特許 7152729 レーザー加工品の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-10-04

(45)【発行日】2022-10-13

(54)【発明の名称】レーザー加工品の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/402 20140101AFI20221005BHJP

   B23K 26/382 20140101ALI20221005BHJP

   B23K 26/18 20060101ALI20221005BHJP

【ＦＩ】

B23K26/402

B23K26/382

B23K26/18

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2021131505

(22)【出願日】2021-08-12

(62)【分割の表示】P 2017088653の分割

【原出願日】2017-04-27

(65)【公開番号】P2021175583

(43)【公開日】2021-11-04

【審査請求日】2021-09-09

(73)【特許権者】

【識別番号】000226057

【氏名又は名称】日亜化学工業株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】504221107

【氏名又は名称】株式会社レーザーシステム

(74)【代理人】

【識別番号】110002952

【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】勝又 雅昭

(72)【発明者】

【氏名】酒本 正和

(72)【発明者】

【氏名】スイット コック ケン

(72)【発明者】

【氏名】林田 雅行

【審査官】柏原 郁昭

(56)【参考文献】

【文献】再公表特許第２００２／０９２２７６（ＪＰ，Ａ１）

【文献】特開２００５－１８６１１０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｋ ２６／４０２

Ｂ２３Ｋ ２６／３８２

Ｂ２３Ｋ ２６／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光透過樹脂フィルム、第１金属層、基材、第２金属層および光吸収樹脂フィルムをこの順番で積層した積層体を準備する工程と、
前記光吸収樹脂フィルム側から前記積層体にレーザー光を照射して前記積層体を加工する工程と、を有し、
前記基材は、線膨張係数が８×１０^－６／℃以下のガラスクロスを複数層含み、かつ樹脂の割合が４０～７０質量％である、厚みが２００μｍ以上の樹脂複合材料であり、
前記光透過樹脂フィルムの前記レーザー光の発振波長の光の透過率は、７５％以上であり、
前記光吸収樹脂フィルムの前記レーザー光の発振波長の光の吸収率は、３０％以上であり、
前記レーザー光は、出力が１０～２００Ｗかつ繰り返し周波数が１０００～５０００ｋＨｚのパルスレーザー光であり、前記積層体を加工する工程では１０００～５０００ｍｍ／ｓの速度で走査され、
前記積層体を加工する工程で形成された前記積層体の加工面における前記ガラスクロスの面積比率は、当該加工面の前記ガラスクロスの溶融変形部を研磨して除去した後の加工面における前記ガラスクロスの面積比率に対して１２０～１８０％の範囲内である、
レーザー加工品の製造方法。

【請求項2】

第１金属層、基材および第２金属層をこの順番で積層した積層体を準備する工程と、
前記積層体にレーザー光を照射して前記積層体を加工する工程と、を有し、
前記基材は、線膨張係数が８×１０^－６／℃以下で厚みが３０～９５μｍのガラスクロスと、厚みが５～５０μｍの樹脂層とが交互に積層されている、厚みが２００μｍ以上の樹脂複合材料であり、
前記レーザー光は、出力が１０～２００Ｗかつ繰り返し周波数が１０００～５０００ｋＨｚのパルスレーザー光であり、前記積層体を加工する工程では１０００～５０００ｍｍ／ｓの速度で走査され、
前記積層体を加工する工程で形成された前記積層体の加工面における前記ガラスクロスの面積比率は、当該加工面の前記ガラスクロスの溶融変形部を研磨して除去した後の加工面における前記ガラスクロスの面積比率に対して１２０～１８０％の範囲内である、
レーザー加工品の製造方法。

【請求項3】

前記基材は、前記ガラスクロスを３層以上有し、
前記基材の厚みは、５００μｍ以下である、
請求項１または請求項２に記載のレーザー加工品の製造方法。

【請求項4】

前記積層体を加工する工程では、前記積層体にその長軸が互いに平行な複数の長穴を形成する、請求項１～３のいずれか一項に記載のレーザー加工品の製造方法。

【請求項5】

前記長穴の内側面にめっきを施す工程をさらに有する、請求項４に記載のレーザー加工品の製造方法。

【請求項6】

前記積層体を加工する工程における前記レーザー光による加工幅は、１０～３０μｍである、請求項１～５のいずれか一項に記載のレーザー加工品の製造方法。

【請求項7】

前記第１金属層は、厚みが１～１５μｍの銅合金または銅の層である、請求項１～６のいずれか一項に記載のレーザー加工品の製造方法。

【請求項8】

前記第２金属層は、厚みが１～１５μｍの銅合金または銅の層である、請求項１～７のいずれか一項に記載のレーザー加工品の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レーザー加工品の製造方法、および前記レーザー加工品の製造方法により製造された積層体に関する。

