JP5422080B2 - 導電層の特定の表面の一部を剥離するための方法 - Google Patents

Description

本発明は、導体トラックを残しながらレーザービームによって導電層、特に銅層の特定の表面の一部を剥離するための方法に関する。この場合、所定の経路を有する導体トラックが、基板上の導電層から形成される。この場合、導電層だけが切除されるように、しかもこのときと同時に、この導電層の下にあるこの導電層を支持している基板１が損傷されることなしに、レーザービームのパラメータがセットされる。この場合、最初に、当該表面が、複数の領域に分割される。一直線状の切欠きをこれらの領域のそれぞれの周囲に沿って設けることによって、これらの領域がそれぞれ、その外縁領域に沿って導電層の隣接している領域に対して熱絶縁され、引き続き、基板上の当該導電層の付着力が著しく低下し、切除すべき１つの領域が、外部の作用下でこの基板からシート状に剥離されるまで、当該切除すべき１つの領域が、レーザービームによって加熱される。

例えば、フレキシブルな又は重合体の回路支持体から、特に３次元でもある回路支持体から又は従来の回路基板から、導電層の一部を剥離又は切除するためのこのような方法が、例えばドイツ連邦共和国特許第１０２００４００６４１４号明細書から公知であり、例えば当該基本的な製造の分野では、実際には、特に、希望した表面の化学的な切除が不可能であるか又は望ましくないときに使用される。

このため、レーザービームによる導電層の切除は、基本的に既知である。基板の材料特性が、特にその都度必要なレーザー切除限界値又は融点に関して導電層に比べてより高い限界値を有する場合、導電層だけが、レーザービームによって除去される一方で、基板は破損又は損傷されないように、レーザーパラメータがセットされ得る。このため、切除すべき領域が、レーザービームによって加熱される。切除すべき表面が、ストリップ状の形状を有し得る個々の領域から構成される。この場合、これらの領域を区切っている複数の切欠きが、平行な複数の直線にほぼ沿って延在する。

米国特許第３，２１４，３１５号明細書は、導体トラックが打ち抜き機によって剥離すべき表面から機械的に分離される方法に関する。この場合、基板上の表面の最低限の付着力を達成するため、打ち抜き機が加熱される。当該表面の除去後に、熱のさらなる流入が、基板を硬化させるために利用されると同時に、導体トラックを基板に持続して結合させるために利用される。

導体層と支持基板との間の付着力を低下させることによって導電層をレーザー切除するための方法が、ヨーロッパ特許第０８３４１９１号明細書から公知である。似たような方法が、米国特許出願公開第２００３／００４７２８０号明細書及び特開２００３−４７８４１号公報にも記されている。

米国特許出願公開第２００１／００６７６６号公報は、表面と基板との間の結合力が、電磁放射線をこの表面に透過させることによって弱められ、その後に当該領域内のこの表面を剥離する方法を開示する。利点は、層を切除するエネルギーに比べて少ない、当該方法のために減少されたエネルギーの流入にある。

ドイツ連邦共和国特許第６９４１１３３７号明細書は、樹脂製の成形品上に導電回路を製造するための方法を開示する。この場合、照射された金属膜を除去するため、被覆された金属膜が、導電層内に形成されなければならない部分の境界線に沿ってレーザービームによって照射される。金属膜の、回路に必要でない部分が、化学エッチングによって除去される。

さらに、導電層を誘電体基板から除去するための方法が、米国特許出願公開第２００２／０１０６５２２号明細書から公知である。この方法の場合、導電層の除去すべき領域の境界線に沿って、最初に、切断が、レーザービームによって実施され、引き続き、当該導電層が取り去られる。

国際公開第９０／０９７３０号パンフレットは、レーザービームによって絶縁基板上に導電材料製の層から成る電極構造体を製造するための方法を開示する。この場合、当該電極が、ストリップ状の形状を有する。除去が、圧縮空気又は吸引によって実施される。

