JP2007326129A - レーザ加工装置及びレーザ加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】加工対象物のレーザ照射面，加工部周辺に飛散物が付着しないレーザ加工装置を提供する。
【解決手段】樹脂材料基板に穴明け加工を施すレーザ加工装置において，レーザ光を発生するレーザ光源１１と，レーザ光２を樹脂材料基板３の所定の位置に集光して照射するためのレーザ照射光学系１２と，樹脂材料基板３を固定するステージ４と，ステージ４を移動させる移動手段と，を備え，ステージ４は，その内部に空気を吸引して空気の流れを発生させるための空洞を有し，ステージ上面に，樹脂材料基板３に前記レーザの穴明け加工による貫通穴に対応する位置にその穴径よりも大きいレーザ貫通用逃げ穴を有し，穴明け加工は，最初，目標穴径よりも小さい貫通下穴を開け，次に目標穴径の外形に沿ってレーザ照射光学系１２を走査してレーザ光を樹脂材料基板３に照射する。
【選択図】図１

Description

本発明はレーザを用いて樹脂材料のレーザ穴明け加工を行うレーザ加工方法及びレーザ加工装置に関する。

レーザ光を用いて樹脂材料(樹脂フィルム等)に穴明け加工をする際，加工された材料の一部が，煙や微粉となって被加工物加工部周辺に飛散し，その一部が被加工物加工部周辺に再付着する。

これまでは，加工を行う際に送風を行い，飛散物を吹き飛ばす方法で，加工対象物表面に付着する付着物を少なくしていた。(特許文献1及び2参照)
また，レーザ光を照射する前段階で加工対象物を帯電させる事により，レーザ光によって飛散する飛散物が加工対象物に付着する事を防ぐ方法(特許文献3参照)やレーザ光を照射し，飛散物が飛散する経路に帯電極性とは逆極性のイオンを供給する方法(特許文献4参照)が行われている。

さらには，レーザ照射時にアシストガスや冷却水の噴射等と組み合わせて，レーザ照射側とは反対側より，吸引する方法（特許文献５及び６参照）が取られている。
特開２００１−２６９７９３号公報 特開２００２−３４３７６１号公報 特開２０００−３５２８１１号公報 特開２００４−１２２１７４号公報 特開２００２−２３９７７５号公報 特開２００３−３２６３８４号公報

一般的にレーザ光によって樹脂材料基板の穴明け加工すると，レーザ光の熱エネルギーにより，樹脂材料基板のレーザ照射箇所を瞬間的に熱溶融して高熱により気化し，加工部周辺に飛散する。また，この飛散物は，樹脂基板加工部周辺に再付着し，白化し，品質，概観を大きく損なう場合がある。

しかしながら，これまでの方法の中で飛散物を吹き飛ばすことで，加工部周辺に飛散物の再付着を防止する方法では，加工対象物にアシストガスなどを噴射することで飛散物を加工対象物に押し付ける力が働き，再付着を助長してしまう場合がある。また，煙や溶融飛散物を効率的に吸引するためには，加工部近傍に配置する必要がある。しかし，１度にレーザ光学系を使用して広範囲にレーザ照射し加工を行う場合は，レーザ光を遮ることなく加工部近傍に配置することが物理的に難しいという問題がある。

加工物に帯電させる方法では，イオナイザなどを用いるがイオン化された電荷を樹脂材料基板の表面まで届けるには，送風機能を必要とされ，上記に記載のとおり，送風機能により，樹脂加工物表面に飛散物が吹き付けられ，再付着を助長しまう場合があるという問題がある。

また，レーザ照射時にアシストガスや冷却水の噴射等と組み合わせて，レーザ照射側とは反対面側より，吸引する方法では，一気に穴明け加工した場合，アシストガスのレーザ照射面への噴きつけによる飛散物の再付着と，加工対象物に穴が貫通するまでの過程において，下方向に飛散物を吸引されないことから，レーザ照射面に飛散物が滞留し，貫通するまでの過程において加工対象物のレーザ照射面，加工部周辺に飛散物が付着するという場合がある。

