(57)【要約】【課題】レーザ加工しやすいガラス繊維、ガラス織布およびガラス粉末を提供する。また、レーザによる穴開け加工が行いやすいガラス繊維と樹脂との複合材、ガラス織布と樹脂との複合材、ガラス粉末と樹脂との複合材を提供する。【解決手段】ガラス繊維１１０には、レーザ光１０のエネルギーを吸収しやすい元素が含有されている。このため、ガラス繊維１１０を被覆しているエポキシ樹脂７２がレーザ加工できるエネルギーよりも少し高いエネルギーでガラス繊維１１０もレーザ加工できるので、従来のガラス繊維に較べて低エネルギーのレーザで、ガラス繊維１１０とエポキシ樹脂７２とを同時に加工できる。【選択図】図６
2004307230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス繊維であって、該ガラス繊維の内部にレーザ光のエネルギーを吸収する元素が含有されていることを特徴とするガラス繊維。
【請求項２】
前記元素はチタン、鉄、バナジウム、ビスマス、鉛、タリウム、すず、セリウム、ロジウム、コバルト、銀のうちの少なくともいずれか１種であることを特徴とする請求項１に記載のガラス繊維。
【請求項３】
前記元素として少なくともチタンが含まれ、次の条件の組成を満たすことを特徴とする請求項１に記載のガラス繊維。
2004307230.tif 000008
ただし、１≦ＴｉＯ２≦４０モル％とする。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のガラス繊維と樹脂とが含まれることを特徴とする複合材。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のガラス繊維で織られたことを特徴とするガラス織布。
【請求項６】
請求項５に記載のガラス織布と樹脂とが含まれることを特徴とする複合材。
【請求項７】
請求項４または６に記載の複合材を基材とし、該基材に配線パターンが設けられたことを特徴とするプリント配線板。
【請求項８】
ガラス粉末であって、該ガラス粉末の内部にレーザ光のエネルギーを吸収する元素が含有されていることを特徴とするガラス粉末。
【請求項９】
前記元素はチタン、鉄、バナジウム、ビスマス、鉛、タリウム、すず、セリウム、ロジウム、コバルト、銀のうちの少なくともいずれか１種であることを特徴とする請求項８に記載のガラス粉末。
【請求項１０】
前記元素として少なくともチタンが含まれ、次の条件の組成を満たすことを特徴とする請求項８に記載のガラス粉末。
2004307230.tif 000009
ただし、１≦ＴｉＯ２≦４０モル％とする。
【請求項１１】
請求項８〜１０のいずれか１項に記載のガラス粉末と樹脂とが含まれることを特徴とする複合材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス繊維およびそれと樹脂との複合材、ガラス織布およびそれと樹脂との複合材、並びに、ガラス粉末およびそれと樹脂との複合材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガラス繊維やガラス織布は、繊維強化プラスチック、濾過分離フィルタ、ガスフィルタ、保温材、断熱材、不燃材、テントなどの高強度布材、およびプリント配線板の基材などに幅広く使用されている。また、ガラス粉末は、樹脂などに混入されて、樹脂などの強度、耐熱性、対摩耗性などを向上させている。ガラスは、高強度で耐熱性も高くさらには化学的にも安定な材料であることから、上記のような様々な分野で使用されている。
【０００３】
一方、レーザ加工は、切断、穴開けなど、金属や樹脂など様々な材料の加工方法として使用されている。しかし、ガラスは、一般的に樹脂に較べてレーザ加工しにくい材料として知られている。特に、ガラスを樹脂で被覆した複合材をレーザ加工する場合、ガラスに較べて樹脂の加工速度が大きいので、このような複合材を均一に加工するのは難しい。
【０００４】
例えば、プリント配線板の絶縁材料は、有機材料であるマトリックス樹脂と無機材料であるガラス織布とからなる複合材料である。これにレーザで貫通穴やビアホールなどを開ける場合、樹脂とガラスの加工状態が異なるため、内壁面の荒れや、場合によってはガラス繊維が蒸発せずに残存するといった不具合が発生する。
【０００５】
