CN113199404A - 喷砂加工装置以及喷砂加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种喷砂加工装置,该喷砂加工装置具备:喷嘴单元,其具有将研磨材料与压缩空气一起向被加工物的表面喷射的多个喷嘴、和将研磨材料分配给多个喷嘴的分配机构;储存部,其将研磨材料储存于内部;供给部,其将储存于储存部的研磨材料供给至喷嘴单元;以及移动部,其使多个喷嘴及被加工物中的至少一方移动来变更多个喷嘴与被加工物的相对位置。
Description
技术领域
本公开涉及喷砂加工装置以及喷砂加工方法。
背景技术
公知有通过将研磨材料与压缩空气一起从喷嘴喷射,而在被加工物形成孔、槽之类的较深的空间的喷砂加工方法。在这样的喷砂加工方法中,将形成有掩模图案的干膜形成在被加工物上,从喷嘴喷射研磨材料,而将从干膜露出的区域从被加工物除去,由此在被加工物形成空间。
在喷砂加工方法中,特别是在将印刷基板作为被加工物的情况等进行非常微小的加工的情况下,对空间要求加工精度。作为用于形成具有加工精度的空间的技术,公知有形成导通孔(空间)的多列式基板的制造方法亦即专利文献1所记载的喷砂加工方法。在专利文献1中,公开了将形成有掩模图案的干膜粘贴于被加工物的表背两面,并从被加工物的表背两面进行喷砂加工的喷砂加工方法。
专利文献1:日本专利6296407号公报
在专利文献1所记载的喷砂加工中,需要以掩模图案一致的方式将干膜高精度地粘贴于表背两面,进一步在加工的中途使被加工物翻转,因此存在加工时间变长的担忧。
发明内容
鉴于以上,要求提供一种能够缩短加工时间的喷砂加工装置以及喷砂加工方法。
本公开的一个方面是一种喷砂加工装置。喷砂加工装置具备喷嘴单元、储存部、供给部以及移动部。喷嘴单元具有多个喷嘴以及分配机构。多个喷嘴将研磨材料与压缩空气一起向被加工物的表面喷射。分配机构将研磨材料分配给多个喷嘴。储存部将研磨材料储存于内部。供给部将储存于储存部的研磨材料供给至喷嘴单元。移动部使多个喷嘴及被加工物中的至少一方移动,而变更多个喷嘴与被加工物的相对位置。
在该喷砂加工装置中,研磨材料被分配机构分配给多个喷嘴。从多个喷嘴的每一个向被加工物的表面喷射研磨材料。由于多个喷嘴并行地向被加工物的表面喷射研磨材料,所以与不具备多个喷嘴的喷砂加工装置相比,该喷砂加工装置能够缩短加工时间。
在本公开的一个实施方式中,分配机构也可以具有分散部件、导入管以及导出管。分散部件也可以在内部划分出将研磨材料呈气溶胶状分散的分散室。导入管也可以将供给部与分散室连结,而将供给部的研磨材料供给至分散室。导出管也可以将多个喷嘴与分散室连结,而将分散室的气溶胶状的研磨材料供给至多个喷嘴。该喷砂加工装置由于在分散室中将研磨材料呈气溶胶状分散,所以能够向多个喷嘴均匀地供给研磨材料。
在本公开的一个实施方式中,也可以在分散部件设置有与导入管连通的导入口和与导出管连通的导出口。与导入口对置的分散室的顶面为圆形,导出口也可以以包围顶面的中央的方式配置为圆环状。该喷砂加工装置能够从顶面的中央朝向配置为圆环状的导出口均匀地分散气溶胶状的研磨材料。
在本公开的一个实施方式中,与顶面正交的方向的顶面与导入口之间的距离也可以为顶面的直径的1/5以上1/2以下。该喷砂加工装置将作为分散室的高度的顶面与导入口之间的距离设定在规定范围内,由此能够抑制分散室内的气溶胶状的研磨材料的偏差(即,被导出的研磨材料的量在每个导出口的偏差)。
在本公开的一个实施方式中,导入管也可以是包含与分散部件连结的直线部的圆管。直线部的长度也可以为直线部中的导入管的内径的5倍以上。该喷砂加工装置在导入管的直线部对压缩空气实现的研磨材料的流动进行整流,因此能够促进气溶胶状的研磨材料的均匀的分散。
