JP2005313196A - Dust collection method and dust collection device in laser beam machining - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザー加工によって基板などの被加工物表面から除去された異物を効率良く回収する方法とその装置に関するものである。 The present invention relates to a method and apparatus for efficiently recovering foreign matter removed from the surface of a workpiece such as a substrate by laser processing.
従来からレーザー加工装置におけるパーティクル等の塵状及び埃状の異物の除去は、主として集塵ノズル(集塵ダクト)により吸引する方法が一般的である。また、その他の方法としては、被加工物の表面にレジスト等を塗布し、レーザー加工後に溶剤にて除去する方法が用いられている。
しかしながら、前者の集塵ノズル(集塵ダクト)によって吸引する方法では、前記異物がレーザー照射によって瞬間的に飛散するため、レーザー照射部において、確実に異物を除去することは難しい。 However, in the former method of sucking with a dust collection nozzle (dust collection duct), the foreign matter is instantaneously scattered by laser irradiation, so it is difficult to reliably remove the foreign matter at the laser irradiation portion.
また、後者のレジスト等を塗布する方法は、前者の集塵ノズル(集塵ダクト)による方法に比べて異物の除去効果は大きいが、異物の除去に溶剤を使用するため、当然ながら溶剤が使用できない被加工物には適用することができない。 In addition, the latter method of applying resist, etc. has a greater effect of removing foreign matter than the former method using a dust collection nozzle (dust collection duct), but of course a solvent is used to remove the foreign matter. It cannot be applied to workpieces that cannot.
本発明が解決しようとする問題点は、溶剤が使用できない被加工物では効率良く異物を除去することができないという点である。 The problem to be solved by the present invention is that a foreign object cannot be efficiently removed by a workpiece that cannot use a solvent.
本発明に係るレーザー加工における集塵方法は、
溶剤を使用することなく、効率良く異物を除去するために、
被加工物表面にレーザーを照射することにより前記被加工物表面の薄膜を除去するレーザー加工において、
レーザー加工に先立ち、レーザーを吸収しにくく、かつ、レーザーによって剥離しない皮膜材料を前記被加工物表面に被覆し、
その後、この皮膜材料を介して被加工物表面にレーザーを照射し、
レーザー加工後、前記皮膜材料とこの皮膜材料に付着した異物を回収することを最も主要な特徴としている。
The dust collection method in laser processing according to the present invention,
To remove foreign matter efficiently without using a solvent,
In laser processing to remove the thin film on the workpiece surface by irradiating the workpiece surface with laser,
Prior to laser processing, the surface of the workpiece is coated with a coating material that is difficult to absorb the laser and is not peeled off by the laser,
After that, the surface of the workpiece is irradiated with a laser through this coating material,
The most important feature is that after the laser processing, the coating material and the foreign matter adhering to the coating material are collected.
この本発明に係るレーザー加工における集塵方法では、皮膜材料として、粘着性を有するもの、或いは、帯電性を有するものを使用することが望ましい。 In the dust collection method in the laser processing according to the present invention, it is desirable to use an adhesive material or a charged material as the coating material.
また、前記本発明方法を実施する本発明に係るレーザー加工における集塵装置は、
被加工物表面に被覆するレーザーを吸収しにくく、かつ、レーザーによって剥離しない皮膜材料と、
この皮膜材料を被加工物表面に被覆する被覆機構と、
レーザー加工後、前記皮膜材料を被加工物表面から剥離して回収する皮膜剥離回収機構と、
この皮膜剥離回収機構によって回収された皮膜材料に付着した異物を皮膜材料から分離除去する装置と、
この分離除去装置によって皮膜材料から分離除去された異物を吸引する吸引装置を備えたことを最も主要な特徴としている。
Further, a dust collector in laser processing according to the present invention for carrying out the method of the present invention,
A coating material that is difficult to absorb the laser that coats the workpiece surface and that does not peel off by the laser,
A coating mechanism for coating the surface of the workpiece with this coating material;
After laser processing, a film peeling recovery mechanism that peels and recovers the film material from the surface of the workpiece,
An apparatus for separating and removing foreign substances adhering to the film material collected by the film peeling and collecting mechanism from the film material;
The most important feature is that a suction device for sucking foreign matter separated and removed from the film material by the separation and removal device is provided.
