JP2005205530A - Blast processing method and device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、微細加工を行うブラスト装置に係るものであり、特に、マスクを持って選択的にブラストエッチングを行う方法及び装置である。 The present invention relates to a blasting apparatus for performing microfabrication, and more particularly, to a method and apparatus for selectively performing blast etching with a mask.
従来、この種のブラスト技術には、ブラスト材としてシリコン粒子やプラスチック粒子を加工対称面に吹き付け加工を行うサンドブラスト法が主流である。これらは、あらかじめ用意された固体粒子を圧縮空気等を持って加速し、加工物表面に吹きつけ、加工対象の切削を行うものである。この種の技術においては、加工後にブラスト材が加工面に残留する問題があり、後洗浄を必要とする。ここで、後洗浄を容易にするために、ブラスト材に炭酸水素ナトリウム等の水溶性の固体を用いる方法(例えば、特許文献1参照。)等が提案されている。さらに、液化炭酸から断熱膨張によって得られた微細なドライアイス粒子をブラスト材に使用することで後洗浄を必要としないクリーンな加工方法も提案されている。 Conventionally, in this type of blasting technique, a sand blast method in which silicon particles or plastic particles are sprayed on a processing symmetry surface as a blasting material is mainly used. In these methods, solid particles prepared in advance are accelerated with compressed air or the like, sprayed onto the surface of the workpiece, and the workpiece is cut. In this type of technology, there is a problem that the blast material remains on the processed surface after processing, and post-cleaning is required. Here, in order to facilitate post-cleaning, a method of using a water-soluble solid such as sodium hydrogen carbonate as a blast material (for example, see Patent Document 1) has been proposed. Furthermore, a clean processing method that does not require post-cleaning by using fine dry ice particles obtained by adiabatic expansion from liquefied carbonic acid as a blasting material has also been proposed.
サンドブラスト法の最大の欠点は、加工後にブラスト材が加工面に残留することにある。このため加工後の洗浄を必要とする。これは、洗浄装置が不可欠なことはもとより、洗浄液の管理や廃液の処理などの二次的なコストを必要とするため、生産コストを増加させる要因となっている。 The biggest drawback of the sandblasting method is that the blast material remains on the processed surface after processing. For this reason, cleaning after processing is required. This is not only an indispensable cleaning device, but also requires secondary costs such as cleaning liquid management and waste liquid processing, which increase production costs.
これに対して、液化炭酸から断熱膨張によって得られた微細なドライアイス粒子をブラスト材に使用するCO2ブラスト法は後洗浄を必要としないが、大面積に対して均一にブラストを行う方式が提案されておらず、また、加工後にドライアイス粒子が昇華する際に加工面の熱エネルギーを奪うため、加工対象物の温度が低下し、加工対象物表面に結露が発生する。加工対象面の結露はブラストに対して緩衝材となり、加工速度を低下させる要因となる。 On the other hand, the CO 2 blasting method using fine dry ice particles obtained by adiabatic expansion from liquefied carbon dioxide as a blasting material does not require post-cleaning, but there is a method of performing blasting uniformly over a large area. It has not been proposed, and since the heat energy of the processed surface is taken when dry ice particles sublimate after processing, the temperature of the processed object decreases, and condensation occurs on the surface of the processed object. Condensation on the surface to be processed serves as a cushioning material against blasting, which causes a reduction in processing speed.
それゆえ本発明の目的は、CO2あるいはアルゴンによるドライアイス粒子ブラスト法において、大面積に対して均一なブラスト領域を得ることができる構造のノズルを持ち、かつ結露を抑制しながら加工を行うことで、後洗浄を必要としないクリーンな微細加工を行うことができる方法及び装置を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to perform processing while having a nozzle having a structure capable of obtaining a uniform blast region over a large area in a dry ice particle blasting method using CO 2 or argon and suppressing condensation. Then, it is providing the method and apparatus which can perform the clean microfabrication which does not require post-cleaning.
本発明は、加工対象物に粒子を衝突させ、衝突時の物理エネルギーを持って加工対象物を切削するものであり、加工対象物に衝突させる粒子に液化炭酸あるいは液化アルゴンを断熱膨張させることによって生成した微細なドライアイス粒子を用いるブラスト加工装置およびブラスト加工方法において、細長形状に形成されたノズルは内部に液化炭酸あるいは液化アルゴンが断熱膨張する膨張室を備え、細長形状ノズルに、該膨張室に沿って並設された複数個の液体炭酸あるいは液化アルゴン供給装置および補助気体供給装置を接続したブラスト加工装置及びブラスト加工方法を提供する。 In the present invention, particles are made to collide with the object to be processed, and the object to be processed is cut with physical energy at the time of the collision. By liquefying carbonic acid or liquefied argon adiabatically expanding the particles to be collided with the object to be processed. In the blasting apparatus and blasting method using fine dry ice particles that are generated, the elongated nozzle has an expansion chamber in which liquefied carbonic acid or liquefied argon adiabatically expands inside, and the elongated nozzle includes the expansion chamber. A blasting apparatus and a blasting method in which a plurality of liquid carbonic acid or liquefied argon supply apparatuses and auxiliary gas supply apparatuses connected in parallel are connected.
