JP2719272B2 - レーザを用いたプリント配線板のパターン切断方法およびパターン切断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （目次） 産業上の利用分野 従来の技術（図１５，１６） 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段（図１） 作用（図１） 実施例（図２〜図１４） 発明の効果

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザを用いたプリン
ト配線板のパターン切断方法およびパターン切断装置に
関する。

【０００３】

【従来の技術】表面に配線のためのパターンを形成され
たプリント配線板や樹脂で被覆された配線のための内層
パターンを有するプリント配線板について、設計変更が
生じた場合は、この設計変更に伴い、部分的に上記のパ
ターンや内層パターンを切断することが行なわれるが、
かかる切断方法として、現状ではドリルを使用して配線
パターンを切断する手法が採られているが、更にレーザ
を使用してパターンを切断する手法が提案されている。

【０００４】すなわち、かかるレーザを用いたプリント
配線板のパターン切断方法の概要は次の通りである。ま
ず、レーザとしては一般的にパルス発振可能なＹＡＧレ
ーザやエキシマレーザが使用されるが、このレーザから
照射されたビームはパターンと等しい形およびサイズに
変換され、切断すべきパターンに縮小投影される。この
ようにして得られたレーザビームを切断すべきパターン
に間欠照射することにより、切断を完了する。なお、例
えば１パルス毎に０．１μｍ程度の深さで加工すること
ができるので、５０μｍ程度の厚さの銅パターンは約５
００パルスで切断することができる。

【０００５】また、樹脂で被覆された内層パターンを有
するプリント配線板における内層パターンを部分的に切
断する場合は、まずレーザビームを用いて樹脂部分を切
断してから、更にレーザビームを用いて内層パターンを
切断する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のレーザを用いたプリント配線板のパターン
切断方法では、図１５（ａ）に符号５０で示すように、
基板表面に形成されたパターン５１を切断すると、この
とき図１５（ｂ）に示すように、銅や樹脂の溶融粉Ａが
飛散して、これがプリント配線板ＰＴの基板上に付着す
る。そして、この付着物が影響して、切断したパターン
５１間で絶縁不良を発生するおそれがある。

【０００７】また、樹脂で被覆された内層パターンを切
断する場合は、図１６に示すように、除去された樹脂部
分のあとに形成された凹所６０の壁部６１に、飛散した
銅や樹脂の溶融粉Ａが付着し、やはりこの付着物が影響
して、切断したパターン間で絶縁不良が発生するおそれ
がある。本発明は、このような課題に鑑み創案されたも
ので、パターン切断時に付着した溶融粉を切断後にレー
ザビームを用いて除去できるようにして、切断したパタ
ーン間で絶縁不良を生じないようにした、レーザを用い
たプリント配線板のパターン切断方法およびパターン切
断装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理ブロ
ック図で、この図１において、１はプリント配線板移動
テーブルで、このプリント配線板移動テーブル１は、プ
リント配線板ＰＴを載置してこのプリント配線板ＰＴを
移動しうるものである。２はレーザビーム照射手段で、
このレーザビーム照射手段２は、プリント配線板移動テ
ーブル１上のプリント配線板ＰＴにおける切断すべきパ
ターン箇所にレーザビームＬＢを照射するものであり、
このために、このレーザビーム照射手段２は、レーザ発
振器と、このレーザ発振器からのレーザビームの照射範
囲を調整するレーザビームマスク手段とをそなえて構成
されている。

【０００９】３は集光手段で、この集光手段３は、レー
ザビーム照射手段２からのレーザビームＬＢをプリント
配線板ＰＴ上に集光するものである。１１はテーブル制
御手段であり、このテーブル制御手段１１は、プリント
配線板ＰＴの位置決め制御のほか、本発明部分に関して
言えば、パターン切断時はレーザビーム照射面積を狭く
し、溶融粉除去時はレーザビーム照射面積を広くしうる
ように、プリント配線板移動テーブル１の上下位置を制
御するものである。

【００１０】２３はレーザ発振器制御手段で、このレー
ザ発振器制御手段２３は、レーザ発振器制御一般を行な
うが、本発明部分に関して言えば、パターン切断時はレ
ーザ発振器の出力を高くし、溶融粉除去時はレーザ発振
器の出力を低しうるように、レーザ発振器の出力を制御
するようになっている。２４はレーザビームマスク制御
手段で、このレーザビームマスク制御手段２４は、本発
明部分に関して言えば、パターン切断時はレーザビーム
照射面積を狭くし、溶融粉除去時はレーザビーム照射面
積を広くしうるように、レーザビームマスク手段を制御
するものである。

【００１１】３１は集光制御手段で、この集光制御手段
３１は、本発明部分に関して言えば、パターン切断時は
レーザビーム照射面積を狭くし、溶融粉除去時はレーザ
ビーム照射面積を広くしうるように、集光手段３を制御
するものである。

【００１２】

【作用】上述の本発明では、レーザビーム照射手段２に
より、表面に配線のためのパターンを形成されたプリン
ト配線板ＰＴにおける切断すべきパターン箇所にレーザ
ビームＬＢを照射することにより、このパターン箇所を
部分的に揮発させて除去したあと、切断時よりも弱いレ
ーザビームＬＢを用いて切断箇所を含むプリント配線板
部分を照射することにより、切断箇所付近に付着した溶
融粉を除去することが行なわれる。

【００１３】このとき、レーザビーム照射範囲を広面積
化することにより、レーザ出力を切断時に比べ変えない
で、切断時よりも弱いレーザビームＬＢを作り出した
り、レーザ出力を切断時に比べ低くすることにより、切
断時よりも弱いレーザビームＬＢを作り出したりして、
この弱いレーザビームＬＢを用いて切断箇所を含むプリ
ント配線板部分を照射することにより、切断箇所付近に
付着した溶融粉を除去することが行なわれる。

