JP3854822B2 - Beam processing method and apparatus, and touch panel substrate manufacturing method - Google Patents

Beam processing method and apparatus, and touch panel substrate manufacturing method Download PDF

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パルスレーザービーム等のパルス状のエネルギービームを用いて樹脂、セラミック、金属等の加工対象物を加工するビーム加工方法及びその装置、並びにタッチパネル基板の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種のビーム加工方法として、Qスイッチを有するYAGレーザから出射されるパルス状のレーザービームを用い、加工対象物であるワークを切断したり穴開けしたりする加工方法が知られている。このビーム加工方法では、XYテーブル上にワークをセットし、各加工要素について、パルス状のレーザービームの照射方向と交差する方向にワークを移動させながら、ワークに各パルス状のレーザビームを連続的に照射していく。このレーザビームの照射は、隣り合う照射スポット同士の重なり合いの程度(ラップ率)が一定になるように、照射スポットLsのピッチを一定に維持するように行われる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来のビーム加工方法を用いて所定の長さを有する加工要素を加工する場合、上記照射スポットLsのピッチPがある一定の値に設定されているため、加工部分が狙いの領域からはみ出してしまったり、逆に加工部分の長さが足りなかったりするという問題があった。例えば、図14に示すように、照射スポットLsを図中の矢印方向に相対移動させながらレーザビームを一定のピッチPで照射することによりライン状の加工要素を加工する場合がある。この場合に、加工要素の設計上の長さLdと照射スポットLsのピッチPがうまく対応していないと、実際に加工される加工部分の長さLmが設計上の長さLdよりも長くなってしまい、狙いの加工ができないおそれがあった。
【0006】
なお、以上のような問題は、パルス状のエネルギービームとしてレーザービームを用いるビーム加工方法及びその装置において発生するものであるが、電子ビームや荷電粒子ビームなどの他のエネルギービームを用いるビーム加工方法及びその装置においても発生し得る。
また、上記問題は、パルス状のエネルギービームの照射ポイントを固定した状態でワークを移動させる場合だけでなく、ワークを固定配置した状態でパルス状のエネルギービームの照射ポイントを走査するように移動させる場合や、パルス状のエネルギービームの照射ポイント及びワークの両者を移動させる場合にも発生し得る。
【0007】
本発明は以上の背景の下でなされたものであり、その目的とするところは、パルス状のエネルギービームを用いて加工する場合に、加工対象物上の加工要素を設計上の狙いの長さで均一に加工できるビーム加工方法及びその装置、並びにタッチパネル基板の製造方法を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、加工制御データに基づいて、ビーム源から繰り返し出射されるパルス状のエネルギービームを加工対象物に照射しながら該加工対象物と該加工対象物に対する該エネルギービームの照射ポイントとを相対移動させることにより該加工対象物を加工するビーム加工方法において、上記加工対象物上に加工される互いに長さが異なる複数種類の加工要素ごとに、該加工要素の実際に加工される加工長が設計上の狙いの長さと一致するように上記エネルギービームの照射スポットのピッチPを計算して求め、上記加工対象物上の加工要素の加工の際には、上記エネルギービームの照射スポットが、その加工要素について上記計算して求めた一定のピッチPで並ぶように、各パルス状のエネルギービームの照射タイミングを制御することを特徴とするものである。
また、請求項の発明は、パルス状のエネルギービームを繰り返し出射するビーム源と、該ビーム源から出射されたエネルギービームを加工対象物に案内して照射するビーム照射手段と、該加工対象物と該加工対象物に対する該エネルギービームの照射ポイントとを相対移動させる相対移動手段と、加工制御データに基づいて該ビーム源及び該相対移動手段を制御する制御手段とを備えたビーム加工装置において、上記加工対象物上に加工される互いに長さが異なる複数種類の加工要素ごとに、該加工要素の実際に加工される加工長が設計上の狙いの長さと一致するように上記エネルギービームの照射スポットのピッチPを計算して求め、上記加工対象物上の加工要素の加工の際には、上記エネルギービームの照射スポットが、その加工要素について上記計算して求めた一定のピッチPで並ぶように、各パルス状のエネルギービームの照射タイミングを制御する照射タイミング制御手段を備えたことを特徴とするものである。
ここで、上記「加工対象物」には、エネルギービームが照射される面が平面のものだけでなく、エネルギービームが照射される面が円筒面などの曲面であるものも含まれる。他の請求項においても同様である。また、所定の長さを有する加工要素としては、有限長からなる直線や曲線などの加工要素のほか、三角形や四角形などの2次元的に比較的広い面積を有する加工要素なども含まれる。
【0009】
請求項1のビーム加工方法及び請求項のビーム加工装置においては、加工対象物上に加工される互いに長さが異なる複数種類の加工要素ごとに、該加工要素の実際に加工される加工長が設計上の狙いの長さと一致するように上記エネルギービームの照射スポットのピッチPを計算して求める。そして、加工対象物上の加工要素の加工の際には、エネルギービームの照射スポットが、その加工要素について上記計算して求めた一定のピッチPで並ぶように、各パルス状のエネルギービームの照射タイミングを制御する。これにより、加工要素の狙いの長さと、実際に加工される部分の長さとを一致させるとともに、加工要素を均一に加工する。
【0022】
請求項の発明は、請求項のビーム加工装置において、上記加工制御データに基づいて、各加工要素について上記ピッチを制御するためのピッチ制御データを生成するピッチ制御データ生成手段を備え、上記照射タイミング制御手段を、該ピッチ制御データ生成手段で生成したピッチ制御データを用いて各パルス状のエネルギービームの照射タイミングを制御するように構成したことを特徴とするものである。
【0023】
請求項のビーム加工装置においては、上記加工制御データに基づいて、各加工要素について上記ピッチを制御するためのピッチ制御データを生成しているので、ビーム加工装置に入力される加工制御データにピッチ制御データが含まれていない場合でも、上記生成したピッチ制御データを用いて各パルス状のエネルギービームの照射タイミングを制御し、加工対象物上の照射スポットのピッチを変えることができる。
【0024】
請求項の発明は、請求項1のビーム加工方法において、上記ビーム源が、Qスイッチを有するYAGレーザであることを特徴とするものである。
また、請求項の発明は、請求項4又は5のビーム加工装置において、上記ビーム源が、Qスイッチを有するYAGレーザであることを特徴とするものである。
【0025】
請求項のビーム加工方法及び請求項のビーム加工装置においては、Qスイッチを介して、エネルギービームの出射タイミングを制御するための繰り返し周波数を比較的広い範囲で変化させた場合でも安定したエネルギービームを得ることができるため、上記エネルギービームの照射タイミングの制御が容易となる。
【0026】
請求項の発明は、請求項1又は2のビーム加工方法において、上記加工対象物が、絶縁性基板上に形成された透明導電膜であり、該透明導電膜の一部をスリット状に除去する加工を行うことを特徴とするものである。
また、請求項の発明は、請求項4、5又は6のビーム加工装置において、上記加工対象物が、絶縁性基板上に形成された透明導電膜であり、該透明導電膜の一部をスリット状に除去する加工を行うことを特徴とするものである。
【0027】
請求項のビーム加工方法及び請求項のビーム加工装置においては、絶縁性基板上の透明導電膜の一部をスリット状に除去する加工の際に、絶縁性基板とエネルギービームの照射ポイントとの間の相対移動の速度が変化する場合でも、上記相対移動の方向においてエネルギービームの各照射スポットが上記計算して求めた一定のピッチPで絶縁性基板上の透明導電膜に照射される。これにより、上記エネルギービームで透明導電膜が除去されたスリットの形状が均一になる。
【0028】
請求項の発明は、絶縁性透明基板上に透明電極が形成されたタッチパネル基板を製造するタッチパネル基板の製造方法であって、絶縁性透明基板の表面に透明導電膜を形成し、次いで、請求項のビーム加工方法を用いて、該絶縁性透明基板上の透明導電膜の一部をスリット状に除去することにより、該絶縁性透明基板上に透明電極を形成することを特徴とするものである。
請求項9の発明は、絶縁性透明基板上に透明電極が形成されたタッチパネル基板を製造するタッチパネル基板の製造方法であって、絶縁性透明基板の表面に透明導電膜を形成し、次いで、請求項7のビーム加工装置を用いて、該絶縁性透明基板上の透明導電膜の一部をスリット状に除去することにより、該絶縁性透明基板上に透明電極を形成することを特徴とするものである。
【0029】
請求項8及び9のタッチパネル基板の製造方法においては、絶縁性透明基板の表面に透明導電膜を形成した後、上記エネルギービームで透明導電膜の一部がスリット状に除去されるので、絶縁透明基板上に形成される透明電極間のスリットの形状が均一になる。
【0030】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、ハイブリッド型のタッチパネルの絶縁性透明基板上に形成された透明導電膜の一部を、スリット状に除去して透明電極を形成する透明導電膜のビーム加工方法及びその装置に適用した実施形態について説明する。
【0031】
図2は、本発明に係るビーム加工装置の概略構成図である。本ビーム加工装置は、パルス状のエネルギービームとしてのパルスレーザ光を繰り返し出射するビーム源としてのYAGレーザ装置1と、YAGレーザ装置1から出射されたパルスレーザ光を加工対象物に案内して照射するビーム照射手段2と、加工対象物と加工対象物に対する該エネルギービームの照射ポイントとを相対移動させる相対移動手段としてのXYテーブル5と、加工制御データに基づいてYAGレーザ装置1及びXYテーブル5を制御する制御手段しての制御システム6とを備えている。
【0032】
上記YAGレーザ発信装置1は、YAGロッド101a及びQスイッチ101bを内蔵したレーザヘッド101と、Qスイッチ101bを駆動するQスイッチ駆動部102と、レーザヘッド101内のYAGロッド101aにレーザ発振用の駆動電流を供給するレーザ電源103とを有している。上記Qスイッチ駆動部102は、制御システム6から送られてきたレーザ制御信号に基づいて、レーザヘッド101内のQスイッチ101bを駆動する。Qスイッチ101bをオンすると、レーザヘッド101から近赤外光(波長λ=1064nm)からなるパルスレーザ光が出射される。上記Qスイッチ駆動部102に入力するパルス状のレーザ制御信号の繰り返し周波数は20Hz〜20kHz(周期=50msec〜0.05msec)の範囲で変化させることができ、また、上記レーザ制御信号のパルス幅は80〜500nsecの範囲で変化させることができる。このQスイッチ駆動部102でレーザヘッド101内のQスイッチ101bを駆動することにより、上記繰り返し周波数が500Hz〜5kHzの範囲内で、レーザヘッド101からパルスレーザ光を出射することができる。
【0033】
上記レーザヘッド101内のYAGロッド101aは、希土類元素のNd(ネオジウム)をドープしたYAG(イットリウム、アルミニウム、ガーネット)結晶であり、フラッシュランプや半導体レーザ等の図示しない励起源で励起される。この励起源は、レーザ電源103から駆動電流が供給されることにより駆動される。
【0034】
上記ビーム照射手段2は、パルスレーザ光をガイドするステップインデックス型の光ファイバ201と、光ファイバ201でガイドされてきたパルスレーザ光を集光して加工対象物に照射するレーザ照射ヘッド202とを用いて構成されている。
【0035】
