JPS6284587A - 配線回路板の製造方法 - 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】 産業上の利用分野 この発明はワイヤ敷設配線回路板の製造方法に関するも
のである。より特定すれば、この発明はワイヤ敷設中に
おいて導体を接着し、及び剥がすためにレーザーエネル
ギーを使用することに関するものである。

従来の技術 米国特許第３６７１９１４号（バール）、同第３６７４
６０２号（ケオ）及び１９８１年７月９日付で与えられ
たカナダ特許第１１０２９２４号は、予め接着剤層を形
成した絶縁基板上に導体を敷設配線するための方法及び
装置を記載したものである。これは前記基板の面上に微
細絶縁ワイヤを連続的に供給してこれを付着させ、更に
所定位置においてこれらの導体を切断することにより実
施される。これらの外国特許に記載された方法は、所定
の相互接続パターンを存する導体配線を製造しうるもの
である。

導体パターンは接着剤層を局部的に加熱するワイヤ敷設
素子により、この接着剤層に絶縁ワイヤを粘着させるこ
とにより形成される。接着剤が融解して少なくとも部分
的に導体を包囲し、次いで冷却されると、導体と基板と
の接合状態が生じる。

接着材料はこのようにして導体を捕捉し、機械的及び化
学的な接合を形成するものである。

１９８５年７月２５日付で公告されたヨーロッパ特許出
願第１１０８２０号は、ワイヤを光硬化性接着剤の活性
化層中に敷設するための装置を記載している。

この接着剤は超音波エネルギーを用いて活性化され、次
いでレーザーエネルギーなどのような光エネルギーを用
いて硬化される。

１９８２年８月２３日付で公開された日本国特許出願（
特開昭５７−１３６３９１）はワイヤを基板の接着剤被
覆面上に所定のパターンで敷設する方法を開示している
。接着剤を軟化して敷設中のワイヤをその接着剤中に圧
入するために、レーザーエネルギー及び超音波エネルギ
ーの組み合わせが用いられる。

しかしながら、ワイヤ敷設工程において用いられる接着
剤を活性化するためのエネルギー源としてレーザービー
ムを用いることは、接着剤がワイヤ敷設されるべき板面
上に適用されるか、または導体上に適用されるかという
ことに応じて多くの問題点及び障害を有するものである
。レーザーエネルギーを連続ビームとして接着剤に照射
することは、そのレーザービームが接着剤に沿って一定
の速度で移動するか、または複雑な制御変数に従って変
調される場合においてのみ、所定の導体パターンに沿っ
た確実な活性化レベルを可能にするものである。接着剤
の特定部分が受は取るエネルギー量は、その部分のエネ
ルギーに対する露出時間に応じて増大する。露出時間シ
よレーザービームが接着剤上の所定のパターンに沿って
移動する速度に逆比例することは明らかである。したが
って導体の敷設配線速度（以下敷設速度と称する）が変
化すると、領域が異なるごとに、接着剤の露出時間が変
化することになる。敷設工程において、敷設素子は少な
くとも３つの状況において敷設速度を変化することがで
きる。すなわち敷設素子が停止状態から所定の定格速度
に加速する場合、屈曲または折り返しを形成する場合（
この場合には敷設素子が折り返しを形成する前に減速さ
れ、屈曲を形成するために停止し、更に折り返しを形成
した後定格速度まで加速することが要求される）、及び
敷設素子を導体供給の両端において停止させる場合であ
る。その結果、敷設素子の速度が定格速度より低い場合
には、接着剤は過大なエネルギーを受取り、その接着剤
または導体包囲材料が焼損、またはその他の損傷を被る
ことになる。

レーザーエネルギーのレベルが低速度における過大エネ
ルギー照射を防止すべく低下される場合には、定格速度
において接着剤の他の部分が受は取るエネルギー量が、
それらの部分における活性化にとって不十分なものとな
るであろう。

発明が解決しようとする問題点 したがって、この発明の目的は、正確に制御されたレー
ザービームを用いることにより、導体を基板上に接合す
るための接着剤を活性化し、これによって導体を前記基
板上に所定のパターンにおいて確実に敷設するための方
法及び装置を提供することである。

この発明の別の目的は、接合用接着剤の活性化が単純な
方法において制御されるようにしたワイヤ敷設回路板の
制御方法を提供することである。

本発明の更に別の目的は、１本または２本以上のレーザ
ービームを用いて敷設導体を効果的に接合及び剥離する
ための方法及び装置を提供することである。

定義 以下の説明において“基板”とはその面上に導体パター
ンを形成すべき絶縁材料のことである。

“導体”とは少なくともその一部において電気エネルギ
ーまたは光エネルギーなどのエネルギーを導通すること
ができる“導通部分“を有する少なくとも１本の有形−
細長フィラメントのことである。これらの導体は絶縁層
により被覆されうる。

