット数でビアホールを形成する。
【課題を解決するための手段】
【００４４】
本発明の一態様によれば、表面にコンフォーマルマスクが設けられた、加工用レーザの波長域における第１の吸光度、及び第１の分解温度を有する第１の絶縁層と、前記第１の絶縁層の下に設けられた、前記波長域における前記第１の吸光度よりも高い第２の吸光度、及び前記第１の分解温度よりも低い第２の分解温度を有する第２の絶縁層とを含み、内層回路パターンを構成する導電膜の上に形成された被加工層をレーザで除去することにより、底面に前記導電膜が露出したビアホールを形成するレーザ加工方法であって、前記導電膜の変形および貫通を引き起こさず、かつ前記被加工層の前記第１の絶縁層を１ショットで除去可能な第１のエネルギー密度を有するパルス光を１ショット照射し、その後、前記第１のエネルギー密度より小さく、前記導電膜の変形および貫通を引き起こさずに残りの前記被加工層を所定のショット数で除去可能な第２のエネルギー密度を有するパルス光を照射することを特徴とするレーザ加工方法が提供される。
【発明の効果】
【００４５】
これらの特徴により、本発明は次のような効果を奏する。
【００４６】
被加工層の第１の絶縁層は最初のショットで完全に除去されるため、第１の絶縁層に捲れ部は発生しない。よって、捲れ部に起因する樹脂残りの発生を防ぐことができる。また、捲れ部が発生しないことから、ビアホールの形成に必要な総ショット数を可及的に低減できる。
【００４７】
さらに、第１及び第２のエネルギー密度は、内層回路パターンを構成する導電膜の変形および貫通を引き起こさない値であるため、最終的に形成されるビアホール内に露出する内層回路パターンに変形および貫通は発生しない。
【００４８】
さらに、樹脂残りおよびビアホール側壁の凹凸の拡大が抑制される結果、ビアホール内壁へのめっきの付き回りが良好となり、信頼性の高いビアを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１Ａ】本発明の第１の実施形態による多層フレキシブルプリント配線板の製造方法を示す工程断面図である。
【図１Ｂ】図１Ａに続く、本発明の第１の実施形態による多層フレキシブルプリント配線板の製造方法を示す工程断面図である。
【図１Ｃ】図１Ｂに続く、本発明の第１の実施形態による多層フレキシブルプリント配線板の製造方法を示す工程断面図である。
【図１Ｄ】図１Ｃに続く、本発明の第１の実施形態による多層フレキシブルプリント配線板の製造方法を示す工程断面図である。
【図１Ｅ】６層の被加工層を有する多層回路基材の断面図である。
【図２Ａ】本発明の第２の実施形態による多層フレキシブルプリント配線板の製造方法を示す工程断面図である。
【図２Ｂ】図２Ａに続く、本発明の第２の実施形態による多層フレキシブルプリント配線板の製造方法を示す工程断面図である。
【図３Ａ】従来技術による多層フレキシブルプリント配線板の製造方法を示す工程断面図である。
【図３Ｂ】図３Ａに続く、従来技術による多層フレキシブルプリント配線板の製造方法を示す工程断面図である。
【図４】従来技術においてビアホールを形成する際に発生する問題を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
以下、図面を参照しながら、本発明の２つの実施形態に係る多層フレキシブルプリント配線板の製造方法について説明する。被加工層の数は、第１の実施形態では４つであり、第２の実施形態では２つである。
【００５１】
（第１の実施形態）
図１Ａ〜図１Ｄは、第１の実施形態に係る多層フレキシブルプリント配線板の製造方法を示す工程断面図である。
【００５２】
（１）まず、可撓性の両面銅張積層板４を用意する。この両面銅張積層板４は、図１Ａ（１）に示すように、可撓性絶縁ベース材1（例えば２５μｍ厚のポリイミドフィルム）の両面に銅箔２及び銅箔３（各々例えば１２μｍ厚）を有するものである。なお、可撓性絶縁ベース材１は、ポリイミからなるドフィルムに限らず、液晶ポリマーからなるフィルムを用いることもできる。
【００５３】
また、可撓性絶縁ベース材１、銅箔２、銅箔３の厚みは上記の値に限定されるものではなく、用途に応じて適宜選択することができる。例えば、高屈曲性が要求される場合には、可撓性絶縁ベース材１として、膜厚の薄い（例えば１２．５μｍ）ものを選択することが好ましい。微細な配線パターンが要求される場合には、銅箔２，３として、膜厚の薄い（例えば９μｍ）ものを選択することが好ましい。
【００５４】
（２）次に、図１Ａ（２）に示すように、両面銅張積層板４の銅箔２及び銅箔３上に、それぞれレジスト層５Ａ及びレジスト層５Ｂを形成する。
【００５５】
このレジスト層５Ａ及び５Ｂは、それぞれ、フォトファブリケーション手法により、後述のマスク孔６，７，８ａ、及びマスク孔８ｂを有する内層回路パターン９を形成するためのものである。
【００５６】
（３）次に、図１Ａ（３）に示すように、レジスト層５Ａ及び５Ｂを用いて、銅箔２及び銅箔３をエッチングし、その後、レジスト層５Ａ及び５Ｂを剥離する。なお、エッチング工程では、例えば、塩化第二銅又は塩化第二鉄などを含むエッチャントを用いることができる。
【００５７】
これにより、銅箔２にはマスク孔６、マスク孔７（例えばφ１５０μｍ）、及びマスク孔８ａ（例えばφ２００μｍ）が形成され、銅箔３はマスク孔８ｂ（例えばφ１５０μｍ）を含む内層回路パターン９に加工される。マスク孔８ａ及び８ｂは、それぞれステップビアホールの上穴および下穴用のコンフォーマルマスクとして機能する。
【００５８】
なお、レジスト層５Ａ，５Ｂを剥離した後、必要に応じて粗化処理を行ってもよい。これにより、銅箔３と、後述のカバーレイ１３の接着材層１２との間の耐熱密着性を向上させることができる。
【００５９】
ここまでの工程を経て、図１Ａ（３）に示す回路基材１０を得る。
【００６０】
（４）次に、可撓性絶縁フィルム１１（例えば１２μｍ厚のポリイミドフィルム）上に、アクリル系又はエポキシ系等の接着剤からなる接着材層１２（例えば１５μｍ厚）を有するカバーレイ１３を用意する。そして、図１Ａ（４）に示すように、このカバーレイ１３を、回路基材１０の内層側（図中下側）に真空プレス又は真空ラミネーター等を用いて貼り付ける。この際、内層回路パターン９は接着剤層１２により充填される。
【００６１】
ここまでの工程を経て、図１Ａ（４）に示すカバーレイ付き回路基材１４を得る。
【００６２】
なお、図１Ａ（１）〜（４）までの工程をロールトゥロール工法で行うことにより、生産性のさらなる向上を図ることができる。
【００６３】
（５）次に、可撓性ベース材1Ａ（例えば２５μｍ厚のポリイミドフィルム）の両面にそれぞれ銅箔２Ａ及び銅箔３Ａ（各々例えば１２μｍ厚）を有する、可撓性の両面銅張積層板を用意する。そして、この両面銅張積層板を、図１Ａ（１）〜（３）までの工程で説明した方法と同様にして加工し、図１Ｂ（５）に示す回路基材１７を得る。この回路基材１７表面の銅箔２Ａは内層回路パターン１６を構成し、裏面の銅箔はマスク孔１５を有する。この内層回路パターン１６の一部は、レーザ加工によりビアホールを形成する際に受けランドとなる。
【００６４】
（６）次に、図１Ｂ（６）に示すように、回路基材１７の形状に合わせて接着材フィルム（例えば１５〜２０μｍ厚）を型抜きし、それにより得られた接着剤層１８と、回路基材１７との位置合わせを行う。なお、この接着剤層１８を構成する接着材としては、ローフロータイプのプリプレグやボンディングシート等の流れ出しの少ないものが好ましい。
【００６５】
（７）次に、図１Ｃ（７）に示すように、接着材層１８を介し、カバーレイ付き回路基材１４と回路基材１７を真空プレス等で積層接着する。これにより、銅箔２Ａからなる内層回路パターン１６は、接着剤層１８により充填される。
【００６６】
ここまでの工程を経て、図１Ｃ（７）に示す多層回路基材１９を得る。
【００６７】
（８）次に、マスク孔６、７、８ａ、８ｂ及び１５を用いてコンフォーマルレーザ加工を行い、ビアホールを形成する。加工用レーザには、赤外レーザを用いる。例えば、生産性の高い炭酸ガスレーザを用いることが好ましい。
【００６８】
本工程のレーザ加工条件について詳しく説明する前に、可撓性絶縁ベース材１と接着材層１２の分解温度および吸光度について具体的に説明する。
【００６９】
表１は、可撓性絶縁ベース材１と接着材層１２（エポキシ系接着剤）のそれぞれについて、５％重量分解温度と、波数１０００ｃｍ−１（波長１０μｍ）における吸光度の比とを示している。
【００７０】
表１からわかるように、分解温度については、接着材層１２は可撓性絶縁ベース材１に比べて約２００℃低い。一方、吸光度については、接着材層１２は、可撓性絶縁ベース材１に比べて２．５倍大きい。
【００７１】
よって、可撓性絶縁ベース材1が完全に除去される前に接着材層１２がアブレーションを起こし、その結果、可撓性絶縁ベース材1に樹脂残りの原因となる捲れ部が発生する。
【表１】
【００７２】
次に、本実施形態によるレーザ加工方法の詳細について説明する。
【００７３】
まず、比較的高い第１のエネルギー密度を有するパルス光を、各マスク孔６，７，８ａ，１５（コンフォーマルマスク）に１ショットずつ照射する。この第１のエネルギー密度は、マスク孔に露出した可撓性絶縁ベース材１を１ショットで完全に除去し、かつ、内層回路パターン９，１６の変形および貫通を引き起こさないという条件を満たす値が選択される。
【００７４】