また、本発明は、加工対象物に粒子を衝突させ、衝突時の物理エネルギーを持って加工対象物を切削するものであり、加工対象物に衝突させる粒子に液化炭酸あるいは液化アルゴンを断熱膨張させることによって生成した微細なドライアイス粒子を用いるブラスト加工装置およびブラスト加工方法において、細長形状に形成されたノズルは内部に液化炭酸が断熱膨張する膨張室を備え、細長形状ノズルに、該膨張室に開口し、該膨張室に沿って並設されたそれぞれの開口部を有する液体炭酸あるいは液化アルゴン供給装置および補助気体供給装置を接続したブラスト加工装置およびブラスト加工方法を提供する。 In addition, the present invention is to cut particles with physical energy at the time of collision by colliding the particles with the workpiece, and adiabatic expansion of liquefied carbonic acid or liquefied argon to the particles colliding with the workpiece. In the blasting apparatus and the blasting method using fine dry ice particles generated by the above, the elongated nozzle is provided with an expansion chamber in which liquefied carbon dioxide adiabatically expands, and the elongated nozzle is provided in the expansion chamber. Provided are a blasting apparatus and a blasting method in which a liquid carbonic acid or liquefied argon supply device and an auxiliary gas supply device having openings and parallel openings along the expansion chamber are connected.
また、本発明は、加工対象物に粒子を衝突させ、衝突時の物理エネルギーを持って加工対象物を切削するものであり、加工対象物に衝突させる粒子に液化炭酸あるいは液化アルゴンを断熱膨張させることによって生成した微細なドライアイス粒子を用いるブラスト加工装置およびブラスト加工方法において、細長形状に形成されたノズルは内部に液化炭酸あるいは液化アルゴンが断熱膨張する膨張室を備え、該膨張室を細長形状方向で隔壁によって区画され、それぞれ開口部を有する複数の膨張部を設け、細長形状ノズルに各膨張部に接続し、膨張室に沿って並設された液体炭酸あるいは液化アルゴン供給装置および補助気体供給装置を設けたブラスト加工装置およびブラスト加工方法を提供する。 In addition, the present invention is to cut particles with physical energy at the time of collision by colliding the particles with the workpiece, and adiabatic expansion of liquefied carbonic acid or liquefied argon to the particles colliding with the workpiece. In the blasting apparatus and blasting method using fine dry ice particles generated by the above, the elongated nozzle has an expansion chamber in which liquefied carbon dioxide or liquefied argon adiabatically expands, and the expansion chamber is elongated. A liquid carbon dioxide or liquefied argon supply device and an auxiliary gas supply, which are partitioned by a partition wall in a direction and provided with a plurality of expansion portions each having an opening, connected to each expansion portion in an elongated nozzle, and arranged in parallel along the expansion chamber A blasting apparatus and a blasting method provided with the apparatus are provided.
本発明によれば、CO2あるいはアルゴンによるドライアイスブラスト法による後洗浄を必要としないクリーン加工において、結露の発生を抑制し、大面積に対応した均一性の良いブラストを得ることが可能である。 According to the present invention, it is possible to suppress occurrence of condensation and obtain a uniform blast corresponding to a large area in a clean process that does not require post-cleaning by a dry ice blasting method using CO 2 or argon. .
上記目的を達成する本実施形態の特徴とするところは、第一に、一つのノズル内部をノズルの長さ方向に対して、隔壁を持って、複数の領域に分け、各々の領域に対して一対の液化炭酸あるいは液化アルゴン遮断弁及び液化炭酸あるいは液化アルゴン供給口と補助気体遮断弁及び補助気体供給口を設け、さらに、ノズルの噴射口近傍においてそれぞれの領域を統合することで均一なブラスト領域を得ることにある。 The feature of the present embodiment that achieves the above object is that, firstly, the inside of one nozzle is divided into a plurality of regions with a partition in the length direction of the nozzle, and each region is divided. Uniform blasting area by providing a pair of liquefied carbonic acid or liquefied argon shutoff valve, liquefied carbonic acid or liquefied argon supply port, auxiliary gas shutoff valve and auxiliary gas supply port, and further integrating the respective areas in the vicinity of the nozzle injection port There is in getting.
第二に、各々の領域における圧力を常時測定し、圧力変動からブラスト状態の変化をモニタし、液化炭酸あるいは液化アルゴンの供給圧力又は補助気体の供給圧力にフィードバックをかけ、均一性を回復する。 Second, the pressure in each region is constantly measured, the change in the blast state is monitored from the pressure fluctuation, and the feedback is applied to the supply pressure of the liquefied carbonic acid or liquefied argon or the supply pressure of the auxiliary gas to restore the uniformity.
第三に結露を防ぐ目的で、ノズルを加工対象物の搬送方向に対して複数個設けることによって、第一のノズルにて加工を行った後、加工対象物の温度が回復する時間をおき、第二、第三のノズルによって加工を行うことで結露を一定量以下に押さえる。 Third, for the purpose of preventing condensation, by providing a plurality of nozzles in the conveying direction of the object to be processed, after processing with the first nozzle, a time for the temperature of the object to be recovered is set, By performing processing with the second and third nozzles, condensation is suppressed to a certain level or less.
第四に、加工中、常に加工対象物の温度をモニタし、加工対象物の温度が結露が発生する温度以下に下がらないように、ドライアイス粒子の噴射量や加工速度等にフィードバックをかけることによって制御する。 Fourth, always monitor the temperature of the workpiece during processing, and provide feedback on the injection amount of dry ice particles and the processing speed so that the temperature of the workpiece does not drop below the temperature at which condensation occurs. Control by.
最後に、加工対象面に対して効率良い角度でドライアイス粒子を噴射するため、ノズルの角度を変えながら加工を行う。 Finally, in order to inject dry ice particles at an efficient angle with respect to the surface to be processed, processing is performed while changing the angle of the nozzle.