このプリント配線板のレーザ穴開けに関し、例えば、ガラス織布を薄くすると共に、隣り合うガラス繊維同士を実質的に隙間なく配列することで、良好な小径穴加工ができるプリント配線用ガラス織布が開示されている（特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−２４２０４７
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のガラス織布はガラス繊維の分布を均一にすることで、レーザ加工による小径穴の均一性を良くしているが、用いているガラス繊維自体は従来のものである。したがって、ガラス繊維と樹脂のレーザ加工特性は、従来と同様に異なったままである。ガラス繊維自体がレーザ加工しやすくなり、例えば、加工しきい値が低くなり、樹脂の加工しきい値に近づけば、より均質で良好な加工が行えるようになる。そのようなレーザ加工しやすいガラス繊維が望まれている。また、ガラス粉末を含有した樹脂をレーザ加工する際にも、ガラス粉末が残存しないような、レーザ加工しやすいガラス粉末が望まれている。
【０００８】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、レーザ加工しやすいガラス繊維、ガラス織布およびガラス粉末を提供することである。また、レーザによる穴開けなどの加工が行いやすいガラス繊維と樹脂との複合材、ガラス織布と樹脂との複合材、ガラス粉末と樹脂との複合材を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ガラス繊維であって、該ガラス繊維の内部にレーザ光のエネルギーを吸収する元素が含有されていることを要旨とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記元素はチタン、鉄、バナジウム、ビスマス、鉛、タリウム、すず、セリウム、ロジウム、コバルト、銀のうちの少なくともいずれか１種であることを要旨とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１において、前記元素として少なくともチタンが含まれ、次の条件の組成を満たすことを要旨とする。
2004307230.tif 000003
ただし、１≦ＴｉＯ２≦４０モル％とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、複合材であって、請求項１〜３のいずれか１項に記載のガラス繊維と樹脂とが含まれることを要旨とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のガラス繊維で織られたことを要旨とする。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、複合材であって、請求項５に記載のガラス織布と樹脂とが含まれることを要旨とする。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、請求項４または６に記載の複合材を基材とし、該基材に配線パターンが設けられたことを要旨とする。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、ガラス粉末であって、該ガラス粉末の内部にレーザ光のエネルギーを吸収する元素が含有されていることを要旨とする。
【００１７】
請求項９に記載の発明は、請求項８において、前記元素はチタン、鉄、バナジウム、ビスマス、鉛、タリウム、すず、セリウム、ロジウム、コバルト、銀のうちの少なくともいずれか１種であることを要旨とする。
【００１８】
請求項１０に記載の発明は、請求項８において、前記元素として少なくともチタンが含まれ、次の条件の組成を満たすことを要旨とする。
2004307230.tif 000004
ただし、１≦ＴｉＯ２≦４０モル％とする。
【００１９】
請求項１１に記載の発明は、複合材であって、請求項８〜１０のいずれか１項に記載のガラス粉末と樹脂とが含まれることを要旨とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明者等は、ガラス繊維を構成する種々の元素およびそれらの酸化物の組成比とレーザ加工特性の関係を詳しく調べ、特に、特定の元素を含む所定の組成範囲においてレーザ加工性能が格段に良好になることを見出した。それらの繊維から製造されるガラス織布も良好なレーザ加工性を示した。さらに、それらのガラス繊維あるいはガラス織布と樹脂との混合物も良好なレーザ加工性を示すことを確認した。