本発明は前述したような点に鑑みて，樹脂材料にレーザ加工を照射してレーザ穴明け加工を施す装置において，レーザ加工にて発生する飛散物が加工対象物に再付着することを防ぐことを特徴とするレーザ加工方法および装置を提供するものである。

従来の課題を解決するために，本発明のレーザ加工装置は，レーザ光を照射して樹脂材料基板に穴明け加工するレーザ加工装置において，レーザ光を発生するレーザ光源と，レーザ光を前記樹脂材料基板の所定の位置に集光して照射するためのレーザ照射光学系と，前記樹脂材料基板を固定するステージと，前記ステージを移動させる移動手段と，を備え，前記ステージは，その内部に空気を吸引して空気の流れを発生させるための空洞を有し，前記ステージ上面に，前記樹脂材料基板に前記レーザの穴明け加工による貫通穴に対応する位置に当該穴径よりも大きいレーザ貫通用逃げ穴を有し，前記穴明け加工は，最初，目標穴径よりも小さい貫通下穴を開け，次に前記下穴周辺に沿って前記レーザ照射光学系を走査してレーザ光を前記樹脂材料基板に照射して規定の穴径の穴明けを行なうことを特徴としたものである。

また，本発明のレーザ加工方法は，ステージに樹脂材料基板を固定し，当該ステージ上面に穴加工される孔に対応する位置に貫通穴と，当該貫通穴に？がり空気を吸引して空気の流れを発生させるための空洞とを有し，前記樹脂材料基板にレーザ光を照射して該樹脂材料基板に穴明け加工するレーザ加工方法において，前記樹脂材料基板を前記ステージの空洞の空気を吸引してステージに密着固定させる工程，前記樹脂材料基板に前記レーザ光を定点照射して目標穴径よりも小さい下穴を貫通加工する工程，前記下穴を貫通加工する工程後，前記下穴周辺に沿って前記レーザ照射光学系を走査してレーザ光を照射する工程，
前記ステージの空洞の空気を吸引して空気の流れを発生させ穴あけ加工の際に発生する溶融飛散物を捕集する工程，とを備えることを特徴としたものである。

また，本発明のレーザ加工方法は、樹脂材料基板にレーザ光を照射して穴明け加工するレーザ加工方法において，前記樹脂材料基板の加工すべき穴中心位置に前記レーザ光を定点照射して目標穴径よりも小さい下穴を貫通加工する第１の加工工程，前記第１の加工工程後，前記下穴周辺に沿って前記レーザ照射光学系を走査してレーザ光を照射して目標穴径を貫通加工する第２の加工工程，前記第２の加工工程は、前記下穴を通じて空気を吸引し空気の流れを発生させ穴あけ加工の際に発生する溶融飛散物を捕集することを特徴としたものである。

本発明のレーザ加工方法を用いるとレーザ加工にて発生する飛散物が加工対象物に再付着することを防ぐことができる。

本発明の樹脂材料のレーザ加工方法および装置によれば，樹脂材料のレーザ加工において発生する煙・飛散物が，加工対象物である樹脂材料に再度付着する事のないレーザ照射による穴明け加工を行うことができる。

以下に，本発明の樹脂材料のレーザ加工方法および装置の実施の形態を図面とともに，詳細に説明する。

図１（ａ）（ｂ）は，本発明の実施例１における樹脂材料基板３のレーザ加工方法を実現するレーザ加工装置の外観斜視図である。図２は，レーザ装置１の内部及びレーザ照射状態を説明するための図である。

図３は，穴加工が施された樹脂材料基板３の穴周辺部に飛散物が再付着した状態を説明するための図である。
図４は，実施例１におけるステージ４の内部構造を説明するための図である。
図５（ａ），（ｂ）は，穴明け加工時の飛散物が再付着する様子を説明するための図であり，図６（ａ），（ｂ），（ｃ）は，本発明の実施例における飛散物が再付着しない様子を説明するための図である。
図７，９は，レーザ加工装置において樹脂材料基板３を固定するステージ４に関する別の構成を書いたもの図であり，図８は，図7のステージ４の内部構造を説明するための図である。図１０は本実施例のレーザ加工方法のフローチャートであり，図１１は，本実施例にて使用するレーザ光のビームスポットの光強度をあらわした図である。
図１２は，レーザ貫通用逃げ穴１０を使用した穴明け加工９後の樹脂材料基板３の固定について説明するための図
図１３，１４は，従来方法の一例を示す図である。

