JPS5970755A - エネルギ・ビームを用いた電気化学的処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の分野〕 この発明は、レーザによる増強と共に又は無しで基板に
メッキをする又は基板のエツチングを行う装置、特に、
メッキ工程又はエツチング処理を高能率にするためにマ
スキング技術を使用した装置に関する。

〔従来技術〕

電気メッキ 電気メッキにおいては、陽極と陰極とが電解液中に置か
れ、そしてメッキ電流ヲ生するため、外部電圧が電力供
給源より加えらｉる。メッキ電流は、陽イオン（金属イ
オン）を陽イオンが堆積される陰極へ移送する。

米国特訂第４２１７１８３号の［電界メッキの速度を局
所的に増強する方法」には、ある選ばれた領域内のメッ
キ速度を優先的に増加させるため、レーザ・ビームなど
の電磁波ビームを用いて、レーザ・ビームが照射されて
いない所のメッキ速度のｉ　−ｏ　ｏ　ｏ倍まで増強さ
せる一、Ｍレス電気メッキが記述されている。レーザ・
ビームが、メッキされるべき基板領域に照射される時、
メッキ速度が増大される。そしてレーザ・ビームは回転
鏡によって走査される。この工程は、連続工程である。

レーザ光線は、メッキが行なわれる焦点で、１００Ｗ　
／　ｃ　ｍ２乃至１００００００Ｗ／ｃｍ２の範囲のエ
ネルギ乞有する。

米国特許第３８９８４１７号の［連続線条エンコーディ
ング］には、メタル・シートの連続線条のレーザ被膜が
記載されている。符号化は、メッキ前又はメッキ後にメ
タル・シートに行なうことができる。符号化は、後で読
むことのできる指標を与え、そしてメッキ工程それ自身
とは何ら関係を有しない。符号マークを形成するための
レーザ素子の配列が示されている。この特許はマスキン
グについては述べていない。

マスキング 米国特許第３９５６０７７号の「介在部材により標準的
に分割される２つの部材間の接点ケ考える方法」には、
銅メッキされ、ドライ・フォトポリマ・マスクにより被
覆されたポリマ基板が示されている。印刷回路を形成す
るため、マスクにより露呈された銅の一部の上に銅がメ
ッキされる。

米国特許第３６３２２０５号の「特にレーザ・ビームを
用いた電気−光学的イメージ描画システム」には、レー
ザ走歪のコンピュータ制御が記載されている。これには
、厚いフォトレジストと、特にマイクロ回路が製造され
る時、露光されエツチング等が行なわれる基板が述べら
れている。レーザ・ビームは、好ましくはコンピュータ
制御下でデジタル位置決めで駆動される。低電力レーザ
を用いてマスクが、光源により露光される感光性プレー
トから作られる。より高出力のレーザ、例えばアルゴン
・レーザを用いて、基板上に引き続いて堆積されるフォ
トレジストの層が直接に露光される。大出力のレーザを
用い、このレーザ・エネルギでもって、メタル・プレー
トを切断することによりマスクな作ることができる。

米国特許第４２６２１８６号の「レーザ化学切削方法、
及びその装置」には、化学的に切削されるべき材料のマ
スクされた表面に置かれるパターン孔を持つマスキング
・テンプレートが示されている。そして、マスクはテン
プレートの孔を経て照射されるレーザ・ビームにより孔
が開けられる。

レーザ・ビームは、化学的に切削されるべき基板の表面
からマスク材を焼くのに十分な時間、各孔にとどまる。

マスク・パターンの開孔は、この特許に記４１（ｉ５さ
れているが、自動制御下でレーザ・ビームを独立に走査
することにより、又はテンプレート’ｖ介在使用するこ
とな（マスクに孔を開けることは、記載されていない。

そして、レーザの増強によるメッキについても記載され
ていない。

無電界メッキ 無電界メッキにおいては、触媒的表面−浴液接触面での
還元剤の分解により活性化されるワークピース−′成解
質接触面でのイオンの放電により局所的な電荷の移動が
発生する。メッキされる基板材質ｆｄ、溶解しない。