“敷設”とは導体を基板上に所定のパターンにおいて配
置及び固着する処理のことである。

°レーザーエネルギー”とはレーザーエネルギー源より
照射されたエネルギー量であって、パワー及び時間の積
を意味するものとする。

“接着剤“とは導体を基板面上に接合すべく用いられる
材料のことである。この接着剤は導体を包囲する被覆体
であっても、基板面上に配置されるものであっても、ま
たはフィルムとして個々に供給されるものであってもよ
い。

“活性化”とは接着剤に接着性または粘着性を付与し、
かつ目的物間の接合を形成する処理を意味する。

発明の要約 レーザービームは導体を敷設する工程において、一連の
不連続なレーザービームパルスを接着剤に照射すること
により、容易に制御しうる態様で、その接着剤を活性化
するために用いられる。レーザーパルスはレーザービー
ムの断面（以下焦点と称する）、エネルギー源の効率、
接着剤の活性化要求などのような種々の条件に従って均
一なエネルギー量を含むように予めセットされる。レー
ザーパルスは導体の所定部分（インクリメント部分）が
導体供給に沿って敷設されるたび毎に放出される。この
ようにして導体回路に沿った各単位長さ、したがって単
位面積が敷設速度に関係なく実質上同一量のエネルギー
を受は取ることになる。

したがって、この発明の方法は、配線パターンを形成す
べく接着剤を活性化し、導体を敷設するための正確かつ
単純な手段を提供するものである。

レーザーエネルギーはまた導体の終点において絶縁物を
剥がし、ハンダ付けし、かつ切断するためにも用いるこ
とができる。

好ましい実施例の説明 第１図は、接着剤が基板面上に適用される場所において
敷設導体をレーザー接着するに適した敷設ヘッドを示す
ものである。基板（１０）は適当な回路板材料であって
、なるべくなら制御移動可能なＸ−Ｙテーブル上に支持
される。テーブルの位置決めは、なるべくならコンピュ
ータプログラムに従ってデジタル制御される。敷設ヘッ
ド（１２）は絶縁ワイヤ（１４）を分配するものであり
、その分配をテーブル移動の方向に沿って行うように回
転駆動される。典型的な手順においてテーブルは一方向
に移動し、その間所定の導体長さを有するワイヤが敷設
され、次いでテーブルが停止し、導体配線における折り
返しまたは屈曲部を形成するためのヘッド回転が許容さ
れる。次にテーブルはヘッド位置により示された新たな
方向に移動する。このような態様において基板面上への
導体供給が行われる。

この実施例において絶縁ワイヤを基板面に接合すべく用
いられる接着剤層（１６）は前記基板面上に予め被覆さ
れる。

絶縁ワイヤはドライブロール（２１）及び一対のアイド
ルロール（２２）を含むワイヤ供給機構（２０）を介し
て供給される。ドライブロールはなるべくならワイヤが
テーブルによる基板移動速度と一致した速度において供
給されるように制御される。ワイヤはワイヤ供給機構か
らワイヤガイド（２３）を経て基板の接着剤被覆面に供
給される。ワイヤは更に溝付ガイドローラ（２４）によ
り接着剤層中に押し下げられる。前記ガイドローラ（２
４）はスプリング（２日）により下向きに付勢された回
動アーム（２６）の自由端において支持されている。

レーザービーム（３０）はレンズ（３２）により集束さ
れ、更にミラー（３４）から反射されて接着剤表面にお
ける絶縁ワイヤと接着剤面との接点またはその僅か前方
に入射する。レーザービームはテーブルの増分的変位に
従って供給される一定のエネルギーパルスの形態をなし
ており、その結果敷設中のワイヤの下側における接着剤
を活性化するものである。ローラばこのワイヤを軟化及
び活性化した接着剤層中に押し入れる。その後、接着剤
は急□速に硬化してワイヤと基板との強固な接合を形成
する。

第２図は前記のローラ（２４）に代えて超小型溝付ロー
ラ（４０）を用いた別の実施例を示すものである。

導体が平行した導体上を跨ぐような回路板においては小
型の埋設用ローラを用いることにより、敷設中のワイヤ
を平行導体間の基板面と接触するまで押し下げることが
要求される。微細ワイヤ（例えば直径０．００２５ｉｎ
の４２　ＡＷＧワイヤ）の場合、埋設用ホイールは半径
約０．０１５〜０．０３０ｉｎ程度でなければならない
。第２Ｂ図において最も良く示す通リ、小型溝付ローラ
（４０）は後端をヘアリング（４３）及び（４４）によ
り支持されたロッド（４２）の先端において機械加工さ
れたものである。このロッドはそれ自体が支持する傘歯
車（４８）と係合する自由回転支持された傘歯車（４６
）により下向きに付勢される。