以上のように、CO2、あるいはアルゴンブラスト法による後洗浄を必要としないクリーン加工において、一つのノズルを複数の領域に分け、液化炭酸、あるいは液化アルゴンの供給及び補助ガスの供給を個別に制御することによって、大面積に対応した均一性の良いCO2、あるいはアルゴンブラストを得ることが可能である。
また、加工中に加工対象物の温度が回復する時間を設けるとともに、温度センサによって温度低下をモニタし、加工条件を変化させることで結露の発生を抑制した加工が可能である。
As described above, in clean processing that does not require post-cleaning by CO 2 or argon blasting, one nozzle is divided into multiple regions, and the supply of liquefied carbonic acid or liquefied argon and the supply of auxiliary gas are individually controlled. By doing so, it is possible to obtain CO 2 with good uniformity corresponding to a large area or argon blast.
Further, it is possible to perform processing while suppressing the occurrence of condensation by providing a time for the temperature of the processing object to recover during processing, monitoring temperature decrease by a temperature sensor, and changing processing conditions.
以下、図1乃至図8に示す一実施形態に基づいて、本発明方法を説明する。以下の実施例ではブラスト粒子としてCO2によるドライアイス粒子を使用する例について説明するが、そのドライアイス粒子に代えてアルゴン粒子によるドライアイスを同様にして使用することが可能である。ドライアイス粒子を主粒子とし、氷粒子を副粒子として混合した粒子を使用してもよい。尚、CO2によるドライアイス粒子はアルゴン粒子によるドライアイスに比べ単価を安価にすることができるというメリットがある。 Hereinafter, the method of the present invention will be described based on one embodiment shown in FIGS. In the following examples, an example in which dry ice particles made of CO 2 are used as blast particles will be described, but dry ice made of argon particles can be used in the same manner instead of the dry ice particles. You may use the particle | grains which mixed the dry ice particle as a main particle and the ice particle as a subparticle. Incidentally, the dry ice particles by CO 2 has the advantage that it can be cheaper to bid compared with dry ice with argon particles.
図1は、本発明の一実施形態を示す図である。本実施例は、プラズマディスプレイパネル(以下、PDPと略す。)のバリアリブ加工を行う装置で、1は加工対象のPDP背面パネルで、ベースとなるガラス基板上にアドレス電極や保護膜等が形成されており、その表面を加工対象であるバリアリブペースト材が額縁状に塗布、乾燥して形成されており、最表面にはドライコート及びエッチングで形成されたマスクがある。100は加工機本体、110はハウスラインより加工機本体100及びその他のユニットにドライガス、補助気体、液化炭酸、大気等を供給する供給管、120は加工機本体100内部の処理室から使用後のCO2や加工屑を排出するための排気管で、その末端は121に示す集塵フィルタ及び排気ポンプに接続されている。122は集塵フィルタ及び排気ポンプ121から下流から加工に使用したCO2や加工屑を排気する排気管で、その末端はハウスラインに接続される。123は加工機本体100内部にドライガスを導入するためのドライガス供給管、200は予備加熱及びドライガス置換ユニット、201は予備加熱及びドライガス置換ユニット内部の大気を排出するための排気管で、その末端はハウスラインに接続される。202は予備加熱及びドライガス置換ユニット内部にドライガスを導入するためのドライガス供給管で、予備加熱及びドライガス置換ユニット200の上部からシャワー状に内部へドライガスを供給する。300は大気置換ユニットで、図が煩雑化するため記載していないが、予備加熱及びドライガス置換ユニット200と同様に、内部の気体を排出する排気管を持っており、その末端は、排気管201と同様にハウスラインに接続される。302は大気供給管で、大気置換ユニット300の上部からシャワー状に内部へ大気を供給する。400は入り口コンベアユニット、401は供給されたPDP背面パネル1を適切な位置に設置するための位置決め機構を示している。なお、予備加熱及びドライガス置換ユニット200及び加工装置本体100、大気置換ユニット300の上流及び下流側には、シャッタを備えており、PDP背面パネル1の搬入及び搬出の際には、本シャッタを開閉する機構となっている。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention. This embodiment is an apparatus for processing a barrier rib of a plasma display panel (hereinafter referred to as PDP).
