JPH01321085A - セラミックスのレーザ加工法 - Google Patents
セラミックスのレーザ加工法Info
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- JPH01321085A JPH01321085A JP63155190A JP15519088A JPH01321085A JP H01321085 A JPH01321085 A JP H01321085A JP 63155190 A JP63155190 A JP 63155190A JP 15519088 A JP15519088 A JP 15519088A JP H01321085 A JPH01321085 A JP H01321085A
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Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明はレーザによるセラミックスの加工に関する。
（従来の技術）
レーザを用いてセラミックスを加工する際に、セラミッ
クスに対する吸収率の高い炭酸ガスレーザを用い、レー
ザより導出したレーザビームを、レンズによりセラミッ
クスの表面に集光することにより、加工を実施している
のが従来の技術である。
クスに対する吸収率の高い炭酸ガスレーザを用い、レー
ザより導出したレーザビームを、レンズによりセラミッ
クスの表面に集光することにより、加工を実施している
のが従来の技術である。
レーザによるセラミックスの加工の例としては、特開昭
５８−１４８３８７号公報記載の方法があるが、これは
穴加工の位置精度向上のためにレーザを用いたものであ
り本発明の課題を解決することはできない。
５８−１４８３８７号公報記載の方法があるが、これは
穴加工の位置精度向上のためにレーザを用いたものであ
り本発明の課題を解決することはできない。
（発明が解決しようとする課題）
レーザ加工におけるレーザビームは、一般に集光された
部分で、第２図のように、光の干渉により外周にパワー
密度の低い部分２０をもつ。この部分が、被加工物に照
射されることにより、加工形状は第４図のように加工面
の上部が垂れたり、加工形状が角度を持つ形状となり、
加工精度を上げる事ができない欠点がある。本発明の目
的は、これらの欠点を改善し、加工精度の高いセラミッ
クスのレーザ加工法を提供するにある。
部分で、第２図のように、光の干渉により外周にパワー
密度の低い部分２０をもつ。この部分が、被加工物に照
射されることにより、加工形状は第４図のように加工面
の上部が垂れたり、加工形状が角度を持つ形状となり、
加工精度を上げる事ができない欠点がある。本発明の目
的は、これらの欠点を改善し、加工精度の高いセラミッ
クスのレーザ加工法を提供するにある。
（課題を解決するための手段）
本発明の要旨は下記のとおりである。
（１） レーザによるセラミックス加工において、セ
ラミックスの加工面に、レーザビームの波長に対する反
射率、及び熱伝導率が加工するセラミックスより高い金
属膜を形成し、波長０．６〜０．９μｍのレーザを照射
することを特徴とするセラミックスのレーザ加工法。
ラミックスの加工面に、レーザビームの波長に対する反
射率、及び熱伝導率が加工するセラミックスより高い金
属膜を形成し、波長０．６〜０．９μｍのレーザを照射
することを特徴とするセラミックスのレーザ加工法。
（２） レーザによるセラミックス加工において、セ
ラミックスの加工面に、レーザビームの波長に対する反
射率、及び熱伝導率が加工するセラミックスより高い金
属膜を有するセラミックスを置き、波長０．６〜０．９
μｍのレーザを照射することを特徴とするセラミックス
のレーザ加工法。
ラミックスの加工面に、レーザビームの波長に対する反
射率、及び熱伝導率が加工するセラミックスより高い金
属膜を有するセラミックスを置き、波長０．６〜０．９
μｍのレーザを照射することを特徴とするセラミックス
のレーザ加工法。
（３）上記の三方法のいずれかにおいて、波長０．６〜
０．９μｍのレーザによる加工後、波長０．９μｍ超の
レーザを照射することを特徴とするセラミックスのレー
ザ加工法、 （４）または上記の三方法のうちいずれかにおいて、サ
イドノズルを用いて加工物表面に、アシストガスを吹き
付けることを特徴とするセラミックスのレーザ加工法。
０．９μｍのレーザによる加工後、波長０．９μｍ超の