図１Ｃ（８）に示すように、第１のエネルギー密度を有するパルス光の照射により、マスク孔７に対応する部分に形成途中のビアホール２０が形成され、マスク孔８ａ及び８ｂに対応する部分に形成途中のビアホール２１が形成される。また、マスク孔６及び１５に対応する部分に単純ビアホール２２Ａ及び２２Ｂが形成される。この単純ビアホール２２Ａ（２２Ｂ）は、被加工層が可撓性絶縁ベース材１（１Ａ）のみであるため、最初のショットにより完全に形成される。
【００７５】
その後、２番目以降のショットとして第２のエネルギー密度を有するパルス光を形成途中のビアホール２０，２１に照射して、コンフォーマルレーザ加工を続行する。この第２のエネルギー密度は、第１のエネルギー密度より小さく、内層回路パターン９及び１６（銅箔３及び２Ａ）の変形および貫通を引き起こさずに所定のショット数で残りの被加工層（接着剤層１２、可撓性絶縁フィルム１１及び接着剤層１８）を除去し、ビアホールの形成を完了させることのできる値が選択される。
【００７６】
ここまでの工程を経て、図１Ｃ（９）に示す多層回路基材２５を得る。
【００７７】
（９）次に、多層回路基材２５に対して、層間接続をとるためのデスミア処理及び導電化処理を行う。
【００７８】
（１０）次に、図１Ｄ（１０）に示すように、多層回路基材２５の表面及び裏面の全面にわたって電解めっき処理を施し、電解めっき層２６Ａ及び２６Ｂ（各々１５〜２０μｍ厚）を形成する。このめっき処理により、層間導通路として機能する単純ビア２７Ａ、２７Ｂ、スキップビア２８及びステップビア２９が一括して形成される。
【００７９】
ここまでの工程を経て、層間導通路を有する多層回路基材３０を得る。
【００８０】
なお、多層フレキシブルプリント配線板に挿入実装する部品（ＩＭＴ部品）等のために、めっきスルーホールが必要な場合には、本工程のめっき処理を行う前に、ＮＣドリル等で所定の部分に貫通孔を形成しておいてもよい。このようにすることで、本工程でめっきスルーホールを形成することができる。
【００８１】
（１１）次に、図１Ｄ（１１）に示すように、フォトファブリケーション手法により、外層の導体層（銅箔２＋電解めっき層２６Ａ，銅箔３Ａ＋電解めっき層２６Ｂ）を所定のパターンに加工する。これにより、多層回路基材３０の表面及び裏面に、外層回路パターン３１Ａ及び３１Ｂをそれぞれ形成する。
【００８２】
この後、図示しないが、必要に応じて、半田付けが不要な部分には保護用のフォトソルダーレジスト層を形成し、ランド部等の表面には半田めっき、ニッケルめっき、金めっき等の表面処理を施す。その後、金型による抜き打ち等により外形加工を行う。
【００８３】
以上の工程を経て、図１Ｄ（１１）に示す本実施形態に係る多層フレキシブルプリント配線板３２を得る。
【００８４】
単純ビア２７Ａは外層回路パターン３１Ａと内層回路パターン９の層間接続を行い、単純ビア２７Ｂは外層回路パターン３１Ｂと内層回路パターン１６の層間接続を行う。スキップビア２８は、内層回路パターン９をとばして、外層回路パターン３１Ａと内層回路パターン１６の層間接続を行う。ステップビア２９は、外層回路パターン３１Ａ、内層回路パターン９及び内層回路パターン１６の層間接続を行う。
【実施例】
【００８５】
次に、加工用レーザのパルス光のエネルギー密度と、ビアホール（ステップビアホール２４）の加工状態との関係を実際に調査した結果について説明する。
【００８６】
本実施例において用いた上記の多層回路基材１９（図１Ｃ（７）参照）の構成は次の通りである。
【００８７】
可撓性絶縁ベース材１ ：２５μｍ厚のポリイミドフィルム
銅箔２，３，２Ａ，３Ａの膜厚 ：１２μｍ
可撓性絶縁フィルム１１ ：１２μｍ厚のポリイミドフィルム
接着剤層１２，１８ ：１５μｍ厚のエポキシ系接着剤
マスク孔８ａの直径 ：２００μｍ
マスク孔８ｂの直径 ：１５０μｍ
【００８８】
レーザ加工機として、三菱電機（株）製のＭＬ６０５ＧＴＸ（炭酸ガスレーザ）を使用した。レーザのパルス幅は１０μｓｅｃ、レーザビーム径はφ３００μｍにそれぞれ固定した。第１のエネルギー密度及び第２のエネルギー密度の値の組み合わせ（ＩＤ：１〜１８）、及び評価結果を表２に示す。なお、表２においてエネルギー密度の値は便宜上、エネルギー値に換算して表記している。パルス光のエネルギー密度の値は、エネルギー値をレーザビームの面積で割ることで求められる。
【表２】
【００８９】
ビアホールの加工は、第１のエネルギー密度を有するパルス光を１ショット照射した後、第２のエネルギー密度を有するパルス光を３〜５ショット照射して行った。表２に示す１８種類（ＩＤ＝１〜１８）のエネルギー密度条件について、第２のエネルギー密度のパルス光のショット数が３ショット、４ショット及び５ショットの３通りをそれぞれ実施した。これは、製品を製造する際の加工条件として４ショットを使用した場合に、±１ショットの加工マージンを有するか否かについても判定するためである。
【００９０】
ビアホールの加工状態は、３つの水準（“○”、“△”、“×”）を用いて評価した。“○”は、第２のエネルギー密度のパルス光のショット数が３、４及び５ショットのいずれにおいても、樹脂残り及び銅箔の変形・貫通が見られず、適切な加工が可能と判断したものを示す。“△”は、少なくともいずれかのショット数の場合において樹脂残りが発生したものを示す。“×”は、少なくともいずれかのショット数の場合において銅箔（内層回路パターン）の変形または貫通が発生したものを示す。
【００９１】
ここで、適切な第１のエネルギー密度及び第２のエネルギー密度の範囲を導出した経緯について説明する。
【００９２】
まず、第１のエネルギーが１０ｍＪ（エネルギー密度：１４１ｍＪ／ｍｍ２）のパルス光を１ショット照射した後の加工状態を調べたところ、可撓性絶縁ベース材１は完全に除去されておらず、可撓性絶縁ベース材1の捲れを確認した。その後、第２のエネルギーが８ｍＪ（エネルギー密度：１１３ｍＪ／ｍｍ２）のパルス光を照射したところ、樹脂残りを確認した（ＩＤ１）。第２のエネルギーとして比較的大きい値を選択したにも拘わらず樹脂残りが発生した理由は、可撓性絶縁ベース材１の捲れによりレーザ加工が阻害されたためと考えられる。
【００９３】
次に、樹脂残りを除去するため、第２のエネルギーとしてさらに値を選択してレーザ加工を行った。即ち、第１のエネルギーが１０ｍＪのパルス光を１ショット照射した後、第２のエネルギーが１０ｍＪのパルス光を照射したところ、銅箔の変形が見られた（ＩＤ２）。
【００９４】
上記の結果から、１０ｍＪ以下の第１のエネルギーは、１ショットで可撓性絶縁ベース材１を除去できず、不適当であると判断した。
【００９５】
次に、第１のエネルギーが１８ｍＪ（エネルギー密度：２５５ｍＪ／ｍｍ２）のパルス光を１ショット照射したところ、銅箔の変形を確認した（ＩＤ１８）。
【００９６】
したがって、第１のエネルギーは、１０ｍＪより大きく、１８ｍＪ未満の値を選択する必要があることが判明した。
【００９７】
そこで、第１のエネルギーとして１２，１４，１６ｍＪ（エネルギー密度：１７０，１９８，２２６ｍＪ／ｍｍ２）を有するパルス光を照射してビアホールの加工状態を調べた。
【００９８】
その結果、可撓性絶縁ベース材1の膨れおよび捲れは見られなかったものの、選択した第２のエネルギーの値によって最終的なビアホールの加工状態に差異が見られた。
【００９９】
まず、第２のエネルギーが２ｍＪ（エネルギー密度：２８ｍＪ／ｍｍ２）のパルス光を照射したところ、いずれの第１のエネルギーの場合についても樹脂残りを確認した（ＩＤ３、８、１３）。
【０１００】
次に、第２のエネルギーが１０ｍＪのパルス光を照射した場合、いずれの第１のエネルギーの場合についても銅箔の変形を確認した（ＩＤ７、１２、１７）。
【０１０１】
そこで、第２のエネルギーとして４，６，８ｍＪ（エネルギー密度：５７，８５，１１３ｍＪ／ｍｍ２）を有するパルス光を照射したところ、樹脂残りおよび銅箔の変形・貫通がなく、適切な加工が可能であることを確認した（ＩＤ４〜６、９〜１１、１４〜１６）。
【０１０２】
以上の結果から、第１のエネルギーとして１２ｍＪ〜１６ｍＪ（エネルギー密度：１７０〜２２６ｍＪ／ｍｍ２）を選択し、第２のエネルギーとして４ｍＪ〜８ｍＪ（エネルギー密度：５７〜１１３ｍＪ／ｍｍ２）を選択することで、４〜６の総ショット数で適切なレーザ加工が可能であることが判明した。
【０１０３】
第１のエネルギーに対する第２のエネルギーの比（エネルギー比）を表２に示している。上記の結果から、第１のエネルギー密度に対する第２のエネルギー密度（エネルギー比）としては、第１のエネルギー密度に応じて１／４〜２／３とすることが適切である。
【０１０４】
ところで、本実施例において、第１のエネルギー密度を有するパルス光が比較的小さい場合には、最初のショットの後、可撓性絶縁ベース材１は完全に除去されるものの、可撓性絶縁フィルム１１には貫通孔が形成されないことがあった。しかし、可撓性絶縁フィルム１１の捲れに起因する樹脂残りは起こらなかった。これは、可撓性絶縁フィルム１１が可撓性絶縁ベース材１に比べてビアホールの内側に位置することによるものと考えられる。即ち、可撓性絶縁フィルム１１直下の接着材層１８が先にアブレーションを起こした場合であっても、可撓性絶縁フィルム１１の周囲にビアホールの側壁が存在するため、可撓性絶縁フィルム１１に捲れ部が発生しにくいことによると考えられる。
【０１０５】
このことから、４層より多い被加工層を除去することで形成されるビアホールの場合についても、第２のエネルギー密度のパルス光のショット数を増加させれば、表２の加工条件を適用することが可能である。
【０１０６】