図2は、図1に示した加工装置本体1の内部構造を示した図である。なお、図2においては、図1にて説明した、供給管110、排気管120、集塵フィルタ及び排気ポンプ121、排気管122、ドライガス供給管123及び化粧カバー等は図が煩雑化するため省略してある。図2において、130はノズルユニットで、本実施形態においては2段のフラットノズルにて構成されている。なお、加工装置本体100内部には、PDP背面パネル1が2枚以上入るスペースがあり、ノズルユニット130は下流側に設置されている。131はノズルユニット全体を上下方向に移動するための昇降機構、103はPDP背面パネル1を搬送するための搬送ローラ、104は位置決め機構、105は搬送ローラを動作させるモータでサーボモータを使用している。106はPDP背面パネル1を加熱するためのヒータで搬送ローラ103の隙間にマトリクス状に配置されている。
FIG. 2 is a diagram showing an internal structure of the processing apparatus
なお、搬送ローラ103及び位置決め機構104、モータ105は、加工装置本体100の他に予備加熱及びドライガス置換ユニット200、大気置換ユニット300、入り口コンベアユニット400にも同様に配置されている。ヒータ106は、加工装置本体100の他に予備加熱及びドライガス置換ユニット200、大気置換ユニット300にも同様に配置されている。
The
図3は、ノズルユニット130とPDP背面パネル1の位置関係を示した図である。図中の矢印は、搬送ローラ103によってPDP背面パネル1が搬送される方向を示している。また、図が煩雑化することを避けるため、特定の配管等は省力してある。図3において、1aはPDP背面パネル1の基材であるガラス基盤、1bは加工対象領域で、下地にアドレス電極や保護膜等が形成されており、その表面を加工対象であるバリアリブペースト材が額縁常に塗布、乾燥して形成されており、最外表面にはドライコート及びエッチングで形成されたマスクがある。140は一段目のノズルヘッドユニット、141は二段目のノズルヘッドユニットを示している。なお、ノズルヘッドユニット140と141は同一の構造をしている。また、ノズルヘッドユニット140及び141のPDP背面パネル1の搬送方向と垂直な方向への長さは、加工対象領域1bより十分に長いことが必要であり、本実施形態においては、両端ともに、加工対象領域1bより200mm突き出した長さとなっている。133はノズルヘッドユニット140及び141を保持するノズルヘッドアーム、134は非接触温度計で、その測定素子は加工対象領域1b表面に向いており、加工対象領域1b表面の温度をモニタするものである。また、非接触温度計134は、PDP背面パネル1の搬送方向に対してノズルヘッドユニット140の下流側かつノズルヘッドユニット141の上流側に設置してある。
FIG. 3 is a diagram showing the positional relationship between the
図4はノズルを構成するノズルヘッドユニット140又は141の外観を示した図である。142はノズルヘッド、143は液化炭酸供給部、144は補助気体供給部、145は圧力センサを示している。図4に示すように、本実施形態においては、一つのノズルヘッド142に対して、液化炭酸供給部143及び補助気体供給部144、圧力センサ145各々1個を1セットとして、複数セットで構成されている。細長状の一つのノズルに、膨張室に沿って並設された複数個の液体炭酸供給部143及び補助気体供給部144のセットが設けられている。ノズルヘッド142の先端には開口部159が設けてある。
セット数及びセット間のピッチは加工対象のサイズ、形状、加工条件によって決定され、本実施形態においては、セット数7、セット間ピッチ220mmとなっている。
FIG. 4 is a view showing the appearance of the
The number of sets and the pitch between sets are determined by the size, shape, and processing conditions of the object to be processed. In this embodiment, the number of sets is 7 and the pitch between sets is 220 mm.
図5は図4図示ノズルの断面構造を示した図である。142aは、ノズルヘッド142を構成するノズルヘッド前面板、142bはノズルヘッド背面板、142cはノズルヘッド上面板、146は液化炭酸がノズルヘッド142に吐出されるオリフィス、147は液化炭酸が断熱膨張するための膨張室で、オリフィス146から吐出された直後に膨張室147にて液化炭酸が断熱膨張し、微細なドライアイス粒子を生成する。148は絞り、149は開放端で、膨張室147にて生成されたドライアイス粒子は、絞り148にて加速され、開口部159によって形成される開放端149からPDP背面パネル1に向かって噴射される。150は液化炭酸供給管、151は液化炭酸遮断弁、152液化炭酸遮断弁制御用圧縮空気供給管、153は補助気体供給管、154は補助気体遮断弁、155は補助気体遮断弁制御用圧縮空気供給管、156は逆止弁で、ドライアイス粒子の生成が過剰になった等の理由で、絞り148や開放端149が詰まり、膨張室147の内圧が過剰になり、ドライアイス粒子や液化炭酸が補助気体の供給側に逆流することを防ぐ目的がある。
FIG. 5 is a view showing a cross-sectional structure of the nozzle shown in FIG. 142a is a nozzle head front plate constituting the
ここで、図5をもって、ドライアイス粒子の生成及び噴射の機構を説明する。
先ず、ブラストの停止状態においては、液化炭酸供給管150に約5.5MPaの圧力で液化炭酸が、また、補助気体供給管153に約2MPaの圧力で補助気体が供給されているが、液化炭酸遮断弁制御用圧縮空気供給管152及び補助気体遮断弁制御用圧縮空気供給管154には圧縮空気が供給されておらず、液化炭酸遮断弁151及び補助気体遮断弁154は閉じており、ノズルヘッド142には液化炭酸及び補助気体は供給されていない。
Here, the mechanism of generation and injection of dry ice particles will be described with reference to FIG.