レーザを照射することを特徴とするセラミックスのレー
ザ加工法、 （４）または上記の三方法のうちいずれかにおいて、サ
イドノズルを用いて加工物表面に、アシストガスを吹き
付けることを特徴とするセラミックスのレーザ加工法。
（作 用）
本発明は、ある種の金属においてレーザビームの波長に
対する反射特性が、第５図のように変化することを利用
した加工技術である。この特性を利用することにより、
上記のうち０．６〜０．９μｍの波長を選択すれば、前
述の金属を加工表面に持つ被加工物を集光ビームでレー
ザ加工するさいに、集光されたレーザビームのうち、加
工精度を低下させる、パワー密度の低い部分２０を反射
することができる。また、その部分に於いて僅かに吸収
した熱も、金属膜の高い熱伝導率により拡散され、膜を
破壊しない。しかし、レーザビームのうちパワー密度の
高い部分２１では、前述の効果にも拘らず、僅かのエネ
ルギー吸収のため、温度が急激に上昇し、膜は蒸発され
る。膜が蒸発した部分に於いては、レーザビームがセラ
ミックスに直接照射される。セラミックスは一般に金属
に比べ、はるかに高い吸収率をもっことが知られている
。このため、膜が蒸発した部分のみレーザビーム加工が
行われる。この場合、従来のレーザ加工法と違って、周
辺にパワー密度の低い部分を持たないレーザビームを用
いたのと同じような加工となる。
対する反射特性が、第５図のように変化することを利用
した加工技術である。この特性を利用することにより、
上記のうち０．６〜０．９μｍの波長を選択すれば、前
述の金属を加工表面に持つ被加工物を集光ビームでレー
ザ加工するさいに、集光されたレーザビームのうち、加
工精度を低下させる、パワー密度の低い部分２０を反射
することができる。また、その部分に於いて僅かに吸収
した熱も、金属膜の高い熱伝導率により拡散され、膜を
破壊しない。しかし、レーザビームのうちパワー密度の
高い部分２１では、前述の効果にも拘らず、僅かのエネ
ルギー吸収のため、温度が急激に上昇し、膜は蒸発され
る。膜が蒸発した部分に於いては、レーザビームがセラ
ミックスに直接照射される。セラミックスは一般に金属
に比べ、はるかに高い吸収率をもっことが知られている
。このため、膜が蒸発した部分のみレーザビーム加工が
行われる。この場合、従来のレーザ加工法と違って、周
辺にパワー密度の低い部分を持たないレーザビームを用
いたのと同じような加工となる。
この結果、加工部上部の垂れや、加工部の角度を改善す
ることができ、加工精度を上げることができる。
ることができ、加工精度を上げることができる。
波長を０．６〜０．９ ｆｍと限定したのは、この波長
より長い波長のレーザビームにおいては上記金属膜の反
射により加工は不可能であり、またこの波長より短い波
長のレーザビームにおいては本発明の金属膜の効果は出
す加工部上部に垂れが生じる。
より長い波長のレーザビームにおいては上記金属膜の反
射により加工は不可能であり、またこの波長より短い波
長のレーザビームにおいては本発明の金属膜の効果は出
す加工部上部に垂れが生じる。
このような金属の例としては、Ａｕ、 Ｃｕ、 ／Ｖ、
Ａｇなどがあり、膜の形成法としては、メツキや蒸着
法などがある。また膜厚としては、５−以下が望ましい
。
Ａｇなどがあり、膜の形成法としては、メツキや蒸着
法などがある。また膜厚としては、５−以下が望ましい
。
また、本発明を実施するにあたり、金属膜を被加工物上
に形成する方法以外に、金属膜をその表面に有するセラ
ミックス板を被加工面に付設することによっても前述と
同様の効果を上げることができる。
に形成する方法以外に、金属膜をその表面に有するセラ
ミックス板を被加工面に付設することによっても前述と
同様の効果を上げることができる。
また、本発明の実施にあたり１、集光ビームの高パワー
密度部分が、金属膜を破壊した時点で、金属膜に対する
反射率が、１００％に近い上記波長帯超の波長のレーザ
に交換することにより、膜の破壊を防ぎ、より高パワー
密度で、より高速な加工を施すことも可能である。
密度部分が、金属膜を破壊した時点で、金属膜に対する
反射率が、１００％に近い上記波長帯超の波長のレーザ
に交換することにより、膜の破壊を防ぎ、より高パワー
密度で、より高速な加工を施すことも可能である。
さらに、本発明の実施態様として、第３図に示すように
サイドノズル７より、被加工物１０にアシストガスを吹
