JP2002137167A - 高精度ブラスト加工法及び高精度ブラスト加工装置 - Google Patents
高精度ブラスト加工法及び高精度ブラスト加工装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 加工が進んだ場合においても加工能率を落と
すことなく、且つ、マスキングを施さずとも非加工部位
を損傷させることのない高精度ブラスト加工法及び装置
を提供する。 【解決手段】 圧縮空気によりノズルから噴射材を噴射
して基板に加工を施すブラスト加工法において、噴射材
の噴射を短い間隔で噴射と停止とが繰り返される間歇噴
射とするか、このような間歇噴射と、連続噴射との組合
せとした高精度ブラスト加工法と、ノズルに噴射材を圧
縮空気により圧送するノズルユニットと、基板を水平、
垂直移動させるワークテーブルとからなり、前記ノズル
ユニットには、噴射材の噴射、停止を司る電磁弁と、該
電磁弁に断続的作動信号を出力する制御装置とを接続し
てある高精度ブラスト加工装置。
すことなく、且つ、マスキングを施さずとも非加工部位
を損傷させることのない高精度ブラスト加工法及び装置
を提供する。 【解決手段】 圧縮空気によりノズルから噴射材を噴射
して基板に加工を施すブラスト加工法において、噴射材
の噴射を短い間隔で噴射と停止とが繰り返される間歇噴
射とするか、このような間歇噴射と、連続噴射との組合
せとした高精度ブラスト加工法と、ノズルに噴射材を圧
縮空気により圧送するノズルユニットと、基板を水平、
垂直移動させるワークテーブルとからなり、前記ノズル
ユニットには、噴射材の噴射、停止を司る電磁弁と、該
電磁弁に断続的作動信号を出力する制御装置とを接続し
てある高精度ブラスト加工装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は主としてシリコン、
ガラス、セラミックス等の硬脆材料からなる基板に孔明
け加工、切断加工、模様付け加工などの加工を行なうた
めの高精度ブラスト加工法及びこれに用いる高精度ブラ
スト加工装置に関するものである。
ガラス、セラミックス等の硬脆材料からなる基板に孔明
け加工、切断加工、模様付け加工などの加工を行なうた
めの高精度ブラスト加工法及びこれに用いる高精度ブラ
スト加工装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】シリコン、ガラス、セラミックス等の硬
脆材料からなる基板に孔明け加工や切断加工を施した
り、微細なパターン模様を形成するなどの各種の加工を
行なう手段として、乾式で精細な加工を行うことのでき
るサンドブラスト加工が広く採用されている。この加工
はアルミナやＳｉＣ等の微細な投射材を圧縮空気により
ノズルから所定時間連続的に噴射して被処理面にブラス
ト加工を施すものである。
脆材料からなる基板に孔明け加工や切断加工を施した
り、微細なパターン模様を形成するなどの各種の加工を
行なう手段として、乾式で精細な加工を行うことのでき
るサンドブラスト加工が広く採用されている。この加工
はアルミナやＳｉＣ等の微細な投射材を圧縮空気により
ノズルから所定時間連続的に噴射して被処理面にブラス
ト加工を施すものである。
【０００３】上記したようなブラスト加工法により、例
えば、基板に所定の間隔をもって多数の透孔を形成する
ような場合には、非加工部位が損傷するのを防止するた
め、ノズル移動中の噴射材の連続噴射により一つの孔明
け加工が完了すると一旦噴射を停止してノズルを次の孔
明け位置にまで移動させ、再び噴射材を噴射して加工を
行なってきた。しかしながら、噴射材噴射の停止により
ノズルに噴射材を圧送するホースの中には噴射材が残留
してしまい、この残留した噴射材は次の孔明け加工時に
後続の噴射材とともに一遍に噴射されてしまう。従っ
て、加工開始時には定常噴射状態よりも多い量が噴射さ
れることとなり、加工精度の低下を招くという欠点があ
った。
えば、基板に所定の間隔をもって多数の透孔を形成する
ような場合には、非加工部位が損傷するのを防止するた
め、ノズル移動中の噴射材の連続噴射により一つの孔明
け加工が完了すると一旦噴射を停止してノズルを次の孔
明け位置にまで移動させ、再び噴射材を噴射して加工を
行なってきた。しかしながら、噴射材噴射の停止により
ノズルに噴射材を圧送するホースの中には噴射材が残留
してしまい、この残留した噴射材は次の孔明け加工時に
後続の噴射材とともに一遍に噴射されてしまう。従っ
て、加工開始時には定常噴射状態よりも多い量が噴射さ
れることとなり、加工精度の低下を招くという欠点があ
った。
【０００４】また、噴射材を連続的に噴射して所定の深
さの孔明け加工を行なうような場合、加工途中では噴射
材が未だ透過されていない穴から排出され難いため、噴