First, when the blast is stopped, liquefied carbon dioxide is supplied to the liquefied carbon
次いで、先ず、補助気体遮断弁制御用圧縮空気供給管154に圧縮空気を供給し、補助気体遮断弁154を開くことで補助気体が補助気体遮断弁154及び逆止弁156を通って膨張室147に流入する。
Next, first, compressed air is supplied to the compressed
次いで、圧力センサ145を持って膨張室147内部の圧力を計測し、約0.3MPaで安定した後、液化炭酸遮断弁制御用圧縮空気供給管152に圧縮空気を供給し、液化炭酸遮断弁151を開く。これによって液化炭酸供給管150から液化炭酸遮断弁151を通ってオリフィス146に液化炭酸が供給される。
Next, the
ここで、液化炭酸供給管150及び液化炭酸遮断弁151の配管における断面積に対して、オリフィス146の開口面積は十分に小さく、液化炭酸はオリフィス146を通過するまで、5.5MPaの液体状態である。
オリフィス146を通過した液化炭酸は、膨張室147の圧力が約0.3MPaであるため、断熱膨張し、微細なドライアイス粒子へと変化する。
Here, the opening area of the
Since the pressure of the
ドライアイス粒子は膨張室147内で補助気体と混合され断面積の小さい絞り148へ向かうことで加速し、高速の状態で開放端149から噴射される。
ドライアイス粒子の噴射後、圧力センサ145を持って膨張室147の圧力を計測し、約0.5MPaの圧力で安定後、PDP背面パネル1を搬送し加工を開始する。
The dry ice particles are mixed with the auxiliary gas in the
After spraying the dry ice particles, the pressure in the
加工中は常に圧力センサ145を持って膨張室147の圧力を計測し、圧力変動があった場合は、第一に、補助気体の供給圧力を変化させ膨張室147の圧力を適正値に戻す、あるいは、第二に、液化炭酸の供給圧力を変化させ膨張室147の圧力を適正値に戻す等のフィードバック制御を持って膨張室147の圧力を制御することができる。但し、液化炭酸の圧力を一定値以下に下げると、液化炭酸供給管150内部で液化炭酸の気化が起こるため、補助気体の圧力制御を行うほうが制御範囲が広く、本実施形態では補助気体の圧力制御の手法を取っている。
During processing, the
PDP背面パネル1の加工終了後、先ず、液化炭酸遮断弁制御用圧縮空気供給管152の圧縮空気を抜き、液化炭酸遮断弁151を閉じ、オリフィス146への液化炭酸の供給を停止する。
After finishing the processing of the PDP
次いで、圧力センサ145を持って膨張室147の圧力を計測し、膨張室147の圧力が約0.3MPaに低下した時点で、補助気体遮断弁制御用圧縮空気供給管154の圧縮空気を抜き、補助気体遮断弁154を閉じることで補助気体の供給を停止する。
Next, the
以上説明したように、ノズルヘッド142に対して、液化炭酸及び補助気体の供給は、必ず補助気体を先に供給する。また、遮断時は、液化炭酸を先に遮断する。これは、液化炭酸の供給過剰により、ドライアイス粒子が過剰に生成され、絞り148等にドライアイス粒子が詰まることを避けるため、補助気体によって、事前に流速の早い流れ場を形成することを目的としている。
As described above, the supply of the liquefied carbonic acid and the auxiliary gas to the
図6はノズルヘッドユニット140又は141からノズルヘッド前面板142aを取り外した図である。図6において、157は隔壁を示している。隔壁157は、膨張室147を、先に説明した液化炭酸供給部143及び補助気体供給部144、圧力センサ145各々1個で構成された1セット毎に区切るものである。隔壁157によって各セットが区切られるため、隣接するセットの影響を受けることなく、圧力センサ145による計測や補助気体の圧力制御が可能である。
FIG. 6 is a view in which the nozzle head
また、隔壁157は、オリフィス146側から見て、絞り148より手前までしかなく、膨張室147は、絞り148手前で統合される形となっている。このため、開放端149においては隣接するセット間の継ぎ目におけるブラスト状態の差が小さくなり、ノズル全体に渡って均一なブラストを得ることが可能である。
Further, the
このように、細長形状に形成されたノズルは、内部に液化炭酸が断熱膨張する膨張室147を備え、膨張室147を細長状方向で隔壁157によって複数の膨張部160に区画している。そして、それぞれの膨張室160はそれぞれ開口部159を有して、解放端149で貫通した形状の1つの開口先端部を有する。すなわち、解放端149は、貫通した形状の開口先端部となる。
As described above, the elongated nozzle is provided with an
本実施形態においては、加工中、ノズルヘッドユニット140及び141を図7に示すように振ることが可能である。この目的を図8をもって説明する。図8において、2は加工対象、3はマスク、4はドライアイス粒子、5はドライアイス粒子4が加工対象2に衝突する前のドライアイス粒子4が持つエネルギー、6はドライアイス粒子4が加工対象2に衝突することによって加工対象2に与える実加工エネルギーを示している。
In the present embodiment, the
加工対象面に対してノズルヘッドユニット140又は141を垂直に設置し、垂直にドライアイス粒子4を噴出した場合、ドライアイス粒子4は、図8の(a)に示すように、加工対象2に垂直に入射するため、エネルギー5は、効率良く実加工エネルギー6に変換される。
When the
加工が進むにつれ、マスク3近傍の加工対象2にはテーパ角がつき、図8の(b)に示すように、加工面に対して、ドライアイス粒子4が斜めに入射するようになる。このようになると実加工エネルギー6は小さくなり加工速度の低下がおこる。
As processing progresses, the processing object 2 near the
ここで、図7図示のようにノズルヘッドユニット140及び141を振ることによって、図8の(c)のようにテーパ角を持った部分にも垂直に近い形でドライアイス粒子4を入射させることができ、加工速度の低下を防ぐことが可能となる。
Here, by swinging the
なお、本実施形態において、ノズルヘッドユニット140及び141の振り角は±10°であり、振り速度は、PDP背面パネル1の搬送速度及びPDP背面パネル1と解放端149間の距離にも関係するが、1往復/s程度である。
In this embodiment, the swing angle of the
以下、本実施形態によるPDP背面パネル1の加工手順を説明する。なお、本実施形態で使用するドライガスは窒素であるが、ドライな状態であり、反応性の無いアルゴン等の気体も使用可能である。また、補助気体には窒素を用いているが、ドライガスと同様にドライな状態であり、反応性の無いアルゴン等の気体も使用可能である。また、すべてのユニットにおいて、ヒータは常時加温状態となっている。