在本公开的一个实施方式中,喷砂加工装置也可以进一步具备控制移动部的动作的控制部。控制部也可以以交替实施第一扫描与第二扫描的方式控制移动部。在第一扫描中,控制部也可以使多个喷嘴及被加工物中的至少一方沿着与被加工物的表面平行的第一方向移动。在第二扫描中,控制部也可以使多个喷嘴及被加工物中的至少一方沿着与第一方向正交且与被加工物的表面平行的第二方向移动。第二扫描中的移动距离也可以为设置于多个喷嘴的喷射口的直径以下。多个喷嘴也可以以在第二方向连接的方式排列设置。通过这样配置多个喷嘴,被加工物的表面被喷射研磨材料的位置不会重叠,因此该喷砂加工装置能够对被加工物的整个表面高效地进行喷砂加工。
在本公开的一个实施方式中,喷砂加工装置也可以进一步具备加压用导管。加压用导管也可以向储存部供给压缩空气,对储存部的内部进行加压,而将研磨材料向供给部挤出。该喷砂加工装置通过加压用导管以加压的方式将研磨材料从储存部挤出,由此能够抑制与研磨材料一起被喷射的压缩空气的压力损失,从而能够提高喷砂加工的加工能力。
本公开的另一方面所涉及的喷砂加工方法具备以下的(1)~(3)的工序。
(1)准备作为被加工物的印刷基板材料的工序。
(3)向包含抗蚀剂层的印刷基板材料的一个面喷射研磨材料,经由抗蚀剂层的开口在印刷基板材料形成贯通孔的深度h相对于抗蚀剂层的开口的直径d的比h/d为0.8以上2.0以下的贯通孔的工序。
该喷砂加工方法通过将抗蚀剂层的开口设定在上述范围内,能够形成具有较高的纵横比(h/d)的贯通孔。
在本公开的一个实施方式中,贯通孔的直径Da相对于抗蚀剂层的开口的直径Db的比Da/Db也可以为0.84以上0.94以下。
本公开所涉及的技术能够提供一种能够缩短加工时间的喷砂加工装置以及喷砂加工方法。
附图说明
图1是表示实施方式所涉及的喷砂加工装置的整体剖视图。
图2是表示分配机构的立体图。
图3是图2所涉及的分配装置的透视剖视图。
图4是表示喷嘴的配置状态的示意图。
图5是表示基于移动部的喷嘴与被加工物的相对移动的扫描轨迹的示意图。
图6是喷砂加工处理的流程图。
附图标记说明
1…喷砂加工装置;2…供给部;3…研磨材料;4…被加工物;5…加工部;6…挑选部;7…集尘部;8…粉粒体;9…控制部;10…储存部;20…填充部;30…辊;40…驱动部;50…取出部;73…加压用导管;501…壳体;502…喷嘴;503…加工台;504…喷嘴驱动部;505…被加工物驱动部;509…加工室;550…分配机构;551…导入管;551S…直线部;552…分散部件;552A…顶面;553…导出管;601…回收导管;602…分级部;701…集尘导管;702…集尘器;U…喷嘴单元;M…移动部。
具体实施方式
以下,参照附图,对本公开的实施方式进行说明。此外,在以下的说明中,对相同或相当要素标注相同附图标记,省略重复的说明。附图的尺寸比率不一定与说明的尺寸比率一致。“上”“下”“左”“右”的词语只要没有特别说明,则表示图示的状态,便于进行说明。X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向是三维空间的正交坐标系中的相互正交的轴向。
(喷砂加工装置)
图1是表示实施方式所涉及的喷砂加工装置的整体剖视图。喷砂加工装置1是喷射由供给部2供给的定量的研磨材料3的装置。喷砂加工装置1通过将研磨材料3向被加工物4的表面喷射,而进行作为切断、槽加工、开孔加工等的切削加工方法之一的喷砂加工。研磨材料3例如是氧化铝粉末、生铁磨料、铸模磨料等。被加工物4例如可列举陶瓷材料、玻璃材料等的硬脆材料、CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics:碳纤维增强塑料)材料等的难切削材料,或者印刷基板材料等。印刷基板材料是在绝缘材料或者玻璃环氧基板形成有导电性薄膜的基材。