射材が穴中に滞留してそれ以上の加工を妨げ、加工速度
が大幅に遅くなって加工に長時間を要するという問題が
あった。さらに、加工する孔周辺には一部の噴射材が跳
ね返って衝突するので、一つの孔明け加工が長時間に及
ぶと孔周辺の非加工部位が荒れて損傷するという問題が
あった。
さの孔明け加工を行なうような場合、加工途中では噴射
材が未だ透過されていない穴から排出され難いため、噴
射材が穴中に滞留してそれ以上の加工を妨げ、加工速度
が大幅に遅くなって加工に長時間を要するという問題が
あった。さらに、加工する孔周辺には一部の噴射材が跳
ね返って衝突するので、一つの孔明け加工が長時間に及
ぶと孔周辺の非加工部位が荒れて損傷するという問題が
あった。
【０００５】このような非加工部位への噴射材の衝突を
防ぐ手段として、非加工部位をマスキングしてマスクの
ない部分を選択的にブラスト加工する方法として、例え
ば、フォトレジストを用いる方法は最も高精度な加工に
対応できるものであるが、写真原版によるパターンの転
写、現像、その後の乾燥という工程によりマスキングを
施さねばならず、また、加工後にマスクを剥離し洗浄す
る工程も必要とするので、工程が複雑で加工コストが高
いものになってしまううえに、廃液の処理を必要とする
という欠点があり、安易に採用することのできない方法
である。
防ぐ手段として、非加工部位をマスキングしてマスクの
ない部分を選択的にブラスト加工する方法として、例え
ば、フォトレジストを用いる方法は最も高精度な加工に
対応できるものであるが、写真原版によるパターンの転
写、現像、その後の乾燥という工程によりマスキングを
施さねばならず、また、加工後にマスクを剥離し洗浄す
る工程も必要とするので、工程が複雑で加工コストが高
いものになってしまううえに、廃液の処理を必要とする
という欠点があり、安易に採用することのできない方法
である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した従来
の問題点を解決し、加工が進んだ場合においても加工能
率を落とすことなく、且つ、完全なマスキングを施さず
とも非加工部位を損傷させることなく精密加工すること
ができる高精度ブラスト加工法及び高精度ブラスト加工
装置を提供するためになされたものである。
の問題点を解決し、加工が進んだ場合においても加工能
率を落とすことなく、且つ、完全なマスキングを施さず
とも非加工部位を損傷させることなく精密加工すること
ができる高精度ブラスト加工法及び高精度ブラスト加工
装置を提供するためになされたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされた本発明は、圧縮空気によりノズルから噴射
材を噴射して基板に加工を施すブラスト加工方法におい
て、噴射材の噴射を短い間隔で噴射と停止とが繰り返さ
れる間歇噴射として、孔明け加工においては加工がある
程度進んだ時に有底の穴の中に噴射材が滞留することな
く排出されるようにして加工効率の低下を防ぎ、従来よ
りも極短時間にて加工を完了することができるようにす
るとともに、跳ね返った噴射材が噴射された噴射材に衝
突することをなくして孔部周辺が噴射材の散乱衝突によ
り損傷するのを抑止するようにした高精度ブラスト加工
法と、この方法を行なうための装置、即ち、ノズルに噴
射材を圧縮空気により圧送するノズルユニットと、基板
を水平、垂直移動させるワークテーブルとからなり、前
記ノズルユニットには、噴射材の噴射、停止を司る電磁
弁と、該電磁弁に断続的作動信号を出力する制御装置と
を接続して、この制御装置により電磁弁を所定間隔でＯ
Ｎ、ＯＦＦして噴射材を断続的に噴射できるようにし、
これにより、噴射を完全に停止した時にもホースの中に
残存する噴射材の量を大幅に少なくして加工精度の保つ
ようにした高精度ブラスト加工装置とを基本構成とす
る。
めになされた本発明は、圧縮空気によりノズルから噴射
材を噴射して基板に加工を施すブラスト加工方法におい
て、噴射材の噴射を短い間隔で噴射と停止とが繰り返さ
れる間歇噴射として、孔明け加工においては加工がある
程度進んだ時に有底の穴の中に噴射材が滞留することな
く排出されるようにして加工効率の低下を防ぎ、従来よ
りも極短時間にて加工を完了することができるようにす
るとともに、跳ね返った噴射材が噴射された噴射材に衝
突することをなくして孔部周辺が噴射材の散乱衝突によ
り損傷するのを抑止するようにした高精度ブラスト加工
法と、この方法を行なうための装置、即ち、ノズルに噴
射材を圧縮空気により圧送するノズルユニットと、基板
を水平、垂直移動させるワークテーブルとからなり、前
記ノズルユニットには、噴射材の噴射、停止を司る電磁
弁と、該電磁弁に断続的作動信号を出力する制御装置と