Hereinafter, the processing procedure of the PDP back
PDP背面パネル1は、上流側の装置からコンベア又はロボットによって入り口コンベアユニット400の搬送ローラ上に搬送される。次いで、位置決め機構401を持ってPDP背面パネル1をセンタリングする。
The PDP
予備加熱及びドライガス置換ユニット200は、あらかじめ、内部にPDP背面パネル1が無く、内部は大気で充満されている。
The preheating and dry
次いで、ドライガス置換ユニット200の入り口コンベアユニット400側のシャッタを開き、入り口コンベアユニット400及び予備加熱及びドライガス置換ユニット200の搬送ローラを駆動させ、PDP背面パネル1を予備加熱及びドライガス置換ユニット200内部に取り込み、シャッタを閉じ、予備加熱及びドライガス置換ユニット200内部を外部と遮断する。
Next, the shutter on the
予備加熱及びドライガス置換ユニット200にPDP背面パネル1を送り込んだ時点で、入り口コンベアユニット400は、次のPDP背面パネル1を受け入れ可能な状態になる。
When the PDP back
次いで、予備加熱及びドライガス置換ユニット200内部の大気を排気管201をもって排出し、同時にドライガス供給管202からドライガスを供給することで、予備加熱及びドライガス置換ユニット200内部をドライな雰囲気に置換する。この時、同時に、ヒータによって、PDP背面パネル1は予備加熱されている。
加工装置本体100内部は、予めドライな雰囲気に置換されている。
Next, the air inside the preheating and dry
The inside of the processing apparatus
次いで、予備加熱及びドライガス置換ユニット200の上流側シャッタ及び加工装置本体100の下流側シャッタを開き、予備加熱及びドライガス置換ユニット200の搬送ローラ及び加工装置本体100の搬送ローラを駆動させ、PDP背面パネル1を予備加熱及びドライガス置換ユニット200から加工装置本体100へ搬送する。
Next, the upstream shutter of the preheating and dry
PDP背面パネル1が完全に加工装置本体100へ搬送された後、予備加熱及びドライガス置換ユニット200の上流側シャッタ及び加工装置本体100の下流側シャッタを閉じる。なお、前述のように、加工装置本体100内部にはPDP背面パネル1が複数枚入るスペースがあり、加工装置本体100に取り込まれた直後のPDP背面パネル1は、最も上流側で待機状態となり、ここで再びヒータからの加熱を受ける。
After the PDP
予備加熱及びドライガス置換ユニット200は、PDP背面パネル1を加工装置本体100へ受け渡し、シャッタを閉じた後、排気管201をもって内部のドライガスを排出すると同時に、ドライガス供給管202から大気を導入し、内部を大気置換することで、次のPDP背面パネル1を受け入れ可能な状態となる。
The preheating and dry
加工装置本体100は、PDP背面パネル1を受け入れた後、排気管120を通して、内部のドライガスを排気管122へと排出すると同時に、ドライガス供給管123からドライガスを供給し、内部に一方向の流れ場を形成する。
同時に図5の説明で述べた手順でドライアイス粒子を生成し、ブラストを開始する。また、必要な場合は、図7の説明にて述べた振り動作を開始する。
After receiving the PDP back
At the same time, dry ice particles are generated by the procedure described in the explanation of FIG. 5 and blasting is started. If necessary, the swing operation described in the explanation of FIG. 7 is started.
ブラストの圧力が安定した時点で、搬送ローラを動作させ、PDP背面パネル1をブラストの領域に送り、加工を開始する。
加工中は常時、非接触温度計134でPDP背面パネル1の温度を測定し、温度低下により結露が発生する恐れのある場合は、ヒータ温度上昇、搬送速度上昇、補助気体供給圧力上昇の内のいずれか、又は複数の手法を持って温度回復を行う。逆に、必要以上にPDP背面パネル1の温度が上昇している場合は、ヒータ温度降下、搬送速度低下、補助気体供給圧力減少の内のいずれか、又は複数の手法を持って温度回復を行う。
When the blast pressure is stabilized, the transport roller is operated, the PDP back
During processing, the temperature of the PDP
加工装置本体100にて加工を行っている間に、大気置換ユニット300はドライガス雰囲気に置換されている。
加工装置本体100内部で、PDP背面パネル1が加工、搬送されることによって、加工装置本体100内部下流端近傍に来た時、加工装置本体100下流側のシャッタと大気置換ユニット300上流側のシャッタを開き、同時に大気置換ユニット300の内部を排気、搬送ローラを駆動させ、PDP背面パネル1を大気置換ユニット300に搬送する。この時、加工装置本体100では加工を行っていてもかまわない。
While processing is performed in the processing apparatus
When the PDP back
PDP背面パネル1が完全にノズルヘッドユニット140及び141の下を通過した時点で、図5の説明にて述べた手順でドライアイス粒子の生成を停止する。
PDP背面パネル1が完全に大気置換ユニット300に搬送された時点で、装置本体100下流側のシャッタと大気置換ユニット300上流側のシャッタを閉じる。この時点で、装置本体100は、次のPDP背面パネル1を受け入れ可能状態となる。
When the PDP
When the PDP
大気置換ユニット300は、PDP背面パネル1を受け入れ、シャッタを閉じた時点で、PDP背面パネル1の温度モニタを行う。これは、加工によってPDP背面パネル1の温度が低下している可能性があるためである。大気置換ユニット300内部のヒータによって、PDP背面パネル1の温度が十分に回復した時点で、ドライガスの排気を行い、同時に大気供給間302より大気を導入し、内部を大気置換する。このように、ノズルの噴射孔(解放端149)からのドライアイス粒子の噴射を間隔をあけて複数で行い、加工速度を加工対象物の温度に依存させるようにしたブラスト加工方法を構成する。
The
次いで、大気置換ユニット300下流側のシャッタを開き、搬送ローラを駆動させ、PDP背面パネル1を排出する。
排出されたPDP背面パネル1は次工程の装置のコンベアもしくはロボットが受け取る。
Next, the shutter on the downstream side of the
The discharged PDP back
大気置換ユニット300は、PDP背面パネル1を完全に排出した後、大気置換ユニット300下流側のシャッタを閉じ、排気管より内部の大気を排気すると同時に、大気供給管302よりドライガスを供給し、内部をドライガスに置換することで、次のPDP背面パネル1を受け入れ可能状態となる。