ITO(インジウム酸化スズ)からなる加工対象物としての透明導電膜4が表面に形成された透明ガラスや透明プラスチック材(例えばPET、ポリカーボネート)からなる透明絶縁性基板3は、XYテーブル5のリニアモータ502(例えば、サーボモータやステッピングモータ)で駆動される載置台501上に、図示しない吸引及び機械的なクランプ機構等によって固定される。この透明絶縁性基板3が固定された載置台501を駆動するリニアモータ502を制御システム6で制御することにより、上記透明導電膜4が形成された透明絶縁性基板3を、上記パルスレーザ光の照射方向に垂直な仮想面内で互いに直交するX方向及びY方向(図中の紙面に垂直な方向)に2次元的に移動させることができる。
【0036】
また、加工速度、XYテーブルの加速度、加工精度をより向上させるために、XYテーブル5については、発泡チタン合金、マグネジウム合金、酸化アルミナ系セラミック、アルミニウム合金などの高強度軽量素材で形成することが好ましい。
【0037】
また、載置台501の内部に貫通孔を形成して軽量化を図ってもよい。この貫通孔は、絶縁性透明基板3と透明導電膜4との一体物がシート状のものである場合の真空チャック用の気流経路を兼ねることもできる。
載置台501については、絶縁性透明基板3の少なくともパルスレーザ光が照射される部分の下側に凹部を形成し、絶縁性透明基板3の下面と載置台501の上面との間の距離をできるだけ長くするように構成することが好ましい。かかる構成により、絶縁性透明基板3を通過して載置台501の表面で反射した反射レーザーが透明導電膜4にあたることによってその加工に悪影響を及ぼすことを抑制することができる。
【0038】
また、本実施形態では、上記XYテーブル5に、移動距離検出パルス信号生成手段としてのリニアスケール503が取り付けられている。このリニアスケール503は、X方向及びY方向の2方向のそれぞれについて設けられ、上記透明絶縁性基板3が載置された載置台501のX方向及びY方向の一定距離の移動ごとに移動距離検出パルス信号を生成する。この移動距離検出パルス信号をカウントすることにより、上記透明絶縁性基板3が載置された載置台501の移動距離がわかる。本実施形態では、この移動距離検出パルス信号に基づいて、上記透明絶縁性基板3が載置された載置台501の移動距離に同期させて各パルスレーザ光の照射タイミングを制御している。
【0039】
本実施形態では、上記リニアスケール503としては、目盛格子が互いに形成されたスケールと走査板とを非接触対向させて組み合わせることにより0.5μm〜1.0μm程度の分解能が得られるもの(例えば、ハイデンハイン株式会社製のオープンタイプ測長システム:商品名)を用いている。ここで、例えばリニアスケール503の分解能が1μmのときは1μmごとに1パルス出力されるので、上記透明絶縁性基板3が載置された載置台501の移動速度が1m/secの場合は、1MHzの周波数(周期=1μsec)で移動距離検出パルス信号が出力される。
なお、上記リニアスケール503は、加工精度や加工速度等の条件に応じて最適なものを適宜選択して用いられる。また、上記移動距離検出パルス信号生成手段は、X方向及びY方向の2方向のそれぞれについて上記透明絶縁性基板3が載置された載置台501の一定距離の移動ごとに移動距離検出パルス信号を生成するものであればよく、上記特定のリニアスケールに限定されるものではない。
【0040】
上記制御システム6は、ビーム加工装置全体を監視するとともに加工制御データとしてのCAM(Computer Aided Manufacturing)データに基づいて各部に制御指令を出す上位コンピュータ装置601と、テーブル駆動制御装置(シーケンサ)602と、同期連動型運転用の制御回路基板603とを用いて構成されている。
【0041】
上記CAMデータは、CAD(Computer Aided Design)のデータに基づいてビーム加工装置の装置パラメータを考慮して生成されたものであり、装置パラメータのデータ、レーザ発射座標データとピッチデータとが組み合わされた照射条件データ、及びテーブル移動座標データを含んでいる。上記装置パラメータのデータは、例えばXYテーブル5の加速度及び減速度、加速減速域の加工の有無、自動ピッチ計算の有無、XYテーブル5の加速減速マージン、加工最低周波数、加工時の最高速度、移動時の最高速度、照射パワー、ビーム径、並びに加工対象物の厚み及びX,Y方向の大きさのデータである。また、上記照射条件データは、例えば各加工要素に対する始点X座標、始点Y座標、終点X座標、終点Y座標およびピッチのデータである。また、上記テーブル移動座標データは、例えば各加工要素に対する移動X座標及び移動Y座標のデータである。
【0042】
ここで、上記CAMデータは、外部のコンピュータ装置で生成したものをビーム加工装置に入力するようにしてもいいし、ビーム加工装置を構成する上位コンピュータ装置601内で生成するようにしてもよい。後者の場合は、上位コンピュータ装置601が、各加工要素について上記ピッチ制御データを生成するピッチ制御データ生成手段としても機能する。
【0043】
上記テーブル駆動制御装置602は、上位コンピュータ装置601から送られてきた制御指令に基づいて、リニアモータ502の駆動を制御するものである。このテーブル駆動制御部602は、例えばリニアモータ502がサーボモータのときはサーボコントローラを用いて構成され、またリニアモータ502がパルスモータのときはパルスコントローラを用いて構成される。
【0044】
図1は、上記制御回路基板603の一構成例を示すブロック図である。この制御回路基板603は、透明導電膜4上に形成される加工要素の種類に応じて、パルスレーザ光が照射される透明導電膜4上の照射スポットのピッチを変えるピッチ可変手段(照射条件可変手段)、特に、加工制御データとしてのCAMデータに基づいて、パルスレーザ光の照射タイミングを制御する照射タイミング制御手段として機能するものである。
【0045】
この制御回路基板603は、CPU603aと、I/Oインタフェース603b、パルスカウンタ603cと、比較回路603dと、パルス幅整形回路603eと、スイッチ回路603fと、図示しないメモリ(RAM、ROM等)を用いて構成されている。
【0046】
上記I/Oインタフェース603bは、CPU603aと外部の上位コンピュータ装置601との間でデータ通信を行うための信号処理を行う。
【0047】
上記パルスカウンタ603cは、リニアスケール503で生成された移動距離検出パルス信号Smのパルス数をカウントする。このパルスカウンタ603cによるカウント値Nmは、比較回路603dにおいてCPU603aから送られてきた基準値Nrefと比較され、両方の値が一致したとき比較回路603dからパルス信号が出力される。上記基準値Nrefは、加工条件に応じて任意に設定することができる。また、上記パルスカウンタ603cに入力される移動距離検出パルス信号Smは、上記XYテーブル5の載置台501の移動方向に応じて切り替えられる。例えば、載置台501をX方向に移動させるときは、X方向用のリニアスケール503から出力される
【0048】
上記パルス幅整形回路603dは、上記比較回路603cから出力された移動距離検出パルス信号Spのパルス幅を上記Qスイッチが動作可能なパルス幅まで広げる回路である。このパルス幅整形回路603dを調整することにより、YAGレーザ装置1から出射されるパルスレーザ光のパルス幅を変更することができる。
【0049】
上記スイッチ回路603eは、CPU603aからの制御指令に基づいて、連続加工と断続加工とを適宜切り替えて実行できるように、パルス幅整形回路603dから上記Qスイッチ駆動部102に出力されるレーザ制御信号をオン/オフ制御する回路である。
【0050】
図3及び図4は、上記構成のビーム加工装置を用いた加工例として図5に示すような透明導電膜4に長さLmが6600μmのX方向に延在する線分形状の加工要素であるスリット4a(X)を形成するときの、上記制御回路基板603の各部の信号の一例を示すタイムチャートである。この図3及び図4は、透明導電膜4上に照射されるパルスレーザ光の照射スポットの半径rが220μm、照射スポットのピッチPが330μm、照射スポットのラップ率αが0.25(=25%)であり、上記リニアスケール503の分解能が0.5μmであって0.5μmごとに一つのパルス信号Smを出力する場合について示している。
【0051】
ここで、上記照射スポットのラップ率αは下記の(1)式で定義される。図6(a)及び(b)はそれぞれラップ率αが0(0%)及び0.25(25%)のときの照射スポットの重なり状態を示している。
また、スリット(加工要素)の長さLm(図14参照)と照射スポットのピッチPとの関係は下記の(2)式で表され、Lm=6600μm及びP=330μmを代入すると、上記スリット4a(X)を形成するために必要な照射スポットの総数nは21個となる。
更に、上記基準値Nrefと照射スポットのピッチPとリニアスケール503のパルス出力間隔Lpとの関係は下記の(3)式で表され、P=330μm及びLp=0.5μmを代入すると、上記基準値Nrefは660となる。また、上記XYテーブル5の載置台501の移動速度は、2m/secに設定している。
【数1】
α=(2r−P)/2r ・・・(1)
【数2】
P×(n−1)=Lm ・・・(2)
【数3】
Nref=P/Lp ・・・(3)
【0052】
図3に示すように、上記XYテーブル5の載置台501の移動に伴ってリニアスケール503から繰り返し周波数f=4MHz(周期=0.25μsec)で移動距離検出パルス信号Smが出力される。この移動距離検出パルス信号Smがパルスカウンタ603cでカウントされる。そして、660個の移動距離検出パルス信号Smがカウントされるたびに、すなわち上記載置台501が330μm移動するたびに、比較器603dからパルス状のレーザ制御信号Spが出力される。そして、パルス幅整形器603eにより、比較器603dから出力されたレーザ制御信号Spの幅が、上記YAGレーザ発信装置1のQスイッチ101bの駆動に必要な幅まで広げられる。
次に、図4に示すように、所定のパルス幅に整形されたレーザ制御信号Sp'は、CPU603aで制御されるスイッチ回路603fにより、加工制御データに基づいてオン/オフ制御される。このスイッチ回路603fでオン/オフ制御されたレーザ制御信号Sp"が、Qスイッチ駆動部102に入力され、これにより、透明絶縁性基板3の移動距離に同期した所定のタイミングで、上記YAGレーザ発信装置1からパルスレーザ光が出射し、透明絶縁性基板3上の透明導電膜4に照射される。
このようにXYテーブル5の載置台501に固定された透明絶縁性基板3の移動距離に同期するように制御されたパルスレーザ光が、透明絶縁性基板3上の透明導電膜4に照射されることにより、図5に示すように、透明導電膜4に照射されるパルスレーザ光の照射スポットLp(X)がX軸方向に一定のピッチで並ぶ。これにより、図5に示すように透明導電膜4が均一な加工幅でスリット状に除去される。
【0053】
上記スリットの加工において、スリット4a(X)の長さLmを変えるときは、加工長Lmがちょうど狙いの長さと一致するように、上記比較器603dに入力する基準値Nrefの値を変更する。例えば、スリット4a(X)の長さLmが上記例よりも100μmだけ長い6700μmのときには、上記(2)式により、照射スポットのピッチPが335μmとなり、これを上記(3)式に代入すると、上記基準値Nrefは670となる。すなわち、基準値Nrefを660から670に変更すればよい。また、スリット4a(X)の長さLmが上記例よりも100μmだけ短い6500μmのときには、上記(2)式により、照射スポットのピッチPが325μmとなり、これを上記(3)式に代入すると、上記基準値Nrefは650となる。すなわち、基準値Nrefを660から650に変更すればよい。
【0054】
以上、本実施形態によれば、XYテーブル5の載置台501の移動距離に同期するようにパルスレーザ光の照射タイミングを制御しているので、載置台501の移動速度が何らかの理由により変化した場合でも、透明絶縁性基板3上の透明導電膜4に照射されるパルスレーザ光の照射スポットのピッチが変化しないので、加工幅が一定の均一なスリット加工が可能となる。
そして、上記基準値Nrefの変更により、透明絶縁性基板3上の透明導電膜4に形成するスリットの長さを、設計上の狙いの長さ一致させるように、加工することができる。
【0055】
また、XYテーブル5の載置台501の移動距離に同期するようにパルスレーザ光の照射タイミングを制御しているので、載置台501の加速域及び減速域においても上記均一なスリット加工が可能となる。例えば、従来の加工装置ではスリット加工の前後において加工を行わずに載置台を移動させる加速域及び減速域を必要としていたのに対し、本実施形態では、図7に示すように加速域の途中(図中のX1点)からスリット加工を開始し、減速域の途中(図中のX2点)までスリット加工を続けることができるため、載置台501の全体移動量を短縮することができる。このことにより、上記透明導電膜4の均一なスリット加工を達成しつつ、従来のエッチング加工と同等もしくはそれ以上の加工速度でスリット加工が可能となる。