を接続して、この制御装置により電磁弁を所定間隔でＯ
Ｎ、ＯＦＦして噴射材を断続的に噴射できるようにし、
これにより、噴射を完全に停止した時にもホースの中に
残存する噴射材の量を大幅に少なくして加工精度の保つ
ようにした高精度ブラスト加工装置とを基本構成とす
る。
【０００８】また、前記したような噴射材の噴射を短い
間隔で噴射と停止とが繰り返される間歇噴射とした高精
度ブラスト加工法を、連続噴射に組合せて行なうことに
より一層の効果を得ることができ、これを請求項２の発
明とし、さらに、前記した各発明における間歇噴射にお
ける噴射と停止とを１秒以下の間隔で行なうと、より一
層効果が得られるので好ましく、これを請求項３の発明
とし、前記した各発明は、内径が０．２〜２ｍｍのノズ
ルから、平均粒径が５０μｍ以下の噴射材を、０．２〜
２．５ＭＰａの圧縮空気により、５０ｇ／ｍｉｎ以下の
噴射量で噴射することがシリコン、ガラス、セラミック
ス等の硬脆材料からなる基板に対する加工上には最も好
ましく、これを請求項４の発明とする。また、前記した
高精度ブラスト加工装置は、ノズルに噴射材を圧縮空気
により圧送するノズルユニットと、基板を水平、垂直移
動させるワークテーブルとからなり、前記ノズルユニッ
トには、該ノズルユニットに噴射材の噴射、停止のため
の断続的作動信号を出力する制御装置を接続したものと
することができ、これを請求項５の発明とし、この請求
項５の発明に噴射材の噴射、停止を司る電磁弁を付加し
たものを請求項６の発明とする。さらに、前記した高精
度ブラスト加工装置のノズルユニットは、内径０．２〜
２ｍｍのノズルと、該ノズルに平均粒径が５０μｍ以下
の噴射材を５０ｇ／ｍｉｎ以下の量で０．２〜２．５Ｍ
Ｐａの圧縮空気により圧送する機構を少なくとも備えた
ものが好ましく、これを請求項７の発明とする。
間隔で噴射と停止とが繰り返される間歇噴射とした高精
度ブラスト加工法を、連続噴射に組合せて行なうことに
より一層の効果を得ることができ、これを請求項２の発
明とし、さらに、前記した各発明における間歇噴射にお
ける噴射と停止とを１秒以下の間隔で行なうと、より一
層効果が得られるので好ましく、これを請求項３の発明
とし、前記した各発明は、内径が０．２〜２ｍｍのノズ
ルから、平均粒径が５０μｍ以下の噴射材を、０．２〜
２．５ＭＰａの圧縮空気により、５０ｇ／ｍｉｎ以下の
噴射量で噴射することがシリコン、ガラス、セラミック
ス等の硬脆材料からなる基板に対する加工上には最も好
ましく、これを請求項４の発明とする。また、前記した
高精度ブラスト加工装置は、ノズルに噴射材を圧縮空気
により圧送するノズルユニットと、基板を水平、垂直移
動させるワークテーブルとからなり、前記ノズルユニッ
トには、該ノズルユニットに噴射材の噴射、停止のため
の断続的作動信号を出力する制御装置を接続したものと
することができ、これを請求項５の発明とし、この請求
項５の発明に噴射材の噴射、停止を司る電磁弁を付加し
たものを請求項６の発明とする。さらに、前記した高精
度ブラスト加工装置のノズルユニットは、内径０．２〜
２ｍｍのノズルと、該ノズルに平均粒径が５０μｍ以下
の噴射材を５０ｇ／ｍｉｎ以下の量で０．２〜２．５Ｍ
Ｐａの圧縮空気により圧送する機構を少なくとも備えた
ものが好ましく、これを請求項７の発明とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照しつつ本発明の
好ましい実施形態を示す。図１は本発明の高精度ブラス
ト加工装置の１例であって、１は基板、２は噴射材を定
量ノズルに圧送して噴射するためのノズルユニット、３
はノズル、４はワークテーブルであるが、図においてノ
ズルユニット２は、図示していないホッパーから圧縮空
気とともに噴射材が供給されるホースと繋がっており、
所定量の噴射材がノズル３に圧送されて噴射される機構
を備えており、また、５は電磁弁、６は所定のサイクル
タイムを設定し、その信号を電磁弁５に出力して電磁弁
５を断続的にＯＮ、ＯＦＦする制御装置で、この制御装
置６が前記したノズルユニット２に接続されている。そ
して、前記した二つの電磁弁５のうち一つは噴射材を、
他の一つは圧縮空気を遮断するものである。なお、制御
装置６としては、パソコン、ＮＣ装置、シーケンサ等を
用いることができる。また、図示した装置において電磁
弁を用いることなく、断続的に電気信号をＯＮ、ＯＦＦ
する制御装置を直接ノズルユニットに接続しても、噴射
材を間歇的に噴射することができる。
好ましい実施形態を示す。図１は本発明の高精度ブラス
ト加工装置の１例であって、１は基板、２は噴射材を定
量ノズルに圧送して噴射するためのノズルユニット、３
はノズル、４はワークテーブルであるが、図においてノ
ズルユニット２は、図示していないホッパーから圧縮空
