JP2021053682A - Method for manufacturing work-piece - Google Patents

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宜昭 松島
Noriaki Matsushima
宜昭 松島
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Abstract

To provide a laser processing technique that can easily manufacture a work-piece while preventing coloration.SOLUTION: A method for manufacturing a work-piece, which manufactures the work-piece by laser-processing a laminate formed of polymer materials, includes: a first laser-processing step of irradiating the laminate with laser light at a first energy density to cut out an intermediate work-piece with a dimension larger than a design dimension of the work-piece; and a second laser-processing step of irradiating the intermediate work-piece with laser light at a second energy density to obtain the work-piece, where the second energy density is equal to 0.55 times or more and 0.90 times or less of the first energy density.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、加工物の製造方法に関し、特には高分子材料からなる積層体をレーザー加工して加工物を製造する方法に関するものである。 The present invention relates to a method for producing a processed product, and more particularly to a method for producing a processed product by laser processing a laminate made of a polymer material.

近年、電気・電子機器等の最終製品の小型化に伴い、部品の小型化・高精細化が進んでいる。そのため、部品の製造に用いられる各種材料の外形加工技術にも、高精細化が求められてきており、高精度で微細な加工が可能な技術として、レーザー光を用いて被加工物を加工するレーザー加工技術が注目されている。 In recent years, with the miniaturization of final products such as electric and electronic devices, the miniaturization and high definition of parts have been progressing. For this reason, high-definition processing technology for various materials used in the manufacture of parts is also required, and as a technology that enables high-precision and fine processing, laser light is used to process the workpiece. Laser processing technology is attracting attention.

しかし、レーザー光を用いた材料加工では、被加工物の光吸収による溶融や分解反応により加工が実施されるため、被加工物の加工面側(レーザー光の照射面側)のレーザー加工部分周辺に分解物が付着し、着色などの問題が起こる。 However, in material processing using laser light, processing is performed by melting or decomposition reaction due to light absorption of the work piece, so the area around the laser processing part on the work surface side (laser light irradiation surface side) of the work piece. Decomposed products adhere to the laser, causing problems such as coloring.

そこで、例えば特許文献1では、レーザー光の照射部分の近傍で分解物を吸引除去しつつ被加工物のレーザー加工を行うことにより加工面への分解物の付着を低減するレーザー加工方法が提案されている。 Therefore, for example, Patent Document 1 proposes a laser processing method for reducing the adhesion of the decomposed product to the processed surface by performing laser processing of the workpiece while sucking and removing the decomposed product in the vicinity of the irradiated portion of the laser beam. ing.

また、例えば特許文献2には、レーザー光の光軸を被加工物に対して所定の角度で傾斜させた状態で被加工物のレーザー加工を行うことにより加工面の汚染を防止する技術が開示されている。 Further, for example, Patent Document 2 discloses a technique for preventing contamination of a processed surface by performing laser processing on a workpiece in a state where the optical axis of the laser beam is inclined with respect to the workpiece at a predetermined angle. Has been done.

特開2008−284572号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-284772 特開2008−302376号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-302376

しかし、上記従来の技術には、分解物の吸引機構を設ける必要があるために加工装置が複雑化したり、レーザー光の光軸の角度を制御する必要があるために加工操作が煩雑になったりするという問題があった。 However, in the above-mentioned conventional technique, the processing apparatus is complicated because it is necessary to provide a suction mechanism for decomposed products, and the processing operation is complicated because it is necessary to control the angle of the optical axis of the laser beam. There was a problem of doing.

そこで、本発明は、着色を防止しつつ加工物を簡便に製造することが可能なレーザー加工技術を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a laser processing technique capable of easily producing a processed product while preventing coloring.

本発明者は、上記課題を解決することを目的として鋭意検討を行った。そして、本発明者は、高分子材料からなる積層体を被加工物としたレーザー加工において、所望の加工物の寸法よりも大きい寸法の中間加工物を被加工物から切り出す第1のレーザー加工工程の後に、中間加工物を所望の寸法の加工物にする第2のレーザー加工工程を行い、且つ、第1のレーザー加工工程のレーザー光のエネルギー密度と第2のレーザー加工工程のレーザー光のエネルギー密度とが所定の関係を満たすようにすれば、着色を防止しつつ加工物を簡便に製造し得ることを見出し、本発明を完成させた。 The present inventor has conducted diligent studies for the purpose of solving the above problems. Then, the present inventor has a first laser processing step of cutting out an intermediate work piece having a size larger than a desired work piece size from the work piece in laser processing using a laminate made of a polymer material as a work piece. After that, a second laser processing step of converting the intermediate work piece into a work piece having a desired size is performed, and the energy density of the laser light of the first laser processing step and the energy of the laser light of the second laser processing step are performed. The present invention has been completed by finding that a processed product can be easily produced while preventing coloring if the density satisfies a predetermined relationship.

