KR20010112606A - 유리기판의 가공방법 및 고주파회로의 제작방법 - Google Patents

Abstract

레이저를 이용한 유리기판의 가공방법에 있어서, 양산공정에 대응가능하고, 유전율이 낮으며, 유전손실도 적은 유리기판을 고주파회로, 특히 마이크로파나 밀리파대용(疲帶用)인 고주파회로 기판으로 적용시킬 수 있게 한다. 이을 위하여 유리 안에 임의로 기포량을 제어함으로써 기판 자체의 가공성을 향상시킨 유리기판을 준비하고, 유리기판을 가공할 때 펄스레이저를 복수회 조사함으로써 유리기판에 대한 가공형상의 향상을 달성하는 것이다. 일반적으로 가공이 어려운 유리기판을 쉽게 고주파회로 제조에 적용할 수 있기 때문에 고기능의 회로 및 장치를 널리 사회에 공급하는 것이 가능하게 된다.

Description

유리기판의 가공방법 및 고주파회로의 제작방법{PROCESSING METHOD OF GLASS SUBSTRATE AND MANUFOCTURING METHOD OF HIGH FREQUENCY CIRCUIT}

본 발명은 유전손실이 적은 기판이 요망되는, 고주파회로 기판의 제작방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 마이크로파 및 밀리파대가 높은 주파수 대역을 대상으로 한 회로작성 방법 및 그것을 이용한 장치에 관한 것이다.

마이크로파나 밀리파 등의 고주파회로에 사용되는 기판은 회로에 있어서의 기판 자체에 기인한 유전체 손실을 억제하기 위하여 기판이 갖는 재료 특성으로서 유전손실이 작은 재료인 것이 바람직하다.

도 1은 기판자체가 고유로 갖는 유전손실이 전송선로를 흐르는 신호에 부여하는 것을 표시한 설명도이다. 그리고, 이 도 1은 전송선로상을 흐르는 신호에 대하여 수직으로 회로기판을 절단한 단면도로 되어 있고, 101은 기판, 102는 전송선로, 103은 접지 전극이고, 104는 전송선로(102)에 전기신호를 흘렸을 때에 발생하는 전기력선을 표시하고 있다. 도 1과 같이, 전송선로(102)에 전기신호를 흘렸을 때, 전기력선(104)은 기판(101)내를 통과한다. 이때 전기력선(104)은 기판(101)이 고유로 갖는 유전손실(유전정접이라는 값으로 얻어진다)의 영향을 받는다.

전송선로에 있어서의 소실은,

손실 = 계수 ×취급하고 있는 회로의 주파수 ×(기판이 갖는 유전율)^1/2×기판이 갖는 유전손실(유전정접)

으로 표시할 수 있고, 이때 생기는 손실은 열에너지가 되기 때문에 기판을 발열시키는 현상을 야기한다.

고주파 회로의 제작에 있어서는 도 1에서 설명한 현상이 생기기 때문에, 사용하는 기판으로서 저유전율, 저유전체 손실의 특성을 갖는 것이 선택된다. 또, 일반적인 유기재료 재료기판은 낮은 주파수에 있어서는 저유전율, 저유전체 손실의 특성을 나타내지만, 1GHz (기가헤르츠) 이상의 마이크로파나 밀리파대에 있어서는 재료 중의 전위 분극과 주파수 응답의 관계로부터 유전율이 극단적으로 나빠지기 때문에 높은 주파수(대략 1GHz이상)용의 기판으로서는 선택되는 일이 적고, 높은 주파수에 있어서는 알루미나(유전율; 약 9, 유전정접; 약 0.001), 질코니아(유전율; 약 8, 유전정접; 약 0.001), 질화알루미늄(유전율; 약 8, 유전정접; 약 0.001) 등의 무기재료가 일반적으로 선택된다.