気とともに噴射材が供給されるホースと繋がっており、
所定量の噴射材がノズル３に圧送されて噴射される機構
を備えており、また、５は電磁弁、６は所定のサイクル
タイムを設定し、その信号を電磁弁５に出力して電磁弁
５を断続的にＯＮ、ＯＦＦする制御装置で、この制御装
置６が前記したノズルユニット２に接続されている。そ
して、前記した二つの電磁弁５のうち一つは噴射材を、
他の一つは圧縮空気を遮断するものである。なお、制御
装置６としては、パソコン、ＮＣ装置、シーケンサ等を
用いることができる。また、図示した装置において電磁
弁を用いることなく、断続的に電気信号をＯＮ、ＯＦＦ
する制御装置を直接ノズルユニットに接続しても、噴射
材を間歇的に噴射することができる。
【００１０】また、ワークテーブル４はＸ軸スライダー
７、Ｙ軸スライダー８，Ｚ軸スライダー９により水平、
垂直方向に移動されるが、その移動は制御装置６からモ
ーター用ドライバー１０に移動信号がそれぞれのスライ
ダーに送信されることによって行なわれる。
７、Ｙ軸スライダー８，Ｚ軸スライダー９により水平、
垂直方向に移動されるが、その移動は制御装置６からモ
ーター用ドライバー１０に移動信号がそれぞれのスライ
ダーに送信されることによって行なわれる。
【００１１】そして、ブラスト加工はノズル３を基板１
の所定の位置にセットしたのち、ノズル３から所定の平
均粒径の噴射材を所定の圧力、所定の量でもって噴射す
ることによって行なわれる。ここで、前記したノズル３
の内径は好ましくは０．２〜２ｍｍとする。その理由は
内径が２ｍｍを超えるようなノズルでは加工の精度が低
下して所望の微細加工を施し難くなるからであり、一
方、内径が０．２ｍｍ未満では噴射材の噴射量が少なく
なって研掃性能が低下するからである。
の所定の位置にセットしたのち、ノズル３から所定の平
均粒径の噴射材を所定の圧力、所定の量でもって噴射す
ることによって行なわれる。ここで、前記したノズル３
の内径は好ましくは０．２〜２ｍｍとする。その理由は
内径が２ｍｍを超えるようなノズルでは加工の精度が低
下して所望の微細加工を施し難くなるからであり、一
方、内径が０．２ｍｍ未満では噴射材の噴射量が少なく
なって研掃性能が低下するからである。
【００１２】また、噴射材の平均粒径は、５０μｍを超
えるような大きな粒径の噴射材では十分微細な加工を行
なうことができないし、５μｍ未満の粒径の噴射材で
は、十分な研掃性能が得られないので、５〜５０μｍと
するのが望ましい。なお、噴射材の材質は特に限定され
るものではないが、アルミナ、ＳｉＣ，珪砂などの粉末
を適宜用いることができる。
えるような大きな粒径の噴射材では十分微細な加工を行
なうことができないし、５μｍ未満の粒径の噴射材で
は、十分な研掃性能が得られないので、５〜５０μｍと
するのが望ましい。なお、噴射材の材質は特に限定され
るものではないが、アルミナ、ＳｉＣ，珪砂などの粉末
を適宜用いることができる。
【００１３】また、本発明においては、噴射材が０．２
〜２．５ＭＰａの圧力の圧縮空気により噴射されるよう
にしておくことが好ましい。その理由は、圧力が２．５
ＭＰａを超えると噴射材の跳ね返り、散乱の程度が強く
なって、基板の非加工部位の損傷がひどくなるからであ
り、一方、０．２ＭＰａ未満では十分な研掃性能が得ら
れないからである。また、噴射量は５０ｇ／ｍｉｎを超
える量を噴射しても、穴加工において穴の中に滞留する
噴射材の量が多くなって、却って加工効率を低下させる
ことになるから、５０ｇ／ｍｉｎ以下で十分である。
〜２．５ＭＰａの圧力の圧縮空気により噴射されるよう
にしておくことが好ましい。その理由は、圧力が２．５
ＭＰａを超えると噴射材の跳ね返り、散乱の程度が強く
なって、基板の非加工部位の損傷がひどくなるからであ
り、一方、０．２ＭＰａ未満では十分な研掃性能が得ら
れないからである。また、噴射量は５０ｇ／ｍｉｎを超
える量を噴射しても、穴加工において穴の中に滞留する
噴射材の量が多くなって、却って加工効率を低下させる
ことになるから、５０ｇ／ｍｉｎ以下で十分である。
【００１４】そして、基板に対する加工は少なくとも一
部に噴射材の噴射と停止を短い間隔で交互に繰り返す間
歇噴射を行なうものとする。すなわち、孔明け加工の場
合には間歇噴射のみにより行なうのを普通とするが、切
断加工や止まり加工の場合には噴射材の噴射を短い間隔
で噴射と停止とが繰り返される間歇噴射と、連続噴射と
の組合せで行なうと効果的である。この間歇噴射と連続
噴射との組合せで行なう場合を説明すると、切断加工で
は孔明け加工のように加工途中に噴射材の排出が困難に
なることが少ないので、基本的には連続噴射でよいが、
加工精度が問題になる部分がある場合にはその部分だけ
