JP3933398B2

JP3933398B2 - Beam processing equipment

Info

Publication number: JP3933398B2
Application number: JP2001011289A
Authority: JP
Inventors: 丈司小林
Original assignee: リコーマイクロエレクトロニクス株式会社
Priority date: 2001-01-19
Filing date: 2001-01-19
Publication date: 2007-06-20
Anticipated expiration: 2021-01-19
Also published as: JP2002210582A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザービームや荷電粒子ビームなどのエネルギービームによって樹脂、セラミック、金属などの加工対象物を加工するビーム加工装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エネルギービームとしてＣＯ_２レーザー、ＹＡＧレーザー、エキシマレーザーなどレーザービームを用い、これによって加工対象物であるワークを切断、溶接、エッチング、穴開けして加工するビーム加工装置が知られている。
【０００３】
図２１はこの種のビーム加工装置を示す概略構成図である。図において、ビーム加工装置は、レーザー発生部１、光ファイバ２、レーザー照射部としての加工ヘッド３、載置台４、吸引ホース５、Ｘ−Ｙテーブル７、吸引力発生手段としてのブロワ１２などを備えている。
【０００４】
上記レーザー発生部１から発せられたレーザービームＬは、光ファイバ２によって加工ヘッド３内に導かれる。この加工ヘッド３は、複数のレンズから構成されたレンズ群３ａ、これらを収容するヘッドケース３ｂ、ビーム出口３ｃなどを有している。加工ヘッド３に進入したレーザービームＬは、レンズ群３ａによって集光せしめられた後、ビーム出口３ｃからワーク１００に向けて照射される。そして、ワーク１００をレーザー照射によって部分的に除去して加工する。
【０００５】
上記ワーク１００は、図示しない駆動手段によってＸＹ方向（図中左右方向及び前後方向）に移動せしめられる上記Ｘ−Ｙテーブル７上の載置台４に固定されており、これと共にＸＹ方向に移動する。ワーク１００がこのようにＸＹ方向に移動することで、ワーク１００に対するレーザービームＬの照射位置が調整される。
【０００６】
レーザー照射によって除去されたワーク部分の多くは気化して空気中に混ざるが、一部は加工屑となってワーク１００表面にワーク１００表面に付着する。この加工屑がワーク１００表面に付着したまま残ってしまうと、後に、加工屑除去専用の洗浄工程が必要になってしまう。そこで、図示の装置では、吸引管としての吸引ホース５がその吸気口５ａを加工ヘッド３のビーム出口３ｃと、ワーク１００との間に向けるような姿勢で配設されている。この吸引ホース５は、その後端にブロワ１２が接続されており、ワーク１００のビーム照射部分から発生した加工屑をエアーとともに吸気口５ａから吸引して除去する。かかる構成では、加工屑を吸引ホース５で吸引除去しながらワーク１００をビーム加工するため、後の加工屑除去専用の洗浄工程を省略することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図示の装置では、ワーク１００の材料によっては、発生した加工屑を確実に吸引除去することができず、ワーク１００表面に残してしまうという問題があった。例えば、プラスチックなどで構成されたワーク１００から発生した比較的比重の軽い加工屑を吸引除去することができても、金属などで構成されたワーク１００から発生した比較的比重の重い加工屑を吸引除去することができないとった事態が生ずるのである。
【０００８】
かかる問題については、吸引ホース５に接続するブロワ１２として、金属等で構成されたワーク１００から発生した加工屑を確実に吸引し得る程度に、吸引能力の高いものを設けることである程度解消することができる。しかしながら、吸引能力の高いブロワを設けることによって装置コストを高めたり、騒音を大きくしたりといった新たな問題が発生してしまう。
【０００９】
なお、これらの問題は、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装置において生ずるものであるが、電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装置においても同様の問題が生じ得る。
【００１０】
本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、吸引能力のより高いブロワ等の吸引力発生手段を設けることなく、加工屑をより確実に吸引除去することができるビーム加工装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、図示の装置において、比較的比重の重い加工屑がワーク１００表面に残ってしまう原因には、吸引によって発生する気流の方向の悪さが関与していると考えた。具体的には、吸引ホース５については、載置台４とともにＸＹ方向に移動するワーク１００に接触させてしまうとワーク１００を傷付けてしまうため、どうしてもワーク１００から離して配設する必要がある。このような配設において、ワーク１００に付着した加工屑が吸引ホース５に吸引されるためには、ワーク１００表面上で引きずられるように横移動するだけでは不十分で、ワーク１００表面から浮上して吸引口５ａに至るような縦移動も必要になる。かかる浮上が実現するためには、鉛直方向上向きの力が加工屑に強く作用しなければならない。しかしながら、図示の装置では、ワーク１００表面に接している空気が主にワーク１００表面に沿って横移動しようとするため、加工屑に対して鉛直方向上向きの力を作用させ難い。また、ワーク１００の加工部分（ビーム照射部分）からは高熱の気化ガスによって上昇気流が発生するが、これはワーク１００表面に沿って移動しようとする吸引気流の影響ですぐに乱流となってしまうため、加工屑の浮上を上手く補助することが難しくなる。これらの結果、比較的比重の重い加工屑が浮上することができず、ワーク１００表面に残ってしまったと考えられた。
【００１２】
そこで、本発明者は、図１に示すような構成のビーム加工装置を試作して、加工屑の吸引テストを行った。図示の試作機において、吸引管６はその先端側がＴ字状に構成されており、Ｔ字状に分かれた一方は加工ヘッド３の先端に連結している。また、もう一方は、載置台４上に向けて延びており、吸引口６ａをワーク１００表面に臨ませている。加工ヘッド３のビーム出口３ｃから射出したレーザービームは、吸引管６のＴ字状に分かれた部分の中を真っ直ぐに通過してから、吸引口６ａを経由してワーク１００を照射する。
【００１３】
吸引管６の後端には吸引ホース５が接続され、更にこの吸引ホース５の後端には、図２１のビーム加工装置の上記ブロワ１２と同じもの（図示せず）が接続されている。
【００１４】
かかる構成の試作機を用いて、ガラス基板１０１上に形成されたＩＴＯ（インジウム酸化スズ）膜からなる透明導電膜１０３を加工してみた。すると、加工屑を透明導電膜１０３上やその除去部分のガラス基板１０１上に残してしまうといった事態を生ずることなく、加工屑を確実に吸引除去することができた。
【００１５】
図１に示した試作機では、透明導電膜１０３表面からこれに臨む吸引口６ａへと移動する気流が、ビーム照射部分で発生した加工屑に対して主に鉛直方向上向きの力を作用させ、この加工屑を確実に浮上させて吸引口６ａまで運んだためと考えられる。また、高熱の気化ガスによって発生した上昇気流が上昇側である吸引口６ａに向けてそのまま引かれるため、乱流になり難く、加工屑の浮上を上手く補助したことも、確実な吸引除去の要因になっていると考えられる。
【００１６】
このように、吸引口６ａを横向きではなく透明導電膜１０３等の加工対象物の表面に向けるように吸引管６を配設し、加工屑が発生する加工対象物のビーム照射部分で、鉛直方向上向きの吸引気流を発生させれば、より高い吸引能力の吸引力発生手段を設けることなく、加工屑をより確実に吸引除去することができる。しかしながら、吸引口６ａを加工対象物の表面に向けながら、加工対象物の１００のビーム照射部分に鉛直方向上向きの吸引気流を発生させるためには、例えば図１に示した試作機のように、加工ヘッド３の先端と加工対象物である透明導電膜１０３表面との間に吸引管６を介在させる必要がある。介在させるだけのスペースが確保できれば問題ないが、従来のビーム加工装置ではかかるスペースがないものも少なくない。
【００１７】
そこで、本発明者は、次に、図２に示すような構成のビーム加工装置を試作して、加工屑の吸引テストを行った。図示の試作機において、吸引管としての吸引ホース５の先端には、覆い部材８が設けられている。この覆い部材８は、透明導電膜１０３と所定の間隙を介して対向してそのビーム加工部分（ビーム照射部分）の周囲を覆う覆い８ａと、吸引口６ａに連通するようにこの覆い８ａに設けられた連通口と、覆い８ａに設けられた２つの貫通開口部８ｂとを備えており、加工ヘッド３の先端を貫通開口部８ｂに挿入させるように加工ヘッド３に装着されている。また、連通口の周囲は図中上側に突出しており、この突出した部分に吸引ホース５が接続されている。
【００１８】
かかる構成の試作機において、吸引ホース５の後端に、図２１のビーム加工装置の上記ブロワ１２と同じものを接続し、ガラス基板１０１上に形成されたＩＴＯ膜からなる透明導電膜１０３を加工してみた。すると、図１に示した試作機と同様に、加工屑を透明導電膜１０３やその除去部分のガラス基板１０１上に残こしてしまうといった事態を生ずることなく、加工屑を確実に吸引除去することができた。
【００１９】