【００１４】なお、切断箇所を含むプリント配線板部分
について、弱いレーザビームＬＢを複数回に分けて照射
することにより、切断箇所付近に付着した溶融粉を複数
回に分割して除去するようにしてもよい。さらに、本発
明では、レーザビーム照射手段２により、樹脂で被覆さ
れた配線のための内層パターンを有するプリント配線板
ＰＴにおける切断すべき内層パターン箇所に対応する樹
脂部分にレーザビームＬＢを照射することにより、まず
この樹脂部分を揮発させて除去し、ついで切断すべき内
層パターン箇所に更にレーザビームＬＢを照射してこの
切断すべき内層パターン箇所を揮発させて除去するが、
更にそのあと、除去された樹脂部分のあとに形成された
凹所の縁部に略垂直にレーザビームＬＢを照射したり、
凹所の壁部に直接レーザビームＬＢを照射したりするこ
とにより、この凹所の壁部に付着した溶融粉を除去する
ことが行なわれる。

【００１５】凹所の壁部に直接レーザビームＬＢを照射
する場合は、例えば凹所の壁部にレーザビームＬＢを斜
めから照射したり、プリント配線板ＰＴを傾斜させた後
に、凹所の壁部にレーザビームＬＢを照射したりするこ
とが行なわれる。また、本発明では、樹脂で被覆された
配線のための内層パターンを有するプリント配線板ＰＴ
における切断すべき内層パターン箇所に対応する樹脂部
分にレーザビームＬＢを照射することにより、まずこの
樹脂部分を揮発させて除去し、ついで切断すべき内層パ
ターン箇所に更にレーザビームＬＢを照射してこの切断
すべき内層パターン箇所を揮発させて除去する際に、除
去された樹脂部分のあとに形成された凹所内に切断後の
内層パターン箇所が一部露出するように、内層パターン
箇所が部分的に除去される。

【００１６】さらに、樹脂で被覆された配線のための内
層パターンを有するプリント配線板ＰＴにおける切断す
べき内層パターン箇所に対応する樹脂部分にレーザビー
ムＬＢを照射することにより、まずこの樹脂部分を揮発
させて除去し、ついで切断すべき内層パターン箇所に更
にレーザビームＬＢを照射して切断すべき内層パターン
箇所を揮発させて除去したあとに、更に隣接する樹脂部
分について、樹脂部分を揮発させて除去したあと内層パ
ターン箇所を部分的に揮発させて除去する操作を少なく
とも１回は施す。

【００１７】なお、上記の樹脂部分の除去については、
切断すべき内層パターン箇所を含む広い範囲について除
去を施すことも可能である。また、樹脂部分を揮発させ
て除去する際に、レーザビームＬＢを複数回に分けて照
射することにより、この樹脂部分を分割して除去するこ
ともできる。さらに、この場合において、切断時よりも
弱いレーザビームＬＢを用いて、除去された樹脂部分の
あとに形成された凹所の周囲部分を照射することによ
り、この周囲部分に付着した溶融粉を除去することもで
きる。

【００１８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図２は本発明の一実施例の全体構成図であり、こ
の図２において、１はプリント配線板移動テーブルとし
てのＸＹステージで、このＸＹステージ１は、プリント
配線板ＰＴを載置して、このプリント配線板ＰＴを平面
的（二次元的）に移動しうるものである。なお、このＸ
Ｙステージ１は、Ｚステージもそなえており、プリント
配線板ＰＴをＺ方向（上下方向）へも移動できるように
なっている。したがって、プリント配線板ＰＴは三次元
的に位置を調整できるのである。

【００１９】そして、このＸＹステージ１は、ステージ
コントローラ（テーブル制御手段）１１によって制御さ
れることにより、プリント配線板ＰＴを所要位置に移動
できるようになっている。２はレーザビーム照射装置
（レーザビーム照射手段）で、このレーザビーム照射装
置２は、ＸＹステージ１上のプリント配線板ＰＴにおけ
る切断すべきパターン箇所にレーザビームＬＢを照射す
るもので、このために、このレーザビーム照射装置２
は、レーザ発振器２１，レーザビームマスク装置（レー
ザビームマスク手段）２２をそなえており、更にこのレ
ーザビーム照射装置２には、レーザコントローラ２３，
マスクサイズコントローラ（レーザビームマスク制御手
段）２４が接続されている。

【００２０】ここで、レーザ発振器２１は、レーザビー
ムＬＢを発振するもので、例えばパルス発振可能なＹＡ
Ｇレーザやエキシマレーザが使用される。レーザビーム
マスク装置２２は、開口長ＬとＷとを変化させることに
よって、レーザ発振器２１からのレーザビームＬＢの照
射範囲を調整するもので、例えば図３（ａ）に示すよう
に、モータ２２−１を駆動源としてネジ２２−３を回転
駆動することにより相互に反対方向に移動してマスクの
開口長Ｌを調節するための２枚のマスク板２２−５，２
２−６をそなえるとともに、モータ２２−２を駆動源と
してネジ２２−４を回転駆動することにより相互に反対
方向に移動してマスクの開口長Ｗを調節するための２枚
のマスク板２２−７，２２−８をそなえて構成されてい
る。

【００２１】なお、マスク板２２−５，２２−６；２２
−７，２２−８が相互に反対方向に移動できるように、
図３（ｂ）に示すように、ネジ２２−３；２２−４は、
その中央部分から一端寄り部分が右ネジとして構成さ
れ、その中央部分から他端寄り部分が左ネジとして構成
されている。ところで、レーザコントローラ２３は、レ
ーザ発振器２１の発振回数や出力を制御するもので、マ
スクサイズコントローラ２４は、レーザビームマスク装
置２２の開口長Ｌ，Ｗを調整制御するもので、具体的に
は、プリント配線板ＰＴのパターン切断時はレーザビー
ム照射面積を狭くし、溶融粉除去時はレーザビーム照射
面積を広くしうるように、レーザビームマスク装置２２
を制御するものである。

【００２２】３はレンズ装置（集光手段）で、このレン
ズ装置３は、レーザビームマスク装置２２からのレーザ
ビームを集光するもので、凸レンズ等を使用する。な
お、このレンズ装置２３は、昇降可能に構成されてい
て、レンズコントローラ３１によって、その昇降状態が
制御されるようになっている。なお、この場合、次のよ
うな光学条件で縮小投影される。

【００２３】 １／ｕ＋１／ｖ＝１／ｆ （縮小率ｍ＝ｕ／ｖ） ここで、ｕはレンズ装置３とレーザビームマスク装置２
２との距離、ｖはレンズ装置３とプリント配線板ＰＴと
の距離であり、ｆはレンズ装置３の焦点距離である。ま
た、ステージコントローラ１１，レーザコントローラ２
３，マスクサイズコントローラ２４，レンズコントロー
ラ３１は、システムコントローラ４によって制御される
ようになっている。すなわち、この場合、階層制御構造
となっているのである。