図1（ａ）において，レーザ装置１から照射されたレーザ光２は，加工対象物である樹脂材料基板３の所定の位置に照射され，穴明け加工が施され貫通穴９が形成される。図２にレーザ装置１の内部を模式的に示す。図２で，レーザ光２はレーザ光源１１から照射され，レーザ照射光学系１２，１３を駆動することにより，ｆθレンズ１４を介して，加工対象物である樹脂材料３の所定の位置に照射される。

樹脂材料基板３の形状は，シート状になっており，少なくともレーザ光２がレーザ照射光学系１２，１３を駆動することによって得られる加工可能範囲よりも大きい。シートの厚さは，０．１〜１ｍｍ程度である。

ステージ４は，移載手段７，８に接続され，所定の位置に移動し，レーザ照射装置１と合わせて，樹脂材料基板３のシート全体の加工範囲まで移動できるようになっている。また，図１（ｂ）の示すようにステージ４上面にはレーザ貫通用逃げ穴１０を配置する。このレーザ貫通用逃げ穴１０は，ステージ４側面に配置している吸引口６と接続した吸引装置（図示せず）を使用して樹脂材料３とステージ４を密着固定する。また，レーザ照射装置１にて貫通穴９を形成する穴明け加工を行う際，ステージ４の側面に配置している吸引口６と接続した吸引装置とステージ４のレーザ貫通用逃げ穴１０を使って加工時に発生する煙や溶融飛散物１５を図６（ｂ），（ｃ）に示すように下方向に吸い込み，また，上方向に発生した煙や溶融飛散物１５を吸引するため，ステージ４の上面のレーザ光２の光路を遮断しない場所に上面吸引口２０をおき，穴明け加工を行う。

ステージ４のレーザ貫通用逃げ穴１０は，ステージ４に対向して位置するレーザ装置１よりレーザ光２を樹脂材料基板３への照射時に，樹脂材料基板３が貫通後，レーザ光２がステージ４上にて反射し，加工対象物である樹脂材料基板３の加工に影響を与えないように加工する貫通穴より大きく形成する。そして，レーザ貫通用逃げ穴１０は，図４のように空洞となったステージ内部と吸引装置を接続するための吸引口６と繋がっている。

吸引口６に吸引装置（図示せず）を接続し，吸引装置を動作させることにて，レーザ貫通用逃げ穴１０を通してステージ表面からステージ内部の空洞の方向に働く空気の流れを発生させる。このレーザ貫通用逃げ穴１０を通るステージ表面からステージ内部の空洞に働く空気の流れによって，加工対象物である樹脂材料３をステージ４に密着固定したり，穴明け加工時に図６（ｂ），（ｃ）のようにレーザ照射装置１にて開けた樹脂材料３の加工穴から煙や溶融飛散物１５を吸引する。

レーザ貫通用逃げ穴１０は，穴明け加工時にレーザ光２により樹脂材料基板３を貫通後，レーザ光２がステージ４上にて反射し樹脂材料３の加工に影響を与えないようにし，また，穴明け加工後も樹脂材料基板３の固定にも使用することから，レーザ貫通用逃げ穴１０は目標寸法となる穴径よりも大きい穴にする。

図６（ｃ）の目標寸法に加工後加工された貫通穴９により，図６（ａ）の時よりもステージ４と樹脂材料基板３との吸引の力が低下するが，レーザ貫通用逃げ穴１０の穴径を目標寸法となる貫通穴９の穴径よりも大きくすることで，図１２に示す貫通穴９加工後は貫通穴周辺部分２５により樹脂材料基板３はステージ４に吸引され，樹脂材料基板３とステージ４に固定したままにすることができる。レーザ貫通用逃げ穴１０の穴径は，
吸引装置によるレーザ貫通用逃げ穴１０からの吸引力により異なるが，シート厚さ０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度の樹脂材料の場合，目標寸法の直径よりも０．５ｍｍ〜１０ｍｍ程度大きいことが望ましい。本実施例においては目標寸法の穴径よりも３ｍｍ程度大きな穴をレーザ貫通用逃げ穴１０とし，固定と煙や溶融飛散物１５の吸引に使用する。

