TW202321028A - 構造體、構造體的製造方法及加工裝置 - Google Patents

Abstract

本發明的課題係提供作為加工裝置的框架等的材料而具有更好的特性的構造體、該構造體的製造方法及使用該構造體的加工裝置。 解決手段的構造體(CFRP構造體)(10)係具備：以碳纖維作為主成分的層積體(CFRP構件)(11)、分別加熱壓接在層積體(11)的相對向於層積方向之一對表面(11a、11b)上而一體化，以金屬作為主成分的金屬箔(12a、12b)。金屬箔(12a、12b)的厚度係比層積體(11)的厚度還薄。

Description

構造體、構造體的製造方法及加工裝置

本發明係關於包含碳纖維的構造體、該構造體的製造方法及使用該構造體的加工裝置。

先前，於曝光裝置及雷射加工裝置等的加工裝置中，支持構成構件的框架係藉由鐵等的金屬構成。在曝光裝置的狀況中，框架係支持光照射部、遮罩台、投影透鏡、工件(基板)工作台等的構成構件。又，在雷射加工機的狀況中，框架係支持雷射裝置、工件台等的構成構件。 於此種加工裝置中，發生周邊溫度的變化或裝置本身的發熱的話，金屬的框架會因為熱膨脹而伸縮。框架伸縮時，被框架支持之前述的構成構件的位置發生變化，有導致加工精度降低之虞。 因此，作為加工裝置的框架的材料，使用熱膨脹係數盡可能低的材料為佳。

又，加工裝置的框架也需要高剛性(彈性率)。如上所述，於加工裝置中，框架支持工件台。工件台係例如分割基板的區域並進行曝光的重複步進式(Step and repeat)、及於基板內形成多數貫穿孔的穿孔加工中，頻繁地重複進行逐次移動。因此，利用剛性低的框架支持工件台的話，因為工件台的逐次移動而導致框架大幅振動，到框架的振動停止為止的時間，亦即到進行下個曝光及加工為止的時間會變長。結果，工件的處理時間變長，導致裝置的生產性降低。 進而，框架的剛性低的話，也容易被來自外部的振動影響，容易發生晃動。因此，也可能成為加工精度變差的原因。

又，作為框架構件的條件，密度小也很重要，可使即使大型的裝置也成為比較輕量。重量變重的話，會變成必須增強設置裝置之工場的地板等，裝置相關的成本會變大。 如此，加工裝置的框架係具有剛性(彈性率)高，且熱膨脹係數及密度小的特性為佳。作為滿足該等條件的材料，有碳纖維強化塑膠(Carbon Fiber Reinforced Plastic：CFRP)。 例如於專利文獻1揭示汽車的車架等利用CFRP之處。於該專利文獻1揭示通過在金屬構件的表面接著CFRP製的補強材料，可一邊抑制重量的增加一邊補強汽車的骨架構件之處。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2017-61068號公報

[發明所欲解決之課題]

於前述專利文獻1所記載之技術中，僅揭示作為汽車的車架的補強材料利用CFRP之處，並未考慮適切作為加工裝置的框架的材料。 作為加工裝置的框架，也考量以單體使用CFRP，但是，近年來，加工裝置被要求非常高的加工精度，作為該框架的材料，要求使用具有比CFRP單體更佳之特性的構造體。然而，為了改良特性，例如即使組合CFRP與金屬等的其他材料，也並不清楚要如何組合該等才好。 又，CFRP有吸收使用環境的水分，膨脹而發生尺寸變形的特性。進而，CFRP內部之水分的浸透及擴散係慢慢地進行，故CFRP內部的水分濃度的分布並不均勻，狀態也逐漸地變化，因此，可能發生表面粗度的惡化或扭曲變形等各種的複雜變形。

因此，本發明的目的係提供作為加工裝置的框架等的材料而具有更好的特性的構造體、該構造體的製造方法及使用該構造體的加工裝置。 [用以解決課題之手段]

