KR100934160B1 - 금속박의 열량측정방법, 표면특성의 조정방법, 레이저개공방법 또는 열량측정장치 - Google Patents

금속박의 열량측정방법, 표면특성의 조정방법, 레이저개공방법 또는 열량측정장치 Download PDF

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닛코킨조쿠 가부시키가이샤
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Abstract

금속박에 미량의 레이저광을 조사하여, 금속박의 이면에 마련된 센서에 의해 금속박이 흡수하는 열량을 측정하는 금속박의 열량측정방법 및 내면에 광반사면을 갖는 레이저광 도입관, 이 레이저광 도입관의 저부에 열량을 측정하기 위한 금속박을 마련하기 위한 장치 및 이 금속박의 이면에 밀착시켜 열량을 측정하는 센서를 구비하는 금속박의 열량측정장치. 프린트 회로기판의 층간접속공(through hole)을 효율 좋게 형성하기 위하여 금속박의 열량을 측정하며, 레이저에 의한 개공이 용이하게 되어 품질이 우수하고 안정한 소경(小經)층간(層間)접속공이 형성할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
Figure R1020057008280
금속박, 열량측정방법, 표면특성 조정방법, 레이저 개공방법, 열량특정장치

Description

금속박의 열량측정방법, 표면특성의 조정방법, 레이저 개공방법 또는 열량측정장치{METHOD FOR MEASURING AMOUNT OF HEAT IN METAL FOIL, METHOD FOR ADJUSTING SURFACE CHARACTERISTICS, LASER DRILLING METHOD, AND APPARATUS FOR MEASURING AMOUNT OF HEAT}
본 발명은, 금속박(箔)에 조사(照射)된 미량의 레이저광의 흡수 열량을 측정하는 기술에 관한 것이며, 이 측정된 열량을 이용하여, 특히 프린트 회로기판의 층간접속공(through hole)을 형성하기 위하여 필요하게 되는 금속박의 표면특성의 조정 및 금속박의 레이저 개공(開孔) 등을 효율 좋게 행할 수 있는 방법 및 이를 위해 사용하는 가장 적합한 금속박의 열량측정장치에 관한 것이다.
또, 본 발명의 금속박은 동박(銅箔), 알루미늄박 등을 대상으로 하지만, 이들의 금속박 그 자체뿐만 아니라, 금속박의 적층판 혹은 적층판에 직접 금속을 도금한 박 등의 전부를 포함하는 것이다.
종래, 프린트 회로기판의 층간(層間)에 접속용의 소경공(小經孔:through hole)을 형성하는데 드릴이 사용되어 왔지만, 드릴에 의한 가공(개공)에서는 버어(burr)가 발생하기 쉽고, 또한 미소경의 개공에는 한계가 있기 때문에, 최근 레이저에 의한 개공법(開孔法)이 사용되도록 되어 왔다.
그러나, 종래의 프린트 회로 기판에 사용되는 동박 등(이하에 관해서는, 주로 동박에 관해서 설명하지만, 동박에 한정되는 것은 아니다.)의 표면은 반사율이 크기 때문에 레이저광에 대한 가공성이 나쁘다라는 결점이 있으며, 이를 위한 소정의 동박부를 에칭 제거하고, 거기에 레이저광을 조사하여 개공하는 방법을 사용하거나, 동박을 화학 연마 등에 의해 박층화(薄層化)한 후에 레이저 가공하는 방법이 채용되고 있다.
그러나, 이 경우, 동박의 에칭 제거 또는 화학 연마라는 공정이 들어가기 때문에 능률이 나쁘고, 또한 이러한 처리 조작의 엄밀한 관리가 필요하기 때문에 생산성이 나쁘게 되어 코스트가 높게 된다는 결점이 있었다.
이러한 것으로부터, 동박의 표면에 레이저광이 반사되지 않고 흡수하기 쉬운 재료를 도금하거나, 혹은 동박 또는 도금면의 표면을 조면(粗面)으로 하여, 레이저광에 의한 동박의 개공성을 향상시키는 것이 행해지고 있다(일본특허 제3258308호 공보 참조).