この本発明に係るレーザー加工における集塵装置において、
前記被覆機構を、前記皮膜材料を巻き付け、被加工物との相対移動に伴う回転によって前記皮膜材料を被加工物表面に被覆する回転自在なローラと、
また、前記皮膜剥離回収機構を、前記被加工物との相対移動に伴って回転する皮膜剥離回収ローラとなした場合には、簡易な構成で必要な作用効果を得ることができる。
In the dust collector in laser processing according to the present invention,
The coating mechanism, a rotatable roller that winds the coating material and coats the coating material on the workpiece surface by rotation accompanying relative movement with the workpiece;
Further, when the film peeling / recovery mechanism is a film peeling / recovering roller that rotates in association with the relative movement with the workpiece, a necessary effect can be obtained with a simple configuration.
また、本発明に係るレーザー加工における集塵装置では、前記皮膜材料が粘着性を有するものとした場合は、前記分離除去装置は前記皮膜剥離回収ローラに当接する回転ブラシと、また、前記皮膜材料が帯電性を有するものとした場合は、前記分離除去装置は除電装置とすればよい。 Further, in the dust collector in laser processing according to the present invention, when the coating material has adhesiveness, the separation / removal device includes a rotating brush that contacts the coating peeling / recovery roller, and the coating material In the case where has a charging property, the separation / removal device may be a neutralization device.
また、前記の本発明に係るレーザー加工における集塵装置においては、前記皮膜材料の被加工物への被覆と、前記皮膜材料の被加工物表面からの剥離回収と、回収された皮膜材料に付着した異物の皮膜材料からの分離除去及び分離除去した異物の吸引の一連の作業を、レーザー加工と並行して行えるように構成することが作業能率の点からは望ましい。 In the dust collector in laser processing according to the present invention, the coating material is coated on the workpiece, the coating material is peeled off from the workpiece surface, and the collected coating material is attached to the workpiece. It is desirable from the viewpoint of work efficiency that a series of operations of separating and removing the foreign matter from the coating material and suctioning the separated and removed foreign matter can be performed in parallel with the laser processing.
本発明では、皮膜材料を被加工物表面に被覆してレーザー加工し、レーザー加工後に皮膜材料とこの皮膜材料に付着した異物を回収するので、レーザー加工で問題となる異物の飛散もなく、再利用できる状態で確実に回収することができる。発明者の実験結果では、異物の回収率は70%以上であった。また、皮膜材料を繰返し使用できるうえ、溶剤を使用しないので、被加工物を選ばずに適用できる。 In the present invention, the coating material is coated on the surface of the workpiece, laser processing is performed, and after the laser processing, the coating material and foreign matter adhering to the coating material are collected. It can be reliably recovered in a usable state. According to the experiment results of the inventors, the recovery rate of foreign matters was 70% or more. In addition, since the coating material can be used repeatedly and no solvent is used, it can be applied regardless of the workpiece.
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を用いて詳細に説明する。
図1及び図2は本発明の第1の例を説明する図面であり、1はレーザー加工前に被加工物2の表面に被覆する皮膜材料である。この皮膜材料1はレーザー3を吸収しにくく、かつ、レーザーによって剥離しないことが必須の要件である。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 and FIG. 2 are drawings for explaining a first example of the present invention, and 1 is a coating material that covers the surface of the
前記の要件を備えた皮膜材料1としては、例えばセルロイド、セルロース、アセテート、アセチシート、アセチレジン、プチシート、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、ポリエチレングリコール、ポリビニルピロリドン、ナイロン、ポリエチレングリコール、ポリビニルブラチラール、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエステル樹脂、ポリミド、ポリマー等がある。
Examples of the
4は被加工物2との当接面に例えばアクリル系の粘着材を塗布した前記皮膜材料1を、被加工物2の表面に被覆する被覆機構であり、図1に示した例では、被加工物2の移動に伴う回転によって、外周面に巻き付けた前記皮膜材料1を被加工物2の表面に被覆する回転自在なローラ(以下、被覆機構4のことを「ローラ4」とも言う。)を用いた例を示している。