図２に示した試作機でも加工屑の確実な吸引除去が可能になった理由は次のように考えられる。即ち、加工屑が発生する透明導電膜１０３のビーム照射部分では、膜表面に沿って横移動する吸引気流が発生する。この吸引気流は、覆い部材８と加工対象物である透明導電膜１０３表面との間の限られた空間を移動する必要がある。かかる構成では、図２１に示したビーム加工装置のように透明導電膜１０３表面上での吸引気流の移動空間が限られておらず、吸引気流の大半が透明導電膜１０３から比較的離れた位置で移動して吸引口５ａに至ってしまうものとは異なり、吸引気流の大半が透明導電膜１０３の表面近傍を通過する。このため、より多くの吸引気流が加工屑にぶつかるようになる。また、吸引気流の移動空間が限られているにもかかわらず、単位時間あたりに吸引される気流の量がそれほど変化しないことから、限られた移動空間内での吸引気流の流速が速まる。これらのことから、吸引気流から加工屑に対して付与される鉛直方向上向きの力の総量が増加したり、この力が強まったりして、加工屑が浮上し易くなる。更に、鉛直方向上向きの力だけでなく、透明導電膜１０３の表面に沿った横方向の力の総量も増加したり、この力が強まったりするため、浮上するに至らなかった加工屑でも吸引口５ａの直下まで容易に横移動せしめられ、この直下で鉛直方向上向きの力が集中的に付与されることになる。以上の結果、より確実な吸引除去が可能になったと考えられる。
【００２２】
以上の吸引テストに鑑みてなされた請求項１の発明は、加工対象物を載置する載置台と、該載置台上の加工対象物に向けてエネルギービームを照射するビーム照射部と、吸引口から空気を吸引する吸引管とを備え、該エネルギービームの照射によって加工対象物を加工し、加工によって生じた加工屑を該吸引管で吸引して除去するビーム加工装置において、水平方向に延在する姿勢で該載置台に載置された該加工対象物と所定の間隙を介して対向しながら水平方向に真っ直ぐに延在して、該加工対象物のビームが照射される部分の周囲を覆う覆いと、該吸引口に連通するように該覆いに設けられた連通口と、該覆いに設けられた貫通開口とを有する覆い部材の該貫通開口に該ビーム照射部の先端を挿入して、該ビーム照射部からの該エネルギービームが該貫通開口の内側を通って加工対象物に照射されるようにしたことを特徴とするものである。
【００２３】
このビーム加工装置では、吸引管での吸引によって発生する吸引気流が、覆い部材の周囲から該覆い部材と加工対象物との間の限られた空間に進入し、該加工対象物の加工部分の近傍を経由して連通口（吸引口）に至る。かかる構成では、加工対象物表面上での吸引気流の移動空間が限られておらず、吸引気流の大半が該加工対象物表面から比較的離れた位置で移動して吸引口に至ってしまう従来のビーム加工装置とは異なり、吸引気流の大半が加工対象物の加工部分の近傍を通過する。このため、より多くの吸引気流が加工屑にぶつかるようになる。また、吸引気流の移動空間が限られているにもかかわらず、単位時間あたりに吸引される気流の量がそれほど変化しないことから、限られた移動空間内での吸引気流の流速が速まる。これらのことから、吸引気流から加工屑に対して付与される加工対象物表面と直行する方向の力の総量が増加したり、この力が強まったりして、加工屑が浮上し易くなる。更に、この方向の力だけでなく、加工対象物表面に沿った横方向の力の総量も増加したり、この力が強まったりするため、浮上するに至らなかった加工屑でも加工対象物表面に沿って引きずられるようにして連通口との対向位置まで横移動せしめられる。この対向位置では、吸引気流の全体的な向きが上記横方向から加工対象物表面に直交する方向に変わるため、加工屑が更に浮上し易くなる。以上の結果、吸引能力のより高い吸引手段を設けたり、ビーム照射部の先端と加工対象物表面との間に吸引管を介在させたりすることなく、加工屑をより確実に吸引除去することができる。
【００２４】
ところで、請求項１の発明の構成を備える図１の試作機では、吸引管６の内部に吸引された加工屑がレンズ群３ａの最も先端側のレンズに固着して、レーザービームＬの光路を遮るなど種々の不具合を発生させるおそれがある。また、請求項２の発明の構成を備える図２の試作機でも、覆い部材８と加工対象物である透明導電膜１０３表面との間を流れる吸引気流の影響によって舞い上がった加工屑がレンズに固着して同様の不具合を発生させるおそれがある。
【００２５】
そこで、請求項２の発明は、請求項１のビーム加工装置において、上記ビーム照射部に、上記エネルギービームであるレーザービームを集光させるレンズと、該ビーム照射部の先端と該レンズとの間に気体を送気する送気手段とを設けたことを特徴とするものである。
【００２６】
このビーム加工装置においては、レンズによって集光せしめたレーザービームの照射によって加工対象物を加工することができる。また、送気手段から送気された気体がビーム照射部の先端から排気され、該先端からビーム照射部内への加工屑の進入がこの排気によって阻止される。よって、ビーム照射部内のレンズに加工屑が付着するようなことがなく、該レンズへの加工屑の固着によって生ずる種々の不具合を解消することができる。
但し、このビーム加工装置において、送気手段からの送気を強く設定し過ぎると、ビーム照射部の先端から勢い良く飛び出した排気によって加工屑を加工対象物表面に向けて押し当ててしまい、該加工対象物表面からの加工屑の浮上を阻害してしまう可能性が残る。
【００２９】
請求項３の発明は、請求項１又は２のビーム加工装置であって、上記加工対象物として、透明基板上に形成された透明導電膜を加工することを特徴とするものである。
【００３０】
このビーム加工装置においては、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、ガラス基板等の透明基板上に形成された加工対象物であるＩＴＯ膜やネサ膜（酸化スズ膜）等の透明導電膜をエネルギービームの照射によって加工する。かかる構成では、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透明基板上の透明導電膜を加工して、タッチパネル用基板や液晶パネル用基板を製造することができる。また、透明電極のパターンを変える場合でも、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透明導電膜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用基板や液晶パネル用基板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ないといったフォトリソグラフィー法による不具合が起こらず、他品種少量生産といういわゆる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。
【００３１】
【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装置に適用した実施形態について説明する。
【００３２】
［第１実施形態］
図３は、第１実施形態に係るビーム加工装置の概略構成図である。まず、このビーム加工装置の基本的な構成について説明する。
図において、Ｑスイッチ１０ａで制御されるＹＡＧレーザー光源部１０から出射した波長λ＝１０６４［ｎｍ］の近赤外光からなるＹＡＧレーザービーム（以下、単にレーザービームという）は、ステップインデックス型の光ファイバ２によって、加工ヘッド３に導かれる。この加工ヘッド３は、複数のレンズから構成されたレンズ群３ａ、これらを収容するヘッドケース３ｂ、ビーム出口３ｃなどを有している。加工ヘッド３に進入したレーザービームは、レンズ群３ａによって集光せしめられながらビーム出口３ｃから出射する。そして、透明なガラスやプラスチック材（例えばＰＥＴ、ポリカーボネート）からなる絶縁性透明基板１０２に形成されたＩＴＯ膜やネサ膜などからなる透明導電膜１０３を照射する。この照射により、加工対象物としての透明導電膜１０３が蒸発することで、透明導電膜１０３が部分的に剥離除去される。レーザービームが加工ヘッド３内で集光することで、絶縁性透明基板１０２に対する照射面積を小さくするため、そのエネルギー密度を高めて加工効率を向上させることができる。しかも、寸法の小さな加工パターンまで加工できるため、加工パターンの微細化も可能となる。
【００３３】
加工対象物である透明導電膜１０３が形成された絶縁性透明基板１０２は、リニアモータ７ａで駆動されるＸ−Ｙテーブル７上の載置台４に固定され、図中水平方向に２次元的に移動可能となっている。ＹＡＧレーザー光源部１０、Ｘ−Ｙテーブル７は、パーソナルコンピュータ１１ａ、シーケンサ１１ｂ、同期連動型運転用の制御回路基板１１ｃ等からなる制御部１１で制御される。例えば、制御部１１はＹＡＧレーザー光源部１０の駆動部を制御し、これによってレーザービームの繰り返し周期等が変更される。
【００３４】
また、上記制御部１１により、ＹＡＧレーザー光源部１０からのレーザービームの出力に応じてリニアモータ７ａを駆動制御して絶縁性透明基板１０２を移動させたり、Ｘ−Ｙテーブル７の移動状態に応じてＹＡＧレーザー光源部１０からのレーザービームの出力を変化させたりすることもできる。例えば、Ｘ−Ｙテーブル７の移動開始および移動終了の際の加減速時に、透明導電膜１０３上のレーザービームのエネルギー密度を一定にして均一な加工形状（テーパ形状）を形成できるようにする等の目的のために、Ｘ−Ｙテーブル７の移動速度に応じて繰り返し周期等をリアルタイムに変化させるように制御する。このような制御を行うことにより、Ｘ−Ｙテーブル７の加速及び減速にそれぞれ１００ｍｍ程度の助走を必要としてＸ−Ｙテーブル７の全体移動量が７００ｍｍ×７００ｍｍであるところ、この助走が不要となって全体移動量を５００ｍｍ×５００ｍｍ程度まで短縮することができる。このことにより、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（例えば１基板あたり３５秒〜１５秒程度）でスリット加工が可能となるとともに、寸法精度の向上を図り、焦げ付きや未加工部分の発生を防止することができる。
【００３５】
また、加工速度、Ｘ−Ｙテーブル７の加速度、加工精度をより向上させるために、Ｘ−Ｙテーブル７については、発泡チタン、マグネジウム、酸化アルミナ系、アルミ合金系の超軽量素材で形成することが好ましい。
【００３６】
また、載置台４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１０２と透明導電膜１０３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。
【００３７】
載置台４については、図４に示すように、絶縁性透明基板１０２の少なくともレーザービームが照射される部分の下側に凹部４ａを形成し、絶縁性透明基板１０２の下面と載置台４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１０２を通過して載置台４の表面で反射した反射レーザーが透明導電膜１０３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】