また，図４に示すようにステージ４に吸引口６のほかに，調整用穴２３を配置する。調整穴２３は，ステージ４の側面または，下面に1個または複数個配置する。

できれば，吸引口６の対面に配置することが望ましい。この調整穴２３は，吸引口６に吸引装置を取り付け，吸引力が強すぎ樹脂材料３の固定においてへこみなどが発生しないように調整するために使用する。レーザ貫通用逃げ穴１０と吸引口６に接続した吸引装置を使用する方法を用いることで，１度にレーザ照射装置１のレーザ光学系１２，１３によって穴加工すべき照射範囲を照射する場合，レーザ貫通用逃げ穴１０は，すべての穴明け加工により形成される貫通穴９の所定の位置において加工部近傍に配置しているため，図６（ｂ），（ｃ）に示すように煙や溶融飛散物１５を加工部近傍から吸引することができる。

また，加工対象物である樹脂材料基板３が非常に薄い場合や，材質が柔らかい場合など，レーザ貫通用逃げ穴１０のみによる固定のための吸引では，レーザ貫通用逃げ穴１０の吸引力が強すぎたり弱すぎたりすると加工に問題が生じる場合がある。吸引力が強すぎる場合，樹脂材料基板３にへこみなどが発生し，逆に吸引力を弱すぎると固定が弱くなってしまい，移載手段１２，１３により移動を行う場合など樹脂材料基板３がずれてしまい加工に支障をきたす。またレーザ貫通用逃げ穴１０のみの固定の場合，樹脂材料基板３が非常に薄い場合や柔らかい場合，固定時にへこみなどが生じないように吸引力を弱くする必要があるため，穴明け加工により樹脂材料基板３をステージ４に固定する力が，穴明け加工前に比べ弱くなってしまい，樹脂材料基板３の固定できない場合が考えられる。このような場合は，図７に示すような樹脂材料基板３を固定するための溝２２をステージ４上のレーザ貫通用逃げ穴１０と干渉しない位置に張りめぐらせ吸引口５を設ける。図８に示すように溝２２は吸引口５に繋がっており，吸引口５に別の吸引機構を接続し吸引することで，溝２２に吸引する力が発生し，樹脂材料基板３をステージ４上に固定する。

レーザ貫通用逃げ穴１０は，飛散物吸引用に使用し，樹脂材料基板３の固定と穴明け加工時発生する煙や溶融飛散物１５の吸引を分けるステージ４の図７，図８に示す構成や，また，図９に示すようにステージ４上にレーザ貫通用逃げ穴１０と干渉しない位置に樹脂材料基板３を固定するための固定用の穴２４を設け，固定用穴２４にて樹脂材料３を固定し，レーザ貫通用逃げ穴１０により煙や溶融飛散物１５を吸引し，固定と飛散物の吸引を分ける構成にしてもよい。

次に本実施例に使用するレーザ加工方法について説明する。飛散物１５の吸引を行わないで，レーザ光２により，貫通穴９を形成する穴明け加工を実施すると，図５（ａ）に示すように燃焼した樹脂材料３の飛散物１５がレーザ照射側に飛散する。その際，一部の飛散物１５は樹脂材料３の上面に滞留する。滞留した飛散物１５は，図３に示すように貫通穴９を形成する穴明け加工を施された加工部周辺に煙や溶融飛散物１５の付着物１６として再付着する。それに加え，図５（ｂ）のように貫通加工が施されると，レーザ加工によって発生する飛散物１５は一度レーザ照射面とは反対面に飛散しその後，飛散物１５の温度の関係から，レーザ照射によりできた貫通穴を伝ってレーザ照射面に上昇して，上昇していく過程において樹脂材料基板３の表面に滞留，再付着する経緯をたどる。