即ち、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の加工物の製造方法は、高分子材料からなる積層体をレーザー加工して加工物を製造する方法であって、前記積層体に対してレーザー光を第1のエネルギー密度で照射し、前記加工物の設計寸法よりも大きい寸法の中間加工物を切り出す第1のレーザー加工工程と、前記中間加工物に対してレーザー光を第2のエネルギー密度で照射し、前記加工物を得る第2のレーザー加工工程とを含み、前記第2のエネルギー密度が前記第1のエネルギー密度の0.55倍以上0.90倍以下であることを特徴とする。このように、加工物の設計寸法よりも大きい寸法の中間加工物を切り出した後、第2のエネルギー密度のレーザー光でレーザー加工を行って加工物とすれば、着色を防止しつつ加工物を簡便に製造することができる。
なお、本発明において、レーザー光の「エネルギー密度」は、下記の式を用いて求めることができる。
エネルギー密度[J/mm3]=レーザー光の出力[W]/(レーザー光の照射幅[mm]×被加工物の厚み[mm]×レーザー光の走査速度[mm/秒])
That is, the present invention aims to advantageously solve the above problems, and the method for producing a processed product of the present invention is a method for producing a processed product by laser processing a laminate made of a polymer material. The first laser processing step of irradiating the laminated body with a laser beam at a first energy density to cut out an intermediate work piece having a size larger than the design size of the work piece, and the intermediate work piece. The second energy density includes a second laser processing step of irradiating the object with a laser beam at a second energy density to obtain the processed product, and the second energy density is 0.55 times or more 0 than the first energy density. It is characterized by being 90 times or less. In this way, if an intermediate work piece having a size larger than the design size of the work piece is cut out and then laser-processed with a laser beam having a second energy density to obtain a work piece, the work piece can be produced while preventing coloring. It can be easily manufactured.
In the present invention, the "energy density" of the laser beam can be obtained by using the following formula.
Energy density [J / mm 3 ] = Laser light output [W] / (Laser light irradiation width [mm] x Work thickness [mm] x Laser light scanning speed [mm / sec])

ここで、本発明の加工物の製造方法は、前記中間加工物の切断縁と、前記加工物の設計寸法位置との間の距離が、0.05mm以上0.45mm以下であることが好ましい。中間加工物の切断縁と加工物の設計寸法位置との間の距離が上記範囲内であれば、加工物の着色を良好に防止しつつ、寸法精度に優れる加工物を簡便に得ることができる。 Here, in the method for manufacturing a work piece of the present invention, it is preferable that the distance between the cut edge of the intermediate work piece and the design dimensional position of the work piece is 0.05 mm or more and 0.45 mm or less. When the distance between the cut edge of the intermediate work piece and the design dimensional position of the work piece is within the above range, it is possible to easily obtain a work piece having excellent dimensional accuracy while satisfactorily preventing coloring of the work piece. ..

また、本発明の加工物の製造方法は、前記レーザー光として、炭酸ガスレーザー、エキシマレーザーおよびYAGレーザーからなる群より選択される少なくとも1種を使用することが好ましい。炭酸ガスレーザー、エキシマレーザーまたはYAGレーザーを使用すれば、被加工物である積層体および中間加工物を良好にレーザー加工することができる。 Further, in the method for producing a processed product of the present invention, it is preferable to use at least one selected from the group consisting of a carbon dioxide gas laser, an excimer laser and a YAG laser as the laser light. If a carbon dioxide laser, an excimer laser, or a YAG laser is used, the laminated body and the intermediate work piece to be worked can be satisfactorily laser-machined.

そして、本発明の加工物の製造方法は、前記第2のレーザー加工工程では、前記中間加工物の両面に前記レーザー光を照射することが好ましい。中間加工物の両面にレーザー光を照射すれば、加工物の寸法精度を更に高めることができる。 Then, in the method for producing a processed product of the present invention, it is preferable to irradiate both surfaces of the intermediate processed product with the laser beam in the second laser processing step. By irradiating both sides of the intermediate work piece with laser light, the dimensional accuracy of the work piece can be further improved.

本発明によれば、着色が防止された加工物を簡便に製造することができる。 According to the present invention, a processed product in which coloring is prevented can be easily produced.

本発明の加工物の製造方法の一例に従い加工物を製造する過程を説明する図であり、(a)は平面図であり、(b)は断面図である。It is a figure explaining the process of manufacturing a processed product according to an example of the manufacturing method of the processed product of this invention, (a) is a plan view, and (b) is a sectional view. 本発明の加工物の製造方法の他の例に従い加工物を複数製造する場合について、中間加工物の切断縁の位置と、加工物の設計寸法位置との関係を説明する平面図である。It is a top view explaining the relationship between the position of the cutting edge of an intermediate work piece and the design dimension position of a work piece in the case of manufacturing a plurality of work pieces according to another example of the work piece manufacturing method of this invention. 本発明の加工物の製造方法の別の例に従い加工物を製造する場合について、中間加工物の切断縁の位置と、加工物の設計寸法位置との関係を説明する平面図である。It is a top view explaining the relationship between the position of the cutting edge of an intermediate work piece and the design dimension position of a work piece in the case of manufacturing a work piece according to another example of the work piece manufacturing method of this invention.