図５は、本ビーム加工装置での透明導電膜１０３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の断面図である。また、図６（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５に示すように、タッチパネルは、各透明導電膜１０３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１０４、１０５を所定の高さ（例えば９〜１２μm）のスペーサ１０６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５中の上方から押圧すると、上タッチパネル基板１０４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１０４、１０５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６（ａ）及び（ｂ）に示すように上下のタッチパネル基板１０４、１０５のそれぞれに、互いに直交するスリット１０６、１０７が各透明導電膜１０３に形成されている。
【００３９】
本第１実施形態に係るビーム加工装置は、図６（ａ）及び（ｂ）に示すスリット１０６、１０７を、透明導電膜１０３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１０３（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１０２は、透明導電膜１０３側の上方に向けて載置台４上にセットされる。セットされた絶縁性透明基板１０２上の透明導電膜１０３は、所定のスポット径に絞られたレーザービームが照射されながらＸ−Ｙテーブル７によって一方向に移動せしめられる。この移動の過程で、幅５００〜１０００［μm］程度のレーザービームの照射によって発生した熱によってビーム照射部分が蒸発して透明導電膜１０３から除去され、各電極領域を絶縁するスリット１０６、１０７が形成される。
【００４０】
なお、図示のビーム加工装置は、図示しない吸引管を備えているが、これについては後述する。
【００４１】
以上の構成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１０３を加工して絶縁性透明基板１０２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１０４、１０５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ＣＡＤデータで透明導電膜１０３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用基板１０４、１０５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。
【００４２】
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１０３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。
【００４３】
次に、本第１実施形態に係るビーム加工装置の特徴的な構成について説明する。図７、図８は、それぞれ上記加工ヘッド３の先端部分の斜視図、断面図である。これらの図に示すように、このビーム加工装置の吸引管６はその先端側がＴ字状に分かれており、一方は加工ヘッド３の先端に連結している。また、もう一方は、載置台４に向けて延びており、吸引口６ａを加工対象物である透明導電膜１０３の表面に向けている。吸引管６の後端には吸引ホース５が接続され、更にこの吸引ホース５の後端には図示しない吸引力発生手段であるブロワが接続されている。
【００４４】
加工ヘッド３のビーム出口３ｃから射出したレーザービームは、吸引管６のＴ字状に分かれた部分の中を真っ直ぐに通過してから、吸引口６ａを経由して加工対象物である透明導電膜１０３を照射する。
【００４５】
従来のように横向きではなく、加工対象物である透明導電膜１０３表面に向けた吸引口６ａからレーザービームが出る吸引管６は、加工屑が発生する透明導電膜１０３のビーム照射部分の真上で吸引することによってこのビーム照射部分に鉛直方向上向きの吸引気流を発生させる。かかる構成では、主にビーム照射部分に横方向の吸引気流を発生させる従来のビーム加工装置よりも、透明導電膜１０３の表面に付着した比較的比重の重い加工屑に対して、鉛直方向上向きに強い力を作用させ、加工屑を浮上させ易くする。また、高熱の気化ガスによって透明導電膜１０３の加工部分で発生した上昇気流が上昇側である吸引口６ａに向けてそのまま引かれて乱流となり難くなるため、加工屑の浮上を補助し易くなる。以上の結果、吸引力発生手段である上記ブロワとしてより吸引能力の高いものを設けることなく、加工屑をより確実に吸引除去することができる。
【００４６】
加工ヘッド３のヘッドケース３ｂ内において、レンズ群３ａの最もヘッド先端側のレンズと、ヘッド先端（ビーム出口３ｃ）との間にはある程度の空隙が確保されるようになっている。加工ヘッド３には、送気ホース９が継ぎ手を介してこの空隙に連通するように接続されており、この送気ホース９の後端には図示しない送気扇が接続されている。
【００４７】
送気ホース９から上記空隙へと送気された気体は、加工ヘッド３のビーム出口３ｃから吸気管６内へと排気される。この排気により、ビーム出口３ｃから加工ヘッド３内への加工屑の進入が阻止されるため、加工ヘッド３内のレンズに加工屑が付着するようなことがなく、レンズへの加工屑の固着によって生ずる種々の不具合が解消される。
【００４８】
但し、送気手段である上記送気扇の送気力を強くし過ぎると、加工ヘッド３のビーム出口３ｃから勢い良く飛び出した排気によって加工屑を透明導電膜１０３に向けて押し当ててしまい、その表面からの加工屑の浮上を阻害してしまうことになりかねない。よって、上記送気扇の送気力については、ビーム出口３ｃからの排気が載置台４上の透明導電膜１０３の表面に到達する前に吸引管６に吸引される程度に弱く設定することが望ましい。このように設定すれば、ビーム出口３ｃから出る排気を透明導電膜１０３の加工屑に到達させる前に吸引管６によって吸引させ、この排気が加工屑を透明導電膜１０３表面に向けて押し当てて加工屑の浮上を阻害するといった事態を解消することができる。
【００４９】
吸引管６の先端部分の構造は、吸引管６が吸引口６ａを透明導電膜１０３等の加工対象物の表面に向けながら、加工ヘッド３のビーム出口３ｃから射出されたレーザービームを管内に受け入れた後、吸引口６ａから加工対象物に向けて出すことができるものであれば、図示のようなＴ字状でなくてもよい。
【００５０】
例えば、図９に示すように、鉛直方向に延在しながら吸引口６ａを下側に向けるように配設した吸引管６の径を先端側で大きくし、径を異ならせたことによって生じた段差部分に加工ヘッド３を接続してもよい。
【００５１】
また、図１０に示すように、この段差部分の一部又は全部をレーザービームの照射によって変性しないガラス等の透明部６ｂで構成し、この透明部６ｂにレーザービームを透過させるようにしてもよい。
【００５２】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係るビーム加工装置について説明する。なお、このビーム加工装置の基本的な構成については、第１実施形態のビーム加工装置と同様であるので説明を省略する。
【００５３】
図１１、図１２は、それぞれ本ビーム加工装置の加工ヘッド３の先端部分を示す斜視図、断面図である。これらの図において、吸引管としての吸引ホース５の先端には覆い部材８が接続されている。この覆い部材８は、透明導電膜１０３と所定の間隙を介して対向してその加工部分の周りを覆う覆い８ａ、この覆い８ａに設けられた貫通開口部８ｂ、連通口などを備えており、加工ヘッド３の先端を貫通開口部８ｂに挿入させるように加工ヘッド３に装着されている。また、連通口の周りは図中上側に突出しており、この突出した部分に吸引ホース５の先端が接続されている。この吸引ホース５の後端には、図示しない吸引力発生手段であるブロワが接続されている。
【００５４】
かかる構成において、吸引ホース５での吸引によって発生する吸引気流は、覆い部材８の周囲から覆い部材８と透明導電膜１０３との間の限られた空間に進入し、透明導電膜１０３の加工部分の近傍を経由して連通口（吸引口５ａとの連通部分）に至る。かかる構成では、透明導電膜１０３上での吸引気流の移動空間が限られていない従来の装置に比べ、吸引気流から加工屑に対して付与される図中鉛直方向上向きの力の総量が増加したり、この力が強まったりして、加工屑が浮上し易くなる。更に、鉛直方向上向きの力だけでなく、透明導電膜１０３表面に沿った横方向の力の総量も増加したり、この力が強まったりするため、浮上するに至らなかった加工屑でも透明導電膜１０３表面に沿って引きずられるようにして連通口との対向位置まで横移動せしめられる。この対向位置では、吸引気流の全体的な向きが上記横方向から鉛直方向上向きに変わるため、加工屑が更に浮上し易くなる。以上の結果、吸引能力のより高い吸引手段を設けることなく、加工屑をより確実に吸引除去することができる。
【００５５】
本ビーム加工装置では、第１実施形態のビーム加工装置のように、加工ヘッド３の先端と透明導電膜１０３表面との間に吸引管６を介在させるようなことがない。このため、介在させるスペースのない場合でも、加工屑をより確実に吸引除去することができる。
【００５６】
また、本ビーム加工装置においても、加工ヘッド３のヘッドケース３ｂ内におけるレンズと、ヘッド先端との間にある程度の空隙が確保され、これに継ぎ手を介して送気ホース９が連通している。よって、レンズへの加工屑の固着によって生ずる種々の不具合が解消される。
【００５７】
覆い部材８については、図１３に示すように、吸引ホース５側の根本部分から外縁部分に向かう下り勾配が生ずるように斜めに取り付けるか、図１４に示すように傘状の形状に構成することが望ましい。かかる構成では、覆い部材８の周囲から覆い部材８と透明導電膜１０３との間に吸い込まれた空気が、全体的に、斜め上側の吸引口５ａに向けて移動するようになるため、水平方向に真っ直ぐに延びる覆い部材８に比べ、加工屑に対して作用する鉛直方向上向きの力が大きくなり、加工屑が浮上し易くなる。