そのような例として、図１Ｅに、６層の被加工層（加工性の異なる２種類の絶縁層が３対）を有する多層回路基材３６を示す。この多層回路基材３６は、カバーレイ３３を有するカバーレイ付き回路基材３４と、カバーレイ１３を有するカバーレイ付き回路基材１４とを、カバーレイ１３，３３同士が向かい合うように接着剤層３５を介して貼り合わせたものである。
【０１０７】
なお、カバーレイ付き回路基材３４は、前述の回路基材１７に対して、可撓性絶縁フィルム３３ａと接着剤層３３ｂからなる接着剤層カバーレイ３３を貼付けて得られたものである。
【０１０８】
この多層回路基材３６に対しコンフォーマルレーザ加工を行い、ビアホールを形成する場合、カバーレイ３３の可撓性絶縁フィルム３３ａに捲れ部が発生する可能性は低い。よって、第１のエネルギー密度のパルス光の照射によって、可撓性絶縁フィルム１１及び可撓性絶縁フィルム３３ａに貫通孔を形成する必要はなく、表２のエネルギー密度条件を用いることができる。
【０１０９】
以上、第１の実施形態および実施例について説明した。
【０１１０】
上述のように、本実施形態では、加工性の異なる４つの絶縁層を除去してビアホールを形成するために、まず、第１のエネルギー密度を有するパルス光を１ショット照射し、ビアホール（２０，２１）を途中まで形成する。この第１のエネルギー密度は、内層回路パターン９，１６を構成する銅箔３，２Ａを貫通および変形させず、かつマスク孔７，８ａに露出した可撓性絶縁ベース材１を１ショットで完全に除去可能な値が選択される。これにより、可撓性絶縁ベース材１に捲れ部が発生することを防止し、捲れ部に起因する樹脂残りの発生を防止することができる。
【０１１１】
２ショット目以降については、第２のエネルギー密度を有するパルス光を照射し、ビアホール（２０，２１）を完成させる。この第２のエネルギー密度は、第１のエネルギー密度より小さく、かつ内層回路パターン９，１６を構成する銅箔３，２Ａを貫通および変形させずに所定のショット数（例えば４ショット）で残りの被加工層を除去し、ビアホールを完成させることのできる値が選択される。
【０１１２】
本実施形態に係る方法によれば、可撓性絶縁ベース材１の捲れに起因する樹脂残り、及び内層回路パターンを構成する銅箔３，２Ａの変形・貫通を発生させずに、ビアホール（２３，２４）を形成することができる。
【０１１３】
さらに、このようにして形成されたビアホール（２３，２４）の側壁の凹凸の拡大は可及的に抑制される。これは、レーザ加工を阻害する捲れ部の発生がないため、ビアホールの形成に必要な総ショット数を可及的に低減でき、従ってレーザ照射部位における熱の蓄積が小さくなるためである。
【０１１４】
樹脂残り及び側壁の凹凸が抑制される結果、ビアホール内壁へのめっきの付き回りが良好となり、層間接続路として機能するスキップビア２８及びステップビア２９の信頼性を向上させることができる。
【０１１５】
さらに、本実施形態によれば、被加工層は一般的で比較的安価な材料を用いるため、安価に多層フレキシブルプリント配線板を製造することができる。
【０１１６】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る多層フレキシブルプリント配線板の製造方法について説明する。本実施形態と第１の実施形態の相違点の一つは、ビアホールを形成する際の被加工層の数である。第１の実施形態では、被加工層は４層（可撓性絶縁ベース材１、接着剤層１２、可撓性絶縁フィルム１１、接着剤層１８）であるのに対し、本実施形態では被加工層は２層である。
【０１１７】
図２Ａおよび図２Ｂは、第２の実施形態に係る多層フレキシブルプリント配線板の製造方法を示す工程断面図である。
【０１１８】
（１）まず、可撓性絶縁ベース材４１（例えば２５μｍ厚のポリイミドフィルム）の片面に銅箔４２（例えば１２μｍ厚）を有する可撓性の片面銅張積層板を用意する。可撓性絶縁ベース材４１は、ポリイミドフィルムに限らず、液晶ポリマーフィルムを用いることもできる。
【０１１９】
（２）そして、第１の実施形態で説明した方法と同様にして、銅箔４２を所定のパターンに加工し、図２Ａ（１）に示す回路基材４４を得る。この回路基材４４の銅箔４２にはレーザ加工時にコンフォーマルマスクとして機能するマスク孔４３ａ及び４３ｂが形成されている。
【０１２０】
（３）次に、可撓性絶縁ベース材４５（例えば２５μｍ厚のポリイミド）の両面に銅箔４６及び銅箔４７（各々例えば１２μｍ厚）を有する可撓性の両面銅張積層板を用意する。
【０１２１】
そして、第１の実施形態で説明した方法と同様にして、銅箔４６及び４７を所定のパターンに加工し、図２Ａ（２）に示す回路基材５０を得る。この回路基材５０の表面の銅箔４６は内層回路パターン４８に加工される。一方、裏面の銅箔４７には、レーザ加工時にコンフォーマルマスクとして機能するマスク孔４９が形成される。
【０１２２】
（４）次に、接着材層５１を介して回路基材４４と回路基材５０を真空プレス等で積層接着し、図２Ａ（３）に示す多層回路基材５２を得る。これにより、銅箔４６からなる内層回路パターン４８は接着剤層５１により充填される。
【０１２３】
（５）次に、銅箔に形成されたマスク孔４３ａ、４３ｂ及び４９を用いてコンフォーマルレーザ加工を行い、ビアホールを形成する。本工程のレーザ加工には、赤外レーザ用いる。例えば、生産性の高い炭酸ガスレーザを用いることが好ましい。本工程のレーザ加工は次の２つの工程（（５−１）及び（５−２））から構成される。
【０１２４】
（５−１）まず、第１のエネルギー密度を有するパルス光を、各マスク孔４３ａ、４３ｂ及び４９に１ショットずつ照射し、マスク孔に露出した可撓性絶縁ベース材４１，４５を完全に除去する。これにより、図２Ｂ（４）に示すように、マスク孔４３ａ及び４３ｂに対応する形成途中のビアホール５３ａ及び５３ｂと、マスク孔４９に対応する単純ビアホール５４とを形成する。この最初のショットにより、ビアホール５４は完全に形成される。
【０１２５】
第１のエネルギー密度は、マスク孔に露出した可撓性絶縁ベース材４１，４５を１ショットで完全に除去し、かつ、銅箔４６（内層回路パターン４８）を変形および貫通しない条件を満たす値が選択される。
【０１２６】
（５−２）次に、２番目以降のショットとして第２のエネルギー密度を有するパルス光を形成途中のビアホール５３ａ，５３ｂに照射して、コンフォーマルレーザ加工を続ける。この第２のエネルギー密度は、第１のエネルギー密度より小さく、内層回路パターン４８（銅箔４６）の変形および貫通を起こさずに所定のショット数でビアホールの形成を完了させることのできる値が選択される。
【０１２７】
ここまでの工程を経て図２Ｂ（５）に示す多層回路基材５６を得る。これ以降の工程（ビアホール内壁へのめっき層の形成、および外層回路パターンの形成）は、第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。
【０１２８】
上記のレーザ加工により、図２Ｂ（５）に示すように、内部に露出した内層回路パターン４８（銅箔４６）の変形および貫通が無く、かつ内部に樹脂残りの無いビアホール５５ａ及び５５ｂを形成することができる。さらに、第１の実施形態と同様、ビアホール側壁の凹凸を可及的に抑制することができる。
【０１２９】
このように、被加工層が２層（可撓性絶縁ベース材４１と接着剤層５１）の場合でも、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１３０】
上記の記載に基づいて、当業者であれば、本発明の追加の効果や種々の変形を想到できるかもしれないが、本発明の態様は、上述した実施形態に限定されるものではない。特許請求の範囲に規定された内容及びその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更及び部分的削除が可能である。
【符号の説明】
【０１３１】
１，１Ａ，４１，４５，１５１，１６１ 可撓性絶縁ベース材
２，２Ａ，３，３Ａ，４２，４６，４７，１５２，１５３，１６２，１６３ 銅箔
４ 両面銅張積層板
５Ａ，５Ｂ レジスト層
６，７，８ａ，８ｂ，１５，４３ａ，４３ｂ，４９，１５４ａ，１５４ｂ，１５４ｃ，１５４ｄ，１６５ マスク孔
９，１６，４８，１５５，１６４ 内層回路パターン
１０，１７，４４，５０，１５６，１６６ 回路基材
１１，３３ａ 可撓性絶縁フィルム
１２，１８，３３ｂ，３５，５１，１５８，１６７ 接着材層
１３，３３，１５９ カバーレイ
１４，３４，１６０ カバーレイ付き回路基材
１９，２５，３０，３６，５２，５６，１６８，１７３ 多層回路基材
２０，２１，５３ａ，５３ｂ 形成途中のビアホール
２２Ａ，２２Ｂ，５４，５５，１６９，１７０ 単純ビアホール
２３，１６１ スキップビアホール
２４，１７２ ステップビアホール
２６Ａ，２６Ｂ 電解めっき層
２７Ａ，２７Ｂ，１７４，１７５ 単純ビア
２８，１７６ スキップビア
２９，１７７ ステップビア
３１Ａ，３１Ｂ，１７８Ａ，１７８Ｂ 外層回路パターン
３２，１７９ 多層フレキシブルプリント配線板
１５７ ポリイミドフィルム
１８０ 膨れ部
１８１ 捲れ部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ加工方法、特に、加工性の異なる複数の材料を除去することによりビアホールを形成するレーザ加工方法、及び該レーザ加工方法を用いた多層フレキシブルプリント配線板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化および高機能化がますます進展しており、それに伴い、プリント配線板に対して高密度化の要求が高まっている。高密度実装が可能なプリント配線板を実現するために、ビルドアップ型プリント配線板が用いられる。このビルドアップ型多層フレキシブルプリント配線板は、一般的に、両面プリント配線板若しくは多層プリント配線板をコア基板とし、このコア基板の両面若しくは片面に１〜２層程度のビルドアップ層を設けたものである。