この方法を実施する場合、切除すべき表面を個々の領域に分割することが特に要求される。このため、多くの場合に、当該表面が、所定の幅の複数のストリップに分割される。これらのストリップの所定の幅は、当該表面を迅速に剥離するために後続して実施すべき熱エネルギーの流入を考慮して最適化されている。実際には、多くの場合に、導体トラック又は縁に沿って隣接する少なくとも１つのストリップが、最適な幅を有しない、すなわちより小さい面積を有することが、阻害要因として実証されている。熱エネルギーが非常に大きく、このために隣接している導体トラックを破損させるという危険を当該小さい面積で冒さないようにするため、多くの場合に、導体トラックに隣接した切欠きは採用しないで、相応に拡張された領域が分離除去される。このため、望まない加工経費がさらにかかる。

複数のストリップの経路が、複数の導体トラックの主延在部分に対して平行に選択され、分割すべき表面を同じ幅の当該複数のストリップに分割することも既に考案された。確かに、実際には、これらの導体トラックは、一般に１つの方向だけに延在しない。さらに、これらの導体トラックの幅は変化する。したがって、その結果、ストリップ状の複数の領域が、異なる幅になる。その結果、熱エネルギーの流入が、異なる大きさのこれらの残りの領域に対して個々に調整される必要があるか、又は、手動の切除を実施する必要がある。

ドイツ連邦共和国特許第１０２００４００６４１４号明細書 米国特許第３，２１４，３１５号明細書 ヨーロッパ特許第０８３４１９１号明細書 米国特許出願公開第２００３／００４７２８０号明細書 特開２００３−４７８４１号公報 米国特許出願公開第２００１／００６７６６号公報 ドイツ連邦共和国特許第６９４１１３３７号明細書 米国特許出願公開第２００２／０１０６５２２号明細書 国際公開第９０／０９７３０号パンフレット

本発明の課題は、従来の技術から出発して当該方法をさらに最適化することにある。特に、複数の領域の好適な区分が提唱されなければならない。当該好適な区分によって、シート状の切除がさらに改良され、隣接している導体トラックの破損が阻止される。

当該発明によれば、この課題は、請求項１に記載の特徴に応じた方法によって解決される。本発明のその他の構成は、従属請求項に記載されている。

すなわち、本発明によれば、導電層の特定の表面の一部を剥離するための方法が提唱されている。この方法の場合、複数の領域が、ストリップ状に形成される。その結果、複数の切欠きが、複数の直線にほぼ沿って延在する。これらの直線が、導体トラックの既知の経路によって決定された主軸に対して非平行に延在するように、これらの直線の経路が選択される。切除すべき表面が、所定の、特にその後の熱エネルギーの流入を考慮して最適化された幅の複数のストリップに分割され、このときに前記複数の領域を分割している分離線としての切欠きの方向が、前記導体トラックの主軸線から外れるように選択されることによって、実際には、１つの導体トラックに対して平行な１つの経路は、ほとんど存在し得ない。むしろ、前記複数の切欠きはそれぞれ、それぞれの導体トラックと鋭角を成す。特に、最初に、導体トラックの既知の経路が決定され、そして複数の切欠きの延在角度が確定されてもよい。この延在角度は、特に導体トラックの決定された方向から外れ、特に最大に外れる。この場合、本発明は、導体トラックがほぼＸ軸又はＹ軸の方向に延在するか又はこれらのＸ軸及びＹ軸に対してほぼ４５°を成して延在することを利用する。角度が外れていると、前記複数の切欠きが、常に鋭角を成して、すなわち決して平行にならずに導体トラックに当たる。その結果、これらの切欠きの全体が除去され得る。したがって、本発明の利点は、これらの切欠きのこうして決定された方向によって、導体トラックに対して平行な経路が回避され、それ故に隣接した複数の領域を分割するための切欠きの配置に対して平行な熱エネルギーの流入が回避される点にある。その結果、導体トラック内へのエネルギーの望まない流入が大幅に減少され得、この導体トラックの破損が排除され得る。