第３図は接着剤が分離供給され、ワイヤが超音波針によ
り接着剤層中に押し込まれるようにした別の実施例を示
すものである。接着剤フィルム（５０）はドライブロー
ラ（５２）及びアイドルローラ（５３）間を通り、ワイ
ヤ（１４）と同時に前進する。この接着剤フィルムはワ
イヤより僅かに広い幅を有する。

フィルム（５０）はローラ（５２）及び（５３）から供
給されると、ガイド（５４）を通過して絶縁ワイヤの下
側において基板上に敷設される。レーザービーム（３０
）はミラー（３４）より反射されて、基板面と接触する
直前における接着剤を活性化するものである。

超音波針（６０）は超音波振動により付勢されるもので
あり、その先端においてワイヤを基板面上に位置付ける
ためのワイヤガイドとして作用する溝を有する。超音波
針は比較的小摩擦のワイヤガイドを提供し、これによっ
てワイヤを活性化された接着剤層に押し込むものである
。超音波エネルギーは好ましくは実質的な無摩擦ガイド
を提供し、ワイヤを定位置に埋め込むに十分な低振幅レ
ベルに維持される。超音波針は接着剤を活性化すべく供
給されるエネルギーに重大な影響を与えるものではない
。超音波エネルギーは低いエネルキーレヘルにおいて、
絶縁ワイヤの重大な冷間作用または破損を生じることな
く用いうろことが確認されている。超音波針の下向きの
力はその固定節部（６４）に取りつけられたスプリング
（６２）によって供給される。

第４Ａ、４Ｂ及び４０図は、ワイヤの切断、剥離及びハ
ンダ付け、並びに接着剤の活性化を行うためのデュアル
ビーム型実施例を示すものである。

この実施例において接着剤は絶縁ワイヤ上に予め被覆さ
れる。

被覆されたワイヤ（７０）はドライブロー−ｙ（７４）
及び一対のアイドルローラ（７６）を含むワイヤ供給機
構（７２）を介して供給される。しかるのち、ワイヤは
ワイヤガイド（７８）を通って溝付超音波針（８０）の
下側に導かれる。超音波針は第４Ａ図に示すような基本
形を有し、この超音波針を包囲するコイル（８２）に供
給された高周波エネルギーより生じた磁気歪みによって
付勢される。このようにして付勢されると、超音波針の
作用端が上下に振動するようになる。

レーザ（８４）は二本のビーム（８６）及び（８８）の
いずれかを介して制御パルス状のレーザーエネルギーを
提供する。実線位置におけるコイル（９０）によりレー
ザーエネルギーはミラー（９２）　（９０）　（９４）
から反射されてレンズ（９５）を通り、更にミラー（９
６）に入射してそこから反射し基板（１０）と接触する
被覆ワイヤの下側に入射する。ミラー（９０）が破線で
示す垂直位置（第４Ａ図）になるとレーザーエネルギー
はミラー（９２）　（９７）　（９８）から反射されて
レンズ（９９）を通り、ミラー（９１）に入射してそこ
から反射され敷設中の絶縁ワイヤの上側部に入射する。

第４Ｂ、４Ｃ図から明らかな通り、ミラー（９１）から
反射されたレーザーエネルギーはワイヤクランプ（１０
０）の開口を通過する。このワイヤクランプ（１００）
がワイヤの剥離、切断及びハンダ付工程においてワイヤ
を定位置に保持するものである。

典型的な手順において、ワイヤ端はワイヤ供給機構（７
２）によりクランプ（１００）の下側位置に押し下げら
れ、この状態で導体上の絶縁物を蒸発気化させるに十分
なエネルギーが、パルス状レーザービーム（８８）とし
て供給される。この十分なエネルギーはまた導体を基板
面上の端子パッド（１０２）にはんだ付または溶接する
ためにも供給される。次にＸ−Ｙテーブルは基板を敷設
ヘッドにより指示された方向に移動させることにより直
線的な導体走行を可能にする。ビーム（８６）からのレ
ーザーエネルギーは接着剤をそれが基板と接触する前に
活性化し、超音波針（８０）はワイヤを基板面に接触さ
せるべく押し下げるものである。接着剤が冷却されると
、絶縁ワイヤと基板との間の接合が形成される。折り返
し点または屈曲点が導体行路中において要求される場合
には、テーブル移動が停止し、敷設ヘッド（１２）が導
体の折り返しまたは屈曲を形成するための新たな方向に
回転し、次いでテーブルが敷設ヘッド位置により指示さ
れた新たな方向に移動する。導体のＶ！端においてレー
ザーエネルギーはビーム（８８）により供給され、導体
からは再び絶縁がｆｆ１ｌ＋がされ、基板上の端子パッ
ドへのハンダ付または溶接が行われる。この後でテーブ
ルは僅かに移動し、これによってビーム（８８）を導体
上において、端子パッドを僅かに越えた位置に焦点を合
わせられ、これにより妥当な波長における十分なエネル
ギーが導体を切断する劣めに供給される。