米国特許１４４２３９７８９号の「無電界メッキ・バク
−／のマスクレス方法」には、メッキ溶液に接触してい
るワーク・ピースの表面に選択的にメッキ処理を行うこ
とが記載されている。メッキの際、メッキされるべき領
域は集束された電磁ビームにより選択的に照射され、そ
の選択された領域は局Ｊｙｆ的に加熱され、そしてメッ
キ速度が増大する。

交換メッキ 典型的な交換メツキ工程においては、賃金属領向の少な
い（イオン化唄向の大きい）金属の表面が賃金属領向の
大きい（イオン化傾向の小さい）元素の浴液中に浸され
る。典型金属の表面は、類９１４的な大きさの微結晶や
粒子間領域の形の多くの陰極領域や多くの陽極領域によ
り覆われている。

粒子と粒子間領域の間の電気化学的電位差のため、局所
的な′電気化学的′屯池が形成され、賃金属領向の小さ
い元系が陽極領域の後方に電子を残して、イオンの形で
溶液に溶は込む。溶液中にある賃金属領向の大きいイオ
ンは、１会極領域で賃金属領向の小さい金属元系が溶解
する際に放出した電子を獲得して４ｉｊ４ｎする。Ｃｕ
’ｉＮｉ上に堆積させ、又Ｎｉ上にＡｕを抽横させ、又
Ｃｕ上にＡｕを堆積させ、又Ｃｕ上にＰｄを堆積させる
ことができる。

基板が金属の薄いフィルムを有する絶縁体である所は、
メッキされるべき領域に近い賃金属領向の小さい金属の
溶解は、メッキされる領域を電気的に隔離する。

ＩＢＭ　　テクニカル　ディスクロージャ　プリテンＶ
ｏ１．２３　Ｎｏ、３．１２６２．１９８０年８月の　
「レーザで増強された交換メッキ」には、レーザで増強
されたメッキ工程が記載されている。

米国特許出願連続番号第２８７６６１号の「レーザで増
強されたメッキパターン及び同時的なメッキ及びエツチ
ングパターンのマスクレス方法」には、浸入、交換又は
メッキ槽と共に高解像度のマスクレスメッキ方法が記載
されている。メッキが行なわれる領域のメッキ速度を増
加させるためにエネルギビームにさらし、標準的な浸入
技術により可能なメッキ厚に較べて数オーダ大きい局所
的なメッキ厚を得ることにより、優先メッキを行なって
いる。

マスクを用いない化学及び電気化学的切削米国特許第４
２８’　３２５９号の「マスクを用いない化学及び電気
化学的切削」には、マスクを用いない高解像度の化学的
及び電気化学的切削方法が記載されている。切削が求め
られている領域を、エネルギ・ビームにさらすことによ
り、マスクを用いない優先的なエツチングが行なわれる
。このような露呈は、電気化学的切削の場合、エツチン
グ速度ｙａ＝１ｏｏｏ乃至１ｏｏｏｏ倍程高める。この
上うなエツチング速度の増大は、マスキングを不必要に
するのに十分である。

〔発明の概要〕

レーザにより増強されたメッキ及びエツチングは、多（
の論文又は特許に記載されており、いくつかは上述した
。この技術の目的及び利点は、高速のメッキ及びエツチ
ング速度で、マスクを用いないメッキ及びエツチングを
達成することである。

この発明は、レーザにより増強された電気化学的操作の
いくつかの問題を解決することを意図している。

これは、特にメッキが行なわれるのが容量の犬ぎい金属
サンプルである場合に生ずる問題である。

サンプルが高い熱伝導率を有する場合、パターンを画定
すること及び高いメッキ速度を得ることを制御するのが
困難となる。金メッキの場合、これまで基板のある程度
の溶融又は焼きつげなしには、２乃至５ミクロメータの
程度の厚いメッキ膜を得ることは困ｙ血であった。