部分的に間歇噴射を行なえばよいし、また、連続噴射後
に一時噴射を停止する止まり加工では、加工開始直後と
加工終了直前のいずれか一方または双方に間歇噴射を組
み入れるようにする。その理由はブラスト加工装置では
噴射材の供給装置とノズルとをホースが介在されている
ため、連続噴射後に一時噴射を停止するとホース内に溜
まった噴射材が次に噴射を開始したときに一挙に噴出し
て精度低下を招くことがあるが、加工開始直後に間歇噴
射を組み入れるとホース内に溜まった噴射材が一挙に噴
出することがないし、加工終了直前に間歇噴射を組み入
れるとホース内に多量の噴射材が溜まることがなくなる
からである。
部に噴射材の噴射と停止を短い間隔で交互に繰り返す間
歇噴射を行なうものとする。すなわち、孔明け加工の場
合には間歇噴射のみにより行なうのを普通とするが、切
断加工や止まり加工の場合には噴射材の噴射を短い間隔
で噴射と停止とが繰り返される間歇噴射と、連続噴射と
の組合せで行なうと効果的である。この間歇噴射と連続
噴射との組合せで行なう場合を説明すると、切断加工で
は孔明け加工のように加工途中に噴射材の排出が困難に
なることが少ないので、基本的には連続噴射でよいが、
加工精度が問題になる部分がある場合にはその部分だけ
部分的に間歇噴射を行なえばよいし、また、連続噴射後
に一時噴射を停止する止まり加工では、加工開始直後と
加工終了直前のいずれか一方または双方に間歇噴射を組
み入れるようにする。その理由はブラスト加工装置では
噴射材の供給装置とノズルとをホースが介在されている
ため、連続噴射後に一時噴射を停止するとホース内に溜
まった噴射材が次に噴射を開始したときに一挙に噴出し
て精度低下を招くことがあるが、加工開始直後に間歇噴
射を組み入れるとホース内に溜まった噴射材が一挙に噴
出することがないし、加工終了直前に間歇噴射を組み入
れるとホース内に多量の噴射材が溜まることがなくなる
からである。
【００１５】また、この間歇噴射における噴射と停止と
間隔は、加工対象にもよるが噴射時間と停止時間が１秒
を超えると加工効率および加工精度の低下をもたらすの
で、１秒以内であることが好ましい。なお、本発明にお
ける間歇噴射とは基板の加工に当たって噴射材を断続的
に噴射することを指し、連続噴射とは基板の加工に当た
って噴射材を連続的に噴射することを指すことはいうま
でもないが、基板の加工個所が所要の間隔をおいてある
場合に１つの加工個所から次の加工個所へ移動する場合
には、両加工個所に移動する間に停止があってもその噴
射は連続噴射と定義される。なお、噴射材の間歇噴射に
当たっては、圧縮空気と噴射材の何れかの供給を停止し
てもよいが、圧縮空気と噴射材を同時に停止するのがホ
ース内に残留した噴射材が長い距離に拡散しないので好
ましい。
間隔は、加工対象にもよるが噴射時間と停止時間が１秒
を超えると加工効率および加工精度の低下をもたらすの
で、１秒以内であることが好ましい。なお、本発明にお
ける間歇噴射とは基板の加工に当たって噴射材を断続的
に噴射することを指し、連続噴射とは基板の加工に当た
って噴射材を連続的に噴射することを指すことはいうま
でもないが、基板の加工個所が所要の間隔をおいてある
場合に１つの加工個所から次の加工個所へ移動する場合
には、両加工個所に移動する間に停止があってもその噴
射は連続噴射と定義される。なお、噴射材の間歇噴射に
当たっては、圧縮空気と噴射材の何れかの供給を停止し
てもよいが、圧縮空気と噴射材を同時に停止するのがホ
ース内に残留した噴射材が長い距離に拡散しないので好
ましい。
【００１６】
【実施例】以下に、本発明を孔明け加工の場合について
行なった実施例（噴射材を間歇噴射した）と比較例（噴
射材を連続噴射した）により詳細に説明する。実施例と
比較例はいずれも前記した高精度ブラスト加工装置を用
い、平均粒径10μｍのアルミナ粉末を噴射材として、３
mm厚のソーダライムガラス板に対し行ない、５分後の穴
深さ、穴径および穴の周辺の損傷の有無を調査した。そ
の噴射条件及び加工結果を表１に示す。
行なった実施例（噴射材を間歇噴射した）と比較例（噴
射材を連続噴射した）により詳細に説明する。実施例と
比較例はいずれも前記した高精度ブラスト加工装置を用
い、平均粒径10μｍのアルミナ粉末を噴射材として、３
mm厚のソーダライムガラス板に対し行ない、５分後の穴
深さ、穴径および穴の周辺の損傷の有無を調査した。そ
の噴射条件及び加工結果を表１に示す。
【００１７】
【表１】
【００１８】表１において、試験No.１〜４はノズル内
径0.6mm 、空気圧1.0MPa、噴射材の噴射量10 g/minの条
件にて行なった試験結果である。この表１において比較
例である試験No.3は、連続噴射５分後の穴深さが0.60m
m、穴径は1.40mmであり、また、穴の周辺には噴射材の
