JP2008229765A - Air blasting method and device for hard and brittle material - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガラス、シリコン、セラミックス、水晶等の硬脆材料からなる板状のワークに孔または溝を、該孔の径または溝の幅に対して夫々の深さの比率（以下「アスペクト比」という）を大きくした孔または溝を形成加工するためのブラスト加工方法およびその装置に関するものである。 In the present invention, a hole or groove is formed in a plate-like workpiece made of a hard and brittle material such as glass, silicon, ceramics, or quartz, and the ratio of the depth to the diameter or width of the hole (hereinafter referred to as “aspect ratio”). The present invention relates to a blasting method and an apparatus for forming a hole or a groove having a larger diameter.
硬脆材料であるガラス基板に、直径が略２００μｍ、深さが略４００μｍとしてアスペクト比を２以上とした止まり孔の加工形成方法が特許文献１により開示されている。 Patent Document 1 discloses a blind hole processing and forming method in which a glass substrate, which is a hard and brittle material, has a diameter of about 200 μm, a depth of about 400 μm, and an aspect ratio of 2 or more.
当該特許文献１の加工形成方法は、エアーブラスト加工方法によりアスペクト比を１．７５にした後、湿式エッチング液中でガラス基板を機械的に振動させエッチング液を振動させて微細孔をエッチング（研磨）して最終のアスペクト比を２以上とする加工方法である。 In the processing and forming method of Patent Document 1, after an aspect ratio of 1.75 is obtained by an air blast processing method, a glass substrate is mechanically vibrated in a wet etching solution, and the etching solution is vibrated to etch (polish) fine holes. And a final aspect ratio of 2 or more.
また、噴射材の吐出口がスリット形状したノズルを用いたエアーブラスト装置により、材質がガラスからなるＰＤＰ（プラズマ・ディスプレイ・パネル）の隔壁形成（＝溝加工）をするエアーブラスト加工方法が特許文献２により開示されている。 Also, there is an air blasting method for forming a partition (= grooving) of a PDP (plasma display panel) made of glass by an air blasting device using a nozzle having a discharge port of a spray material formed as a slit. 2 is disclosed.
当該特許文献２の加工形成方法は、前記ノズルのスリット形状した噴射材の吐出口を、隔壁形成（＝溝加工）の方向にして首振り機構を設けて複数回の首振りをさせながらブラストしてアスペクト比を２以上とする隔壁（＝溝）を形成する加工方法である。
本発明は、硬脆材料からなる板状のワークに、アスペクト比が２．０以上の微細な孔または溝を容易に形成することができる構造を簡単にしたエアーブラスト装置、およびそのブラスト加工方法を提供することにある。 The present invention relates to an air blasting apparatus having a simplified structure capable of easily forming fine holes or grooves having an aspect ratio of 2.0 or more in a plate-like workpiece made of a hard and brittle material, and a blasting method thereof Is to provide.
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意研究を重ねて想到した結果を、符号を付した図面を参照しながら説明する The present inventors will explain the result of intensive research to solve the above problems, with reference to the attached drawings.
第１の発明は、硬脆材料よりなる平板のワークＷの表面に、研磨用噴射材を圧縮気体と混合して高速で衝突させて、孔あるいは溝を加工形成するエアーブラスト加工装置において、研磨用噴射材を圧縮気体と混合して噴射するブラスト加工ノズル１の加工進行方向の前方に、噴射方向が前記ブラスト加工ノズル１の噴射方向と同一方向とした圧縮気体のみを噴射する圧縮気体ノズル２を設け、加工する前記孔あるいは溝をパターン形成したマスクＭをワークＷに貼付し、該ワークＷのブラスト加工位置を加工直前に前記圧縮気体ノズル２から噴射する圧縮気体により清浄化してブラスト加工する硬脆材料のエアーブラスト加工方法であって、孔あるいは溝をブラスト加工する直前で、その加工箇所をエアーブローして清浄化するようにする。 In a first aspect of the present invention, an air blasting apparatus for forming a hole or a groove by mixing a polishing propellant with a compressed gas and colliding with a compressed gas on the surface of a flat workpiece W made of a hard and brittle material. Compressed gas nozzle 2 that injects only compressed gas whose injection direction is the same as the injection direction of the blasting nozzle 1 in front of the processing direction of the blasting nozzle 1 that mixes and injects the injection material with the compressed gas. A mask M on which the hole or groove to be processed is formed is affixed to the workpiece W, and the blasting position of the workpiece W is cleaned by the compressed gas sprayed from the compressed gas nozzle 2 immediately before the processing and blasted. This is an air blasting method for hard and brittle materials, and immediately before blasting a hole or a groove, the processed part is cleaned by air blowing.
