JPS60102289A - 有機樹脂上被膜のレ−ザ加工方法 - Google Patents

有機樹脂上被膜のレ−ザ加工方法

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JPS60102289A
JPS60102289A JP58208652A JP20865283A JPS60102289A JP S60102289 A JPS60102289 A JP S60102289A JP 58208652 A JP58208652 A JP 58208652A JP 20865283 A JP20865283 A JP 20865283A JP S60102289 A JPS60102289 A JP S60102289A
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film
conductive film
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sio
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舜平 山崎
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健二 伊藤
Satsuki Watabe
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    • B23K26/362Laser etching
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  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

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】 この発明は、導電膜(以−トcT1・という)」3よひ
昇華性絶縁物(以下これらを合わせて被加工物という)
を有機樹脂薄膜(以下針という)上に形成させ、この被
加工物にパルスレーザ光を照AJ L、て開溝またば開
孔を形成することを目的とする。
この発明は、連続使用上限温度が150〜300 ℃に
おいて使用可能な透光性針上に形成された酸化、インシ
ュームまたは酸化ススを主成分とするC 1’ liに
対し、先端温度が1700〜2200”cのパルス状の
レーザ光を照射して走査加工し、o1+に損傷を与える
ことなくOF上の昇華性である酸化ススまたは酸化・イ
ンジュ−ムを主成分とするC TFおよびその」二の他
の昇華性絶縁物である一酸化珪素とを選択的に除去し、
開溝を形成することを目的とする。
従来、し=ザ光を用いてCTFおよび絶縁物を除去し開
溝または開孔(以下単に開溝という)を形成する方法で
は、基板にガラス板、セラミック扱等の鉦1す;ハ性の
71!、板が用いられてきた。これらはレーザ光のi+
]+ /I!!に対し耐えられる基板であるが、価格が
1ni価であり、破損しゃずいという欠点を有して い
 ノこ。
しかし、ディスプレー装置等への応用を考えた時、基板
として安価な可曲性の有機薄膜の使用がめられてきた。
本発明はこの計上のCTFおよび昇華性絶縁物特に液晶
の配向処理に用いられる一酸化珪素(SiO)に対して
レーザ光を照射して、この叶を損傷せずに被加工物を除
去することができる条件のあることを実験的に検剖した
。その結果、j/−ザ光を1つの場所に長時間(数十m
秒置上)照射することなく、また走査(スキャン)スピ
−1−を適切化することにより被加工物のみを選択的に
除去することがOJ能であることを見いだした。
R11I:)、レーザ光の照射によりOFは熱伝導率が
小さい(一般には1〜7 X 10”Cal / se
e / cal / ’C/<:m)ため、同し位置に
繰り返しレーザパルスを加えると、この有機樹脂は劣化
し炭化して切111されてしまう。しかしその繰り返し
を1回ないし数回とすると、このOFの熱伝導率が被膜
」二物の1/103であるため、逆に被加工物のめを選
択的にレーザ光の照射された場所のみ除去J−ることが
できることを見いだした。
以下にその実施例を図面に従って記す。
OFとして例えば住友ベークライト梨スミライト++s
 −1300を用いた。このOFは、連続使用上限温度
180℃、熱伝導率4.3 Xl0−4Cal /se
c /ctA/”C/cm、光線透光率86.3%(1