【０００３】
さらにプリント配線板の実装密度を向上させるために、ビルドアップ型プリント配線板に、層間接続を行うビアが設けられる。ビアは、ビアホールの内壁に形成されためっき層からなる層間導電路である。
【０００４】
ビアの種別として、隣接する２層の配線パターンを接続する通常のビア（以下、単純ビアという。）の他に、スキップビア、ステップビアなどがある。スキップビアは、スキップビアホールの内壁にめっき処理を施すことにより形成される。ステップビアは、プリント配線板の内層に行くに従い縮径するステップビアホール（段状のビアホール）の内壁にめっき処理を施すことにより形成される（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
多層フレキシブルプリント配線板の厚さ方向に、絶縁膜を隔てて第１、第２及び第３の配線パターンがこの順に形成されているとき、スキップビアは、第２の配線パターンをスキップして、第１の配線パターンと第３の配線パターンを電気的に接続するものである。一方、ステップビアは、第１、第２及び第３の配線パターンの層間接続を一括して行い、高密度な層間接続を可能とする。
【０００６】
ビアホールは、被加工層上の導電膜に設けられたマスク孔（コンフォーマルマスク）を用い、このマスク孔に露出した被加工層をレーザ光で除去するコンフォーマルレーザ加工法により形成することができる。
【０００７】
しかし、従来、被加工層が加工性の異なる複数の材料からなる場合、ビアホール内に樹脂残りが発生する等のため、信頼性の高いビアを形成することが困難であった。この問題について図面を参照しつつ、さらに詳細に説明する。
【０００８】
図３Ａおよび図３Ｂは、従来技術による多層フレキシブルプリント配線板の製造方法を示す工程断面図である。
【０００９】
（１）まず、ポリイミドフィルムからなる可撓性絶縁ベース材１５１の両面に銅箔１５２及び１５３を有する両面銅張積層板を用意する。この両面銅張積層板の両面の銅箔を、フォトファブリケーション手法により所定のパターンに加工することで、図３Ａ（１）に示す回路基材１５６を得る。
【００１０】
この回路基材１５６の表面の銅箔１５２には、マスク孔１５４ａ，１５４ｂ，１５４ｃが形成されている。また、回路基材１５６の裏面の銅箔１５３は、マスク孔１５４ｄを含む内層回路パターン１５５を構成している。
【００１１】
（２）次に、１２μｍ厚のポリイミドフィルム１５７上に、アクリル系またはエポキシ系の接着剤からなる接着材層１５８（１５μｍ厚）が形成されたカバーレイ１５９を用意する。そして、真空プレス又は真空ラミネーター等を用いて、回路基材１５６の裏面にカバーレイ１５９を貼り付ける。
【００１２】
ここまでの工程で、図３Ａ（２）に示すカバーレイ付き回路基材１６０を得る。
【００１３】
（３）次に、可撓性絶縁ベース材１６１の両面に銅箔１６２及び１６３を有する別の両面銅張積層板を用いて、前述の（１）と同様の工程を行うことで、回路基材１６６を得る。図３Ａ（３）に示すように、回路基材１６６の表面の銅箔１６２は内層回路パターン１６４を構成しており、裏面の銅箔１６３にはマスク孔１６５が形成されている。
【００１４】
（４）次に、接着材フィルムを回路基材１６６の形状に合わせて型抜きして得られた接着剤層１６７と、回路基材１６６との位置合わせを行う。
【００１５】
（５）次に、図３Ａ（４）に示すように、真空プレス等を用いて、接着材層１６７を介して回路基材１６６とカバーレイ付き回路基材１６０を積層接着する。
【００１６】
ここまでの工程を経て図３Ａ（４）に示す多層回路基材１６８を得る。
【００１７】
（６）次に、図３Ｂ（５）に示すように、炭酸ガスレーザ（波長：約９．８μｍ）を用いてコンフォーマルレーザ加工を行う。これにより、単純ビアホール１６９，１７０と、スキップビアホール１７１と、ステップビアホール１７２とを形成する。このレーザ加工の際、マスク孔１５４ａ，１５４ｂ，１５４ｃ，１５４ｄ，１６５はコンフォーマルマスクとして機能する。
【００１８】
ここまでの工程で、図３Ｂ（５）に示す多層回路基材１７３を得る。
【００１９】
（７）次に、図３Ｂ（６）に示すように、多層回路基材１７３の全面に電解めっき処理を施すことで２０μｍ程度のめっき層を形成し、その後、フォトファブリケーション手法により、ビルドアップ層の導電膜を加工し、外層回路パターン１７８Ａ，１７８Ｂを形成する。
【００２０】
単純ビアホール１６９及び１７０の内壁にめっき層が形成されることにより、それぞれ単純ビア１７４及び１７５が形成される。スキップビアホール１７１の内壁にめっき層が形成されることにより、スキップビア１７６が形成される。ステップビアホール１７２の内壁にめっき層が形成されることにより、ステップビア１７７が形成される。
【００２１】
この後、図示しないが、必要に応じて、ランド部等の表面には半田めっき、ニッケルめっき、金めっき等の表面処理を施すとともに、はんだ付けが不要な部分には保護用のフォトソルダーレジスト層を形成する。その後、金型による抜き打ち等により外形加工を行う。
【００２２】
以上の工程を経て、図３Ｂ（６）に示す多層フレキシブルプリント配線板１７９を得る。
【００２３】
次に、スキップビアホール１７１、ステップビアホール１７２をレーザ加工で形成する際に生じる問題について説明する。
【００２４】
スキップビアホール１７１及びステップビアホール１７２を形成する際における被加工層は、レーザ照射面側から順に、可撓性絶縁ベース材１５１、接着材層１５８、ポリイミドフィルム１５７及び接着材層１６７である。
【００２５】
可撓性絶縁ベース材１５１と接着剤層１５８は、分解温度、および炭酸ガスレーザの波長帯である波長１０μｍ前後における吸光度が異なる。即ち、分解温度は、接着剤層１５８よりも可撓性絶縁ベース材１５１の方が高く、一方、炭酸ガスレーザの波長帯における吸光度は、可撓性絶縁ベース材１５１よりも接着剤層１５８の方が高い。
【００２６】
換言すれば、可撓性絶縁ベース材１５１の下に配置された接着剤層１５８は、可撓性絶縁ベース材１５１に比べて分解温度が低く、かつ炭酸ガスレーザの波長帯における吸光度が高い。
【００２７】
このため、可撓性絶縁ベース材１５１を透過したレーザ光により、接着材層１５８が可撓性絶縁ベース材１５１より先にアブレーションを起こす。それにより、図４（ａ）に示すように、接着剤層１５８のアブレーションにより発生したガスが、可撓性絶縁ベース材１５１を変形させ、膨れ部１８０が発生する。その後レーザパルス光をさらに照射すると、図４（ｂ）に示すように、膨れ部１８０が破裂し、捲れ部１８１が発生してしまう。
【００２８】
捲れ部１８１が発生すると、その下の被加工層（可撓性絶縁ベース材１５１、接着材層１５８等）のレーザ加工が阻害されてしまう。このため、スキップビアホール１７１及びステップビアホール１７２内に露出した内層回路パターン１５５，１６４上に樹脂残りが発生しやすくなる。
【００２９】
特にステップビアホールを形成する場合、図４（ｂ）からわかるように、ステップ構造に起因して、捲れ部１８１の一部が外層の銅箔の上に乗り上げやすい。そのような場合には、以降のレーザ加工が大きく阻害されてしまう。
【００３０】
このような樹脂残りは、レーザ加工工程の後に行われるデスミア工程でも除去されない。その結果、ステップビアホール及びスキップビアホール内壁へのめっきの付き回りが悪化し、層間導電路の信頼性が低下する要因となる。
【００３１】
なお、同様のことがポリイミドフィルム１５７と接着剤層１６７についてもいえる。即ち、ポリイミドフィルム１５７を透過したパルス光により、ポリイミドフィルム１５７よりも分解温度が低く、かつ吸光度の高い接着材層１６７が先にアブレーションを起こす。
【００３２】
上述の樹脂残りを除去するためには、レーザパルス光を更に照射する必要がある。しかし、パルス光のショット数を増加させると、生産性が低下するという問題がある。
【００３３】
また、ショット数を増やしすぎると、接着剤層１５８，１６７に熱が蓄積される結果、図３Ｂ（５）からわかるように、スキップビアホール１７１及びステップビアホール１７２の側壁において接着材層１５８，１６７が大きく後退し、側壁の凹凸が大きくなる。その結果、図３Ｂ（６）からわかるように、側壁に形成されるめっき層に不連続部分が発生し、ビアの信頼性を低下させる要因となる。
【００３４】
このように、樹脂残りを除去する必要がある一方、生産性の向上およびビアの信頼性を確保するために、可及的に少ないショット数でビアホールを形成することが求められる。
【００３５】
そこで、加工に必要なショット数を減らすために、レーザパルス光の１ショットあたりのエネルギー密度を大きくすることが考えられる。しかし、内層回路パターン１６４を構成する銅箔１６２が薄い場合（例えば１２μｍ以下）、パルス光が銅箔を貫通してしまい、ショート不良が発生する要因となる。近年、微細な配線パターンを形成するために、銅箔を薄くせざるを得ない場合が多い。
【００３６】
また、ステップビアホール１７２を形成する場合、可撓性絶縁ベース材１５１が除去され内層回路パターン１５５が露出した後も、接着剤層１５８，１６７及びポリイミドフィルム１５７を除去するために、エネルギー密度の大きいパルス光が照射されることになる。そのため、内層回路パターン１５５を構成する銅箔１５３の厚みが比較的薄い場合（例えば１２μｍ以下）、内層回路パターン１５５（銅箔１５３）が変形し、内層回路パターン１５５と接着材層１５８の間に空隙部分が発生する。この空隙部分は、ステップビアホールの側壁に形成されるめっき層に不連続部分を発生させ、ステップビアの信頼性を低下させる要因となる。