第２の発明は、前記研磨用噴射材の平均粒子径を「ｄ」とし、ブラスト加工形成する孔の径あるいは溝の幅を「Ｄ」にしたとき「ｄ≦０．３Ｄ」にした第１の発明の硬脆材料のエアーブラスト加工方法であって、噴射材の平均粒子径のサイズがブラスト加工形成する孔の径あるいは溝の幅の３０％以下である必要がある。 According to a second aspect of the present invention, the average particle diameter of the abrasive propellant is “d”, and the diameter of the hole to be blasted or the width of the groove is “D”. In the air blasting method for hard and brittle material according to the invention, the average particle size of the spray material needs to be 30% or less of the diameter of the hole or groove width formed by blasting.
第３の発明は、前記孔あるいは溝の深さを「Ｂ」とし、該孔の径あるいは溝の幅を「Ａ」としたとき「Ｂ／Ａ≧２」にした第１の発明または第２の発明の硬脆材料のエアーブラスト加工方法である。 According to a third aspect of the present invention, the depth of the hole or groove is “B”, and the diameter of the hole or the width of the groove is “A”. It is an air blast processing method of the hard-brittle material of this invention.
第４の発明は、研磨用噴射材を圧縮気体と混合して高速で衝突させて、孔あるいは溝を加工形成するエアーブラスト加工装置において、研磨用の噴射材を圧縮気体と混合して噴射するブラスト加工ノズル１の加工進行方向の前方に、噴射方向が前記ブラスト加工ノズル１の噴射方向と同一方向とした圧縮気体のみを噴射する圧縮気体ノズル２を設けたエアーブラスト加工装置であって、前記硬脆材料のエアーブラスト加工方法を実施するための装置に係る基本構成とするものである。 In a fourth aspect of the present invention, in an air blast processing apparatus for forming a hole or a groove by mixing a polishing spray material with a compressed gas and colliding with the compressed gas, the polishing spray material is mixed with the compressed gas and sprayed. An air blasting apparatus provided with a compressed gas nozzle 2 for injecting only a compressed gas whose injection direction is the same as the injection direction of the blasting nozzle 1 in front of the processing direction of the blasting nozzle 1, This is a basic configuration relating to an apparatus for carrying out an air blasting method for hard and brittle materials.
第５の発明は、研磨用噴射材を圧縮気体と混合して高速で衝突させて、孔あるいは溝を加工形成するエアーブラスト加工装置において、研磨用の噴射材を圧縮気体と混合して噴射するブラスト加工ノズル１の加工進行方向の前方および後方に、噴射方向が前記ブラスト加工ノズル１の噴射方向と同一方向とした圧縮気体のみを噴射する圧縮気体ノズル２Ａ、２Ｂを設けた第４の発明のエアーブラスト加工装置であって、前記第４の発明の基本構成に対する一実施例の構成を示すものである。 In a fifth aspect of the present invention, in an air blast processing apparatus for forming a hole or a groove by mixing a polishing spray material with a compressed gas and colliding with the compressed gas, the polishing spray material is mixed with the compressed gas and sprayed. According to a fourth aspect of the present invention, compressed gas nozzles 2A and 2B for injecting only compressed gas whose injection direction is the same as the injection direction of the blasting nozzle 1 are provided in front of and behind the blasting nozzle 1 in the processing progress direction. It is an air blast processing apparatus, Comprising: The structure of one Example with respect to the basic composition of the said 4th invention is shown.
第６の発明は、前記ブラスト加工ノズル１のブラスト加工位置を中心にして前記圧縮気体ノズル２の噴射位置を転換する回動手段３を設け、前記ブラスト加工ノズル１の加工進行方向が転換する時点で、前記圧縮気体ノズル２の噴射位置がブラスト加工ノズル１の加工進行方向の前方となるように回動させる第４の発明のエアーブラスト加工装置であって、前記第４の発明の基本構成に対する他の実施例の構成を示すものである。 6th invention provides the rotation means 3 which changes the injection position of the said compressed gas nozzle 2 centering | focusing on the blasting position of the said blasting nozzle 1, and the time of the process progress direction of the said blasting nozzle 1 changing Thus, the air blasting apparatus according to the fourth aspect of the present invention is adapted to rotate so that the injection position of the compressed gas nozzle 2 is in front of the processing direction of the blasting nozzle 1, with respect to the basic structure of the fourth aspect of the present invention. The structure of another Example is shown.