本発明では，前記飛散物１５の再付着を防ぐために，図６（ａ）で示すように樹脂材料３の固定と同時にステージ４の側面に設けられた吸引口６から空気を吸引し貫通穴９を形成する穴明け加工する。この吸引により，樹脂材料３は，密着固定され，更にステージ４上面のレーザ間通用逃げ穴１０からもステージ４上面から図４に示すステージ４内部空洞に吸引される。このときステージ４上面からステージ４内部空洞に吸引する力は，調整穴２３によって調整し，樹脂材料が密着固定され樹脂材料３にへこみなど影響がでないようにする。次の段階では，図６（ｂ）に示すように，加工したい目標寸法の穴よりも小さい貫通穴９０を加工する。この場合の穴加工寸法は，目標寸法よりも小さく，目標寸法の１／５以上２／３以下の直径を前提とする。

（１）貫通穴９０が，目標寸法の１／５以下の穴径の場合，貫通穴９０を加工後，図６（ｃ）に示す加工を施す際，加工時に発生する煙や溶融飛散物１５は，図６（ｂ）に示すように加工した目標寸法の１／５以下の貫通穴９０よりレーザ貫通用逃げ穴１０から吸引される。そして，貫通穴９０の穴径が小さ過ぎるため，十分な空気の流れが生成されず，図６（ｃ）の加工時に発生する煙や溶融飛散物１５をレーザ貫通用逃げ穴１０の方向に吸引する力が弱くなり，吸引しきれなかった煙や溶融飛散物１５が樹脂材料基板３の表面に滞留してし，レーザ照射面加工部周辺に再付着する場合がある。
また，図６（ｂ）に示す貫通穴９０を形成する加工途中には，樹脂材料基板３には穴がないため，レーザ貫通用逃げ穴１０の方向へ煙や溶融飛散物１５を吸引することができず，図６（ｂ）に示す加工後には，加工部周辺には再付着物１６が発生してしまう場合がある。

（２）貫通穴９０が，目標寸法の１／５〜２／３の場合，図６（ｂ）に示す貫通穴９０を形成する際に発生した再付着物１６は，図６（ｃ）にて貫通穴９０を中心にレーザ光学系１２，１３を走査させレーザ照射する加工を行う際に溶融飛散し，図６（ｃ）の加工時に発生する煙や溶融飛散物１５と共に，図６（ｂ）にて加工した目標寸法の１／５〜２／３の貫通穴９０にてレーザ貫通用逃げ穴１０から吸引するので，十分な空気の流れが発生し，図６（ｃ）のように加工時に発生する煙や溶融飛散物１５は，図６（ｂ）で加工した小さい貫通穴９０を通した十分な空気の流れによりステージ４内部に吸引され，再付着の原因である樹脂材料基板３上で煙や溶融飛散物１５の滞留が発生しない。そのため，図６（ｃ）のレーザ照射では，貫通穴９の加工部周辺には再付着物がない加工を行うことができる。

（３）しかし，貫通穴９０を目標寸法の２／３より大きく図６（ｂ）に示す貫通穴加工した場合，貫通穴９０からレーザ貫通用逃げ穴１０からの吸引においては，十分な空気の流れが発生するため，図６（ｃ）の加工においては，加工部周辺に再付着のない加工ができる。しかし，図６（ｂ）に示す加工時に発生した貫通穴９０周辺に付着した再付着物１６が，目標寸法である貫通穴９の大きさよりも大きく付着してしまう場合があるため，図６（ｃ）にて目標寸法になるよう加工しても図６（ｂ）にて発生した再付着物１６は目標寸法よりも大きく付着しているためすべて溶融飛散することができず，そのため，図６（ｃ）加工後樹脂材料基板３上に図６（ｂ）加工時に発生した再付着物１６が残ってしまい，結果として再付着のない加工を満足できない。