【００２１】
また、ガラス粉末についても同様に、ガラス粉末を構成する種々の元素およびそれらの酸化物の組成比とレーザ加工特性の関係を詳しく調べ、特に、特定の元素を含む所定の組成範囲においてレーザ加工性能が格段に良好になることを見出した。さらに、そのガラス粉末と樹脂との混合物も良好なレーザ加工性を示すことが分かった。
【００２２】
以下、ガラス繊維を例にして本実施形態を説明する。
ガラス繊維には、主に複合材料として使用されるガラス長繊維と、主に断熱材や吸音材に使用されるガラス短繊維がある。長繊維の製造方法には、ガラス溶融炉の底部にノズルからガラスを直接繊維化するダイレクトメルト法と、一度成形したガラスを再溶融しながら繊維化するマーブルメルト法がある。短繊維の場合にも長繊維と同様、溶融方法として、ダイレクトメルト法とマーブルメルト法があり、溶融ガラスを遠心力や火炎、蒸気、圧縮空気などで吹き飛ばして繊維化する。
【００２３】
実験的には、一度成形したガラス棒の先端部を加熱し、先端の粘性が低下した部分からガラスを引き伸ばしていく方法や、溶融したガラス表面から引き上げて繊維状にする方法などが行われる。
【００２４】
いずれの場合も、良好な紡糸を行うためには、溶融ガラスがガラス繊維状に変化する過程でのガラスの粘性を最適なものとすることが重要である。経験的には、ダイレクトメルトの場合、ノズルを流れるガラスの粘性が５０〜１５０Ｐａ・ｓ（５００〜１５００Ｐ）のとき、紡糸可能であるといわれている。
【００２５】
本発明のガラス繊維も上記いずれかの方法により作製される。ここで、本発明のガラス組成範囲はレーザ加工性の良否により決定されているので、例えば融点などの物性値は、本発明の組成範囲内で大きく変化する。したがって、紡糸を行う際の、ガラス溶融温度やノズル先端の温度などの製造条件は、ガラスの物性値に合わせて適宜最適な紡糸条件に設定する必要がある。
【００２６】
ガラス繊維の種類には、一個のノズルから連続的に引かれる単繊維（フィラメントという）や、紡糸時に多数のフィラメントを集束剤で集束した繊維束（ストランドという）などがある。フィラメントは、用途に応じて３〜２４μｍの範囲の所定の直径で生産される。
【００２７】
本発明のガラス繊維の特徴は、原料となるガラス自体にあるので、前記の繊維形状にはよらず、様々な直径、あるいは断面形状を持つガラス繊維に適用できる。
【００２８】
また、ガラス繊維は、糸あるいはひも状で連続的に使用されるヤーンやロービング、あるいはシート状にして積層や巻きつけ貼り付けに使用するガラス織布（クロス）とマット、チョップ状でマトリックスと混合して使用するチョップトストランドなど、様々な形状のものがある。いずれの形状においても、ガラス繊維自体の特性を変化させるものではないので、本発明のガラス繊維は前記の様々な形状に対して適用できる。
【００２９】
ガラス繊維の強度が高いことを利用した複合材も広く使用されている。例えば、ガラス繊維強化熱硬化性樹脂（ＦＲＰ：ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ  ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  ｐｌａｓｔｉｃｓ）やガラス繊維強化熱可塑性樹脂（ＦＲＴＰ：ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ  ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  ｔｈｅｒｍｏ−ｐｌａｓｔｉｃ）、プリント配線基板など、樹脂を補強する目的で、ガラス繊維、ガラス織布、あるいはガラス繊維を樹脂と複合させた材料が多く使用されている。
【００３０】
また、樹脂以外では、ガラス繊維強化ゴム（ＦＲＲ：ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ  ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  ｒｕｂｅｒ）やガラス繊維強化セメント（ＧＲＣ：ｇｌａｓｓｆｉｂｅｒ  ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  ｃｅｍｅｎｔ）などとの複合材も様々な分野で使用されている。このような複合化を行ったとしても、ガラス繊維自体が持つ物性は変化しないので、それらの複合材をレーザで加工する際に、ガラス繊維に起因する加工品質が改善されることはいうまでもない。