【0056】
なお、上記実施形態では、スリットの加工長にかかわらず実際に加工されるスリットの長さが狙いどうりの長さになるように、加工制御データに基づいて上記照射スポットのピッチを変えているが、この照射スポットのピッチを変える制御は、重複加工領域を発生させることなく上記透明絶縁性基板3上の透明導電膜4に格子状のスリットを形成する場合にも適用することができる。
例えば、図8(a)に示すように、2つのスリットの交差部Pcに対応する位置で照射スポットのピッチが2倍になるように上記スイッチ回路603fを制御する。この制御により、交差部Pcへのパルスレーザ光の照射をスキップして、透明絶縁性基板3をX軸方向に移動しつつパルスレーザ光を照射し、図8(b)に示すように所定の隙間を介して所定長のX軸方向のスリット4a(X)を形成する。次に、上記交差部Pcを通過するように、透明絶縁性基板3をY軸方向に移動しつつパルスレーザ光を照射する。これにより、図9(a)に示すように、透明導電膜4に照射されるパルスレーザ光の照射スポットLp(Y)がY軸方向に一定のピッチで並ぶ。その結果、図9(b)に示すようにY軸方向においても透明導電膜4が均一な加工幅でスリット状に除去され、X軸方向のスリット4a(X)とY軸方向のスリット4a(Y)とが交差した格子状のスリットを形成することができる。
この格子状のスリットの加工例では、上記交差部Pcにおいても他の照射ポイントと同様にパルスレーザ光が1回(ラップ部では2回)しか照射されないので、上記交差部Pcにおける過剰なレーザ照射による損傷の発生などの不具合を防止することができる。なお、図8及び図9の加工例では、X軸方向のスリット4a(X)のほうを上記交差部Pcを避けながら形成し、Y軸方向のスリット4a(Y)のほうを連続的に形成しているが、X軸方向のスリット4a(X)のほうを連続的に形成し、Y軸方向のスリット4a(Y)の形成の途中に照射スポットのピッチを2倍に変化させて上記交差部Pcを避けるようにしてもよい。また、照射スポットのピッチを変化させる代わりに、上記交差部Pcに対する照射パワーを下げるように照射条件を変えてもよい。
【0057】
また、上記照射スポットのピッチを変える制御は、上記透明絶縁性基板3の四隅に、光学的に検知して基板の位置合わせに用いる位置合せ用の基準マークを形成するときにも採用することができる。この透明絶縁性基板3に形成される基準マークは、上記スリットと同じ加工条件で加工すると、光学センサで検知されにくく、基板の位置合わせを正しく行えないおそれがある。そのため、基準マークとその周囲の部分との間の光学的なコントラストが高まるように、上記スリットの場合よりも加工の程度を高めて加工表面を粗面にするように基準マークを形成することが望ましい。
【0058】
上記スリットの場合よりも強めの加工条件で基準マークを形成する方法としては、例えばスリット用のCADデータに基づいて作成したCAMデータを用いてスリットを形成し、その後、手動で上記YAGレーザ発信装置1の駆動電流を変えてパルスレーザ光の照射パワーを高め、基準マーク用のCADデータに基づいて作成したCAMデータを用いて基準マークを形成する方法を採用することができる。
また、スリットと基準マークとを含むCADデータに基づいて作成した一つのCAMデータを用い、1回の加工プロセスの途中で上記YAGレーザ発信装置1の駆動電流を自動的に変化させて上記スリットに対する加工条件(照射条件)と上記基準マークに対する加工条件(照射条件)とを変え、基準マークを高照射パワーで加工する方法を採用することもできる。
【0059】
特に、上記実施形態の加工装置においては、上記透明絶縁性基板3の透明導電膜4に所定のスリットを形成した後、透明絶縁性基板3の四隅に、上記照射スポットのピッチを短くした条件で基準マークを連続して加工するように制御する方法が好ましい。例えば、上記スリットの形成時には、上記比較器603dに入力する基準値Nrefの値を660にし、その後に続けて加工する基準マークの形成時には、基準値Nrefの値を220に変更する。これにより、スリットについては低いラップ率(=0.25)で加工し、基準マークについては高いラップ率(0.75)で加工し、パルスレーザ光の照射回数が2回となるラップ部の割合を増加させ、全体として基準マークのコントラストを高めることができる。しかも、この制御は、上記パルスレーザ光の照射パワーを変更することなく、上記比較器603dに入力する基準値Nrefの値を変更するだけで済むため、パルスレーザ光の照射条件を手動で変更する作業が必要なく、また上記駆動電流を変化させる場合とは異なり照射パワーの安定化のための待ち時間を確保する必要もないので、効率よい加工が可能となる。
なお、上記照射スポットのピッチを短くする制御の代わりに、又はその制御に加えて、上記基準マークの加工の際に、パルスレーザ光のスキャン回数を通常の加工時よりも多くするように制御したり、上記各パルスレーザ光の時間パルス幅(図1及び図3におけるパルス幅整形回路の出力Sp’)を通常の加工時よりも長くするように制御したりしてもよい。
【0060】
図10は、本ビーム加工装置での透明導電膜4の加工によって電極パターンが形成されるタッチパネル基板を用いて構成されたタッチパネルの断面図である。また、図11(a)及び(b)はそれぞれ、同タッチパネルの分解斜視図及び平面図である。
図10に示すように、タッチパネルは、各透明導電膜4からなる透明電極が通常状態で接触しないように1組の上下タッチパネル基板7、8を所定の高さ(例えば9〜12μm)のスペーサ9を介して対向させた構造になっている。そして、このタッチパネルを図10中の上方から押圧すると、上タッチパネル基板7が2点鎖線で示すように変形し、上下のタッチパネル基板7、8の透明電極同士が接触する。この接触による上下透明電極間の抵抗の変化から、押圧されたか否か及び押圧された位置を知ることができる。また、このタッチパネルは、図11(a)及び(b)に示すように上下のタッチパネル基板7、8のそれぞれに、互いに直交するスリット7a、8aが各透明導電膜4に形成されている。
【0061】
本実施形態のビーム加工装置は、図11(a)及び(b)に示すスリット7a、8aを、透明導電膜4に形成するものである。真空蒸着、イオンプレーティング、スパッタリング等によって表面に透明導電膜4(厚さ=約500オングストローム)が形成された絶縁性透明基板3は、透明導電膜4側の上方に向けて載置台501上にセットされる。セットされた絶縁性透明基板3上の透明導電膜4は、所定のスポット径に絞られたパルスレーザ光が照射されながらXYテーブル5によって一方向に移動させられる。この移動の過程で、幅500〜1000[μm]程度のパルスレーザ光の照射部分が蒸発して透明導電膜4から除去され、各電極領域を絶縁するスリット7a、8aが形成される。
【0062】
本実施形態のビーム加工装置では、エッチング処理を伴うフォトリソグラフィー法を用いることなく、透明導電膜4を加工して絶縁性透明基板3上に複数の透明電極を形成することができる。このため、フォトレジストの現像液やエッチング液の廃液によって環境を汚すことなく、上下のタッチパネル基板7、8を製造することができる。また、透明電極のパターン形状を変える場合でも、フォトリソグラフィー用の遮光マスクを用いることなくCAMデータで透明導電膜4を加工してパターンに応じた複数の透明電極を形成することができる。このため、異なった電極パターンのタッチパネル基板7、8についてそれぞれ専用の遮光パターンの遮光マスクを用意しなければならず他品種少量生産が困難になったり、残留レジスト液によってワークを汚したりなどフォトリソグラフィー法による不具合が起こらず、リードタイムを短縮化してオンデマンドの要求に対しても十分に対応することができる。
【0063】
一方、フォトリソグラフィー法を用いた電極加工では、フォトレジストの現像液やエッチング液等の廃液が発生して環境を汚してしまうという不具合がある。また、透明電極のパターンを変える場合は、フォトリソグラフィー用の遮光マスクを新規に作成しなければならないため、加工効率が悪く、他品種少量生産への対応及び低コスト化が難しかった。特に、アナログ方式のタッチパネルのように透明導電膜4に数本のスリットを形成するような場合でも、数百本のスリットを形成するデジタル方式のタッチパネルの場合と同じフォトリソグラフィー工程が必要になってくるため、加工部分が少ないにもかかわらず廃液の低減及び低コスト化を図ることが難しかった。
【0064】
なお、上記実施形態では、XYテーブル5の載置台501をX軸方向あるいはY軸方向に移動させながら加工する場合について説明したが、本発明は、X軸方向及びY軸方向に交差する斜め方向に載置台501を移動させながら加工する場合にも適用できるものである。この斜め移動の場合は、CPU603aから比較器603dに送る基準値として、下記の数1に示す基準値Nref(X)又は数2に示す基準値Nref(Y)を用いる。式中の演算子「INT」は、かっこ内の数値に最も近い整数を求める演算子である。また、式の右辺の「Nref」はX軸方向あるいはY軸方向に移動する場合の基準値である。また、式中の「θ」は、図12に示すように移動方向とX軸方向とのなす角度であり、加工制御データから求められる。
【数4】
Nref(X)=INT(Nref×cosθ)
【数5】
Nref(Y)=INT(Nref×sinθ)
【0065】
ここで、例えばX軸方向のリニアスケール503から出力された移動距離検出パルス信号Sm(X)を用いる場合は、上記基準値として数1に示す基準値Nref(X)を用いる。一方、Y軸方向のリニアスケール503から出力された移動距離検出パルス信号Sm(Y)を用いる場合は、上記基準値として数2に示す基準値Nref(y)を用いる。
なお、上記載置台501の移動距離を精度よく検出するという観点から、載置台501の移動方向がX軸に近い場合は、上記X軸方向のリニアスケール503からの移動距離検出パルス信号Sm(X)と上記基準値Nref(X)とを組み合わせて用い、載置台501の移動方向がY軸に近い場合は、上記Y軸方向のリニアスケール503からの移動距離検出パルス信号Sm(Y)と上記基準値Nref(Y)とを組み合わせて用いのが好ましい。このような組み合わせを切り替えて用いることにより、上記パルスレーザ光の照射スポットのピッチに対応した移動距離検出パルス信号の数が極端に少なくなることがないので、上記載置台501の斜め方向の移動距離をX軸方向あるいはY軸方向に移動させる場合と同様に精度よく検出することができる。
【0066】
また、上記実施形態においては、透明絶縁性基板3上の透明導電膜4の一部を除去する加工を行なう場合について説明したが、本発明は、このような加工に限定されることなく適用することができるものである。
例えば、図13に示すように透明絶縁性基板3上の透明導電膜4の表面に形成された導電性ペースト(例えば銀ペースト)からなる配線パターン13の周囲に配線間絶縁用のスリット14を形成する場合にも用いることができ、同様な効果が得られるものである。
【0067】
また、本発明は、樹脂板にハーフエッチング加工や穴開け加工を行う場合にも適用できるものである。この場合は、加工部の深さも均一にすることができる。さらに、本発明は、上記スリット形成加工、ハーフエッチング加工、穴開け加工だけでなく、樹脂、セラミック、金属、フォトリソ用の感光層などの加工対象物に表面処理加工、フォトレジストへの露光を行う場合にも適用できるものである。
【0068】
また、上記実施形態では、Qスイッチを有するNd:YAGレーザから出射されたパルス状の近赤外レーザビーム(波長λ=1064nm)を用いた場合について説明したが、本発明は、このレーザビームに限定されることなく適用できるものである。例えば、Qスイッチを有する、Nd:YLFレーザ(波長λ=1047nm)、Nd:YVOレーザ(波長λ=1064nm)、COレーザ、銅蒸気レーザ等のパルスレーザを用いる場合にも適用することができる。
また、本発明は、非線形光学結晶を用いて上記各種レーザの出力を波長変換したレーザビームを用いる場合にも適用することができる。例えば、Nd:YAGレーザと、LiB(LBO)、KTiOPO、β−BaB(BBO)、CsLiB10(CLBO)等の非線形光学結晶とを組み合わせると、波長が355nm、266nmの紫外領域のレーザビームを得ることができる。また、上記透明導電膜を主にアブレーションで除去する紫外領域のレーザビームとしては、KrFエキシマレーザー等から出射されるパルス状の紫外光レーザビームを用いることもできる。
さらに、本発明は、レーザ光以外のパルス状の光ビーム、荷電粒子ビーム等の他のパルス状のエネルギービームを用いた場合にも適用が可能である。