喷砂加工装置1具备供给部2、加工部5、挑选部6、集尘部7以及控制部9。喷砂加工装置1将经由供给部2供给来的研磨材料3在加工部5与压缩空气一起作为气固两相流朝向被加工物4的表面喷射,而进行喷砂加工。喷砂加工装置1在加工部5对被喷射的研磨材料3进行回收并再使用。当在加工部5对被加工物4进行喷砂加工时,会产生包含使用过的研磨材料3的粉粒体8。粉粒体8例如包含可再使用的研磨材料3、因破碎、磨损而成为不可再使用的尺寸的研磨材料3及被加工物4的切削粉。喷砂加工装置1将粉粒体8从加工部5移送至挑选部6。喷砂加工装置1将粉粒体8中的可再使用的研磨材料3从挑选部6移送至供给部2,并进行喷射。喷砂加工装置1将不可再使用的研磨材料3及切削粉从挑选部6输送至集尘部7,进行收集。
(供给部)
图1所示的供给部2具备储存部10、填充部20、辊30、驱动部40以及取出部50。储存部10在内部储存研磨材料3。在储存部10连结有供给压缩空气的加压用导管73,从而储存部10的内部被压缩空气加压。
填充部20与储存部10的下方连结。在填充部20的下方连结有对辊30、驱动部40以及取出部50的一部分进行收容的框体。辊30为圆柱形状,在作为圆形的两侧面的中心连接有旋转轴(未图示)。另外,在辊30的表面沿与旋转轴平行的方向等间隔地形成有多条槽。驱动部40是用于使辊30以旋转轴为轴心进行旋转的机构。取出部50是以覆盖辊30的槽的一部分的方式形成的压缩空气的流路。在取出部50连结有供给压缩空气的管路(未图示)。
储存在储存部10的研磨材料3被移送至填充部20。然后,研磨材料3被压缩空气实现的按压力填充于辊30的槽。辊30通过驱动部40的动作而旋转,因此相对于所有的槽连续地填充研磨材料3。通过辊30的旋转而从填充部20到达取出部50的研磨材料3被压缩空气从槽挤出至喷嘴单元U。之后,研磨材料3经由喷嘴单元U被供给至喷嘴502。
(加工部)
加工部5对被加工物4进行喷砂加工。加工部5具有壳体501、喷嘴单元U、加工台503以及移动部M。在壳体501的内部划分有加工室509。
喷嘴单元U具有分配机构550与多个喷嘴502。多个喷嘴502例如配置于加工室509内的上部。多个喷嘴502沿着与被加工物4的表面正交的Z轴延伸,各个喷射口与被加工物4的表面对置。多个喷嘴502将研磨材料3与压缩空气一起向被加工物4的表面喷射。多个喷嘴502将研磨材料3作为与压缩空气的混合流体(气固两相流)从各个喷射口喷射。多个喷嘴502各自的喷射口为圆形。多个喷嘴502沿着X轴排列设置(参照图4)。此外,X轴的负方向是后述的进给方向。
如图2及图3所示,分配机构550具有导入管551、分散部件552以及多根导出管553。在分散部件552的内部划分有分散室552S。导入管551的一端与供给部2连结,另一端与分散室552S连结。在分散部件552设置有与导入管551连通的导入口551H。多根导出管553的个数与多个喷嘴502的个数相同。多根导出管553各自的一端与多个喷嘴502中的一个连结,另一端与分散室552S连结。在分散部件552与多根导出管553分别对应地设置有导出口553H。
研磨材料3被压缩空气的气流从取出部50挤出至喷嘴单元U的导入管551。包含被挤出至导入管551的研磨材料3的气流通过导入管551,而被供给至分散室552S。导入管551也可以包含与分散室552S连结的直线部551S。通过将直线部551S设为规定长度的直线状的圆管,从而包含研磨材料3的气流在被供给至分散室552S前被整流。即,在包含研磨材料3的气流中,能够促进研磨材料3的分散。例如,也可以将直线部551S的沿着铅垂方向(Z轴方向)的管长设为直线部551S中的导入管551的内径的5倍以上,优选为10倍以上。通过适当地设定直线部551S的长度,能够使研磨材料3高效地分散。
分散室552S将从导入管551供给来的研磨材料3均匀地分散。分散室552S将研磨材料3呈气溶胶状分散。分散室552S的与导入口551H对置的顶面552A为圆形。这里,气溶胶的浓度的均匀性因导入口551H与顶面552A之间的距离(高度H)而受损,或者在多个喷嘴502中喷射研磨材料3时的压力受损。为了保持气溶胶的浓度的均匀性,且不对多个喷嘴502的喷射研磨材料3的喷射压力造成影响,也可以将高度H设定为顶面的直径D1的1/5以上1/2以下。