【００３１】
特に、有機材料であるマトリックス樹脂とガラス繊維との複合材、あるいはマトリックス樹脂とガラス織布との複合材に本発明を用いると、これらの複合材のレーザ加工が容易に行えるようになる。
【００３２】
このような複合材として、例えばプリント配線基板に本発明のガラス繊維あるいはガラス織布を使用すると、ガラス繊維自体が容易にレーザ加工できるので、レーザで貫通穴やビアホールを開けた際の穴の品質が格段に向上する。すなわち、内壁面の荒れが少なく、ガラス繊維残りが少ない貫通穴あるいはビアホールを得ることができる。
【００３３】
ただし、本発明のガラス繊維を用いた場合でも、樹脂に較べればガラス繊維のレーザ加工しきい値は大きいので、少なくともガラスの加工しきい値よりも高いエネルギーで加工する必要がある。
【００３４】
レーザ加工には、炭酸ガスレーザ、ＹＡＧレーザ、銅蒸気レーザ、チタンサファイアレーザ、エキシマレーザなどの各種レーザを使用することができる。これらのレーザのうちどのレーザを使用するかは、被加工物の特性や、加工部のサイズにより適切なものを選ぶことになる。例えば、光は波長が短いほど集光点での大きさが小さくなるので、小さいサイズの加工（例えば微細穴の形成など）を行う際は、短波長のレーザを選択する方が有利である。
【００３５】
場合により、元のレーザ光を高調波に変換し、短波長化して加工に使用してもよい。この例としては、ＹＡＧレーザの基本波（波長１０６４ｎｍ）を、第２高調波（波長５３２ｎｍ）や第３高調波（波長３５５ｎｍ）あるいは第４高調波（波長２６６ｎｍ）に変換して加工に使用する場合などが挙げられる。
【００３６】
本発明のガラス繊維は、これらの様々なレーザを用いて加工できるが、特に、波長の短いレーザ、例えば、ＹＡＧレーザの第３高調波、第４高調波や、ＫｒＦエキシマレーザなど紫外域の波長を持つレーザに対して優れた加工性を示す。
【００３７】
【実施例】
以下では実施例に基づいて、本発明を詳細に説明する。
（バルクガラス）
ガラス繊維を作製する前に、溶融法で作製したバルクガラスにより、様々な組成のガラスのレーザ加工性（加工しきい値）を評価した。
作製したガラスの組成を表１に、加工しきい値の評価結果を表２および表３に示す。
【００３８】
【表１】
2004307230.tif 000005
【００３９】
【表２】
2004307230.tif 000006
【００４０】
【表３】
2004307230.tif 000007
【００４１】
加工しきい値は図１に示す光学系１を用いて測定した。レーザ光１０としてはＮｄ：ＹＡＧレーザの第３高調波（波長：３５５ｎｍ）および第４高調波（波長：２６６ｎｍ）の紫外光を用いた。レーザ光源１２の繰り返し周波数は２０Ｈｚで、パルス幅は５〜８ｎｓとした。レーザ光１０は焦点距離１００ｍｍのレンズ（図示しない）で集光され、試料ステージ２４上の試料ホルダ２２に固定されたガラス試料２０に照射される。照射時間は照射シャッタ３０で制御し、２秒とした。
【００４２】
レーザ光１０のエネルギーは照射シャッタ３０を閉じた状態で、パワーメータ４０をレーザ光１０の光路に入れて測定した。このエネルギーを種々変えてレーザ光１０を試料に照射し、アブレーションが起こる限界のエネルギーを求め、加工しきい値とした。
【００４３】
レーザ加工用ガラスは所定の原料を混合し、電気炉内で溶融後、徐冷することによって作製した。得られたガラスブロックを一般的な方法で切断研磨し、板状で表面が平滑な実験用レーザ加工用ガラス試料を準備した。
以下、本発明を用いた実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００４４】
本発明のレーザ加工用ガラスの実施例１〜１８の組成を表１に示す。実施例１〜５は、中間酸化物の量を変化させた組成である。実施例６〜８は、実施例５の組成のうちＴｉＯ２の量を変えずに網目形成酸化物を変化させた例である。実施例９、１０は、実施例５の組成のうちＴｉＯ２の量を変えずに修飾酸化物の添加量を変化させた例である。実施例１１、１２は網目形成酸化物のＳｉＯ２と中間酸化物のＴｉＯ２の量を大きく変えた組成である。実施例１３〜１８は、実施例５の組成のうちＴｉＯ２の量を変えずに修飾酸化物の種類を変化させた例である。