跳ね返りによる雲状の損傷が発生してしまった。これに
対して本発明の実施例である試験No.1は、諸条件は試験
No.3と同じとして噴射材の噴射のみを噴射時間0.04sec
、停止時間0.04secの間歇噴射により加工したものであ
るが、５分後の穴深さは1.81mmと比較例に比べて約３倍
となり大幅に加工効率が向上した。また、5 分後の穴径
も1.02mmであり、試験No.3の穴径より小さく、即ち、高
精度な穴を形成することができ、穴周辺の損傷の発生も
認められなかった。
径0.6mm 、空気圧1.0MPa、噴射材の噴射量10 g/minの条
件にて行なった試験結果である。この表１において比較
例である試験No.3は、連続噴射５分後の穴深さが0.60m
m、穴径は1.40mmであり、また、穴の周辺には噴射材の
跳ね返りによる雲状の損傷が発生してしまった。これに
対して本発明の実施例である試験No.1は、諸条件は試験
No.3と同じとして噴射材の噴射のみを噴射時間0.04sec
、停止時間0.04secの間歇噴射により加工したものであ
るが、５分後の穴深さは1.81mmと比較例に比べて約３倍
となり大幅に加工効率が向上した。また、5 分後の穴径
も1.02mmであり、試験No.3の穴径より小さく、即ち、高
精度な穴を形成することができ、穴周辺の損傷の発生も
認められなかった。
【００１９】同様に試験No.2の実施例は、噴射材の噴射
を噴射時間0.5sec、停止時間0.5secとしその他の条件は
試験No.3と同じとして間歇噴射したものであるが、５分
後の穴深さは1.21mmであって、試験No.1の実施例よりは
劣るが、試験No.3の比較例の約２倍と高い加工効率であ
った。また、５分後の穴径も1.15mmであって、同様に試
験No.1の実施例よりは劣るが、試験No.3の比較例より高
精度な穴加工を損傷を発生することなく行なうことがで
きた。しかし、噴射材の噴射と停止を1 .05secで交互に
繰り返して断続噴射した試験No.4においては、５分後の
穴深さは0.75mmに留まり、また、穴径も1.31mmとなり、
また、穴周辺には軽微ながら損傷が発生した。しかしな
がら、試験No.3の比較例よりは優れていることが確認で
きた。
を噴射時間0.5sec、停止時間0.5secとしその他の条件は
試験No.3と同じとして間歇噴射したものであるが、５分
後の穴深さは1.21mmであって、試験No.1の実施例よりは
劣るが、試験No.3の比較例の約２倍と高い加工効率であ
った。また、５分後の穴径も1.15mmであって、同様に試
験No.1の実施例よりは劣るが、試験No.3の比較例より高
精度な穴加工を損傷を発生することなく行なうことがで
きた。しかし、噴射材の噴射と停止を1 .05secで交互に
繰り返して断続噴射した試験No.4においては、５分後の
穴深さは0.75mmに留まり、また、穴径も1.31mmとなり、
また、穴周辺には軽微ながら損傷が発生した。しかしな
がら、試験No.3の比較例よりは優れていることが確認で
きた。
【００２０】次に、試験No.1、2 の実施例および試験N
o.3の比較例における穴深さの変化の様子を図２に、穴
径の変化の様子を図３に示した。この図によれば、比較
例に対し実施例はいずれも噴射初期から高い加工効率と
加工精度を有しているものであることが分かる。
o.3の比較例における穴深さの変化の様子を図２に、穴
径の変化の様子を図３に示した。この図によれば、比較
例に対し実施例はいずれも噴射初期から高い加工効率と
加工精度を有しているものであることが分かる。
【００２１】また、表１において、試験No.５〜６はノ
ズル内径1.8mm のノズルから45μｍの噴射材を空気圧1.
0MPa、噴射材の噴射量10 g/minの条件にて行なった試験
結果であるが、試験No.5の噴射材を間歇噴射した実施例
では、同一条件にて噴射材を連続噴射した試験No.6の比
較例よりも高い加工効率と加工精度を達成することがで
きた。さらに、表１において、試験No.７〜８はノズル
内径0.2mm のノズルから５μｍの噴射材を空気圧1.0MP
a、噴射材の噴射量10 g/minの条件にて行なった試験結
果であるが、試験No.7の間歇噴射した実施例でも、同一
条件にて噴射材を連続噴射した試験No.8の比較例よりも
高い加工効率と加工精度にて基板に穴明け加工を行なう
ことができた。また、試験No.6、8 の比較例においては
穴周辺の損傷が認められたが、試験No.5、7 の実施例に
おいてはそのような穴周辺の損傷はいずれも認められ
ず、噴射材を間歇噴射して加工することにより、フォト
レジストのようなマスキングを施さずとも高精度なブラ
スト加工を行なうことができることを確認した。
ズル内径1.8mm のノズルから45μｍの噴射材を空気圧1.