第７の発明は、前記圧縮気体ノズル２Ａおよび２Ｂに供給する圧縮気体の切替弁４を設け、前記ブラスト加工ノズル１の加工進行方向が転換する時点で、前記切替弁４が、ブラスト加工ノズル１の加工進行方向側となる圧縮気体ノズル２Ａ、２Ｂにのみ圧縮気体の供給を切り替えるようにした第５の発明のエアーブラスト加工装置であって、第５の発明は、双方の圧縮気体ノズル２Ａ、２Ｂに同時に圧縮気体を供給し同時に噴射しても良いものであるが、本発明はブラスト加工ノズル１の加工進行方向側となる圧縮気体ノズル２Ａ、２Ｂのみに圧縮気体を供給してブローするようにしたものである。 According to a seventh aspect of the present invention, a switching valve 4 for compressed gas supplied to the compressed gas nozzles 2A and 2B is provided, and when the processing progress direction of the blasting nozzle 1 is changed, the switching valve 4 is switched to the blasting nozzle 1 The air blast processing apparatus according to the fifth aspect of the invention is configured to switch the supply of compressed gas only to the compressed gas nozzles 2A and 2B on the processing progress direction side, and the fifth invention includes both compressed gas nozzles 2A, The compressed gas may be simultaneously supplied to 2B and injected at the same time. However, in the present invention, the compressed gas is supplied only to the compressed gas nozzles 2A and 2B on the processing direction side of the blasting nozzle 1 and blown. It is a thing.
第８の発明は、前記ブラスト加工ノズル１と圧縮気体ノズル２、２Ａ、２Ｂとが成すブラスト加工の進行方向の設定距離を「Ｓ」とし、ブラストノズル３から噴射されたワークＷの噴射パターン径を「Ｒ」、圧縮気体ノズル４から噴射されたワークＷの噴射パターン径を「r」としたとき、〔試験式〕２．２×（R＋ｒ）／２ ≦ S ≦ ５．３×（R＋ｒ）／２、が成り立つ前記第４の発明乃至第７の発明のエアーブラスト加工装置であって、圧縮気体ノズル２、２Ａ、２Ｂから噴射される圧縮気体流がブラスト加工ノズル１から噴射する噴射材の混合気体流と干渉させず、ブラスト加工を妨げることなく清浄化してブラスト加工ができるものである。 According to an eighth aspect of the present invention, the set distance in the advancing direction of blasting formed by the blasting nozzle 1 and the compressed gas nozzles 2, 2 </ b> A, 2 </ b> B is “S”, and the injection pattern diameter of the work W injected from the blast nozzle 3 Is “R” and the injection pattern diameter of the workpiece W injected from the compressed gas nozzle 4 is “r”, [Test formula] 2.2 × (R + r) /2≦S≦5.3× (R + r) 2 is an air blast processing apparatus according to the fourth to seventh inventions, wherein the compressed gas flow injected from the compressed gas nozzles 2, 2A, 2B is injected from the blasting nozzle 1. It can be cleaned and blasted without interfering with the mixed gas flow and without interfering with blasting.
本発明は、以上の説明で明らかのように、孔または溝を加工形成する硬脆材料からなる板状のワークに、加工形成する孔または溝をパターン形成したマスクＭを予め貼付しておき、該マスクＭのパターンに沿ってブラスト加工ノズル１を圧縮気体とともに砥粒を噴射しながら移動させて前記マスクＭのパターンに沿ってワークＷに孔または溝を加工形成することとなるが、前記ブラスト加工ノズル１が進行する前方に圧縮気体を噴射する圧縮気体ノズル２、２Ａ、２Ｂを配置したので、ブラスト加工箇所の加工孔あるいは加工溝への異物や残留砥粒の付着・詰まりを加工直前に排除することができるから、ブラスト加工効率を向上させることができ高アスペクト比率の孔あるいは溝加工が容易にできるものである。 As is apparent from the above description, the present invention is applied in advance to a plate-shaped workpiece made of a hard and brittle material for processing and forming holes or grooves, with a mask M patterned with holes or grooves to be processed and formed, The blasting nozzle 1 is moved along the pattern of the mask M while spraying abrasive grains together with the compressed gas to form holes or grooves in the workpiece W along the mask M pattern. Since the compressed gas nozzles 2, 2A and 2B for injecting the compressed gas are arranged in front of the processing nozzle 1, the adhesion and clogging of foreign matter and residual abrasive grains to the processing hole or processing groove at the blast processing location are immediately before processing. Since it can be eliminated, blasting efficiency can be improved, and high aspect ratio holes or grooves can be easily formed.
