JPH04157088A

JPH04157088A - レーザ加工装置

Info

Publication number: JPH04157088A
Application number: JP2278236A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Mochizuki; 優宏望月
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1990-10-17
Filing date: 1990-10-17
Publication date: 1992-05-29

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。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野〕本発明はレーザ加工装置に係り、特に被加工物が酸化防
止ガスによって充填された箱体内に収納された状態でレ
ーザ加工を行うレーザ加工装置に関するものである。

上記レーザ加工装置により加工される被加工物の一例と
して、基板上に実装されたＬＳＩ等の集積回路素子を冷
却する冷却プレートに取付けられ、且つその集積回路素
子と当接する冷却素子がある。

この冷却素子は弾性体であるヘローズと熱伝導性に優れ
た伝熱板とから構成されており、この部材はそれぞれ別
部材であるため、それらをレーザ光により接合すること
が行われている。

また上記冷却素子をレーザ光により加工する際に被加工
物の酸化を防止するため、被加工物をチャンバと呼ばれ
る箱体内に収納して、そのチャンバ内を酸化防止ガス、
例えばチッ素ガス・アルゴンガス・ヘリウムガス等を供
給して充填することが行われている。

Ｃ従来の技術］以下、上記チャンバに酸化防止ガス（本例においてはＮ
２ガスを用いる）を供給する際のチャンバの構造につい
て第４図を用いて説明する。

第４図は従来のチャンバを説明する図であり、同図（ａ
）はその斜視図であり、同図（ｂ）はワーク加工時の断面図であり、同図（Ｃ）
はＮ２ガス循環状態を示す図である。

第４図（ａ）に示すように、一方の面が開口で且つ内部
が中空となった円筒状のチャンバ４０の他方の面にＮ２
ガスが噴射されるＮ２ガス噴射口４０ａを設けると共に
、当該チャンバ４０の内部を充填するＮ２ガスが導く配
管４１が取りつけられている。

そして、側面にはチャンバ４０内に収納される第４図（
ｂ）に示すワーク４３を加工するためのレーザ光が通過
するレーザ孔４２が穿孔されている。

かかるチャンバを用いてワークを加工する状態について
第４図（ｂ）を用いて説明すると、チャンバ４０の開口
となった面にワーク取付は板４６を嵌合させ、そのワー
ク取付は板４６と同軸上に回転軸４５を取付け、その回
転軸４５の先端、つまりチャンバ側には三本のツメによ
り構成される保持部４４を介してワーク４３が保持され
ている。

そして、チャンバ４０内に配管４１を介してＮＺガスを
供給し充填させ、チャンバ４０内がＮ２ガスで充填され
るのと同期して回転軸４５を回転させその回転に伴いワ
ーク４３が回転する。

レーザ加工の準備状態が整うと、チャンバ４０の側面（
第４図（ｂ）では上部側）に形成されたレーザ孔４２よ
りレーザ光を照射させ、かかるワーク４３のレーザ加工
を行う。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来の構造ではＮ２ガスをＮ２ガス噴射
口の１カ所から集中的に吹き込んでいたために、チャン
バ内に渦が発生し、レーザ孔から余分なＮＺガスが排出
されると共にこのレーザ孔から外気がチャンバ内に巻き
込む現象が起こる。

するとチャンバ内が完全にＮ２ガスで充填されなくなり
、ワークが酸化してしまうことが発生する。

また、上記渦を発生させないようにするためにＮＺガス
を弱く吹き込む場合はチャンバ内をＮｔガス雰囲気とす
るのに時間を要していた。

従って、本発明は　ワークを収納するチャンバ内をＮ２
ガス雰囲気とする場合に、渦を発生させず、またＮ２雰
囲気を作る時間を短縮することを目的とするものである
。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、第３図（ｂ）に示すように、被加工物４と
、その内部が酸化防止ガスによって充填されると共に、該
被加工物４を収納する箱体８と、該被加工物４を箱体８
内に収納した状態でレーザ照射を行うレーザ発振器１と
を有するレーザ加工装置において、前記箱体８に前記酸化防止ガスが供給されるガス噴射口
８４ａ・・・を複数設け、該ガス噴射口８４ａ・・・か
ら均一に該酸化防止ガスを供給することで、当該箱体８
内を充填することを特徴とするレーザ加工装置、により
達成される。