【0069】
また、上記実施形態では、パルスレーザ光の照射経路をレーザ照射ヘッド202で固定し、加工対象物を互いに直交するX方向及びY方向に移動させる場合について説明したが、本発明は、加工対象物を固定してセットし、レーザ等のエネルギービームをX方向及びY方向に移動させる場合や、エネルギービーム及び加工対象物の両方を移動させる場合にも適用できるものである。
【0070】
【発明の効果】
請求項1乃至の発明によれば、パルス状のエネルギービームを用いて加工する場合に、加工対象物上の加工要素を設計上の狙いの長さで均一に加工できるという効果がある。
【0075】
特に、請求項の発明によれば、ビーム加工装置に入力される加工制御データにピッチ制御データが含まれていない場合でも、加工対象物上の照射スポットのピッチを変えて加工要素の種類に応じた加工が可能となるという効果がある。
【0076】
特に、請求項2及び6の発明によれば、上記エネルギービームの照射タイミングを制御するための繰り返し周波数を比較的広い範囲で変化させた場合でもビーム出力が安定したQスイッチを有するYAGレーザを用いているので、上記エネルギービームの照射タイミングの制御が容易となるという効果がある。
【0077】
特に、請求項3及び7の発明によれば、導電性薄膜が形成された透明基板とレーザビームとの間の相対移動の速度が変化する場合でも、エネルギービームで導電性薄膜が除去されたスリットの形状が均一になるという効果がある。
【0078】
請求項8及び9の発明によれば、絶縁透明基板上に形成される透明電極間のスリットの形状が均一となったタッチパネル基板を製造することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係るビーム加工装置に用いた制御回路基板のブロック図。
【図2】同ビーム加工装置の概略構成図。
【図3】リニアスケールの出力、比較器の出力及びパルス整形回路の出力を示すタイムチャート。
【図4】パルス整形回路の出力、スイッチ回路のオン/オフ制御及び出力を示すタイムチャート。
【図5】パルスレーザ光の照射によって形成された透明導電膜のスリットの説明図。
【図6】(a)及び(b)は、パルスレーザ光の照射スポットのラップ率の説明図。
【図7】透明絶縁性基板が載置された載置台の移動距離と移動速度との関係を示すグラフ。
【図8】(a)は、他の実施形態における透明絶縁性基板上の透明導電膜に照射されるパルスレーザ光の照射スポットの説明図。
(b)は、パルスレーザ光の照射によって形成された透明導電膜のスリットの説明図。
【図9】(a)は、透明絶縁性基板上の透明導電膜に照射されるY軸方向のパルスレーザ光の照射スポットの説明図。
(b)は、パルスレーザ光の照射によって形成された透明導電膜の格子状のスリットの説明図。
【図10】タッチパネルの拡大断面図。
【図11】(a)はタッチパネルの分解斜視図。
(b)は同タッチパネルの平面図。
【図12】透明絶縁性基板が載置された載置台の移動方向の傾き角度θの説明図。
【図13】タッチパネルの周端部の配線パターン及びその周囲のスリットの説明図。
【図14】照射スポットのピッチなどの説明図。
【符号の説明】
1 YAGレーザ装置
2 ビーム照射手段
3 透明絶縁性基板
4 透明導電膜
5 XYテーブル
6 制御システム
101 レーザヘッド
101a YAGロッド
101b Qスイッチ
102 Qスイッチ駆動部102
103 レーザ電源
201 光ファイバ
202 レーザ照射ヘッド
501 載置台
502 リニアモータ
503 リニアスケール
601 上位コンピュータ装置
602 テーブル駆動制御装置
603 制御回路基板
603a CPU
603b I/Oインタフェース
603c パルスカウンタ
603d 比較回路
603e パルス幅整形回路
603f スイッチ回路
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a beam processing method and apparatus for processing an object to be processed such as resin, ceramic and metal using a pulsed energy beam such as a pulse laser beam, and a method for manufacturing a touch panel substrate.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as this type of beam processing method, a processing method is known in which a pulsed laser beam emitted from a YAG laser having a Q switch is used to cut or drill a workpiece that is an object to be processed. . In this beam machining method, a workpiece is set on an XY table, and each pulsed laser beam is continuously applied to the workpiece while moving the workpiece in a direction crossing the irradiation direction of the pulsed laser beam for each machining element. Irradiate to. This laser beam irradiation is performed so as to keep the pitch of the irradiation spots Ls constant so that the degree of overlap (lap ratio) between adjacent irradiation spots becomes constant.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, when processing a processing element having a predetermined length using the conventional beam processing method, since the pitch P of the irradiation spot Ls is set to a certain value, the processing portion is removed from the target region. There was a problem that it protruded or the length of the processed part was insufficient. For example, as shown in FIG. 14, a line-shaped machining element may be machined by irradiating a laser beam at a constant pitch P while relatively moving the irradiation spot Ls in the direction of the arrow in the figure. In this case, if the design length Ld of the machining element and the pitch P of the irradiation spot Ls do not correspond well, the length Lm of the machining portion to be actually machined becomes longer than the design length Ld. As a result, there was a risk that the intended processing could not be performed.
[0006]
The above problems occur in a beam processing method and apparatus using a laser beam as a pulsed energy beam, but a beam processing method using another energy beam such as an electron beam or a charged particle beam. And also in the device.
Further, the above problem is not only when the workpiece is moved with the pulsed energy beam irradiation point fixed, but also with the pulsed energy beam irradiation point being moved with the workpiece fixedly arranged. It may also occur when both the irradiation point of the pulsed energy beam and the workpiece are moved.
[0007]
  The present invention has been made under the above background. The object of the present invention is to provide a machining element on a workpiece when machining using a pulsed energy beam.Uniform processing with the target design lengthThe present invention is to provide a beam processing method and apparatus, and a method for manufacturing a touch panel substrate.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is directed to the processing object and the processing object while irradiating the processing object with a pulsed energy beam repeatedly emitted from the beam source based on the processing control data. In a beam processing method of processing the object to be processed by relatively moving an irradiation point of the energy beam to an object,For each of a plurality of types of processing elements having different lengths to be processed on the processing object, the energy beam irradiation is performed so that the actual processing length of the processing element coincides with a design target length. The pitch P of the spot is calculated and obtained, and when the machining element on the workpiece is machined, the irradiation spot of the energy beam is arranged at the constant pitch P obtained by the calculation for the machining element. And control the irradiation timing of each pulsed energy beamIt is characterized by this.