付けることにより、金属膜を冷却でき、目的とする箇所
以外の膜は破壊されずに加工精度を高めろる。なお、ア
シストガスとしては、Ａｒ、 ０□、 Ｎ２． ｌｉｅ
などがあり、上記０□以外のガスでは加工物の酸化など
も防ぐことができる。
サイドノズル７より、被加工物１０にアシストガスを吹
付けることにより、金属膜を冷却でき、目的とする箇所
以外の膜は破壊されずに加工精度を高めろる。なお、ア
シストガスとしては、Ａｒ、 ０□、 Ｎ２． ｌｉｅ
などがあり、上記０□以外のガスでは加工物の酸化など
も防ぐことができる。
（実施例１）
゛板厚５ ｍｍのアルミナセラミックスに、膜厚２．０
μｍの金をめっきした被加工物を用いて、波長０．７５
５μｍ、４５Ｗのアレキサンドライトレーザにより加工
を行った。
μｍの金をめっきした被加工物を用いて、波長０．７５
５μｍ、４５Ｗのアレキサンドライトレーザにより加工
を行った。
この結果、第４図において、α、β、ｄは、各々６度、
８０度、２００μｍとなった。
８０度、２００μｍとなった。
（実施例２）
板厚３ ｍｍのＳｉＣセラミックスに、膜厚１．０μｍ
の銅をめっきした板厚１ ｍｍの同質のセラミックスを
被加工物の上表面に付設し、波長０．８００ ｎ、１０
０Ｗのアレキサンドライトレーザにより加工を行った。
の銅をめっきした板厚１ ｍｍの同質のセラミックスを
被加工物の上表面に付設し、波長０．８００ ｎ、１０
０Ｗのアレキサンドライトレーザにより加工を行った。
このときアシストガスとしては、アルゴンガスを、４０
１ ／ｍｉｎ用いた。
１ ／ｍｉｎ用いた。
この結果、第４図において、α、β、ｄは、各々６度、
３０度、５０μｍとなった。
３０度、５０μｍとなった。
（実施例３）
板厚５ ｍｍの５ｉＪａセラミツクスに、膜厚１．２μ
ｍの金をめっきした被加工物を用いて、まず、波長０．
７００μｍ、５０Ｗのアレキサンドライトレーザにより
加工を行った。次に、波長１０．６μｍの１００Ｗ炭酸
ガスレーザにより加工を行った。このときアシストガス
としては、アルゴンガスを、４０２／ｍｉｎ用いた。
ｍの金をめっきした被加工物を用いて、まず、波長０．
７００μｍ、５０Ｗのアレキサンドライトレーザにより
加工を行った。次に、波長１０．６μｍの１００Ｗ炭酸
ガスレーザにより加工を行った。このときアシストガス
としては、アルゴンガスを、４０２／ｍｉｎ用いた。
この結果、第４図において、α、β、ｄは、各々６度、
８０度、１５０μｍとなった。
８０度、１５０μｍとなった。
（比較例）
板厚５ ｍｍのアルミナセラミックスに、金属膜を用い
ない従来法で加工を行った。波長０．７５５μｍ、４５
Ｗのアレキサンドライトレーザにより加工を行った。
ない従来法で加工を行った。波長０．７５５μｍ、４５
Ｗのアレキサンドライトレーザにより加工を行った。
この結果、第４図において、α、β、ｄは、各々８度、
１２０度、３５０ｐとなった。
１２０度、３５０ｐとなった。
（発明の効果）
以上、説明したように、本発明によれば、セラミックス
に、垂れや角度の少ない高精度のレーザ加工を行うこと
ができるという効果が得られる。
に、垂れや角度の少ない高精度のレーザ加工を行うこと
ができるという効果が得られる。
第１図は本発明法の概念図、第２図はレーザビームの集
光点におけるパワー密度を示す線図、第３図はセラミッ
クス加工装置の構成図、第４図はセラミックスの加工面
の断面図、第５図はレーザビームの波長によって変化す
る金属膜の反射率を示す線図である。 １・・・レーザ本体、２・・・レーザビーム、３・・・
ベンディングミラー、４・・・レンズ、５・・・ノズル
、６・・・センターガス、７・・・サイドノズル、１０
・・・被加工物、１１・・・金属膜、１２・・・集光点
、１３・・・集光径、２０・・・パワー密度の低い部分
、２１・・・パワー密度の高い部分。 第３図 第４図 ７１ｔｄ 第５図 （１３０４０Ｓ Ｏ，６０，７０，ａ Ｏ
，９１０レーサ゛ビームのう皮長（ｐ７Ｍ ）
光点におけるパワー密度を示す線図、第３図はセラミッ
クス加工装置の構成図、第４図はセラミックスの加工面
の断面図、第５図はレーザビームの波長によって変化す
る金属膜の反射率を示す線図である。 １・・・レーザ本体、２・・・レーザビーム、３・・・
ベンディングミラー、４・・・レンズ、５・・・ノズル
、６・・・センターガス、７・・・サイドノズル、１０
・・・被加工物、１１・・・金属膜、１２・・・集光点
、１３・・・集光径、２０・・・パワー密度の低い部分