그러나, 동박의 표면 성상(性狀)을 결정하기 위한 적당한 평가 혹은 관리하기 위한 유효한 방법이 없고, 이미 생산되어 있는 동박 또는 도금면으로부터 경험적으로 레이저의 개공성의 양부(良否)를 결정해, 그에 대응한 동박의 제조 또는 도금처리를 행하고 있었다.
이러한 종래의 방법은, 얻어지는 상품 종류가 변화한 경우에는, 신속한 대응이 되지 않는다. 또한 레이저광에 의한 구멍의 직경이 변화한 경우 등에 있어서 레이저 출력 등을 신속하게 조정하는 것이 불가능하여, 경험으로 행하지 않을 수 없 었다.
이상에서부터, 종래는 품질이 우수하고 안정된 프린트 회로기판의 층간에 접속용의 소경공(小經孔:through hole)을 형성할 수 없다라고 하는 문제가 있었다.
(발명의 개시)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적으로 하는 바는, 금속박에 조사된 미량의 레이저광의 흡수 열량을 측정하는 기술을 제공하며, 이 측정된 열량을 이용하여, 특히 프린트 회로기판의 층간 접속공(through hole)을 형성하기 위하여 필요로 되는 금속박의 표면 특성의 조정 및 금속박의 레이저 개공 등을 효율 좋게 행할 수 있는 방법 및 이를 위하여 사용하는 가장 적합한 금속박의 열량측정장치를 제공하는 것이다.
이상으로부터 본 발명은,
1. 금속박에 미량의 레이저광을 조사하여, 금속박의 이면(裏面)에 마련된 센서에 의해 금속박이 흡수하는 열량을 측정하는 것을 특징으로 하는 금속박의 열량측정방법
2. 금속박에 미량의 레이저광을 조사하여, 금속박이 흡수하는 열량을 측정하여, 이 열량 측정치(測定値)에 의해 금속박의 광택도, 표면 거칠기 등의 표면 특성을 조정하는 것을 특징으로 하는 금속박의 표면특성의 조정방법
3. 금속박에 미량의 레이저광을 조사하여, 금속박이 흡수하는 열량을 측정하여, 이 열량측정치에 의해 레이저 개공 시의 금속박의 구멍의 직경(穴徑)을 조절하는 것을 특징으로 하는 금속박의 레이저 개공방법
4. 금속박이 흡수하는 열량과 광택도의 상관 관계에서 금속박의 광택도를 조정하는 것을 특징으로 하는 상기 2 또는 3에 기재된 금속박의 표면특성의 조정방법 또는 금속박의 레이저 개공방법
5. 금속박이 흡수하는 열량과 표면 거칠기의 상관 관계에서 금속박의 표면 거칠기를 조정하는 것을 특징으로 하는 상기 2 또는 3에 기재된 금속박의 표면특성의 조정방법 또는 금속박의 레이저 개공방법
6. 금속박이 흡수하는 열량과 드리링(drilling)의 구멍의 직경의 상관 관계에서 금속박의 구멍의 직경을 조정하는 것을 특징으로 하는 상기 2 또는 3에 기재된 금속박의 표면특성의 조정방법 또는 금속박의 레이저 개공방법
7. 금속박이 동박인 것을 특징으로 하는 상기 1∼6의 각각에 기재된 금속박의 열량측정방법, 표면특성의 조정방법 또는 레이저 개공방법
8. 금속박의 레이저광 조사면에 도금층을 구비하는 것을 특징으로 하는 상기 1∼7의 각각에 기재된 금속박의 열량측정방법, 표면특성의 조정방법 또는 레이저 개공방법
9. 내면에 광반사면을 갖는 레이저광 도입관, 이 레이저광 도입관의 저부에 열량을 측정하기 위한 금속박을 설치하기 위한 장치 및 이 금속박의 이면에 밀착시켜 열량을 측정하는 센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 금속박의 열량측정장치
10. 열량을 측정하는 금속박이 레이저 개공용 금속박인 것을 특징으로 하는 상기 9 기재의 열량측정장치
11. 내면에 광반사면을 갖는 레이저광 도입관, 이 레이저광 도입관의 저부에 열량을 측정하기 위한 금속박을 설치하기 위한 장치 및 이 금속박의 이면에 밀착시켜 열량을 측정하는 센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 상기 1∼8의 각각에 기재된 금속박의 열량측정방법, 표면특성의 조정방법, 레이저 개공방법에 사용하는 열량측정장치
를 제공한다.
