JPH0783999B2 - 基板材料の小径穴加工方法 - Google Patents

基板材料の小径穴加工方法

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JPH0783999B2
JPH0783999B2 JP4085654A JP8565492A JPH0783999B2 JP H0783999 B2 JPH0783999 B2 JP H0783999B2 JP 4085654 A JP4085654 A JP 4085654A JP 8565492 A JP8565492 A JP 8565492A JP H0783999 B2 JPH0783999 B2 JP H0783999B2
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和夫 大場
香織 嶋
章 大場
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    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24Generating plasma
    • H05H1/26Plasma torches
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K10/00Welding or cutting by means of a plasma
    • HELECTRICITY
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    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、基板の小径穴加工の切
粉詰まり処理並びに内壁荒れの除去を高速で確実に行う
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、電子機器の基板材料である両面銅
貼りのガラス繊維入りエポキシ樹脂基板の穴明け加工
は、0.3mm以上の穴を加工することが多く、発生す
る切粉は超音波洗滌などの方法で除去することが普通で
あった。しかし、最近では配線も微細パターン化して、
高密度、多層化となってきており、スルーホール径も
0.25mmから0.1mm程度と細径の穴径となり、
ドリル刃の摩耗、折損などの問題もあって、切粉詰まり
や内壁荒れ、バリ発生が多く、超音波洗滌方法では切粉
排除、内壁荒れやバリ除去は不可能になってきている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明では、
小径穴内の切粉処理、内壁面の平滑性、バリの除去など
が短時間で確実にできる方法を提供せんとするものであ
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、小径穴を有す
被加工基板材料の両側に電極を配置し、この電極に電
圧を印加し気圧10ないし2×103Torr下でプラ
ズマ放電処理して、被加工基板材料の小径穴内を仕上
工することを特徴とする基板材料の小径穴加工方法であ
る。
【0005】本発明は、又、被加工基板材料の両側に2
極間間隔0.01〜50mmで電極を配置し、気圧10
ないし2×10 3 Torr下で、電圧波形のτ on が5μ
sないし20sの範囲で、ピーク電圧は2極間間隔に合
せて10Vないし50000Vに変化させてプラズマ放
電処理して、被加工材の小径穴を加工することを特徴と
する基材材料の小径穴加工方法である。そして、処理雰
囲気は空気、非酸化性ガス、反応性ガス、蒸気のいずれ
かである基板材料の小径穴加工方法である。
【0006】すなわち、本発明は、基板材料の小径穴加
工において、プラズマ放電処理が切粉処理、穴内面の平
滑性、バリの除去などに著効があることを見出し、雰囲
気、圧力、放電パルス幅とピーク電圧を選択設定するこ
とによって所期の目的を達成するものである。
【0007】例えば、アルミナ基板やシリコン基板のよ
うに耐熱、耐食性の良い材料を用いた基板の場合は、例
えば一般にセラミックスエッチング用として使われるフ
ッ化水素系ガス以外に水酸化ナトリウムや水酸化カリウ
ム水を50〜60℃に温め、アルカリ蒸気とする。その
雰囲気760Torr中で基板穴に対してプラズマ放電
処理を行うと、従来のフッ素酸エッチングよりも3〜4
倍も効率良く、細穴壁面のみのエッチングができること
がわかった。燃えやすい紙製品の如き基板については、
Ar、N2ガス雰囲気でプラズマ放電処理すれば良いこ
ともわかった。
【0008】処理雰囲気は、空気、例えばAr、He、
2などの非酸化性ガス例えばCH4、CCl4、C22
などの反応性ガス、例えばNaOH水蒸気などの蒸気を
適宜選択して適用する。
【0009】気圧の制御は重要で10Torr未満で
は、基板材料の小径穴以外にも沿面放電が生じ、グロー
放電となり、目的とする穴のプラズマ放電処理効率が悪
くなるばかりでなく、プラズマ放電処理の不必要な箇所
まで処理することになってくる。又、2×103Tor
rを超えるとプラズマ放電処理装置の高圧化に問題が生
じると共に放電も生じ難くなる。電極条件も重要で、ま
ず2極間の間隔は0.01〜50mmの範囲がよい。