【００５８】
本第２実施形態に係るビーム加工装置では、図１５に示すように、加工屑に対し、その浮上に大きく関与する鉛直方向上向きの力を最も強く作用させる吸引口５ａが、透明導電膜１０３の加工位置Ｐ（ビーム照射位置）から離れた位置にある。ここで、この加工位置Ｐに付着したまま取り残された加工屑が生じたとしても、この加工位置Ｐがその後の上記Ｘ−Ｙテーブル７の移動に伴って図示のように吸引口５ａの直下を通過すれば、鉛直方向上向きの吸引気流によって加工屑を吸引させ得る場合がある。ところが、上Ｘ−Ｙテーブル７は、１方向だけでなく、図中左方向、右方向、手前側方向、奥側方向の４方向に移動するため、加工位置Ｐを常に吸引口５ａの直下に移動させ得るわけではない。図１６に示すように、逆に加工位置Ｐが吸引口５ａから離れてしまう場合もある。
【００５９】
図１７は図示しない透明導電膜に対する加工ヘッド３の走査軌跡を示す平面図である。図示のように、本ビーム加工装置は、まず、図示しない透明導電膜に対してＸ方向の走査を行い、その走査位置をＸ走査開始地点Ｐ１からＸ走査終了地点Ｐ２へと移動させる。この移動により、加工ヘッド３は透明導電膜表面のほぼ全域を全体的にＸ方向に走査する。また、この走査に伴って、透明導電膜表面のほぼ全域が図示しない吸引口との対向位置を通過する。なお、図では、透明導電膜に対する加工ヘッド３の走査軌跡を示しており、あたかも加工ヘッド３が移動しているような描写となっているが、実際には加工ヘッド３ではなくＸ−Ｙテーブル７が移動している。
【００６０】
次に、本ビーム加工装置は、図示しない透明導電膜に対してＹ方向の走査を行い、その走査位置をＸ走査終了地点Ｐ２からＸ走査開始地点Ｐ１の付近まで戻す。このＹ方向の走査により、図示しない透明導電膜表面のほぼ全域が吸引口（連通口）との対向位置を再び通過する。このため、先に実施されたＸ方向の走査の際に透明導電膜の表面に加工屑が取り残されていても、加工屑を吸引口の直下まで確実に移動させて除去することができる。しかしながら、Ｙ方向の走査によって新たに取り残された加工屑については、覆い部材８における連通口（吸引口）の位置によっては、連通口の直下まで移動させることなくＹ方向の走査を終了させてしまう。
【００６１】
例えば、図１８に示すように、吸引口５ａ（連通口と同じ位置）が加工ヘッド３とＸ方向に並び、且つ加工ヘッド３の相対移動方向の下流側に位置していると、Ｙ方向の走査によって新たに発生した加工屑を吸引口５ａの直下に一度も移動させないまま、Ｙ方向の走査を終了させてしまう。また、図１９に示すように、吸引口５ａが同様に加工ヘッド３とＸ方向に並び、且つ加工ヘッド３の相対移動方向の上流側に位置している場合には、走査終了直前に実施される数往復分の加工領域Ｒで、加工屑を吸引口５ａの直下まで移動させることができない。
【００６２】
これに対し、吸引口５ａが図２０に示すように加工ヘッド３とＹ方向に並んでいる場合には、Ｙ方向の走査によって生じた新たな加工屑を吸引口５ａの直下まで確実に移動させることができる。なお、図２０のＹ方向の走査において、図中上側から下側に向かう方向の走査時には、加工屑を吸引口５ａの直下から遠ざけてしまう。しかしながら、Ｙ方向に１往復走査される毎のＸ方向のシフト量は、実際には図示の量よりも遙かに少ない。このため、図中下側に向かうＹ方向の走査の際に生じた加工屑については、図中上側に向かうＹ方向の走査の際に吸引口５ａの直下まで移動させることができる。
【００６３】
よって、吸引口５ａの位置については、吸引口５ａを加工ヘッド３と第２番目の走査方向（図示の例ではＹ方向）に並べるように、設定することが望ましい。
【００６４】
以上、各実施形態において、光ファイバ２としてステップインデックス型のものを設けたビーム加工装置について説明したが、内部の光伝送路での屈折や反射によってレーザービームのエネルギー分布を均一化しながらガイドできるものであれば、他の種類の光ファイバを用いてもよい。
【００６５】
また、上記Ｘ−Ｙテーブル７の移動によって透明導電膜１０３に対するレーザービームの走査を行わせているが、絶縁性透明基板１０２や透明導電膜１０３を固定したまま、レーザービームをガルバノミラー等のスキャン機構によって走査させたり、加工ヘッド３の移動によって走査させたりしてもよい。
【００６６】
また、タッチパネルの透明電極形成用の透明導電膜の加工に適用した場合について説明したが、本発明は、タッチパネルに限定されることなく、例えば液晶パネルの透明電極形成用の透明導電膜を加工する場合にも適用することができ、同様な効果が得られるものである。
【００６７】
また、透明導電膜１０３の加工に熱レーザー光源としてのＹＡＧレーザーを用いているが、本発明は、ＣＯ_２レーザー等の他の赤外光レーザー、可視光レーザー、上記透明導電膜を主にアブレーションで除去するＫｒＦエキシマレーザー等の紫外光レーザーを用いた場合にも適用が可能である。
【００６８】
また、本発明は、レーザー光以外の光ビームや、荷電粒子ビーム等の他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】
【発明の効果】
請求項１、２又は３の発明によれば、より高い吸引能力の吸引力発生装置を設けることなく、加工屑をより確実に吸引除去することができるという優れた効果がある。更には、ビーム照射部の先端と加工対象物表面との間に吸引管を介在させないので、介在させるスペースのないビーム加工装置でも加工屑をより確実に吸引除去することができるという優れた効果もある。
【００７１】
また特に、請求項２の発明によれば、レンズによって集光せしめたレーザービームの照射によって加工対象物を加工することができるという優れた効果がある。また、ビーム照射部内のレンズに加工屑が固着することによって生ずる種々の不具合を解消することができるという優れた効果がある。
【００７３】
また特に、請求項３の発明によれば、フォトリソグラフィー法で用いる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、タッチパネル用基板や液晶パネル用基板を製造することができるという優れた効果がある。また、フォトリソグラフィー法で透明導電膜を加工する場合とは異なり、他品種少量生産といういわゆる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という優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るビーム加工装置の試作機を示す概略構成図。
【図２】本発明の他の態様に係るビーム加工装置の試作機を示す概略構成図。
【図３】第１実施形態に係るビーム加工装置を示す概略構成図。
【図４】同ビーム加工装置のＸ−Ｙテーブルを絶縁性透明基板とともに示す拡大断面図。
【図５】タッチパネルの拡大断面図。
【図６】（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７】同ビーム加工装置の加工ヘッドの先端部分を示す斜視図。
【図８】同先端部分を示す断面図。
【図９】同ビーム加工装置の変形例装置における加工ヘッドの先端部分を示す断面図。
【図１０】他の変形例装置における加工ヘッドの先端部分を示す断面図。
【図１１】第２実施形態に係るビーム加工装置の加工ヘッドの先端部分を示す斜視図。
【図１２】同先端部分を示す断面図。
【図１３】同ビーム加工装置の変形例装置における覆い部材を示す断面図。
【図１４】他の変形例装置における覆い部材を示す断面図。
【図１５】同ビーム加工装置において、透明導電膜に対するビーム加工済みエリアを吸引口に近づける方向のＸ−Ｙテーブルの移動を説明する模式図。
【図１６】同ビーム加工装置において、透明導電膜に対するビーム加工済みエリアを吸引口から遠ざける方向のＸ−Ｙテーブルの移動を説明する模式図。
【図１７】同ビーム加工装置の加工ヘッドの走査軌跡を示す平面図。
【図１８】同ビーム加工装置の吸引口を加工ヘッドとＸ方向に並ばせ、且つ加工ヘッドの相対移動方向の下流側に位置させている状態と、同走査軌跡とを示す平面図。
【図１９】同吸引口を加工ヘッドとＸ方向に並ばせ、且つ加工ヘッドの相対移動方向の上流側に位置させている状態と、同走査軌跡とを示す平面図。
【図２０】同ビーム加工装置の吸引口を加工ヘッドとＹ方向に並ばせた状態、同走査軌跡とを示す平面図。
【図２１】従来のビーム加工装置を示す概略構成図。
【符号の説明】
１レーザー発生部
２光ファイバ
３加工ヘッド（ビーム照射部）
３ａレンズ群
３ｂヘッドケース
３ｃビーム出口
４Ｘ−Ｙテーブル（載置台）
４ａ凹部
５吸引ホース（吸引管）
５ａ吸引口
６吸引管
６ａ吸引口
６ｂ透明部
７Ｘ−Ｙテーブル
７ａリニアモータ
８覆い部材
８ａ覆い
８ｂ貫通開口
９送気ホース
１０ＹＡＧレーザー光源部
１０ａＱスイッチ
１１制御部
１００ワーク（加工対象物）
１０１ガラス基板
１０２絶縁性透明基板
１０３透明導電膜
１０４上タッチパネル基板
１０５下タッチパネル基板
１０６スリット
１０７スリット[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a beam processing apparatus that processes an object to be processed such as a resin, a ceramic, or a metal with an energy beam such as a laser beam or a charged particle beam.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, CO as an energy beam₂2. Description of the Related Art A beam processing apparatus that uses a laser beam such as a laser, a YAG laser, or an excimer laser and cuts, welds, etches, or drills a workpiece that is an object to be processed is known.