【００４５】
各成分の組成範囲は単位をモル％として次の範囲にした。
網目形成酸化物（ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３）：２０．０〜７９．０
中間酸化物（Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２）：１．０〜４０．０
ただし、ＴｉＯ２は１．０〜４０．０モル％含有していることが必須である。
修飾酸化物（Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｒｂ２Ｏ、Ｃｓ２Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ）：５．０〜６０．０
本発明のレーザ加工用ガラスは微量の不純物を除いて、実質的に上記の組成物からなる。また、ＴｉＯ２を除いて上記組成範囲を満たす限り、各成分は含有されなくてもよい。
【００４６】
上記の組成のガラスにおいては、ガラスの網目形成酸化物であるＳｉＯ２またはＢ２Ｏ３を２０〜７９モル％含むことによって、ガラスとしての骨格を維持することができる。
【００４７】
修飾酸化物であるＬｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｒｂ２Ｏ、Ｃｓ２Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、またはＢａＯは、ガラスの網目構造を一部破壊するので、高温での粘性を弱めることや粘性の温度傾斜を緩くするために用いる成分である。本発明の５〜６０モル％の添加範囲であればガラスを作製することができる。
【００４８】
Ａｌ２Ｏ３またはＴｉＯ２は中間酸化物であり、網目形成酸化物であるＳｉＯ２またはＢ２Ｏ３と、修飾酸化物であるＬｉＯ２、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｒｂ２Ｏ、Ｃｓ２Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、またはＢａＯのバランスに応じて、網目酸化物としても修飾酸化物としてもガラス中で存在することができる。特に中間酸化物のＴｉＯ２は後述のように加工しきい値を下げるために用いた成分である。
【００４９】
上記組成のレーザ加工用ガラス試料に照射エネルギーを変えながら波長２６６ｎｍのレーザ光を照射した。この結果得られた加工しきい値を表２に示す。次にレーザ光の波長を３５５ｎｍにして同様の実験を行った。その結果、得られた加工しきい値を表３に示す。
【００５０】
なお、波長２６６ｎｍのレーザ光照射時のパワーメータで測定可能な最小パワーは１５ｍＷであり、その値以下の優劣は比較できなかった。また、波長３５５ｎｍのレーザ光照射時においては、レーザの安定性の問題により１００ｍＷ以下を精密には測定できなかった。
【００５１】
中間酸化物の量を変化させた実施例１〜５では、図２に示すように、ＴｉＯ２の量が増えるほど、加工しきい値が低くなっており、実施例５（ＴｉＯ２：２５モル％）では測定限界まで加工しきい値が低下している。
【００５２】
実施例５の組成において、ＴｉＯ２の量を変えずに網目形成酸化物を変化させた実施例６〜８では、網目形成酸化物であるＳｉＯ２とＢ２Ｏ３の割合を変化させても、加工しきい値は測定限界以下で変わらない。
【００５３】
実施例５の組成において、ＴｉＯ２の量を変えずに修飾酸化物の添加量を変化させた実施例９，１０では、修飾酸化物であるＮａ２Ｏの量を変化させても、加工しきい値は測定限界以下で変わらなかった。
【００５４】
網目形成酸化物のＳｉＯ２と中間酸化物のＴｉＯ２の量を大きく変えた実施例１１、１２組成では、これらの組成でも加工しきい値は、比較例１、２よりも低く、Ｔｉ添加の効果がはたらいている。
【００５５】
実施例５の組成のうちＴｉＯ２の量を変えずに修飾酸化物の種類を変化させた実施例１３〜１８では、修飾酸化物の種類を変化させても、加工しきい値は測定限界以下で変わらなかった。
【００５６】
（ガラス繊維）
以上のように、バルク形態で優れたレーザ加工性を示したガラスと同じ組成を持つガラス繊維を以下に示す方法で作製し、レーザ加工性を調べた。