多个导出口553H以包围分散部件552的顶面552A的中央的方式配置为圆环状。从导入口551H供给来的研磨材料3抵碰到与导入口551H对置的圆形的顶面552A而呈气溶胶状分散。气溶胶状的研磨材料3从圆形的顶面552A的中央朝向外缘均匀地分散。呈气溶胶状分散的研磨材料3从多个导出口553H经由软管向多个喷嘴502分别压出,并被多个喷嘴502喷射出。多个导出口553H能够配置为相对于多个喷嘴502的每一个均匀地压出研磨材料3。作为一个例子,导出管553在顶面552A的外缘附近等间隔且同心状地配置。
移动部M是变更被加工物4与多个喷嘴502的相对位置的驱动部。移动部M可以使被加工物4移动,可以使多个喷嘴502移动,也可以使被加工物4及多个喷嘴502双方移动。在本实施方式中,对作为移动部M而具有喷嘴驱动部504及被加工物驱动部505,来使多个喷嘴502及被加工物4双方移动的结构进行说明。
加工台503是供被加工物4载置的台。加工台503配置在加工室509内。如图4所示,加工台503在多个喷嘴502喷射研磨材料3的喷射方向上,以载置被加工物4的面与多个喷嘴502的延伸方向(Z轴方向)正交的方式载置在被加工物驱动部505上。加工台503的载置被加工物4的面也可以是吸附被加工物4的面。
喷嘴驱动部504配置在壳体501的上部。喷嘴驱动部504与多个喷嘴502连接。喷嘴驱动部504以多个喷嘴502喷射研磨材料3的喷射区域与被加工物4进行相对移动的方式使多个喷嘴502移动。被加工物驱动部505配置在壳体501的下部。被加工物驱动部505与加工台503的下表面连接。被加工物驱动部505以多个喷嘴502喷射研磨材料3的喷射区域与被加工物4进行相对移动的方式使载置有被加工物4的加工台503移动。被加工物驱动部505例如是X-Y工作台等的驱动机构。喷嘴驱动部504及被加工物驱动部505的相对移动的轨迹(扫描轨迹)由控制部9控制。
控制部9控制移动部M的动作。控制部9例如由具有CPU(Central ProcessingUnit:中央处理器)等运算装置、ROM(Read Only Memory:只读存储器)、RAM(Random AccessMemory:随机存储器)、HDD(Hard Disk Drive:硬盘驱动器)等存储装置以及通信装置等的通用计算机构成。控制部9例如也可以是PLC(Programmable Logic Controller:可编程逻辑控制器)、DSP(Digital Signal Processor:数字信号处理器)等运动控制器。控制部9也可以是控制喷砂加工装置1整体的硬件。
图5是表示被加工物4及多个喷嘴502的相对移动形成的、与被加工物4的表面平行的方向的轨迹(扫描轨迹)的示意图。扫描轨迹表示沿着X轴方向及与X轴方向正交的Y轴方向的之字形形状。控制部9以被加工物4及多个喷嘴502描绘这样的扫描轨迹的方式控制移动部M的动作。基于该图的扫描轨迹进行说明。首先,以多个喷嘴502中的配置于X轴的最靠正方向的位置的喷嘴502A的喷射区域与扫描轨迹上的起点S重叠的方式调整被加工物4与多个喷嘴502的相对位置。起点S在扫描轨迹中设置于X轴的最靠正方向且Y轴的最靠负方向的位置。在该情况下,由于其他喷嘴以在X轴的负方向连接的方式排列,所以其他喷嘴的喷射区域与从起点S观察在X轴的负方向配置的其他起点(未图示)重叠。以下,将喷嘴502A的喷射区域作为“喷射区域”进行说明。
