JPS6376786A - レーザ加工方法及びその装置 - Google Patents
レーザ加工方法及びその装置Info
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- JPS6376786A JPS6376786A JP61219325A JP21932586A JPS6376786A JP S6376786 A JPS6376786 A JP S6376786A JP 61219325 A JP61219325 A JP 61219325A JP 21932586 A JP21932586 A JP 21932586A JP S6376786 A JPS6376786 A JP S6376786A
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- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 239000000155 melt Substances 0.000 abstract description 3
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Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Lasers (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〕
本発明はレーザ加工装置に係り、特にレーザ加工の際発
生する溶融飛沫の付着を防止する装置を有するレーザ加
工装置に関する。
生する溶融飛沫の付着を防止する装置を有するレーザ加
工装置に関する。
レーザ加工技術に関しては１例えば、レーザ加工、小林
昭著、開発社（１９８０年７月１日増補新版発行）にも
紹介されているようＫ、レーザ加工時に加工対象近傍に
付着した溶融飛沫は、加工後にアルコール等の有機溶剤
中で超音波洗浄するという方法が、Ｓｉ半導体基板をレ
ーザスクライビングした後工程において、採用されてい
る。しかし実際には溶融飛沫のすべてが除去されるわけ
ではなく、加工対象によっては別工程により溶融飛沫の
除去を行う必要があろう 一方、レーザ加工に限らず、加工対象の溶融箇所に気体
を次ぎつける加工方法が周知であるが。
昭著、開発社（１９８０年７月１日増補新版発行）にも
紹介されているようＫ、レーザ加工時に加工対象近傍に
付着した溶融飛沫は、加工後にアルコール等の有機溶剤
中で超音波洗浄するという方法が、Ｓｉ半導体基板をレ
ーザスクライビングした後工程において、採用されてい
る。しかし実際には溶融飛沫のすべてが除去されるわけ
ではなく、加工対象によっては別工程により溶融飛沫の
除去を行う必要があろう 一方、レーザ加工に限らず、加工対象の溶融箇所に気体
を次ぎつける加工方法が周知であるが。
例えばエアジェツトの場合、加工対象の寸法、溶融飛沫
の質−７Ｋよっては有効となり得な〜・。加工対象を数
十μｍ領域とすれば、エアジェツトを集束するのが困難
であることから、亜音速の吹付けを必要とする。即ち、
エアジェツトを用いる加工対象は通常教区ないしサブ鰭
領域であり、微細加工には不向きである。エアジェツト
を用いるならばレーザ加工装置が大型化するのみならず
、騒音が発生し作業環境を悪化させることとなり好まし
くない。
の質−７Ｋよっては有効となり得な〜・。加工対象を数
十μｍ領域とすれば、エアジェツトを集束するのが困難
であることから、亜音速の吹付けを必要とする。即ち、
エアジェツトを用いる加工対象は通常教区ないしサブ鰭
領域であり、微細加工には不向きである。エアジェツト
を用いるならばレーザ加工装置が大型化するのみならず
、騒音が発生し作業環境を悪化させることとなり好まし
くない。
本発明の目的は、気体吹付は機構を設けることなく、レ
ーザ加工の際に生ずる溶融飛沫が加工対象に付箔しない
レーザ加工装置を提供することにある。
ーザ加工の際に生ずる溶融飛沫が加工対象に付箔しない
レーザ加工装置を提供することにある。
上記目的は、加工対象において少くとも加工領域近傍を
とり囲む流体を撮動させる手段により。
とり囲む流体を撮動させる手段により。
加工中に当該手段を動作させて、加工の際に生ずる溶融
飛沫が加工対象に付着しにくくすることにより達成され
る。
飛沫が加工対象に付着しにくくすることにより達成され
る。
加工対象に照射されたレーザ光により、溶融蒸発した材
料は周辺に飛散し、加工対象に付着しようとする。この
とき加工対象自体を振動させることにより若しくは加工
対象以外の振動源を駆動させることにより、加工対象の
加工領域近傍をとり囲む流体を振動させることができる
。この振動のエネルギーにより溶融飛沫と加工対象とが