【００２４】つぎに、本装置を用いて、設計変更等によ
って、プリント配線板ＰＴの所要パターン部分を切断す
る方法について説明する。まず、表面に配線のためのパ
ターンを形成されたプリント配線板ＰＴにおける所要パ
ターン箇所の切断から説明する。この場合は、プリント
配線板ＰＴがＸＹステージ１上にセットされ、切断すべ
き情報（切断位置，方向，幅等）が入力されると、ステ
ージコントローラ１１は切断すべきパターン５１がレー
ザ照射位置に来るように、ＸＹステージ１を駆動する。
そして、切断幅に対応させて、マスクの開口長（Ｌ×
Ｗ）が調整されるのである。

【００２５】その後は、レーザコントローラ２３からの
制御により、レーザ発振器２１から規定のパルス数のレ
ーザビームＬＢを、プリント配線板ＰＴにおける切断す
べきパターン箇所に照射することにより、図４（ａ），
（ｂ）に符号５０で示すように、パターン箇所５１を部
分的に揮発させて除去する。この場合は、プリント配線
板ＰＴのパターン切断時であるから、マスクサイズコン
トローラ２４はレーザビームマスク装置２２をレーザビ
ーム照射面積が狭くなるように制御する。

【００２６】またこのとき、図４（ｂ）に示すように、
切断箇所付近に、銅や樹脂の溶融粉Ａが飛散して、これ
がプリント配線板ＰＴの基板上に付着するので、本方法
では、上記のように所要パターン箇所５１を部分的に除
去したあとは、切断時よりも弱いレーザビームＬＢを用
いて切断箇所を含むプリント配線板部分を照射すること
により、切断箇所付近に付着した溶融粉Ａを除去するこ
とが行なわれる。

【００２７】この場合、マスクサイズコントローラ２４
の制御により、レーザビームマスク装置２２はレーザビ
ーム照射面積が広くなるように、マスクの開口長（Ｌ×
Ｗ）を調整する。なお、レーザ出力は切断時に比べ変え
ない。このように、レーザビーム照射範囲を広面積化す
る〔図４（ｂ）に符号ＬＢＲｗ参照〕ことにより、レー
ザ出力を切断時に比べ変えないで、パターン切断時より
も弱いレーザビームＬＢを作り出し、この弱いレーザビ
ームＬＢを用いて切断箇所を含むプリント配線板部分を
例えは１０回前後間欠照射することにより、切断箇所付
近に付着した溶融粉Ａを図４（ｄ）に示すように除去す
ることができる。

【００２８】なお、レンズ装置２３のレンズ位置を上昇
させたり、ＸＹステージ１をＺ方向（上下方向）へ移動
させたりすることによっても、レーザビーム照射範囲を
広面積化することができる。この場合、レンズコントロ
ーラ３１が、パターン切断時はレーザビーム照射面積を
狭くし、溶融粉除去時はレーザビーム照射面積を広くし
うるように、レンズ装置３を制御したり、テーブルコン
トローラ１１が、パターン切断時はレーザビーム照射面
積を狭くし、溶融粉除去時はレーザビーム照射面積を広
くしうるように、ＸＹテーブル１の上下位置を制御した
りする。

【００２９】また、溶融粉Ａの飛散範囲が大きい場合
は、切断箇所５０を含むプリント配線板部分について、
弱いレーザビームＬＢを複数回（この場合、３回；図４
（ｃ）の〜参照）に分けて照射することにより、切
断箇所５０付近に付着した溶融粉Ａを複数回に分割して
除去することもできる。このようにパターン切断時に付
着した溶融粉Ａを切断後にレーザビームＬＢを用いて除
去するので、切断したパターン間で絶縁不良を起こすこ
とがなくなるのである。

【００３０】つぎに、樹脂（ガラス・エポキシ樹脂）で
被覆された配線のための内層パターンを有するプリント
配線板ＰＴにおける所要内層パターン箇所（例えば内層
電源層）の切断について説明する。この場合も、プリン
ト配線板ＰＴがＸＹステージ１上にセットされ、切断す
べき情報（切断位置，方向，幅等）が入力されると、ス
テージコントローラ１１は切断すべき内層パターン対応
部分がレーザ照射位置に来るように、ＸＹステージ１を
駆動する。そして、切断幅に対応させて、マスクの開口
長（Ｌ×Ｗ）が調整される。このときを初期状態とする
と、そのときのプリント配線板ＰＴの様子は図５の
（ａ），（Ａ）のようになっている。なお、図５中の符
号５３は内層電源層を示している。

【００３１】その後は、レーザコントローラ２３からの
制御により、レーザ発振器２１から規定のパルス数のレ
ーザビームＬＢを、図４（ｂ），（Ｂ）に示すように、
プリント配線板ＰＴにおける切断すべきパターン対応樹
脂部分に照射することにより、図５（ｃ），（Ｃ）に示
すように、切断すべき内層パターン箇所に対応する樹脂
部分を揮発させて除去する。これにより、凹所６０が形
成されて、この凹所６０の底部に切断すべき内層パター
ン箇所５３Ａが露出する。

【００３２】ついで切断すべき内層パターン箇所５３Ａ
に更にレーザビームＬＢを照射して、図５（ｄ），
（Ｄ）に示すように、切断すべき内層パターン箇所５３
Ａを揮発させて除去する。上記の場合、プリント配線板
ＰＴのパターン切断時であるから、マスクサイズコント
ローラ２４はレーザビームマスク装置２２をレーザビー
ム照射面積が狭くなるように制御している。

【００３３】このとき、図５（ｄ），（Ｄ）に示すよう
に、切断箇所付近に、銅や樹脂の溶融粉Ａが飛散して、
これがプリント配線板ＰＴの基板上に付着するので、本
方法では、上記のように所要パターン箇所を部分的に除
去したあとは、切断時よりも弱いレーザビームＬＢを用
いて切断箇所を含むプリント配線板部分を照射すること
により、切断箇所付近に付着した溶融粉Ａを除去するこ
とが行なわれる。