〔作用〕

即ち本発明においては、チャンバ内を供給される酸化防
止ガスが噴射されるガス噴射口を複数個設け、そのガス
噴射口から均一に酸化防止ガスを供給するようにしてい
る。

従って、ガスがチャンバ内に分散して供給される形とな
り、チャンバ内に渦が発生することがなくなる。

［実施例］以下、本発明の実施例を第１図乃至第３図を用いて詳細
に説明する。

第１図は、本発明の実施例を示す図であり、第２図は、
第１図の要部拡大図であり、第３図は、本発明のチャン
バを示す図であり、同図（ａ）は、分解斜視図、同図（ｂ）は、ワーク加工時の断面図、同図（ｃ）は、
Ｎ２ガスの流路を示す図、同図（ｄ）は、Ｎ２循環状態
を示す図である。

第１図乃至第３図において、■は１はレーザ発振器、２
はハーフミラ、３は集光レンズ、４はワーク、５は台、
６は作業台、７はレール、８はチャンバ、９はＮ２ガス
ボンベ、１０はレギュレータ、１１は配管、１２は駆動
モータ、１３は回転速度調整部、１４は回転軸、１５は
保持部、１６はレーザ孔、１７はスライダ、１８はスト
ッパ。

１９は立植板、２０はワーク取付板、８１は本体。

８２は大径部、８３は小径部、８４ａ〜ｄはガス噴射口
、８５ａ−ｄは第１〜第４のリング、８６は孔、８７は
切欠きをそれぞれ示す。

尚、第１図乃至第３図を通じて同一符号を付したものは
同一対象物をそれぞれ示す。

まず、本発明に用いられるレーザ加工装置の装置構成に
ついて第１図および第２図を用いて詳細に説明する。

第１図に示すように、作業台６上に台５が取りつけられ
、この台５上に形成されたレール７をＬ方向またはＲ方
向に移動するチャンバ８を保持する立植板１９を取りつ
ける。

また上記チャンバ８内に収納され且つレーザ加工の対象
であるワーク４を先端に保持する保持部１５とこのワー
ク４および保持部１５とが取りつけられるワーク取付板
２０が、台５から垂直する形で形成されている。

一方、上記チャンバ８の一端には配管１１を介してＮ２
ガスボンへ９が配置されており、その内部にはチャンバ
８内を酸化防止雰囲気にするためのＮ２ガスが圧入され
ている。尚、このまま（ボンベ９内に加わっている圧力
のまま）配管１１を介してチャンバ８内にＮ２ガスを供
給すると圧力が高すぎるので、Ｎ２ガスボンベ９から排
出されるＮ２ガスの圧を調整するレギュレータ１０を別
途設けている。

他方、ワーク４およびワーク４を保持する保持部１５の
一端には、ワーク４をレーザ加工する際にワーク４を回
転させる際の軸となる回転軸１４が取りつけられており
、その回転軸１４の反ワーク側端部にこのワーク４を回
転させるための駆動モータ１２が取りつけられている。

この駆動モータ１２の回転速度がレーザ加工を行う際の
ある定められた回転速度にそのままそぐわない場合は、
回転速度調整部１３を設けることによってレーザ加工に
マツチした回転速度にすることができる。

第２図に上記説明した部分を拡大したものを示すように
、台５の中央付近に長手方向に形成されたレール７に対
し、上記レール７からＮ２ガス供給用の配管１１を有す
るチャンバ８を支持する立植板１９を設け、このレール
７上には立植板１９を支持するスライダ１７が設けられ
ている。

尚、台５上において、スライダ１７がスライドする末端
には抜は防止のためにストッパ１８が固定されている。

また、ストッパ１８が固定された端部と反する端部には
台５から垂直となる方向にワーク取付板２０が形成され
ており、このワーク取付板２０にはチャンバ８内にワー
ク４が収納される位置に孔部２０ａを穿孔し、この孔部
２０ａにはワーク４をその先端に保持してなる保持部１
５および回転軸１４の一部が挿入されている。