以上を連続して行うことで、PDP背面パネル1の加工が可能である。
After completely discharging the PDP
By performing the above continuously, the PDP back
以上のように、加工対象物に粒子を衝突させ、衝突時の物理エネルギーを持って加工対象物を切削するものであり、加工対象物に衝突させる粒子に液化炭酸あるいは液化アルゴンを断熱膨張させることによって生成した微細なドライアイス粒子を用いるブラスト加工装置を用いたブラスト加工方法において、ノズルの内部に形成した膨張室にそれぞれ液体炭酸あるいは液化アルゴン供給装置および補助気体供給装置に接続された開口部から液体炭酸または液化アルゴンおよび補助気体を導入して膨張室で断熱膨張させてドライアイス粒子を形成し、ノズルの噴射口から加工対象物に衝突させるものであって、ノズル噴射口からのドライアイス粒子の噴射を間隔をあけて複数で行い、加工速度を加工対象物の温度に依存させたブラスト加工方法が構成される。
以上説明した実施形態に関わらず次のように実施してもよい。
As described above, particles are made to collide with an object to be processed, and the object to be processed is cut with the physical energy at the time of collision, and liquefied carbon dioxide or liquefied argon is adiabatically expanded to particles that collide with the object to be processed. In the blasting method using the blasting device using the fine dry ice particles generated by the above, from the openings connected to the liquid carbonic acid or liquefied argon supply device and the auxiliary gas supply device respectively into the expansion chamber formed in the nozzle Liquid ice or liquefied argon and auxiliary gas are introduced and adiabatically expanded in an expansion chamber to form dry ice particles, which are made to collide with an object to be processed from the nozzle injection port. Dry ice particles from the nozzle injection port A blasting method in which spraying is performed at multiple intervals and the processing speed depends on the temperature of the workpiece Constructed.
Regardless of the embodiment described above, it may be carried out as follows.
非接触温度計134に変えて、接触式の温度計を用いても良い。
本方式をドライガスで置換を行わず、真空または低気圧中で行っても良い。
Instead of the
This method may be performed in vacuum or low pressure without replacing with dry gas.
1…PDP背面パネル、1a…ガラス基盤、1b…加工対象領域、2…加工対象、3…マスク、4…ドライアイス粒子、5…エネルギー、6…実加工エネルギー、100…加工装置本体、103…搬送ローラ、104…位置決め機構、105…モータ、106…ヒータ、110…供給管、120…排気管、121…集塵フィルタ及び排気ポンプ、122…排気管、123…ドライガス供給管、130…ノズルユニット、131…昇降機構、133…ノズルヘッドアーム、134…非接触温度計、140…ノズルヘッドユニット、141…ノズルヘッドユニット、142…ノズルヘッド、142a…ノズルヘッド前面板、142b…ノズルヘッド背面板、142c…ノズルヘッド上面板、143…液化炭酸供給部、144…補助気体供給部、145…圧力センサ、146…オリフィス、147…膨張室、148…絞り、149…開放端、150…液化炭酸供給管、151…液化炭酸遮断弁、152…液化炭酸遮断弁制御用圧縮空気供給管、153…補助気体供給管、154…補助気体遮断弁、155…補助気体遮断弁制御用圧縮空気供給管、156…逆止弁、157…隔壁、200…予備加熱及びドライガス置換ユニット、201…排気管、202…ドライガス供給管、300…大気置換ユニット、302…大気供給管、400…入り口コンベアユニット、401…位置決め機構。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
細長形状に形成されたノズルは内部に液化炭酸あるいは液化アルゴンが断熱膨張する膨張室を備え、細長形状ノズルに、該膨張室に沿って並設された複数個の液体炭酸あるいは液化アルゴン供給装置および補助気体供給装置を接続したこと
を特徴とするブラスト加工装置。 Particles that collide with the object to be processed and cut the object to be processed with the physical energy at the time of the collision. The fine particles generated by adiabatic expansion of liquefied carbonic acid or liquefied argon to the particles that collide with the object to be processed In blasting equipment using dry ice particles,
The elongated nozzle is provided with an expansion chamber in which liquefied carbonic acid or liquefied argon adiabatically expands, and a plurality of liquid carbonic acid or liquefied argon supply devices arranged in parallel along the expansion chamber in the elongated nozzle, and A blasting machine characterized by connecting an auxiliary gas supply device.