【００３４】すなわち、マスクサイズコントローラ２４
の制御により、レーザビームマスク装置２２はレーザビ
ーム照射面積が広くなるように、マスクの開口長（Ｌ×
Ｗ）を調整する。なお、レーザ出力は切断時に比べ変え
ない。このように、レーザビームの照射範囲を広面積化
する〔図５（ｅ），（Ｅ）に符号ＬＢＲｗ参照〕ことに
より、レーザ出力を切断時に比べ変えないで、パターン
切断時よりも弱いレーザビームＬＢを作り出し、この弱
いレーザビームＬＢを用いて切断箇所を含むプリント配
線板部分を間欠照射することにより、切断箇所付近に付
着した溶融粉Ａを図４（ｆ），（Ｆ）に示すように除去
することができる。

【００３５】なお、この場合においても、レンズ装置２
３のレンズ位置を上昇させたり、ＸＹステージ１をＺ方
向（上下方向）へ移動させたりすることによって、レー
ザビームの照射範囲を広面積化することができる。ま
た、溶融粉Ａの飛散範囲が大きい場合は、前述の場合と
ほぼ同様の要領で、凹所６０の周辺部分を含むプリント
配線板部分について、弱いレーザビームを複数回に分け
て照射することにより、この周辺部分に付着した溶融粉
Ａを複数回に分割して除去することもできる。

【００３６】従って、この場合も、パターン切断時に付
着した溶融粉Ａを切断後にレーザビームを用いて除去す
るので、切断したパターン間で絶縁不良を起こすことが
なくなる。ところで、上記の例のように樹脂で被覆され
た内層パターンを切断する場合は、除去された樹脂部分
のあとに形成された凹所６０の壁部６１にも、飛散した
銅や樹脂の溶融粉Ａが付着するので、これを除去する必
要がある。このため本方法では、次のような手法にて凹
所６０の壁部６１に付着した溶融粉Ａを除去している。

【００３７】すなわち、除去された樹脂部分のあとに形
成された凹所６０の縁部に、少面積化したレーザビーム
ＬＢを略垂直に照射することにより、凹所６０の壁部６
１を部分的に削り取って、この凹所６０の壁部６１に付
着した溶融粉Ａを除去するのである〔図６，図７の各
（ａ）〜（ｃ）参照〕。さらに他の手段として、除去さ
れた樹脂部分のあとに形成された凹所６０の壁部６１に
直接広面積化したレーザビームＬＢを照射することによ
り、この凹所６０の壁部６１に付着した溶融粉Ａを除去
することもできる。

【００３８】この場合は、凹所６０の壁部６１にレーザ
ビームＬＢを斜めから照射したり、プリント配線板ＰＴ
を傾斜させたりして、凹所６０の壁部６１に直接レーザ
ビームＬＢを照射することが行なわれる。まず、凹所６
０の壁部６１にレーザビームＬＢを斜めから照射する場
合は、図８に示すように、レーザビームマスク装置２２
の出口側にハーフミラー７−１，７−２やミラー７−３
〜７−５を配置し、更に３方向からの光をそれぞれ集光
するレンズ３−１〜３−３でレンズ装置３を構成する。
これにより、パターン切断時は、真ん中のレンズ３−２
を通じてレーザビームＬＢがプリント配線板ＰＴ上に照
射されるように、ミラーを調整し、凹所６０の壁部６１
に付着した溶融粉Ａを除去する場合は、両端のレンズ３
−１，３−２を通じてレーザビームＬＢが凹所６０の壁
部６１に直接照射されるように、ミラーを調整すること
が行なわれる。このときの様子を模式的に示すと、図９
（ａ）〜（ｃ）のようになる。なお、図９（ａ）はパタ
ーン切断後で溶融粉Ａを除去していないときの様子を示
し、図９（ｂ）はレーザビームＬＢを凹所６０の壁部６
１に斜めから照射して凹所６０の壁部６１に付着した溶
融粉Ａを除去しているときの様子を示し、図９（ｃ）は
凹所６０の壁部６１に付着した溶融粉Ａを除去した後の
様子を示している。

【００３９】つぎに、プリント配線板ＰＴを傾斜させ
て、凹所６０の壁部６１に直接レーザビームを照射する
場合について説明する。この場合は、図１０に示すよう
に、ＸＹステージ１上にプリント配線板ＰＴを傾斜させ
るための治具８を設ける。これにより、パターン切断時
は、治具８を水平にして、レーザビームＬＢがプリント
配線板ＰＴ上に照射されるようにし、更に凹所６０の壁
部６１に付着した溶融粉Ａを除去する場合は、治具８を
傾斜させて、レーザビームＬＢが凹所６０の壁部６１に
直接照射されるようにするのである。なお、図１０にお
いて、７はレーザビームの向きを変えるミラー装置を示
している。そして、このときの様子を模式的に示すと、
図１０（ａ）〜（ｄ）のようになる。なお、図１０
（ａ）はパターン切断後で溶融粉Ａを除去していないと
きの様子を示し、図１０（ｂ），（ｃ）はレーザビーム
ＬＢを凹所６０の壁部６１に斜めから照射して凹所６０
の壁部６１に付着した溶融粉Ａを除去しているときの様
子を示し、図１０（ｄ）は凹所６０の壁部６１に付着し
た溶融粉Ａを除去した後の様子を示している。

【００４０】このように樹脂で被覆された内層パターン
を切断する場合に、除去された樹脂部分のあとに形成さ
れた凹所６０の壁部６１に、飛散した溶融粉Ａが付着す
るが、この溶融粉Ａも切断後にレーザビームＬＢを用い
て除去するので、切断した内層パターン間で絶縁不良を
起こすこともなくなる。なお、上記の場合において、プ
リント配線板ＰＴの凹所６０の周辺部に付着した溶融粉
Ａの除去作業と、凹所６０の壁部６１に付着した溶融粉
Ａの除去作業とについては、どちらの作業を先に施して
もよい。

【００４１】ここで、上記の例に関し、太さ５０μｍ，
幅が０．１２ｍｍの配線パターンを０．３ｍｍ幅で切断
する場合のレーザ条件の一例を表１に示す。

【００４２】

【表１】

【００４３】さらに、樹脂で被覆された配線のための内
層パターンを有するプリント配線板における所要内層パ
ターン箇所（例えば内層電源層）の切断についての他の
例を説明する。すなわち、この場合も、プリント配線板
ＰＴがＸＹステージ１上にセットされ、切断すべき情報
（切断位置，方向，幅等）が入力されると、ステージコ
ントローラ１１は切断すべき内層パターン対応部分がレ
ーザ照射位置に来るように、ＸＹステージ１を駆動す
る。そして、切断幅に対応させて、マスクの開口長（Ｌ
×Ｗ）を調整する。このときを初期状態とすると、その
ときのプリント配線板ＰＴの様子は図１２の（ａ），
（Ａ）のようになっている。