第５図は第１〜４図に関して説明したレーザービームを
提供するための適当な制御システムを示すものである。

レーザはなるべくな′ら０Ｎ１０ＦＦＩＩ御スイツチ（
１２２）を介してレーザ電ｔＡ（１２０）より電力供給
されるＣＯ２レーザ（１１０）からなっている。

レーザは先端に圧電トランスデユーサ（１１２）及び（
１１４）を装備した折り返し導波管型であり、レーザ管
内の空洞寸法が調節できるようになっている。

ＰＺＴ　ドライブ回路すなわち圧電ドライブ回路（１１
６）は圧電トランスデユーサを制御してレーザ周波数を
制御せしめるようになっている。スイッチ（１２２）　
カＯＮニ転シラレルト、電ｓ　（１２０）ハレーｆ管の
空洞内におけるガス媒体を通じる電流を維持する。この
電流はガスを基本的に励起してレーザービームを発生せ
しめる。

ＣＯ□レーザは接着剤を活性化し導体における絶縁物を
剥がすための理想的な熱線である波長１０．６ミクロン
のレーザーエネルギーを発生し、一方導体はこの波長に
対しては大きい反射性を有し、このレーザーエネルギー
によって実質的に影響を受けないものである。

コンピュータ（１３０）はＸ−Ｙテーブル（１３２）の
位置、並びに回路（１３８）を介する敷設ヘッドの方向
の制御を行うために用いられる。テーブルのＸ位置はＸ
位置カウンタ（１３４）におけるカウントに従って、ま
たテーブル（１３２）のＹ位置はＹ位置カウンタ（１３
６）中のカウントに従ってそれぞれ決定される。各カウ
ンタのアップ入力及びダウン入力にはコンピュータ（１
３０）よりパルスが供給され、それらのカウントをそれ
ぞれ増加または減少する。

テーブル（１３２）の各増分移動はコンピュータ（１３
０）からのパルスに応答して行われる。これらのパルス
は更に５人力ＯＲゲート（１４０）の４つの分離した入
力に供給される。

ＯＲゲートの出力はパルストリガー回路（１４２）に供
給され、この回路（１４２）はパルス幅制御回路（１４
４）を介して０Ｎ１０ＦＦ制御スイツチ（１２２）を制
御する。トリガー回路（１４２）からの各パルスはパル
ス幅制御回路（１４４）より制御された所定の時間周期
にわたってレーザをＯＮにするものである。パルス幅は
回路（１４６）により調整され、これによりパルスエネ
ルギー量が周囲条件に従って調整される。

デュアルビーム型の実施例（第４図）において、ミラー
（９０）はレーザーエネルギーを接着剤活性化用のビー
ム（８６）または？、１１離、ハンダ付及び切断用のビ
ーム（８８）となるように方向付ける。ミラー位置は、
ミラー位置決め回路（１４８）を介してコンピュータ（
１３０）により制御される。ワイヤ敷設工程中、ミラー
Ｃ９０）はその実線で示した位置においてレーザーエネ
ルギーパルスをビーム（８６）としてワイヤの下側に照
射する。

剥離、切断及びハンダ付工程の場合、回路（１４８）は
ミラー（９０）を破線で示す位置（第４図）に位置決め
する。これによってレーザーエネルギーはビーム（８８
）として絶縁ワイヤの上側部に導かれる。テーブルはこ
れらの動作中において静止しているため、連続したレー
ザーパルスは導体上の同一標的領域を加熱し、したがっ
て大量のレーザーエネルギーが同一の面に供給されるこ
とになる。

コンピュータ出力（１４９）はＯＲゲート（１４０）に
供給され、これらの動作のため−のトリガーパルスを提
供する。必要ならパルスはカウンタ（１３４）及び′（
１３６）に−制約に供給され、剥離またはハンダ付工程
を通じてゆるやかなテーブル移動を提供するものである
。切断動作の場合、比較的短い波長のレーザーエネルギ
ーを用いることにより、比較的大きいエネルギーを銅に
好ましく吸収させることができる。波長１．０６ミクロ
ンのネオジム混入イツトリウム−アルミニウムーガーネ
ットレーザは、切断工程のために好ましく用いられる。