  Claims4The invention includes a beam source that repeatedly emits a pulsed energy beam, a beam irradiation unit that guides and irradiates a processing object with the energy beam emitted from the beam source, the processing object, and the processing object. A beam processing apparatus comprising: a relative movement unit that relatively moves the irradiation point of the energy beam with respect to a beam; and a control unit that controls the beam source and the relative movement unit based on machining control data.For each of a plurality of types of processing elements having different lengths to be processed on the processing object, the energy beam irradiation is performed so that the actual processing length of the processing element coincides with a design target length. The pitch P of the spot is calculated and obtained, and when the machining element on the workpiece is machined, the irradiation spot of the energy beam is arranged at the constant pitch P obtained by the calculation for the machining element. In addition, an irradiation timing control means for controlling the irradiation timing of each pulsed energy beam is provided.It is characterized by this.
  Here, the “work object” includes not only a surface on which the energy beam is irradiated but also a surface on which the energy beam is irradiated is a curved surface such as a cylindrical surface. The same applies to other claims.The processing elements having a predetermined length include processing elements having a relatively large area such as a triangle and a quadrangle as well as processing elements such as straight lines and curves having a finite length.
[0009]
  Claims beam processing method and claim 14In the beam processing equipment ofFor each of a plurality of types of processing elements having different lengths to be processed on the processing object, the energy beam irradiation spot is set so that the actual processing length of the processing element matches the design target length. Is calculated and calculated. Then, when processing the processing element on the processing target, irradiation with each pulse-shaped energy beam is performed so that the irradiation spots of the energy beam are arranged at a constant pitch P obtained by the above calculation for the processing element. Control timing. thisByThe target length of the processing element is matched with the length of the part that is actually processed, and the processing element is processed uniformly.
[0022]
  Claim5The invention of claim4In each beam processing device, for each processing element based on the above processing control datathe abovepitchPPitch control data generating means for generating pitch control data for controlling the irradiation timing, and the irradiation timing control means uses the pitch control data generated by the pitch control data generation means to apply the irradiation timing of each pulsed energy beam. It is characterized by being configured to control.
[0023]
  Claim5In each beam processing apparatus, each processing element is based on the above processing control data.the abovepitchPSince the pitch control data for controlling the pitch is generated, even if the pitch control data is not included in the processing control data input to the beam processing apparatus, each pulse-shaped data is generated using the generated pitch control data. By controlling the irradiation timing of the energy beam, the pitch of the irradiation spot on the workpiece can be changed.
[0024]
  Claim2The invention of claim1'sIn the beam processing method, the beam source is a YAG laser having a Q switch.
  Claims6The invention of claim4 or 5In this beam processing apparatus, the beam source is a YAG laser having a Q switch.
[0025]
  Claim2Beam processing method and claims6In this beam processing apparatus, a stable energy beam can be obtained even when the repetition frequency for controlling the emission timing of the energy beam is changed in a relatively wide range via the Q switch. The irradiation timing can be easily controlled.
[0026]
  Claim3The invention of claim 1Or 2In this beam processing method, the object to be processed is a transparent conductive film formed on an insulating substrate, and a process of removing a part of the transparent conductive film in a slit shape is performed. .
  Claims7The invention of claim4, 5 or 6In this beam processing apparatus, the object to be processed is a transparent conductive film formed on an insulating substrate, and a part of the transparent conductive film is removed in a slit shape. .
[0027]
  Claim3Beam processing method and claims7In this beam processing apparatus, when the part of the transparent conductive film on the insulating substrate is removed in a slit shape, the speed of relative movement between the insulating substrate and the energy beam irradiation point changes. However, each irradiation spot of the energy beam in the direction of relative movement isConstant pitch P obtained by the above calculationThen, the transparent conductive film on the insulating substrate is irradiated. Thereby, the shape of the slit from which the transparent conductive film is removed by the energy beam becomes uniform.
[0028]
  Claim8The present invention is a touch panel substrate manufacturing method for manufacturing a touch panel substrate in which a transparent electrode is formed on an insulating transparent substrate, wherein a transparent conductive film is formed on the surface of the insulating transparent substrate, and3Beam processingThe lawAnd a transparent electrode is formed on the insulating transparent substrate by removing a part of the transparent conductive film on the insulating transparent substrate into a slit shape.
The invention of claim 9 is a touch panel substrate manufacturing method for manufacturing a touch panel substrate having a transparent electrode formed on an insulating transparent substrate, wherein a transparent conductive film is formed on the surface of the insulating transparent substrate, A transparent electrode is formed on the insulating transparent substrate by removing a part of the transparent conductive film on the insulating transparent substrate into a slit shape by using the beam processing apparatus according to Item 7. It is.
[0029]
  Claim8 and 9In the touch panel substrate manufacturing method, after forming a transparent conductive film on the surface of the insulating transparent substrate, a part of the transparent conductive film is removed in the form of slits with the energy beam, so that it is formed on the insulating transparent substrate. The slit shape between the transparent electrodes becomes uniform.
[0030]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention is applied to a transparent conductive film beam processing method and apparatus for forming a transparent electrode by removing a part of a transparent conductive film formed on an insulating transparent substrate of a hybrid touch panel into a slit shape. The applied embodiment will be described.
[0031]
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a beam processing apparatus according to the present invention. This beam processing apparatus guides and irradiates a workpiece with a YAG laser apparatus 1 as a beam source that repeatedly emits a pulsed laser beam as a pulsed energy beam and a pulsed laser light emitted from the YAG laser apparatus 1. Beam irradiation means 2, an XY table 5 as a relative movement means for relatively moving an object to be processed and an irradiation point of the energy beam with respect to the object to be processed, and a YAG laser device 1 and an XY table 5 based on the processing control data And a control system 6 as a control means for controlling.
[0032]
The YAG laser transmission device 1 includes a laser head 101 incorporating a YAG rod 101a and a Q switch 101b, a Q switch driving unit 102 for driving the Q switch 101b, and a YAG rod 101a in the laser head 101 for driving for laser oscillation. And a laser power source 103 for supplying current. The Q switch driving unit 102 drives the Q switch 101 b in the laser head 101 based on the laser control signal sent from the control system 6. When the Q switch 101b is turned on, a pulse laser beam composed of near infrared light (wavelength λ = 1064 nm) is emitted from the laser head 101. The repetition frequency of the pulsed laser control signal input to the Q switch driving unit 102 can be changed in the range of 20 Hz to 20 kHz (cycle = 50 msec to 0.05 msec), and the pulse width of the laser control signal is It can be changed in the range of 80 to 500 nsec. By driving the Q switch 101b in the laser head 101 by the Q switch driving unit 102, the pulse laser beam can be emitted from the laser head 101 within the range of the repetition frequency of 500 Hz to 5 kHz.
[0033]
The YAG rod 101a in the laser head 101 is a YAG (yttrium, aluminum, garnet) crystal doped with rare earth element Nd (neodymium) and is excited by an excitation source (not shown) such as a flash lamp or a semiconductor laser. This excitation source is driven by a drive current supplied from the laser power source 103.
[0034]
The beam irradiation means 2 includes a step index type optical fiber 201 that guides pulse laser light, and a laser irradiation head 202 that collects the pulse laser light guided by the optical fiber 201 and irradiates the object to be processed. It is configured using.
[0035]
A transparent insulating substrate 3 made of transparent glass or transparent plastic material (for example, PET, polycarbonate) on which a transparent conductive film 4 as a processing object made of ITO (indium tin oxide) is formed is a linear motor of an XY table 5. It is fixed on a mounting table 501 driven by 502 (for example, a servo motor or a stepping motor) by a suction and mechanical clamping mechanism (not shown). The control system 6 controls a linear motor 502 that drives the mounting table 501 on which the transparent insulating substrate 3 is fixed, so that the transparent insulating substrate 3 on which the transparent conductive film 4 is formed can It can be moved two-dimensionally in an X direction and a Y direction (direction perpendicular to the paper surface in the drawing) orthogonal to each other in a virtual plane perpendicular to the irradiation direction.
[0036]
In order to further improve the processing speed, the acceleration of the XY table, and the processing accuracy, the XY table 5 may be formed of a high-strength lightweight material such as a foamed titanium alloy, a magnesium alloy, an alumina oxide ceramic, and an aluminum alloy. preferable.
[0037]
Further, a weight reduction may be achieved by forming a through hole inside the mounting table 501. This through-hole can also serve as an air flow path for a vacuum chuck when the integral body of the insulating transparent substrate 3 and the transparent conductive film 4 is a sheet.
With respect to the mounting table 501, a recess is formed at least below the portion of the insulating transparent substrate 3 that is irradiated with the pulsed laser beam, and the distance between the lower surface of the insulating transparent substrate 3 and the upper surface of the mounting table 501 is as much as possible. It is preferable to make it long. With such a configuration, it is possible to suppress the adverse effect on the processing due to the reflected laser beam that has passed through the insulating transparent substrate 3 and reflected on the surface of the mounting table 501 hitting the transparent conductive film 4.
[0038]
In the present embodiment, a linear scale 503 is attached to the XY table 5 as a moving distance detection pulse signal generation unit. The linear scale 503 is provided in each of the two directions of the X direction and the Y direction, and the moving distance is detected every time the mounting table 501 on which the transparent insulating substrate 3 is mounted moves by a certain distance in the X direction and the Y direction. Generate a pulse signal. By counting the movement distance detection pulse signal, the movement distance of the mounting table 501 on which the transparent insulating substrate 3 is mounted can be known. In the present embodiment, the irradiation timing of each pulse laser beam is controlled in synchronization with the moving distance of the mounting table 501 on which the transparent insulating substrate 3 is mounted based on the moving distance detection pulse signal.
[0039]
In the present embodiment, as the linear scale 503, a scale having a resolution of about 0.5 μm to 1.0 μm can be obtained by combining a scale on which scale grids are formed with each other and a scanning plate facing each other in a non-contact manner (for example, Heidenhain Co., Ltd. open type measuring system (trade name) is used. Here, for example, when the resolution of the linear scale 503 is 1 μm, one pulse is output every 1 μm. Therefore, when the moving speed of the mounting table 501 on which the transparent insulating substrate 3 is mounted is 1 m / sec, 1 MHz. The movement distance detection pulse signal is output at a frequency (cycle = 1 μsec).