首先,控制部9以喷射区域从起点S沿着与被加工物4的表面平行的Y轴方向(第一方向)移动的方式控制被加工物驱动部505的动作(第一扫描)。具体而言,使被加工物4沿着Y轴的负方向移动。接着,若喷射区域到达Y轴的负方向的端部,则控制部9以喷射区域沿着与Y轴方向正交且与被加工物4的表面平行的X轴方向(第二方向)移动的方式控制喷嘴驱动部504的动作(第二扫描)。具体而言,使多个喷嘴502沿着X轴的负方向(在本说明书中也记为进给方向)移动。接着,控制部9以喷射区域沿着Y轴方向移动的方式控制被加工物驱动部505的动作。具体而言,使被加工物4沿着Y轴的正方向移动。若喷射区域到达第一方向的上侧的端部,则控制部9以喷射区域沿着进给方向移动的方式控制喷嘴驱动部504的动作。通过交替重复该动作,而描绘扫描轨迹。这里,从喷嘴502A喷射的气固两相流具有速度分布,从而会根据来自喷嘴502A的位置使研磨力产生差异。进给方向的移动距离考虑该研磨力的差异而被设定。进给方向的移动距离例如也可以不包含0且形成喷嘴502A的喷射口的直径以下。
(挑选部)
挑选部6对在加工部5对被加工物4进行喷砂加工的过程中产生的粉粒体8进行回收。挑选部6将粉粒体8中的可再使用的研磨材料3输送至后述的储存部10。挑选部6将粉粒体8中的不可再使用的研磨材料3、被加工物4剥离而产生的切削粉等输送至后述的集尘器702。挑选部6具有回收导管601以及分级部602。回收导管601是一端与加工部5连接,另一端与分级部602连接的管。回收导管601使粉粒体8乘着后述的集尘器702产生的气流从加工部5向挑选部6的分级部602输送。
分级部602的上部与后述的集尘导管701连通。分级部602在下部与储存部10连通。分级部602例如为研钵状的中空的构造。分级部602将从回收导管601输送来的粉粒体8分级为可再使用的研磨材料3、不可再使用的研磨材料3及切削粉。分级部602例如是旋风分离器。
粉粒体8例如在分级部602内旋转。粉粒体8中的可再使用的研磨材料3比不可再使用的研磨材料3及切削粉重。作为较重的粒子的可再使用的研磨材料3在旋转速度降低时因重力而向分级部602下部落下并收集。在压缩空气未流入储存部10的内部,且分级部602与储存部10之间的阀打开,使储存部10与分级部602连通的情况下,收集在分级部602下部的可再使用的研磨材料3被送至供给部2的储存部10。作为较轻的粒子的不可再使用的研磨材料3及切削粉被送至与分级部602上部连接的后述的集尘导管701。
(集尘部)
集尘部7对由挑选部6回收的不可再使用的研磨材料3及切削粉进行收集。集尘部7具有集尘导管701以及集尘器702。集尘导管701是一端与分级部602连接,另一端与集尘器702连接的管。集尘导管701将不可再使用的研磨材料3及切削粉从分级部602向集尘器702输送。
集尘器702对从集尘导管701输送来的不可再使用的研磨材料3及切削粉进行收集。集尘器702具有未图示的吸引力产生源以及过滤器。通过使吸引力产生源动作,而在与集尘器702连通的加工室509、回收导管601、分级部602以及集尘导管701内产生朝向集尘器702的气流。通过吸引力产生源的动作,从集尘导管701输送来的不可再使用的研磨材料3及切削粉与空气一起被吸引到集尘器702内。在集尘器702内,过滤器配置于集尘导管701与吸引力产生源的路径上。过滤器对不可再使用的研磨材料3及切削粉进行捕捉。通过过滤器,只有空气被移送至吸引力产生源。捕捉到的不可再使用的研磨材料3及切削粉能够通过取下过滤器来进行回收。
(喷砂加工装置的工序)
对喷砂加工装置1进行的喷砂加工的工序进行说明。这里,以将印刷基板材料作为被加工物4,形成用于形成导通孔、通孔的贯通孔的喷砂加工为例进行说明。印刷基板通过在聚酰亚胺、聚酯等绝缘体片材以及玻璃环氧基板的表面粘贴铜等导体箔来制作。图6是表示实施方式所涉及的喷砂加工装置1的整体工序的流程图。
首先,进行被加工物4的准备工序(工序S1)。在工序S1中,在被加工物4的表面形成掩模图案。具体而言,对被加工物4进行加热,通过层压机在加热后的被加工物4(的表面)粘贴掩模材料。然后,将粘贴有掩模材料的被加工物4配置于曝光机。在曝光机中,使用CCD(Charge Coupled Device:电荷耦合元件)照相机将图案原版的位置对准被加工物4,进行曝光。然后,将被曝光的被加工物4配置于显影机。在显影机中,通过一边使被加工物4旋转一边喷射显影液,而形成抗蚀剂层的掩模图案。这里,抗蚀剂层设置有与加工目标的孔对应的至少以上以下的开口。