석영 등의 유리는 상기 무기재료에 비하여 유전율이 낮고(유전율; 약 4), 유전손실도 작기(유전정접; 0.001 이하)때문에 재료 자체로서는 마이크로파나 밀리파대용 고주파회로 기판으로서 유망하기는 하다. 그러나, 유리는 스루홀(관통구멍) 형성 등, 회로기판으로서 필요한 부분적인 가공이 어렵기 때문에 종래 고주파회로용 기판으로 사용되는 일은 별로 없었다.

기판 재료로서 유리를 선택하고, 유리기판에 관통구멍을 형성하는 수단으로는 초음파가공이 유효하다고 생각된다. 유리가공으로서 에칭 등의 화학적 가공이 사용되지 않는 이유는 유리가 안정적인 재료이기 때문에 불화수소산, 인산, 알칼리 등의 용액으로 에칭가능한 것이기는 하지만, 그 에칭레이트가 매우 낮기(대략 1㎛/h 정도) 때문이고, 또 샌드블래스트 가공을 사용할 경우는 샌드블래스트 가공이 일반적으로 마스크 두께의 2배 정도 밖에 깊이방향으로 가공되지 않기 때문에, 가령 100㎛ 정도의 스루홀 형성을 생각했을 때, 100㎛인 개구부를 갖는 마스크 패턴에 대하여 깊이방향으로 200㎛ 정도의 구멍 밖에 형성되지 않아, 유리기판이 200㎛ 보다 두꺼울 경우 관통구멍 형성에 이르지 않기 때문이다.

유리기판의 가공방법으로 초음파가공을 사용하면 500㎛ 두께를 갖는 기판에 대하여 100㎛의 구멍가공을 실시할 경우, 1초 이하의 가공속도로 가공이 가능하고, 또 초음파가공에 사용하는 공구(혼) 형상을 연구함으로써 단번에 다수의 혈가공을 실현할 수 있다. 그러나, 초음파가공은 가공시에 공구가 마모되기 때문에 유리기판에 대하여 수회의 가공 후, 새공구로 교환할 필요가 있고 또, 공구 크기에도 제한이 있기 때문에 큰면적 유리기판의 대량생산공정에 적용하기는 어려운 가공방법이다.

한편, 레이저 가공은 모두에 고주파회로용 알루미나 기판 등의 관통구멍형성 등, 양산공정에 적용되고 있고, 또 기판 사이즈에 제약을 받지 않기 때문에 일반적인 기판가공에는 적합한 가공방법이기는 하나, 유리기판에 적용할 경우 이하에 드는 문제가 있다. 고체 레이저의 대표인 YAG 레이저는 레이저파장(1.06㎛)이 유리를 투과하는 파장이기 때문에, 유리 가공용으로는 적용하기 어렵다. 또, 엑시머레이저에 의한 가공은 본 발명자가 KrF의 엑시머레이저(파장: 0.248㎛)를 이용하여 500㎛ 두께를 갖는 석영유리를 가공실험하였던 바, 에너지 밀도 약 25J/㎠로 100㎛ 지름 정도의 관통구멍을 형성할 수 있었으나 이 에너지 밀도 보다 낮으면 전혀 가공되지 않고, 반대로 이 에너지밀도 보다 높으면 유리기판에 큰 균열을 일으켜 버리는, 가공조건의 폭이 극히 좁아, 유리기판 가공방법으로서 양산공정에의 적용이란 관점에서는 부적합하다는 실험결과를 얻었다.

KrF 엑시머레이저 보다 파장이 짧은 F₂엑시머레이저(파장: 0.157㎛)를 사용하면 유리기판에 대한 가공조건의 폭이 좁은 것도 어느 정도 완화할 수 있다는 예상도 가능하지만, F₂가스는 인체에 유해하여 양산공정에서의 F₂엑시머레이저 사용은 현실적이 아니다.