相互運動をすることとなり、飛沫が強固に付着すること
を妨げることができる。
料は周辺に飛散し、加工対象に付着しようとする。この
とき加工対象自体を振動させることにより若しくは加工
対象以外の振動源を駆動させることにより、加工対象の
加工領域近傍をとり囲む流体を振動させることができる
。この振動のエネルギーにより溶融飛沫と加工対象とが
相互運動をすることとなり、飛沫が強固に付着すること
を妨げることができる。
本実施例の説明では１例えば、絶縁物上に形成された薄
膜、牛導体基板上のパターン等をμｍ程度の精度で加工
する場合を示す。特にことわらぬ限り、大気中で加工す
る場合を示すが、加工対象の性質（例えば耐水性が抜群
である）によっては大気中まりは水中で本発明を実施す
る方が良好な結果が得られる。
膜、牛導体基板上のパターン等をμｍ程度の精度で加工
する場合を示す。特にことわらぬ限り、大気中で加工す
る場合を示すが、加工対象の性質（例えば耐水性が抜群
である）によっては大気中まりは水中で本発明を実施す
る方が良好な結果が得られる。
以下本発明の一実厖例を第１図により説明する。
レーザ見損器１より出たレーザ光２は加工用対物レンズ
６により集光され、加工対象４の加工領域５に照射され
、加工が行われる。このとき発生する溶融飛沫６は周辺
に降り注ぐが、加工対象４と載物台７０間に振動子８を
はさんでおき、これを駆動させておくと、降り注いだ飛
沫は加工対象表面上で移動し１強固に付着することはな
い。
６により集光され、加工対象４の加工領域５に照射され
、加工が行われる。このとき発生する溶融飛沫６は周辺
に降り注ぐが、加工対象４と載物台７０間に振動子８を
はさんでおき、これを駆動させておくと、降り注いだ飛
沫は加工対象表面上で移動し１強固に付着することはな
い。
前記の振動を超音波振動にし、加工対象に応じて図示し
ない水槽を載物台に設ける。この結果エアジェツト方式
の従来技術に比べ、属音も低減され装置自体も大型化が
避けられる。また駆動を超音波領域で行えば飛沫の付着
がより有効に妨げることができろばかりでなく、振動の
エネルギーを集束させることが容易となる（後述）。こ
の結果。
ない水槽を載物台に設ける。この結果エアジェツト方式
の従来技術に比べ、属音も低減され装置自体も大型化が
避けられる。また駆動を超音波領域で行えば飛沫の付着
がより有効に妨げることができろばかりでなく、振動の
エネルギーを集束させることが容易となる（後述）。こ
の結果。
溶融再凝固部分の離脱を促進する効果もある。
第２図は本発明の他の実地例を示す図である。
第１図と同一符号を有する構成要素は既に説明した。８
は加工領域５に焦点を結ぶように配置された超音波振動
子である。その概様は、超音波振動が１ＭＨｚないし５
０ＭＨｚで可能であり、凹面状を有する全体の直径が約
２０闇である。焦点では２０μｍ径に超音波の振動エネ
ルギーを絞り込んでいる。
は加工領域５に焦点を結ぶように配置された超音波振動
子である。その概様は、超音波振動が１ＭＨｚないし５
０ＭＨｚで可能であり、凹面状を有する全体の直径が約
２０闇である。焦点では２０μｍ径に超音波の振動エネ
ルギーを絞り込んでいる。
超音波振動子８が１Ｗの出力である場合、空気、水、そ
の他流体における超音波の減衰を無視して見積れば、加
工領域５では、約ｓ ｘ １ｏ Ｗ／ｌ：ｎｌのエネル
ギー密度が得られる。加工対象の材質との関係も考慮に
入れなければならないが、ニス、ルギー密度が十分であ
れば、溶融飛沫は超音波摂動により多数の水球に分裂す
る。この結果１表面積の増大に伴い急速に冷却され、付
着力が弱まる効果もある。
の他流体における超音波の減衰を無視して見積れば、加
工領域５では、約ｓ ｘ １ｏ Ｗ／ｌ：ｎｌのエネル
ギー密度が得られる。加工対象の材質との関係も考慮に
入れなければならないが、ニス、ルギー密度が十分であ
れば、溶融飛沫は超音波摂動により多数の水球に分裂す
る。この結果１表面積の増大に伴い急速に冷却され、付
着力が弱まる効果もある。
第３図に本発明の他の実施例を示す。溶融飛沫６は、加
工対象４０表面より若干上方から加工領域５に焦点を結
ぶよう超音波振動子が配置されている。更に８は４つの
振動子から構成されており、対面する振動子の位相がπ
ラジアン異なるように駆動される。かかる構成の振動子
によれば振動のエネルギーを更に向上させることができ
る。
工対象４０表面より若干上方から加工領域５に焦点を結
ぶよう超音波振動子が配置されている。更に８は４つの
振動子から構成されており、対面する振動子の位相がπ
ラジアン異なるように駆動される。かかる構成の振動子
によれば振動のエネルギーを更に向上させることができ
る。
第４図は超音波振動子８の構成と駆動方法を示す概略図