図６（ｂ）のレーザ照射方法は，所定の位置への１点照射すること（以下定点照射とよぶ）でも，レーザ光学系１２，１３を走査し，レーザ光２にて加工する方法でもよい。

図６（ｂ）にて目標寸法より小さい貫通穴９０を形成する加工を実施することにより，シート状の樹脂材料基板３の上面雰囲気の空気は，レーザ貫通用逃げ穴１０からの吸引により，貫通穴９０を通して樹脂材料基板３からレーザ貫通用逃げ穴１０への向きの空気の流れが発生し，吸引されることになる。小さい貫通穴９０が貫通後は，レーザ照射にて発生する煙や溶融飛散物１５はレーザ貫通用逃げ穴１０から吸引されるが，図６（ｂ）の加工を行う際，小さい貫通穴９０が貫通するまでは，樹脂材料３の上面からレーザ貫通用逃げ穴１０への吸引ができないため，図６（ｂ）の加工終了後は，シート状の樹脂材料３上の加工された貫通穴９周辺には，付着物１６が再付着している状態になる。

そして最後の段階で，図６（ｃ）に示すように図６（ｂ）にて加工した目標寸法より小さい貫通穴９０を中心に目標寸法の直径に合わせてレーザ光学系１２，１３を走査し，レーザ光２にて加工を行い，加工した穴径が目標寸法になるように貫通穴９を形成する穴明け加工を施す。この際に発生する飛散物１５は，前述したように事前に目標寸法よりも小さい寸法で開けた貫通穴９０を中心に，レーザ光学系１２，１３にて走査してレーザ光を照射して貫通穴９の加工時に発生する煙は，ステージ４内部に吸引され，付着物１６として樹脂材料３の上面に再付着することは無い。

また，図６（ｃ）では図６（ｂ）にて加工した穴径よりも大きく加工を行うため，図６（ｂ）にて小さい貫通穴９０加工時に付着する付着物１６は，図６（ｃ）の加工時に取り除かれる。そのため，図６（ｃ）の目標寸法を加工後には，樹脂材料３上に付着物１６のない状態で加工ができる。また，通常穴明けのレーザ加工においては，所定の位置に定点照射により穴明け加工を行うため，レーザ光のスポット径により穴明け寸法の大きさが制限されたり，レーザ光のレーザ加工照射面での光強度は，図１１に示すようにスポット中心部の光の強度が大きくスポット径から離れるにつれて光の強度が弱くなる場合が一般的であるため，このようなレーザ光を用いて定点照射にて加工を行う場合，加工する目標寸法の穴径が大きくなるにつれ，レーザ光の強度が低い部分，即ち，レーザ光のスポット中心から離れた場所にて加工しなければいけないため，加工効率が悪くなってしまう場合がある。

本発明においては，レーザ光学系１２，１３を走査させながら，レーザ光２にて照射することでレーザ光のスポット径に依存されない穴径を加工することができ，また，レーザ光２を定点照射ではなくレーザ光学系１２，１３にて走査させながら照射することで，図１１に示すレーザ光の光強度の強いスポット径の中心を使用しながら加工を行うため，加工効率がよく，柔軟性のある穴明け加工を行うことができる。

本実施例における加工方法の一例を図１０を用い説明する。本実施例ではレーザ装置１に９０ｍｍ×９０ｍｍの照射範囲をもつＣＷ発振方式のＣＯ２レーザを用い，大きさ３００ｍｍ×３００ｍｍ，厚さ１００μｍのペット材である樹脂材料基板３に３００μｍの穴を１回のレーザ加工にて，即ち，レーザ光学系１２，１３にて走査させながら照射して複数点穴明け加工９し，そして，複数回ステージ４に接続した移載手段７，８を移動させシート全体の穴明け加工を行う。
（１）ステップＳ１にて，樹脂材料基板３をステージ４上の規定の位置に配置する。
（２）ステップＳ２では，ステップＳ１にてステージ４に配置された樹脂材料基板３を吸引装置とステージ４のレーザ貫通用逃げ穴１０を使用して固定する。ステージ４の吸引口６吸引装置を動作させ，レーザ貫通用逃げ穴１０によってステージ上面からステージ内部へ向けて吸引する力が発生するため，この吸引を使用して樹脂材料３をステージ４と密着固定する。
（３）ステップＳ３では，ステージ４に接続された移載手段７，８を用いてレーザ加工を行う所定の位置まで樹脂材料基板３を移動する。
（４）ステップＳ４では，目標寸法より小さな穴９０を加工する。本実施例においては，目標寸法３００μｍの１／２である１５０μｍの穴明け加工を定点照射にて加工を行う。
（５）ステップＳ５では，目標寸法３００μｍになるようにステップＳ４にて穴明け加工した１５０μｍの穴を中心にその周りをレーザ装置１のレーザ光学系１２，１３を走査させ照射加工する。ステップＳ４にて加工した小さい穴９０の中心にレーザ照射することで，ステップＳ５のレーザ照射にて発生する煙や溶融飛散物１５は，ステージ４のレーザ貫通用逃げ穴１０より吸引され，またステップＳ４の小さい穴９０加工時に小さい穴９０の加工部周辺に付着した付着物１６もステップＳ５のレーザ照射にて除去されるため，貫通穴９加工後には，樹脂材料３に再付着することがない。
（６）ステップＳ６は，樹脂材料３のシート全体の加工が終了できたかどうかを確認し，シート全体の加工が終わっていなければ，ステップＳ３〜ステップＳ５の処理を行う
（７）ステップＳ７は，シート全体の加工が終了すれば，ステージ４と樹脂材料基板３の固定を解除するため，ステージ４に接続された吸引装置を停止し，レーザ貫通用逃げ穴１０からの吸引を止め，樹脂材料基板３を搬出する。