【００４４】その後は、レーザコントローラ２３からの
制御により、レーザ発振器２１から規定のパルス数のレ
ーザビームＬＢを、図１２（ｂ），（Ｂ）に示すよう
に、プリント配線板ＰＴにおける切断すべきパターン対
応樹脂部分に照射することにより、図１２（ｃ），（Ｃ
１），（Ｃ２）に示すように、切断すべき内層パターン
箇所に対応する樹脂部分を揮発させて除去する。これに
より、凹所６０が形成されて、この凹所６０の底部に切
断すべき内層パターン箇所５３Ａが露出する。このと
き、この樹脂部分の除去について、切断すべき内層パタ
ーン箇所５３Ａを含む広い範囲（切断すべき内層パター
ン箇所５３Ａの寸法をＬ１×Ｗ１とすると、樹脂部分の
除去範囲は（３×Ｌ１）×Ｗ１となる。）について除去
が施される。これにより、次の内層パターン切断過程
で、溶融粉Ａの飛散する空間領域が広くなるため、加工
穴壁面６１に付着する溶融粉Ａの量が減少し、これによ
り絶縁品質が向上するのである。

【００４５】また、樹脂部分の除去方法として、図１３
（ａ）に示すように照射範囲を除去範囲に一致させて行
なう方法と、図１３（ｂ）に示すように照射範囲を除去
範囲より小さくして行なう方法とがある。もし、図１３
（ｂ）に示すように、樹脂部分を分割して除去するよう
にすれば、プリント配線板ＰＴに投入されるエネルギー
量を少なくできる（この例では１／３にできる）ので、
樹脂部への熱影響が少なく、炭化の低減に寄与する。な
お、図１３（ｃ）は樹脂部分を除去して内層パターン５
３Ａが露出している状態を示している。

【００４６】その後は、切断すべき内層パターン箇所に
更に図１２（Ｃ２）に示すようにレーザビームＬＢを照
射して、図１２（ｄ），（Ｄ）に示すように、除去され
た樹脂部分のあとに形成された凹所６０内に切断後の内
層パターン箇所が一部露出するように、内層パターン箇
所を部分的に除去する。上記の場合は、プリント配線板
ＰＴのパターン切断時であるから、マスクサイズコント
ローラ２４はレーザビームマスク装置２２をレーザビー
ム照射面積が狭くなるように制御している。

【００４７】上記のように樹脂で被覆された内層パター
ンを切断する際に、符号５３Ａ−１，５３Ａ−２で示す
ように、切断後の内層パターン箇所が凹所６０内に一部
露出するように、内層パターン箇所が部分的に除去され
るので、目視による切断チェックが容易になる。そし
て、このときも、図１２（ｄ），（Ｄ）に示すように、
切断箇所付近に、銅や樹脂の溶融粉Ａが飛散して、これ
がプリント配線板ＰＴの基板上に付着するので、本方法
の場合も、上記のように所要パターン箇所を部分的に除
去したあとは、切断時よりも弱いレーザビームＬＢを用
いて切断箇所を含むプリント配線板部分を照射すること
により、切断箇所付近に付着した溶融粉Ａを除去するこ
とが行なわれるのである。

【００４８】すなわち、マスクサイズコントローラ２４
の制御により、レーザビームマスク装置２２はレーザビ
ーム照射面積が広くなるように、マスクの開口長（Ｌ×
Ｗ）を調整する。なお、レーザ出力は切断時に比べ変え
ない。このように、レーザビームＬＢの照射範囲を広面
積化する〔図１２（ｅ），（Ｅ）に符号ＬＢＲｗ参照〕
ことにより、レーザ出力を切断時に比べ変えないで、パ
ターン切断時よりも弱いレーザビームＬＢを作り出し、
この弱いレーザビームＬＢを用いて切断箇所を含むプリ
ント配線板部分を間欠照射することにより、切断箇所付
近に付着した溶融粉Ａを図１２（ｆ），（Ｆ）に示すよ
うに除去することができるのである。

【００４９】なお、この場合も、レンズ装置２３のレン
ズ位置を上昇させたり、ＸＹステージ１をＺ方向（上下
方向）へ移動させたりすることによって、レーザビーム
の照射範囲を広面積化することもできる。また、溶融粉
Ａの飛散範囲が大きい場合は、前述の場合と同様に、凹
所６０の周辺部分を含むプリント配線板部分について、
弱いレーザビームＬＢを複数回に分けて照射することに
より、この周辺部分に付着した溶融粉Ａを複数回に分割
して除去することもできる。さらに、この例でも、除去
された樹脂部分のあとに形成された凹所６０の縁部に、
略垂直にレーザビームを照射することにより、凹所６０
の壁部６１を部分的に削り取って、この凹所６０の壁部
６１に付着した溶融粉Ａを除去したり、凹所６０の壁部
６１にレーザビームを斜めから照射したり、プリント配
線板ＰＴを傾斜させたりして、凹所６０の壁部６１に直
接レーザビームを照射することにより、この凹所６０の
壁部６１に付着した溶融粉Ａを除去したりすることも可
能である。

【００５０】なお、この場合は、樹脂部分の除去につい
て、切断すべき内層パターン箇所を含む広い範囲につい
て除去が施されるので、溶融粉Ａの飛散する空間領域が
広くなり、これにより加工穴壁面６１や凹所周辺に飛散
する溶融粉Ａの量が減少するため、必要に応じ、図１２
（ｅ），（Ｅ）に示すクリーニング操作を省略すること
もできる。

【００５１】ここで、上記の例に関し、基板表面から
０．２ｍｍの深さに位置し、厚み５０μｍ，幅が０．１
４ｍｍを持つ内層パターンを０．２ｍｍ幅で切断する場
合のレーザ条件の一例を表２に示す。