さらに、各ストリップ状領域の端部領域が集合する。その結果、１つの端部領域の幅が減少している。したがって、剥離のために必要な熱エネルギーも減少している。その結果、熱エネルギーの流入が、１つの導体トラックに隣接した少なくともこの端部領域内で減少し得る。例えば、端部領域の剥離が困難になることなしに、熱エネルギーを流入させるためのレーザーが、導体トラックに対して十分な間隔を常に保持できる。むしろ、レーザーが、この領域の加熱時にこの導体トラックに近づくものの、この導体トラックに対して決して平行に進行しない。

場合によっては発生する三角形の領域も、簡単に分離除去され得る。何故なら、当該分離除去に対しては、少ない熱流入だけで済むからである。しかも、この少ない熱流入も、導体トラックに対して非平行に実施される。

当該方法の特に好適な構成の場合、前記複数の切欠きが、主軸及び主軸に対して４５°を成す軸の双方と鋭角を成し、１つの主軸に対して１０°〜３５°、特に２０°〜２５°の角度で延在する。これによって、導体トラックの方向を事前に検査することなしでも、主軸と当該主軸に対して４５°を成す角度の軸とに対して平行な経路が、少なくともほとんど排除されていることが、実際に達成され得る。当該排除に対しては、例えば、実際には、複数の切欠きと１つの主軸又はこの主軸に対して４５°の角度を成す１つの軸との成す２２．５°の角度が適している。

さらに、１つの領域の、それぞれの端部領域以外の複数の切欠きが、互いに平行に延在し、このときにこれらの端部領域が、特に同じ幅を有する、さらに改良された構成が、特に良好な結果が得られるとして既に実証されている。これによって、複数の領域の分割が簡単になるだけではなくて、最適な熱流入も達成され、それ故に付着力の迅速で且つ確実な低下も達成される。こうして、剥離すべき層の広範囲の切除が、最小限の時間消費で達成される。

この場合、基板への融着及び焼き付けを引き起こしうる切欠きと導体トラックとの成す非常に小さい角度を回避するため、１つの端部領域内の複数の切欠きが、導体トラックに面した屈曲部分又は湾曲部分でこの導体トラックに対して特に９０°の角度で配置されることが特に重要である。導体トラックの近くでは、切欠きの湾曲部分又は屈曲部分が、９０°の角度でこの導体トラックに向かって延在する。

導電層の適切な特性では、表面が、磁力又は静電力によって切除され得る。これに対して、加熱された表面が、圧縮空気を適切に供給することによって基板から分離される別の切除方法が、特に有益である。この場合、圧縮空気の適切な放出が、表面の縁から開始して中心に向かう切除を可能にする。

さらに、加熱された表面が、吸引によって基板から分離されることでも、より良好な結果が得られる。当該分離によって、加熱されて剥離された一部が、基板の別の場所に降下し、当該一部が、この基板のこの別の場所に付着したままになる程度に、この基板のこの別の場所が、この別の場所に蓄積された熱エネルギーによって溶解しうることが阻止される。

この場合、特に、流体の流れ方向が、一直線の切欠きに対して非平行に且つ非直交に延在するように、当該方向が調整される。したがって、予め設けられた切欠きの所定の経路から出発して、その後の作業工程中に、基板上の導電層の付着力が低下され、当該加熱された表面が、圧縮空気を適切に供給することによって又は吸引することによって基板から分離されることによって、レーザーエネルギーによって加熱されたストリップ状領域が切除される。当該切除のために発生された流体の流れが、切欠きに対して非平行に延在し且つ切欠きに対して非直交にも延在する方向を有する。むしろ、これらの切欠きとこの流体の流れとはそれぞれ、特に２０°〜４０°に達し得る鋭角を成す。その結果、空気の流れが、切欠きの長さに対して同時に当たるのではなくて、ストリップ状の切欠きの長手延在部分の異なる複数の領域に対して順々に当たる。このため、表面の剥離が、切欠きの全ての延在部分にわたって同時に開始するのではなくて、時差を伴って開始する。その結果、当該作用が、集中的に働くと同時に、既に剥離された部分が、基板上にまだ付着している部分上に折り返されることが阻止される。

この場合、先行するストリップの切除時の削りカスが、後方のストリップに達し当該後方のストリップの切除が阻害されうることを阻止するため、流体供給部に面しない領域及び／又は吸引部に面した領域が最初に加熱されることが有益である。