この発明によると、標準の電気メッキとエツチング、及
びレーザと他のエネルギ・ビームで増強されたメッキと
エツチング工程とが、マスクされた領域を開口するため
に収束されたレーザ・ビーム又は等価のエネルギ・ビー
ムを使用して、大変に局所的に選択された基板上で実行
される自動システムが提供される。この発明のシステム
は、サンプルを、例えばグリコール・フタラード、パラ
フィン、フォトレジスト、ゼラチン又は他のポリマー材
なとのような好ましくは不水浴性で、容易に揮発可能又
は加熱剥離可能な薄いカプセル材質から成るカプセルで
包むことを含む。レーザーにより増強された電気メッキ
・システム又はエツチング・システム又は従来の′電気
メッキ又はエツチング・システムは、電気化学的に処理
されるべき材料のシート又は穴が開り“もれ又は打ち出
された一連のワークピース（被処理物）を供給ローラー
からメッキ槽に送って送り出しローラーから搬出し、こ
れらのローラーとメッキ・システムとを自動”ｕｉｌＪ
御下に置いた連続的な′−り気化生処理システムを有す
る。すすぎを行う槽が、メッキ槽と共に設けられる。

この発明は次に述べるような顕著な特徴がある。

（１）電気化学的に処理されるシート（被処理物）又は
パターンが形成されたシート（金属のシートを打出した
被処理物）は、マスク膜が被覆され、マスク膜はある箇
所で゛祇気化学的作用が生ずるのを防止する。このマス
ク側は、所望の箇所において予じめ取り除くことができ
る。マスクに穴を形成したい箇所では、このマスク膜は
除去される。

除去は、コンピュータ制御されたレーザの走査で加熱す
ることにより行なわれる。そして、メッキ又はエツチン
グ操作は、マスクの穴を通じて行なわれる。

（２）好ましくは、すすぎのための檜は、メッキ又はエ
ツチング操作の後で、シートからマスク膜を除去できる
浴剤を含んでいる。

（６）　　レーザの配列を用（・ることかできる。

（４）レーザの配列は同期的に活性化され又はパルスさ
れる。

（５）電気化学的操作は、マスキング（保歳）膜が除去
された箇所の化学反応ＹＸめるために、レーザかものエ
ネルギを随伴的に使用して実行することができる。

（６）　　レーザは、回転する又はある位置で固定でき
る鏡により走査される。

（カ　マスキング材は、グリコール・フタラード（ｇｌ
ｙｃｏｌ　　：ｐｈｔｈａｌａｔｅ　）、　　パラフィ
ン、ＡＺタイプ・ポジティブ作用フォトレジスト、ゼラ
チン等の有機材料から成る。

この発明による基板を電気化学的に処理するだめのエネ
ルギ・ビームで増強される電気化学的システムにおいて
、改良点は、ワーク（被処理物）火処理する手段及びワ
ークの所望の箇所にエネルギー・ビームを自動的に当て
る手段と１．電気化学的処理槽の内でワークなローラと
ローラの間に配した構成を有することにある。

さらに、この発明の基板を電気化学的に処理するための
エネルギ・ビームで」冒強される電気化学的システムに
おいて、改良点は、電気化学的に処、ｌｌ　％れるワー
ク上の保挿膜の塗布、エネルギ・ビームによる基板上の
マスクの形成、電気化学的処理の実行とにある。好まし
くは、エネルギ・ビーム（はローラとローラの間に配さ
れた一組の動いている部分から成るワークの特定の部分
に照射される。

一ヒ述のシステムにおいて、エネルギ・ビームは、ワー
クを部分的に処理するために、その操作を開始する同期
手段に接続されることが好ましい。

さらに上述のシステムについて、ビームは、ワーク乞局
部的に処理するため及び予じめ定められた時間だけ作動
するため、その動作を開始する同期手段により付勢され
る。したがって、ビームは基板材料の運動に同期して周
期的に付勢される。

好ましくは、エネルギ・ビームは、基板上にエネルギ・
ビームで所定のパターンを描くために、ワークに対して
走査される。

好ましくは、槽一槽システムにおいて、システムは、加
熱により金属が堆積するようにメッキされた基板なレー
ザで加熱し、そして焼き戻し又は焼きなますための熱処
理の間にビームを当てるレーザ・メッキ手段を有する。

好ましくは、上述のシステムにおいて、一つのレーザか
も発散された又はレーザ・ビームの配列を形成する被ビ
ーム溝成かも発散された、−組の分割されたレーザ・ビ
ームを有する。ビームの各々はパターンを同時に形成す
る。さらに、この発明によれば、分割されたビームの組
は、ワーク上を通過する時、特定の輪郭を形成するため
にビーム直径を変化させながら同時にパターンを描（。