接着剤を活性化し、かつ基板面上に導体を敷設すべく用
いられるレーザービームは、一定の空間的及び時間的制
約内において注意深く形成及び制御されなければならな
い、すなわちレーザービームの注意深い形成及び制御は
、接着剤が十分なエネルギーを受は取って導体を接合す
べく活性化されることを可能にするものである。レーザ
ーエネルギーが適正に形成及び制御されなければ、導体
と基板表面との接合は不十分となり、接合部は空隙等を
有する不確実なものとなる。他方、過大なエネルギーが
供給されると、導体または被覆材料が損傷を受ける場合
がある。

本発明の方法は、これらの問題点を排除し、導体の全長
に沿って接着剤の確実な活性化を達成するものである。

このため接着剤の単位面積当たり受は取られる全エネル
ギー量は、接着剤の表面に沿って移動するレーザービー
ム入射線の速度と関係なく一定にすべきである。

すでに述べた通り、接着剤は基板の表面に配置されるか
、または導体それ自体の上に被覆され、もしくは個々に
供給されるものである。入射レーザービームは接着側上
において導体行路に沿いながら敷設ヘッドと共に移動す
る。一定のエネルギー量子はパルス状に放射され、接着
剤の所定領域に受は入れられる。この時導体行路の定ま
った長さが敷設ヘッド及び入射レーザービームによって
横切られる。接着剤が活性化されると、導体は基板面上
に配置される。接着剤がレーザービームから受は取った
エネルギーを失うと、それは非接着状態に戻り、導体と
その導体が敷設された基板面との接合を形成する。パル
ス状レーザービームはワイヤ上、または基板面上の接着
剤に向かって照射され、入射ビームの軌跡は基板面上に
おいて敷設ヘッドが導体をその基板面に接触配置する位
置または直前の位置を辿るものである。

レーザービームパルスの全ては実質的に等しいエネルギ
ー量を有する。パルスのエネルギーはパルス振幅または
パルスのパワーレベルとパルス幅またはパルス持続時間
との積である。各パルスは少なくともそれが入射する領
域に、導体敷設に要する時間周期を通じて接着性を与え
るに十分なエネルギーを有するべきである。パルスエネ
ルギーは接着剤の“Ｃ段階”硬化または被覆領域に対す
る損傷を生ずるレベルより低くしなければならない。パ
ルスエネルギーは敷設工程の開始に先立ってセットされ
る。

レーザーエネルギーのパルスは接着剤に沿って増分間隔
が進められるたび毎に放出される。したがって単位時間
当たり放射されるパルス数、即ちパルス繰り返し速度は
、単位時間当たりの移動間隔として必然的に変化する。

換言すれば、それは敷設速度の関数として変化するもの
である。

この発明の方法によれば、敷設速度の変動と関係なく接
着剤の各単位面積により受は取られるエネルギー量は一
定に維持される。この結果、敷設される導体の全長に沿
って均一、かつ確実な接合が形成される。

敷設素子は敷設面上において所望の導体位置を瞬間的に
維持するものであるが、敷設ヘッドが移動するとき導体
位置を制御する能力が失われる。

したがって接着剤は所望の位置を維持するため導体と基
板面との間の接合を迅速に形成すべきである。

なるべくなら、活性化後の接着剤は所望の導体位置を維
持するため、約５０〜２００ミリ秒以内で接合を形成す
るように非接着性状態を回復すべきである。接着剤を活
性化するためにのみ十分な所定の制御エネルギーパルス
を用いることの一つの利点は、接着剤が加熱、活性化及
び熱エネルギーを失うまでの時間（熱サイクル）が比較
的短縮されるということである。接着剤を活性化するに
必要なエネルギー量に、放出エネルギー量を整合させる
ことにより、熱サイクルの期間が減少し、必要な接合は
過大なエネルギーを加える場合よりも比較的速やかに形
成される。

なるべくなら、レーザーパルスのエネルギーレベルは、
導体敷設に用いられる特定の接着剤を活性化するに必要
な最小エネルギーに予めセットされる。このセットを決
定するため敷設工程において用いられるべき接着剤は焼
付けられ、接着剤が接着性を具現するに必要な温度上昇
が特定される。

ここでレーザービームは接着剤の特定の面積およびその
面積において可能な最短時間をもってパルス化される。

パルスエネルギーレベルは、温度を接着剤が粘着性を帯
びるに十分な程度まで信頼性よく上昇させるレベルを見
出すために調整される。

敷設導体に沿った入射エネルギーパルスの間隔は、敷設
工程を実施する前にセントすることができる。この間隔
は導体の長さに沿った連続した接合を可能にするに十分
な小間隔でなければならない。連続接合の範囲は敷設導
体の顕微鏡的な検査により決定される。ギャップまたは
リップルが現れると、その部分の接着剤は活性化されな
（なる。