The linear scale 503 is appropriately selected and used in accordance with conditions such as processing accuracy and processing speed. Further, the moving distance detection pulse signal generating means generates a moving distance detection pulse signal for each movement of the mounting table 501 on which the transparent insulating substrate 3 is mounted in each of the two directions of the X direction and the Y direction. What is necessary is just to produce | generate, and it is not limited to the said specific linear scale.
[0040]
The control system 6 monitors the entire beam processing apparatus and issues a control command to each unit based on CAM (Computer Aided Manufacturing) data as processing control data, a table drive control apparatus (sequencer) 602, The control circuit board 603 for synchronous interlocking operation is used.
[0041]
The CAM data is generated based on CAD (Computer Aided Design) data in consideration of the apparatus parameters of the beam processing apparatus. The apparatus parameter data, laser emission coordinate data, and pitch data are combined. Irradiation condition data and table movement coordinate data are included. The device parameter data includes, for example, acceleration and deceleration of the XY table 5, presence / absence of processing in the acceleration / deceleration area, presence / absence of automatic pitch calculation, acceleration / deceleration margin of the XY table 5, minimum processing frequency, maximum speed during processing, movement This is data on the maximum speed, irradiation power, beam diameter, thickness of the workpiece and sizes in the X and Y directions. The irradiation condition data is, for example, start point X coordinate, start point Y coordinate, end point X coordinate, end point Y coordinate, and pitch data for each processing element. The table movement coordinate data is, for example, data of the movement X coordinate and the movement Y coordinate for each processing element.
[0042]
Here, the CAM data generated by an external computer device may be input to the beam processing device, or may be generated in the host computer device 601 constituting the beam processing device. In the latter case, the host computer device 601 also functions as pitch control data generating means for generating the pitch control data for each machining element.
[0043]
The table drive control device 602 controls the drive of the linear motor 502 based on a control command sent from the host computer device 601. The table drive control unit 602 is configured using a servo controller when the linear motor 502 is a servo motor, for example, and is configured using a pulse controller when the linear motor 502 is a pulse motor.
[0044]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of the control circuit board 603. This control circuit board 603 is a pitch variable means (irradiation condition variable) that changes the pitch of the irradiation spot on the transparent conductive film 4 irradiated with the pulsed laser light in accordance with the type of processing element formed on the transparent conductive film 4. Means), in particular, functions as an irradiation timing control means for controlling the irradiation timing of the pulsed laser light based on the CAM data as the processing control data.
[0045]
The control circuit board 603 uses a CPU 603a, an I / O interface 603b, a pulse counter 603c, a comparison circuit 603d, a pulse width shaping circuit 603e, a switch circuit 603f, and a memory (RAM, ROM, etc.) not shown. It is configured.
[0046]
The I / O interface 603b performs signal processing for data communication between the CPU 603a and an external host computer device 601.
[0047]
The pulse counter 603c counts the number of pulses of the movement distance detection pulse signal Sm generated by the linear scale 503. The count value Nm by the pulse counter 603c is compared with the reference value Nref sent from the CPU 603a in the comparison circuit 603d, and when both values match, a pulse signal is output from the comparison circuit 603d. The reference value Nref can be arbitrarily set according to the processing conditions. The movement distance detection pulse signal Sm input to the pulse counter 603c is switched according to the movement direction of the mounting table 501 of the XY table 5. For example, when the mounting table 501 is moved in the X direction, it is output from the linear scale 503 for the X direction.
[0048]
The pulse width shaping circuit 603d is a circuit that widens the pulse width of the movement distance detection pulse signal Sp output from the comparison circuit 603c to a pulse width at which the Q switch can operate. By adjusting the pulse width shaping circuit 603d, the pulse width of the pulse laser beam emitted from the YAG laser apparatus 1 can be changed.
[0049]
The switch circuit 603e outputs a laser control signal output from the pulse width shaping circuit 603d to the Q switch driving unit 102 so that continuous processing and intermittent processing can be appropriately switched based on a control command from the CPU 603a. This is a circuit for on / off control.
[0050]
3 and 4 are line segment-shaped processing elements extending in the X direction having a length Lm of 6600 μm on the transparent conductive film 4 as shown in FIG. 5 as a processing example using the beam processing apparatus having the above-described configuration. It is a time chart which shows an example of the signal of each part of the above-mentioned control circuit board 603 when forming slit 4a (X). 3 and FIG. 4, the radius r of the irradiation spot of the pulse laser light irradiated on the transparent conductive film 4 is 220 μm, the pitch P of the irradiation spot is 330 μm, and the wrap ratio α of the irradiation spot is 0.25 (= 25). %), And the resolution of the linear scale 503 is 0.5 μm, and one pulse signal Sm is output every 0.5 μm.
[0051]
Here, the wrap rate α of the irradiation spot is defined by the following equation (1). FIGS. 6A and 6B show the overlapping state of irradiation spots when the wrap ratio α is 0 (0%) and 0.25 (25%), respectively.
Further, the relationship between the length Lm (see FIG. 14) of the slit (processing element) and the pitch P of the irradiation spot is expressed by the following equation (2). When Lm = 6600 μm and P = 330 μm are substituted, the slit 4a The total number n of irradiation spots necessary for forming (X) is 21.
Further, the relationship between the reference value Nref, the irradiation spot pitch P, and the pulse output interval Lp of the linear scale 503 is expressed by the following equation (3). When P = 330 μm and Lp = 0.5 μm are substituted, the reference The value Nref is 660. The moving speed of the mounting table 501 of the XY table 5 is set to 2 m / sec.
[Expression 1]
α = (2r−P) / 2r (1)
[Expression 2]
P × (n−1) = Lm (2)
[Equation 3]
Nref = P / Lp (3)
[0052]
  As shown in FIG. 3, the movement distance detection pulse signal Sm is output from the linear scale 503 at a repetition frequency f = 4 MHz (cycle = 0.25 μsec) as the mounting table 501 of the XY table 5 moves. The movement distance detection pulse signal Sm is counted by the pulse counter 603c. Each time 660 moving distance detection pulse signals Sm are counted, that is, every time the mounting table 501 moves 330 μm, a pulsed laser control signal Sp is output from the comparator 603d. Then, the width of the laser control signal Sp output from the comparator 603d is expanded by the pulse width shaper 603e to a width necessary for driving the Q switch 101b of the YAG laser transmitter 1.
  Next, as shown in FIG. 4, the laser control signal Sp ′ shaped to a predetermined pulse width is on / off controlled based on the processing control data by the switch circuit 603f controlled by the CPU 603a. The laser control signal Sp "on / off-controlled by the switch circuit 603f is input to the Q switch driving unit 102, whereby the YAG laser transmission is performed at a predetermined timing synchronized with the moving distance of the transparent insulating substrate 3. A pulse laser beam is emitted from the apparatus 1 and irradiated onto the transparent conductive film 4 on the transparent insulating substrate 3.
  Thus, the pulsed laser light controlled to synchronize with the moving distance of the transparent insulating substrate 3 fixed to the mounting table 501 of the XY table 5 is irradiated to the transparent conductive film 4 on the transparent insulating substrate 3. By the figureTo 5As shown, the irradiation spots Lp (X) of the pulsed laser light irradiated on the transparent conductive film 4 are arranged at a constant pitch in the X-axis direction. Thereby, as shown in FIG. 5, the transparent conductive film 4 is removed in a slit shape with a uniform processing width.
[0053]
In the slit processing, when the length Lm of the slit 4a (X) is changed, the value of the reference value Nref input to the comparator 603d is changed so that the processing length Lm is exactly equal to the target length. For example, when the length Lm of the slit 4a (X) is 6700 μm which is 100 μm longer than the above example, the pitch P of the irradiation spot is 335 μm according to the above equation (2), and this is substituted into the above equation (3). The reference value Nref is 670. That is, the reference value Nref may be changed from 660 to 670. Further, when the length Lm of the slit 4a (X) is 6500 μm shorter than the above example by 100 μm, the pitch P of the irradiation spot is 325 μm according to the above equation (2), and when this is substituted into the above equation (3), The reference value Nref is 650. That is, the reference value Nref may be changed from 660 to 650.
[0054]
  As described above, according to the present embodiment, since the irradiation timing of the pulse laser beam is controlled so as to be synchronized with the moving distance of the mounting table 501 of the XY table 5, the moving speed of the mounting table 501 changes for some reason. However, since the pitch of the irradiation spot of the pulsed laser light applied to the transparent conductive film 4 on the transparent insulating substrate 3 does not change, uniform slit processing with a constant processing width is possible.
  Then, by changing the reference value Nref, the length of the slit formed in the transparent conductive film 4 on the transparent insulating substrate 3 is set to the design target length.InIt can be processed to match.
[0055]
Further, since the irradiation timing of the pulse laser beam is controlled so as to be synchronized with the moving distance of the mounting table 501 of the XY table 5, the uniform slit processing can be performed also in the acceleration region and the deceleration region of the mounting table 501. . For example, in the conventional processing apparatus, an acceleration region and a deceleration region in which the mounting table is moved without performing processing before and after the slit processing are required, whereas in the present embodiment, as shown in FIG. Since the slit machining can be started from (X1 point in the figure) and can be continued to the middle of the deceleration area (X2 point in the figure), the total movement amount of the mounting table 501 can be shortened. This makes it possible to perform slit processing at a processing speed equal to or higher than that of conventional etching processing while achieving uniform slit processing of the transparent conductive film 4.
[0056]
In the above embodiment, the pitch of the irradiation spot is changed based on the processing control data so that the length of the slit that is actually processed becomes the desired length regardless of the processing length of the slit. However, the control for changing the pitch of the irradiation spot can be applied to the case where the grid-like slits are formed in the transparent conductive film 4 on the transparent insulating substrate 3 without generating an overlapping processing region.
For example, as shown in FIG. 8A, the switch circuit 603f is controlled so that the irradiation spot pitch is doubled at the position corresponding to the intersection Pc of the two slits. By this control, the irradiation of the pulsed laser beam to the intersection Pc is skipped, and the pulsed laser beam is irradiated while moving the transparent insulating substrate 3 in the X-axis direction. As shown in FIG. A slit 4a (X) having a predetermined length in the X-axis direction is formed through the gap. Next, pulse laser light is irradiated while moving the transparent insulating substrate 3 in the Y-axis direction so as to pass through the intersection Pc. As a result, as shown in FIG. 9A, the irradiation spots Lp (Y) of the pulsed laser light irradiated on the transparent conductive film 4 are arranged at a constant pitch in the Y-axis direction. As a result, as shown in FIG. 9B, the transparent conductive film 4 is also removed in a slit shape with a uniform processing width in the Y-axis direction, and the X-axis direction slit 4a (X) and the Y-axis direction slit 4a ( A grid-like slit intersecting with Y) can be formed.