細長形状に形成されたノズルは内部に液化炭酸が断熱膨張する膨張室を備え、細長形状ノズルに、該膨張室に開口し、該膨張室に沿って並設されたそれぞれの開口部を有する液体炭酸あるいは液化アルゴン供給装置および補助気体供給装置を接続したこと
を特徴とするブラスト加工装置。 Particles that collide with the object to be processed and cut the object to be processed with the physical energy at the time of the collision. The fine particles generated by adiabatic expansion of liquefied carbonic acid or liquefied argon to the particles that collide with the object to be processed In blasting equipment using dry ice particles,
The elongated nozzle is provided with an expansion chamber in which liquefied carbon dioxide adiabatically expands, and the elongated nozzle is open to the expansion chamber, and has a liquid crystal opening that is provided along the expansion chamber. A blasting apparatus, wherein a carbonic acid or liquefied argon supply device and an auxiliary gas supply device are connected.
細長形状に形成されたノズルは内部に液化炭酸あるいは液化アルゴンが断熱膨張する膨張室を備え、該膨張室を細長形状方向で隔壁によって区画され、それぞれ開口部を有する複数の膨張部を設け、細長形状ノズルに各膨張部に接続し、膨張室に沿って並設された液体炭酸あるいは液化アルゴン供給装置および補助気体供給装置を設けたこと
を特徴とするブラスト加工装置。 Particles that collide with the object to be processed and cut the object to be processed with the physical energy at the time of the collision. The fine particles generated by adiabatic expansion of liquefied carbonic acid or liquefied argon to the particles that collide with the object to be processed In blasting equipment using dry ice particles,
The elongated nozzle is provided with an expansion chamber in which liquefied carbonic acid or liquefied argon adiabatically expands. The expansion chamber is partitioned by a partition in the elongated shape direction, and has a plurality of expansion portions each having an opening. A blasting apparatus characterized in that a liquid carbonic acid or liquefied argon supply device and an auxiliary gas supply device, which are connected to each expansion portion in a shape nozzle and are arranged in parallel along the expansion chamber, are provided.
細長形状に形成されたノズル内部の膨張室にそれぞれ液体炭酸あるいは液化アルゴン供給装置および補助気体供給装置に接続された開口部から、複数並列して液体炭酸または液化アルゴンおよび補助気体を導入して膨張室で断熱膨張させて微細なドライアイス粒子を形成し、ノズルの噴射口から加工対象物に衝突させること
を特徴とするブラスト加工方法。 Particles that collide with the object to be processed and cut the object to be processed with the physical energy at the time of the collision. The fine particles generated by adiabatic expansion of liquefied carbonic acid or liquefied argon to the particles that collide with the object to be processed In a blasting method using a blasting apparatus using dry ice particles,
A plurality of liquid carbonic acid or liquefied argon and auxiliary gas are introduced in parallel from the openings connected to the liquid carbonic acid or liquefied argon supply device and auxiliary gas supply device, respectively, into the expansion chamber inside the elongated nozzle, and expanded. A blasting method characterized in that fine dry ice particles are formed by adiabatic expansion in a chamber and collide with an object to be processed from a nozzle injection port.
細長形状に形成されたノズル内部が区画された膨張室部にぞれぞれ液体炭酸またはアルゴンガス供給装置および補助気体供給装置に接続された開口部から並列して液体炭酸または液化アルゴンおよび補助気体を導入して膨張室部で断熱膨張させてドライアイス粒子を形成し、ノズルの噴射口付近で隣接する膨張室部から噴射されるドライアイス粒子の均一化混合を行って、ノズルの噴射口から加工対象物に衝突させること
を特徴とするブラスト加工方法。 Fine dry ice particles generated by abutting particles against a workpiece and cutting the workpiece with the physical energy at the time of collision, and adiabatic expansion of liquefied carbon dioxide to the particles that collide with the workpiece. In a blasting method using a blasting apparatus using
Liquid carbonic acid or liquefied argon and auxiliary gas in parallel from the openings connected to the liquid carbonic acid or argon gas supply device and the auxiliary gas supply device, respectively, in the expansion chamber section in which the nozzle formed in the elongated shape is partitioned To form a dry ice particle by adiabatic expansion in the expansion chamber portion, perform uniform mixing of the dry ice particles injected from the adjacent expansion chamber portion in the vicinity of the nozzle injection port, from the nozzle injection port A blasting method characterized by causing a workpiece to collide.
ノズルの内部に形成した膨張室にそれぞれ液体炭酸あるいは液化アルゴン供給装置および補助気体供給装置に接続された開口部から液体炭酸または液化アルゴンおよび補助気体を導入して膨張室で断熱膨張させてドライアイス粒子を形成し、ノズルの噴射口から加工対象物に衝突させるものであって、ノズル噴射口からのドライアイス粒子の噴射を間隔をあけて複数で行い、加工速度を加工対象物の温度に依存させること
を特徴とするブラスト加工方法。
Particles that collide with the object to be processed and cut the object to be processed with the physical energy at the time of the collision. The fine particles generated by adiabatic expansion of liquefied carbonic acid or liquefied argon to the particles that collide with the object to be processed In a blasting method using a blasting apparatus using dry ice particles,
Liquid ice or liquefied argon and auxiliary gas are introduced into the expansion chamber formed inside the nozzle from the openings connected to the liquid carbon dioxide or liquefied argon supply device and auxiliary gas supply device, respectively, and are adiabatically expanded in the expansion chamber to dry ice. Particles are formed and collide with the object to be processed from the nozzle outlet, and multiple sprays of dry ice particles from the nozzle outlet are performed at intervals, and the processing speed depends on the temperature of the object to be processed. A blasting method characterized in that
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