このような不連続性の発生はレーザービームの“スポッ
トサイズ”を調整することにより、及びパルスエネルギ
ーレベルを調整することにより補正される。

スポットサイズは可能な限り小さいことが望ましい。し
かしながら、スポットサイズが余り小さくなれば、レー
ザービームが導体及びその上の接着剤から外れるという
僅かな誤整列を生ずる場合がある。好ましくはスポット
サイズ直径は導体径の約４〜５倍の大きさである。スポ
ットサイズは敷設領域を包囲する装置を加熱し、損傷及
び異常を生ずることがないような範囲に制限されるべき
である。

スポットにおけるエネルギー分布は変化しうるが、これ
はエネルギーの大部分がスポットの中心に集中し、した
がってエネルギー密度が周辺に向かうに従って減少する
ような１０一プガウス分布であることが望ましい。導体
に沿って安定な活性化レベルを維持するため、レーザー
パルス相互の間隙はスポット間の重複を生ずる程度にす
べきである。重複の範囲はパルスエネルギーの分布に応
じたものとなる。エネルギー分布が拡散すればするほど
重複が太き（なることは明らかである。なるべくなら、
スポットはその直径の約１０〜９０％までの範囲で重複
すべきである。より好ましくは、それらがスポット径の
約り０％重複すべきである。

導体を接着剤層の被覆面に敷設するときにはパルス型Ｃ
Ｏｚ　レーザが好ましく用いられる。レーザーパルスの
振幅はなるべくなら約５〜１０ワツトである。パルス幅
は約５０〜２０００マイクロ秒である。

パルス間隔はなるべくなら約０．００２〜０．０１０ｉ
ｎである。スポットの直径は好ましくは約０．００７〜
０゜０３ｉｎである。敷設速度は１秒間溝たり約Ｏ〜１
５ｉｎである。しかしながら、敷設速度は敷設装置の上
限に応じて高めることができる。当然ながら、これらの
パラメータの好ましい範囲は使用する接着剤に応じて変
化するものである。

レーザービームパルスにより粘着性及び接着性を付与さ
れることができ、導体及び基板表面間の接合を形成する
ことができる何らかの接着剤は、この発明の方法に従っ
て導体を敷設するために用いることができる。接着剤と
しては熱可塑性または熱硬化性樹脂を用い得るが、それ
はなるべくなら熱可塑性及び熱硬化性の双方の性質を有
することが望ましい。

レーザービームのパワーレベルは密封されたレーザの信
号出力が、その使用時間を通じて減衰するため、使用中
において変動することになる。

更に単一の敷設手順においては、信号の瞬間的な変動が
起こりうるちのである。本発明の方法はパワー出力にお
ける僅かな変動を補償するための好ましい手段を堤供す
るものである。

シールされたレーザービームのパワーレベルは時間的に
サンプリングされるべきである。パワー出力が変動する
と、接着剤に到達するエネルギーが減少する。この発明
によれば、接着剤に到達するエネルギーはパルス幅もし
くは振幅を増大させることにより、またはパルス間隔を
減少することにより（入射パルスの接着剤上への重複の
増加）単純に増大されうるちのである。これはパルス繰
り返し速度の増大に等しい。

密封されないレーザが用いられる場合、平均パワー出力
はビームの小部分（約５〜１０χ）を分割し、そのパワ
ーレベルを測定することにより測定される。前記分割し
たビームのパワーレベルがｉ化するとき、ビームの主要
部分のパワーレベルも当然変化するため、パルス幅はパ
ワー変動を補償すべく変えることができる。

導体敷設速度は約０〜１０ｉｎ／秒の範囲で変化し、ワ
イヤ供給機構の動作速度により通常制限されるものであ
る。しかしながら、妥当な接合は１５ｉｎ／秒を上回る
速度において達成することができる。

実施例１ この実施例においては、配線回路板のパワー接続及び接
地接続のための導体パターンが回路板業界において“Ｆ
Ｒ−４″ボードとして知られた銅被覆エポキシ−ガラス
成層基板の銅面にエツチング形成されたものである。銅
線からなる導通部分を有し、全体の直径１．５ａｕｇの
絶縁導体が敷設素子としての鉄筆状敷設針を用いて接着
剤表面上に敷設された。ＣＯ！　レーザ（アメリカ合衆
国のコヒーレント　コーポレイションよりエバーレース
１５０？Ｍとして市販されている）は、敷設工程におい
て接着剤を活性化するために用いられた。エバーレース
１５０　”のレーザ源の妥当なパワー出力は約１５０−
であった。使用した接着剤のために必要なパルス当たり
のパワー出力は約５〜１０讐の範囲であった。ビームの
エネルギー分布モードは横向き電磁モードＴ　Ｅ　Ｍ　
ｏ。であって、１０一プガウス曲線モードとなるように
選択された。