以下、本発明の好ましい実施形態を説明する。
図１において、矢印方向に移動していくテーブル上に、予め加工する孔または溝のパターンが施されたマスクMが貼り付けられた板状のワークWが固定されている。１は砥粒が圧縮空気とともに噴射されるブラスト加工ノズルであり、２は圧縮空気のみが噴射される圧縮気体ノズルである。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described.
In FIG. 1, on a table moving in the direction of the arrow, a plate-like workpiece W on which a mask M on which a hole or groove pattern to be processed in advance is attached is fixed. 1 is a blasting nozzle in which abrasive grains are injected together with compressed air, and 2 is a compressed gas nozzle in which only compressed air is injected.
ブラスト加工ノズル１の移動方向の前方及び後方には、圧縮気体ノズル２が等間隔で設けられており、更に該圧縮気体ノズル２は、ワークWをブラスト加工ノズル１が通過する前に圧縮気体ノズル２より圧縮気体がワークWに噴射されるように、ワークWに対するブラスト加工ノズル１の移動方向の変化によって、切替弁４で進行方向に対しブラスト加工ノズルの前方の圧縮気体ノズル２Aまたは２Bの一方から圧縮気体が噴射されるよう制御されている。本発明の試験は、上記の方法により行ったが、図５に示すように、ワークWに対しブラスト加工ノズル１が通過する前方に圧縮気体ノズル２があるようにモーターなどの回動手段３を用いて回転させる方法でも同様の効果が得られる。 A compressed gas nozzle 2 is provided at equal intervals in front and rear in the moving direction of the blasting nozzle 1, and the compressed gas nozzle 2 is further compressed before the blasting nozzle 1 passes through the workpiece W. 2, one of the compressed gas nozzles 2 </ b> A or 2 </ b> B in front of the blasting nozzle with respect to the traveling direction by the switching valve 4, depending on the change in the moving direction of the blasting nozzle 1 relative to the work W so that the compressed gas is injected onto the work W From which the compressed gas is injected. The test of the present invention was carried out by the above method. As shown in FIG. 5, the rotating means 3 such as a motor is provided so that the compressed gas nozzle 2 is in front of the workpiece W through which the blasting nozzle 1 passes. The same effect can be obtained by using the rotating method.
ブラスト加工を行うと、ブラスト加工ノズル１より噴射された砥粒は噴射された後に加工されたワークW上に堆積したり、加工部に衝突した後に孔または溝内に詰まったりする。ブラスト加工ノズル１の移動方向の前方に圧縮空気のみが噴射される圧縮気体ノズル２を配置し、前記したワークWに対し圧縮気体ノズル２から圧縮気体を噴射することで前記したワークW上に堆積したり、ワークWの加工孔または溝内部に詰まる残留砥粒を除去・清浄化することにより、その直後にブラスト加工を行うことで該残留砥粒とブラスト加工ノズル１より噴射される砥粒との干渉を抑え、効率よくワークWを加工することができ、その結果高アスペクトな孔または溝加工を行うことが可能となる。 When blasting is performed, abrasive grains sprayed from the blasting nozzle 1 accumulate on the workpiece W that has been processed after being sprayed, or clog the hole or groove after colliding with the processed portion. A compressed gas nozzle 2 for injecting only compressed air is disposed in front of the blasting nozzle 1 in the moving direction, and the compressed gas is ejected from the compressed gas nozzle 2 to the workpiece W to be deposited on the workpiece W. Or by removing / cleaning the residual abrasive clogged inside the machining hole or groove of the workpiece W, and performing blasting immediately thereafter, the residual abrasive and the abrasive grains sprayed from the blasting nozzle 1 Thus, the workpiece W can be processed efficiently, and as a result, a high aspect hole or groove can be formed.