本発明は，1度に広範囲のレーザ照射により樹脂材料３に貫通穴９を形成する穴明け加工を行う際，従来の煙や溶融飛散物１５が加工対象である樹脂材料基板３の表面に再付着しやすいという欠点を除去するもので，移戴することが可能なステージ４のレーザ貫通用逃げ穴１０と吸引装置を使用して，加工対象物である樹脂材料基板３を密着固定し，所定の穴加工を施す位置に，先行して所定の穴形状よりも小さい穴加工９０を施し，小さい穴加工９０の穴より，次に目標寸法の貫通穴９を形成する穴加工を施す際，煙や溶融飛散物１５を吸引する。このように2段階に分けたレーザ照射方法と樹脂材料基板３のステージ４への固定，及び飛散物の吸引機構を用いることで，穴明け加工９が施されるシート状の樹脂材料３の表面から煙や溶融飛散物１５を効率良く吸引することができることより，加工対象物である樹脂材料基板３に煙や溶融飛散物１５の再付着による白化や，性能損傷することを防ぐことができる。

本発明のレーザ加工装置及び加工方法は，樹脂材料基板３のレーザ加工において発生する煙・飛散物が，加工対象物である樹脂材料基板３に再度付着する事なく，また，空気中に飛散している浮遊物が加工対象物である樹脂材料基板３に付着する事も防ぐ事ができ，樹脂材料基板３のレーザ加工に有用である。

本発明の実施例１におけるレーザ加工装置の全体構成を模式的に示す図 本発明の実施例１におけるレーザ加工装置のレーザ装置の内部構成を模式的に示す図 レーザ加工を施された加工箇所において，煙や溶融飛散物の付着物が樹脂材料に再付着したときの一例を示す図 本発明の実施例１におけるレーザ加工装置の図１のＢ―B方向の矢視図 （ａ）飛散物の吸引を行わない場合の樹脂材料の穴明け加工途中の煙や溶融飛散物が飛散する様子を説明するための図（ｂ）飛散物の吸引を行わない場合の樹脂材料の穴明け加工終了直後の煙や溶融飛散物が飛散する様子を説明するための図 本発明の実施例１におけるレーザ加工装置による穴明け加工を説明するための図 本発明の実施例１におけるレーザ加工装置の他の構成図 本発明の実施例１における図７のＡ−Ａ方向の矢視図 本発明の実施例１におけるレーザ加工装置の更に他の構成図 本発明の実施例１におけるレーザ加工方法のフローチャート レーザ加工装置のレーザ光のビームスポットの光強度を示す図 レーザ貫通用逃げ穴１０を使用した穴明け加工９後の樹脂材料基板３の吸引について示した図 従来の別のレーザ加工装置の再付着防止方法を示す図 従来のレーザ加工装置の再付着防止方法を示す図