[0003]
FIG. 21 is a schematic configuration diagram showing this type of beam processing apparatus. In the figure, the beam processing apparatus includes a laser generation unit 1, an optical fiber 2, a processing head 3 as a laser irradiation unit, a mounting table 4, a suction hose 5, an XY table 7, a blower 12 as a suction force generation means, and the like. I have.
[0004]
The laser beam L emitted from the laser generator 1 is guided into the machining head 3 by the optical fiber 2. The processing head 3 includes a lens group 3a composed of a plurality of lenses, a head case 3b for accommodating them, a beam outlet 3c, and the like. The laser beam L that has entered the processing head 3 is focused by the lens group 3a and then irradiated toward the workpiece 100 from the beam exit 3c. Then, the workpiece 100 is partially removed by laser irradiation and processed.
[0005]
The workpiece 100 is fixed to the mounting table 4 on the XY table 7 that is moved in the XY directions (left and right directions and front and rear directions in the drawing) by a driving means (not shown), and moves in the XY directions together with the work table 100. By moving the workpiece 100 in the X and Y directions in this way, the irradiation position of the laser beam L on the workpiece 100 is adjusted.
[0006]
Many of the workpiece parts removed by the laser irradiation are vaporized and mixed in the air, but some of the workpiece parts become machining waste and adhere to the workpiece 100 surface. If the machining waste remains on the surface of the workpiece 100, a cleaning process dedicated to removal of the machining waste will be required later. Therefore, in the illustrated apparatus, the suction hose 5 as a suction tube is disposed in such a posture that the suction port 5a is directed between the beam outlet 3c of the machining head 3 and the workpiece 100. The suction hose 5 has a blower 12 connected to the rear end thereof, and removes processing waste generated from the beam irradiation portion of the workpiece 100 by sucking it together with air from the intake port 5a. In such a configuration, the workpiece 100 is beam-processed while sucking and removing the processing waste with the suction hose 5, so that a cleaning process dedicated to subsequent processing waste removal can be omitted.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the illustrated apparatus, depending on the material of the workpiece 100, the generated machining waste cannot be reliably removed by suction, and there is a problem that the workpiece 100 remains on the surface of the workpiece 100. For example, even if it is possible to suck and remove processing waste having a relatively low specific gravity generated from the workpiece 100 made of plastic or the like, the processing waste having a relatively high specific gravity generated from the workpiece 100 made of metal or the like is sucked. A situation occurs that cannot be removed.
[0008]
Such a problem can be solved to some extent by providing a blower 12 connected to the suction hose 5 having a high suction capability to the extent that the processing waste generated from the workpiece 100 made of metal or the like can be reliably suctioned. Can do. However, the provision of a blower having a high suction capacity causes new problems such as an increase in device cost and an increase in noise.
[0009]
These problems occur in a beam processing apparatus using a laser beam as an energy beam, but similar problems may occur in a beam processing apparatus using another energy beam such as an electron beam.
[0010]
The present invention has been made in view of the above problems, and the object of the present invention is to more reliably suction and remove machining waste without providing suction force generating means such as a blower having a higher suction capability. It is providing the beam processing apparatus which can be performed.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The inventor considered that in the apparatus shown in the figure, the reason why the processing waste having a relatively high specific gravity remains on the surface of the workpiece 100 is related to the poor direction of the airflow generated by suction. Specifically, if the suction hose 5 is brought into contact with the workpiece 100 moving in the XY direction together with the mounting table 4, the workpiece 100 is damaged. In such an arrangement, in order for the processing waste adhering to the workpiece 100 to be sucked into the suction hose 5, it is not sufficient to move laterally so as to be dragged on the surface of the workpiece 100. Therefore, it is also necessary to move vertically to reach the suction port 5a. In order to realize such levitation, the upward force in the vertical direction must act strongly on the scrap. However, in the illustrated apparatus, since the air in contact with the surface of the workpiece 100 tends to move laterally mainly along the surface of the workpiece 100, it is difficult to apply a vertical upward force to the machining waste. In addition, an upward air flow is generated from the processing portion (beam irradiation portion) of the workpiece 100 due to the high-temperature vaporized gas, but this immediately becomes a turbulent flow due to the influence of the suction air flow moving along the surface of the workpiece 100. Therefore, it becomes difficult to assist the surfacing of the processing waste well. As a result, it was considered that the processing waste having a relatively high specific gravity could not float and remained on the surface of the workpiece 100.
[0012]
Therefore, the present inventor made a prototype of a beam processing apparatus having a configuration as shown in FIG. In the illustrated prototype, the suction tube 6 has a T-shaped tip, and one of the suction tubes 6 is connected to the tip of the processing head 3. The other extends toward the mounting table 4 and faces the surface of the workpiece 100 with the suction port 6a. The laser beam emitted from the beam outlet 3c of the processing head 3 passes straight through the T-shaped portion of the suction tube 6 and then irradiates the workpiece 100 via the suction port 6a.
[0013]
A suction hose 5 is connected to the rear end of the suction pipe 6, and further, the same (not shown) as the blower 12 of the beam processing apparatus of FIG. 21 is connected to the rear end of the suction hose 5.
[0014]
Using the prototype with such a configuration, the transparent conductive film 103 made of an ITO (indium tin oxide) film formed on the glass substrate 101 was processed. Then, the processing waste could be reliably removed by suction without causing a situation in which the processing waste was left on the transparent conductive film 103 or the glass substrate 101 at the removed portion.
[0015]
In the prototype shown in FIG. 1, the airflow moving from the surface of the transparent conductive film 103 to the suction port 6 a facing it causes a vertical upward force to act mainly on the machining waste generated in the beam irradiation portion, This is considered to be because this processing waste was surely lifted and carried to the suction port 6a. In addition, since the ascending air flow generated by the high-temperature vaporized gas is drawn as it is toward the suction port 6a on the ascending side, the turbulent flow hardly occurs, and the fact that the floating of the processing waste is well supported is also a factor of reliable suction removal. It is thought that.
[0016]
In this way, the suction pipe 6 is disposed so that the suction port 6a is directed not to the side but to the surface of the processing object such as the transparent conductive film 103, and the beam irradiation portion of the processing object in which the processing waste is generated in the vertical direction. If an upward suction airflow is generated, it is possible to more reliably suction and remove the processing waste without providing suction force generating means having a higher suction capacity. However, in order to generate a vertically upward suction airflow in the beam irradiation portion of the workpiece 100 while directing the suction port 6a toward the surface of the workpiece, for example, as in the prototype shown in FIG. It is necessary to interpose the suction pipe 6 between the tip of the processing head 3 and the surface of the transparent conductive film 103 which is a processing target. There is no problem as long as a space sufficient to interpose can be secured, but there are many cases where there is no such space in the conventional beam processing apparatus.
[0017]
Therefore, the present inventor next made a prototype of a beam processing apparatus having a configuration as shown in FIG. In the illustrated prototype, a cover member 8 is provided at the tip of the suction hose 5 as a suction tube. The covering member 8 is provided on the covering 8a so as to communicate with the suction port 6a, and a covering 8a that opposes the transparent conductive film 103 with a predetermined gap therebetween and covers the periphery of the beam processing portion (beam irradiation portion). The communication head and two through openings 8b provided in the cover 8a are provided, and are mounted on the processing head 3 so that the tip of the processing head 3 is inserted into the through opening 8b. Further, the periphery of the communication port protrudes upward in the figure, and the suction hose 5 is connected to the protruding portion.
[0018]
In the prototype with such a configuration, the same end as the blower 12 of the beam processing apparatus of FIG. 21 is connected to the rear end of the suction hose 5 to process the transparent conductive film 103 made of an ITO film formed on the glass substrate 101. I tried to. Then, as in the prototype shown in FIG. 1, the processing waste is surely removed by suction without causing a situation in which the processing waste remains on the transparent conductive film 103 or the glass substrate 101 at the removed portion. I was able to.
[0019]
The reason why it is possible to reliably remove the processing waste by the prototype shown in FIG. 2 is considered as follows. That is, in the beam irradiation portion of the transparent conductive film 103 where processing waste is generated, a suction airflow that moves laterally along the film surface is generated. This suction airflow needs to move in a limited space between the covering member 8 and the surface of the transparent conductive film 103 that is the object to be processed. In such a configuration, the moving space of the suction airflow on the surface of the transparent conductive film 103 is not limited as in the beam processing apparatus shown in FIG. 21, and a position where most of the suction airflow is relatively away from the transparent conductive film 103. Unlike the one that moves to reach the suction port 5 a, most of the suction airflow passes near the surface of the transparent conductive film 103. For this reason, more suction | inhalation airflow comes to collide with a process waste. Moreover, although the moving space of the suction airflow is limited, the amount of the airflow sucked per unit time does not change so much, so the flow velocity of the suction airflow in the limited moving space is increased. For these reasons, the total amount of the upward force applied to the machining waste from the suction airflow increases or the force increases, and the machining waste easily floats. Furthermore, not only the upward force in the vertical direction, but also the total amount of lateral force along the surface of the transparent conductive film 103 is increased or the force is increased. It is easily moved laterally to a position immediately below 5a, and a force upward in the vertical direction is applied intensively immediately below this position. As a result, it is considered that more reliable suction removal is possible.