先ず、通常の溶融法によりバルクガラスを作製し、そのガラスを切断して２０ｍｍ×２０ｍｍ×２００ｍｍ程度の四角柱のガラス棒を作製した。このガラス棒の長辺方向の角を削り、およそ八角形のガラス棒とした。さらに円筒状の研磨具を用いて、それぞれの角を研磨することで、およそ直径２０ｍｍ、長さ２００ｍｍの円柱状のガラス棒を作製した。
【００５７】
このガラスを図３に示すような高温炉５０の中に吊り下げ、ガラス棒１００の先端を溶融すると、融液状になったガラスが重力により下に伸びてくる。この融液状のガラスを溶融炉下に設けた一対のローラ５４で挟み、ガラスに左右方向から力を加える。そのようにしながら外部モータ（図示せず）によって、ローラ５４を回転させると、ガラスは溶融部の下で引き伸ばされて繊維状のガラス繊維１１０になる。ガラス繊維１１０の太さは、母材であるガラス棒１００の下方向への移動速度、溶融炉の温度、ローラ５４の回転数などで制御することができる。
【００５８】
ローラ５４の下には、巻取り用ロール５６を設け、ローラ５４を通過したガラス繊維１１０を強く引っ張ることなく巻き取っていく。
本実施例では、ガラス繊維の直径を０．０５〜０．０６ｍｍとなるように制御したが、上記のとおり、ローラ５４の回転数などの条件により、さらに細いガラス繊維も作製できる。また、本実施例以外にもダイレクトメルト法等でガラス繊維を作製することも可能である。
【００５９】
本実施例では、母ガラスの組成として、表１の実施例５の組成と同じものを使用した。
このようにして作製したガラス繊維１１０を図４に示すように一方向に並べ、フレーム６０上に接着剤６２で固定した。このガラス繊維１１０をフレーム６０ごと図１に示す試料ホルダ２２に固定してレーザ加工性を調べた。
【００６０】
さまざまな強度のレーザ光を照射し、ガラス繊維１１０が切断されるかどうかを調べたところ、エネルギー密度が約３００ｍＪ／（ｐｕｌｓｅ・ｃｍ２）の際にガラス繊維１１０が切断されることが分かった。これは後で示す比較例のガラスに較べて、明らかに低い加工しきい値であり、本発明のガラスの優位性が明らかになった。
【００６１】
（ガラス繊維と樹脂との複合体）
次に、ガラス繊維を樹脂で被覆した複合体を次のように作製して、レーザ加工性を調べた。
ガラス繊維を樹脂で被覆した複合体を図５に示す。図５において、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は中央部Ｘ−Ｘでの断面図である。
図５に示すように、フレーム６０に接着固定したガラス繊維１１０をフレーム６０ごと容器７０に入れ、エポキシ樹脂７２を含浸させ、硬化させることで、ガラス繊維１１０とエポキシ樹脂７２とからなる複合材を作製した。
【００６２】
この複合材をガラス繊維の場合と同じく、図１に示す試料ホルダ２２に固定して、加工が開始されるエネルギー密度を測定したところ、約３００ｍＪ／（ｐｕｌｓｅ・ｃｍ２）であることを確認した。
【００６３】
なお、ここでいう加工が開始されるエネルギー密度とは、図６（ａ）に示すように、エポキシ樹脂７２もガラス繊維１１０もレーザ光１０の照射により加工されるエネルギーである。なお、それより低いエネルギーでもエポキシ樹脂のみならばレーザ加工できる。この場合は、エポキシ樹脂７２のみが蒸発するので、加工後には、ガラス繊維１１０が加工されずに残存し、図６（ｂ）のような加工形状になる。
【００６４】
本発明のガラス繊維は、後述する比較例のガラスに較べて、低いエネルギーでガラス繊維の残存のない良好な加工を行うことができる。すなわち、ガラス繊維を樹脂で被覆した複合材としてレーザ加工を行う際にも優位性があることは明らかである。
【００６５】
このように、ガラス繊維自体のレーザ加工性が良くなるようにガラス組成を調整しているので、ガラス繊維単体として使用したときも、また、ガラス繊維と樹脂の複合材として使用したときも、レーザ光に対し良好な加工を行うことができる。さらに、ガラス繊維と樹脂の複合材を基材として、この基材に配線パターンを設けたプリント配線板として使用したときも、レーザ光に対し良好な加工を行うことができる。
【００６６】
なお、本実施例では、直線状のガラス繊維や、この直線状のガラス繊維と樹脂との複合材のレーザ加工について説明したが、ガラス繊維の形状は直線に限定されず、曲線であってもよい。また、樹脂の中に様々な形状のガラス繊維が入っていてもよく、例えば、樹脂の中に直線状のガラス繊維がランダムに入った複合材、あるいは樹脂の中に曲線状のガラス繊維が入った複合材であってもよい。