0MPa、噴射材の噴射量10 g/minの条件にて行なった試験
結果であるが、試験No.5の噴射材を間歇噴射した実施例
では、同一条件にて噴射材を連続噴射した試験No.6の比
較例よりも高い加工効率と加工精度を達成することがで
きた。さらに、表１において、試験No.７〜８はノズル
内径0.2mm のノズルから５μｍの噴射材を空気圧1.0MP
a、噴射材の噴射量10 g/minの条件にて行なった試験結
果であるが、試験No.7の間歇噴射した実施例でも、同一
条件にて噴射材を連続噴射した試験No.8の比較例よりも
高い加工効率と加工精度にて基板に穴明け加工を行なう
ことができた。また、試験No.6、8 の比較例においては
穴周辺の損傷が認められたが、試験No.5、7 の実施例に
おいてはそのような穴周辺の損傷はいずれも認められ
ず、噴射材を間歇噴射して加工することにより、フォト
レジストのようなマスキングを施さずとも高精度なブラ
スト加工を行なうことができることを確認した。
【００２２】本発明の高精度ブラスト加工法は、上記し
たようにノズルを所定位置にセットして孔明け加工を施
す場合に特に最適なものであるが、ノズルを走査して大
きな角形の窪みを形成するような場合にも効果を発揮す
るものである。即ち、加工開始直後と加工終了直前のみ
を間歇噴射としてホース内への噴射材の残留を少なくし
たり、窪みの周縁部の加工においてのみ間歇噴射とする
ことにより、窪みの外縁部に損傷の発生するのを防止し
て高精度で加工を施せば、窪みの中央付近は投射材を連
続的に投射しても外縁部に損傷をもたらすことがなく、
また、噴射材も窪みに留まることなく排除されてしまう
ので高速にて加工を行なうことができる。このように、
噴射材の間歇噴射と連続噴射を適宜組み合わせることに
より、マスキングを施すことなく高能率、高精度な加工
を行なうことができる。また、基板の切断加工に際して
も噴射材の間歇噴射により或いは前記したように間歇噴
射を連続噴射に組み合わせることにより切断端面近傍に
損傷を発生させることなく、高い寸法精度にて高速で基
板を切断することができる。
たようにノズルを所定位置にセットして孔明け加工を施
す場合に特に最適なものであるが、ノズルを走査して大
きな角形の窪みを形成するような場合にも効果を発揮す
るものである。即ち、加工開始直後と加工終了直前のみ
を間歇噴射としてホース内への噴射材の残留を少なくし
たり、窪みの周縁部の加工においてのみ間歇噴射とする
ことにより、窪みの外縁部に損傷の発生するのを防止し
て高精度で加工を施せば、窪みの中央付近は投射材を連
続的に投射しても外縁部に損傷をもたらすことがなく、
また、噴射材も窪みに留まることなく排除されてしまう
ので高速にて加工を行なうことができる。このように、
噴射材の間歇噴射と連続噴射を適宜組み合わせることに
より、マスキングを施すことなく高能率、高精度な加工
を行なうことができる。また、基板の切断加工に際して
も噴射材の間歇噴射により或いは前記したように間歇噴
射を連続噴射に組み合わせることにより切断端面近傍に
損傷を発生させることなく、高い寸法精度にて高速で基
板を切断することができる。
【００２３】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の高精度
ブラスト加工法によれば、加工が進んだ場合においても
加工能率を落とすことなく、且つ、完全なマスキングを
施さずとも非加工部位を損傷させることなく精密加工す
ることができる。また、本発明の高精度ブラスト加工装
置は前記した高精度ブラスト加工法を行なううえで好都
合なものとなる。
ブラスト加工法によれば、加工が進んだ場合においても
加工能率を落とすことなく、且つ、完全なマスキングを
施さずとも非加工部位を損傷させることなく精密加工す
ることができる。また、本発明の高精度ブラスト加工装
置は前記した高精度ブラスト加工法を行なううえで好都
合なものとなる。
【図１】本発明の高精度ブラスト加工装置の構成を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図２】本発明方法における噴射材の噴射時間による穴
深さの変化を示す関係図である。
深さの変化を示す関係図である。
【図３】本発明方法における噴射材の噴射時間による穴
径の変化を示す関係図である。
径の変化を示す関係図である。
１ 基板 ２ ノズルユニット ３ ノズル ４ ワークテーブル ５ 電磁弁 ６ 制御装置 ７ Ｘ軸スライダー ８ Ｙ軸スライダー ９ Ｚ軸スライダー 10 モーター用ドライバー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２４Ｃ 7/00 Ｂ２４Ｃ 7/00 Ｃ (72)発明者 保母 康雄 愛知県西春日井郡西春町大字宇福寺字神明 51番地 新東ブレーター株式会社内 (72)発明者 境 茂和 愛知県西春日井郡西春町大字宇福寺字神明 51番地 新東ブレーター株式会社内
Claims (7)
- 【請求項１】 圧縮空気によりノズルから噴射材を噴射
して基板に加工を施すブラスト加工法において、噴射材
の噴射を短い間隔で噴射と停止とが繰り返される間歇噴
射としたことを特徴とする高精度ブラスト加工法。 - 【請求項２】 圧縮空気によりノズルから噴射材を噴射
して基板に加工を施すブラスト加工法において、噴射材
の噴射を短い間隔で噴射と停止とが繰り返される間歇噴
射と、連続噴射との組合せとしたことを特徴とする高精
度ブラスト加工法。 - 【請求項３】 間歇噴射における噴射と停止とが１秒以
下の間隔で行なわれる請求項１または２に記載の高精度
ブラスト加工法。 - 【請求項４】 内径が０．２〜２ｍｍのノズルから、平
均粒径が５０μｍ以下の噴射材を、０．２〜２．５ＭＰ
ａの圧縮空気により、５０ｇ／ｍｉｎ以下の噴射量で噴
射して基板に加工を施す請求項１または２または３に記
載の高精度ブラスト加工法。 - 【請求項５】 ノズルに噴射材を圧縮空気により圧送す
るノズルユニットと、基板を水平、垂直移動させるワー
クテーブルとからなり、前記ノズルユニットには、該ノ
ズルユニットに噴射材の噴射、停止のための断続的作動
信号を出力する制御装置を接続してあることを特徴とす
る高精度ブラスト加工装置。 - 【請求項６】 ノズルに噴射材を圧縮空気により圧送す
るノズルユニットと、基板を水平、垂直移動させるワー
クテーブルとからなり、前記ノズルユニットには、噴射
材の噴射、停止を司る電磁弁と、該電磁弁に断続的作動
信号を出力する制御装置とを接続してあることを特徴と
する高精度ブラスト加工装置。 - 【請求項７】 ノズルユニットが、内径０．２〜２ｍｍ
のノズルと、該ノズルに平均粒径が５０μｍ以下の噴射
材を５０ｇ／ｍｉｎ以下の量で０．２〜２．５ＭＰａの
圧縮空気により圧送する機構とよりなるものである請求