次の固形成分を有する接着剤層は熱及び圧力を加えてエ
ポキシ−ガラスラミネート状に成層化された。

固形分 アクリロニトリル−ブタジェン共重合体ゴム２６．９２ アルキルフェノールレゾール樹脂 １３．４χ ビスフェノールＡＩのジグリセリドエーテル分子量約１
０００　　　　　　　　　　　　８．９χクロルスルフ
オン酸ポリエチレンゴム ８．９χ ヘキサメチルトリアミンを含むフェノールノボラック形
樹脂　　　　　　　　　　１３．４χジルコニウムケイ
酸塩（フィシ）　　　　　１７．９χパラジウムクロラ
イド液状工ポキシ樹脂反応生成物（１０χパラジウムに
よる）２．６χヒユームドシリカ　　　　　　　　　　
　４．５χ流動剤−フェノールシラン　　　　　　０．
９χ銅フタロシアニン顔料　　　　　　　　　２．６χ
成層工程に先立ち、組成物には溶剤として３〜６％のセ
ロソルブアセテート、ハイフラッシュナフサ及びメチル
エチルケトンを含むものであった。

レーザからのビーム出力サイズはそのビームがレーザー
装置の光学系を通過する前の素ビーム系において１０ｍ
ｍであった。素ビームは光学系を通過して集束され、約
０．５１＋ｕｗＯ幅と約０．７５ｍｍの長さを有する楕
円形スポットとなるように所定の角度をもって、接着剤
面に入射し、パルス幅（持続時間）は１００マイクロ秒
となるように選定された。

またパルス間隔（距離）は０．１ｍｍに選定された。

レーザービームは敷設針の手前約０．２５ｍｍの点に入
射し、これによって敷設工程中に活性化された接着剤の
領域が敷設針から０．２５＋ｎｍｆｉれ、この点におい
て導体が当接されるようにした。１２５ｍｍ／秒の敷設
速度において導体の全長にわたり、基板に対する均一な
接合が得られた。

実施例２ 細長有形ワイヤ導体としては、例えば約０．５　μｍの
厚さだけ銀メッキされた３８ａｗｇ　　（アメリカ合衆
国ワイヤゲージ）、すなわち０．１１の直径を有する銅
線が用いられ、これには厚さ３８μｍのポリウレタン絶
縁物層が被覆された。導体には更に次のような乾燥重量
組成を有する接着剤の被覆が形成された。すなわち接着
剤の乾燥重量組成は、高分子量ポリウレタンアクリレー
ト１００ｇ、エポキシアクリレート１５ｇ、ｌ−ルエン
ジイソシアネートのポリイソシアン酸塩９．８ｇ、紫外
線硬化剤３．５ｇ、そして４−メタオキシフェノール０
．５ｇであった。

対応する湿潤重量組成は次の通りである。すなわち高分
子量ポリウレタンアクリレ−）３３３．３ｇ（３２χン
容液）、エポキシアクリレート１５ｇ、ポリイソシアン
酸塩１９．６ｇ　　（５０χ溶液）、紫外線硬化剤３．
５ｇ　４−メタオキシフェノール０．５ｇ、そしてトル
エンが全体の７重量％であった。

レーザーエネルギー源としてはアメリカ合衆国のラーク
マンエレクトロオプチソク社のモデルＲＦ１６５レーザ
が採用された。モデルＲＦ１６５は高周波励起導波管を
有する密封型ＣＯ□レーザである。

そのパワー出力は２０Ｗ　ＣＷ　（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕ
ｓ　ｗａｖｅ　）ガウス（ＴＥＭ）ビーム型で、最大変
調周波数１０ＫＨ２である。

レーザーエネルギーはパルスビーム型においてワイヤ導
体に向かって放出され、そのパルス幅（持続時間）は約
２００マイクロ秒である。スポットはほぼ円形であり、
その直径は約１　ｍ＋＋（０，０４ｉｎ）である、ビー
ムは導体が約０．２ｍｍ（０，００８ｉｎ）敷設される
ときパルス付勢される。敷設速度は約５ｍ／分である。

スボ７）サイズ及びパルス周波数は導体の各部が約５個
のレーザーパルスを受けるように調整される。活性化さ
れた接着剤被覆層がエネルギーを失うと、それは非接着
性となり、約２００ｍ秒以内に表面との接合を形成する
。

所定のパターンの全導体が基板上に敷設されると、接着
剤被覆層は紫外線に露出することにより完全に硬化され
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は絶縁ワイヤを接着剤被覆層を有する基板上にレ
ーザー接合するための敷設用ヘッドを示す断面図、第２
図は微細ワイヤを使用するために設計された第１図と同
様な敷設ヘッドを示す断面図、第３図は接着剤が個々に
隔離状に供給されるようにした本発明の別の実施例によ
る敷設ヘッドを示す断面図、第４Ａ、４Ｂ、及び４０図
は接着剤がワイヤ上に供給及び被覆されるようにしたデ
ュアルレーザビーム型の実施例を示す異なった倍率によ
る断面図、第５図はレーザ発振器のための制御回路を示
すブロック線図である。 特許出願人　コルモーゲン　テクノロジイズコーボレイ
ション