光分解による溶解槽が、所要のフォトン・エネルギに合
うように選ばれたビーム波長のエネルギ・ビームで増強
された電気化学的処理を与えるために必要である。

保護膜は、ビームに反応してワークから選択的に除去さ
れる肪′屯体かも構成することができる。

そして、エネルギ・ビームは、保護膜のマスクを弁して
ワーク上にメッキを行う前に、ワークの保護膜が除去さ
れた表面を滑らかにするために用いることができる。好
ましくは、ワークの処理される電域は、保護膜材料の溶
剤ですすいで、被膜の残っている部分を除去してマスク
を形成する。

保護膜は、グリコール・フタラード、パラフィン、フォ
トレジスト、ゼラチン及び血合体膜から成る誘電体のグ
ループから選択された材料、又は水に溶けない無機質の
膜から構成することができる。

〔実施例の説明〕

第１図は、この発明により実行される処理工程のフロー
・チャートである。

各ブロックは、処理工程と処理液を含む槽とを表してい
る。槽は、処理工程を行うために用いられる。

これらは、ローラ間の自動レーザ・メッキ又はレーザ除
去に使用することができる。与えられた例は金のメッキ
に関するが、処理工程は銀、銅、ニッケル、パラジウム
等の他の金属でも一般的で使用される。

工程Ａ 槽１１は、メッキ又はエッチされるべき材料の連続的な
処理のだめの一連の槽の最初の槽である。

槽１１は、最初に導入されるワーク（被処理物）を連続
なシートとして、あるいはコンベヤ・ベルト又はコンベ
ヤ・チェイン・ドライブのような運搬材上に載置された
個別のワーク・ピースとして、チェインで駆動されるだ
めの手段と一体に形成された第５図の穴が開けられたワ
ーク１０と一諸にして、受は入れられる。第１の槽１１
の溶液は、油脂を除去するためにアルカリ性洗剤で前洗
浄を行うようになっている。商業的に入手可能な適当な
製品は、Ａｌｋｏｎｏｘ　（これはＡｌｋｏｎｏｘ　　
Ｉｎｃ。

Ｎ、Ｙ、、　Ｎ、Ｙ、　１００３により光られている洗
剤及び湿潤剤の商標である）であり、ワーク・ピースと
一諸に第１槽１１に普通、約２乃至５分間、約６５℃に
保たれる。

工程Ｂ 工程Ｂにおいては、ワークは槽１１かも取り出され、槽
１２に入れられ、そこですすがれる。部品は、水で６０
乃至６０秒間噴霧され、又はかくはんされた脱イオン水
又は蒸留水中に浸され、又は水中に浸された後で水で噴
務されてもよい。

工程Ｃ 槽１３は、エツチング槽で、槽１２かも供給されたワー
クを受は取る。ここではベリリウム／銅の部分がシステ
ム中で処理される所であり、ここではこの部分が２５係
のＨ２ＳＯ４溶液中に４０°Ｃの温度で３０秒乃至６分
間浸される。

工程り 槽１３から取り出されたワークは、工程Ｂと同様に槽１
４を通過して蒸留水中又は脱イオン水中で約６０乃至６
０秒間すすがれる。

工程Ｅ 工程りの槽１４かものワークが、工程Ｅの槽１５を通過
して、ここで９０秒間、典型的なベリリウム／銅部品の
エッチャントである２０乃至６０グラム／リツタの濃度
の過硫酸ナトリウム（、、，１Ｓｏ１ｄｉｕｍｎＰｅ・
ｒａＩＪｉｆＩＬｂｅ）中でエツチングされる。

工程Ｆ 槽１５から取り出されたワークは、電子的応用を使用し
て、約１乃至２ミクロメータの厚さの典型的１ヨ軍気メ
ッキを行うニッケル・メッキ槽１６中でメッキされる。