In this lattice-shaped slit processing example, the pulse laser beam is irradiated only once (twice at the lap portion) at the intersection Pc as well as at other irradiation points, so that excessive laser irradiation at the intersection Pc is performed. It is possible to prevent problems such as the occurrence of damage due to. 8 and 9, the slit 4a (X) in the X-axis direction is formed while avoiding the intersecting portion Pc, and the slit 4a (Y) in the Y-axis direction is continuously formed. However, the slit 4a (X) in the X-axis direction is continuously formed, and the pitch of the irradiation spot is changed twice during the formation of the slit 4a (Y) in the Y-axis direction. The part Pc may be avoided. Further, instead of changing the pitch of the irradiation spot, the irradiation condition may be changed so as to lower the irradiation power for the intersection Pc.
[0057]
Further, the control for changing the pitch of the irradiation spot may be adopted also when forming reference marks for alignment that are optically detected and used for alignment of the substrate at the four corners of the transparent insulating substrate 3. it can. If the reference mark formed on the transparent insulating substrate 3 is processed under the same processing conditions as the slit, it is difficult to detect by the optical sensor and the substrate may not be correctly aligned. Therefore, it is possible to form the reference mark so that the processing surface is roughened by increasing the degree of processing compared to the case of the slit so that the optical contrast between the reference mark and the surrounding portion is increased. desirable.
[0058]
As a method for forming a reference mark under a processing condition stronger than that in the case of the slit, for example, a slit is formed using CAM data created based on CAD data for the slit, and then the YAG laser transmitter is manually operated. It is possible to adopt a method of changing the driving current of 1 to increase the irradiation power of the pulse laser beam and forming the reference mark using the CAM data created based on the CAD data for the reference mark.
Further, using one CAM data created based on CAD data including the slit and the reference mark, the drive current of the YAG laser transmitter 1 is automatically changed during one machining process, and the slit is applied to the slit. A method of processing the reference mark with high irradiation power by changing the processing condition (irradiation condition) and the processing condition (irradiation condition) for the reference mark may be employed.
[0059]
In particular, in the processing apparatus of the embodiment, after forming predetermined slits in the transparent conductive film 4 of the transparent insulating substrate 3, the pitch of the irradiation spots is shortened at the four corners of the transparent insulating substrate 3. A method of controlling the reference mark so as to be continuously processed is preferable. For example, the reference value Nref input to the comparator 603d is set to 660 when the slit is formed, and the reference value Nref is changed to 220 when the reference mark to be subsequently processed is formed. As a result, the slit is processed with a low wrap ratio (= 0.25), the reference mark is processed with a high wrap ratio (0.75), and the ratio of the wrap portion where the number of times of irradiation with the pulsed laser light is two times. And the contrast of the reference mark as a whole can be increased. In addition, this control requires only changing the value of the reference value Nref input to the comparator 603d without changing the irradiation power of the pulse laser beam, so that the irradiation condition of the pulse laser beam is changed manually. Unlike the case where the drive current is changed, there is no need to secure a waiting time for stabilizing the irradiation power, so that efficient processing is possible.
Instead of or in addition to the control for shortening the pitch of the irradiation spot, the number of scans of the pulse laser beam is controlled to be larger than that during normal processing when the reference mark is processed. Alternatively, the time pulse width of each pulse laser beam (the output Sp ′ of the pulse width shaping circuit in FIGS. 1 and 3) may be controlled to be longer than in normal processing.
[0060]
FIG. 10 is a cross-sectional view of a touch panel configured using a touch panel substrate on which an electrode pattern is formed by processing the transparent conductive film 4 in the beam processing apparatus. FIGS. 11A and 11B are an exploded perspective view and a plan view of the touch panel, respectively.
As shown in FIG. 10, the touch panel has a pair of upper and lower touch panel substrates 7 and 8 having a predetermined height (for example, 9 to 12 μm) spacers 9 so that the transparent electrodes made of the respective transparent conductive films 4 are not in contact with each other in a normal state. It is the structure which was made to oppose through. When the touch panel is pressed from above in FIG. 10, the upper touch panel substrate 7 is deformed as indicated by a two-dot chain line, and the transparent electrodes of the upper and lower touch panel substrates 7 and 8 are brought into contact with each other. From the change in resistance between the upper and lower transparent electrodes due to this contact, it is possible to know whether or not the pressure has been pressed and the pressed position. In addition, as shown in FIGS. 11A and 11B, in this touch panel, slits 7 a and 8 a orthogonal to each other are formed in each of the upper and lower touch panel substrates 7 and 8 in each transparent conductive film 4.
[0061]
The beam processing apparatus of this embodiment forms slits 7 a and 8 a shown in FIGS. 11A and 11B in the transparent conductive film 4. An insulating transparent substrate 3 having a transparent conductive film 4 (thickness = about 500 angstroms) formed on the surface thereof by vacuum deposition, ion plating, sputtering, or the like is placed on the mounting table 501 toward the upper side of the transparent conductive film 4 side. Set. The transparent conductive film 4 on the set insulating transparent substrate 3 is moved in one direction by the XY table 5 while being irradiated with pulsed laser light with a predetermined spot diameter. In the course of this movement, a portion irradiated with pulsed laser light having a width of about 500 to 1000 [μm] is evaporated and removed from the transparent conductive film 4 to form slits 7a and 8a that insulate each electrode region.
[0062]
In the beam processing apparatus of the present embodiment, a plurality of transparent electrodes can be formed on the insulating transparent substrate 3 by processing the transparent conductive film 4 without using a photolithography method involving an etching process. For this reason, the upper and lower touch panel substrates 7 and 8 can be manufactured without polluting the environment with a photoresist developer or an etchant waste solution. Even when the pattern shape of the transparent electrode is changed, a plurality of transparent electrodes corresponding to the pattern can be formed by processing the transparent conductive film 4 with the CAM data without using a light-shielding mask for photolithography. For this reason, it is necessary to prepare a light-shielding mask with a dedicated light-shielding pattern for each of the touch panel substrates 7 and 8 having different electrode patterns, making it difficult to produce a small quantity of other varieties, and soiling a workpiece with a residual resist solution. There is no problem due to the law, and the lead time can be shortened to sufficiently respond to on-demand requests.
[0063]
On the other hand, in the electrode processing using the photolithography method, there is a problem in that waste liquid such as a photoresist developer or an etching solution is generated to contaminate the environment. In addition, when changing the pattern of the transparent electrode, it is necessary to newly create a light-shielding mask for photolithography, so that the processing efficiency is poor, and it is difficult to cope with small-quantity production of other types and to reduce the cost. In particular, even when several slits are formed in the transparent conductive film 4 as in an analog touch panel, the same photolithography process is required as in the case of a digital touch panel that forms several hundred slits. For this reason, it is difficult to reduce waste liquid and reduce costs despite the small number of processed parts.
[0064]
In the above embodiment, the case where the mounting table 501 of the XY table 5 is processed while being moved in the X-axis direction or the Y-axis direction has been described. However, the present invention is an oblique direction that intersects the X-axis direction and the Y-axis direction. The present invention can also be applied to processing while moving the mounting table 501. In the case of this oblique movement, the reference value Nref (X) shown in the following formula 1 or the reference value Nref (Y) shown in the formula 2 is used as the reference value sent from the CPU 603a to the comparator 603d. The operator “INT” in the formula is an operator for obtaining an integer closest to the numerical value in parentheses. Also, “Nref” on the right side of the equation is a reference value when moving in the X-axis direction or the Y-axis direction. Further, “θ” in the equation is an angle formed by the moving direction and the X-axis direction as shown in FIG. 12, and is obtained from the machining control data.
[Expression 4]
Nref (X) = INT (Nref × cosθ)
[Equation 5]
Nref (Y) = INT (Nref × sinθ)
[0065]
Here, for example, when the movement distance detection pulse signal Sm (X) output from the linear scale 503 in the X-axis direction is used, the reference value Nref (X) shown in Equation 1 is used as the reference value. On the other hand, when the movement distance detection pulse signal Sm (Y) output from the linear scale 503 in the Y-axis direction is used, the reference value Nref (y) shown in Equation 2 is used as the reference value.
From the viewpoint of accurately detecting the moving distance of the mounting table 501 described above, when the moving direction of the mounting table 501 is close to the X axis, the moving distance detection pulse signal Sm (X from the linear scale 503 in the X axis direction is used. ) And the reference value Nref (X) in combination, and the movement direction of the mounting table 501 is close to the Y axis, the movement distance detection pulse signal Sm (Y) from the linear scale 503 in the Y axis direction and the above It is preferable to use in combination with the reference value Nref (Y). By switching and using such a combination, the number of movement distance detection pulse signals corresponding to the pitch of the irradiation spot of the pulse laser beam is not extremely reduced. Can be detected with high accuracy as in the case of moving the lens in the X-axis direction or the Y-axis direction.
[0066]
Moreover, in the said embodiment, although the case where the process which removes a part of transparent conductive film 4 on the transparent insulating board | substrate 3 was demonstrated was demonstrated, this invention is applied without being limited to such a process. It is something that can be done.
For example, as shown in FIG. 13, slits 14 for wiring insulation are formed around a wiring pattern 13 made of a conductive paste (for example, silver paste) formed on the surface of the transparent conductive film 4 on the transparent insulating substrate 3. The same effect can be obtained.
[0067]
The present invention can also be applied to a case where half-etching or drilling is performed on a resin plate. In this case, the depth of the processed part can be made uniform. Furthermore, the present invention performs not only the slit forming process, half-etching process, and punching process, but also a surface treatment process and exposure to a photoresist on a processing object such as a photosensitive layer for resin, ceramic, metal, and photolithography. It can also be applied to cases.
[0068]
In the above-described embodiment, the case where a pulsed near-infrared laser beam (wavelength λ = 1064 nm) emitted from an Nd: YAG laser having a Q switch has been described. It is applicable without limitation. For example, Nd: YLF laser (wavelength λ = 1047 nm), Qd switch, Nd: YVO4Laser (wavelength λ = 1064 nm), CO2The present invention can also be applied when a pulse laser such as a laser or a copper vapor laser is used.
The present invention can also be applied to the case of using a laser beam obtained by wavelength-converting the output of various lasers using a nonlinear optical crystal. For example, Nd: YAG laser and LiB3O5(LBO), KTiOPO4, Β-BaB2O4(BBO), CsLiB6O10When combined with a nonlinear optical crystal such as (CLBO), a laser beam in the ultraviolet region with wavelengths of 355 nm and 266 nm can be obtained. As the laser beam in the ultraviolet region for removing the transparent conductive film mainly by ablation, a pulsed ultraviolet laser beam emitted from a KrF excimer laser or the like can also be used.