(발명의 실시의 형태)
본 발명은, 금속박 예를 들면, 동박의 샘플을 미리 만들어, 이 동박을 본 발명의 레이저 개공용 금속박의 열량측정장치 내에 세트한다.
이 동박의 열량측정장치는, 도1에 나타낸 바와 같이, 내면에 광반사면을 갖는 레이저광 도입관1, 이 레이저광 도입관1의 저부에 동박2를 설치하고, 동박2의 이면에 밀착시켜 열량을 측정하는 센서3이 마련되어 있다. 부호4는 탄산가스 레이저광을 나타낸다.
동박2는, 센서3에 밀착시켜, 에어 갭(air gap)이 없도록 한다. 에어 갭이 있으면 열량측정의 정도는 저하한다.
또한, 레이저광 도입관1의 내면을 광반사면으로 하는 것에 의해 레이저광 도입관으로부터의 열의 일산(逸散)을 방지할 수 있다. 레이저광 도입관으로부터의 열의 일산은, 레이저광 도입관의 내면에 접촉하는 에어의 유동뿐이며, 그 양은 적다.
또한, 동박2의 엣지(edge)로부터 유출하는 열량은 동박이 엷기 때문에, 그 양은 무시할 정도로 적다.
이러한 장치를 사용하여 동박에 미량의 레이저광을 조사하고, 동박이 흡수하는 열량을 측정한다.
동박의 광택도와 열량의 관계를 도2에 나타낸다. 도2에 나타낸 바와 같이, 광택도가 크게됨에 따라서 동박이 흡수하는 열량은 적게 된다.
또한, 도3에 나타내는 바와 같이, 동박의 표면 거칠기(Rz)와 열량과는 상관 관계가 있으며, 표면 거칠기를 크게 하는 것에 의해 동박의 흡수하는 열량을 올릴 수 있다. 따라서, 이들의 열량 측정치에 의해 동박의 표면 특성(광택도, 표면 거칠기)을 조정할 수 있다.
일반적으로, 동박의 적어도 레이저광을 조사하여 프린트 회로기판의 층간접속공을 형성하는 위치에, 인듐, 주석, 코발트, 아연, 코발트 합금 및 니켈 합금의 어느 것이나 1종 이상을 함유하는 층을 형성하여, 도금면을 흑화(黑化)하는 것에 의해 레이저광의 반사율을 낮추어, 동박이 흡수하는 열량을 크게 하는 것이 가능하다. 또한, 표면 거칠기도 동일하게 조정할 수 있다.
따라서, 동박의 샘플에, 이러한 도금면을 형성하여 열량을 측정하고 생산 공정에 있어서 동박의 표면 특성의 관리에 이용할 수 있다.
한편, 레이저에 의한 동박의 구멍의 직경과 동박이 흡수하는 열량에는, 도4에 나타내는 바와 같이 상관 관계가 있다. 흡수하는 열량이 크면 구멍의 직경을 크게 할 수 있다.
따라서, 동박의 샘플에 미량의 레이저광을 조사하여, 금속박이 흡수하는 열량을 측정하여, 이 열량 측정치에 의해 레이저에 의한 동박의 박(箔)의 구멍의 직경을 조절할 수 있다.