これは、約２乃至１０分間程度を必要とする。

］二　程　Ｇ 槽１６から取り出されたワークは、槽１７を通過してこ
こで脱イオン水又は蒸留水ですすがれる。

しかし、メッキの準備をするため、乾燥されない。

上述の工程は、以下に説明する新規な工程の実行を準備
するために使用される。試料の準備の処理のこの工程に
おいて、後に続く２つの二者択一的な技術がある。

即ち、１）後に説明する様に被着されたマスク２８を介
して選択的にメッキを行うためにレーザ除去を用いるこ
とができる。２）これに代えて、レーザ増強メッキ（こ
れはマスクを全く使用しない）を用いることができる。

除去技術 」二　　程　　　Ｈ ワークは、今、槽１７を通って、誘電体材料の溶液（溶
融）を含む槽１８内に入れられ、誘電体材料の溶液中に
浸されることにより、ワークの全表面は被膜が形成され
る。適当な誘電体材料は、例えば浴融ワックス、グリコ
ール・フタ′ラード、パラフィン、ゼラチン、無機材、
及びフォトレジスト等のポリマーである。部品は誘電体
媒体の溶液に８０乃至９５°Ｃの範囲で約２秒又はそれ
以下の時間さらされる。ワーク１０の全表向上に誘′亀
体媒体のマスク２８が形成され、第３図に示すような穴
２９が工程■に記述されるようにパターン形成される。

除去技術が特別な目的のために用いられずに、米国特許
第４２１７１８６号又は第４２８３２５９号のよ５なレ
ーザ増強メッキ及び切削又はエツチングを行う場合は、
槽１８がマスクなしにワーク１０をメッキするために用
いられる。槽１Ｂは誘電体溶液の代りに金メツキ溶液を
含んでいる。

この場合、レーザ又はレーザの配列が、ワークが槽１８
を通過する時、金又は同様な金属でメッキされるワーク
の部分を照射するために収束される。

レーザ・ビームの運動は、メ・・ツキ・パターンを画定
する。メツ、キは、上述の特許に記載された電界メッキ
、無電界メッキ又は交換メッキ技術のいずれかを用いた
レーザて増強されたものであってよい。

工程■ メッキ及びエツチング浴液２５に対して不浸透性の誘電
体マスク２８がワーク１０に被覆される工程Ｉ（に引き
続いて、この工程では第２図及び第４図に示すよ５なレ
ーザ除去工程が槽１９内で行なわれる。檀１９内で、ワ
ークは１又はそれ以上のＱスイッチド・レーザ２７によ
りさらされることができる。Ａｃａｄｅｍｉｃ　Ｐｒｅ
ｓｓ　出版のＪ、　Ｆ。

Ｒｅ　ａ　ｄ　ｙによる「Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　Ａｐ
ｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆ　Ｌａ５ｅｒｓ十の４８ペー
ジに、レーザ装置内のＱスポイル器又はＱマンスポイル
器により、レーザ空洞のＱｈｉｊ’＆いかにして低いＱ
値から高いＱ値に変えることができるかが記載されてい
る。Ｑスイッチド・レーザ２７は、エネルギを蓄積する
ことができ、そして後に全てのエネルギを極端に早く、
即ち、２０ナノ秒の程度で、１ｏ−ｉｏｗ／ｃｍ２ぐら
いの高い出力強度でもって放出できるために用いられる
。我々の場合、強度は単に１０６Ｗ／ａｍのオーダであ
る。なぜならば、１ｍｍ以下の直径のスポットに収束す
るがらである。レーザ２７は、次の電気化学操作のパタ
ーンが形成されたマスク２８を作るため、所望の箇所の
誘電体被膜を除去するのに用いられる。誘電体マスク２
８は、レーザ２７がらのレーザ・ビーム３ｏにより局所
的に急速にレーザ加熱されることにより、第３図に示す
ように所望のパターンの所に穴２９を形成して選択的に
除去される。レーザ２７がらのビーム３ｏは、ンンズ６
１により収束され、鏡６２により反射され、ワーク１ｏ
のメッキ又はエツチングが行なわれる領域に入射する。