以下、図面を参照しつつ、本発明の加工物の製造方法について説明する。なお、各図面においては、理解を容易にするため、一部の構成の寸法を拡大または縮小して示している。 Hereinafter, the method for producing the processed product of the present invention will be described with reference to the drawings. In each drawing, the dimensions of some configurations are enlarged or reduced for ease of understanding.

(加工物の製造方法)
本発明の加工物の製造方法は、高分子材料からなる積層体をレーザー加工して加工物を製造する方法であり、特に限定されることなく、色素増感太陽電池等の電気・電子機器、偏光板等の光学素子、並びに、位相差フィルム、偏光フィルム、反射防止フィルムおよび輝度向上フィルム等の光学フィルムなどの積層構造を有する加工物を製造する際に用いることができる。
(Manufacturing method of processed products)
The method for producing a processed product of the present invention is a method for producing a processed product by laser processing a laminate made of a polymer material, and is not particularly limited, and is an electric / electronic device such as a dye-sensitized solar cell. It can be used when manufacturing an optical element such as a polarizing plate and a processed product having a laminated structure such as an optical film such as a retardation film, a polarizing film, an antireflection film and a brightness improving film.

そして、本発明の加工物の製造方法は、被加工物である積層体に対してレーザー光を第1のエネルギー密度で照射し、加工物の設計寸法よりも大きい寸法の中間加工物を切り出す第1のレーザー加工工程と、第1のレーザー加工工程で得られた中間加工物に対し、第1のエネルギー密度の0.55倍以上0.90倍以下である第2のエネルギー密度でレーザー光を照射し、加工物を得る第2のレーザー加工工程とを含むことを特徴とする。 Then, in the method for manufacturing a work piece of the present invention, a laser beam is applied to a laminate to be a work piece at a first energy density, and an intermediate work piece having a size larger than the design size of the work piece is cut out. Laser light is applied at a second energy density of 0.55 times or more and 0.90 times or less of the first energy density with respect to the intermediate work piece obtained in the first laser processing step and the first laser processing step. It is characterized by including a second laser processing step of irradiating and obtaining a processed product.

ここで、通常、高分子材料からなる積層体をレーザー加工により切断した場合、積層体の加工面側(レーザー光の照射面側)の切断部周辺は、分解物の付着などにより着色(例えば、黄変等)する。そして、着色の度合いは、照射するレーザー光のエネルギー密度が大きいほど大きくなる。しかし、本発明の加工物の製造方法では、第1のレーザー加工工程において加工物の設計寸法よりも大きい寸法の中間加工物を切り出した後、第2のレーザー加工工程において第1のレーザー加工工程よりも低エネルギー密度のレーザー光を用いて切断部の周辺(着色している部分)を除去し、加工物を得ているので、黄変などの着色の発生を抑制することができる。 Here, when a laminate made of a polymer material is usually cut by laser processing, the periphery of the cut portion on the processed surface side (laser light irradiation surface side) of the laminate is colored (for example, by adhesion of decomposition products). Yellowing, etc.). The degree of coloring increases as the energy density of the irradiated laser beam increases. However, in the method for manufacturing a workpiece of the present invention, after cutting out an intermediate workpiece having a size larger than the design dimension of the workpiece in the first laser machining step, the first laser machining step in the second laser machining step. Since the periphery of the cut portion (colored portion) is removed by using a laser beam having a lower energy density than that of the laser beam to obtain a processed product, it is possible to suppress the occurrence of coloring such as yellowing.

<第1のレーザー加工工程>
第1のレーザー加工工程では、例えば図1(a)に平面図を示し、図1(b)に積層体の厚み方向に沿う断面図を示すように、図示例では3層の高分子材料層11〜13を積層してなる積層体10に対してレーザー光を第1のエネルギー密度で照射し、加工物30の設計寸法よりも大きい寸法の中間加工物20を切り出す。具体的には、第1のレーザー加工工程では、図1では加工物30の設計寸法位置P2よりも外側に位置する切断位置P1で積層体10を切断し、加工物30の設計寸法よりも大きい中間加工物20を切り出す。
<First laser processing process>
In the first laser processing step, for example, FIG. 1 (a) shows a plan view, and FIG. 1 (b) shows a cross-sectional view along the thickness direction of the laminated body. The laminated body 10 formed by laminating 11 to 13 is irradiated with laser light at the first energy density, and the intermediate work piece 20 having a size larger than the design size of the work piece 30 is cut out. Specifically, in the first laser machining step, the laminate 10 is cut at the cutting position P1 located outside the design dimension position P2 of the workpiece 30 in FIG. 1, which is larger than the design dimension of the workpiece 30. Cut out the intermediate work piece 20.