接着,进行喷砂加工装置1的准备工序(工序S2)。在工序S2中,对基于喷嘴驱动部504的多个喷嘴502与被加工物4的距离、多个喷嘴502喷射研磨材料3的喷射压力等进行调整。对于喷射压力的调整而言,首先经由软管向多个喷嘴502供给压缩空气。接着,通过操作压力阀而将研磨材料3的喷射压力调整为规定的压力。在喷射压力的调整后,停止压缩空气的供给。
另外,在工序S2中,控制部9设定移动部M的动作模式。动作模式包含多个喷嘴502的扫描轨迹以及移动速度、扫描次数等。表示动作模式的设定信息被存储于控制部9的存储装置。
在结束这些调整后,将研磨材料3投入供给部2的储存部10。投入与喷射量相应的量的研磨材料3。
接着,接下来,进行被加工物4的设置工序(S3)。在工序S3中,被加工物4通过在加工室509设置的观察窗而载置于加工台503的与多个喷嘴502对置的面上。
接着,进行喷砂加工工序(S4)。在工序S4中,首先,将压缩空气通过加压用导管73供给至储存部10。接下来,通过向储存部10的内部供给压缩空气,而对储存部10的内部进行加压,储存部10与分级部602之间的阀关闭。由此,储存部10被密封。接下来,研磨材料3在储存部10内被压缩空气加压,向填充部20移动。接下来,研磨材料3通过压缩空气的按压力填充于辊30的槽。研磨材料3通过储存部10及填充部20被压缩空气加压,由此密集地填充于每个槽。接下来,辊30以由控制部9设定的速度通过驱动部40的动力进行旋转。接下来,填充于槽的研磨材料3通过转动处理(S21)中的辊30的旋转,移动到取出部50的位置,从而形成流路。接下来,从管路供给的压缩空气被供给至流路。压缩空气在与槽的延伸方向平行的方向产生气流。通过由压缩空气产生的气流,将填充于槽的研磨材料3挤出至喷嘴单元U。
与压缩空气一起被挤出至喷嘴单元U的研磨材料3朝向喷嘴单元U的分配机构550。被供给至分配机构550的导入管551的研磨材料3在通过导入管551时被整流,而进行初始的分散。被供给至分散部件552的研磨材料3在分散室552S中呈气溶胶状分散。分散开的研磨材料3与压缩空气一起从导出管553被压出。
从导出管553被压出的研磨材料3经由软管供给至多个喷嘴502。通过将研磨材料3与压缩空气一起作为混合流体从多个喷嘴502进行喷射,而对被加工物4进行喷砂加工。被加工物驱动部505基于在准备工序(S3)中设定的扫描轨迹、扫描速度、扫描次数等,使被加工物驱动部505上的被加工物4及加工台503相对于多个喷嘴502进行相对移动。基于由控制部9设定的扫描轨迹对被加工物4进行加工。这里,多个喷嘴502以沿着X轴方向连接的方式排列设置,因此与配置一个喷嘴的情况相比,能够将扫描次数设定得较少。另外,与配置一个喷嘴的情况、将多个喷嘴以沿着Y轴方向连接的方式排列设置的情况相比,能够将进给方向的移动距离设定得较短。即,通过减少扫描次数,并且缩短进给方向的移动距离,能够减少研磨材料3与抗蚀剂层过度碰撞。其结果,能够减少对抗蚀剂层的损伤。因此,能够对从抗蚀剂层的开口部(孔)露出的被加工物4的表面有效地进行切削加工,因此能够高精度地形成贯通孔。若抗蚀剂层的损伤较大,则在孔贯通前使抗蚀剂层的开口部破损。通过一个实施方式的喷砂加工装置1进行喷砂加工,由此能够形成纵横比(贯通孔的深度h相对于抗蚀剂层的开口部的直径d的比即h/d)为0.8以上2.0以下的贯通孔。