【００３７】
また、１ショットあたりのエネルギー密度が大きいパルス光を照射する場合、ショット数を増やす場合と同様に接着剤層１５８，１６７の熱の蓄積が大きくなることにより、接着材層１５８，１６７の後退量が増大し、ビアホールの側壁の凹凸が大きくなってしまう。
【００３８】
ところで、レーザ加工方法には２つの方法、即ち、加工エリア内に設けられた複数のマスク孔に対して、１ショットずつ順番にパルス光を照射するサイクル加工方法と、１つのマスク孔にパルス光を連続して照射するバースト加工方法が知られている。
【００３９】
バースト加工方法の場合、１ショット目のパルス光によって可撓性絶縁ベース材１５１が膨れて捲れてしまう前に、２ショット目のレーザパルスを照射し、可撓性絶縁ベース材１５１を除去することで、樹脂残りの発生を抑制できる可能性がある。しかし、パルス光を連続して同じ部位に照射するため、被照射部位に蓄積される熱が大きくなる。その結果、１ショットあたりのエネルギー密度が大きくする場合や、エネルギー密度の小さいパルス光のショット数を増やす場合と同様に、ビアホール側壁の凹凸の拡大等を招いてしまう。
【００４０】
従来、ビアホール内部に残存した樹脂を除去するため、ビアホールをレーザ加工する途中でパルス光のエネルギー密度を大きくするレーザ加工方法が知られている（特許文献２）。この方法では、被加工層は１層（樹脂層１２）のみであり、前述の可撓性絶縁ベース材の膨れや捲れという現象はそもそも発生しない。また、金属層（銅ランド１１）が薄い場合、エネルギー密度の大きいパルス光によって、ビアホールの底面に露出した銅ランド１１の貫通・変形を引き起こす虞がある。
【００４１】
その他、上記の問題を解決するために、接着材層１５８及び１６７の材料として、エポキシ系・アクリル系の接着剤に比べてレーザ光の吸収が低く、且つ分解温度の高いポリアミド系の接着材を使用することが考えられる。しかし、ポリアミド系の接着材は、一般的に多層フレキシブルプリント配線板に使用されるエポキシ系・アクリル系接着剤に比べて高価である。そのため、製造コストが増大するという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４２】
【特許文献１】特許第２５６２３７３号公報
【特許文献２】特開２００５−２８３６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００４３】
本発明は、ビアホール内の樹脂残り及びビアホール内に露出する内層回路パターンの変形・貫通を起こさずに、可及的に少ないショット数でビアホールを形成する。
【課題を解決するための手段】
【００４４】
本発明の一態様によれば、表面にコンフォーマルマスクが設けられた、加工用レーザの波長域における第１の吸光度、及び第１の分解温度を有する第１の絶縁層と、前記第１の絶縁層の下に設けられた、前記波長域における前記第１の吸光度よりも高い第２の吸光度、及び前記第１の分解温度よりも低い第２の分解温度を有する第２の絶縁層とを含み、内層回路パターンを構成する導電膜の上に形成された被加工層をレーザで除去することにより、底面に前記導電膜が露出したビアホールを形成するレーザ加工方法であって、前記導電膜の変形および貫通を引き起こさず、かつ前記被加工層の前記第１の絶縁層を１ショットで除去可能な第１のエネルギー密度を有するパルス光を１ショット照射し、その後、前記第１のエネルギー密度より小さく、前記導電膜の変形および貫通を引き起こさずに残りの前記被加工層を所定のショット数で除去可能な第２のエネルギー密度を有するパルス光を照射することを特徴とするレーザ加工方法が提供される。
【発明の効果】
【００４５】
これらの特徴により、本発明は次のような効果を奏する。
【００４６】
被加工層の第１の絶縁層は最初のショットで完全に除去されるため、第１の絶縁層に捲れ部は発生しない。よって、捲れ部に起因する樹脂残りの発生を防ぐことができる。また、捲れ部が発生しないことから、ビアホールの形成に必要な総ショット数を可及的に低減できる。
【００４７】
さらに、第１及び第２のエネルギー密度は、内層回路パターンを構成する導電膜の変形および貫通を引き起こさない値であるため、最終的に形成されるビアホール内に露出する内層回路パターンに変形および貫通は発生しない。
【００４８】
さらに、樹脂残りおよびビアホール側壁の凹凸の拡大が抑制される結果、ビアホール内壁へのめっきの付き回りが良好となり、信頼性の高いビアを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１Ａ】本発明の第１の実施形態による多層フレキシブルプリント配線板の製造方法を示す工程断面図である。
【図１Ｂ】図１Ａに続く、本発明の第１の実施形態による多層フレキシブルプリント配線板の製造方法を示す工程断面図である。
【図１Ｃ】図１Ｂに続く、本発明の第１の実施形態による多層フレキシブルプリント配線板の製造方法を示す工程断面図である。
【図１Ｄ】図１Ｃに続く、本発明の第１の実施形態による多層フレキシブルプリント配線板の製造方法を示す工程断面図である。
【図１Ｅ】６層の被加工層を有する多層回路基材の断面図である。
【図２Ａ】本発明の第２の実施形態による多層フレキシブルプリント配線板の製造方法を示す工程断面図である。
【図２Ｂ】図２Ａに続く、本発明の第２の実施形態による多層フレキシブルプリント配線板の製造方法を示す工程断面図である。
【図３Ａ】従来技術による多層フレキシブルプリント配線板の製造方法を示す工程断面図である。
【図３Ｂ】図３Ａに続く、従来技術による多層フレキシブルプリント配線板の製造方法を示す工程断面図である。
【図４】従来技術においてビアホールを形成する際に発生する問題を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
以下、図面を参照しながら、本発明の２つの実施形態に係る多層フレキシブルプリント配線板の製造方法について説明する。被加工層の数は、第１の実施形態では４つであり、第２の実施形態では２つである。
【００５１】
（第１の実施形態）
図１Ａ〜図１Ｄは、第１の実施形態に係る多層フレキシブルプリント配線板の製造方法を示す工程断面図である。
【００５２】
（１）まず、可撓性の両面銅張積層板４を用意する。この両面銅張積層板４は、図１Ａ（１）に示すように、可撓性絶縁ベース材1（例えば２５μｍ厚のポリイミドフィルム）の両面に銅箔２及び銅箔３（各々例えば１２μｍ厚）を有するものである。なお、可撓性絶縁ベース材１は、ポリイミからなるドフィルムに限らず、液晶ポリマーからなるフィルムを用いることもできる。
【００５３】
また、可撓性絶縁ベース材１、銅箔２、銅箔３の厚みは上記の値に限定されるものではなく、用途に応じて適宜選択することができる。例えば、高屈曲性が要求される場合には、可撓性絶縁ベース材１として、膜厚の薄い（例えば１２．５μｍ）ものを選択することが好ましい。微細な配線パターンが要求される場合には、銅箔２，３として、膜厚の薄い（例えば９μｍ）ものを選択することが好ましい。
【００５４】
（２）次に、図１Ａ（２）に示すように、両面銅張積層板４の銅箔２及び銅箔３上に、それぞれレジスト層５Ａ及びレジスト層５Ｂを形成する。
【００５５】
このレジスト層５Ａ及び５Ｂは、それぞれ、フォトファブリケーション手法により、後述のマスク孔６，７，８ａ、及びマスク孔８ｂを有する内層回路パターン９を形成するためのものである。
【００５６】
（３）次に、図１Ａ（３）に示すように、レジスト層５Ａ及び５Ｂを用いて、銅箔２及び銅箔３をエッチングし、その後、レジスト層５Ａ及び５Ｂを剥離する。なお、エッチング工程では、例えば、塩化第二銅又は塩化第二鉄などを含むエッチャントを用いることができる。
【００５７】
これにより、銅箔２にはマスク孔６、マスク孔７（例えばφ１５０μｍ）、及びマスク孔８ａ（例えばφ２００μｍ）が形成され、銅箔３はマスク孔８ｂ（例えばφ１５０μｍ）を含む内層回路パターン９に加工される。マスク孔８ａ及び８ｂは、それぞれステップビアホールの上穴および下穴用のコンフォーマルマスクとして機能する。
【００５８】
なお、レジスト層５Ａ，５Ｂを剥離した後、必要に応じて粗化処理を行ってもよい。これにより、銅箔３と、後述のカバーレイ１３の接着材層１２との間の耐熱密着性を向上させることができる。
【００５９】
ここまでの工程を経て、図１Ａ（３）に示す回路基材１０を得る。
【００６０】
（４）次に、可撓性絶縁フィルム１１（例えば１２μｍ厚のポリイミドフィルム）上に、アクリル系又はエポキシ系等の接着剤からなる接着材層１２（例えば１５μｍ厚）を有するカバーレイ１３を用意する。そして、図１Ａ（４）に示すように、このカバーレイ１３を、回路基材１０の内層側（図中下側）に真空プレス又は真空ラミネーター等を用いて貼り付ける。この際、内層回路パターン９は接着剤層１２により充填される。
【００６１】
ここまでの工程を経て、図１Ａ（４）に示すカバーレイ付き回路基材１４を得る。
【００６２】
なお、図１Ａ（１）〜（４）までの工程をロールトゥロール工法で行うことにより、生産性のさらなる向上を図ることができる。
【００６３】