또, 펄스폭이 10^-13초 이하인 소위 펨토초 레이저라 일컫는 초단 펄스레이저를 사용하여 유리기판 가공을 행할 경우, 가령 잡지「머티리얼 인테그레이션 Vol.13 No.3(2000)」내의 해설문「초단 펄스레이저 조사에 의한 광과 유리의 상호 작용-유리의 비선형 광학 결정육성-」(pp.67-73)에 설명된 바와 같이, 유리기판에 대한 가공은 가능하지만, 초단 펄스 레이저 시스템은 고가이고 런닝코스트도 높기 때문에 양산공정의 적용은 어렵다.

알루미나 기판의 관통구멍 형성 등에 사용되는 CO₂레이저를 사용한 가공수법을 사용하면 엑시머레이저보다 폭넓은 가공조건으로 유리기판의 관통가공을 행할 수 있다. 또 CO₂레이저 시스템 가격도 다른 시스템보다 저가이고 런닝코스트도 낮기 때문에 양산에 적합한 유리기판 가공방법이라 할 수 있다.

도 1은 종래의 유리기판을 이용했을 때에 생기는 문제를 도시한 개념도,

도 2는 종래의 유리기판에 대하여 레이저 가공을 실시했을 때에 생기는 문제를 표시한 개념도,

도 3은 본 발명의 일실시형태에 의한 유리기판의 가공방법을 도시한 설명도,

도 4는 유리기판의 레이저 가공형태를 도시한 설명도,

도 5는 본 발명의 일실시형태에 의한 유리기판의 가공방법을 도시한 설명도,

도 6은 본 발명의 일실시형태에 의한 유리기판의 가공방법을 도시한 설명도,

도 7은 본 발명의 일실시형태에 의한 유리기판의 가공방법을 도시한 설명도,

도 8은 본 발명의 일실시형태에 의한 유리기판의 가공방법을 도시한 설명도,

도 9는 본 발명의 일실시형태에 의한 유리기판의 가공방법을 도시한 설명도.

그러나, CO₂레이저를 이용하여 유리기판에 대하여 가공을 실시하면 이하에 설명하는 문제가 발생한다.

도 2는 펄스폭 가변인 CO₂레이저를 이용하여 유리기판에 대하여 가공을 실시했을 때에 발생하는 문제를 나타낸 도면이다. 도 2에 있어서, 201은 유리기판의 단면도를 나타내고 있고, 202는 CO₂레이저에 의해 기판(201)에 형성된 관통구멍을 나타낸다. 또, 203은 관통구멍(202)을 형성할 때에 생기는 솟아오름을 나타내고, 204는 유리기판(201)의 레이저 조사면측의 구멍직경(상부구멍직경), 205는 레이저 조사면과 반사면의 구멍직경(하부구멍직경)을 나타낸다. 도 2와 같이, 펄스폭 가변인 CO₂레이저를 이용하여 유리기판(201)에 대하여 관통구멍을 형성할 경우, 관통구멍(202)은 도 2와 같은 테이퍼 형상의 구멍이 되고, 상부가장자리부분에 솟아오름(203)이 생겨버린다. 레이저의 펄스폭을 변경함으로써 유리기판에 인가되는 펄스에너지를 변화시킴으로써 상부구멍직경(204)에 대한 하부구멍직경(205)의 비와 솟아오름(203)의 양을 변화시킬 수 있지만 테이퍼 형상이나 솟아오름 현상을 회피할 수 없다.

본 발명은 상기 종래의 문제점을 감안하여 행해진 것으로, 그 제 1 목적은 레이저를 이용한 유리기판의 가공방법에 있어서 양산공정에 대응가능한 가공방법을 제공함에 있다.

본 발명의 제 2 목적은 유리기판 가공방법을 사용함으로써 유전율이 낮고 유전손실도 적은 유리기판을 고주파회로, 특히 마이크로파나 밀리파대용 고주파회로의 기판으로 적용시킬 수 있게 하는 것이다.

본 발명의 제 3 목적은 상기 유리기판 가공방법에 의해 실현된 기판을 사용함으로써 무선단말장치 등의 성능향상 등을 모도함에 있다.