である。レーザ光２の光軸方向から眺めた断面を示しで
ある。加工対象４の加工領域５に焦点を結ぶように分割
された超音波振動子８−ル（ルは３までの自然数）は、
同図（ロ）、に）でそれぞれ示すような位相関係となる
よう駆動される。同図（イ）の場合では位相がπラジア
ン異なりプッシュプル駆動が行われる。同図ｆ→の振動
子においては各々２／３πラジアン位相が異なるため溶
融飛沫には矢印９で示される回転力が付与される。５分
割以上の振動子を用い位相を異ならしめることで。
である。レーザ光２の光軸方向から眺めた断面を示しで
ある。加工対象４の加工領域５に焦点を結ぶように分割
された超音波振動子８−ル（ルは３までの自然数）は、
同図（ロ）、に）でそれぞれ示すような位相関係となる
よう駆動される。同図（イ）の場合では位相がπラジア
ン異なりプッシュプル駆動が行われる。同図ｆ→の振動
子においては各々２／３πラジアン位相が異なるため溶
融飛沫には矢印９で示される回転力が付与される。５分
割以上の振動子を用い位相を異ならしめることで。
飛沫に直線運動１円形運動、任意のリサージ−模様運動
を行わせることができる。
を行わせることができる。
既述の第１図で示した実施例と組合せることで。
加工領域５近傍の流体を有効に振動させることができる
が、その際には超音波振動子相互の位相差を考慮しなけ
ればならない。
が、その際には超音波振動子相互の位相差を考慮しなけ
ればならない。
本発明によればレーザ加工時の溶融飛沫を付着しＫ＜＜
できるので、加工部周辺の飛沫付着の少ない良質な加工
を実現できろ。
できるので、加工部周辺の飛沫付着の少ない良質な加工
を実現できろ。
第１図は本発明の一実施例を示す全体構成図、第２図は
加工対象外部に振動源を有する第１０寅施例、第３図は
加工対象外部に振動源を有する第２の実施例、第４図は
振動子の分割と振動の位相関係を示す図である。
加工対象外部に振動源を有する第１０寅施例、第３図は
加工対象外部に振動源を有する第２の実施例、第４図は
振動子の分割と振動の位相関係を示す図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、レーザ光を集束して加工対象に照射するレーザ加工
装置において、 前記加工対象のうち少くとも加工領域近傍をとり囲む流
体雰囲気を振動させる手段を有することを特徴とするレ
ーザ加工装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載のレーザ加工装置におい
て、 前記の振動は超音波振動子により発生し、該振動子が加
工対象に密着していることを特徴とするレーザ加工装置
。 ３、特許請求の範囲第１項記載のレーザ加工装置におい
て、 前記の振動は超音波振動子により発生し、該振動子が加
工対象の外部に設置され、発生した超音波振動が前記加
工領域に集束する形状であることを特徴とするレーザ加
工装置。 ４、特許請求の範囲第１項記載のレーザ加工装置におい
て、 前記の振動は複数の超音波振動子により発生し、当該各
々の振動子の位相を異ならしめて駆動されることを特徴
とするレーザ加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61219325A JPH0630828B2 (ja) | 1986-09-19 | 1986-09-19 | レーザ加工方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61219325A JPH0630828B2 (ja) | 1986-09-19 | 1986-09-19 | レーザ加工方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6376786A true JPS6376786A (ja) | 1988-04-07 |
| JPH0630828B2 JPH0630828B2 (ja) | 1994-04-27 |
Family
ID=16733696
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61219325A Expired - Lifetime JPH0630828B2 (ja) | 1986-09-19 | 1986-09-19 | レーザ加工方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0630828B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000237890A (ja) * | 1999-02-19 | 2000-09-05 | Fine Machining Kk | レーザー加工装置 |
