レーザー照射/電気化学によるアルミニウムの表面微細加工

通过激光照射/电化学对铝进行表面微加工

• 批准号: 00J07143
• 负责人: 菊地 竜也
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-00J07143/
• 关键词: 微細加工; アノード酸化; レーザー照射; 電気めっき

1.光学系の改良によるパターン微細化の検討厚さ500nmのポーラス型アノード酸化皮膜を化成したアルミニウム試料を金属めっき溶液中に浸漬したのち、レーザー照射により酸化皮膜を破壊・除去した。レーザー照射においては、ビームエキスパンダーを用いてレーザービームの直径を25mmに拡大したのち、焦点距離80mmのダブレットレンズによりレーザーを集光した。上述のレーザー照射により、酸化皮膜が最小3ミクロンの直径で円形に破壊された。また、レーザービームの直線状照射により、ライン幅3ミクロンの皮膜除去ラインを形成することができた。皮膜除去部の幅は、いずれのレーザー走査速度においても、レーザーパワーとともに直線的に増加し、また、走査速度が小さいほど大きいことがわかった。レーザー照射ののち、ただちに電気めっきを行うことにより、ライン幅4ミクロンの極微細金属ラインを形成することが可能となった。上述のアノード酸化/レーザー照射/電気めっきの連続プロセスを用いることにより、サブミクロンオーダーの微細金属ラインが形成できることを理論的に予測した。2.プリント配線板の試作各種金属ラインを形成したアルミニウム試料とエポキシ樹脂とを接着剤(SW-2214、住友スリーエム)を用いて接着したのち、NaOH溶液(室温)を用いて素地のアルミニウムおよびアノード酸化皮膜を溶解した。溶解にあたっては、最初3M NaOHを用い、アノード酸化皮膜が一部露出したときに、1M NaOHに変えた。アルミニウム素地および酸化皮膜は、およそ1時間で完全に溶解し、ライン幅4ミクロンの微細Auラインをエポキシ樹脂板に転写することが可能になった。Au電析層とエポキシ樹脂との密着性は、極めて優れていた。

1.通过改进光学系统进行图案精细化的研究将具有500nm厚的多孔阳极氧化膜的铝样品浸入金属镀液中后，通过激光照射破坏并去除氧化膜。对于激光照射，使用扩束器将激光束的直径扩大到25mm，然后使用焦距为80mm的双合透镜聚焦激光。上述激光照射破坏了最小直径为3微米的圆形氧化膜。此外，通过激光束的线性照射，我们能够形成线宽为3微米的脱膜线。研究发现，在任何激光扫描速度下，薄膜去除区域的宽度均随激光功率线性增加，并且宽度随着扫描速度的降低而增加。通过在激光照射后立即进行电镀，可以形成线宽为4微米的超细金属线。理论上预测，采用上述阳极氧化/激光照射/电镀的连续工艺可以形成亚微米量级的细金属线。 2.印刷线路板的原型制作使用粘合剂（SW-2214，Sumitomo 3M）将具有各种金属线的铝样品粘合到环氧树脂后，使用NaOH溶液（室温）粘合基底铝和阳极氧化膜。溶解了。溶解时，首先使用3M NaOH，当阳极氧化膜部分暴露时，将溶液改为1M NaOH。铝基和氧化膜在大约一小时内完全溶解，使得可以将线宽为4微米的细金线转移到环氧树脂板上。 Au电沉积层与环氧树脂的密合性极其优异。

项目成果

T.Kikuchi, M.Sakairi, H.Takahashi, Y.Abe, N.Katayama: "Fabrication of Nickel Micro-pattern on Insulating Board by Anodizing/Laser Irradiation/Electrodeposition"Surface and Coatings technology. (掲載決定、掲載号未定).

T.Kikuchi、M.Sakairi、H.Takahashi、Y.Abe、N.Katayama：“通过阳极氧化/激光辐照/电镀技术在绝缘板上制作镍微图案”表面和涂层技术）。

菊地竜也, 坂入正敏, 高橋英明, 阿部芳彦, 片山直樹: "アルミニウムのアノード酸化とレーザー照射を用いた微細プリント配線板の作製-パターン形成における酸化皮膜の厚さの影響-"表面技術. 54. 137-144 (2003)

Tatsuya Kikuchi、Masatoshi Sakairi、Hideaki Takahashi、Yoshihiko Abe、Naoki Katayama：“利用铝阳极氧化和激光照射制造精细印刷线路板 - 氧化膜厚度对图案形成的影响 -”表面技术 54. 137-144（ 2003）