본 발명은 유리기판 자체를 고안하는 것과 레이저 가공방법을 고안하는 것으로 상기 목적을 달성하는 것이다. 구체적으로는 유리 내의 기포량을 적절히 제어함으로써 기판 자체의 가공성을 향상시킨 유리기판을 준비하고, 유리기판을 가공할 때 펄스레이저를 복수회 조사함으로써 유리기판에 대한 가공형상 향상을 달성하는 것이다.

상기와 같은 기술을 실현하기 위하여 본 발명은 유리기판 내의 기포량을 제어함으로써 유리기판 자체의 레이저에 의한 가공성을 향상시키는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명은 또, 유리기판 내의 기포량을 제어함으로써 유리기판 자체의 레이저에 의한 가공성을 향상시키는 유리기판의 가공방법에 있어서, 유리표면에는 얇은 절연체가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. 이 경우에 있어서, 유리표면에 형성되는 얇은 절연물은 도포에 의해 형성되는 유리라도 된다. 혹은 절연물은 유기절연막이라도 된다. 상기 절연물이 유기절연막인 경우에 있어서는 유리표면에 형성되는 얇은 유기절연물을 도포에 의해 형성할 수도 있다. 또한, 상기 유리표면에 형성되는 얇은 절연물이 시트상이면, 라미네이터를 이용하여 형성할 수도 있다.

본 발명은 또, 유리기판의 레이저에 의한 가공에 있어서, 유리기판 내의 기포량을 제어함으로써 유리기판 내부에만 공기구멍을 설치하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명은 또, 유리기판으로의 금속막 형성방법으로서, 유리기판 내의 기포량을 제어하고, 유리기판을 레이저 가공후에도 유리내의 기포 흔적 때문에 가공면의 표면적이 커지는 상태로 해서 간이하게 무전해 도금을 행하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명은 또, 유리기판 내의 기포량을 제어하고, 유리기판을 제어저 가공후에도 유리내의 기포흔적 때문에 가공면의 표면적이 커지는 상태로 해서, 금속막을 형성함으로써 금속막 형성부분의 방열특성을 향상시킨 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명은 또 레이저 가공으로 CO₂레이저를 이용한 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명은 또 유리기판의 가공방법으로서, 가공수단으로 펄스폭 가변인 CO₂레이저를 이용하고, 제 1 공정으로서 한번의 레이저 조사만 실시하고, 제 2 공정으로서 복수의 레이저 조사를 행하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명은 또 상기 유리기판 가공방법에 있어서, 제 1 공정과 제어저 펄스 보다도 제 2 공정의 레이저 펄스폭이 큰 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명은 또, 상기 각 특징을 갖는 유리기판 가공방법을 이용하여 고주파 회로를 제작하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 또, 상기 각 특징을 갖는 유리기판 가공방법을 이용하여 제작된 고주파회로를 탑재하여 무선단말 장치를 실현한 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명은 또, 상기 각 특징을 갖는 유리기판 가공방법을 이용하여 제작된 고주파회로를 탑재하여 무선 기지국 장치를 실현한 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명은 또, 상기 각 특징을 갖는 유리기판 가공방법을 이용하여 제작된고주파회로를 탑재하여 레이저 장치를 실현한 것을 특징으로 하는 것이다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 일반적으로 가공이 어려운 유리기판이 쉽게 고주파회로 제조에 적용되기 때문에, 고기능의 회로 및 장치를 널리 사회에 공급할 수 있다.

상기 목적 및 본 발명의 이점은 첨부도면을 참조하여 행해지는 이하의 설명에 의해 더욱 분명해질 것이다.

이하에 본 발명의 일실시형태에 대해서 도면에 의거하여 설명한다. 도 3a 및 도 3b은 유리내에 기포를 함유한 기판 단면도를 나타내고, 도 3a는 레이저 가공을 행하기 전의 상태, 도 3b는 레이저 가공을 행한 후의 상태를 나타낸다. 도 3a 및 도 3b에 있어서, 1은 유리기판, 2는 유리기판 내의 기포, 3은 레이저 가공에 의해 형성된 관통구멍을 나타낸다.