レーザ・ビーム６０の熱は、誘電体マスク２８を、大き
い差動的な熱応力により粉砕し、浴かし、除去すること
により、又は浴融してこれにより溶液のＩＩ！Ｑを表面
張力等により引き戻すことにより、Ｈ「望のパターンに
除去、するに、の除去は、大変局所的であって、レーザ
・ビーム３ｏによって照射されたワーク１０の領域に限
定される。一般的に、レーザは、除去工程においてワー
クピースに損傷が生じないように’ｆＪ＠　ｂＤされる
。レーザ波長は、例えばニッケル・メッキのベリリウム
／銅基板上に１．０６ｍｍのホトレジストがある場合、
このホトレジストの誘電体を透過して基板のワーク・ピ
ースにより吸収されるように選ばれる。この代りに、レ
ーザ波長を作業材料中に吸収されるように選ぶことがで
きる。例えば、標準的なホトレジスト作業材料と共にエ
キシマ・レーザ（ＵＶ）を用いることができる。多くの
材料に対して、誘電体マスクを形成する溶解工程又は同
様の工程は、引き続いてワーク・ピースに操作が行なわ
れる電気化学処理槽１９内で、電気化学処理（メッキ又
はエツチング）槽１９の効果を変えることなく、行うこ
とができる。用いられるレーザ・ビーム３０の出力は、
ワーク１０が損傷され、溶融され、さもなければビーム
６０の熱により最終的な製品中に変化を生じそうな変化
を持たらすレベルより、低いことが好ましい。典型的な
パルスの持続時間は、２０ｎｓ（２０Ｘ１０　　秒）又
はそれ以上のオーダーである。

ワーク１０の覆われていない部分は、通常のエツチング
又はメッキ技術により、エツチング又はメツキされるよ
うになっている。ワーク１０上にノ（ターンを描（除去
レーザ２７の動作は、ワーク検出変換器ろろにより開始
すること第二できる。例えば、光電センサ３３は、低強
度の連続波（Ｃ，Ｗ、）レーザ６４からのビームが入射
するフォト・セルの形態を用いることができる。ワーク
１０が、セルろろとレーザ・ビーム６５（ワーク１０の
反対側又は反射を用いて同じ側のどちらかにある）の間
を通過する時、光電セル６３は、Ｑスイッチドレープ２
フの制御を活性化して蓄積されたエネルギを放電して出
力ビームを発生する電圧信号を発生ずる。セル６３とレ
ーザ２７との間に、線６９で接続された同期化された遅
延システム４０は処理されるべき部品がＱスイッチド・
レーザ２７と一致する所でレーザ２７が放電されるよう
に、ＲＣ遅延回路を調節するポテンシオメータと共に用
いることができる。必要な遅延量は、ワーク１０がタン
ク１９ケ通過する速度、即ちローラー速ｊ４ｔに依存し
ている。もし、ワーク１０が第４図のように次の槽２０
でメッキされるならば、ワーク１０は、第６図の誇電体
マスキング被膜２８の選択された領域２９を除去するレ
ーザ削除工程の際に露呈されるワークの領域の酸化を防
ぐため、水で噴霧される。第２図及び第４図において、
レーザは、ビーム６０を動かす走査鏡６２によって、ワ
ーク１０へ向きを変えられる。ワークの部分が、槽１９
を移動している間、ワーク１０が移動しているのと同じ
スピードでもってビーム３０’＆ワーク１０と一諸に動
かすことが可能である。普通、走査鏡の使用は必要では
ない。もし　６．党３２が静止していると、レーザ・ビ
ーム６０は、固定されたこのビーム３０に対してワーク
１０が動いている間、ワーク１０に入射する。レーザ２
７を発光させるため、第２のレーザ６４とフォトセル３
６とが除去技術に対して既に述べられたように用いられ
る。

ワーク１０が第２図及び第４図のメッキ・タンク１９を
通過する速度は、レーザ２７のための適当な照射時間を
得ることができ、そして所望の厚さのメッキ膜を生ずる
ために特定の種類の作業が処理できる犬ぎさに設定され
ている。レーザ出力と照射時間の関数として測定される
既知（測定された）のメッキ速度により、動く部品の速
度を適当なレベルに設定することが可能である。焦点を
変えることにより、神々のスポットの大きさを変えるこ
とができる。例えば、次の例がある。