符号の説明

１ レーザ装置
２ レーザ光
３ 樹脂材料基板
４ ステージ
５ 樹脂材料を固定するための吸引口
６ ステージ４の内部に空気の流れを発生させるための吸引口
７ 移戴手段
８ 移戴手段
９ レーザ光２によって施された穴もしくは加工箇所
１０ レーザ貫通用逃げ穴
１１ レーザ光源
１２ レーザ照射光学系
１３ レーザ照射光学系
１４ ｆθレンズ
１５ 煙や溶融飛散物
１６ 再付着した付着物
２０ 飛散物を吸引するための吸引口
２１ 空気噴出口
２２ 樹脂シート固定用溝
２３ 吸引調整穴
２４ 樹脂材料基板固定用穴
２５ 樹脂材料基板加工周辺部分
９０ 目標寸法より小さい寸法の貫通穴

Claims (8)

1. レーザ光を照射して樹脂材料基板に穴明け加工するレーザ加工装置において，
   レーザ光を発生するレーザ光源と，
   レーザ光を前記樹脂材料基板の所定の位置に集光して照射するためのレーザ照射光学系と，前記樹脂材料基板を固定するステージと，
   前記ステージを移動させる移動手段と，を備え，
   前記ステージは，その内部に空気を吸引して空気の流れを発生させるための空洞を有し，
   前記ステージ上面に，前記樹脂材料基板に前記レーザの穴明け加工による貫通穴に対応する位置に当該穴径よりも大きいレーザ貫通用逃げ穴を有し，
   前記穴明け加工は，最初，目標穴径よりも小さい貫通下穴を開け，次に前記下穴周辺に沿って前記レーザ照射光学系を走査してレーザ光を前記樹脂材料基板に照射して規定の穴径の穴明けを行なうことを特徴とするレーザ加工装置。
2. 前記ステージ空洞内部の空気の吸引により前記樹脂材料基板を当該ステージ上面に密着固定するとともに，前記空気の吸引にて発生する空気流により，前記穴あけ加工の際に発生する溶融飛散物を捕集することを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置。
3. 前記下穴径は，目標穴径の１／５〜２／３であることを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置。
4. 前記ステージ面上に前記レーザ貫通用逃げ穴と干渉しない位置に溝を配置し，当該溝は，
   前記ステージ内部で空気を吸引して前記樹脂材料基板を固定するためにステージ端面に設けられる吸引口と繋がっていることを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置。
5. ステージに樹脂材料基板を固定し，当該ステージ上面に穴加工される孔に対応する位置に貫通穴と，当該貫通穴に繋がり空気を吸引して空気の流れを発生させるための空洞とを有し，前記樹脂材料基板にレーザ光を照射して該樹脂材料基板に穴明け加工するレーザ加工方法において，
   前記樹脂材料基板を前記ステージの空洞の空気を吸引してステージに密着固定させる工程，
   前記樹脂材料基板に前記レーザ光を定点照射して目標穴径よりも小さい下穴を貫通加工する工程，
   前記下穴を貫通加工する工程後，前記下穴周辺に沿って前記レーザ照射光学系を走査してレーザ光を照射する工程，
   前記ステージの空洞の空気を吸引して空気の流れを発生させ穴あけ加工の際に発生する溶融飛散物を捕集する工程，
   とを備えることを特徴とするレーザ加工方法
6. 前記定点照射して穴明けする下穴は，目標穴径の中央に位置することを特徴とする請求項５に記載のレーザ加工方法。
7. 前記下穴径は，目標穴径の１／５〜２／３であることを特徴とする請求項６に記載のレーザ加工方法。
8. 樹脂材料基板にレーザ光を照射して穴明け加工するレーザ加工方法において，
   前記樹脂材料基板の加工すべき穴中心位置に前記レーザ光を定点照射して目標穴径よりも小さい下穴を貫通加工する第１の加工工程，
   前記第１の加工工程後，前記下穴周辺に沿って前記レーザ照射光学系を走査してレーザ光を照射して目標穴径を貫通加工する第２の加工工程，
   前記第２の加工工程は、前記下穴を通じて空気を吸引し空気の流れを発生させ穴あけ加工の際に発生する溶融飛散物を捕集することを特徴とするレーザ加工方法
   

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