도 3a에 도시한, 기포가 혼입된 유리제작 방법은 가령 일본국 특개평 10-29836에 개시된 바와 같이 공지된 것으로, 기포혼입량을 지정한 유리기판은 기판공급 메이커에 의뢰함으로써 입수가능하다. 이같은 기포 혼입량을 제어한 유리기판을 고주파회로용 기판으로 사용하면 일반 유리기판보다도 더 낮은 유전율의 기판을 이용하게 되므로 신호전송시의 손실을 저감시키는 효과도 가져온다. 도 3a와 같은 유리에 기포를 혼입한 기판을 레이저를 사용하여 관통가공하면, 도 3b에 도시한 바와 같은 레이저 조사 면측의 구멍직경(상부구멍직경)과 레이저 조사면과 반대면의 구멍직경(하부구멍직경)의 비가 1에 가까운 가공이 되어서, 도 2에 도시한 솟아오름(203)도 대폭 억제된다. 그 이유는 레이저 조사에 의해 유리로의 열가공이행해짐과 동시에 레이저 조사방향에 대하여 유리 내부의 미소한 기포 사이에 잇달아 미소한 균열이 생겨, 그 균열이 레이저 조사면에서 레이저 조사면과 반대면으로 연속적으로 전파되어 가공현상이 발생하기 때문이고, 결과적으로 테이퍼상으로 되기 어려운 가공이 달성된다.

또, 이때의 유리기판의 관통구멍을 형성시키기 위한 레이저의 펄스에너지는 일반 유리기판에 대하여 관통구멍을 형성하는 다른 펄스에너지에 비해 수십 %이상 낮게할 수 있으므로 도 2에 도시된 솟아오름 발생을 억제할 수 있다. 그리고 또, 유리내 기포가 레이저 조사에 의해 생기는 유리내부의 발열의 유리기판 평면 방향으로의 확산을 누르는 작용을 하기 때문에, 레이저에 의한 열적 가공이 레이저 조사방향으로 효율적으로 이루어지는 효과를 발휘한다. 또, 레이저 가공된 관통구멍의 면은 레이저의 열적 가공의 영향 때문에 기포흔적에 기인한 요철이 녹아 없어져서 매끄러운 면이 되어 있다. 이때에 사용되는 레이저의 종류로서는 CO₂레이저를 사용하는 쪽이 양산공정에는 유리하나, KrF 등의 엑시머 레이저를 관통가공에 사용하여도 기포의 균열 전파가공이 발생하므로 일반 유리기판 가공 때에 생기는 가공조건이 좁은 것은 완화되고, 또 일반 유리기판 가공보다 낮은 에너지로 유리가공 자체는 양호하게 행할 수 있다.

도 3b에 도시한 관통구멍(3) 가공형상을 더욱 향상시키는 수법으로 펄스폭 가변인 CO₂레이저를 사용하고 제 1 공정으로서 한번의 레이저 조사만 실시하고, 제 2 공정으로서 복수의 레이저 조사를 행하는 가공방법이 있다. 이 방법은 통상의 유리가공 시에도 테이퍼 형상의 억제와 가공부의 솟아오름 억제를 도모하는 것이 가능하게 되는 수법이다. 도 4a 및 도 4b는 통상의 유리가공시에도 테이퍼 형상 억제와 가공부 솟아오름 억제 가능한 펄스폭 가변인 CO₂레이저를 사용한 유리기판 관통가공의 형태를 도시하고 있다. 도 4a, 도 4b 모두 유리기판(201)에 관통구멍(202)을 형성한 유리기판의 단면도를 도시하고 있고, 도 4a는 제 1 공정으로 한번의 레이저 조사만 실시한 유리기판의 단면형상을, 도 4b는 제 2 공정으로 복수의 레이저 조사를 실시한 유리기판의 단면형상을 도시하고 있다. 유리기판에 대하여 제 2 공정으로 복수의 레이저 조사를 실시함으로써 도 4b와 같은 형상이 얻어지는 이유는 복수의 레이저를 조사함으로써 레이저 조사면과 반사면의 구멍직경(하부구멍직경)을 넓힐 수 있기 때문이다. 또 이때, 레이저 빔의 지름은 몇회 조사하더라도 불변이기 때문에 레이저 조사면측 구멍직경(상부구멍직경)은 변하지 않는다.