Reference numeral 4 denotes a coating mechanism for coating the surface of the
なお、皮膜材料1に粘着性をもたせるための粘着剤は、レーザー3に対する透明度を有するものであれば、前記アクリル系の粘着剤に限るものではない。また、使用する粘着剤レーザー照射によって粘着性が増加するもの(例えば熱硬化性の粘着剤)が望ましいが、剥離する場合を考慮すると、水や熱によって剥がすことができる接着剤等を巧みに使い分けることが肝要である。
The pressure-sensitive adhesive for imparting adhesiveness to the
5はレーザー加工後、被加工物2の表面から除去され、前記皮膜材料1に付着した異物7を前記皮膜材料1から剥離して回収する皮膜剥離回収機構であり、図1及び図2に示した例では、前記ローラ4と同調して回転する皮膜剥離回収ローラ(以下、皮膜剥離回収機構5のことを「皮膜剥離回収ローラ5」とも言う。)を用いたものを示している。
6は前記皮膜剥離回収ローラ5によって回収された皮膜材料1に付着した塵状及び埃状の異物7を皮膜材料1から分離除去する装置であり、図2に示した例では、前記皮膜剥離回収ローラ5に当接する回転ブラシを示している。この図2では、皮膜材料1に付着した異物7の分離除去を効率良く行うために、皮膜剥離回収ローラ5に当接して同調回転する第1の回転ブラシ6aと、この第1の回転ブラシ6aと当接しつつ同方向に回転して前記第1の回転ブラシ6aに回収した異物7を掻き落す第2の回転ブラシ6bとで構成したものを示している。
6 is an apparatus for separating and removing dust and dusty foreign matter 7 attached to the
なお、図1及び図2において、8は前記分離除去装置6によって皮膜材料1から分離除去された異物7を吸引装置(図示省略)まで吸引する吸引ノズルを示す。
1 and 2,
かかる構成の図1及び図2に示したレーザー加工における集塵装置の第1の例では、皮膜材料1を巻き取ったローラ4を被加工物2に当接させた状態で、例えば集塵装置に対して被加工物2を移動させれば、被加工物2の移動に伴ってローラ4が回転し、前記皮膜材料1がローラ4から巻き戻されて被加工物2の表面を被覆することになる。
In the first example of the dust collector in the laser processing shown in FIGS. 1 and 2 having such a configuration, for example, a dust collector in a state where the roller 4 around which the
そして、皮膜材料1を被覆した上方から被加工物2の表面にレーザー3を照射し、前記被加工物2の表面の異物7を除去する。除去された異物7は皮膜材料1に付着し、皮膜材料1は被加工物2の移動に伴って皮膜剥離回収ローラ5に巻き取られ、この巻き取られる際に、分離除去装置6によって異物7が皮膜材料1から掻き取られ、吸引装置に吸引されて回収される。
Then, the surface of the
以上の作業は被加工物2の移動に伴って連続して行われる。これが第1の本発明に係るレーザー加工における集塵方法である。
The above operations are continuously performed as the
図3は本発明の第2の例を示したものである。この図3に示した第2の例は、回収しようとする異物7が電荷を帯びる場合に適したものであり、この場合、皮膜材料1は、前記第1の例と異なり、帯電性を有するものを使用している。
FIG. 3 shows a second example of the present invention. The second example shown in FIG. 3 is suitable when the foreign substance 7 to be collected is charged. In this case, the
この第2の例では、電荷によって異物7を皮膜材料1に付着させるものであるため、前記分離除去装置6は、第1の例のような回転ブラシに代えて、除電装置6cを皮膜剥離回収ローラ5の外周近傍に配置することで、皮膜材料1を巻き取る際に、除電装置6cにより皮膜材料1に付着している異物7を分離させる。
In this second example, the foreign matter 7 is attached to the
なお、この第2の例では、異物7の帯電性によっては、レーザー加工を行う上流側に帯電装置9を配置する必要があるが、必須の構成要件ではない。また、この帯電装置9は、図3では、ローラ4から巻き戻されて、被加工物2に被覆した後の皮膜材料1を帯電するようにしたものを示しているが、図3に想像線で示したように、ローラ4に巻き取られた状態の皮膜材料1を巻き戻す直前に帯電するような位置に配置しても良い。
In the second example, depending on the chargeability of the foreign matter 7, it is necessary to arrange the
本発明は、前記の例に限るものではなく、各請求項に記載の技術的思想の範囲内において、適宜実施の形態を変更しても良いことは言うまでもない。例えば、以上の例では被加工物2を移動させ、本発明に係る集塵装置やレーザー加工装置は固定したものについて説明したが、図4に示した例のように、被加工物2は固定で、本発明に係る集塵装置とレーザー加工するレーザーヘッド10を移動させるようにしたものでも良い。
The present invention is not limited to the above examples, and it is needless to say that the embodiments may be appropriately changed within the scope of the technical idea described in each claim. For example, in the above example, the
この図4の場合、先ず被加工物2に対して被覆機構4を紙面右から左方向に移動させて被加工物2の表面に皮膜材料1を被覆した後((a)図)、レーザーヘッド10を同じく紙面右から左方向に移動させてレーザー加工を行う。そして、その後、皮膜剥離回収装置5、分離除去装置6を紙面右から左方向に移動させて皮膜材料1に付着している異物7を分離、回収するものである。この図4の例においても、以上の動作を並行して連続的に行っても良い。
In the case of FIG. 4, first, the coating mechanism 4 is moved from the right side to the left side of the
本発明は、単に集塵装置としてではなく、例えば基板表面のITO膜をパターニングする際に、図5に示したように、加工部分のITO膜7aのみを皮膜材料1に付着させて回収し、リサイクルするものにも適用可能である。また、加工部以外への異物の付着がないため、電極等を形成させる微細加工にも適用が可能である。