この場合、さらに、レーザーが、第１端部領域からこの第１端部領域に対向している第２端部領域まで当該ストリップ状領域に沿ってこの領域に対して移動されることによって、各領域が、このレーザーを用いた熱の流入によって加熱されることが特に重要である。この場合、第１端部領域が、第２端部領域より流体供給部に対して遠い距離にある。レーザー又は別の適した電磁放射源による１本の線に沿って作用する熱の流入の方向が、それぞれのストリップ状領域の、空気供給部に面しない端部領域つまり空気吸引部に面した端部領域で開始する。これによって、既に剥離された部分が、同じストリップのまだ剥離されていない部分上に不必要に折り返されることが阻止される。折り返しが起こると、当該まだ剥離されていない領域が陰で覆われ、当該領域の加熱が阻害されうる。

本発明は、様々な実施の形態を可能にする。本発明の基本原理をさらに明瞭にするため、様々な実施の形態のうちの１つの実施の形態が、図面中に示されていて、以下で説明される。この実施の形態は、それぞれの図中に原理的に示されている。

基板上の導体トラックと、この導体トラックを包囲する、ストリップ状の複数の領域に分割された切除すべき表面とを示す。 図１中に示された複数の領域を流体の流れによって除去するための配置を示す。

以下に、導電層の特定の表面の一部を基板１から剥離するための本発明の方法を図１及び２に基づいて説明する。この示された例では、当該表面が、導体トラック２を包囲する。このため、図１中に示された最初の方法ステップでは、まず、当該表面が、レーザービーム３によって複数の領域４に分割される。このため、導電層だけが切除されるように、しかもこのときと同時に、この導電層の下にあるこの導電層を支持している基板１が損傷されることなしに、レーザービームのパラメータがセットされる。さらに、一直線状の切欠き５をこれらのストリップ状の領域４のそれぞれの周囲に沿って設けることによって、これらの領域４の各々が、導電層の隣接している領域４に対して熱絶縁される。このため、複数の当該切欠き５が、ほぼ平行な複数の直線として設けられる。これらの直線が、導体トラック２の既知の経路によって決定された主軸Ｘ，Ｙと２２．５°の鋭角αを成す。こうして、実際には、これらの切欠き５の、１つの導体トラック２に対して平行な経路が、ほぼ排除されている。その結果、導体トラック２に対して平行な熱エネルギーの流入が、この導体トラック２に隣接した領域４の剥離時に阻止される。すなわち、当該導体トラック２の破損が排除されている。さらに、それぞれの領域４を包囲している複数の切欠き５が、導体トラック２に対して隣接したそれぞれの端部領域４ａ，４ｂ内で集合する。その結果、１つの領域４の幅ｂが、両端部領域４ａ，４ｂ内で減少している。したがって、当該剥離のために必要な熱エネルギーが同様に減少されている結果、当該熱エネルギーの流入が少なくとも、導体トラック２に対して隣接した端部領域内で減少され得る。

図２には、図１中に示された複数の領域４を流体の流れ６によって除去するための配置が示されている。この配置の場合、最初に、流体の流れ６が、切欠き５上に非平行に且つ非直交に当たるように、これらの切欠き５に対するこの流体の流れ６の方向が調整される。この場合、レーザービーム３が、１つの領域４に対してストリップ状のこの領域４に沿って第１端部領域４ａから第２端部領域４ｂに向かって移動されることによって、このレーザービーム３によって基板上の導電層の付着力を低下させるための熱が、この領域４の全長にわたって同時に流入され得るのではなくて、この領域４の主延在部分に沿って点状に流入され得る。このレーザービーム３の当該パラメータは、この方法ステップ中に可変に調整され得る。この場合、第１端部領域４ａが、圧縮空気によって実現された流体供給部７に対して第２端部領域４ｂより遠いように、つまり、第１端部領域４ａが、吸引部８に対して第２端部領域４ｂより近いように、当該指向は選択されている。したがって、導電層の一部が、レーザービーム３の前進する相対移動によって切除される。この場合、当該言及した指向は、既に剥離された部分９が同じ領域４のまだ剥離されていない部分上に不必要に折り返されることを阻止する。当該折り返しが阻止されずに折り返された場合には、当該まだ剥離されていない部分が陰で覆われ、この部分の加熱が阻害されうる。個々の領域４が、連続して剥離される。この場合、流体供給部７に面しないで及び／又は吸引部８に面した領域が最初に加熱される結果、導電層の剥離された小片が、流体の流れ６の下流方向に依然として存在する複数の領域４上に堆積せず、これらの領域４の加熱が阻害され得ない。