[0022]
  The invention of claim 1 made in view of the above suction test includes a mounting table for mounting a workpiece, a beam irradiation unit for irradiating an energy beam toward the processing object on the mounting table, and a suction port In a beam processing apparatus for processing a workpiece by irradiation of the energy beam, and for removing processing waste generated by the processing by suction with the suction tube It extends straight in the horizontal direction while facing the object to be processed placed on the mounting table in a posture with a predetermined gap, and covers the periphery of the part irradiated with the beam of the object to be processed Inserting the tip of the beam irradiation unit into the through-opening of the cover member having a communication port provided in the cover so as to communicate with the suction port and the through-opening provided in the cover; The energy from the beam irradiator It is characterized in that the beam has to be irradiated on the workpiece through the interior of said through opening.
[0023]
  thisIn the beam processing apparatus, the suction air flow generated by the suction of the suction pipe enters the limited space between the cover member and the object to be processed from the periphery of the cover member, and in the vicinity of the processing part of the object to be processed To the communication port (suction port). In such a configuration, the moving space of the suction airflow on the surface of the workpiece is not limited, and most of the suction airflow moves at a position relatively away from the surface of the workpiece and reaches the suction port. Unlike the beam processing apparatus, most of the suction airflow passes through the vicinity of the processing portion of the processing object. For this reason, more suction | inhalation airflow comes to collide with a process waste. Moreover, although the moving space of the suction airflow is limited, the amount of the airflow sucked per unit time does not change so much, so the flow velocity of the suction airflow in the limited moving space is increased. For these reasons, the total amount of force in a direction perpendicular to the surface of the workpiece to be processed that is applied from the suction airflow to the processing waste increases, or this force increases, and the processing waste easily rises. Furthermore, not only the force in this direction but also the total amount of lateral force along the surface of the workpiece is increased, and this force is increased, so even machining scraps that did not rise to the workpiece surface It is moved laterally to a position facing the communication port so as to be dragged along. At this facing position, the overall direction of the suction airflow changes from the lateral direction to the direction orthogonal to the surface of the workpiece, so that the machining waste is more likely to float. As a result of the above, it is possible to more reliably suck and remove the processing waste without providing suction means with higher suction capability or interposing a suction tube between the tip of the beam irradiation unit and the surface of the workpiece. it can.
[0024]
By the way, in the prototype of FIG. 1 having the configuration of the invention of claim 1, the processing waste sucked into the suction tube 6 is fixed to the lens at the most distal end side of the lens group 3a, and the optical path of the laser beam L is changed. There is a risk of various problems such as blocking. Further, even in the prototype of FIG. 2 having the configuration of the invention of claim 2, the processing waste that has swollen up due to the influence of the suction airflow flowing between the covering member 8 and the surface of the transparent conductive film 103 that is the object to be processed adheres to the lens. As a result, there is a risk of causing the same problem.
[0025]
  Therefore, the claim2The invention of claim1'sIn the beam processing apparatus, the beam irradiation unit is provided with a lens for condensing the laser beam as the energy beam, and an air supply unit for supplying gas between the tip of the beam irradiation unit and the lens. It is characterized by this.
[0026]
In this beam processing apparatus, an object to be processed can be processed by irradiation with a laser beam condensed by a lens. In addition, the gas supplied from the air supply means is exhausted from the tip of the beam irradiation unit, and the processing waste is prevented from entering the beam irradiation unit from the tip. Therefore, the processing waste does not adhere to the lens in the beam irradiation section, and various problems caused by the fixing of the processing waste to the lens can be solved.
However, in this beam processing apparatus, if the air supply from the air supply means is set too strongly, the processing waste is pressed toward the surface of the workpiece by the exhaust that has jumped out of the tip of the beam irradiation unit, There remains a possibility of hindering the floating of the processing waste from the surface of the workpiece.
[0029]
  Claim3The invention of claim1 or 2In this beam processing apparatus, the transparent conductive film formed on the transparent substrate is processed as the processing object.
[0030]
In this beam processing apparatus, a transparent conductive film such as an ITO film or a nesa film (tin oxide film) which is a processing object formed on a transparent substrate such as a glass substrate without using a photolithography method accompanied by an etching process. Are processed by energy beam irradiation. In such a configuration, it is possible to manufacture a touch panel substrate or a liquid crystal panel substrate by processing the transparent conductive film on the transparent substrate without polluting the environment with a photoresist developer or an etchant waste solution. Even when the pattern of the transparent electrode is changed, a plurality of transparent electrodes corresponding to the pattern can be formed by processing the transparent conductive film without using a light-shielding mask for photolithography. For this reason, there is no problem with the photolithographic method in which a dedicated light-shielding pattern light-shielding mask must be prepared for touch panel substrates and liquid crystal panel substrates with different electrode patterns, and so-called on-demand production of small quantities of other varieties. It is possible to respond sufficiently to requests.
[0031]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention is applied to a transparent conductive film beam processing apparatus in which a part of a transparent conductive film formed on an insulating transparent substrate of a hybrid touch panel is removed in a slit shape to form a transparent electrode. A form is demonstrated.
[0032]
[First Embodiment]
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the beam processing apparatus according to the first embodiment. First, the basic configuration of this beam processing apparatus will be described.
In the figure, a YAG laser beam (hereinafter simply referred to as a laser beam) composed of near-infrared light having a wavelength λ = 1064 [nm] emitted from a YAG laser light source unit 10 controlled by a Q switch 10a is a step index type light. The fiber 2 guides the machining head 3. The processing head 3 includes a lens group 3a composed of a plurality of lenses, a head case 3b for accommodating them, a beam outlet 3c, and the like. The laser beam entering the processing head 3 is emitted from the beam exit 3c while being condensed by the lens group 3a. Then, a transparent conductive film 103 made of an ITO film or a nesa film formed on an insulating transparent substrate 102 made of transparent glass or plastic material (for example, PET or polycarbonate) is irradiated. By this irradiation, the transparent conductive film 103 as an object to be processed evaporates, whereby the transparent conductive film 103 is partially peeled and removed. Since the irradiation area with respect to the insulating transparent substrate 102 is reduced by condensing the laser beam in the processing head 3, the energy density can be increased and the processing efficiency can be improved. In addition, since a processing pattern having a small size can be processed, the processing pattern can be miniaturized.
[0033]
An insulating transparent substrate 102 on which a transparent conductive film 103 as a processing object is formed is fixed to a mounting table 4 on an XY table 7 driven by a linear motor 7a, and two-dimensionally in the horizontal direction in the figure. It is movable. The YAG laser light source unit 10 and the XY table 7 are controlled by a control unit 11 including a personal computer 11a, a sequencer 11b, a control circuit board 11c for synchronous interlocking operation, and the like. For example, the control unit 11 controls the drive unit of the YAG laser light source unit 10, thereby changing the repetition period of the laser beam.
[0034]
Further, the control unit 11 drives and controls the linear motor 7 a according to the output of the laser beam from the YAG laser light source unit 10 to move the insulating transparent substrate 102, or according to the movement state of the XY table 7. The output of the laser beam from the YAG laser light source unit 10 can be changed. For example, a uniform processing shape (tapered shape) can be formed by keeping the energy density of the laser beam on the transparent conductive film 103 constant during acceleration / deceleration at the start and end of movement of the XY table 7. For this purpose, control is performed so that the repetition period and the like are changed in real time according to the moving speed of the XY table 7. By performing such control, each of the XY table 7 requires about 100 mm for acceleration and deceleration, and the total movement amount of the XY table 7 is 700 mm × 700 mm. Thus, the total movement amount can be shortened to about 500 mm × 500 mm. This enables slit processing at a processing speed equivalent to or higher than that of conventional etching processing (for example, about 35 to 15 seconds per substrate), improves dimensional accuracy, and improves the accuracy of scorching and unprocessed parts. Occurrence can be prevented.
[0035]
In order to further improve the processing speed, the acceleration of the XY table 7, and the processing accuracy, the XY table 7 should be formed of an ultralight material of titanium foam, magnesium, alumina oxide, or aluminum alloy. Is preferred.
[0036]
Moreover, a through hole may be formed in the mounting table 4 to reduce the weight. This through-hole can also serve as an air flow path for a vacuum chuck when the integrated body of the insulating transparent substrate 102 and the transparent conductive film 103 is a sheet.
[0037]
As for the mounting table 4, as shown in FIG. 4, a recess 4 a is formed at least below the portion of the insulating transparent substrate 102 that is irradiated with the laser beam, and the lower surface of the insulating transparent substrate 102 and the upper surface of the mounting table 4. It is preferable to make the distance between the two as long as possible. With such a configuration, it is possible to suppress adverse effects on the processing due to the reflected laser beam that has passed through the insulating transparent substrate 102 and reflected on the surface of the mounting table 4 hitting the transparent conductive film 103.
[0038]
FIG. 5 is a cross-sectional view of a touch panel on which an electrode pattern is formed by processing the transparent conductive film 103 with the present beam processing apparatus. FIGS. 6A and 6B are an exploded perspective view and a plan view of the touch panel, respectively. As shown in FIG. 5, the touch panel has a pair of upper and lower touch panel substrates 104 and 105 with a predetermined height (for example, 9 to 12 μm) spacer 106 so that the transparent electrodes made of the respective transparent conductive films 103 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. 5, the upper touch panel substrate 104 is deformed as indicated by a two-dot chain line, and the transparent electrodes of the upper and lower touch panel substrates 104 and 105 are in 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. Further, in this touch panel, as shown in FIGS. 6A and 6B, slits 106 and 107 orthogonal to each other are formed in each of the upper and lower touch panel substrates 104 and 105 in each transparent conductive film 103.