【背景技術】

【0002】

ガラスエポキシ基板などのガラスクロスを含む樹脂基板は、様々な目的のために切断や貫通孔の形成などの加工がなされる。このような基板の加工は、従来はブレードやドリル、ルーターなどの機械加工により行われていたが、近年はレーザー加工により行われることもある。たとえば、特許文献１には、レーザー光の吸収領域における光透過率が５０％未満である保護シートをレーザー光が入射する面に貼り付けた上で、ガラスエポキシ基板などの被加工物をレーザー加工することが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００５－１８６１１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来のレーザー加工方法では、レーザー光の出力を高めた場合に加工品質が低下してしまうことがあった。

【0005】

そこで、本発明は、加工品質が高いレーザー加工品の製造方法、および加工品質が高いレーザー加工品を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一実施の形態に係るレーザー加工品の製造方法は、光透過樹脂フィルム、第１金属層、基材、第２金属層および光吸収樹脂フィルムをこの順番で積層した積層体を準備する工程と、前記光吸収樹脂フィルム側から前記積層体にレーザー光を照射して前記積層体を加工する工程と、を有し、前記基材は、線膨張係数が８×１０^－６／℃以下のガラスクロスを複数層含み、かつ樹脂の割合が４０～７０質量％である、厚みが２００μｍ以上の樹脂複合材料であり、前記光透過樹脂フィルムの前記レーザー光の発振波長の光の透過率は、７５％以上であり、前記光吸収樹脂フィルムの前記レーザー光の発振波長の光の吸収率は、３０％以上であり、前記レーザー光は、出力が１０～２００Ｗかつ繰り返し周波数が１０００～５０００ｋＨｚのパルスレーザー光であり、前記積層体を加工する工程では１０００～５０００ｍｍ／ｓの速度で走査され、前記積層体を加工する工程で形成された前記積層体の加工面における前記ガラスクロスの面積比率は、当該加工面の前記ガラスクロスの溶融変形部を研磨して除去した後の加工面における前記ガラスクロスの面積比率に対して１２０～１８０％の範囲内である。

【0007】

また、本発明の一実施の形態に係るレーザー加工品の製造方法は、第１金属層、基材および第２金属層をこの順番で積層した積層体を準備する工程と、前記積層体にレーザー光を照射して前記積層体を加工する工程と、を有し、前記基材は、線膨張係数が８×１０^－６／℃以下で厚みが３０～９５μｍのガラスクロスと、厚みが５～５０μｍの樹脂層とが交互に積層されている、厚みが２００μｍ以上の樹脂複合材料であり、前記レーザー光は、出力が１０～２００Ｗかつ繰り返し周波数が１０００～５０００ｋＨｚのパルスレーザー光であり、前記積層体を加工する工程では１０００～５０００ｍｍ／ｓの速度で走査され、前記積層体を加工する工程で形成された前記積層体の加工面における前記ガラスクロスの面積比率は、当該加工面の前記ガラスクロスの溶融変形部を研磨して除去した後の加工面における前記ガラスクロスの面積比率に対して１２０～１８０％の範囲内である。

【発明の効果】

【0008】

これにより、加工品質が高いレーザー加工品の製造方法、および加工品質が高いレーザー加工品を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施の形態に係る基材の構成を示す模式的な断面図である。

【図2A】本発明の一実施の形態に係る積層体の構成を示す模式的な断面図である。

【図2B】本発明の他の実施の形態に係る積層体の構成を示す模式的な断面図である。

【図3A】図２Ｂに示される積層体に長穴を形成する工程の一例を説明するための模式図である。

【図3B】図２Ｂに示される積層体に長穴を形成する工程の一例を説明するための模式図である。

【図3C】図２Ｂに示される積層体に長穴を形成する工程の一例を説明するための模式図である。

【図4A】適切な条件で加工した場合の基材の加工面を示す模式的な図である。

【図4B】不適切な条件で加工した場合の基材の加工面を示す模式的な図である。

【図4C】ガラスクロスの溶融変形部を研磨して除去した後の基材の加工面を示す模式的な図である。

【図5A】レーザー加工後の加工面の第１の領域の写真である。

【図5B】レーザー加工後の加工面の第２の領域の写真である。

【図5C】レーザー加工後の加工面の第３の領域の写真である。

【図5D】レーザー加工後の加工面の第４の領域の写真である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施の形態について、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。

【0011】

１．基材および積層体
図１は、本発明の一実施の形態に係る基材１００の構成を示す模式的な断面図である。図１に示されるように、基材１００は、ベースとなる樹脂１１０と、複数層のガラスクロス１２０を有する樹脂複合材料である。本実施の形態では、ガラスクロス１２０の間に樹脂層１１２が存在する。すなわち、ガラスクロス１２０と樹脂層１１２とが交互に積層されている。

【0012】

樹脂１１０の種類は、特に限定されない。樹脂１１０の例には、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、エポキシ変性シリコーン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、液晶ポリマー樹脂およびこれらの組み合わせが含まれる。樹脂層１１２の厚みは、特に限定されないが、例えば５～５０μｍの範囲内であり、好ましくは１５～４５μｍである。