本発明に用いた直圧式ブラスト加工装置の模式図を図３に示し、直圧式ブラスト装置により加工した条件を表１に示す。直圧式ブラスト加工装置は、加圧されたタンク５内の砥粒を圧縮気体と混合し、ブラスト加工ノズル１から噴射加工を行う方式である。ここで使用した砥粒はＪＩＳ Ｒ ６１１１「人造研削材」に規定されるＧＣ＃６００：炭化珪素研削材（平均粒子径２５．０μｍ、真密度３．２ｇ／ｃｍ３）である。図２に、本ブラスト加工装置の加工形態を示す。本ブラスト加工装置の加工形態は、ワークWを固定したテーブルまたはブラスト加工ノズル１が５０ｍｍ／ｓｅｃの定速、１．５ｍｍの定ピッチで規則的に移動させることで、ワークW全面を均一にブラスト加工するものである。ワークW一面が一度均一にブラストされたとき、移動回数１回とし、移動回数を重ねることにより加工を進行させていく。なお、圧縮気体ブロー併用時の圧縮気体ノズル２の噴射距離については、ノズル出口よりの最大噴射速度が維持されるノズル径の５倍以内で噴射距離が設定されていれば良い。 FIG. 3 shows a schematic diagram of the direct pressure blasting apparatus used in the present invention, and Table 1 shows conditions processed by the direct pressure blasting apparatus. The direct pressure blasting apparatus is a system in which abrasive grains in a pressurized tank 5 are mixed with a compressed gas and jetting is performed from a blasting nozzle 1. The abrasive used here is GC # 600: silicon carbide abrasive (average particle diameter 25.0 μm, true density 3.2 g / cm 3 ) as defined in JIS R 6111 “Artificial abrasive”. In FIG. 2, the processing form of this blast processing apparatus is shown. The processing mode of this blasting apparatus is that the entire surface of the workpiece W is uniformly blasted by moving the table or blasting nozzle 1 on which the workpiece W is fixed regularly at a constant speed of 50 mm / sec and a constant pitch of 1.5 mm. To be processed. When the entire surface of the workpiece W is once blasted uniformly, the number of movements is set to one, and the machining is advanced by overlapping the number of movements. In addition, about the injection distance of the compressed gas nozzle 2 at the time of compressed gas blow combined use, the injection distance should just be set within 5 times the nozzle diameter in which the maximum injection speed from a nozzle exit is maintained.
表２に、ブラスト加工ノズル１のみの噴射と圧縮気体ノズル２を設置し加工した場合の、移動回数に対するアスペクト比の結果を示す。表１に示すアスペクト比は、加工孔深さ／孔径で表される、孔加工深さに対する加工孔径の比である。この表１に示されるように、ブラスト加工ノズル１のみでの噴射では、加工前のワークW上面や孔内部の残留砥粒が深さ方向への加工の進行を阻止するため、アスペクト比が最大１．９までなのに対し、圧縮気体ノズル２を設置した本発明の形態での加工結果は、アスペクト比２．２が得られた。 Table 2 shows the result of the aspect ratio with respect to the number of movements when only the blasting nozzle 1 and the compressed gas nozzle 2 are installed and processed. The aspect ratio shown in Table 1 is the ratio of the processing hole diameter to the hole processing depth expressed by processing hole depth / hole diameter. As shown in Table 1, when only the blasting nozzle 1 is used for injection, the upper surface of the workpiece W before processing and the residual abrasive grains inside the hole prevent the processing in the depth direction from proceeding, so the aspect ratio is maximum. Whereas up to 1.9, the processing result in the form of the present invention in which the compressed gas nozzle 2 is installed has an aspect ratio of 2.2.