Furthermore, the present invention can also be applied to the case of using other pulsed energy beams such as a pulsed light beam other than laser light and a charged particle beam.
[0069]
In the above-described embodiment, the case where the irradiation path of the pulse laser beam is fixed by the laser irradiation head 202 and the workpiece is moved in the X direction and the Y direction orthogonal to each other has been described. Can be applied to the case where the energy beam such as a laser is moved in the X direction and the Y direction, or both the energy beam and the workpiece are moved.
[0070]
【The invention's effect】
  Claims 1 to9According to the invention ofWhen machining using a pulsed energy beam, machining elements on the workpiece can be machined uniformly with the target design length.There is an effect.
[0075]
  In particular, the claims5According to the invention, even when the pitch control data is not included in the machining control data input to the beam machining apparatus, machining according to the type of machining element is possible by changing the pitch of the irradiation spot on the workpiece. It has the effect of becoming.
[0076]
  In particular, the claims2 and 6According to the invention, since the YAG laser having a Q switch with a stable beam output is used even when the repetition frequency for controlling the irradiation timing of the energy beam is changed in a relatively wide range, the energy beam is used. There is an effect that the irradiation timing can be easily controlled.
[0077]
  In particular, the claims3 and 7According to the invention, even when the speed of relative movement between the transparent substrate on which the conductive thin film is formed and the laser beam changes, the shape of the slit from which the conductive thin film has been removed by the energy beam becomes uniform. effective.
[0078]
  Claim8 and 9According to the invention, there is an effect that it is possible to manufacture a touch panel substrate in which the shape of the slit between the transparent electrodes formed on the insulating transparent substrate is uniform.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a control circuit board used in a beam processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the beam processing apparatus.
FIG. 3 is a time chart showing output of a linear scale, output of a comparator, and output of a pulse shaping circuit.
FIG. 4 is a time chart showing the output of the pulse shaping circuit, the on / off control of the switch circuit, and the output.
FIG. 5 is an explanatory view of a slit of a transparent conductive film formed by irradiation with pulsed laser light.
FIGS. 6A and 6B are explanatory diagrams of a wrap rate of an irradiation spot of pulsed laser light.
FIG. 7 is a graph showing a relationship between a moving distance and a moving speed of a mounting table on which a transparent insulating substrate is mounted.
FIG. 8A is an explanatory view of an irradiation spot of pulsed laser light irradiated on a transparent conductive film on a transparent insulating substrate in another embodiment.
(B) is explanatory drawing of the slit of the transparent conductive film formed by irradiation of the pulse laser beam.
FIG. 9A is an explanatory diagram of an irradiation spot of pulse laser light in the Y-axis direction that is irradiated onto a transparent conductive film on a transparent insulating substrate.
(B) is explanatory drawing of the lattice-shaped slit of the transparent conductive film formed by irradiation of the pulse laser beam.
FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view of a touch panel.
FIG. 11A is an exploded perspective view of a touch panel.
(B) is a plan view of the touch panel.
FIG. 12 is an explanatory diagram of the inclination angle θ in the moving direction of the mounting table on which the transparent insulating substrate is mounted.
FIG. 13 is an explanatory diagram of a wiring pattern at a peripheral end portion of a touch panel and slits around the wiring pattern.
FIG. 14 is an explanatory diagram of an irradiation spot pitch and the like.
[Explanation of symbols]
1 YAG laser equipment
2 Beam irradiation means
3 Transparent insulating substrate
4 Transparent conductive film
5 XY table
6 Control system
101 Laser head
101a YAG rod
101b Q switch
102 Q switch drive unit 102
103 Laser power supply
201 optical fiber
202 Laser irradiation head
501 mounting table
502 linear motor
503 linear scale
601 Host computer device
602 Table drive control device
603 Control circuit board
603a CPU
603b I / O interface
603c pulse counter
603d comparison circuit
603e Pulse width shaping circuit
603f switch circuit

Claims (9)

加工制御データに基づいて、ビーム源から繰り返し出射されるパルス状のエネルギービームを加工対象物に照射しながら該加工対象物と該加工対象物に対する該エネルギービームの照射ポイントとを相対移動させることにより該加工対象物を加工するビーム加工方法において、
上記加工対象物上に加工される互いに長さが異なる複数種類の加工要素ごとに、該加工要素の実際に加工される加工長が設計上の狙いの長さと一致するように上記エネルギービームの照射スポットのピッチPを計算して求め、
上記加工対象物上の加工要素の加工の際には、上記エネルギービームの照射スポットが、その加工要素について上記計算して求めた一定のピッチPで並ぶように、各パルス状のエネルギービームの照射タイミングを制御することを特徴とするビーム加工方法。
Based on the processing control data, by irradiating the processing object with the pulsed energy beam repeatedly emitted from the beam source, the processing object and the irradiation point of the energy beam with respect to the processing object are relatively moved. In a beam processing method for processing the workpiece,
Irradiation of the energy beam for each of a plurality of types of processing elements having different lengths to be processed on the processing target so that the actual processing length of the processing element matches the design target length. Calculate and find the pitch P of the spot,
When processing the processing element on the processing object, each energy beam irradiation is performed so that the irradiation spot of the energy beam is arranged at a constant pitch P obtained by the calculation for the processing element. A beam processing method characterized by controlling timing .
求項1のビーム加工方法において、
上記ビーム源が、Qスイッチを有するYAGレーザであることを特徴とするビーム加工方法。
In the beam processing method Motomeko 1,
A beam processing method, wherein the beam source is a YAG laser having a Q switch.
請求項1又は2のビーム加工方法において、
上記加工対象物が、絶縁性基板上に形成された透明導電膜であり、
該透明導電膜の一部をスリット状に除去する加工を行うことを特徴とするビーム加工方法。
In the beam processing method of Claim 1 or 2 ,
The object to be processed is a transparent conductive film formed on an insulating substrate,
The beam processing method characterized by performing the process which removes a part of this transparent conductive film in slit shape.
パルス状のエネルギービームを繰り返し出射するビーム源と、該ビーム源から出射されたエネルギービームを加工対象物に案内して照射するビーム照射手段と、該加工対象物と該加工対象物に対する該エネルギービームの照射ポイントとを相対移動させる相対移動手段と、加工制御データに基づいて該ビーム源及び該相対移動手段を制御する制御手段とを備えたビーム加工装置において、
上記加工対象物上に加工される互いに長さが異なる複数種類の加工要素ごとに、該加工要素の実際に加工される加工長が設計上の狙いの長さと一致するように上記エネルギービームの照射スポットのピッチPを計算して求め、上記加工対象物上の加工要素の加工の際には、上記エネルギービームの照射スポットが、その加工要素について上記計算して求めた一定のピッチPで並ぶように、各パルス状のエネルギービームの照射タイミングを制御する照射タイミング制御手段を備えたことを特徴とするビーム加工装置
A beam source that repeatedly emits a pulsed energy beam, a beam irradiation unit that guides and irradiates the energy beam emitted from the beam source to the object to be processed, and the energy beam to the object to be processed and the object to be processed A beam processing apparatus comprising: a relative movement means for relatively moving the irradiation point; and a control means for controlling the beam source and the relative movement means based on machining control data.
Irradiation of the energy beam for each of a plurality of types of processing elements having different lengths to be processed on the processing target so that the actual processing length of the processing element matches the design target length. The pitch P of the spot is calculated and obtained, and when the machining element on the workpiece is machined, the irradiation spot of the energy beam is arranged at the constant pitch P obtained by the calculation for the machining element. And an irradiation timing control means for controlling the irradiation timing of each pulsed energy beam .
求項のビーム加工装置において、
各加工要素について上記ピッチを制御するためのピッチ制御データを生成するピッチ制御データ生成手段を備え、
上記照射タイミング制御手段を、該ピッチ制御データ生成手段で生成したピッチ制御データを用いて各パルス状のエネルギービームの照射タイミングを制御するように構成したことを特徴とするビーム加工装置。
In beam processing apparatus Motomeko 4,
For each processing element includes a pitch control data generating means for generating a pitch control data for controlling the pitch P,
A beam processing apparatus, wherein the irradiation timing control means is configured to control the irradiation timing of each pulsed energy beam using the pitch control data generated by the pitch control data generation means.
請求項4又は5のビーム加工装置において、
上記ビーム源が、Qスイッチを有するYAGレーザであることを特徴とするビーム加工装置。
The beam processing apparatus according to claim 4 or 5 ,
The beam processing apparatus, wherein the beam source is a YAG laser having a Q switch.
請求項4、5又は6のビーム加工装置において、
上記加工対象物が、絶縁性基板上に形成された透明導電膜であり、
該透明導電膜の一部をスリット状に除去する加工を行うことを特徴とするビーム加工装置。
The beam processing apparatus according to claim 4, 5 or 6 ,
The object to be processed is a transparent conductive film formed on an insulating substrate,
A beam processing apparatus for performing processing for removing a part of the transparent conductive film into a slit shape.
絶縁性透明基板上に透明電極が形成されたタッチパネル基板を製造するタッチパネル基板の製造方法であって、
絶縁性透明基板の表面に透明導電膜を形成し、
次いで、請求項のビーム加工方法を用いて、該絶縁性透明基板上の透明導電膜の一部をスリット状に除去することにより、該絶縁性透明基板上に透明電極を形成することを特徴とするタッチパネル基板の製造方法。
A touch panel substrate manufacturing method for manufacturing a touch panel substrate in which a transparent electrode is formed on an insulating transparent substrate,
Forming a transparent conductive film on the surface of the insulating transparent substrate;
Then, by using the beam processing how according to claim 3, by removing a portion of the transparent conductive film on the insulating transparent substrate in a slit shape, forming a transparent electrode on the insulative transparent substrate A method for manufacturing a touch panel substrate, which is characterized.
絶縁性透明基板上に透明電極が形成されたタッチパネル基板を製造するタッチパネル基板の製造方法であって、  A touch panel substrate manufacturing method for manufacturing a touch panel substrate in which a transparent electrode is formed on an insulating transparent substrate,
絶縁性透明基板の表面に透明導電膜を形成し、  Forming a transparent conductive film on the surface of the insulating transparent substrate;
次いで、請求項7のビーム加工装置を用いて、該絶縁性透明基板上の透明導電膜の一部をスリット状に除去することにより、該絶縁性透明基板上に透明電極を形成することを特徴とするタッチパネル基板の製造方法。  Next, a transparent electrode is formed on the insulating transparent substrate by removing a part of the transparent conductive film on the insulating transparent substrate into a slit shape using the beam processing apparatus according to claim 7. A method for manufacturing a touch panel substrate.
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