【0013】

基材１００の線膨張係数を小さくする観点から、基材１００内には、線膨張係数が８×１０^－６／℃以下のガラスクロス１２０が配置されている。また、基材１００のレーザー加工性を低下させないために、基材１００内には、１層の厚いガラスクロスを配置するのではなく、薄いガラスクロス１２０を複数層配置している。このようにすることで、基材１００の線膨張係数を小さくするという目的を実現しつつも、レーザー加工性の低下に繋がるガラスの量を抑制することができる。ガラスクロス１２０の数は、複数であれば特に限定されず、ガラスクロス１２０の厚みや目的とする基材１００の線膨張係数に応じて適宜設定される。レーザー加工性の観点からは、ガラスクロス１２０の数は、３層以上であることが好ましい。図１に示される例では、基材１００は、３層のガラスクロス１２０を有している。また、ガラスクロス１２０の厚みは、レーザー加工性を低減させない観点からはある程度薄いことが好ましく、例えば３０～９５μｍであり、好ましくは３０～６０μｍである。

【0014】

基材１００の厚みは、樹脂層１１２およびガラスクロス１２０のそれぞれの厚みおよび数により決まるが、本実施の形態では２００μｍ以上である。基材１００の厚みの上限は、特に限定されないが、例えば５００μｍである。また、基材１００における樹脂１１０の割合は、４０～７０質量％である。基材１００におけるガラスクロス１２０の割合が大きすぎると、基材１００のレーザー加工性が低下してしまうおそれがある。一方、基材１００におけるガラスクロス１２０の割合が小さすぎると、基材１００の線膨張係数を十分に小さくすることができないおそれがある。

【0015】

この基材１００は、その両面に他の層を積層された積層体の状態でレーザー加工される。図２Ａおよび図２Ｂは、本発明の実施の形態に係る積層体の構成を示す模式的な断面図である。図２Ａに示される積層体２００Ａでは、第１金属層２２０、基材１００および第２金属層２３０がこの順番で積層されている。図２Ｂに示される積層体２００Ｂでは、光透過樹脂フィルム２１０、第１金属層２２０、基材１００、第２金属層２３０および光吸収樹脂フィルム２４０がこの順番で積層されている。図２Ａに示される第１金属層２２０、基材１００および第２金属層２３０は、金属張積層板とも言われる。図２Ａに示されるように、光透過樹脂フィルム２１０および光吸収樹脂フィルム２４０は積層されていなくてもよいが、加工品質を向上させる観点からは、図２Ｂに示されるように、光透過樹脂フィルム２１０および光吸収樹脂フィルム２４０も積層されていることが好ましい。

【0016】

光透過樹脂フィルム２１０は、レーザー加工している間、基材１００（ならびに第１金属層２２０および第２金属層２３０）を保持する。たとえば、基材１００の一部をレーザー加工によりくり抜いた場合、くり抜かれた部分（基材１００として残る部分）だけでなく、くり抜いた部分（貫通孔となる部分）も光透過樹脂フィルム２１０により保持される。これにより、レーザー加工している間に、基材１００の一部が脱落したり、移動したりすることを抑制することができる。光透過樹脂フィルム２１０は、通常レーザー加工後に剥離される。上記の目的を達成する観点から、光透過樹脂フィルム２１０は、レーザー加工している間に、基材１００と一緒に加工されないことが好ましい。したがって、レーザー加工時に照射されるレーザー光の発振波長の光についての光透過樹脂フィルム２１０の透過率は、７５％以上であることが好ましく、８０％以上であることがより好ましい。

【0017】

光透過樹脂フィルム２１０を構成する樹脂の種類は、特に限定されず、公知の樹脂フィルムを構成する樹脂から適宜選択されうる。光透過樹脂フィルム２１０を構成する樹脂の例には、ポリエチレンやポリプロピレン、エチレン－プロピレン共重合体などのオレフィン系樹脂；エチレン－酢酸ビニル共重合体やアイオノマー樹脂、エチレン－（メタ）アクリル酸共重合体、エチレン－（メタ）アクリル酸エステル（ランダム、交互）共重合体などのエチレンをモノマー成分とする共重合体；ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル；アクリル系樹脂；ポリ塩化ビニル；ポリウレタン；ポリカーボネート；ポリフェニレンスルフィド；ポリアミド（ナイロン）や全芳香族ポリアミド（アラミド）などのアミド系樹脂；ポリエーテルエーテルケトン；ポリイミド；ポリエーテルイミド；ポリ塩化ビニリデン；アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン共重合体；セルロース系樹脂；シリコーン樹脂；フッ素樹脂などが含まれる。樹脂フィルムは、無延伸のフィルムであってもよいし、一軸または二軸の延伸を施したフィルムであってもよい。また、光透過樹脂フィルム２１０は、上記樹脂フィルムの積層体であってもよい。光透過樹脂フィルム２１０は、さらに各種添加剤などが配合されていてもよい。