為了解決前述課題，本發明的構造體的一樣態，係具備：層積體，係以碳纖維作為主成分；及金屬箔，係分別加熱壓接在前述層積體的相對向於層積方向之一對表面上而一體化，以金屬作為主成分；前述金屬箔的厚度，係比前述層積體的厚度還薄。 如此，組合以碳纖維為主成分的層積體與厚度比該層積體薄的金屬箔的構造體，係可作為熱膨脹係數小，具有優良耐濕性的構造體，可作為溫度及濕度變化所致之尺寸變形比CFRP單體少的構造體。又，可作為剛性比金屬高，密度小之比剛性高的構造體。亦即，作為加工裝置的框架等的材料，可作為具有比CFRP單體更佳之特性的構造體。

又，金屬箔係加熱壓接於層積體的表面上，不使用接著劑而直接接合於層積體。因此，可適切控制透過接著劑而層積體吸濕，或層積體吸收從與接著劑的界面浸透的水分之狀況，可抑制耐濕性能的降低。 進而，金屬箔的厚度係比層積體的厚度還薄。因此，可作為抑制重量及熱膨脹係數的增加等，不損及碳纖維的優點的構造體。

又，於前述的構造體中，前述層積體的前述一對表面，係形成碳纖維含浸於樹脂所成的預浸片而構成亦可。 此時，預浸片成為接著構件，可容易且適切地結合層積體與金屬箔。碳纖維延伸於預浸片，故不同於一般的接著劑，從側面難以吸濕。此時，可適切抑制層積體與金屬箔的界面之吸濕。 又，於前述構造體中，前述金屬箔係在前述層積體的前述一對表面上，分別涵蓋整面與前述樹脂結合亦可。此時，金屬箔係穩定結合於層積體。

進而，於前述的構造體中，前述層積體係為碳纖維強化塑膠構件亦可。 此時，可作為具有高比剛性，且密度及熱膨脹係數小之碳纖維強化塑膠的特性，並且具有優良耐濕性的構造體。

又，於前述的構造體中，前述金屬箔係分別在減壓下加熱壓接於前述層積體的前述一對表面上而一體化亦可。 此時，讓界面不混入氣泡而層積一體化層積體與金屬箔。

進而，於前述的構造體中，前述金屬箔係藉由銅、鋁、鈦及不鏽鋼的任一構成亦可。 此時，可適切獲得構造體的防止吸濕的效果。

又，於前述的構造體中，前述金屬箔的厚度係為微米級亦可。 此時，可抑制金屬箔發生針孔等之狀況，可適切維持耐濕性能。

又進而，本發明的構造體的一樣態，係具備：碳纖維強化塑膠構件，係層積碳纖維含浸於樹脂所成的預浸片而形成；及金屬箔，係在前述碳纖維強化塑膠構件之相對向於前述預浸片的層積方向之一對表面上，分別涵蓋整面與前述樹脂結合，以金屬作為主成分；前述金屬箔的厚度，係比前述碳纖維強化塑膠構件的厚度還薄。 如此，組合以碳纖維為主成分的層積體與厚度比該層積體薄的金屬箔的構造體，係可作為熱膨脹係數小，具有優良耐濕性的構造體，可作為溫度及濕度變化所致之尺寸變形比CFRP單體少的構造體。又，可作為剛性比金屬高，密度小之比剛性高的構造體。亦即，作為加工裝置的框架等的材料，可作為具有比CFRP單體更佳之特性的構造體。

又，金屬箔係在碳纖維強化塑膠構件的表面上與構成預浸片的樹脂結合。亦即，不使用接著劑而直接接合於碳纖維強化塑膠構件。因此，可適切控制透過接著劑而層積體吸濕，或層積體吸收從與接著劑的界面浸透的水分之狀況，可抑制耐濕性能的降低。 進而，前述金屬箔的厚度係比碳纖維強化塑膠構件的厚度還薄。因此，可作為抑制重量及熱膨脹係數的增加等，不損及碳纖維強化塑膠的優點的構造體。