上記のチャンバ８に対し、予め形成されたレーザ孔１６
からレーザが照射されるように、レーザ発振器ｌを設け
、このレーザ発振器ｌから出力される平行レーザ光１ａ
をハーフミラ２を介して９０°屈曲させ、チャンバ８と
の間に集光レンズ３を設けることにより平行レーザ光１
ａを集光レーザ光１ｂとしてチャンバ８内に照射するこ
とができる。

上記のように構成されたレーザ加工装置を駆動する場合
は、まずワーク取付板２０にその先端にワーク４を保持
した状態で取付け、そのワーク４がチャンバ８内に収納
されるようにレール７上をＲ方向にスライドさせてチャ
ソノＸ８内にワーク４と保持部１５および回転軸１４の
一部が収納されるようにする。

そして、ボンへ９の図示しないコ・ツクを開きレギュレ
ータ１０によりその出力圧を調整した状態で配管工１を
介してチャンバ８内にＮ２ガスを噴射する。すると、チ
ャンバ８内がＮ２ガスによって酸化防止雰囲気状態とな
る。

次にワーク４を回転速度調整部１３により所定の回転速
度に調節しながら駆動モータ１２の駆動により回転させ
る。よって、ワーク４はチャンノｈ゛８内で一定の速度
で回転し始める。

かかる状態において、レーザ発振器１によりレーザ光（
平行レーザ光１ａ）を出力させ、途中／）−フミラ２．
集光レンズ３を介することでレーザ光（集光レーザ光１
ｂ）をチャンノＸ８に穿孔されたレーザ孔１６からワー
ク４に対して照射する。

照射されるレーザによって回転するワーク４は所定の部
分が溶着される。

任意のワーク４に対してのレーザ加工が終了すると、レ
ーザ発振器ｌのレーザ出力をストップさせ、チャンバ８
をＬ方向に移動させチャンバ８内からワーク４を取り出
した後、保持部１５のキープを解除することでレーザ加
工の終了したワーク４を取り外し、その他のワークのレ
ーザ加工を要する場合は、その他のワークを保持部１５
にキープさせて上記レーザ加工と同様の工程を行う。

上記チャンバの構造について第３図（ａ）乃至（ｄ）を
用いて詳細に説明する。

第３図（ａ）に示すように、本チャンノ＼８はレーザ光
をワーク４に照射するためのレーザ孔１６を有する大径
部８２と、チャンバ８内にＮ２ガスを噴射する複数のガ
ス噴射口８４ａ、８４ｂ。

８４ｃ、８４ｄを有すると共に、大径部８２よりもその
径が小なる小径部８３からなる本体８１とから構成され
ている。

この内小径部８３には、４本のリング８５ａ。

８５ｂ、８５ｃ、８５ｄが嵌合されるものであって、最
も外側に位１する第４のリング８５ｄにはＮ２ガスが通
る配管１１が取りつけられている。

この４本のリング８５ａ、８５ｂ、８５ｃ。

８５ｄに第３図（ｂ）断面図に示すように、大径部側面
に切欠き８７がそれぞれ形成されており、第４のリング
８５ｄを除くその他のリング、第１乃至第３のリング８
５ａ、８５ｂ、８５ｃには、この切欠き８７から上記大
径部面と反する面側に対して貫通する複数の孔８６がそ
れぞれ同一径および等距離の関係を持って穿孔されてい
る。そしてこの同一径および等距離の関係を持つ孔８６
は、第３のリング８５ｃでは２個、第２のリング８５ｂ
では４個、第１のリング８５ａでは８個となるように大
径部８２に近くなる程その孔数を増やしていく。即ち、
第４のリング８５ｄから供給されたＮ２ガスはそれぞれ
乗数倍の関係をもって第３のリング８５ｃ、第２のリン
グ８５ｂ、第１のリング８５ａへとＮ２ガスの流路が増
加して形成されることとなる。