【0018】

光透過樹脂フィルム２１０の厚みは、特に限定されず、必要とされる強度や柔軟性などに応じて適宜選択されうる。光透過樹脂フィルム２１０の厚みは、例えば１～１０００μｍであり、好ましくは１０～５００μｍであり、さらに好ましくは２０～３００μｍである。

【0019】

光透過樹脂フィルム２１０は、通常粘着剤を介して第１金属層２２０に接着される。粘着剤の種類は、特に限定されず、公知の粘着剤から適宜選択されうる。粘着剤の例には、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、ビニルアルキルエーテル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、ポリアミド系粘着剤、ウレタン系粘着剤、フッ素系粘着剤、スチレン－ジエンブロック共重合体系粘着剤などが含まれる。また、粘着剤は、放射線硬化型粘着剤やエネルギー線硬化型粘着剤、熱膨張性粘着剤などであってもよい。さらに、粘着剤は、単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。

【0020】

このような光透過樹脂フィルム２１０として、公知のダイシングテープを使用することも可能である。

【0021】

第１金属層２２０および第２金属層２３０は、いずれも金属または合金からなる層である。たとえば、第１金属層２２０、基材１００および第２金属層２３０（積層体２００Ａ）を、プリント配線板を製造するための金属張積層板として用いる場合、これらの金属層は、電気配線となりうる。

【0022】

第１金属層２２０および第２金属層２３０を構成する金属または合金の種類は、特に限定されない。第１金属層２２０および第２金属層２３０を構成する金属または合金の例には、銅、銀、金、アルミニウム、これらの金属を主成分とする合金が含まれる。導電性、エッチングによる加工性および価格の観点からは、第１金属層２２０および第２金属層２３０を構成する金属または合金は、銅を主成分とする銅合金、または銅であることが好ましい。第１金属層２２０の組成および第２金属層２３０の組成は、同一であってもよいし、互いに異なっていてもよい。また、第１金属層２２０および第２金属層２３０は、それぞれ１層で構成されていてもよいし、２層以上で構成されていてもよい。第１金属層２２０および第２金属層２３０のそれぞれの厚みは、特に限定されないが、例えば１～１５μｍである。第１金属層２２０の厚みおよび第２金属層２３０の厚みは、同一であってもよいし、互いに異なっていてもよい。第１金属層２２０および第２金属層２３０の形成方法は、特に限定されない。たとえば、ガラスクロス１２０にワニスを含浸させることで得られたプリプレグを複数枚積層し、得られた積層体の両面にそれぞれ１枚ずつ金属箔を配置して、加熱および加圧することで、第１金属層２２０、基材１００および第２金属層２３０からなる積層体２００Ａを製造することができる。

【0023】

また、第１金属層２２０と基材１００との間、および／または第２金属層２３０と基材１００との間に、接着力向上やマイグレーション防止などを目的とする他の金属層が配置されていてもよい。このような金属層の例としては、厚み数百ｎｍ程度のニッケル層、クロム層、ニッケルクロム合金層などが含まれる。

【0024】

光吸収樹脂フィルム２４０は、レーザー加工している間、第２金属層２３０の表面を保護する。たとえば、基材１００（ならびに第１金属層２２０および第２金属層２３０）をレーザー加工した場合、第２金属層２３０のレーザー光を照射される側の面にデブリやドロスなどが付着するが、光吸収樹脂フィルム２４０は、このデブリやドロスなどが第２金属層２３０に付着するのを防止する。光吸収樹脂フィルム２４０は、通常レーザー加工後に剥離される。

【0025】

光吸収樹脂フィルム２４０は、レーザー加工している間に、基材１００（ならびに第１金属層２２０および第２金属層２３０）と一緒に加工されることが好ましい。前述のとおり、積層体２００Ｂでは、光透過樹脂フィルム２１０は、レーザー加工中に実質的に加工されない。このため、光吸収樹脂フィルム２４０も実質的に加工されない場合、レーザー加工中に生じた基材１００（ならびに第１金属層２２０および第２金属層２３０）の分解物は、積層体２００Ｂの外部に移動することができず、基材１００（ならびに第１金属層２２０および第２金属層２３０）の加工面に付着してしまう。このような分解物の加工面への付着は、加工品質の低下に繋がることとなる。光吸収樹脂フィルム２４０がレーザー加工により加工されることで、分解物は、光吸収樹脂フィルム２４０の加工部から積層体２００Ｂの外部に飛散されるため、分解物の加工面への付着が抑制される。このように飛散した分解物の一部は、光吸収樹脂フィルム２４０に付着するが、光吸収樹脂フィルム２４０で保護されている第２金属層２３０には付着しない。上記目的を達成する観点からは、レーザー加工時に照射されるレーザー光の発振波長の光についての光吸収樹脂フィルム２４０の吸収率は、３０％以上であることが好ましく、５０％以上であることがより好ましい。