【００５２】

【表２】

【００５３】つぎに、樹脂で被覆された配線のための内
層パターンを有するプリント配線板における所要内層パ
ターン箇所（例えば内層電源層）の切断についての更に
他の例を説明する。すなわち、この場合も、プリント配
線板ＰＴがＸＹステージ１上にセットされ、切断すべき
情報（切断位置，方向，幅等）が入力されると、ステー
ジコントローラ１１は切断すべき内層パターン対応部分
がレーザ照射位置に来るように、ＸＹステージ１を駆動
する。そして、切断幅に対応させて、マスクの開口長
（Ｌ×Ｗ）を調整する。このときを初期状態とすると、
そのときのプリント配線板ＰＴの様子は図１４（Ａ）の
ようになっている。

【００５４】その後は、レーザコントローラ２３からの
制御により、レーザ発振器２１から規定のパルス数のレ
ーザビームＬＢを、図１４（Ｂ）に示すように、プリン
ト配線板ＰＴにおける切断すべきパターン対応樹脂部分
に照射することにより、図１４（Ｃ）に示すように、切
断すべき内層パターン箇所に対応する樹脂部分を揮発さ
せて除去する。これにより、凹所６０が形成されて、こ
の凹所６０の底部に切断すべき内層パターン箇所５３Ａ
が露出する。

【００５５】ついで、切断すべき内層パターン箇所に更
にレーザビームを照射して、図１４（Ｄ）に示すよう
に、切断後の内層パターン箇所が除去された樹脂部分の
あとに形成された凹所６０内に一部露出するように（符
号５３Ａ−１，５３Ａ−２参照）、内層パターン箇所５
３Ａを部分的に除去する。その後は、隣接する樹脂部分
について、樹脂部分を揮発させて除去したあと内層パタ
ーン箇所を部分的に揮発させて除去する操作を少なくと
も１回（この場合は、２回）施す〔図１４（Ｅ）〜
（Ｊ）参照〕。

【００５６】上記の場合、プリント配線板ＰＴのパター
ン切断時であるから、マスクサイズコントローラ２４は
レーザビームマスク装置２２をレーザビーム照射面積が
狭くなるように制御している。このように樹脂で被覆さ
れた内層パターンを切断する際に、隣接する樹脂部分に
ついて、樹脂部分を揮発させて除去したあと内層パター
ン箇所を部分的に揮発させて除去する操作を少なくとも
２回は施すので、飛散した溶融粉による影響を少なくす
ることができる。

【００５７】なお、この場合も、樹脂部分の除去方法と
して、図１３（ａ）に示すように照射範囲を除去範囲に
一致させて行なう方法と、図１３（ｂ）に示すように照
射範囲を除去範囲より小さくして行なう方法とがある。
またこのときも、上記のように所要パターン箇所を部分
的に除去したあとは、切断時よりも弱いレーザビームを
用いて切断箇所を含むプリント配線板部分を照射するこ
とにより、切断箇所付近に付着した溶融粉Ａを除去する
ことが行なわれるのである。

【００５８】すなわち、マスクサイズコントローラ２４
の制御により、レーザビームマスク装置２２はレーザビ
ーム照射面積が広くなるように、マスクの開口長（Ｌ×
Ｗ）を調整する。なお、レーザ出力は切断時に比べ変え
ない。このように、レーザビームの照射範囲を広面積化
することにより、レーザ出力を切断時に比べ変えない
で、パターン切断時よりも弱いレーザビームを作り出
し、この弱いレーザビームＬＢを用いて切断箇所を含む
プリント配線板部分を間欠照射することにより、切断箇
所付近に付着した溶融粉Ａを除去することができる。な
お、この場合、照射範囲を広面積化されたレーザビーム
は３つの凹所６０ごとに順次照射されるものとするが、
一度に３つの凹所分をまとめて照射することもできる。
逆に、１つの凹所６０につき弱いレーザビームＬＢを複
数回に分けて照射することにより、この凹所６０付近に
付着した溶融粉Ａを複数回に分割して除去することも勿
論可能である。

【００５９】なお、この場合も、レンズ装置２３のレイ
ズ位置を上昇させたり、ＸＹステージ１をＺ方向（上下
方向）へ移動させたりすることによって、レーザビーム
の照射範囲を広面積化することができる。さらに、この
例でも、除去された樹脂部分のあとに形成された凹所６
０の縁部に、略垂直にレーザビームＬＢを照射すること
により、凹所６０の壁部６１を部分的に削り取って、こ
の凹所６０の壁部６１に付着した溶融粉Ａを除去した
り、凹所６０の壁部６１にレーザビームＬＢを斜めから
照射したり、プリント配線板ＰＴを傾斜させたりして、
凹所６０の壁部６１に直接レーザビームＬＢを照射する
ことにより、この凹所６０の壁部６１に付着した溶融粉
Ａを除去したりしてもよい。

【００６０】なお、この場合も、樹脂部分の除去につい
て、切断すべき内層パターン箇所を含む広い範囲につい
て除去が施されるので、溶融粉Ａの飛散する空間領域が
広くなり、これにより加工穴壁面６１や凹所周辺に飛散
する溶融粉Ａの量が減少するため、必要に応じ、レーザ
ビームの照射範囲を広面積化して行なうクリーニング操
作を省略することができる。

【００６１】また、上記の各例において、レーザコント
ローラ２３によって、レーザ出力をパターン切断時に比
べ低くすることにより、このパターン切断時よりも弱い
レーザビームを作り出し、この弱いレーザビームを用い
て切断箇所を含むプリント配線板部分を照射することに
より、該切断箇所付近に付着した溶融粉を除去するよう
にしてもよい。