次に、ブラスト加工ノズル１より噴射する砥粒の粒子径を変化させ、各孔径を加工した場合の、移動回数に対するアスペクト比の結果を表３に示す。表３に示すように、ブラスト加工ノズル１より噴射する砥粒の平均粒子径をｄとし、ｄを初期マスクMにより設定する孔径Ｄの倍数で示す。本実施例では、Ｄを０．０８ｍｍとし、使用した砥粒を炭化珪素研削材ＧＣ＃４００（平均粒子径３７．５μｍ）、ＧＣ＃６００（平均粒子径２５．０μｍ）、ＧＣ＃８００（平均粒子径１８．８μｍ）としてｄを変化させ、表１「ｂ」の条件でそれぞれ加工を行った。ｄ＝０．３Ｄ以下の場合、加工の進展速度に大小はあるものの、アスペクト比は２．０を達成するが、ｄ＝０．４７Ｄの場合、加工孔に対し砥粒が入りにくく、加工が進展しにくい、又はマスクMへのダメージが大きいため、加工孔径が拡がりすぎるため、アスペクト比は進展しない。そのため、ｄは０．３Ｄ以下であることが好ましい。 Next, Table 3 shows the results of the aspect ratio with respect to the number of movements when the diameters of the abrasive grains sprayed from the blasting nozzle 1 are changed and the respective hole diameters are processed. As shown in Table 3, d is the average particle diameter of abrasive grains sprayed from the blasting nozzle 1, and d is a multiple of the hole diameter D set by the initial mask M. In this example, D was 0.08 mm, and the abrasive grains used were silicon carbide abrasives GC # 400 (average particle diameter 37.5 μm), GC # 600 (average particle diameter 25.0 μm), GC # 800 (average The particle diameter was 18.8 μm), and d was changed, and processing was performed under the conditions shown in Table 1 “b”. When d = 0.3D or less, although the progress speed of processing is large or small, the aspect ratio is 2.0. However, when d = 0.47D, it is difficult for abrasive grains to enter the processing hole and processing is performed. Since it does not progress easily or the damage to the mask M is large, the processed hole diameter is too wide, so the aspect ratio does not progress. Therefore, d is preferably 0.3 D or less.
次に、ブラスト加工ノズル１と圧縮気体ノズル２の間隔Ｓについて説明する。
図４に示すように、ブラスト加工ノズル１と圧縮気体ノズル２の間隔Ｓは、ブラスト加工ノズル１より噴射された砥粒が、ワークWに衝突した際のパターン径をＲ、圧縮気体ノズル２より噴射された圧縮気体が、ワークWに衝突した際のパターン径をｒとした時、Ｓはそれぞれのパターンの半径の和に対し、係数をかけることで示した。Rについては、表１の条件でマスクMを施さないワークWに対しブラスト加工を行い、得られた加工部を測定することによりRを測定し、ｒについてはRの相似計算により導いた。表４にSを変化させた場合の、移動回数に対するアスペクト比の結果を示す。表４に示すように、Ｓが１．８×（Ｒ＋ｒ）／２の時、アスペクト比は１．７で極大値をとった。本来ならば、ブラスト加工ノズル１および圧縮気体ノズル２のパターン半径の和である、Ｓ＝１．０×（Ｒ＋ｒ）／２以上にＳを選定していれば、圧縮気体ブローの効果は得られると予測していたが、ワークWに衝突後のブラスト加工ノズル１および圧縮気体ノズル２の噴射圧縮気体が乱流となり、パターニングを施したマスクMに対し偏摩耗を誘起させ、加工孔径が拡がり、アスペクト比が進行しない。また、Ｓが６．０×（Ｒ＋ｒ）／２の時、アスペクト比は１．９で極大値をとった。これは、Ｓが大きすぎたために圧縮気体ノズル２により除去したあとと、ブラスト加工ノズル１により加工するまでの間に、加工室を舞う砥粒が孔に付着したため、アスペクト比の進行が妨げられたと考える。そのため、ブラスト加工ノズルと圧縮気体ノズルの間隔Ｓは、２．２ × （R＋ｒ）／２ ≦ S ≦ ５．３ × （R＋ｒ）／２ であることが好ましい。加工条件は、Ｓ以外は表１の「ｂ」と同じである。
Next, the interval S between the blasting nozzle 1 and the compressed gas nozzle 2 will be described.