[積層体]
ここで、被加工物である積層体としては、高分子材料の層を2層以上有する任意の積層体を用いることができる。具体的には、積層体としては、ポリカーボネート樹脂、環状オレフィン樹脂、天然ゴム、ポリエチレンナフタレート樹脂(PEN)、アクリル樹脂(PMMA)、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹脂などの高分子材料を含む層を2層以上有する積層体を用いることができる。中でも、積層体としては、ポリカーボネート樹脂層を有する積層体を用いることが好ましく、2層のポリカーボネート樹脂層の間に紫外線硬化型樹脂層を含む1層以上の高分子材料層を介在させてなる積層体を用いることがより好ましい。
なお、積層体は、高分子材料の層の間に電子デバイスなどの任意の部材が介在しているものであってもよい。また、積層体の厚みは、特に限定されるものではないが、0.5mm以上2mm以下であることが好ましい。
[Laminate]
Here, as the laminate to be processed, any laminate having two or more layers of a polymer material can be used. Specifically, the laminate includes two layers containing a polymer material such as a polycarbonate resin, a cyclic olefin resin, a natural rubber, a polyethylene naphthalate resin (PEN), an acrylic resin (PMMA), an epoxy resin, and a polystyrene resin. The laminate having the above can be used. Among them, as the laminate, it is preferable to use a laminate having a polycarbonate resin layer, and the laminate is formed by interposing one or more polymer material layers including an ultraviolet curable resin layer between the two polycarbonate resin layers. It is more preferable to use the body.
The laminated body may have an arbitrary member such as an electronic device interposed between the layers of the polymer material. The thickness of the laminated body is not particularly limited, but is preferably 0.5 mm or more and 2 mm or less.

[レーザー光]
レーザー光としては、積層体を切断可能なものであれば特に限定されることなく、任意のレーザー光を用いることができる。
中でも、積層体を良好にレーザー加工する観点からは、レーザー光としては、炭酸ガスレーザー、エキシマレーザーおよびYAGレーザーからなる群より選択される少なくとも1種を使用することが好ましい。
[Laser light]
The laser light is not particularly limited as long as it can cut the laminated body, and any laser light can be used.
Above all, from the viewpoint of satisfactorily laser processing the laminated body, it is preferable to use at least one selected from the group consisting of carbon dioxide gas laser, excimer laser and YAG laser as the laser light.

ここで、レーザー光の出力は、特に限定されることなく、例えば100W以上300W以下とすることが好ましい。
また、レーザー光の発振周波数は、1kHz以上20kHz以下とすることが好ましい。
更に、レーザー光の照射幅(レーザー光径)は、特に限定されることなく、例えば、0.1mm以上2mm以下とすることが好ましい。
上述した性状を有するレーザー光を使用すれば、積層体から中間加工物を良好に切り出すことができる。
Here, the output of the laser light is not particularly limited, and is preferably 100 W or more and 300 W or less, for example.
The oscillation frequency of the laser beam is preferably 1 kHz or more and 20 kHz or less.
Further, the irradiation width (laser light diameter) of the laser light is not particularly limited, and is preferably 0.1 mm or more and 2 mm or less, for example.
By using the laser beam having the above-mentioned properties, the intermediate work piece can be satisfactorily cut out from the laminated body.

また、レーザー光の走査速度は、特に限定されることなく、100mm/秒以上とすることが好ましく、150mm/秒以上とすることがより好ましく、500mm/秒以下とすることが好ましく、250mm/秒以下とすることがより好ましい。レーザー光の走査速度が上記範囲内であれば、着色を抑制しつつ積層体から中間加工物を良好に切り出すことができる。
なお、積層体にレーザー光を照射する方向は、任意の方向とすることができる。
The scanning speed of the laser beam is not particularly limited, and is preferably 100 mm / sec or more, more preferably 150 mm / sec or more, preferably 500 mm / sec or less, and 250 mm / sec. The following is more preferable. When the scanning speed of the laser beam is within the above range, the intermediate work piece can be satisfactorily cut out from the laminated body while suppressing coloring.
The direction of irradiating the laminated body with the laser beam can be any direction.

そして、第1のレーザー加工工程におけるレーザー光のエネルギー密度(第1のエネルギー密度)は、0.8J/mm3以上であることが好ましく、0.9J/mm3以上であることがより好ましく、2.0J/mm3以下であることが好ましく、1.5J/mm3以下であることがより好ましい。第1のエネルギー密度が上記下限値以上であれば、積層体から中間加工物を良好に切り出すことができる。また、第1のエネルギー密度が上記上限値以下であれば、加工物の着色を十分に抑制することができる。 Then, the laser light energy density of the first laser processing step (the first energy density) is preferably 0.8 J / mm 3 or more, more preferably 0.9 J / mm 3 or more, It is preferably 2.0 J / mm 3 or less, and more preferably 1.5 J / mm 3 or less. When the first energy density is equal to or higher than the above lower limit value, the intermediate work piece can be satisfactorily cut out from the laminated body. Further, when the first energy density is not more than the above upper limit value, coloring of the processed product can be sufficiently suppressed.