【００６２】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のレーザを
用いたプリント配線板のパターン切断方法およびパター
ン切断装置によれば、つぎのような効果ないし利点が得
られる。 （１）パターン切断時に付着した溶融粉を切断後にレー
ザビームを用いて除去するので、切断したパターン間で
絶縁不良を起こすことがなくなる。 （２）樹脂で被覆された内層パターンを切断する場合
に、除去された樹脂部分のあとに形成された凹所の壁部
に、飛散した溶融粉が付着するが、この溶融粉も切断後
にレーザビームを用いて除去するので、切断した内層パ
ターン間で絶縁不良を起こすことがなくなる。 （３）樹脂で被覆された内層パターンを切断する場合
に、樹脂部分の除去に関して、切断すべき内層パターン
箇所を含む広い範囲について除去が施されるので、次の
内層パターン切断過程で、溶融粉の飛散する空間領域が
広くなり、これにより加工穴壁面に付着する溶融粉の量
が減少し、絶縁品質が向上する。 （４）樹脂で被覆された内層パターンを切断する際に、
除去された樹脂部分のあとに形成された凹所内に切断後
の内層パターン箇所が一部露出するように、内層パター
ン箇所が部分的に除去されるので、目視による切断チェ
ックが容易になる。 （５）樹脂で被覆された内層パターンを切断する際に、
隣接する樹脂部分について、樹脂部分を揮発させて除去
したあと内層パターン箇所を部分的に揮発させて除去す
る操作を少なくとも２回は施すので、飛散した溶融粉に
よる影響を少なくできる。 （６）樹脂部分を分割して除去するので、プリント配線
板に投入されるエネルギー量を少なくでき、これによ
り、樹脂部への熱影響が少なく、炭化の低減に寄与す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理ブロック図である。

【図２】本発明の一実施例を示す全体構成図である。

【図３】レーザビームマスク装置を示す図で、（ａ）は
その全体構成を示す模式図、（ｂ）はマスク板駆動用ネ
ジの部分図（図３（ａ）のＩＩＩｂ部分拡大図）であ
る。

【図４】本方法を説明する図である。

【図５】本方法を説明する図である。

【図６】本方法を説明する図である。

【図７】本方法を説明する図である。

【図８】本方法を実施する装置の模式図である。

【図９】本方法を説明する図である。

【図１０】本方法を実施する装置の模式図である。

【図１１】本方法を説明する図である。

【図１２】本方法を説明する図である。

【図１３】本方法を説明する図である。

【図１４】本方法を説明する図である。

【図１５】従来の課題を説明する図である。

【図１６】従来の課題を説明する図である。

【符号の説明】

１ ＸＹステージ（プリント配線板移動テーブル） ２ レーザビーム照射装置（レーザビーム照射手段） ３ レンズ装置（集光手段） ３−１〜３−３ レンズ ４ システムコントローラ ７ ミラー装置 ７−１，７−２ バーフミラー ７−３〜７−５ バーフミラー ８ 治具 １１ ステージコントローラ（デーブル制御手段） ２１ レーザ発振器 ２２ レーザビームマスク装置（レーザビームマスク手
段） ２２−１，２２−２ モータ ２２−３，２２−４ ネジ ２２−５〜２２−８ マスク板 ２３ レーザコントローラ（レーザ発振器制御手段） ２４ マスクサイズコントローラ（レーザビームマスク
制御手段） ３１ レンズコントローラ（集光制御手段） ５０ パターン切断部 ５１ 配線パターン ５３ 内層電源層（内層パターン） ５３Ａ 内層パターン切断部 ６０ 凹所 ６１ 壁部 Ａ 溶融粉 ＬＢ レーザビーム ＰＴ プリント配線板