[0039]
The beam processing apparatus according to the first embodiment forms slits 106 and 107 shown in FIGS. 6A and 6B in the transparent conductive film 103. An insulating transparent substrate 102 having a transparent conductive film 103 (thickness = about 500 angstroms) formed on the surface by vacuum deposition, ion plating, sputtering, or the like is placed on the mounting table 4 so as to face upward on the transparent conductive film 103 side. Set. The transparent conductive film 103 on the set insulating transparent substrate 102 is moved in one direction by the XY table 7 while being irradiated with a laser beam with a predetermined spot diameter. In the course of this movement, the irradiated portion is evaporated and removed from the transparent conductive film 103 by heat generated by irradiation with a laser beam having a width of about 500 to 1000 [μm], and slits 106 and 107 for insulating each electrode region are formed. It is formed.
[0040]
The illustrated beam processing apparatus includes a suction tube (not illustrated), which will be described later.
[0041]
In the beam processing apparatus having the above-described configuration, the transparent conductive film 103 can be processed to form a plurality of transparent electrodes on the insulating transparent substrate 102 without using a photolithography method with an etching process. Therefore, the upper and lower touch panel substrates 104 and 105 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, the transparent conductive film 103 can be processed with CAD data without using a light-shielding mask for photolithography to form a plurality of transparent electrodes corresponding to the pattern. 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 104 and 105 having different electrode patterns, making it difficult to produce small quantities of other varieties, and soiling a workpiece with residual resist solution. There is no problem caused by the lithography method, and the lead time can be shortened to sufficiently respond to the demand on demand.
[0042]
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 103 as in an analog touch panel, the same photolithography process is required as in the case of a digital touch panel in which several hundred slits are formed. For this reason, it is difficult to reduce waste liquid and reduce costs despite the small number of processed parts.
[0043]
Next, a characteristic configuration of the beam processing apparatus according to the first embodiment will be described. 7 and 8 are a perspective view and a sectional view, respectively, of the tip portion of the processing head 3. As shown in these figures, the suction tube 6 of this beam processing apparatus has a T-shaped tip end side, and one is connected to the tip end of the processing head 3. The other extends toward the mounting table 4 and directs the suction port 6a toward the surface of the transparent conductive film 103 that is the object to be processed. A suction hose 5 is connected to the rear end of the suction pipe 6, and a blower as suction force generating means (not shown) is connected to the rear end of the suction hose 5.
[0044]
The laser beam emitted from the beam outlet 3c of the processing head 3 passes straight through the T-shaped portion of the suction tube 6, and then passes through the suction port 6a to be a transparent conductive film that is the object to be processed. 103 is irradiated.
[0045]
The suction tube 6 from which the laser beam is emitted from the suction port 6a directed to the surface of the transparent conductive film 103 which is the object to be processed is not directly sideways as in the conventional case, and is directly above the beam irradiation portion of the transparent conductive film 103 where processing waste is generated. By suctioning with the above, a vertically upward suction airflow is generated in the beam irradiated portion. In such a configuration, a relatively heavy heavy processing scrap adhering to the surface of the transparent conductive film 103 is directed upward in the vertical direction, compared to a conventional beam processing apparatus that mainly generates a lateral suction airflow in the beam irradiation portion. A strong force is applied to make it easier for the processing waste to float. Further, the rising airflow generated in the processed portion of the transparent conductive film 103 by the high-temperature vaporized gas is drawn as it is toward the suction port 6a on the ascending side, so that the turbulent flow is difficult to occur. . As a result of the above, it is possible to suction and remove the processing waste more reliably without providing a blower having a higher suction capability as the blower as the suction force generating means.
[0046]
In the head case 3b of the processing head 3, a certain amount of air gap is secured between the lens closest to the head tip of the lens group 3a and the head tip (beam outlet 3c). An air supply hose 9 is connected to the processing head 3 so as to communicate with the gap via a joint, and an air supply fan (not shown) is connected to the rear end of the air supply hose 9.
[0047]
The gas supplied from the air supply hose 9 to the gap is exhausted from the beam outlet 3 c of the processing head 3 into the intake pipe 6. This exhaust prevents the machining dust from entering the machining head 3 from the beam exit 3c, so that the machining dust does not adhere to the lens in the machining head 3, and the machining dust adheres to the lens. Various problems that occur are eliminated.
[0048]
However, if the air supply force of the air supply fan, which is an air supply means, is excessively increased, the processing waste is pressed toward the transparent conductive film 103 by the exhaust gas that has jumped out of the beam outlet 3c of the processing head 3, It may impede the floating of the processing waste from the surface. Therefore, it is desirable to set the air supply force of the air supply fan so weak that the exhaust from the beam outlet 3 c is sucked into the suction pipe 6 before reaching the surface of the transparent conductive film 103 on the mounting table 4. . By setting in this way, the exhaust from the beam exit 3 c is sucked by the suction pipe 6 before reaching the processing waste of the transparent conductive film 103, and this exhaust presses the processing waste toward the surface of the transparent conductive film 103. It is possible to eliminate the situation of hindering the rising of the processing waste.
[0049]
The structure of the tip of the suction tube 6 is such that the suction tube 6 receives the laser beam emitted from the beam outlet 3c of the processing head 3 while directing the suction port 6a toward the surface of the processing object such as the transparent conductive film 103. After that, as long as it can be taken out from the suction port 6a toward the object to be processed, it does not have to be T-shaped as illustrated.
[0050]
For example, as shown in FIG. 9, the diameter of the suction pipe 6 arranged so as to face the suction port 6a downward while extending in the vertical direction is increased on the distal end side, and the diameter is changed. The machining head 3 may be connected to the step portion.
[0051]
Further, as shown in FIG. 10, a part or all of the stepped portion may be constituted by a transparent portion 6b such as glass that is not modified by laser beam irradiation, and the laser beam may be transmitted through the transparent portion 6b. .
[0052]
[Second Embodiment]
Next, a beam processing apparatus according to the second embodiment will be described. The basic configuration of this beam processing apparatus is the same as that of the beam processing apparatus according to the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
[0053]
11 and 12 are a perspective view and a cross-sectional view, respectively, showing a tip portion of the processing head 3 of the beam processing apparatus. In these drawings, a cover member 8 is connected to the tip of a suction hose 5 as a suction tube. The cover member 8 includes a cover 8a that opposes the transparent conductive film 103 with a predetermined gap therebetween and covers the periphery of the processed portion, a through opening 8b provided in the cover 8a, a communication port, and the like. The processing head 3 is mounted on the processing head 3 so that the tip of the processing head 3 is inserted into the through opening 8b. Further, the periphery of the communication port protrudes upward in the figure, and the tip of the suction hose 5 is connected to the protruding portion. A blower which is a suction force generating means (not shown) is connected to the rear end of the suction hose 5.
[0054]
In such a configuration, the suction air flow generated by the suction of the suction hose 5 enters the limited space between the covering member 8 and the transparent conductive film 103 from the periphery of the covering member 8, and the processed portion of the transparent conductive film 103 is processed. To the communicating port (the communicating portion with the suction port 5a). In such a configuration, the total amount of upward force in the vertical direction in the figure applied from the suction airflow to the processing waste is increased as compared with the conventional apparatus in which the movement space of the suction airflow on the transparent conductive film 103 is not limited. Or this force becomes stronger, and it becomes easier for the processing waste to surface. Furthermore, not only the upward force in the vertical direction, but also the total amount of lateral force along the surface of the transparent conductive film 103 is increased or the force is increased. 103 is moved laterally to a position facing the communication port so as to be dragged along the surface. At this facing position, the overall direction of the suction airflow changes from the lateral direction upward in the vertical direction, so that the machining waste is more likely to float. As a result, it is possible to suction and remove the processing waste more reliably without providing suction means having a higher suction capacity.
[0055]
In this beam processing apparatus, unlike the beam processing apparatus of the first embodiment, the suction tube 6 is not interposed between the tip of the processing head 3 and the surface of the transparent conductive film 103. For this reason, even when there is no space to interpose, it is possible to suck and remove the processing waste more reliably.
[0056]
Also in this beam processing apparatus, a certain amount of space is ensured between the lens in the head case 3b of the processing head 3 and the tip of the head, and the air supply hose 9 communicates with this through a joint. Therefore, various problems caused by the sticking of processing waste to the lens are eliminated.
[0057]
As shown in FIG. 13, the covering member 8 is attached obliquely so that a downward gradient from the root portion on the suction hose 5 side toward the outer edge portion is generated, or is configured in an umbrella shape as shown in FIG. Is desirable. In such a configuration, the air sucked between the covering member 8 and the transparent conductive film 103 from the periphery of the covering member 8 is moved toward the suction port 5a on the upper side as a whole. Compared with the covering member 8 that extends straight, the upward force acting on the machining waste is increased, and the machining waste is likely to float.