（５）次に、可撓性ベース材1Ａ（例えば２５μｍ厚のポリイミドフィルム）の両面にそれぞれ銅箔２Ａ及び銅箔３Ａ（各々例えば１２μｍ厚）を有する、可撓性の両面銅張積層板を用意する。そして、この両面銅張積層板を、図１Ａ（１）〜（３）までの工程で説明した方法と同様にして加工し、図１Ｂ（５）に示す回路基材１７を得る。この回路基材１７表面の銅箔２Ａは内層回路パターン１６を構成し、裏面の銅箔はマスク孔１５を有する。この内層回路パターン１６の一部は、レーザ加工によりビアホールを形成する際に受けランドとなる。
【００６４】
（６）次に、図１Ｂ（６）に示すように、回路基材１７の形状に合わせて接着材フィルム（例えば１５〜２０μｍ厚）を型抜きし、それにより得られた接着剤層１８と、回路基材１７との位置合わせを行う。なお、この接着剤層１８を構成する接着材としては、ローフロータイプのプリプレグやボンディングシート等の流れ出しの少ないものが好ましい。
【００６５】
（７）次に、図１Ｃ（７）に示すように、接着材層１８を介し、カバーレイ付き回路基材１４と回路基材１７を真空プレス等で積層接着する。これにより、銅箔２Ａからなる内層回路パターン１６は、接着剤層１８により充填される。
【００６６】
ここまでの工程を経て、図１Ｃ（７）に示す多層回路基材１９を得る。
【００６７】
（８）次に、マスク孔６、７、８ａ、８ｂ及び１５を用いてコンフォーマルレーザ加工を行い、ビアホールを形成する。加工用レーザには、赤外レーザを用いる。例えば、生産性の高い炭酸ガスレーザを用いることが好ましい。
【００６８】
本工程のレーザ加工条件について詳しく説明する前に、可撓性絶縁ベース材１と接着材層１２の分解温度および吸光度について具体的に説明する。
【００６９】
表１は、可撓性絶縁ベース材１と接着材層１２（エポキシ系接着剤）のそれぞれについて、５％重量分解温度と、波数１０００ｃｍ−１（波長１０μｍ）における吸光度の比とを示している。
【００７０】
表１からわかるように、分解温度については、接着材層１２は可撓性絶縁ベース材１に比べて約２００℃低い。一方、吸光度については、接着材層１２は、可撓性絶縁ベース材１に比べて２．５倍大きい。
【００７１】
よって、可撓性絶縁ベース材1が完全に除去される前に接着材層１２がアブレーションを起こし、その結果、可撓性絶縁ベース材1に樹脂残りの原因となる捲れ部が発生する。
【表１】
【００７２】
次に、本実施形態によるレーザ加工方法の詳細について説明する。
【００７３】
まず、比較的高い第１のエネルギー密度を有するパルス光を、各マスク孔６，７，８ａ，１５（コンフォーマルマスク）に１ショットずつ照射する。この第１のエネルギー密度は、マスク孔に露出した可撓性絶縁ベース材１を１ショットで完全に除去し、かつ、内層回路パターン９，１６の変形および貫通を引き起こさないという条件を満たす値が選択される。
【００７４】
図１Ｃ（８）に示すように、第１のエネルギー密度を有するパルス光の照射により、マスク孔７に対応する部分に形成途中のビアホール２０が形成され、マスク孔８ａ及び８ｂに対応する部分に形成途中のビアホール２１が形成される。また、マスク孔６及び１５に対応する部分に単純ビアホール２２Ａ及び２２Ｂが形成される。この単純ビアホール２２Ａ（２２Ｂ）は、被加工層が可撓性絶縁ベース材１（１Ａ）のみであるため、最初のショットにより完全に形成される。
【００７５】
その後、２番目以降のショットとして第２のエネルギー密度を有するパルス光を形成途中のビアホール２０，２１に照射して、コンフォーマルレーザ加工を続行する。この第２のエネルギー密度は、第１のエネルギー密度より小さく、内層回路パターン９及び１６（銅箔３及び２Ａ）の変形および貫通を引き起こさずに所定のショット数で残りの被加工層（接着剤層１２、可撓性絶縁フィルム１１及び接着剤層１８）を除去し、ビアホールの形成を完了させることのできる値が選択される。
【００７６】
ここまでの工程を経て、図１Ｃ（９）に示す多層回路基材２５を得る。
【００７７】
（９）次に、多層回路基材２５に対して、層間接続をとるためのデスミア処理及び導電化処理を行う。
【００７８】
（１０）次に、図１Ｄ（１０）に示すように、多層回路基材２５の表面及び裏面の全面にわたって電解めっき処理を施し、電解めっき層２６Ａ及び２６Ｂ（各々１５〜２０μｍ厚）を形成する。このめっき処理により、層間導通路として機能する単純ビア２７Ａ、２７Ｂ、スキップビア２８及びステップビア２９が一括して形成される。
【００７９】
ここまでの工程を経て、層間導通路を有する多層回路基材３０を得る。
【００８０】
なお、多層フレキシブルプリント配線板に挿入実装する部品（ＩＭＴ部品）等のために、めっきスルーホールが必要な場合には、本工程のめっき処理を行う前に、ＮＣドリル等で所定の部分に貫通孔を形成しておいてもよい。このようにすることで、本工程でめっきスルーホールを形成することができる。
【００８１】
（１１）次に、図１Ｄ（１１）に示すように、フォトファブリケーション手法により、外層の導体層（銅箔２＋電解めっき層２６Ａ，銅箔３Ａ＋電解めっき層２６Ｂ）を所定のパターンに加工する。これにより、多層回路基材３０の表面及び裏面に、外層回路パターン３１Ａ及び３１Ｂをそれぞれ形成する。
【００８２】
この後、図示しないが、必要に応じて、半田付けが不要な部分には保護用のフォトソルダーレジスト層を形成し、ランド部等の表面には半田めっき、ニッケルめっき、金めっき等の表面処理を施す。その後、金型による抜き打ち等により外形加工を行う。
【００８３】
以上の工程を経て、図１Ｄ（１１）に示す本実施形態に係る多層フレキシブルプリント配線板３２を得る。
【００８４】
単純ビア２７Ａは外層回路パターン３１Ａと内層回路パターン９の層間接続を行い、単純ビア２７Ｂは外層回路パターン３１Ｂと内層回路パターン１６の層間接続を行う。スキップビア２８は、内層回路パターン９をとばして、外層回路パターン３１Ａと内層回路パターン１６の層間接続を行う。ステップビア２９は、外層回路パターン３１Ａ、内層回路パターン９及び内層回路パターン１６の層間接続を行う。
【実施例】
【００８５】
次に、加工用レーザのパルス光のエネルギー密度と、ビアホール（ステップビアホール２４）の加工状態との関係を実際に調査した結果について説明する。
【００８６】
本実施例において用いた上記の多層回路基材１９（図１Ｃ（７）参照）の構成は次の通りである。
【００８７】
可撓性絶縁ベース材１ ：２５μｍ厚のポリイミドフィルム
銅箔２，３，２Ａ，３Ａの膜厚 ：１２μｍ
可撓性絶縁フィルム１１ ：１２μｍ厚のポリイミドフィルム
接着剤層１２，１８ ：１５μｍ厚のエポキシ系接着剤
マスク孔８ａの直径 ：２００μｍ
マスク孔８ｂの直径 ：１５０μｍ
【００８８】
レーザ加工機として、三菱電機（株）製のＭＬ６０５ＧＴＸ（炭酸ガスレーザ）を使用した。レーザのパルス幅は１０μｓｅｃ、レーザビーム径はφ３００μｍにそれぞれ固定した。第１のエネルギー密度及び第２のエネルギー密度の値の組み合わせ（ＩＤ：１〜１８）、及び評価結果を表２に示す。なお、表２においてエネルギー密度の値は便宜上、エネルギー値に換算して表記している。パルス光のエネルギー密度の値は、エネルギー値をレーザビームの面積で割ることで求められる。
【表２】
【００８９】
ビアホールの加工は、第１のエネルギー密度を有するパルス光を１ショット照射した後、第２のエネルギー密度を有するパルス光を３〜５ショット照射して行った。表２に示す１８種類（ＩＤ＝１〜１８）のエネルギー密度条件について、第２のエネルギー密度のパルス光のショット数が３ショット、４ショット及び５ショットの３通りをそれぞれ実施した。これは、製品を製造する際の加工条件として４ショットを使用した場合に、±１ショットの加工マージンを有するか否かについても判定するためである。
【００９０】
ビアホールの加工状態は、３つの水準（“○”、“△”、“×”）を用いて評価した。“○”は、第２のエネルギー密度のパルス光のショット数が３、４及び５ショットのいずれにおいても、樹脂残り及び銅箔の変形・貫通が見られず、適切な加工が可能と判断したものを示す。“△”は、少なくともいずれかのショット数の場合において樹脂残りが発生したものを示す。“×”は、少なくともいずれかのショット数の場合において銅箔（内層回路パターン）の変形または貫通が発生したものを示す。
【００９１】
ここで、適切な第１のエネルギー密度及び第２のエネルギー密度の範囲を導出した経緯について説明する。
【００９２】
まず、第１のエネルギーが１０ｍＪ（エネルギー密度：１４１ｍＪ／ｍｍ２）のパルス光を１ショット照射した後の加工状態を調べたところ、可撓性絶縁ベース材１は完全に除去されておらず、可撓性絶縁ベース材1の捲れを確認した。その後、第２のエネルギーが８ｍＪ（エネルギー密度：１１３ｍＪ／ｍｍ２）のパルス光を照射したところ、樹脂残りを確認した（ＩＤ１）。第２のエネルギーとして比較的大きい値を選択したにも拘わらず樹脂残りが発生した理由は、可撓性絶縁ベース材１の捲れによりレーザ加工が阻害されたためと考えられる。
【００９３】
次に、樹脂残りを除去するため、第２のエネルギーとしてさらに値を選択してレーザ加工を行った。即ち、第１のエネルギーが１０ｍＪのパルス光を１ショット照射した後、第２のエネルギーが１０ｍＪのパルス光を照射したところ、銅箔の変形が見られた（ＩＤ２）。
【００９４】
上記の結果から、１０ｍＪ以下の第１のエネルギーは、１ショットで可撓性絶縁ベース材１を除去できず、不適当であると判断した。
【００９５】
次に、第１のエネルギーが１８ｍＪ（エネルギー密度：２５５ｍＪ／ｍｍ２）のパルス光を１ショット照射したところ、銅箔の変形を確認した（ＩＤ１８）。
【００９６】