Claims (17)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面に配線のためのパターンを形成され
   たプリント配線板（ＰＴ）における切断すべきパターン
   箇所にレーザビーム（ＬＢ）を照射することにより、該
   切断すべきパターン箇所を揮発させて除去したあと、 切断時よりも弱いレーザビーム（ＬＢ）を用いて切断箇
   所を含むプリント配線板部分を照射することにより、該
   切断箇所付近に付着した溶融粉を除去することを特徴と
   する、レーザを用いたプリント配線板のパターン切断方
   法。
2. 【請求項２】 該レーザビーム（ＬＢ）の照射範囲を広
   面積化することにより、レーザ出力を切断時に比べ変え
   ないで、該切断時よりも弱いレーザビーム（ＬＢ）を作
   り出し、この弱いレーザビーム（ＬＢ）を用いて切断箇
   所を含むプリント配線板部分を照射することにより、該
   切断箇所付近に付着した溶融粉を除去することを特徴と
   する請求項１記載のレーザを用いたプリント配線板のパ
   ターン切断方法。
3. 【請求項３】 レーザ出力を切断時に比べ低くすること
   により、該切断時よりも弱いレーザビーム（ＬＢ）を作
   り出し、この弱いレーザビーム（ＬＢ）を用いて切断箇
   所を含むプリント配線板部分を照射することにより、該
   切断箇所付近に付着した溶融粉を除去することを特徴と
   する請求項１記載のレーザを用いたプリント配線板のパ
   ターン切断方法。
4. 【請求項４】 該切断箇所を含むプリント配線板部分に
   ついて、該弱いレーザビーム（ＬＢ）を複数回に分けて
   照射することにより、該切断箇所付近に付着した溶融粉
   を複数回に分割して除去することを特徴とする請求項１
   〜請求項３のいずれかに記載のレーザを用いたプリント
   配線板のパターン切断方法。
5. 【請求項５】 樹脂で被覆された配線のための内層パタ
   ーンを有するプリント配線板（ＰＴ）における切断すべ
   き内層パターン箇所に対応する樹脂部分にレーザビーム
   （ＬＢ）を照射することにより、まず該樹脂部分を揮発
   させて除去し、ついで該切断すべき内層パターン箇所に
   更にレーザビーム（ＬＢ）を照射して該切断すべき内層
   パターン箇所を揮発させて除去したあと、 除去された樹脂部分のあとに形成された凹所の縁部に略
   垂直にレーザビーム（ＬＢ）を照射することにより、該
   凹所の壁部に付着した溶融粉を除去することを特徴とす
   る、レーザを用いたプリント配線板のパターン切断方
   法。
6. 【請求項６】 樹脂で被覆された配線のための内層パタ
   ーンを有するプリント配線板（ＰＴ）における切断すべ
   き内層パターン箇所に対応する樹脂部分にレーザビーム
   （ＬＢ）を照射することにより、まず該樹脂部分を揮発
   させて除去し、ついで該切断すべき内層パターン箇所に
   更にレーザビームを照射して該切断すべき内層パターン
   箇所を揮発させて除去したあと、 除去された樹脂部分のあとに形成された凹所の壁部にレ
   ーザビーム（ＬＢ）を照射することにより、該凹所の壁
   部に付着した溶融粉を除去することを特徴とする、レー
   ザを用いたプリント配線板のパターン切断方法。
7. 【請求項７】 該凹所の壁部にレーザビーム（ＬＢ）を
   斜めから照射することにより、該凹所の壁部に付着した
   溶融粉を除去することを特徴とする請求項６記載のレー
   ザを用いたプリント配線板のパターン切断方法。
8. 【請求項８】 該プリント配線板（ＰＴ）を傾斜させた
   後に、該凹所の壁部にレーザビーム（ＬＢ）を照射し
   て、該凹所の壁部に付着した溶融粉を除去することを特
   徴とする請求項６記載のレーザを用いたプリント配線板
   のパターン切断方法。
9. 【請求項９】 樹脂で被覆された配線のための内層パタ
   ーンを有するプリント配線板（ＰＴ）における切断すべ
   き内層パターン箇所に対応する樹脂部分にレーザビーム
   （ＬＢ）を照射することにより、まず該樹脂部分を揮発
   させて除去し、ついで該切断すべき内層パターン箇所に
   更にレーザビームを照射して該切断すべき内層パターン
   箇所を揮発させて除去する際に、 除去された樹脂部分のあとに形成された凹所内に切断後
   の該内層パターン箇所が一部露出するように、該内層パ
   ターン箇所が部分的に除去されることを特徴とする、レ
   ーザを用いたプリント配線板のパターン切断方法。
10. 【請求項１０】 樹脂で被覆された配線のための内層パ
    ターンを有するプリント配線板（ＰＴ）における切断す
    べき内層パターン箇所に対応する樹脂部分にレーザビー
    ム（ＬＢ）を照射することにより、まず該樹脂部分を揮
    発させて除去し、ついで該切断すべき内層パターン箇所
    に更にレーザビーム（ＬＢ）を照射して該切断すべき内
    層パターン箇所を揮発させて除去したあとに、 隣接する樹脂部分について、樹脂部分を揮発させて除去
    したあと内層パターン箇所を部分的に揮発させて除去す
    る操作を少なくとも１回は施すことを特徴とする、レー
    ザを用いたプリント配線板のパターン切断方法。
11. 【請求項１１】 該樹脂部分の除去について、切断すべ
    き内層パターン箇所を含む広い範囲について除去を施す
    ことを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の
    レーザを用いたプリント配線板のパターン切断方法。
12. 【請求項１２】 樹脂部分を揮発させて除去する際に、
    該レーザビーム（ＬＢ）を複数回に分けて照射すること
    により、該樹脂部分を分割して除去することを特徴とす
    る請求項５，６，９，１０のいずれかに記載のレーザを
    用いたプリント配線板のパターン切断方法。
13. 【請求項１３】 切断時よりも弱いレーザビーム（Ｌ
    Ｂ）を用いて、除去された樹脂部分のあとに形成された
    凹所の周囲部分を照射することにより、この周囲部分に
    付着した溶融粉を除去することを特徴とする請求項５，
    ６，９，１０のいずれかに記載のレーザを用いたプリン
    ト配線板のパターン切断方法。
14. 【請求項１４】 プリント配線板（ＰＴ）を載置して該
    プリント配線板（ＰＴ）を移動しうるプリント配線板移
    動テーブル（１）と、 該プリント配線板移動テーブル（１）上の該プリント配
    線板（ＰＴ）における切断すべきパターン箇所にレーザ
    ビーム（ＬＢ）を照射するレーザビーム照射手段（２）
    とをそなえ、 該レーザビーム照射手段（２）が、レーザ発振器と、該
    レーザ発振器からのレーザビーム照射範囲を調整するレ
    ーザビームマスク手段とをそなえて構成されるととも
    に、 パターン切断時は該レーザビーム照射面積を狭くし溶融
    粉除去時は該レーザビーム照射面積を広くしうるように
    該レーザビームマスク手段を制御するレーザビームマス
    ク制御手段（２４）が設けられたことを特徴とする、レ
    ーザを用いたプリント配線板のパターン切断装置。
15. 【請求項１５】 プリント配線板（ＰＴ）を載置して該
    プリント配線板（ＰＴ）を移動しうるプリント配線板移
    動テーブル（１）と、 該プリント配線板移動テーブル（１）上の該プリント配
    線板（ＰＴ）における切断すべきパターン箇所にレーザ
    ビーム（ＬＢ）を照射するレーザビーム照射手段（２）
    とをそなえ、 パターン切断時はレーザビーム照射面積を狭くし溶融粉
    除去時は該レーザビーム照射面積を広くしうるように該
    プリント配線板移動テーブル（１）の上下位置を制御す
    るテーブル制御手段（１１）が設けられたことを特徴と
    する、レーザを用いたプリント配線板のパターン切断装
    置。
16. 【請求項１６】 プリント配線板（ＰＴ）を載置して該
    プリント配線板（ＰＴ）を移動しうるプリント配線板移
    動テーブル（１）と、 該プリント配線板移動テーブル（１）上の該プリント配
    線板（ＰＴ）における切断すべきパターン箇所にレーザ
    ビーム（ＬＢ）を照射するレーザビーム照射手段（２）
    と、 該レーザビーム照射手段（２）からのレーザビーム（Ｌ
    Ｂ）を該プリント配線板（ＰＴ）上に集光する集光手段
    （３）とをそなえ、 パターン切断時はレーザビーム照射面積を狭くし溶融粉
    除去時は該レーザビーム照射面積を広くしうるように該
    集光手段（３）を制御する集光制御手段（３１）が設け
    られたことを特徴とする、レーザを用いたプリント配線
    板のパターン切断装置。
17. 【請求項１７】 プリント配線板（ＰＴ）を載置して該
    プリント配線板（ＰＴ）を平面的に移動しうるプリント
    配線板移動テーブル（１）と、 該プリント配線板移動テーブル（１）上の該プリント配
    線板（ＰＴ）における切断すべきパターン箇所にレーザ
    ビーム（ＬＢ）を照射するレーザビーム照射手段（２）
    とをそなえ、 該レーザビーム照射手段（２）が、出力調整可能なレー
    ザ発振器をそなえて構成されるとともに、 パターン切断時は該レーザ発振器の出力を高くし溶融粉
    除去時は該レーザ発振器の出力を低しうるように該レー
    ザ発振器の出力を制御するレーザ発振器制御手段（２
    ３）が設けられたことを特徴とする、レーザを用いたプ
    リント配線板のパターン切断装置。