【0026】

光吸収樹脂フィルム２４０を構成する樹脂の種類は、特に限定されず、公知の樹脂フィルムを構成する樹脂から適宜選択されうる。光吸収樹脂フィルム２４０を構成する樹脂の例には、ポリエチレンやポリプロピレン、エチレン－プロピレン共重合体などのオレフィン系樹脂；エチレン－酢酸ビニル共重合体やアイオノマー樹脂、エチレン－（メタ）アクリル酸共重合体、エチレン－（メタ）アクリル酸エステル（ランダム、交互）共重合体などのエチレンをモノマー成分とする共重合体；ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル；アクリル系樹脂；ポリ塩化ビニル；ポリウレタン；ポリカーボネート；ポリフェニレンスルフィド；ポリアミド（ナイロン）や全芳香族ポリアミド（アラミド）などのアミド系樹脂；ポリエーテルエーテルケトン；ポリイミド；ポリエーテルイミド；ポリ塩化ビニリデン；アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン共重合体；セルロース系樹脂；シリコーン樹脂；フッ素樹脂などが含まれる。これらの中でも、ポリイミドやポリエチレンナフタレート、ポリカーボネートなどの芳香族系の樹脂が好ましい。樹脂フィルムは、無延伸のフィルムであってもよいし、一軸または二軸の延伸を施したフィルムであってもよい。また、光吸収樹脂フィルム２４０は、上記樹脂フィルムの積層体であってもよい。光吸収樹脂フィルム２４０は、光の吸収率を増大させるためなどの目的で、さらに各種添加剤などが配合されていてもよい。光の吸収率を増大させるための添加剤の例には、顔料、染料、色素、金属微粒子、無機微粒子などが含まれる。

【0027】

光吸収樹脂フィルム２４０の厚みは、特に限定されず、必要とされる強度や柔軟性などに応じて適宜選択されうる。光吸収樹脂フィルム２４０の厚みは、例えば１～５００μｍであり、好ましくは２～３００μｍであり、さらに好ましくは５～２５０μｍである。

【0028】

光吸収樹脂フィルム２４０は、通常粘着剤を介して第２金属層２３０に接着される。粘着剤の種類は、特に限定されず、公知の粘着剤から適宜選択されうる。粘着剤の例には、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、ビニルアルキルエーテル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、ポリアミド系粘着剤、ウレタン系粘着剤、フッ素系粘着剤、スチレン－ジエンブロック共重合体系粘着剤などが含まれる。また、粘着剤は、放射線硬化型粘着剤やエネルギー線硬化型粘着剤、熱膨張性粘着剤などであってもよい。さらに、粘着剤は、単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。

【0029】

このような光吸収樹脂フィルム２４０として、公知の表面保護テープを使用することも可能である。

【0030】

２．レーザー加工品の製造方法
本実施の形態に係るレーザー加工品の製造方法は、上記積層体２００Ａまたは積層体２００Ｂを準備する第１工程と、上記積層体２００Ａまたは積層体２００Ｂにレーザー光を照射して上記積層体２００Ａまたは積層体２００Ｂを加工する第２工程を含む。また、本実施の形態に係るレーザー加工品の製造方法は、任意工程として、さらに第２工程で形成された加工面にめっきを施す第３工程を含んでいてもよい。以下、各工程について説明する。

【0031】

（第１工程）
第１工程では、加工対象物として、上記積層体２００Ａまたは積層体２００Ｂを準備する。積層体２００Ａおよび積層体２００Ｂは、購入して準備してもよいし、自ら製造してもよい。

【0032】

前述のとおり、例えば、ガラスクロス１２０にワニスを含浸させることで得られたプリプレグを複数枚積層し、得られた積層体の両面にそれぞれ１枚ずつ金属箔を配置して、加熱および加圧することで、第１金属層２２０、基材１００および第２金属層２３０を有する積層体２００Ａ（図２Ａ参照）を製造することができる。この積層体２００Ａの第１金属層２２０に粘着剤を介して光透過樹脂フィルム２１０を貼付し、積層体２００Ａの第２金属層２３０に粘着剤を介して光吸収樹脂フィルム２４０を貼付することで、光透過樹脂フィルム２１０、第１金属層２２０、基材１００、第２金属層２３０および光吸収樹脂フィルム２４０を有する積層体２００Ｂ（図２Ｂ参照）を製造することができる。

【0033】

（第２工程）
第２工程では、第１工程で準備した積層体２００Ａまたは積層体２００Ｂにレーザー光を照射して積層体２００Ａまたは積層体２００Ｂを加工する。具体的には、積層体２００Ａを加工する場合は、第２金属層２３０側から積層体２００Ａにレーザー光を照射して積層体２００Ａを加工する。これにより、第１金属層２２０、基材１００および第２金属層２３０が加工され、加工面（新たな側面）が形成される。また、積層体２００Ｂを加工する場合は、光吸収樹脂フィルム２４０側から積層体２００Ｂにレーザー光を照射して積層体２００Ｂを加工する。これにより、第１金属層２２０、基材１００、第２金属層２３０および光吸収樹脂フィルム２４０が加工され、加工面（新たな側面）が形成される。