在一个实施方式的喷砂加工装置1中,通过使多个喷嘴502的喷射口为圆形,并对各个配置多个喷嘴502的间隔进行调整,能够获得喷射流整体上速度分布的偏差较小且能够进行广泛的加工的喷射流。在将喷嘴的喷射口以形成与一个实施方式的喷砂加工装置1相同的加工宽度的喷射流的方式设为矩形的情况下,喷射流的速度分布的偏差较大。其结果,与一个实施方式的喷砂加工装置1相比,在喷射流的速度分布的偏差较大的喷砂加工装置中,需要增加扫描次数,或缩短向进给方向的移动距离。因此,一个实施方式的喷砂加工装置1更能够高精度地进行喷砂加工。通过一个实施方式的喷砂加工装置1进行加工,由此能够形成在被加工物4的表面形成的贯通孔的直径Da相对于在抗蚀剂层形成的开口部的直径Db的比即Da/Db为0.84以上0.94以下的孔。
在设定的扫描及加工完成的情况下,停止从多个喷嘴502喷射研磨材料3及压缩空气。
另外,在喷砂加工工序(S4)中,也进行集尘工序。在集尘工序中,集尘器702在加工室509、回收导管601、分级部602以及集尘导管701的内部,产生朝向集尘器702吸引粉粒体8及空气的气流。通过集尘器702进行动作而产生的气流,在加工室509内产生的粉粒体8按照加工室509、回收导管601、分级部602的顺序进行移动。通过分级部602进行的分级,可再使用的研磨材料3被回收至储存部10,不可再使用的研磨材料3及切削粉通过集尘导管701被回收至集尘器702。
最后,进行被加工物回收工序(S5)。在工序S5中,被加工物4通过壳体501的观察窗,从加工台503的面上被回收。
以上,对本公开的实施方式进行了说明,但本公开并不限定于上述实施方式。能够在不变更发明主旨的范围内进行适当变更。另外,上述实施方式能够在不矛盾的范围内进行组合。
(实施方式的效果)
以上,根据本实施方式所涉及的喷砂加工装置1,通过将多个喷嘴502以沿着扫描轨迹中的进给方向连接的方式排列设置,能够获得广泛的喷射区域。通过具有分配机构550,能够对多个喷嘴502均匀地供给研磨材料3,因此所有的多个喷嘴502能够具有相同的加工能力。其结果,在与被加工物4碰撞的区域,能够获得速度分布较小的喷射流(即,加工能力的偏差较小的喷射区域)。
由于喷砂加工装置1具备多个喷嘴502,所以能够缩短对被加工物4喷射研磨材料3的时间。因此,能够兼得缩短加工时间与减轻对被加工物4的损伤。另外,由于具备能够将从单一的储存部10供给来的研磨材料3均匀地分配给多个喷嘴502的分配机构550,所以整体的加工精度提高。
分配机构550形成按照导入管551、分散部件552、导出管553的顺序连结而得的结构,由此能够以简单的构造对所有的喷嘴赋予大致相同的加工能力。通过使分散部件552的分散室552S的顶面552A为圆形,将导出管以包围顶面552A的中央的方式配置为圆环状,能够将在分散室552S被分散成均匀浓度的气溶胶状态的研磨材料3供给至所有的多个喷嘴502。分散室552S通过使高度为顶面552A的直径的1/5以上1/2以下,能够获得优良的分散效果。另外,通过将在导入管551中与分散室552S连结的直线部551S设为管长为内径的5倍以上的圆管,能够将研磨材料3以初始分散的状态导入分散部件552。
由于能够获得速度分布较小的喷射流,所以能够减少使被加工物4相对于多个喷嘴502相对移动而描绘扫描轨迹的次数,或者能够延长向进给方向的移动距离(不包含0且在多个喷嘴502的喷射口的直径以下)。其结果,能够减少研磨材料3与被加工物4过度碰撞,因此能够减少对被加工物4造成的损伤。
通过采用对储存部10进行加压而经由供给部2将研磨材料3挤出至朝向分配机构550的导入管551的结构,能够降低压缩空气的压力损失。其结果,能够提高加工能力,由此能够减少使被加工物4相对于喷嘴相对移动而描绘扫描轨迹的次数。另外,由于研磨材料3的加工能力较高,所以能够缩短使研磨材料3与被加工物4接触的时间,因此能够兼得缩短加工时间与减轻对被加工物4的损伤。
多个喷嘴502以沿着X轴方向连接的方式排列设置。通过这样配置多个喷嘴502,能够兼得缩短加工时间与减轻对被加工物4的损伤。