【００６７】
また、本実施例では、ガラス繊維のレーザ加工および、ガラス繊維と樹脂の複合材のレーザ加工について説明したが、ガラス繊維を織ったガラス織布、このガラス織布と樹脂との複合材もレーザにより容易に加工を行うことができる。
【００６８】
同様に、ガラス粉末や、このガラス粉末と樹脂との複合材もレーザにより容易に加工を行うことができる。複合材に用いるガラス粉末の厚さは、数μｍ〜数百μｍが好ましいが、樹脂の厚さにより適宜変えてもよい。また、ガラス粉末の形状は特に限定されず、例えば、球状、平板状など様々な形状のものを用いることができる。
【００６９】
また、本実施例では、レーザ光のエネルギーを吸収する元素としてＴｉを用いたが、レーザ光のエネルギーを吸収する元素は、Ｔｉ、鉄、バナジウム、ビスマス、鉛、タリウム、すず、セリウム、ロジウム、コバルト、銀のうちの少なくともいずれか１種であってもよい。
【００７０】
以上のように、本発明では、従来に較べて低エネルギーのレーザで、ガラス繊維やこれと樹脂との複合材、ガラス織布やこれと樹脂との複合材、ガラス粉末やこれと樹脂との複合材をレーザ加工できるので、従来に較べて低パワーのレーザ装置を使用できるようになる。すなわち、小型のレーザ装置を用いることができるようになった。
【００７１】
【比較例】
比較例として、ソーダライムガラスについて、上記と同じ方法により、ガラス繊維や、ガラス繊維とエポキシ樹脂とからなる複合材を作製し、レーザ加工性を調べた。レーザ加工性の評価は実施例と同様な方法で行った。ガラス繊維が加工され始めるエネルギーは、約１Ｊ／（ｐｕｌｓｅ・ｃｍ２）であった。また、ガラス繊維とエポキシ樹脂からなる複合材が加工され始めるエネルギーも約１Ｊ／（ｐｕｌｓｅ・ｃｍ２）であった。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ガラス繊維の内部にレーザ光のエネルギーを吸収する元素が含有されているので、レーザ加工しやすいガラス繊維、ガラス織布およびガラス粉末を提供できる。また、レーザによる穴開けなどの加工が行いやすいガラス繊維と樹脂との複合材、ガラス織布と樹脂との複合材、ガラス粉末と樹脂との複合材を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】レーザ加工しきい値測定用光学系の模式図。
【図２】レーザ加工用ガラスの加工特性を示す図。
【図３】ガラス繊維の製造装置を示す模式図。
【図４】レーザ加工に用いたガラス繊維の模式図。
【図５】レーザ加工に用いた複合材の模式図。
【図６】複合材のレーザ加工を説明するための模式図。
【符号の説明】
１  光学系
１０  レーザ光
１２  レーザ光源
２０  試料
２２  試料ホルダ
２４  試料ステージ
３０  照射シャッタ
４０  パワーメータ
７２  エポキシ樹脂
１１０  ガラス繊維
【図１】
2004307230.tif 000010
【図２】
2004307230.tif 000011
【図３】
2004307230.tif 000012
【図４】
2004307230.tif 000013
【図５】
2004307230.tif 000014
【図６】
2004307230.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成15年5月14日(2003.5.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
【表１】
2004307230.tif 000016
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
【表２】
2004307230.tif 000017
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
【表３】
2004307230.tif 000018
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2004307230.tif 000019
【図２】
2004307230.tif 000020
【図３】
2004307230.tif 000021
【図４】
2004307230.tif 000022
【図５】
2004307230.tif 000023
【図６】
2004307230.tif 000024