【0034】

第２工程における加工態様は、特に限定されない。たとえば、レーザー光を直線または曲線に沿って走査することで、積層体２００Ａまたは積層体２００Ｂを切断してもよい。この場合、加工面は、新たに形成された切断面である。また、特定の領域を取り囲むようにレーザー光を走査することで積層体２００Ａまたは積層体２００Ｂの特定の領域をくり抜いて、任意の大きさおよび形状の貫通孔を形成してもよい。この場合、加工面は、新たに形成された貫通孔の内側面である。いずれの場合であっても、加工面には、少なくとも第１金属層２２０の断面、基材１００の断面および第２金属層２３０の断面が含まれる。また、基材１００の断面には、複数の樹脂層１１２の断面および複数のガラスクロス１２０の断面が含まれる。この後説明するように、加工面ではガラスクロス１２０がレーザー加工時の熱で溶融変形している。

【0035】

図３Ａ～Ｃは、積層体２００Ｂに、貫通孔として長穴を形成する工程の一例を説明するための模式図である。

【0036】

図３Ａに示されるように、光吸収樹脂フィルム２４０側から積層体２００Ｂにレーザー光３００を照射しながら、レーザー光３００の集光点と積層体２００Ｂとの相対的な位置を変える。このとき、レーザー光３００の集光点は、基材１００の内部に位置し、かつ形成しようとする長穴の外縁予定ラインに沿って複数周に亘り走査される。このようにレーザー光３００を複数周走査することで、図３Ｂに示されるように、光吸収樹脂フィルム２４０の表面から第１金属層２２０の光透過樹脂フィルム２１０側の面に達する溝３１０が形成され、長穴３２０が形成される。レーザー光３００による加工幅、つまり溝３１０の幅は、例えば１０～３０μｍである。前述のとおり、光吸収樹脂フィルム２４０は、レーザー光３００により加工されるが、光透過樹脂フィルム２１０は、レーザー光３００により実質的に加工されない。このため、溝３１０は、光透過樹脂フィルム２１０を貫通せず、溝３１０に取り囲まれた部分は、周囲と同様に光透過樹脂フィルム２１０により保持される。したがって、図３Ｂに示されるように、溝３１０に取り囲まれた部分は、長穴３２０の中に残っている。

【0037】

この後、図３Ｃに示されるように、光透過樹脂フィルム２１０を第１金属層２２０から剥離することで、長穴３２０内に取り残された部分を除去することができる。また、デブリやドロスなどが付着した光吸収樹脂フィルム２４０を第２金属層２３０から剥離することで、清浄な第２金属層２３０を露出させることができる。

【0038】

図３Ａ～Ｃの例では、長穴を１つ形成したが、貫通孔の形状および数は特に限定されない。たとえば、１つの積層体２００Ａまたは積層体２００Ｂに、その長軸が互いに平行になるように複数の長穴を形成してもよい。なお、本明細書において「長穴」とは、開口部において、第１の方向の長さと、前記第１の方向に直交する方向の長さとが異なる貫通孔をいう。たとえば、長穴は、開口部の長手方向の長さが短手方向の長さの２倍以上の貫通孔であり、好ましくは開口部の長手方向の長さが短手方向の長さの３倍以上の貫通孔である。もちろん、貫通孔の開口部の形状は、円形や矩形などであってもよいし、より複雑な形状であってもよい。

【0039】

上記のように積層体２００Ａ，２００Ｂに対して適切にレーザー加工を行えば、貫通孔（例えば長穴）の一方の開口部の長手方向の大きさと他方の開口部の長手方向の大きさとの差を２０μｍ以下とし、貫通孔（例えば長穴）の一方の開口部の短手方向の大きさと他方の開口部の短手方向の大きさとの差も２０μｍ以下とすることができる。すなわち、積層体２００Ａ，２００Ｂの面方向に対して加工面が略垂直となるように貫通孔を形成することができる。

【0040】

また、レーザー光３００の集光点の位置も図３Ａに示す位置に限定されない。たとえば、レーザー光３００の集光点は、長穴３２０の外縁予定ライン上を走査されてもよいし、外縁予定ラインの内側を外縁予定ラインと略平行に走査されてもよい。また、積層体２００Ａ，２００Ｂの厚み方向についてのレーザー光３００の集光点の位置（深さ）は、加工の進行度に関係なく一定であってもよいし、加工の進行度に応じて変化してもよい。