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板面上に所定のパターンで導体を敷設するため
   の方法において、（ａ）導体を用意する段階と、（ｂ）
   前記導体を基板面上に敷設する段階と、（ｃ）前記導体
   を前記基板面上に敷設する前、または敷設すると同時に
   レーザーエネルギーを照射することにより活性化される
   接着剤を用いて、前記基板面上に接合する段階とを含み
   、前記方法が更に、 〔１〕実質上同一のエネルギー量を有するレーザービー
   ムパルスを発生し、 〔２〕前記レーザービームパルスを前記導体と前記基板
   との間の接着剤に実質的に照射することにより、前記導
   体が敷設されるときに前記接着剤を活性化し、更に 〔３〕導体の各長さ増分が敷設されるとき、１個のパル
   スが照射されるように前記パルスをタイミング設定する ことを特徴とする配線回路板の製造方法。
2. （２）前記パルスエネルギー量が前記導体の敷設を行う
   前に調整され、敷設中において一定に維持されるように
   したことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の
   方法。
3. （３）前記接着剤へのレーザー照射領域が連続したパル
   スにより重複照射されるように、前記タイミングを設定
   することを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の
   方法。
4. （４）前記照射領域がビーム直径の１０〜９０％程度重
   複照射されるようにしたことを特徴とする特許請求の範
   囲第（３）項記載の方法。
5. （５）前記照射領域がビーム直径の約８０％分重複照射
   されるようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第（
   ４）項記載の方法。
6. （６）接着剤が導体敷設工程に先立って基板面上に適用
   されることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載
   の方法。
7. （７）接着剤が導体敷設工程に先立って導体上に被覆さ
   れるようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第（１
   ）項記載の方法。
8. （８）接着剤が導体敷設工程中において供給されるよう
   にしたことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載
   の方法。
9. （９）導体を基板面上に所定のパターンで敷設するため
   の方法において、 （ａ）少なくとも１本の導体と、その導体が敷設される
   べき表面を有する基板と、前記表面に前記導体を接合す
   るための接着剤とを用意し、 （ｂ）前記導体を前記基板面上において所定の道順で敷
   設し、 （ｃ）前記接着剤に実質上均一なレーザービームパルス
   を照射することにより、この接着剤を前記所定の道順に
   沿って活性化し、 （ｄ）前記パルスをその繰り返し速度が導体敷設速度の
   関数となるようにタイミング設定することを特徴とする
   配線回路板の製造方法。
10. （１０）接着剤が導体敷設工程に先立って基板面上に通
    用されることを特徴とする特許請求の範囲第（９）項記
    載の方法。
11. （１１）接着剤が導体敷設工程に先立って導体上に被覆
    されることを特徴とする特許請求の範囲第（９）項記載
    の方法。
12. （１２）接着剤が導体敷設工程中に供給されることを特
    徴とする特許請求の範囲第（９）項記載の方法。
13. （１３）導体が絶縁導体であり、少なくとも前記絶縁導
    体の両端が十分なエネルギー及び適当な波長を有するレ
    ーザービームを照射することにより、その絶縁被覆を剥
    がされるようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第
    （９）項記載の方法。
14. （１４）前記十分なエネルギー及び適当な波長を有する
    レーザービームが第２のレーザービームであることを特
    徴とする特許請求の範囲第（１３）項記載の方法。
15. （１５）基板がハンダ付け端子点を含み、導体の少なく
    とも一端が第２のレーザービームを照射することにより
    前記端子点において剥離され、かつハンダ付けされるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第（９）項記載の方法。
16. （１６）導体が基板上の２端子間に敷設されるものであ
    り、その場合において導体が第２の端子点に到達したの
    ち、十分なエネルギー及び適当な波長を有するレーザー
    ビームを照射することにより切断されることを特徴とす
    る特許請求の範囲第（９）項記載の方法。
17. （１７）前記第２のレーザービームが少なくとも工程中
    の一時限において１００％重複照射されるレーザーエネ
    ルギーのパルス列を発生するものであることを特徴とす
    る特許請求の範囲第（１３）、（１４）又は（１５）項
    に記載の方法。
18. （１８）前記導体を切断するために採用したレーザービ
    ームが異なった波長及びエネルギーレベルを有するもの
    であることを特徴とする特許請求の範囲第（１６）項記
    載の方法。