喷砂加工装置1能够兼得缩短加工时间与减轻对被加工物4的损伤。在进行孔加工、槽加工的情况下,在被加工物4设置有抗蚀剂层,但喷砂加工装置1能够减轻对该抗蚀剂层的损伤。例如,在对作为被加工物4的一个例子的印刷基板材料进行开通孔、导通孔等贯通孔的喷砂加工的情况下,能够减轻对抗蚀剂层的损伤,由此能够进行高精度的喷砂加工。即,通过本实施方式所涉及的喷砂加工装置1进行喷砂加工,即使在形成有开口部为以上以下那样极小径的抗蚀剂图案的情况下,若纵横比(h/d)为0.8以上2.0以下,则也能够以在通常的喷砂加工中难以实现的精度进行加工。另外,若在被加工物4形成的贯通孔的直径Da相对于在抗蚀剂层形成的开口部的直径Db的比即Da/Db为0.84以上0.94以下,则能够以在通常的喷砂加工中难以实现的精度进行加工。
根据本实施方式所涉及的喷砂加工装置1以及喷砂加工方法,能够通过仅从一侧喷射研磨材料3来进行上述那样的高精度的加工。另外,能够改善空间的垂直性。特别适用于形成用于形成作为微小的孔的导通孔或通孔的孔。
(变形例)
实施方式中的分散部件552不仅可以是圆柱形状,还可以是圆锥形状、圆锥台形状。由于这些形状是从导入部朝向底面连续地扩径的形状,所以能够使研磨材料3以成为更均匀的浓度的气溶胶的方式进行分散。
Claims (9)
1.一种喷砂加工装置,其特征在于,具备:
喷嘴单元,所述喷嘴单元具有将研磨材料与压缩空气一起向被加工物的表面喷射的多个喷嘴、和将所述研磨材料分配给所述多个喷嘴的分配机构;
储存部,所述储存部将所述研磨材料储存于内部;
供给部,所述供给部将储存于所述储存部的所述研磨材料供给至所述喷嘴单元;以及
移动部,所述移动部使所述多个喷嘴及所述被加工物中的至少一方移动,而变更所述多个喷嘴与所述被加工物的相对位置。
2.根据权利要求1所述的喷砂加工装置,其特征在于,
所述分配机构包含:
分散部件,所述分散部件在内部划分出将所述研磨材料呈气溶胶状分散的分散室;
导入管,所述导入管将所述供给部与所述分散室连结,而将所述供给部的所述研磨材料供给至所述分散室;以及
导出管,所述导出管将所述多个喷嘴与所述分散室连结,而将所述分散室的气溶胶状的研磨材料供给至所述多个喷嘴。
3.根据权利要求2所述的喷砂加工装置,其特征在于,
在所述分散部件设置有与所述导入管连通的导入口和与所述导出管连通的导出口,
与所述导入口对置的所述分散室的顶面为圆形,
所述导出口以包围所述顶面的中央的方式配置为圆环状。
4.根据权利要求3所述的喷砂加工装置,其特征在于,
与所述顶面正交的方向的所述顶面与所述导入口之间的距离为所述顶面的直径的1/5以上1/2以下。
5.根据权利要求2~4中任一项所述的喷砂加工装置,其特征在于,
所述导入管是包含与所述分散部件连结的直线部的圆管,
所述直线部的长度为所述直线部中的所述导入管的内径的5倍以上。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的喷砂加工装置,其特征在于,
进一步具备控制所述移动部的动作的控制部,
所述控制部以交替实施第一扫描与第二扫描的方式控制所述移动部,其中,
在所述第一扫描中,使所述多个喷嘴及所述被加工物中的至少一方沿着与所述被加工物的表面平行的第一方向移动,
在所述第二扫描中,使所述多个喷嘴及所述被加工物中的至少一方沿着与所述第一方向正交且与所述被加工物的表面平行的第二方向移动,
所述第二扫描中的移动距离为设置于所述多个喷嘴的喷射口的直径以下,
所述多个喷嘴以在所述第二方向连接的方式排列设置。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的喷砂加工装置,其特征在于,
进一步具备加压用导管,所述加压用导管向所述储存部供给压缩空气,对所述储存部的内部进行加压,而将所述研磨材料向所述喷嘴单元挤出。
9.根据权利要求8所述的喷砂加工方法,其特征在于,
所述贯通孔的直径Da相对于所述抗蚀剂层的开口的直径Db的比Da/Db为0.84以上0.94以下。
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