The present invention is not merely as a dust collector, for example, when patterning the ITO film on the substrate surface, as shown in FIG. 5, only the processed portion of the
1 皮膜材料
2 被加工物
3 レーザー
4 皮膜機構(ローラ)
5 皮膜剥離回収機構(皮膜剥離回収ローラ)
6 分離除去装置
6a 第1の回転ブラシ
6b 第2の回転ブラシ
6c 除電装置
7 異物
8 吸引ノズル
1
5 Film peeling recovery mechanism (film peeling recovery roller)
6 Separation and
Claims (8)
レーザー加工に先立ち、レーザーを吸収しにくく、かつ、レーザーによって剥離しない皮膜材料を前記被加工物表面に被覆し、
その後、この皮膜材料を介して被加工物表面にレーザーを照射し、
レーザー加工後、前記皮膜材料とこの皮膜材料に付着した異物を回収することを特徴とするレーザー加工における集塵方法。 In laser processing to remove the thin film on the workpiece surface by irradiating the workpiece surface with laser,
Prior to laser processing, the surface of the workpiece is coated with a coating material that is difficult to absorb the laser and is not peeled off by the laser,
After that, the surface of the workpiece is irradiated with a laser through this coating material,
A dust collection method in laser processing, wherein after the laser processing, the coating material and foreign matter adhering to the coating material are collected.
被加工物表面に被覆するレーザーを吸収しにくく、かつ、レーザーによって剥離しない皮膜材料と、
この皮膜材料を被加工物表面に被覆する被覆機構と、
レーザー加工後、前記皮膜材料を被加工物表面から剥離して回収する皮膜剥離回収機構と、
この皮膜剥離回収機構によって回収された皮膜材料に付着した異物を皮膜材料から分離除去する装置と、
この分離除去装置によって皮膜材料から分離除去された異物を吸引する吸引装置を備えたことを特徴とするレーザー加工における集塵装置。 An apparatus for performing the dust collection method in laser processing according to any one of claims 1 to 3,
A coating material that is difficult to absorb the laser that coats the workpiece surface and that does not peel off by the laser,
A coating mechanism for coating the surface of the workpiece with this coating material;
After laser processing, a film peeling recovery mechanism that peels and recovers the film material from the surface of the workpiece,
An apparatus for separating and removing foreign substances adhering to the film material collected by the film peeling and collecting mechanism from the film material;
A dust collecting device in laser processing, comprising a suction device for sucking foreign matter separated and removed from a coating material by the separation and removal device.
前記被覆機構が、前記皮膜材料を巻き付け、被加工物との相対移動に伴う回転によって前記皮膜材料を被加工物表面に被覆する回転自在なローラであり、
前記皮膜剥離回収機構が、前記被加工物との相対移動に伴って回転する皮膜剥離回収ローラであることを特徴とするレーザー加工における集塵装置。 In the dust collector in the laser processing according to claim 4,
The coating mechanism is a rotatable roller that winds the coating material and coats the coating material on the workpiece surface by rotation accompanying relative movement with the workpiece,
The dust collecting apparatus in laser processing, wherein the film peeling / recovering mechanism is a film peeling / recovering roller that rotates in association with a relative movement with the workpiece.
Coating of the coating material onto the workpiece, separation and recovery of the coating material from the surface of the workpiece, separation and removal of foreign matter adhering to the collected coating material from the coating material, and suction of the separated and removed foreign matter 8. A dust collector in laser processing according to claim 4, wherein a series of operations can be performed in parallel with laser processing.
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