[中間加工物]
積層体から切り出された中間加工物は、加工物の設計寸法よりも大きい寸法を有する。
[Intermediate work]
The intermediate work piece cut out from the laminate has a size larger than the design size of the work piece.

ここで、中間加工物の寸法は、加工物となる部分(図1では設計寸法位置P2よりも内側)が着色しない寸法であれば、特に限定されない。中でも、中間加工物の切断縁と、加工物の設計寸法位置との間の距離(図1では、中間加工物20の切断縁となる切断位置P1と、加工物30の設計寸法位置P2との間の距離d)は、0.05mm以上0.45mm以下であることが好ましい。上述した距離が上記下限値以上であれば、第1のレーザー加工工程において中間加工物を切り出す際に着色した部分を第2のレーザー加工工程において確実に除去することができる。また、上述した距離が上記上限値以下であれば、第2のレーザー加工工程を経て得られる加工物の寸法が、所望の設計寸法よりも大きくなるのを抑制し、形状精度に優れる加工物を得ることができる。 Here, the dimensions of the intermediate workpiece are not particularly limited as long as the portion to be the workpiece (inside the design dimension position P2 in FIG. 1) is not colored. Above all, the distance between the cutting edge of the intermediate workpiece and the design dimensional position of the workpiece (in FIG. 1, the cutting position P1 which is the cutting edge of the intermediate workpiece 20 and the design dimensional position P2 of the workpiece 30 The distance d) between them is preferably 0.05 mm or more and 0.45 mm or less. When the above-mentioned distance is equal to or more than the above lower limit value, the colored portion when cutting out the intermediate workpiece in the first laser machining step can be reliably removed in the second laser machining step. Further, when the above-mentioned distance is equal to or less than the above upper limit value, it is possible to prevent the size of the work piece obtained through the second laser machining step from becoming larger than the desired design size, and to obtain a work piece having excellent shape accuracy. Obtainable.

また、中間加工物の形状は、平面視における切断縁の形状と、加工物の設計形状(設計寸法位置の形状)とが相似形となる形状であることが好ましい。 Further, the shape of the intermediate work piece is preferably a shape in which the shape of the cut edge in a plan view and the design shape of the work piece (shape at the design dimension position) are similar to each other.

<第2のレーザー加工工程>
第2のレーザー加工工程では、例えば図1(a),(b)に示すように、第1のレーザー加工工程で得られた中間加工物20に対し、所定の大きさのエネルギー密度(第2のエネルギー密度)でレーザー光を照射し、加工物30を得る。
具体的には、第2のレーザー加工工程では、中間加工物20の、切断縁P1と、加工物の設計寸法位置P2との間に位置する部分の少なくとも一部にレーザー光を照射して当該部分を除去し、加工物30を得る。なお、第2のレーザー加工工程におけるレーザー光の照射は、中間加工物20の一方の表面のみに対して行ってもよいし、両面に対して行ってもよいが、少なくとも第1のレーザー加工工程でレーザー光を照射した側から照射することが好ましい。
<Second laser processing process>
In the second laser machining step, for example, as shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), the energy density (second) of a predetermined magnitude is relative to the intermediate workpiece 20 obtained in the first laser machining step. (Energy density of) is irradiated with a laser beam to obtain a work piece 30.
Specifically, in the second laser machining step, at least a part of the intermediate workpiece 20 located between the cutting edge P1 and the design dimension position P2 of the workpiece is irradiated with laser light. The portion is removed to obtain the work piece 30. The laser light irradiation in the second laser processing step may be performed on only one surface of the intermediate work piece 20 or on both sides, but at least the first laser processing step. It is preferable to irradiate from the side irradiated with the laser beam.

[レーザー光]
ここで、レーザー光としては、中間加工物の一部を除去して加工物とすることが可能なものであれば特に限定されることなく、任意のレーザー光を用いることができる。
中でも、中間加工物を良好にレーザー加工する観点からは、レーザー光としては、炭酸ガスレーザー、エキシマレーザーおよびYAGレーザーからなる群より選択される少なくとも1種を使用することが好ましい。
なお、第2のレーザー加工工程で使用するレーザー光の種類は、第1のレーザー加工工程と同一であってもよいし、異なっていてもよい。
[Laser light]
Here, as the laser light, any laser light can be used as long as it is possible to remove a part of the intermediate work piece to obtain a work piece.
Above all, from the viewpoint of satisfactorily laser processing the intermediate processed product, it is preferable to use at least one selected from the group consisting of carbon dioxide gas laser, excimer laser and YAG laser as the laser light.
The type of laser light used in the second laser processing step may be the same as or different from that in the first laser processing step.