00μの厚さとする)、表面抵抗率5.4 Xl014
Ω、体積抵抗率1.7 X1016ぐ2cmをその代表
例として有する。
このOF J二にスパッタ法にてITO(2)を700
 人の厚さに形成さ−げた。するとそのシート抵抗は2
00Ω/[」を自していた。
さらにこの上面に昇華性絶縁物(22)であるSiOを
斜蒸着法により300人〜0.3μの厚さに電子ビーム
蒸着法またはSiO用タンタル・ルツボにより真空范着
を行った。
さらにここにYAGレーザ(発光波長1.06μ、焦点
距離50mm、光径50μ)を照射した。その条件とし
て、繰り返し同時に6KIlz、平均出力1.3W、パ
ルス中100n秒〜1μ秒、スキャンスピード(走査速
度、以下SSという) 60cm/分とした。すると第
1図に示すごとき開溝(10>、<109を得ることが
できた。そしてこの開溝で2つの被膜は概略同一形状を
有していた。
この時、電子顕微鏡にて調べたが、叶表面ば何等の損傷
もまた部分的な劣化も見られなかった。
このレーザ光ば1800℃以上の温度を有すると推察さ
れるが、連続使用上限温度が180 ”e程度の低い耐
熱性しか有さないOFに何等田傷を与えなかっ)こ。
即ら、叶−にの被加工物に対し、選択的に開溝(1(1
)、< 10 ’)を作製−」゛ることができることが
わがっノこ。第1し1はこの叶(1)j二のCTF (
2)に対しSiO(22)を盲進させてプt」−ブ(3
)、< 4 >、テスタ(5)の2端子法にてその抵抗
を測定した。その結果、5 (] (] l(Ω以上の
抵抗く中は1c、mとする)を開溝(10)により得る
ことができた。
この開溝が形成し得る理由は、シー1J=光の!!Q 
Jlによる熱エネルギが下地の叶の熱伝導度力(きわめ
て少ないためCTF内に保存され、かつこの熱Gこより
CTPとSiOとが昇華、即ら、液体にならず固(本よ
り気体に気化してしまうためであるとfl+定される。
さらにこの気化と同時に気化熱を奪い、結果として、有
機樹脂が熱反応をしてしまうのに必要な時間よりはるか
に短い時間で比較的低い温度−ご保存さ−1ることがで
きているためであると考えられる。
第2図はレーザ光の繰り返し周波数を可変にしたもので
、開溝が形成される場合の電気抵抗を示す。
図面において、SS (iocm /分の平均出力0,
8凱光1M507]の冒Gレーデを用いた6−1るとそ
の周波数をl OI(112より一トげてゆくと、曲線
(9)は78117゜以下で急激に50OKΩ以上とな
ツ′(電気的にアイソレイションを行うことができるよ
うにな〜またごとが判明した。
しかしこの周波数が4112以下では、この被加工物に
加えてF地の叶をもその中心部(ガウス分布のエネルギ
密度の最も高い領域)で損傷してしまった。このことに
より、叶」二のCTFの1.s(レーザスクライゾ)に
は(11)に示す範囲が適していた。
さらに、この下地のOFに損傷を与えるごとなく被加工
物のめを除去する範囲を調べたところ、第3 図をi4
Iノこ。
即も、SSを0〜120cmZ分、平均出力o〜3w、
繰り返し周波数6旧1z、焦点距離50cm、レーザ光
の直径50μのYAG レーデとすると、領域15の範
囲は叶のff1傷がなく被膜−■−物のみを除去するこ
とができた。
領域(13)は被加工物すらも除去することができない
領域であり、領域(12)はパルス光がCTl1上で連
続せず、破線のごとく不連続な開溝を形成させる領域で
ある。領域(14)はCTI・のめならず下地のOFに
対しても損傷を与えてしまった領域であ っ ノこ。
このことにより下地の叶に対して損傷を与えることなく
、被加工物のみを選択的に開溝として除去することので
きる領域〈工5)があることがわかった。領域(16)
は、レーザパルス光繰り返し周波数を15KIlzとし
た場合である。この場合はCTFのめに選択的にLSを
行う領域は(15)より(16)に移動している。
これらのことより、カブ1−ン、ポリイミド、エポキシ
等の樹脂のうし、実用的には叶が150〜300℃また
はそれ以」二の温度での連続使用の可能なかつ熱伝導率
がI X lo−Bcal / sec / eyl 
/ ”c / cmの低い値を有する有機’R膜である
ことが好ましい。
また、CTI+は300 人〜1μの範囲またSiOは
配向処理用であるため斜め蒸着がなされ、その平均厚さ
が300人〜2μの範囲であることがレーザ加二にをし
やずかった。
もちろん、この被膜」二物におけるCTI+はミクロに
平面状であっても針状(テクスチャー)をしていても、