したがって、第１のエネルギーは、１０ｍＪより大きく、１８ｍＪ未満の値を選択する必要があることが判明した。
【００９７】
そこで、第１のエネルギーとして１２，１４，１６ｍＪ（エネルギー密度：１７０，１９８，２２６ｍＪ／ｍｍ２）を有するパルス光を照射してビアホールの加工状態を調べた。
【００９８】
その結果、可撓性絶縁ベース材1の膨れおよび捲れは見られなかったものの、選択した第２のエネルギーの値によって最終的なビアホールの加工状態に差異が見られた。
【００９９】
まず、第２のエネルギーが２ｍＪ（エネルギー密度：２８ｍＪ／ｍｍ２）のパルス光を照射したところ、いずれの第１のエネルギーの場合についても樹脂残りを確認した（ＩＤ３、８、１３）。
【０１００】
次に、第２のエネルギーが１０ｍＪのパルス光を照射した場合、いずれの第１のエネルギーの場合についても銅箔の変形を確認した（ＩＤ７、１２、１７）。
【０１０１】
そこで、第２のエネルギーとして４，６，８ｍＪ（エネルギー密度：５７，８５，１１３ｍＪ／ｍｍ２）を有するパルス光を照射したところ、樹脂残りおよび銅箔の変形・貫通がなく、適切な加工が可能であることを確認した（ＩＤ４〜６、９〜１１、１４〜１６）。
【０１０２】
以上の結果から、第１のエネルギーとして１２ｍＪ〜１６ｍＪ（エネルギー密度：１７０〜２２６ｍＪ／ｍｍ２）を選択し、第２のエネルギーとして４ｍＪ〜８ｍＪ（エネルギー密度：５７〜１１３ｍＪ／ｍｍ２）を選択することで、４〜６の総ショット数で適切なレーザ加工が可能であることが判明した。
【０１０３】
第１のエネルギーに対する第２のエネルギーの比（エネルギー比）を表２に示している。上記の結果から、第１のエネルギー密度に対する第２のエネルギー密度（エネルギー比）としては、第１のエネルギー密度に応じて１／４〜２／３とすることが適切である。
【０１０４】
ところで、本実施例において、第１のエネルギー密度を有するパルス光が比較的小さい場合には、最初のショットの後、可撓性絶縁ベース材１は完全に除去されるものの、可撓性絶縁フィルム１１には貫通孔が形成されないことがあった。しかし、可撓性絶縁フィルム１１の捲れに起因する樹脂残りは起こらなかった。これは、可撓性絶縁フィルム１１が可撓性絶縁ベース材１に比べてビアホールの内側に位置することによるものと考えられる。即ち、可撓性絶縁フィルム１１直下の接着材層１８が先にアブレーションを起こした場合であっても、可撓性絶縁フィルム１１の周囲にビアホールの側壁が存在するため、可撓性絶縁フィルム１１に捲れ部が発生しにくいことによると考えられる。
【０１０５】
このことから、４層より多い被加工層を除去することで形成されるビアホールの場合についても、第２のエネルギー密度のパルス光のショット数を増加させれば、表２の加工条件を適用することが可能である。
【０１０６】
そのような例として、図１Ｅに、６層の被加工層（加工性の異なる２種類の絶縁層が３対）を有する多層回路基材３６を示す。この多層回路基材３６は、カバーレイ３３を有するカバーレイ付き回路基材３４と、カバーレイ１３を有するカバーレイ付き回路基材１４とを、カバーレイ１３，３３同士が向かい合うように接着剤層３５を介して貼り合わせたものである。
【０１０７】
なお、カバーレイ付き回路基材３４は、前述の回路基材１７に対して、可撓性絶縁フィルム３３ａと接着剤層３３ｂからなる接着剤層カバーレイ３３を貼付けて得られたものである。
【０１０８】
この多層回路基材３６に対しコンフォーマルレーザ加工を行い、ビアホールを形成する場合、カバーレイ３３の可撓性絶縁フィルム３３ａに捲れ部が発生する可能性は低い。よって、第１のエネルギー密度のパルス光の照射によって、可撓性絶縁フィルム１１及び可撓性絶縁フィルム３３ａに貫通孔を形成する必要はなく、表２のエネルギー密度条件を用いることができる。
【０１０９】
以上、第１の実施形態および実施例について説明した。
【０１１０】
上述のように、本実施形態では、加工性の異なる４つの絶縁層を除去してビアホールを形成するために、まず、第１のエネルギー密度を有するパルス光を１ショット照射し、ビアホール（２０，２１）を途中まで形成する。この第１のエネルギー密度は、内層回路パターン９，１６を構成する銅箔３，２Ａを貫通および変形させず、かつマスク孔７，８ａに露出した可撓性絶縁ベース材１を１ショットで完全に除去可能な値が選択される。これにより、可撓性絶縁ベース材１に捲れ部が発生することを防止し、捲れ部に起因する樹脂残りの発生を防止することができる。
【０１１１】
２ショット目以降については、第２のエネルギー密度を有するパルス光を照射し、ビアホール（２０，２１）を完成させる。この第２のエネルギー密度は、第１のエネルギー密度より小さく、かつ内層回路パターン９，１６を構成する銅箔３，２Ａを貫通および変形させずに所定のショット数（例えば４ショット）で残りの被加工層を除去し、ビアホールを完成させることのできる値が選択される。
【０１１２】
本実施形態に係る方法によれば、可撓性絶縁ベース材１の捲れに起因する樹脂残り、及び内層回路パターンを構成する銅箔３，２Ａの変形・貫通を発生させずに、ビアホール（２３，２４）を形成することができる。
【０１１３】
さらに、このようにして形成されたビアホール（２３，２４）の側壁の凹凸の拡大は可及的に抑制される。これは、レーザ加工を阻害する捲れ部の発生がないため、ビアホールの形成に必要な総ショット数を可及的に低減でき、従ってレーザ照射部位における熱の蓄積が小さくなるためである。
【０１１４】
樹脂残り及び側壁の凹凸が抑制される結果、ビアホール内壁へのめっきの付き回りが良好となり、層間接続路として機能するスキップビア２８及びステップビア２９の信頼性を向上させることができる。
【０１１５】
さらに、本実施形態によれば、被加工層は一般的で比較的安価な材料を用いるため、安価に多層フレキシブルプリント配線板を製造することができる。
【０１１６】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る多層フレキシブルプリント配線板の製造方法について説明する。本実施形態と第１の実施形態の相違点の一つは、ビアホールを形成する際の被加工層の数である。第１の実施形態では、被加工層は４層（可撓性絶縁ベース材１、接着剤層１２、可撓性絶縁フィルム１１、接着剤層１８）であるのに対し、本実施形態では被加工層は２層である。
【０１１７】
図２Ａおよび図２Ｂは、第２の実施形態に係る多層フレキシブルプリント配線板の製造方法を示す工程断面図である。
【０１１８】
（１）まず、可撓性絶縁ベース材４１（例えば２５μｍ厚のポリイミドフィルム）の片面に銅箔４２（例えば１２μｍ厚）を有する可撓性の片面銅張積層板を用意する。可撓性絶縁ベース材４１は、ポリイミドフィルムに限らず、液晶ポリマーフィルムを用いることもできる。
【０１１９】
（２）そして、第１の実施形態で説明した方法と同様にして、銅箔４２を所定のパターンに加工し、図２Ａ（１）に示す回路基材４４を得る。この回路基材４４の銅箔４２にはレーザ加工時にコンフォーマルマスクとして機能するマスク孔４３ａ及び４３ｂが形成されている。
【０１２０】
（３）次に、可撓性絶縁ベース材４５（例えば２５μｍ厚のポリイミド）の両面に銅箔４６及び銅箔４７（各々例えば１２μｍ厚）を有する可撓性の両面銅張積層板を用意する。
【０１２１】
そして、第１の実施形態で説明した方法と同様にして、銅箔４６及び４７を所定のパターンに加工し、図２Ａ（２）に示す回路基材５０を得る。この回路基材５０の表面の銅箔４６は内層回路パターン４８に加工される。一方、裏面の銅箔４７には、レーザ加工時にコンフォーマルマスクとして機能するマスク孔４９が形成される。
【０１２２】
（４）次に、接着材層５１を介して回路基材４４と回路基材５０を真空プレス等で積層接着し、図２Ａ（３）に示す多層回路基材５２を得る。これにより、銅箔４６からなる内層回路パターン４８は接着剤層５１により充填される。
【０１２３】
（５）次に、銅箔に形成されたマスク孔４３ａ、４３ｂ及び４９を用いてコンフォーマルレーザ加工を行い、ビアホールを形成する。本工程のレーザ加工には、赤外レーザ用いる。例えば、生産性の高い炭酸ガスレーザを用いることが好ましい。本工程のレーザ加工は次の２つの工程（（５−１）及び（５−２））から構成される。
【０１２４】
（５−１）まず、第１のエネルギー密度を有するパルス光を、各マスク孔４３ａ、４３ｂ及び４９に１ショットずつ照射し、マスク孔に露出した可撓性絶縁ベース材４１，４５を完全に除去する。これにより、図２Ｂ（４）に示すように、マスク孔４３ａ及び４３ｂに対応する形成途中のビアホール５３ａ及び５３ｂと、マスク孔４９に対応する単純ビアホール５４とを形成する。この最初のショットにより、ビアホール５４は完全に形成される。
【０１２５】
第１のエネルギー密度は、マスク孔に露出した可撓性絶縁ベース材４１，４５を１ショットで完全に除去し、かつ、銅箔４６（内層回路パターン４８）を変形および貫通しない条件を満たす値が選択される。
【０１２６】
（５−２）次に、２番目以降のショットとして第２のエネルギー密度を有するパルス光を形成途中のビアホール５３ａ，５３ｂに照射して、コンフォーマルレーザ加工を続ける。この第２のエネルギー密度は、第１のエネルギー密度より小さく、内層回路パターン４８（銅箔４６）の変形および貫通を起こさずに所定のショット数でビアホールの形成を完了させることのできる値が選択される。
【０１２７】
ここまでの工程を経て図２Ｂ（５）に示す多層回路基材５６を得る。これ以降の工程（ビアホール内壁へのめっき層の形成、および外層回路パターンの形成）は、第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。