0.01mm未満では現在最も薄い基板として超LSI
基板の厚さが0.005mm位であるので、電極間隔は
0.01が限度であり、また電極間隔が50mmを超え
ると電極間のピーク電圧は50000V以上必要となり
基板材料の小径穴が10mm間隔の場合、放電が電極に
近い小径穴のみならず、遠い小径穴に分散するため、プ
ラズマ放電処理効果が半減する。電圧変動率が±5%で
あるから、49000Vが限界である。むしろ現状では
小径穴の間隔は10mm以下であるから最大ピーク電圧
から電極間隔が決まり、50mmが最大間隔である。電
圧波形電流におけるτonは5μs未満では放電が生じ難
くなる。又、20sを超えるといかなる基板材料も部分
的に焼け焦げ現象を生じ、目的が達成されない。ピーク
電圧が10V未満ではプラズマ放電が発生し難く、生じ
たとしても単発的放電となり極めて不安定で処理効率は
低い。50000Vを超えると多数の小径穴に分散し効
率が低下するのみならず装置の安全性にも問題を生じて
くる。
【0010】
【実施例】厚さ0.8mm、縦20cm、横30cmの
樹脂基板に、各一枚毎に直径0.25mm、0.2m
m、0.15mmの穴をそれぞれNCボール盤で全面に
5mm間隔で穴明け加工した。穴数は2300穴となっ
たが、ステップ加工中、0.25mm細径ドリルは13
90穴位から切粉詰まりが著しくなった。0.2mm細
径ドリルでは680穴位から、さらに0.15mm、細
径ドリルでは430穴位から切粉詰まりが著しくなり、
穴内壁荒れ、バリ発生も多くなった。
【0011】かかる基板を用い、0.25mm穴の基板
については雰囲気は空気中、760Torr、2極間間
隔は10mmとして、τONを10ms、ピーク電圧は1
1000Vにて、プラズマ放電処理を行った。処理時間
は2300穴を2分でNC移動処理した。その結果、穴
内部の切粉は殆どなく、穴内壁面もプラズマ放電により
突出したガラス繊維などや樹脂のめくれ、突出しなどは
溶融酸化などで滑らかとなり、バリも殆どない状態とな
った。
【0012】0.2mm、0.15mmの穴の基板につ
いてもそれぞれ、0.2mmの場合は電極間隔を8m
m、ピーク電圧を9000V、又、0.15mmの場合
は電極間隔6mm、ピーク電圧6000Vの条件で処理
した。
【0013】図1はCdS光検出器を使用して、基板穴
の光の透過量による出力電圧をとり、穴内の切粉の除去
具合を調べた図である。縦軸は光起電力の電圧を示し、
2300個の平均光透過量に比例した光起電力の電圧で
ある。0.25mmの場合、穴明けが100%で良好な
らば、出力電圧は5mVとなるが、プラズマ放電処理方
法では4.9mVで光透過率は98%であるが、超音波
処理の従来方法では1.4mVで28%に過ぎなかっ
た。
【0014】穴径が0.15mmになると、光透過率は
プラズマ放電処理の場合89%であるのに対して、従来
方法では11%に過ぎないことがわかった。さらに穴径
0.15mmのものについては、τONを1ms、ピーク
電圧を8000V、電極間隔は5mmとしたところ、光
透過量が増加して透過率が97%に達した。さらにτON
を10μsとした結果、99.9%に達したことがわか
った。
【0015】したがって、プラズマ放電処理は、対象物
の材質、穴径によって、パルスτonやピーク電圧と電極
間隔を変え、基板に対して最適条件でプラズマ処理を行
えば、ほぼ100%の細穴内壁処理が高速で、しかも確
実にできた。
【0016】
【発明の効果】本発明方法によれば、基板の小径穴加工
における切粉詰まり、穴内壁面の平滑化、バリの除去を
短時間で確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の効果を従来例と対比して穴径と平均光
透過量を光起電力の電圧との関係で試験した結果を示す
グラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 嶋 香織 神奈川県川崎市麻生区王禅寺768番地15 (72)発明者 大場 章 埼玉県朝霞市浜崎1丁目9番地の3−205 (56)参考文献 特開 昭58−4398(JP,A)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 小径穴を有する被加工基板材料の両側に
    電極を配置し、この電極に電圧を印加し気圧10ないし
    2×103Torr下でプラズマ放電処理して、被加工
    基板材料の小径穴内を仕上加工することを特徴とする基
    板材料の小径穴加工方法。
  2. 【請求項2】 小径穴を有する被加工基板材料の両側に
    2極間間隔0.01〜50mmで電極を配置し、気圧1
    0ないし2×103Torr下で、電圧波形のτonが5
    μsないし20sの範囲で、ピーク電圧は2極間間隔に
    合せて10Vないし50000Vに変化させてプラズマ
    放電処理して、被加工材の小径穴内を仕上げ加工するこ
    とを特徴とする基材材料の小径穴加工方法。
  3. 【請求項3】 処理雰囲気は空気、非酸化性ガス、反応
    性ガス、蒸気のいずれかである請求項1又は2記載の基
    板材料の小径穴加工方法。
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