[0058]
In the beam processing apparatus according to the second embodiment, as shown in FIG. 15, the suction port 5 a that exerts the strongest upward force in the vertical direction, which is greatly involved in the floating of the processing waste, is formed on the transparent conductive film 103. It is in a position away from the processing position P (beam irradiation position). Here, even if the processing waste left while adhering to the processing position P is generated, the processing position P moves directly below the suction port 5a as shown in the figure as the XY table 7 moves thereafter. If it passes, there is a case where the machining waste can be sucked by the suction air flow upward in the vertical direction. However, the upper XY table 7 moves not only in one direction but also in the four directions of the left direction, right direction, near side direction, and far side direction in the figure, so that the processing position P is always directly below the suction port 5a. It cannot be moved. As shown in FIG. 16, on the contrary, the processing position P may be separated from the suction port 5a.
[0059]
FIG. 17 is a plan view showing a scanning locus of the processing head 3 with respect to a transparent conductive film (not shown). As shown in the figure, the beam processing apparatus first scans a transparent conductive film (not shown) in the X direction, and moves the scanning position from the X scanning start point P1 to the X scanning end point P2. By this movement, the processing head 3 scans almost the entire surface of the transparent conductive film in the X direction as a whole. In addition, along with this scanning, almost the entire surface of the transparent conductive film passes through a position facing a suction port (not shown). In the figure, the scanning trajectory of the processing head 3 with respect to the transparent conductive film is shown, and it is depicted as if the processing head 3 is moving. 7 is moving.
[0060]
Next, this beam processing apparatus scans the transparent conductive film (not shown) in the Y direction, and returns the scanning position from the X scanning end point P2 to the vicinity of the X scanning start point P1. By this scanning in the Y direction, almost the entire surface of the transparent conductive film (not shown) passes again through the position facing the suction port (communication port). For this reason, even if the processing waste is left on the surface of the transparent conductive film during the X-direction scanning performed previously, the processing waste can be reliably moved to just below the suction port and removed. However, the machining waste newly left by the Y-direction scanning ends the Y-direction scanning without being moved to just below the communication port depending on the position of the communication port (suction port) in the cover member 8. .
[0061]
For example, as shown in FIG. 18, if the suction port 5 a (the same position as the communication port) is aligned with the processing head 3 in the X direction and is positioned downstream in the relative movement direction of the processing head 3, Scanning in the Y direction is terminated without moving any machining waste newly generated by scanning to the position immediately below the suction port 5a. Further, as shown in FIG. 19, when the suction port 5a is similarly aligned with the machining head 3 in the X direction and is located on the upstream side in the relative movement direction of the machining head 3, it is performed immediately before the end of scanning. In the processing region R for several reciprocations, the processing waste cannot be moved to just below the suction port 5a.
[0062]
On the other hand, when the suction port 5a is aligned with the processing head 3 in the Y direction as shown in FIG. 20, the new processing waste generated by scanning in the Y direction is surely moved to just below the suction port 5a. be able to. In the scanning in the Y direction in FIG. 20, when the scanning is performed in the direction from the upper side to the lower side in the drawing, the processing waste is moved away from just below the suction port 5a. However, the amount of shift in the X direction every time one reciprocating scan is performed in the Y direction is actually much smaller than the illustrated amount. For this reason, the processing waste generated in the Y-direction scanning toward the lower side in the figure can be moved to just below the suction port 5a during the Y-direction scanning toward the upper side in the figure.
[0063]
Therefore, it is desirable to set the position of the suction port 5a so that the suction port 5a is aligned with the processing head 3 in the second scanning direction (Y direction in the illustrated example).
[0064]
As described above, in each embodiment, the beam processing apparatus provided with the step index type as the optical fiber 2 has been described. However, the optical fiber 2 can be guided while making the energy distribution of the laser beam uniform by refraction and reflection in the internal optical transmission line. If so, other types of optical fibers may be used.
[0065]
In addition, the movement of the XY table 7 scans the transparent conductive film 103 with a laser beam, but the insulating transparent substrate 102 and the transparent conductive film 103 are fixed and the laser beam is scanned with a galvanometer mirror or the like. Scanning may be performed by a mechanism, or scanning may be performed by moving the processing head 3.
[0066]
Moreover, although the case where it applied to the process of the transparent conductive film for transparent electrode formation of a touch panel was demonstrated, this invention is not limited to a touch panel, For example, the transparent conductive film for transparent electrode formation of a liquid crystal panel is processed. It can also be applied to cases, and the same effect can be obtained.
[0067]
In addition, a YAG laser as a thermal laser light source is used to process the transparent conductive film 103.₂The present invention can also be applied to other infrared light lasers such as lasers, visible light lasers, and ultraviolet light lasers such as KrF excimer lasers that mainly remove the transparent conductive film by ablation.
[0068]
The present invention can also be applied to the case where a light beam other than the laser beam or another energy beam such as a charged particle beam is used.
[0069]
【The invention's effect】
  Claims 1, 2Or 3According to the invention, there is an excellent effect that the processing waste can be sucked and removed more reliably without providing a suction force generator having a higher suction capacity. Furthermore, since a suction tube is not interposed between the tip of the beam irradiating unit and the surface of the object to be processed, there is also an excellent effect that the processing waste can be sucked and removed more reliably even with a beam processing apparatus having no space to be interposed. is there.
[0071]
  In particular, the claims2According to the invention, there is an excellent effect that the object to be processed can be processed by the irradiation of the laser beam condensed by the lens. In addition, there is an excellent effect that various problems caused by processing scraps sticking to the lens in the beam irradiation unit can be solved.
[0073]
  In particular, the claims3According to the invention, there is an excellent effect that a touch panel substrate and a liquid crystal panel substrate can be manufactured without polluting the environment with a photoresist developer or an etchant waste solution used in the photolithography method. Further, unlike the case where the transparent conductive film is processed by the photolithography method, there is an excellent effect that it is possible to sufficiently cope with the so-called on-demand requirement of other kinds of small-scale production.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a prototype of a beam processing apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a prototype of a beam processing apparatus according to another aspect of the present invention.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a beam processing apparatus according to the first embodiment.
FIG. 4 is an enlarged sectional view showing an XY table of the beam processing apparatus together with an insulating transparent substrate.
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a touch panel.
FIG. 6A is an exploded perspective view of a touch panel.
(B) is a plan view of the touch panel.
FIG. 7 is a perspective view showing a tip portion of a processing head of the beam processing apparatus.
FIG. 8 is a sectional view showing the tip portion.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a tip portion of a machining head in a modified apparatus of the beam machining apparatus.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a tip portion of a machining head in another modified apparatus.
FIG. 11 is a perspective view showing a tip portion of a processing head of a beam processing apparatus according to a second embodiment.
FIG. 12 is a sectional view showing the tip portion.
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a covering member in a modified apparatus of the beam processing apparatus.
FIG. 14 is a cross-sectional view showing a cover member in another modified apparatus.
FIG. 15 is a schematic diagram for explaining movement of an XY table in a direction in which a beam processed area for a transparent conductive film is brought close to a suction port in the beam processing apparatus.
FIG. 16 is a schematic diagram for explaining the movement of the XY table in a direction in which the beam processed area with respect to the transparent conductive film is moved away from the suction port in the beam processing apparatus.
FIG. 17 is a plan view showing a scanning locus of a machining head of the beam machining apparatus.
FIG. 18 is a plan view showing a state where the suction port of the beam processing apparatus is aligned with the processing head in the X direction and is positioned on the downstream side in the relative movement direction of the processing head, and the scanning trajectory.
FIG. 19 is a plan view showing a state in which the suction port is aligned with the machining head in the X direction and is located on the upstream side in the relative movement direction of the machining head, and the scanning locus.
FIG. 20 is a plan view showing a state in which the suction port of the beam processing apparatus is aligned with the processing head in the Y direction, and the scanning trajectory.
FIG. 21 is a schematic configuration diagram showing a conventional beam processing apparatus.
[Explanation of symbols]
1 Laser generator
2 Optical fiber
3 Processing head (beam irradiation part)
3a lens group
3b head case
3c Beam exit
4 XY table (mounting table)
4a recess
5 Suction hose (suction tube)
5a Suction port
6 Suction tube
6a Suction port
6b Transparent part
7 XY table
7a linear motor
8 Covering member
8a covering
8b Through-opening
9 Air supply hose
10 YAG laser light source
10a Q switch
11 Control unit
100 workpiece (workpiece)
101 glass substrate
102 Insulating transparent substrate
103 Transparent conductive film
104 Upper touch panel substrate
105 Lower touch panel substrate
106 slits
107 slits

Claims

A mounting table for mounting a processing target, a beam irradiation unit for irradiating an energy beam toward the processing target on the mounting table, and a suction tube for sucking air from a suction port, and irradiation of the energy beam In the beam processing apparatus that processes the object to be processed by and sucks and removes the processing waste generated by the processing with the suction pipe,
It extends straight in the horizontal direction while facing the object to be processed mounted on the mounting table in a posture extending in the horizontal direction through a predetermined gap, and is irradiated with the beam of the object to be processed. The tip of the beam irradiator is placed in the through-opening of the covering member having a cover covering the periphery of the portion, a communication port provided in the cover so as to communicate with the suction port, and a through-opening provided in the cover Is inserted, and the energy beam from the beam irradiation unit passes through the inside of the through-opening and is irradiated onto the object to be processed .

The beam processing apparatus according to claim 1 .
The beam irradiation unit includes a lens for condensing the laser beam, which is the energy beam, and an air supply unit for supplying gas between the tip of the beam irradiation unit and the lens. Beam processing equipment.

The beam processing apparatus according to claim 1 or 2 ,
A beam processing apparatus for processing a transparent conductive film formed on a transparent substrate as the object to be processed.