【０１２８】
上記のレーザ加工により、図２Ｂ（５）に示すように、内部に露出した内層回路パターン４８（銅箔４６）の変形および貫通が無く、かつ内部に樹脂残りの無いビアホール５５ａ及び５５ｂを形成することができる。さらに、第１の実施形態と同様、ビアホール側壁の凹凸を可及的に抑制することができる。
【０１２９】
このように、被加工層が２層（可撓性絶縁ベース材４１と接着剤層５１）の場合でも、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１３０】
上記の記載に基づいて、当業者であれば、本発明の追加の効果や種々の変形を想到できるかもしれないが、本発明の態様は、上述した実施形態に限定されるものではない。特許請求の範囲に規定された内容及びその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更及び部分的削除が可能である。
【符号の説明】
【０１３１】
１，１Ａ，４１，４５，１５１，１６１ 可撓性絶縁ベース材
２，２Ａ，３，３Ａ，４２，４６，４７，１５２，１５３，１６２，１６３ 銅箔
４ 両面銅張積層板
５Ａ，５Ｂ レジスト層
６，７，８ａ，８ｂ，１５，４３ａ，４３ｂ，４９，１５４ａ，１５４ｂ，１５４ｃ，１５４ｄ，１６５ マスク孔
９，１６，４８，１５５，１６４ 内層回路パターン
１０，１７，４４，５０，１５６，１６６ 回路基材
１１，３３ａ 可撓性絶縁フィルム
１２，１８，３３ｂ，３５，５１，１５８，１６７ 接着材層
１３，３３，１５９ カバーレイ
１４，３４，１６０ カバーレイ付き回路基材
１９，２５，３０，３６，５２，５６，１６８，１７３ 多層回路基材
２０，２１，５３ａ，５３ｂ 形成途中のビアホール
２２Ａ，２２Ｂ，５４，５５，１６９，１７０ 単純ビアホール
２３，１６１ スキップビアホール
２４，１７２ ステップビアホール
２６Ａ，２６Ｂ 電解めっき層
２７Ａ，２７Ｂ，１７４，１７５ 単純ビア
２８，１７６ スキップビア
２９，１７７ ステップビア
３１Ａ，３１Ｂ，１７８Ａ，１７８Ｂ 外層回路パターン
３２，１７９ 多層フレキシブルプリント配線板
１５７ ポリイミドフィルム
１８０ 膨れ部
１８１ 捲れ部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面にコンフォーマルマスクが設けられた、加工用レーザの波長域における第１の吸光度、及び第１の分解温度を有する第１の絶縁層と、前記第１の絶縁層の下に設けられた、前記波長域における前記第１の吸光度よりも高い第２の吸光度、及び前記第１の分解温度よりも低い第２の分解温度を有する第２の絶縁層とを含み、内層回路パターンを構成する導電膜の上に形成された被加工層をレーザで除去することにより、底面に前記導電膜が露出したビアホールを形成するレーザ加工方法であって、
前記導電膜の変形および貫通を引き起こさず、かつ前記被加工層の前記第１の絶縁層を１ショットで除去可能な第１のエネルギー密度を有するパルス光を１ショット照射し、
その後、前記第１のエネルギー密度より小さく、前記導電膜の変形および貫通を引き起こさずに残りの前記被加工層を所定のショット数で除去可能な第２のエネルギー密度を有するパルス光を照射する、
ことを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項２】
請求項１に記載のレーザ加工方法であって、
前記被加工層は、前記第２の絶縁層の下に設けられた、前記波長域における第３の吸光度、及び第３の分解温度を有する第３の絶縁層と、前記第３の絶縁層の下に且つ前記導電膜の上に設けられた、前記波長域における前記第３の吸光度よりも高い第４の吸光度、及び前記第３の分解温度よりも低い第４の分解温度を有する第４の絶縁層とを含み、
前記第２のエネルギー密度を有するパルス光の照射により、前記第３の絶縁層及び第４の絶縁層を除去することを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のレーザ加工方法であって、
前記第１の絶縁層の裏面には、ステップビアホールの下穴用のコンフォーマルマスクを有する導電膜が設けられており、
前記第１及び第２のエネルギー密度として、前記下穴用のコンフォーマルマスクを有する導電膜の変形および貫通を引き起こさない値を選択することを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項４】
請求項３に記載のレーザ加工方法であって、
前記第１のエネルギー密度に対する前記第２のエネルギー密度の比は、前記第１のエネルギー密度に応じて１／４〜２／３とすることを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載のレーザ加工方法であって、
前記第１の絶縁層はポリイミド又は液晶ポリマーからなり、前記第２の絶縁層はエポキシ系又はアクリル系の接着剤からなり、
前記加工用レーザとして炭酸ガスレーザを用いることを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載のレーザ加工方法により形成されたビアホールの内壁にめっき処理を施すことで、層間接続を行うビアを形成することを特徴とする多層フレキシブルプリント配線板の製造方法。
【請求項１】
表面にコンフォーマルマスクが設けられた、加工用レーザの波長域における第１の吸光度、及び第１の分解温度を有する第１の絶縁層と、前記第１の絶縁層の下に設けられた、前記波長域における前記第１の吸光度よりも高い第２の吸光度、及び前記第１の分解温度よりも低い第２の分解温度を有する第２の絶縁層とを含み、内層回路パターンを構成する導電膜の上に形成された被加工層をレーザで除去することにより、底面に前記導電膜が露出したビアホールを形成するレーザ加工方法であって、
前記導電膜の変形および貫通を引き起こさず、かつ前記被加工層の前記第１の絶縁層を１ショットで除去可能な第１のエネルギー密度を有するパルス光を１ショット照射し、
その後、前記第１のエネルギー密度より小さく、前記導電膜の変形および貫通を引き起こさずに残りの前記被加工層を所定のショット数で除去可能な第２のエネルギー密度を有するパルス光を照射する、
ことを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項２】
請求項１に記載のレーザ加工方法であって、
前記被加工層は、前記第２の絶縁層の下に設けられた、前記波長域における第３の吸光度、及び第３の分解温度を有する第３の絶縁層と、前記第３の絶縁層の下に且つ前記導電膜の上に設けられた、前記波長域における前記第３の吸光度よりも高い第４の吸光度、及び前記第３の分解温度よりも低い第４の分解温度を有する第４の絶縁層とを含み、
前記第２のエネルギー密度を有するパルス光の照射により、前記第３の絶縁層及び第４の絶縁層を除去することを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のレーザ加工方法であって、
前記第１の絶縁層の裏面には、ステップビアホールの下穴用のコンフォーマルマスクを有する導電膜が設けられており、
前記第１及び第２のエネルギー密度として、前記下穴用のコンフォーマルマスクを有する導電膜の変形および貫通を引き起こさない値を選択することを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項４】
請求項３に記載のレーザ加工方法であって、
前記第１のエネルギー密度に対する前記第２のエネルギー密度の比は、前記第１のエネルギー密度に応じて１／４〜２／３とすることを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載のレーザ加工方法であって、
前記第１の絶縁層はポリイミド又は液晶ポリマーからなり、前記第２の絶縁層はエポキシ系又はアクリル系の接着剤からなり、
前記加工用レーザとして炭酸ガスレーザを用いることを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載のレーザ加工方法により形成されたビアホールの内壁にめっき処理を施すことで、層間接続を行うビアを形成することを特徴とする多層フレキシブルプリント配線板の製造方法。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図１Ｄ】
【図１Ｅ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図１Ｄ】
【図１Ｅ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−２５５４０７（Ｐ２０１１−２５５４０７Ａ）
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３２９２２（Ｐ２０１０−１３２９２２）
【出願日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【出願人】（０００２３０２４９）日本メクトロン株式会社 (216)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【出願人】（０００２３０２４９）日本メクトロン株式会社 (216)
【Ｆターム（参考）】
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