제 2 공정으로 복수의 레이저 조사를 실시함으로써 솟아오름이 감소되는 이유는 관통구멍 주변으로의 어닐링 효과에 의한 것으로, 솟아오름이 분산되기 때문이다. 이 가공방법의 응용으로서 제 1 공정의 레이저 조사의 펄스폭과 제 2 레이저 조사의 펄스폭을 바꾸거나 제 2 레이저 조사시에 관통구멍 깊이방향으로 레이저 촛점을 이동시키는 방법도 있고, 이들을 조합시킴으로써 더 수직에 가까운 유리기판의 관통구멍이 형성 가능하다. 또, 제 1 공정과 레이저 펄스폭보다도 제 2 공정의 레이저 펄스폭을 크게하는 수법을 취하는 쪽이 솟아오름을 억제하는 어닐링 효과를 더 효과적으로 발휘할 수 있다. 이들 수법을 이용하여 도 3a에 도시한 유리내에 기포를 함유한 기판에 대하여 관통구멍 형성을 실시하면 일반 유리가공보다 적은 에너지로 양호한 형상의 관통구멍을 형성할 수 있다. 상기 가공방법을 사용함으로써 관통구멍만이 아니라 일반 유리가공으로는 형성곤란한 홈가공 또는 공기구멍형성도 가능하다.

도 5는 홈가공의 실시예를 도시하고 있고, 도 5에서 4는 형성된 유리내에 기포를 함유한 기판단면(1)에 형성한 홈을 나타내고 있다. 이 홈은 유리내에 기포를 함유한 기판에 대하여 레이저 빔을 상대이동 시킴에 의한 형성가공이다. 도 6은 유리내에 기포를 함유한 기판 내부에 공기구멍을 형성하는 가공수법을 표시하고 있다. 도 6에 있어서, 1은 유리내에 기포를 함유한 기판이고, 5는 유리내부에 형성한 공기구멍, 6은 레이저의 빔을 교축하는 렌즈, 7은 레이저 빔을 나타내고 있고, 렌즈(6)에 의해 레이저 빔(7)은 집광되어서, 유리내에 기포를 함유한 기판(1)내의 5의 부분에 촛점이 맞추어진 상태를 나타내고 있다. 이 상태로, 레이저 빔과 기판(1)을 상대적으로 이동시킴으로써 유리기판(1) 내부의 미소한 기포 사이에 잇달아 미소한 균열과 열가공이 실시되기 때문에 유리기판(1) 내부에 공기구멍(5)을 형성할 수 있게 된다.

또, 이때에 사용되는 레이저는 피크출력치가 높은 레이저를 사용하는 것이 바람직하고, 낮은 피크강도의 레이저를 사용하면 공기구멍이 형성되지 않고, 도 5에 도시한 홈형상으로 되어버린다.