１ 基板
２ 導体トラック
３ レーザービーム
４ 領域
４ａ 第１端部領域
４ｂ 第２端部領域
５ 切欠き
６ 流体の流れ
７ 流体供給部
８ 吸引部
９ 剥離された部分
α 鋭角
ｂ 幅

Claims (10)

1. レーザービーム（３）によって導電層の特定の表面の一部を剥離するための方法であって、所定の経路を有する導体トラック（２）が、基板上の導電層から形成され、前記導電層だけが切除されるように、しかもこのときと同時に、前記導電層の下にあるこの導電層を支持している前記基板（１）が損傷されることなしに、前記レーザービームのパラメータがセットされ、最初に、前記表面が、複数の領域（４）に分割され、一直線状の切欠き（５）をこれらの領域（４）のそれぞれの周囲に沿って設けることによって、これらの領域（４）がそれぞれ、その外縁領域に沿って前記導電層の隣接している領域（４）に対して熱絶縁され、引き続き、前記基板（１）上の前記導電層の付着力が著しく低下し、切除すべき１つの領域（４）が、外部の作用下で前記基板（１）からシート状に剥離されるまで、前記切除すべき１つの領域（４）が、レーザービームによって加熱される当該方法において、
   前記複数の領域（４）が、ストリップ状に形成される結果、複数の切欠き（５）が、複数の直線にほぼ沿って延在し、これらの直線が、前記導体トラック（２）の既知の経路によって決定された主軸（Ｘ，Ｙ）に対して非平行に延在するように、これらの直線の経路が選択されることを特徴とする方法。
2. 前記複数の切欠き（５）は、前記主軸（Ｘ，Ｙ）及び前記主軸（Ｘ，Ｙ）に対して４５°を成す軸の双方と鋭角を成すことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記複数の切欠きは、１つの主軸（Ｘ，Ｙ）に対して１０°〜３５°、特に２０°〜２５°の角度（α）を成して延在することを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. １つの領域（４）の、それぞれの端部領域（４ａ，４ｂ）以外の前記複数の切欠き（５）が、互いに平行に延在することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
5. １つの端部領域（４ａ，４ｂ）内の前記複数の切欠き（５）が、前記導体トラック（２）に面した屈曲部分及び／又は湾曲部分で前記導体トラックに対して特に９０°の角度で配置されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記複数の領域（４）は、流体供給部（７）、特に圧縮空気供給部を通じた適切な流体の流れ（６）によって及び／又は吸引部（８）を用いた吸引によって前記基板（１）から分離されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記流体の流れ（６）の方向が、一直線の前記複数の切欠き（５）に対して非平行に且つ非直交に延在するように、当該方向が調整されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 前記流体供給部（７）に面しない前記複数の領域（４）及び／又は前記吸引部（８）に面した前記複数の領域（４）が、最初に加熱されることを特徴とする請求項６又は７に記載の方法。
9. 前記レーザー（３）が、第１端部領域（４ａ）からこの第１端部領域（４ａ）に対向している第２端部領域（４ｂ）まで前記ストリップ状領域（４）に沿ってこの領域（４）に対して移動されることによって、各領域（４）が、前記レーザー（３）を用いた熱の流入によって加熱され、前記第１端部領域（４ａ）が、前記第２端部領域（４ｂ）より前記流体供給部（７）に対して遠い距離にあることを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載の方法。
10. 前記複数の切欠き（５）が、平行な複数の直線に沿って延在するように、前記複数の領域（４）が、個々のストリップに分割されることを特徴とする請求項６〜９のいずれか１項に記載の方法。

Images