ここで、レーザー光の出力は、特に限定されることなく、例えば100W以上300W以下とすることが好ましい。
また、レーザー光の発振周波数は、1kHz以上20kHz以下とすることが好ましい。
更に、レーザー光の照射幅(レーザー光径)は、特に限定されることなく、例えば、0.1mm以上2mm以下とすることが好ましい。
上述した性状を有するレーザー光を使用すれば、加工物の着色を抑制しつつ中間加工物を良好に加工することができる。
Here, the output of the laser light is not particularly limited, and is preferably 100 W or more and 300 W or less, for example.
The oscillation frequency of the laser beam is preferably 1 kHz or more and 20 kHz or less.
Further, the irradiation width (laser light diameter) of the laser light is not particularly limited, and is preferably 0.1 mm or more and 2 mm or less, for example.
By using the laser beam having the above-mentioned properties, it is possible to satisfactorily process the intermediate processed product while suppressing the coloring of the processed product.

また、レーザー光の走査速度は、特に限定されることなく、100mm/秒以上とすることが好ましく、250mm/秒以上とすることがより好ましく、500mm/秒以下とすることが好ましく、350mm/秒以下とすることがより好ましい。レーザー光の走査速度が上記範囲内であれば、着色を抑制しつつ中間加工物から加工物を良好に得ることができる。
なお、中間加工物にレーザー光を照射する方向は、任意の方向とすることができる。
The scanning speed of the laser beam is not particularly limited, and is preferably 100 mm / sec or more, more preferably 250 mm / sec or more, preferably 500 mm / sec or less, and 350 mm / sec. The following is more preferable. When the scanning speed of the laser beam is within the above range, it is possible to obtain a work piece from the intermediate work piece satisfactorily while suppressing coloring.
The direction of irradiating the intermediate work piece with the laser beam can be any direction.

そして、第2のレーザー加工工程におけるレーザー光のエネルギー密度(第2のエネルギー密度)は、第1のエネルギー密度の0.55倍以上であることが必要であり、0.60倍以上であることが好ましく、0.90倍以下であることが必要であり、0.80倍以下であることが好ましい。第2のエネルギー密度の大きさが上記下限以上であれば、中間加工物の切断縁と加工物の設計寸法位置との間に位置する着色部分を十分に除去し、着色が防止された加工物を得ることができる。また、第2のエネルギー密度の大きさが上記上限以下であれば、第2のレーザー加工工程におけるレーザー光の照射により加工物が着色するのを防止することができる。 The energy density of the laser beam (second energy density) in the second laser processing step needs to be 0.55 times or more of the first energy density, and is 0.60 times or more. Is preferable, and it is necessary that it is 0.90 times or less, and it is preferable that it is 0.80 times or less. When the magnitude of the second energy density is equal to or higher than the above lower limit, the colored portion located between the cut edge of the intermediate workpiece and the design dimensional position of the workpiece is sufficiently removed to prevent coloring. Can be obtained. Further, when the magnitude of the second energy density is equal to or less than the above upper limit, it is possible to prevent the workpiece from being colored by the irradiation of the laser beam in the second laser machining step.

なお、第2のエネルギー密度は、0.55J/mm3以上であることが好ましく、0.60J/mm3以上であることがより好ましく、1.0J/mm3以下であることが好ましく、0.8J/mm3以下であることがより好ましい。第2のエネルギー密度が上記範囲内であれば、加工物の着色をより確実に防止することができる。 The second energy density is preferably at 0.55 J / mm 3 or more, preferably more preferably 0.60J / mm 3 or more and 1.0 J / mm 3 or less, 0 More preferably, it is 8.8 J / mm 3 or less. When the second energy density is within the above range, coloring of the work piece can be prevented more reliably.

[加工物]
第2のレーザー加工工程で得られる加工物の寸法は、設計寸法と同じであることが好ましいが、設計寸法と異なっていてもよい。
具体的には、例えば第2のレーザー加工工程において中間加工物の一方の表面側のみからレーザー光を照射した場合には、加工物は、レーザー光を照射した側とは反対側にレーザー光の照射により除去しきれなかった部分を有していてもよい。
なお、第2のレーザー加工工程においてレーザー光の照射により除去しきれなかった部分が発生するのを抑制し、形状精度に優れる加工物を得る観点からは、第2のレーザー加工工程では、中間加工物の両面にレーザー光を照射することが好ましい。
また、加工物の寸法と設計寸法との差は、100μm以下であることが好ましい。
[Processed product]
The dimensions of the workpiece obtained in the second laser machining step are preferably the same as the design dimensions, but may be different from the design dimensions.
Specifically, for example, when the laser beam is irradiated from only one surface side of the intermediate workpiece in the second laser processing step, the workpiece is irradiated with the laser beam on the side opposite to the side irradiated with the laser beam. It may have a portion that cannot be completely removed by irradiation.
In the second laser processing step, intermediate processing is performed in the second laser processing step from the viewpoint of suppressing the occurrence of a portion that cannot be completely removed by irradiation with the laser light and obtaining a processed product having excellent shape accuracy. It is preferable to irradiate both sides of the object with laser light.
Further, the difference between the size of the work piece and the design size is preferably 100 μm or less.