도 3a 및 eh 3b을 이용하여 설명한 가공방법이나 도 5를 이용하여 설명한 가공방법을, 유리가판(1)에 혼입된 기포 하나 하나의 지름을 크게함으로써 다른 효과를 발생시킬 수 있게 된다. 이때의 기포지름은 대략 50㎛ 이상이 바람직하다. 도 7은 기포(2) 지름을 어느정도 크게한 유리기판(1)에 대하여 레이저에 의해 관통구멍을 뚫었을 때의 단면도를 도시하고 있다. 이 유리기판 가공방법은 레이저의 열적 영향을 받는 관통구멍(3) 벽면이, 기포(2)가 어느정도의 크기를 갖기 때문에 완전히 매끄럽게 되지는 않고 요철을 갖는 면이 된다. 이 요철을 갖는 관통구멍의 면 상태는 회로기판 제작에는 유리하게 작용한다. 일반적인 회로기판 제작에 있어서, 관통구멍을 형성하는 이유는 표면의 회로와 이면의 회로를 전기적으로 연결하기 위함이고, 관통구멍 벽면에는 금속막이 형성된다. 가령, 무전해 도금으로 얇게 금속막을 형성한 뒤 전해도금으로 금속막을 어느정도 두껍게(대략 10㎛이하) 형성함으로써 전기적 접속을 위한 금속막 형성이 된다. 이 무전해도금 공정에는, 도금을 형성하는 면이 매끄러우면 충분한 밀착강도가 얻어지지 않기 때문에 조화(粗化)라는 면을 일부러 거칠게 하는 공정이 존재한다. 그러나, 본 발명과 같이 요철을 갖는 관통구멍의 면상태로 해두면 이 조화공정이 필요 없어 회로기판의 양산 제작시에 편리하다.

도 8은 기포(2) 지름을 어느정도 크게한 유리기판(1)에 대하여 레이저에 의해 다수의 홈가공을 실시한 예를 도시하고 있다. 이같은 가공을 행하면, 일반 유리기판을 사용할 때 보다 훨씬 큰 표면적을 갖는 면을 창생할 수 있다. 이같은 요철을 갖는 면에 금속막과 같은 열전도성이 높은 박막을 형성하면 방열 효과가 높은 면으로 할수 있고, 방열이 문제되는 회로기판에 적용함으로써 기기능의 회로기판을 제작할 수 있다.

기포가 혼입된 유리기판을 사용하여 고주파 회로를 제작할 경우, 특히 도 7이나 도 8을 이용하여 설명한 큰 기포를 사용했을 때에, 마이크로파나 밀리파체(體)가 높은 주파수를 취급하는 회로에 있어서는 전송선로 형성면의 표면 거칠기가 문제되는 경우가 있다. 표면이 거친 기판상에 전송선로를 형성하면 전송선로가 요철을 갖게 되어서, 신호전송가 손실되거나 실태의 선로길이가 표면적 증대 때문에 길어져 버리기 때문이다. 이 문제에는 기포를 혼입한 유리기판 표면에 절연막을 형성함으로써 회피할 수 있다. 도 9는 기포가 혼입된 기판(1)에 절연물을 형성하여 상기 문제를 해결하는 수법을 표시하고 있다.

도 9a는 레이저가공을 행하기 전의 기판 단면도로, 8은 절연물을 나타낸다. 절연물(8)의 재료는 도포에 의해 간이하게 형성되는 스핀 온 글라스(SOG) 등의 절연물로, 요철에 대하여 평탄화 작용이 있는 재료를 선택하는 것이 바람직하다. 또, 폴리이미드나 벤조시클로브텐 등의 유기 절연막을 형성하면 SOG 등의 무기물에 비해 막두께가 두껍게 형성되고, 요철에 대한 평탄화 작용의 향상이 도모된다. 폴리이미드나 벤조시클로브텐은 스핀코트와 그 후의 공정효과에 의해 형성되는 것이 일반적이나, 스핀코트와 같은 도포에 의한 수법에 한정되는 것은 아니고, 라미네이터를 이용하여 유기 필름을 형성하여도 된다.

도 9b는 레이저에 의해 관통구멍을 형성한 상태를 표시하고 있다. SOG 등의 무기재료를 형성하면 수 ㎛, 도포후의 폴리이미드나 벤조시클로브텐을 형성하면 10∼50㎛ 정도, 라미네이터로 형성하는 유기필름을 형성하면 20∼70㎛ 정도의 막이 존재하게 되나, 이들 물질은 유리기판에 비해 레이저에 대하여 가공성이 현격하게좋기 때문에 관통구멍(3)을 형성할 때에 장애가 되지 않는다. 절연물(8)상에 전송선로를 형성하면 상기 문제의 해결이 도모된다.