またITO(酸化ススが10重量%以下添加された酸化
インシュ〜ム)上に酸化ススが100〜500人の厚さ
に形成された21i11tllQを用いてもよいことは
いうまでもない。
また昇華性の絶縁物もSiOのみならず以下の表に示さ
れるごとき材料も同様に取り扱うことができる。
さらに本発明に用いたCTFであるSnO□も以下に示
す。
温度(℃) 月利 融点 密度 蒸気圧(Pa) (”C)(g/c艷) 10−’ 10叫 10−2 
1Si0 1775 1.1 昇華 昇華 873−八
IFJ−2,9昇華 昇華 973 1032八1N 
〜 3.3 昇華 昇華 2023 −BN 2573
2.3 昇華 昇華 1873 −Vo、 224G 
4.4 昇華 昇華 −−5nO14006,4昇華 
昇華 813 1850またこのレーザ光を照射してし
まった後、希弗酸(水で10〜100倍に希釈)または
アセトン、水、その他の洗i/II/8液にこの処理薄
膜をYd漬し、超音波洗浄をしてず]着物を除去するこ
とは有効である。
以」二の説明より明らかなごとく、本発明は01・十の
被加工物に対し、レーザ光を照!14シてその被加工物
のみに開溝を形成して除去することが可能にな っ ノ
こ。
さらにこの被加工物に形成された開溝は線ではなく、レ
ーザ光または下地をXY方向に移動し種々の形状を作製
することができる。しかし、その際、レーザ光が同一点
を何度(10回以上)も照射するとこの領域での温度が
上昇し、ト地を1i傷さ−Uてしまうため作動には注意
を92する。
本発明の詳細な説明は連続した線状を自する1本の開講
を形成する場合を示した。しかしSSを一定とし、レー
ザ光の照射をlJi 続させることにより1つの孔まノ
こは破線のごとき複数の開孔または開溝を作ることがで
きることはいうまでもない。
本発明に:!、; い−C1(4’tJl14jJ脂上
ニ1200′c O」:h(ましくは1500 ℃以」
二の融点を有する窒化珪素または炭化珪素を300人〜
1μの厚さにコーティングさ−1ていてもよい。
しかしそのコーチインク材は融点1000℃以−トのソ
ーダガラス、リンガラス等はレーザ照射の際、溶融し、
この溶融ガラスと被加工物とが反応し、さらにこのガラ
スに熱衝撃により微妙なりラックが発生してしまうため
不適当であった。
本発明においては、叶」二〇CTFと絶縁物とをともに
除去する方法を主として示した。しかしCTF上のSi
Oのみを選択的に除去することも可能である。即ち、C
TPをInよOlまたはITOとすると、LSの際Sn
Oよよりも昇華させに((、SiOのみを選択的に示す
とと< CTFと絶縁物とをともに除去させやずか っ
 〕こ。
なお本発明の実施は大気中、大気圧とした。しかしCT
Fの昇華を促すため、真空雰囲気または不活性気体が導
入された減圧雰囲気で行うことは¥j効である。
このようなパクーニングを行うことにより、表示用ディ
スプレーへの応用が可能となった。
【図面の簡単な説明】
第1図は有機薄膜上の透光性4電膜および昇華性絶縁物
の2層膜に開溝を形成した図面である。 第2図はレーザ光の繰り返し周波数と開溝の形成条件と
の関係を示す。 第3図はレーザ光のスキャンスピードおよび平均出力と
の関係を示す。 特許出願人 弔1■ イ94文(/!l実k(kl−12) Netの

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、絶縁表面を存する有機樹脂薄膜上に酸化インジュー
    ムまたは酸化スズを主成分とする透光性導電膜と、該股
    上に昇華性絶縁物とを形成し、前記導電膜および前記絶
    縁物にパルスレーザ光の照射により開溝または開孔を形
    成することを特徴とする有機イLイ脂上被膜のレーザ加
    工方法。 2、特許請求の範囲第1項において、レーザ光は有機樹
    脂薄膜を損傷しない程度のスキャンスピードおよび平均
    出力を有し、かつ透光性導電膜および昇華性絶縁物であ
    る一酸化珪素を切断する程度の平均出力、繰り返し周波
    数およびスキャンスピー ドを有することを特徴とする
    を機樹脂」二液膜のレーザ加工方法。 3、特許請求の範囲第1項において、レーザ光を照射し
    た後アセトン、水、その他の洗浄溶液で洗浄することに
    より、開溝またはその近傍の残存物を除去することを特
    徴とする自機樹脂上被膜のレーザ加工方法。
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