【0041】

レーザー光３００の種類は、特に限定されない。レーザー光３００の例には、連続発振（ＣＷ）レーザー光、連続発振レーザー光を変調したレーザー光（ＣＷＭレーザー光）、パルスレーザー光などが含まれる。加工品質の観点からは、レーザー光３００はパルスレーザー光であることが好ましい。また、レーザー光３００の波長は、積層体２００Ａ，２００Ｂに適切に溝３１０を形成することができれば特に限定されない。基材１００の加工部における好ましくない熱的損傷の発生を抑制する観点からは、レーザー光３００の波長は、２５０～２０００ｎｍの範囲内であることが好ましく、２５０～１５００ｎｍの範囲内であることがより好ましい。また、レーザー光３００がパルスレーザー光である場合、レーザー光３００のパルス幅は、積層体２００Ａ，２００Ｂに適切に溝３１０を形成することができれば特に限定されない。加工品質を向上させる観点からは、レーザー光３００のパルス幅は、１０ピコ秒～１００ナノ秒の範囲内であることが好ましい。たとえば、レーザー光３００は、発振波長３５５ｎｍまたは１０６４ｎｍのピコ秒パルスレーザー光である。

【0042】

レーザー光３００がパルスレーザー光である場合、パルスレーザー光の出力および繰り返し周波数は、積層体２００Ａ，２００Ｂに適切に溝３１０を形成することができれば特に限定されない。加工速度を高速化する観点からは、パルスレーザー光の出力は、１０～５０Ｗであることが好ましいが、１０～２００Ｗとすることもできる。また、加工品質を向上させる観点からは、パルスレーザー光の繰り返し周波数は、１０００～５０００ｋＨｚであることが好ましい。

【0043】

レーザー光３００の走査速度は、特に限定されないが、加工速度および加工品質を両立する観点からは、レーザー光３００の走査速度は、１０００～５０００ｍｍ／ｓであることが好ましい。また、１つの加工部あたりのレーザー光３００の走査回数は、所望の深さの溝３１０を形成することができれば特に限定されず、積層体２００Ａ，２００Ｂを構成する材料やレーザー光３００の出力などに応じて適宜設定されうる。

【0044】

図３Ａ～Ｃに示される例では、溝３１０の内側面および長穴３２０の内側面は、いずれも上記加工面に相当する。レーザー加工時には加工部が一時的に高温になるため、基材１００の樹脂層１１２およびガラスクロス１２０も高温の影響を受ける。具体的には、基材１００の加工面を観察すると、樹脂層１１２の一部が変色していたり、ガラスクロス１２０が溶融変形したりしている。これらの点から、積層体２００Ａ，２００Ｂの加工面（側面）を観察すれば、その面がレーザー加工により形成されたものなのか、それ以外の方法（例えばブレードなどを用いた機械加工）により形成されたものなのかは区別できる。

【0045】

なお、本実施の形態に係る積層体２００Ａ，２００Ｂでは、ガラスクロス１２０を複数層配置する代わりにガラスクロス１２０を薄くしているため、レーザー光の出力を過剰に高めることなく積層体２００Ａ，２００Ｂを加工することができる。したがって、適切な条件で加工すれば、加工面において樹脂層１１２が激しく焦げてしまったり、元の形状がわからなくなるほどガラスクロス１２０が溶融変形してしまったりするということはない。

【0046】

適切な条件で加工した場合であっても、図４Ａに示されるように、基材１００の加工面では、ガラスクロス１２０を構成する各繊維が溶融して互いに結合するなどして、ガラスクロス１２０は溶融変形する。しかしながら、適切な条件で加工すれば、図４Ｂに示されるように、溶融したガラスが樹脂層１１２の大部分を被覆してしまうようなことはない。なお、これらの加工面のガラスクロスの溶融変形部をやすりなどで研磨して除去すると、図４Ｃに示されるように、本来のガラスクロス１２０の位置を確認できる。適切な条件で加工した場合、図４Ａに示されるレーザー加工後の加工面におけるガラスクロスの面積比率と、図４Ｃに示されるガラスクロスの溶融変形部を除去した後のガラスクロスの面積比率とは、大きく変わらない。より具体的には、レーザー加工後の加工面におけるガラスクロスの面積比率は、ガラスクロスの溶融変形部のみを研磨して除去した後のガラスクロスの面積比率の割合に対して１２０～１８０％の範囲内となる。加工面におけるガラスクロスの面積比率は、加工面の写真を画像解析することで算出されうる。

【0047】

また、上記の方法において適切な条件で加工した場合、全体として滑らかな加工面が形成される。より具体的には、レーザー加工後の加工面の、ＪＩＳ Ｂ０６０１：２０１３（ＩＳＯ ４２８７：１９９７）に準拠する最大高さ粗さＲｚは、３５μｍ以下となる。

【0048】

（第３工程）
任意工程である第３工程では、第２工程で形成された加工面にめっきを施す。たとえば、図３Ａ～Ｃに示されるように貫通孔（長穴）を形成した場合、貫通孔の内側面にめっきを施す。この工程により、貫通孔内側面上のめっき層を介して第１金属層２２０と第２金属層２３０とを電気的に接続することができる。