項５または６に記載の高精度ブラスト加工装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000332306A JP2002137167A (ja) | 2000-10-31 | 2000-10-31 | 高精度ブラスト加工法及び高精度ブラスト加工装置 |
| US09/973,989 US20020077042A1 (en) | 2000-10-31 | 2001-10-11 | High accuracy blast processing method and high accuracy blast processing apparatus |
| KR1020010067046A KR20020033564A (ko) | 2000-10-31 | 2001-10-30 | 고정밀도 블라스트 가공법 및 고정밀도 블라스트 가공 장치 |
| TW090126929A TW531474B (en) | 2000-10-31 | 2001-10-30 | High accuracy blast processing method and high accuracy blast processing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000332306A JP2002137167A (ja) | 2000-10-31 | 2000-10-31 | 高精度ブラスト加工法及び高精度ブラスト加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002137167A true JP2002137167A (ja) | 2002-05-14 |
Family
ID=18808530
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000332306A Withdrawn JP2002137167A (ja) | 2000-10-31 | 2000-10-31 | 高精度ブラスト加工法及び高精度ブラスト加工装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20020077042A1 (ja) |
| JP (1) | JP2002137167A (ja) |
| KR (1) | KR20020033564A (ja) |
| TW (1) | TW531474B (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014162001A (ja) * | 2013-02-21 | 2014-09-08 | Waterjet Robotics AG | 加工物内に少なくとも１つの穴を穿孔するための方法 |
| CN104589221A (zh) * | 2015-01-21 | 2015-05-06 | 滁州汽车与家电技术及装备研究院 | 一种混合喷丸方法 |
| JP2019019020A (ja) * | 2017-07-13 | 2019-02-07 | 株式会社不二製作所 | セラミックスの表面処理方法及びセラミックス成品 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004068519A1 (ja) * | 2003-01-30 | 2004-08-12 | Sunarrow Limited | 透光性材料製のキートップへのマーキング方法、これによりマーキングしたキートップ、キーユニット、及びキーユニットの製造方法 |
| CN103084984B (zh) * | 2011-11-01 | 2015-07-08 | 上海科秉电子科技有限公司 | 一种用于沟槽刻蚀设备零件的清洗方法 |
| TW201233497A (en) * | 2012-02-24 | 2012-08-16 | Hi Nano Micromachining Services Co Ltd | Vacuum differential-pressure type micro-fabrication device and method |
| CN103302598B (zh) * | 2012-03-09 | 2016-06-08 | 海纳微加工股份有限公司 | 真空压差式微加工装置及方法 |
| KR101334387B1 (ko) * | 2012-04-13 | 2013-11-29 | 한국기계연구원 | 열처리 기능을 갖는 미세입자 분사가공 장치 |
| KR101416942B1 (ko) * | 2012-10-25 | 2014-07-08 | 주식회사 나무공작소 | 자동화된 목재용 샌드 블래스터 |
-
2000
- 2000-10-31 JP JP2000332306A patent/JP2002137167A/ja not_active Withdrawn
-
2001
- 2001-10-11 US US09/973,989 patent/US20020077042A1/en not_active Abandoned
- 2001-10-30 KR KR1020010067046A patent/KR20020033564A/ko not_active Application Discontinuation
- 2001-10-30 TW TW090126929A patent/TW531474B/zh not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014162001A (ja) * | 2013-02-21 | 2014-09-08 | Waterjet Robotics AG | 加工物内に少なくとも１つの穴を穿孔するための方法 |
| CN104589221A (zh) * | 2015-01-21 | 2015-05-06 | 滁州汽车与家电技术及装备研究院 | 一种混合喷丸方法 |
| JP2019019020A (ja) * | 2017-07-13 | 2019-02-07 | 株式会社不二製作所 | セラミックスの表面処理方法及びセラミックス成品 |
| US10857695B2 (en) | 2017-07-13 | 2020-12-08 | Fuji Manufacturing Co., Ltd. | Method of surface treatment for ceramic and ceramic article |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20020033564A (ko) | 2002-05-07 |
| TW531474B (en) | 2003-05-11 |
| US20020077042A1 (en) | 2002-06-20 |
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