、２１・・・パワー密度の高い部分。 第３図 第４図 ７１ｔｄ 第５図 （１３０４０Ｓ Ｏ，６０，７０，ａ Ｏ
，９１０レーサ゛ビームのう皮長（ｐ７Ｍ ）
Claims (4)
- （１）レーザによるセラミックス加工において、セラミ
ックスの加工面に、レーザビームの波長に対する反射率
、及び熱伝導率が加工するセラミックスより高い金属膜
を形成し、波長０．６〜０．９μｍのレーザを照射する
ことを特徴とするセラミックスのレーザ加工法。 - （２）レーザによるセラミックス加工において、セラミ
ックスの加工面に、レーザビームの波長に対する反射率
、及び熱伝導率が加工するセラミックスより高い金属膜
を有するセラミックスを置き、波長０．６〜０．９μｍ
のレーザを照射することを特徴とするセラミックスのレ
ーザ加工法。 - （３）波長０．６〜０．９μｍのレーザによる加工の後
、波長０．９μｍのレーザを照射することを特徴とする
請求項１または２項記載のセラミックスのレーザ加工法
。 - （４）サイドノズルを用いて加工物表面に、アシストガ
スを吹き付けることを特徴とする請求項１、２、３のう
ちいずれかの項に記載のセラミックスのレーザ加工法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63155190A JPH01321085A (ja) | 1988-06-23 | 1988-06-23 | セラミックスのレーザ加工法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63155190A JPH01321085A (ja) | 1988-06-23 | 1988-06-23 | セラミックスのレーザ加工法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01321085A true JPH01321085A (ja) | 1989-12-27 |
| JPH0426956B2 JPH0426956B2 (ja) | 1992-05-08 |
Family
ID=15600458
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63155190A Granted JPH01321085A (ja) | 1988-06-23 | 1988-06-23 | セラミックスのレーザ加工法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01321085A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0929472A (ja) * | 1995-07-14 | 1997-02-04 | Hitachi Ltd | 割断方法、割断装置及びチップ材料 |
| JP2007043100A (ja) * | 2005-06-30 | 2007-02-15 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置の作製方法 |
| CN107833785A (zh) * | 2017-11-30 | 2018-03-23 | 浙江紫光电器有限公司 | 一种真空隔离负荷开关 |
-
1988
- 1988-06-23 JP JP63155190A patent/JPH01321085A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0929472A (ja) * | 1995-07-14 | 1997-02-04 | Hitachi Ltd | 割断方法、割断装置及びチップ材料 |
| JP2007043100A (ja) * | 2005-06-30 | 2007-02-15 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置の作製方法 |
| CN107833785A (zh) * | 2017-11-30 | 2018-03-23 | 浙江紫光电器有限公司 | 一种真空隔离负荷开关 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0426956B2 (ja) | 1992-05-08 |
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