尚、第４のリング８５ｄには、上記孔８６は形成せず、
Ｎ２ガスを供給する配管１１と繋がった孔８６゛が穿孔
されており、この孔８６゛からＮ２ガスが最初に供給さ
れる。

これら４本のリング８５ａ、８５ｂ、８５ｃ。

８５ｄを小径部８３に挿入して嵌合させる際にそれぞれ
所定角度ずらすことによって、第３図（Ｃ）の太線に示
すような流路が形成される。

ここで、第１のリング乃至第３のリング８５ａ。

８５ｂ、８５ｃに形成された切欠き８７および孔８６と
第４のリング８５ｄに形成された切欠き８７により構成
されるＮ２ガスの供給口とガス噴射口８４ａ、８４ｂ、
８４ｃ、８４ｄまでの流路の距離はそれぞれ均一の長さ
および圧損も同一となることから、全てのガス噴射口か
ら均一のＮ２ガスが噴射されることとなる。

よって、第３図（ｃ）および（ｄ）に示すように、複数
のガス噴射口からＮ２ガスを噴射することによって、噴
射圧を分散させることとなるから渦が発生せず、レーザ
孔１６から外気が進入することがなくなる。

従って、ワーク４のレーザ加工時はそのチャンバ８内を
常時Ｎ２ガスによって充填することができる。

尚、上記複数のガス噴射口の数は必要に応じて適宜変更
可能であると共に、それに伴い第１乃至第３のリング８
５ａ、８５ｂ、８５ｃに形成される孔８６の数も適宜変
更可能である。

上記実施例においては、チャンバ８の周囲に複数のガス
噴射口８４ａ、８４ｂ、８４ｃ、８４ｄに通ずるＮ２ガ
スの流路を形成したことにより、複数のガス供給口にホ
ース等の配管を直接付加した構成と比較すると、チャン
バ８を大型にせず、チャンバ内を充填するに足りる所定
量のＮ２ガスを高速に供給することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、チャンバ内におい
て渦の発生がなくなることから外気がチャンバ内に進入
することがなくなり、チャンバ内を酸化防止ガスによっ
て酸化防止雰囲気を完全化とすることができる。

また、複数のガス噴射口から酸化防止ガスを供給してい
るため、チャンバ内を酸化防止ガス雰囲気とする時間の
短縮を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例を示す図であり、第２図は、
第１図の要部拡大図であり、第３図は、本発明のチャン
バを示す図であり、同図（ａ）は、その分解斜視図であ
り、同図（ｂ）は、ワーク加工時の断面図であり、同図
（ｃ）は、Ｎ２ガスの流路を示す図であり、同図（ｄ）
は、Ｎ２ガス循環状態を示す図であり、第４図は、従来のチャンバを示す図であり、同図（ａ）
は、その斜視図であり、同図（ｂ）は、ワーク加工時の断面図であり、同図（ｃ
）は、Ｎ２ガス循環状態を示す図である。図において、１　−一一−−−−−−−−−−レーザ発振器。３−−−−−−ｍ−集光レンズ。４−−−−−−−　−ワーク（被加工物）１８−−−−
一一一一−−−−−チャンバ（箱体）。９　　−−−−−−−−−−−−−　Ｎ２ガスボンへ。１１−＝＝−−−−配管。１２−−−−−−−−駆動モータ。８４ａ・・・　−一−−−−−−−−−−−−ガス噴射
口。８６ａ−ｄ−・−・−一−−−−第１〜第４のリング。

Claims

【特許請求の範囲】被加工物（４）と、その内部が酸化防止ガスによって充填されると共に、該
被加工物（４）を収納する箱体（８）と、該被加工物（
４）を箱体（８）内に収納した状態でレーザ照射を行う
レーザ発振器（１）とを有するレーザ加工装置において
、前記箱体（８）に前記酸化防止ガスが供給されるガス噴
射口（８４ａ・・・）を複数設け、該ガス噴射口（８４
ａ・・・）から均一に該酸化防止ガスを供給することで
、当該箱体（８）内を充填することを特徴とするレーザ
加工装置。