다른 한편, 동박의 샘플에 미량의 레이저광을 조사하여, 금속박이 흡수하는 열량을 측정하여, 이 열량 측정치에 의해 필요로 하는 금속박의 구멍의 직경에 대응하는 열량을 구하며, 이 열량으로부터 금속박의 표면 특성을 조정할 수도 있다. 이것에 의해 동박의 개공의 품질 관리가 용이하게 가능하다는 큰 효과가 있다.
사용하는 금속박은, 예를 들면 동박으로 말하면, 전해동박 또는 압연동박의 어느 것에도 적용할 수 있다. 또한, 동박의 두께는 고밀도 배선으로서 사용하는 18㎛ 이하의 것에도 적용할 수 있다. 다만, 본 발명은 이러한 금속박의 두께에 제한되는 것만이 아니고, 이 이상의 두께에도 당연히 적용 할 수 있는 것이다.
이들의 층은 도금 처리하는 것에 의해 제조할 수 있다. 그러나, 도금에 한정되는 것은 아니며, 증착이나 스퍼터링, 기타의 피복방법을 사용하는 것도 가능하다.
도금 등에 의하여 형성되는 층은, 금속박의 레이저광 조사면의 전면 또는 조사하는 부분의 면에 형성한다. 이 도금 처리 등은 회로기판에 사용하는 동박의 특성을 손상시키지 않는 것이 필요하다. 본 발명의 도금 처리는 이 조건을 만족하고 있으며 동박의 특성을 손상시키지는 않는다.
일반적으로, 낮은 개공율의 경우에 개공 시의 레이저 출력(에너지)을 높게 하는 것에 의해 개공율을 올리는 것은 가능하다. 그러나, 이 레이저 에너지를 필요 이상으로 올리면 기판(적층판)의 수지(樹脂)부분에의 데미지(손상)가 크게 되며, 동박(층)의 구멍의 직경보다도 수지의 구멍의 직경이 크게 된다고 하는 현상이 일어난다.
이와 같이, 수지의 구멍이 크게 되면 구멍의 저부에서 수지와 동박(층)의 박리가 발생하는 등 레이저 개공의 품질이 저하, 또는 이러한 품질저하를 방지하기 위하여 처리조건의 엄밀한 관리가 필요하게 되며, 공정이나 처리 조작이 복잡화하는 등의 큰 문제로 된다.
그러나, 본 발명과 같이, 사전에 동박의 샘플에 미량의 레이저광을 조사하여, 금속박이 흡수하는 열량을 측정하여, 이 열량 측정치에 의해 레이저에 의한 동박의 박의 구멍의 직경을 조정할 수 있으므로, 최적인 레이저광 출력을 사전에 알 수 있다.
따라서, 보다 품질이 우수한 프린트 회로기판의 층간 접속공(through hole)을 효율 좋게 형성할 수 있는 특징을 갖는다.
도1은, 본 발명의 열량측정장치를 나타내는 단면 설명도이다. 도2는, 동박의 광택도와 열량의 상관 관계를 나타내는 도이다. 도3은, 동박의 표면 거칠기(Rz)와 열량과의 상관 관계를 나타내는 도이다. 도4는, 동박의 구멍의 직경과 동박이 흡수하는 열량의 상관 관계를 나타내는 도이다.
금속박의 광택도와 열량과는 상관 관계가 있으며, 광택도가 크게 됨에 따라 금속박이 흡수하는 열량은 작게 된다. 또한 금속박의 표면 거칠기(Rz)와 열량과도 상관 관계가 있으며, 표면 거칠기를 크게 하는 것에 의해 금속박의 흡수하는 열량 을 올릴 수 있다.
이들을 본 발명의 열량 측정 장치에 의해 간편한 방법으로 사전에 아는 것에 의해 레이저광을 조사하여 프린트 회로기판의 층간 접속공을 형성할 시의 품질관리에 큰 영향을 주며, 금속박의 표면 특성(광택도, 표면 거칠기)을 정확하게 조정하여, 안정한 레이저 개공용 금속박을 제조할 수 있다.