본 발명에 의한 유리기판의 가공방법을 이용하여 고주파회로를 제작하면 고기능으로 양산성이 우수한 회로 제조가 가능해진다. 또, 본 발명에 따른 고주파회로는 무선휴대단말, 무선기지국, 레이저장치 등으로의 적용이 가능하고, 고기능 또한 대량생산 가능한 장치를 제공할 수 있게 된다.

Claims (15)

1. 유리기판의 레이저에 의한 가공에 있어서, 유리기판내의 기포량을 제어함으로써 유리기판의 가공성을 향상시키는 것을 특징으로 하는 유리기판의 가공방법.
2. 유리기판의 레이저에 의한 가공에 있어서, 유리기판내의 기포량을 제어함으로써 유리기판의 가공성을 향상시키는 유리기판의 가공방법으로, 유리표면에는 얇은 절연체가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유리기판의 가공방법.
3. 제 2 항에 있어서, 유리표면에 형성되는 얇은 절연물이, 도포에 의해 형성되는 유리인 것을 특징으로 하는 유리기판의 가공방법.
4. 제 2 항에 있어서, 유리표면에 형성되는 얇은 절연물이 유기 절연막인 것을 특징으로 하는 유리기판의 가공방법.
5. 제 4 항에 있어서, 유리표면에 형성되는 얇은 유기절연물을 도포에 의해 형성하는 것을 특징으로 하는 유리기판의 가공방법.
6. 제 4 항에 있어서, 유리표면에 형성되는 얇은 절연물이 시트상이고, 라미네이터를 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 유리기판의 가공방법.
7. 유리기판의 레이저에 의한 가공에 있어서, 유리기판 내의 기포량을 제어함으로써 유리기판 내부에만 공기구멍을 설치하는 것을 특징으로 하는 유리기판의 가공방법.
8. 유리기판내의 기포량을 제어하고, 유리기판을 레이저 가공후에도 유리내의 기포흔적 때문에 가공면 표면적이 커지는 상태로 하고, 간이하게 무전해도금을 행하여 금속막을 형성함으로써 금속막 형성부분의 방열특성을 향상시키는 것을 특징으로 하는 유리기판 가공방법.
9. 제 1 항 내지 제 8 항중 어느 한항에 있어서, 레이저가공을 행하기 위하여 CO₂레이저를 사용하는 것을 특징으로 하는 유리기판 가공방법.
10. 유리기판의 가공방법으로서, 가공수단으로서 펄스폭 가변인 CO₂레이저를 사용하여 제 1 공정으로서 1회의 레이저 조사만 실시하고, 제 2 공정으로 복수회의 레이저 조사를 행하는 것을 특징으로 하는 유리기판 가공방법.
11. 제 10 항에 있어서, 제 1 공정에 있어서의 레이저 펄스폭보다도 제 2 공정에 있어서의 레이저 펄스폭이 큰 것을 특징으로 하는 유리기판 가공방법.
12. 레이저 가공을 행하기 위하여 CO₂레이저를 사용한 청구항 1 내지 8중 어느 한항에 기재된 유리기판가공방법을 사용한 고주파회로 제작방법.
13. 레이저 가공을 행하기 위하여 CO₂레이저를 사용한 청구항 1 내지 8중 어느 한항에 기재된 유리기판가공방법을 사용하여 제작된 고주파회로를 탑재하고 있는 것을 특징으로 하는 무선단말장치.
14. 레이저 가공을 행하기 위하여 CO₂레이저를 사용한 청구항 1 내지 8중 어느 한항에 기재된 유리기판가공방법을 사용하여 제작된 고주파회로를 탑재하고 있는 것을 특징으로 하는 무선기지국장치.
15. 레이저 가공을 행하기 위하여 CO₂레이저를 사용한 청구항 1 내지 8중 어느 한항에 기재된 유리기판가공방법을 사용하여 제작된 고주파회로를 탑재하고 있는 것을 특징으로 하는 레이더장치.