例 一つのレーザ・ビームが、０．５秒の照射時間で１ミク
ロメータのメッキが生ずるようにｍＭされる。０．５　
ｍｍの長さと０．２５ｍｍの幅を持つ金の線条がメッキ
される。所望のメッキ幅を得るだめに、ビームは０．２
５　ｍｍのガウス半値幅を生ずるように収束される。こ
れはビームの中心から測定された位置の関数としてのレ
ーザ強度が、　　■＝１・°−ｖ璽３愈の・　０刀根式
７表される・こて、■ｏはビーム中心、ｒ＝ｏでの強度
である。

）ｌｖｊＩを通過するワーク１ｏのレーザ光線６ｏに対
する速夏は、方程式Ｖ＝ＢＤ／ｌより決定される。

ここで、■はワーク１ｏの速度、ＢＤはビーム直径、そ
してｔは所望のメッキ厚を与えるのに必要な照射時間で
ある。この例では、Ｖ＝０．５ｍｍ／ｓｅｃの値である
。ワークが２ｍｍの幅を有し、メッキされる光面の部分
が２ｍｍの幅の中心に位置すると仮だすると、メッキが
検出されたワーク領域の端から０．７５’ｍｍの所で開
始するように、部品がレーザ３４からの補助トリガー・
レーザ・ビーム６５を横切ってから、１．５秒の遅延時
間が導入される。レーザ２７は、可変な時定数が設定さ
れるレーザ２７内の図示しない回路を用いて１秒後に遮
断される。

コンベヤ上に分離したワーク・ピース１ｏがある場合、
ワーク・ピース１ｏ間の６ｍｍの中心間隔に対して、一
部品は約６秒間で作られる。この問題を別の観点から言
えばレーザ２７のデユーティ・サイクルを意味する。こ
の例においては、６ｍｍの移動に当り０．５ｍｍＬが導
通しない。０．５ｍｍの移動速度においては、３ｍｍを
移動するのに６秒間要し、デユーティ・サイクルは単位
時間当りのワーク・ピー°スの数の程度を表す。しかし
、処ｌはチューティ・サイクルを増加することにょリ、
早めることができる。

１．　これを可能にする第１の配置は、走査鏡３２であ
る。蹴３２はビーム６０を走査し、ビームを０．５ｍｍ
／秒で移動しているワーク・ピースに対して１秒間の継
続期間の間動かす。この結果、ビームろ０は短時間で零
位置に復帰する。この技術により、速度■は３ｍｍ／秒
になり、１秒間当りの部品処理率は１７秒に増加する。

２、単一のレーザ・ビーム３０の代りとして、移動する
ワーク・ピース１０の方向と平行にｆＭかれたＮ個のレ
ーザ・ビームを用いることができる。

Ｎ個のビームは、ピース・分割器の組を用いることによ
り単一のビームから得ることができる。又は、Ｎ個のレ
ーザかも得ることができる。Ｎは１よりも大きい整数で
ある。もし、各レーザ・ビーム６０が、上述の１つの走
査システムと異なって、１００係の時間、メッキを生ず
るように分離された走査装Ｗを使用すると、処理はＮの
ファクターだけ早くなる。上述の技術は、マスク２８に
穴を開けて所望のパターンを作製する除去方法を経た後
、レーザ・エツチングの適用を可能にする。マスク２８
は、化学エツチング又はレーザ・エツチングのパターン
を制御するのに用いられる。これに代えて、如何なるマ
スキングを用いないで直接にレーザで増強されたエツチ
ングを、上述の米国特許第４２１７１８３に述べる方法
で行なってもよい。

後述の方法において、レザー・ビーム３０ｉ、エツチン
グされるパターンを画定する。エツチングされるワーク
・ピース１０は、線３６を経て陽極として電力供給源３
８に電気的に接続されている。

レーザ・ビーム配列３０を同期的に活性化させることも
できる。

ファイバ光学 ファイバ光学は、特に浴液が高い吸収性を有するか、又
はメッキされる領域がレーザによって容易に照射される
一直線でない場合、レーザかもワーク・ビースヘビーム
を方向づり゛るのに用いることができる。

工程Ｊ もし、レーザ除去工程に随伴して、槽１９内でメッキ工
程が実行されな℃・ならば、工程Ｊの間で、メッキが槽
２０内で行なわれる。これは嬉１図に示すようプ二分離
したメッキ工程である。ここで、又は工程■において、
従来のメッキ溶液を用いて金、金合金又は他の金属のメ
ッキが行なわれる。