또한, 레이저에 의한 금속박의 구멍의 직경과 금속박이 흡수하는 열량에는 동일하게 상관 관계가 있다. 즉, 흡수하는 열량이 크면 구멍의 직경을 크게 할 수 있다.
따라서, 사전에 금속박의 샘플에 미량의 레이저광을 조사하여, 금속박이 흡수하는 열량을 측정하여, 이 열량 측정치에 의해 레이저에 의한 금속박의 구멍의 직경을 조정할 수 있다.
한편, 금속박의 샘플에 미량의 레이저광을 조사하여, 금속박이 흡수하는 열량을 측정하여, 이 열량 측정치에 의해 필요로 하는 금속박의 구멍의 직경에 대응하는 열량을 구하여, 이 열량으로부터 금속박의 표면 특성을 제어 할 수도 있다.
또한, 사전에 동박의 샘플에 미량의 레이저광을 조사하여, 금속박이 흡수하는 열량을 측정하여, 이 열량 측정치에 의해 레이저에 의한 동박의 박의 구멍의 직경을 조정할 수 있으므로, 최적인 레이저광 출력을 사전에 알 수 있다.
이상으로부터, 본 발명의 금속박의 열량측정방법, 금속박의 표면 특성의 조정방법, 금속박의 레이저 개공 방법 및 이를 위하여 사용하는 가장 적합한 레이저 개공용 금속박의 열량측정장치는 품질이 우수한 프린트 회로기판의 층간접속공 (through hole)을 효율 좋게 형성할 수 있다는 우수한 특징을 갖는다.

Claims (19)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 금속박에 레이저광을 조사하여, 금속박이 흡수하는 열량을 측정하고, 이 열량측정치에 의하여 레이저 개공 시의 레이저 출력을 조절하여, 금속박의 구멍의 지름을 조절하는 금속박의 레이저 개공방법에 있어서, 상기 금속박이 흡수하는 열량과 금속면의 광택도와의 상관관계를 구하고, 이 상관관계로부터 개공을 행하는 금속박의 광택도를 조정하며, 이 광택도를 조정한 금속박에 레이저광을 조사하여 금속박의 구멍의 크기를 조절하는 것을 특징으로 하는 금속박의 레이저 개공방법.
  9. 삭제
  10. 금속박에 레이저광을 조사하여, 금속박이 흡수하는 열량을 측정하고, 이 열량측정치에 의하여 레이저 개공 시의 레이저 출력을 조절하여, 금속박의 구멍의 지름을 조절하는 금속박의 레이저 개공방법에 있어서, 상기 금속박이 흡수하는 열량과 금속의 표면 거칠기와의 상관관계를 구하여, 이 상관관계로부터 개공을 행하는 금속박의 표면 거칠기를 조정하며, 이 표면 거칠기를 조정한 금속박에 레이저광을 조사하여 금속박의 구멍의 크기를 조절하는 것을 특징으로 하는 금속박의 레이저 개공방법.
  11. 금속박에 레이저광을 조사하여, 금속박이 흡수하는 열량을 측정하고, 이 열량측정치에 의하여 레이저 개공 시의 레이저 출력을 조절하여, 금속박의 구멍의 지름을 조절하는 금속박의 레이저 개공방법에 있어서, 상기 금속박이 흡수하는 열량과 레이저에 의한 드리링의 구멍의 직경의 상관관계를 구하여, 이 상관관계로부터 레이저광의 출력을 조절하여 금속박의 구멍의 크기를 조정하는 것을 특징으로 하는 금속박의 레이저 개공방법.
  12. 제8항, 제10항, 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 금속박이 동박인 것을 특징으로 하는 레이저 개공방법.
  13. 제8항, 제10항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 금속박의 레이저광 조사면에 도금층을 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 개공방법.
  14. 제12항에 있어서, 금속박의 레이저광 조사면에 도금층을 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 개공방법.
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