As shown in FIG. 4, the distance S between the blasting nozzle 1 and the compressed gas nozzle 2 is set such that the pattern diameter when the abrasive particles injected from the blasting nozzle 1 collide with the workpiece W is R, and the compressed gas nozzle 2 When r represents the pattern diameter when the injected compressed gas collides with the workpiece W, S is shown by multiplying the sum of the radii of each pattern by a coefficient. As for R, R was measured by performing blasting on the workpiece W on which the mask M was not applied under the conditions shown in Table 1, and measuring the obtained processed part, and r was derived by R similarity calculation. Table 4 shows the results of the aspect ratio with respect to the number of movements when S is changed. As shown in Table 4, when S was 1.8 × (R + r) / 2, the aspect ratio was 1.7 and the maximum value was obtained. Originally, if S is selected to be S = 1.0 × (R + r) / 2 or more, which is the sum of the pattern radii of the blasting nozzle 1 and the compressed gas nozzle 2, the effect of compressed gas blowing can be obtained. The blasting nozzle 1 and the compressed gas nozzle 2 after the collision with the workpiece W become turbulent, causing uneven wear on the patterned mask M and expanding the hole diameter. The aspect ratio does not progress. When S was 6.0 × (R + r) / 2, the aspect ratio was 1.9, which was a maximum value. This is because, since S was too large and removed by the compressed gas nozzle 2 and before processing by the blasting nozzle 1, the abrasive particles flying in the processing chamber adhered to the holes, and the progress of the aspect ratio was hindered. I think. Therefore, the interval S between the blasting nozzle and the compressed gas nozzle is preferably 2.2 × (R + r) /2≦S≦5.3× (R + r) / 2. The processing conditions other than S are the same as “b” in Table 1.
次に、圧縮気体ノズル２からの圧縮気体の噴射圧力を変化させた場合の、移動回数に対するアスペクト比の結果を表５に示す。圧縮気体ノズルの噴射圧力は、レギュレーターを調整することで設定し、各噴射圧力での測定を行った。噴射圧力が０．３ＭＰａまでは、通常噴射の結果と変化ないのに対し、０．４ＭＰａとなるとアスペクト比は２．０以上となった。これは噴射圧力が０．３ＭＰａ以下の場合は圧縮気体ノズル２からの圧縮気体の噴射速度が遅く、加工孔内に堆積した残留砥粒を除去しきれないため、通常噴射と変化ない結果となったと考える。以上のことから、噴射圧力は０．４ＭＰａ以上であることが好ましい。加工条件は、噴射圧力以外は表１「ｂ」と同じである。 Next, Table 5 shows the results of the aspect ratio with respect to the number of movements when the pressure of the compressed gas sprayed from the compressed gas nozzle 2 is changed. The injection pressure of the compressed gas nozzle was set by adjusting a regulator, and measurement was performed at each injection pressure. When the injection pressure was up to 0.3 MPa, there was no change from the result of normal injection, whereas when it was 0.4 MPa, the aspect ratio was 2.0 or more. This is because when the injection pressure is 0.3 MPa or less, the injection speed of the compressed gas from the compressed gas nozzle 2 is slow, and the residual abrasive particles accumulated in the machining hole cannot be removed, so that the result is the same as normal injection. I think. From the above, the injection pressure is preferably 0.4 MPa or more. The processing conditions are the same as in Table 1 “b” except for the injection pressure.
次に、各孔径を加工した場合の、移動回数に対するアスペクト比の結果を表６に示す。加工孔径が０．５ｍｍの場合、アスペクト比の進行は、圧縮気体ノズル２の有無に関わらず変化は無かった。これは、孔径が大きすぎるために砥粒は詰まったりすることなく、ブラスト加工ノズル１により噴射した砥粒との干渉が低減されるためである。また、加工孔径が０．２ｍｍ以下の場合は、圧縮気体ブローの有無によりアスペクト比の進行の効果は顕著に現れるため、本発明による加工孔径は、０．２ｍｍ以下であることが好ましい。 Next, Table 6 shows the results of the aspect ratio with respect to the number of movements when each hole diameter is processed. When the processed hole diameter was 0.5 mm, the progress of the aspect ratio did not change regardless of the presence or absence of the compressed gas nozzle 2. This is because the hole diameter is too large and the abrasive grains are not clogged, and interference with the abrasive grains ejected by the blasting nozzle 1 is reduced. In addition, when the processing hole diameter is 0.2 mm or less, the effect of the progress of the aspect ratio appears remarkably depending on the presence or absence of the compressed gas blow. Therefore, the processing hole diameter according to the present invention is preferably 0.2 mm or less.
W ワーク
M マスク
１ ブラスト加工ノズル
２ 圧縮気体ノズル
３ 回動手段
４ 切替弁
５ タンク
W Work
M Mask 1 Blasting nozzle 2 Compressed gas nozzle 3 Rotating means 4 Switching valve 5 Tank
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|---|---|---|---|---|
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-
2007
- 2007-03-19 JP JP2007071686A patent/JP2008229765A/en active Pending
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