以上、図1を参照しつつ本発明の加工物の製造方法について説明したが、本発明の加工物の製造方法は図1に示す例に限定されるものではない。具体的には、本発明の加工物の製造方法では、例えば図2に示すように1つの積層体から複数(図示例では2つ)の加工物を製造してもよい。また、図1および図2では加工物となる部分が設計寸法位置P2よりも内側である場合を示したが、積層体中の加工物となる部分は、例えば図3に示すように、設計寸法位置P2よりも外側の部分であってもよい。この場合、切断位置P1は設計寸法位置P2よりも内側に位置することとなる。 Although the method for producing the processed product of the present invention has been described above with reference to FIG. 1, the method for producing the processed product of the present invention is not limited to the example shown in FIG. Specifically, in the method for producing a processed product of the present invention, for example, as shown in FIG. 2, a plurality of (two in the illustrated example) processed products may be produced from one laminated body. Further, in FIGS. 1 and 2, the case where the portion to be the workpiece is inside the design dimension position P2 is shown, but the portion to be the workpiece in the laminated body has the design dimensions as shown in FIG. 3, for example. It may be a portion outside the position P2. In this case, the cutting position P1 is located inside the design dimension position P2.

以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明をさらに詳細に説明する。なお、本発明はこれらの例に何ら限定されるものではない。実施例及び比較例において、加工物の形状精度および着色の有無は、以下のようにして評価した。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples. The present invention is not limited to these examples. In Examples and Comparative Examples, the shape accuracy of the work piece and the presence or absence of coloring were evaluated as follows.

<加工物の形状精度>
得られた加工物の実際の寸法D1を測定し、設計寸法D2との差の絶対値を算出した。そして、以下の基準に従って評価した。
〇:差の絶対値が0.1mm以下
△:差の絶対値が0.1mm超
×:積層体が切断できず加工物が得られなかった
<着色の有無>
得られた加工物の表面を目視で観察し、着色(黄変)の有無を以下の基準に従って評価した。
〇:黄変なし
×:黄変あり
<Shape accuracy of the work piece>
The actual size D1 of the obtained work piece was measured, and the absolute value of the difference from the design size D2 was calculated. Then, it was evaluated according to the following criteria.
〇: Absolute value of difference is 0.1 mm or less Δ: Absolute value of difference is more than 0.1 mm ×: The laminate could not be cut and a work piece could not be obtained <Presence or absence of coloring>
The surface of the obtained processed product was visually observed, and the presence or absence of coloring (yellowing) was evaluated according to the following criteria.
〇: No yellowing ×: With yellowing

(実施例1)
被加工物として、厚み350μmのポリカーボネート樹脂からなる層と、厚み300μmのポリエチレンナフタレート樹脂からなる層と、厚み350μmのポリカーボネート樹脂からなる層とをこの順で積層してなる平面視矩形状の積層体(合計厚み:1mm)を準備した。そして、積層体に対して表1に示す条件でレーザー光を照射し、図1(a)に示すような平面視形状の中間加工物を切り出した(第1のレーザー加工工程)。
次に、得られた中間加工物に対し、表1に示す条件でレーザー光を照射して図1(a)に示すような平面視形状の加工物を得た(第2のレーザー加工工程)。具体的には、中間加工物の切断縁P1と加工物の設計寸法位置P2との間にレーザー光を照射して加工物を得た。
そして、加工物の形状精度および着色の有無を評価した。結果を表1に示す。
なお、第1のレーザー加工工程および第2のレーザー加工工程では、CO2レーザー照射装置(レーザー波長:10.6μm、レーザ走査方式:ガルバノスキャナおよびステージ、最高出力:300W、周波数:〜200kHz)を使用した。
(Example 1)
As a work piece, a layer made of a polycarbonate resin having a thickness of 350 μm, a layer made of a polyethylene naphthalate resin having a thickness of 300 μm, and a layer made of a polycarbonate resin having a thickness of 350 μm are laminated in this order in a rectangular shape in a plan view. A body (total thickness: 1 mm) was prepared. Then, the laminated body was irradiated with laser light under the conditions shown in Table 1, and an intermediate work piece having a plan view shape as shown in FIG. 1A was cut out (first laser processing step).
Next, the obtained intermediate work piece was irradiated with laser light under the conditions shown in Table 1 to obtain a work piece having a plan view shape as shown in FIG. 1 (a) (second laser processing step). .. Specifically, a work piece was obtained by irradiating a laser beam between the cutting edge P1 of the intermediate work piece and the design dimension position P2 of the work piece.
Then, the shape accuracy of the work piece and the presence or absence of coloring were evaluated. The results are shown in Table 1.
In the first laser processing step and the second laser processing step, a CO 2 laser irradiation device (laser wavelength: 10.6 μm, laser scanning method: galvano scanner and stage, maximum output: 300 W, frequency: ~ 200 kHz) is used. used.