| JP2013128974A (ja) * | 2011-12-22 | 2013-07-04 | Ihi Inspection & Instrumentation Co Ltd | 超音波付加レーザ加工方法及び超音波付加レーザ加工装置 |
| KR20140045605A (ko) * | 2012-09-11 | 2014-04-17 | 현대자동차주식회사 | 아연 도금 강판의 레이저 용접 장치 및 방법 |
| US20140263213A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Benxin Wu | Ultrasound-assisted water-confined laser micromachining |
| JP2015178125A (ja) * | 2014-03-19 | 2015-10-08 | 三菱重工業株式会社 | レーザ切断装置及び方法 |
| CN107953038A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-04-24 | 常州英诺激光科技有限公司 | 透明脆性材料加工设备 |
| FR3071426A1 (fr) * | 2017-09-22 | 2019-03-29 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Appareil de decoupe laser et procede de decoupe laser |
| JP7138827B1 (ja) * | 2022-03-04 | 2022-09-16 | 三菱電機株式会社 | レーザ加工ヘッドおよびレーザ加工装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61269973A (ja) * | 1985-05-24 | 1986-11-29 | Toyota Motor Corp | 溶断部ドロス付着防止方法 |
-
1986
- 1986-09-19 JP JP61219325A patent/JPH0630828B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61269973A (ja) * | 1985-05-24 | 1986-11-29 | Toyota Motor Corp | 溶断部ドロス付着防止方法 |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2015178125A (ja) * | 2014-03-19 | 2015-10-08 | 三菱重工業株式会社 | レーザ切断装置及び方法 |
| US10882138B2 (en) | 2017-09-22 | 2021-01-05 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Laser cutting apparatus and laser cutting method |
| FR3071426A1 (fr) * | 2017-09-22 | 2019-03-29 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Appareil de decoupe laser et procede de decoupe laser |
| JP2019055422A (ja) * | 2017-09-22 | 2019-04-11 | 三菱重工業株式会社 | レーザー切断装置及びレーザー切断方法 |
| CN107953038A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-04-24 | 常州英诺激光科技有限公司 | 透明脆性材料加工设备 |
| CN107953038B (zh) * | 2017-12-27 | 2023-10-20 | 常州英诺激光科技有限公司 | 透明脆性材料加工设备 |
| JP7138827B1 (ja) * | 2022-03-04 | 2022-09-16 | 三菱電機株式会社 | レーザ加工ヘッドおよびレーザ加工装置 |
| WO2023166730A1 (ja) * | 2022-03-04 | 2023-09-07 | 三菱電機株式会社 | レーザ加工ヘッドおよびレーザ加工装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0630828B2 (ja) | 1994-04-27 |
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