【0049】

加工面にめっきを施す方法は、特に限定されず、公知の方法から適宜選択すればよい。また、めっきする金属の種類も、特に限定されず、目的などに応じて適宜選択すればよい。たとえば、加工面に無電解銅めっきを施した後、さらに電解銅めっきを施すことで、加工面の上に所定の厚みの銅めっき層を形成することができる。

【0050】

なお、上記の手順で製造されたレーザー加工品において、第１金属層２２０および／または第２金属層２３０の上には、これらの金属層をエッチングする際に必要となるドライフィルムが貼られていてもよい。

【0051】

以上のとおり、本実施の形態に係るレーザー加工品の製造方法では、１層の厚いガラスクロスではなく複数層の薄いガラスクロス１２０を有する基材１００を含む積層体２００Ａ，２００Ｂを加工対象とするため、レーザー光の出力を過度に高めることなく積層体２００Ａ，２００Ｂを加工することが可能である。したがって、加工面においてガラスクロスが過度に溶融変形してしまうということはなく、加工品質が高いレーザー加工品を提供することが可能である。

【実施例】

【0052】

以下、本発明について実施例を参照して詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されない。

【0053】

加工対象物として、ガラスエポキシ基板（厚み３００μｍ）の両面に銅箔（厚み５μｍ）を貼り付けた、ガラスエポキシ銅張積層板を準備した。ガラスエポキシ銅張積層板の中には、３層のガラスクロス（厚み９０μｍ、線膨張係数３.５×１０^－６／℃）が樹脂層（厚み１０μｍ）と交互になるように配置されていた。ガラスエポキシ銅張積層板中の樹脂の割合は、５５質量％であった。

【0054】

このガラスエポキシ銅張積層板にパルスレーザー光（波長：３５５ｎｍ、パルス幅：２ｎｓ、出力：３０Ｗ）を照射して、長穴（長手方向の長さ：３ｍｍ、短手方向の長さ：１.８ｍｍ）を形成した。加工条件は以下のとおりである。「スポット径」とは、中心部に対して光強度が１／ｅ^２までの範囲の直径を意味する。
波長：３５５ｎｍ
パルス幅：２ｎｓ
出力：３０Ｗ
パルスエネルギー：１５μＪ
繰り返し周波数：２０００ｋＨｚ
集光点の位置：表側の銅層の表面から１００μｍ
表側の銅箔の表面におけるスポット径：１０.５μｍ
表側の銅箔の表面におけるフルエンス：１８Ｊ／ｃｍ^２
集光点におけるスポット径：５.６μｍ
集光点におけるフルエンス：６１Ｊ／ｃｍ^２
走査速度：２０００ｍｍ／ｓ
走査周数：６０周

【0055】

形成された長穴の長手方向に沿う内側面（加工面）を観察して、加工面におけるガラスクロスの面積比率を測定した。その後、この加工面をやすりで軽く研磨して、ガラスクロスの溶融変形している部分を除去し、再度加工面におけるガラスクロスの面積比率を測定した。

【0056】

図５Ａは、レーザー加工後の加工面の第１の領域の写真である。図５Ｂは、レーザー加工後の加工面の第２の領域の写真である。図５Ｃは、レーザー加工後の加工面の第３の領域の写真である。図５Ｄは、レーザー加工後の加工面の第４の領域の写真である。

【0057】

これらの図に示されるように、各加工面では、ガラスクロスの一部が溶融していたが、変形量は大きくなかった。また、いずれの領域においても、レーザー加工後の加工面におけるガラスクロスの面積比率は、当該加工面のガラスクロスの溶融変形部を研磨して除去した後の加工面におけるガラスクロスの面積比率の割合に対して１２０～１８０％の範囲内であった。なお、ガラスクロスを含む樹脂基板をブレードなどを用いた機械加工により加工した場合は、ガラスクロスが実質的に溶融しないため、加工面におけるガラスクロスの面積比率は、加工面を研磨してもほとんど変わらない。すなわち、機械加工後の加工面におけるガラスクロスの面積比率は、当該加工面のガラスクロスの端部を研磨して除去した後の加工面におけるガラスクロスの面積比率の割合に対して概ね１００％である。

【産業上の利用可能性】

【0058】

本発明の一実施の形態に係るレーザー加工品の製造方法は、例えば半導体素子の製造などに適用することができる。

【符号の説明】

【0059】

１００ 基材
１１０ 樹脂
１１２ 樹脂層
１２０ ガラスクロス
２００Ａ、２００Ｂ 積層体
２１０ 光透過樹脂フィルム
２２０ 第１金属層
２３０ 第２金属層
２４０ 光吸収樹脂フィルム
３００ レーザー光
３１０ 溝
３２０ 長穴

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図5D】