(実施例2〜5)
第1のレーザー加工工程および/または第2のレーザー加工工程のレーザー光の照射条件を表1に示すように変更した以外は実施例1と同様にして加工物を製造した。そして、実施例1と同様にして評価を行った。結果を表1に示す。
(Examples 2 to 5)
A workpiece was produced in the same manner as in Example 1 except that the laser beam irradiation conditions of the first laser machining step and / or the second laser machining step were changed as shown in Table 1. Then, the evaluation was performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(比較例1〜2)
第2のレーザー加工工程のレーザー光の照射条件を表1に示すように変更した以外は実施例1と同様にして加工物を製造した。そして、実施例1と同様にして評価を行った。結果を表1に示す。
(Comparative Examples 1-2)
A processed product was produced in the same manner as in Example 1 except that the laser beam irradiation conditions in the second laser processing step were changed as shown in Table 1. Then, the evaluation was performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(比較例3)
第1のレーザー加工工程のレーザー光の照射条件を表1に示すように変更し、第2のレーザー加工工程を実施しなかった以外は実施例1と同様にして加工物を製造した。そして、実施例1と同様にして評価を行った。結果を表1に示す。
(Comparative Example 3)
The laser beam irradiation conditions of the first laser machining step were changed as shown in Table 1, and the workpiece was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the second laser machining step was not carried out. Then, the evaluation was performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

Figure 2021053682
Figure 2021053682

表1より、実施例1〜5では、着色が防止された加工物が簡便に得られることが分かる。また、実施例1〜4では、距離dの大きい実施例5よりも形状精度に優れる加工物が得られることが分かる。更に、表1より、第1のエネルギー密度に対する第2のエネルギー密度の比が大きい比較例1、第1のエネルギー密度に対する第2のエネルギー密度の比が小さい比較例2、および、第2のレーザー加工工程を実施しなかった比較例3では、加工物の着色が防止できないことが分かる。 From Table 1, it can be seen that in Examples 1 to 5, a processed product in which coloring is prevented can be easily obtained. Further, it can be seen that in Examples 1 to 4, a work piece having a shape accuracy superior to that in Example 5 having a large distance d can be obtained. Further, from Table 1, Comparative Example 1 in which the ratio of the second energy density to the first energy density is large, Comparative Example 2 in which the ratio of the second energy density to the first energy density is small, and the second laser. It can be seen that in Comparative Example 3 in which the processing step was not carried out, coloring of the processed product could not be prevented.

本発明によれば、着色が防止された加工物を簡便に製造することができる。 According to the present invention, a processed product in which coloring is prevented can be easily produced.

10 積層体
11〜13 高分子材料層
20 中間加工物
30 加工物
P1 切断位置(中間加工物の切断縁)
P2 設計寸法位置
10 Laminates 11 to 13 Polymer material layer 20 Intermediate work piece 30 Work piece P1 Cutting position (cutting edge of intermediate work piece)
P2 Design dimension position

Claims (4)

高分子材料からなる積層体をレーザー加工して加工物を製造する方法であって、
前記積層体に対してレーザー光を第1のエネルギー密度で照射し、前記加工物の設計寸法よりも大きい寸法の中間加工物を切り出す第1のレーザー加工工程と、
前記中間加工物に対してレーザー光を第2のエネルギー密度で照射し、前記加工物を得る第2のレーザー加工工程と、
を含み、
前記第2のエネルギー密度が前記第1のエネルギー密度の0.55倍以上0.90倍以下である、加工物の製造方法。
It is a method of manufacturing a work piece by laser processing a laminate made of a polymer material.
A first laser processing step of irradiating the laminate with a laser beam at a first energy density and cutting out an intermediate work piece having a size larger than the design size of the work piece.
A second laser processing step of irradiating the intermediate work piece with laser light at a second energy density to obtain the work piece, and
Including
A method for producing a processed product, wherein the second energy density is 0.55 times or more and 0.90 times or less the first energy density.
前記中間加工物の切断縁と、前記加工物の設計寸法位置との間の距離が、0.05mm以上0.45mm以下である、請求項1に記載の加工物の製造方法。 The method for manufacturing a work piece according to claim 1, wherein the distance between the cut edge of the intermediate work piece and the design dimensional position of the work piece is 0.05 mm or more and 0.45 mm or less. 前記レーザー光として、炭酸ガスレーザー、エキシマレーザーおよびYAGレーザーからなる群より選択される少なくとも1種を使用する、請求項1または2に記載の加工物の製造方法。 The method for producing a processed product according to claim 1 or 2, wherein at least one selected from the group consisting of a carbon dioxide gas laser, an excimer laser, and a YAG laser is used as the laser light. 前記第2のレーザー加工工程では、前記中間加工物の両面に前記レーザー光を照射する、請求項1〜3のいずれかに記載の加工物の製造方法。 The method for producing a processed product according to any one of claims 1 to 3, wherein in the second laser processing step, both surfaces of the intermediate processed product are irradiated with the laser beam.
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