例えば、所望の金メッキの厚さにより、従来の金メツキ
溶液を用いて、２乃至１０分間の′電気メッキが行なわ
れる。硬又は軟金を、ワーク１ｏ上のマスク２８がレー
ザ除去で取除かれた領域に、メッキすることができる。

第４図の槽２０内のメッキ浴液は溶液２５から成る。メ
ッキのだめの電流は、電力源４１に電気的に取付けられ
た陰極側の線ろ９’（ｉニー、導電性であると推定され
るワーク１゜に接触するローラの１つに接続することに
より、供給される。陽極は、電力供給源４１かもの線４
０に接続される。第２図において、タンク１９に付随し
た電力源３８からの同様の接続が示されている。ここで
は、陰極側の線５６がワーク１０に接触したタンク１９
内の１つのローラに接続されている。陽極４２は陽極線
３７に接続されている。

第２図及び第４図において、陽極４２及び４３はタンク
１９及び２０内に吊されている。

工程に レーザ・メッキ、電気メッキ、交換メッキ又はエツチン
グ工程が完了した後で、もしマスクが使用されたフヨら
ば、その後、マスク２８は上述のレーザ・パターンニン
グ処理工程で作られた金又は他の金属パターン又はエツ
チングされたパターンを残して除去してもよい。タンク
２１内で、マスク溶解溶剤２６が、メッキされたワーク
１０からマスク２８の残りの部分を取り除くために用い
られる。即ち、レーザ・ビーム６０により除去されてい
ないマスク２８は、タンク２１内の除去溶剤２６によっ
て取り除かれる。マスキング剤に対する適当な除去溶剤
の例としては、次のようなものがある。フォトレジスト
に対してはアセトン、ワツクス又はパラフィンに対して
はアルコール、グリコール・フタラードに対してはアセ
トン、または、パラフィン又はグリコール・フタラード
に対しては圧力がかけられた熱水又は水蒸気である。

水蒸気の後に、アセトン、アルコール及び／又はフレオ
ン、フッ化炭化水素、又は他の適当な有機残余除去剤に
よる付加的有機洗浄をしてもよ（、また単に熱を加えて
もよい。

］二　程　Ｌ 工程りにおいて、ワーク１ｏはタンク２２に移され、ワ
ーク１００表向から残余の溶剤２６がすすぎ落される。

タンク２２には脱イオン水又は蒸留水を有するか又は水
の噴霧な用いる。

工程Ｍ 工程Ｍでワーク１ｏは乾燥される。

以上説明してき７Ｅように、この発明では、所望の厚さ
のメッキ又はエツチングを高速に正確に連続して自動的
に行うことができることに加えて、被処理物が容量の大
きくて高い熱伝導率を持つ場合でも、被処理の溶融又は
焼きつげなしにパターンの画定及び高いメッキ速度を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるエネルギ・ビームを
用いた自動′電気化学的処理装置の順次の工程を示すフ
ローチャート図、 第２図は第１図のフローチャート図で、マスク形成と、
メッキ又はエツチング工程とが同一の槽で行なわれる部
分を示す概略図、 第６図はこの発明の処理装置ジに用いられる基板（被処
理物）とマスクを示す断面図、 第４図は第１図のフローチャート図で、マスク形成と、
正気化学的処理とが分離された工程を示す概略図、 第５図はこの発明の連続メッキに用いられる一体的に打
出された被処理物を示す平面図である。 １０・・・・ワーク（被処理物）、１９．２０・・・・
槽、２８・・・・マスク、２７．６４・・・・レーザ、
３２・・・・回転鏡、３６・・・・ホトセル、６８．４
１・・・・電力源、ＡＯ・・・・遅延システム。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被処理物を移動させるローラ機構を有する槽と、槽内な
   移動する被処理物の所望の領域上にエネルギ・ビームを
   自動的に照射する手段とを有し、エネルギ・ビームによ
   り照射された被加工物を電気化学的に処理することを特
   徴とするエネルギ・ビームを用いた自動電気化学的処理
   装置。