パルスTAGレーザーを用いたアルミニウムの表面パタ-ニング

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08455326
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 高橋 英明 北海道大学, 工学部, 教授 (70002201)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 坂入 正敏 北海道大学, 工学部, 助手 (50280847) ; 黒川 一哉 北海道大学, 工学部, 助教授 (00161779)
• Keywords: アルミニウム / アノード酸化皮膜 / レーザー / パタ-ニング / 局部めっき

Research Abstract

アルミニウム基板上における新しいパタ-ニング技術の開発・発展を目指し、本年度は、レーザー照射条件(パワー、ビーム系、焦点はずし距離、照射環境)を種々変化し、レーザー照射による皮膜破壊挙動をSEMにより追跡するとともに、金属の電析に及ぼす影響について調べた。
パワーの影響:あるしきい値を越えたパワーのレーザーを試料に照射することにより、レーザーアブレ-ジョンによりアノード酸化皮膜を皮膜/素地界面からほぼ完全に除去することができた。除去部はほぼ円形でありその面積はパワーの増大とともに大きくなる。
焦点はずし距離とビーム径の影響:照射条件によらず、除去面積は、焦点の位置に試料をおいて照射すると最少になり、焦点はずし距離が長くなると大きくなる。集光前にレーザー光を絞りビーム径を小さくして照射することにより、焦点はずし距離による剥離面積の変化を小さくできる。また,絞ることにより,より小さな面積を剥離可能であった。
照射環境の影響:各パワー、位置において水溶液中より空気中で照射すると剥離面積は小さくなった。しかし、空気中で照射したさい、大気酸化皮膜の影響により、めっき層の形成速度が一定になるまでの時間が長くなる。初期から速い速度で皮膜を形成するにはめっき溶液中で照射する必要がある。
金属の電析に及ぼす影響:銅およびニッケルめっき溶液中で照射することで、高い電流効率で緻密なめっき相を形成することができた。