又，本發明的構造體的製造方法之一樣態，係包含：第一工程，係準備以碳纖維作為主成分的層積體；第二工程，係準備以金屬作為主成分，厚度比前述層積體薄的金屬箔；及第三工程，係在前述層積體的相對向於層積方向之一對表面上分別重疊前述金屬箔，通過一邊加熱一邊施加壓力，一體化前述層積體與前述金屬箔。 藉此，可製造熱膨脹係數小，具有優良耐濕性，相較於金屬剛性高，密度小且比剛性高，可作為溫度及濕度變化所致之尺寸變形比CFRP單體少的構造體。亦即，作為加工裝置的框架等的材料，可製造具有比CFRP單體更佳之特性的構造體。

進而，本發明的加工裝置之一樣態，係對工件進行加工的加工裝置，其中，支持前述加工裝置的構成構件的框架，係包含前述任一所記載之構造體。 如此，利用組合以碳纖維為主成分的層積體與厚度比該層積體薄的金屬箔的構造體作為框架的材料的加工裝置，係溫度變化及濕度變化、外部要因所致之尺寸變形少，比較輕量的加工裝置。 [發明的效果]

依據本發明，可實現作為加工裝置的框架等的材料更佳的特性，具體來說抑制剛性的降低及熱膨脹、密度的增加，同時具有比CFRP單體更優良之耐濕性的構造體。

以下，依據圖式來說明本發明的實施形態。 (第一實施形態) 圖1係揭示第一實施形態的構造體10之概略構造的剖面圖。於本實施形態中，構造體10係包含碳纖維強化塑膠(CFRP)的CFRP構造體。 構造體10係具有一體化第一材料11與第二材料12a、12b的構造。在此，第一材料11係以碳纖維作為主成分的層積體，第二材料12a、12b係以金屬作為主成分的金屬箔。在本實施形態中，層積體11係為碳纖維強化塑膠構件(CFRP構件)，金屬箔12a、12b係為銅箔。 再者，金屬箔12a、12b的材料並不是限定於銅，例如作為鋁、鈦、不鏽鋼(SUS)、因瓦合金等亦可。

CFRP構件11係層積複數預浸片110，加熱壓接而一體化。預浸片110係使碳纖維具有纖維的方向性之狀態下含浸於樹脂之薄片狀的構件。構成預浸片110的樹脂係例如熱硬化性的環氧樹脂。再者，作為構成預浸片110的樹脂，例如也可使用不飽和聚酯、乙烯酯、酚、氰酸酯、聚醯亞胺等的熱硬化性樹脂。

CFRP係於模具中，將複數預浸片以纖維的方向不同之方式層積必要數量之層(例如10層)，在減壓下加熱至120℃~130℃程度，並加壓(壓接)硬化而形成。在此，將預浸片以纖維的方向不同之方式重疊，是為了等向地強化預浸片之面內方向的強度。 再者，作為預浸片的代用品，可使用可便宜庫存之基準尺寸(標準尺寸)的標準CFRP板(例如，5mm的UD(UNI-DIRECTION)材)。再者，UD材是指纖維的方向僅延伸於一方向的材料。

如此製作的CFRP係雖然比鐵或鋁等的金屬材料還低密度(也就是說輕)，但是為高強度的材料。CFRP構件11係將前述之完成的CFRP切成所希望大小的構件。

銅箔12a、12b係分別一樣地一體化形成於CFRP構件11的相對向於層積方向(在圖1中為上下方向)之一對表面11a、11b上。具體來說，如圖2所示，CFRP構件11的表面11a係形成使碳纖維111含浸於樹脂112所成的預浸片110而構成，銅箔12a係通過在CFRP構件11的表面11a上，涵蓋整面與樹脂112結合，與CFRP構件11一體化。再者，關於CFRP構件11的表面11b上的銅箔12b也相同。

又，如圖1所示，銅箔12a、12b的厚度D2a、D2b分別設定為比CFRP構件11的厚度D1還薄。在此，「厚度」係為與CFRP構件11的層積方向即表面11a、11b正交的方向之構件的厚度。

以下，針對本實施形態之構造體10的製造方法之一例進行說明。 首先，準備複數張(例如10張)厚度200μm的預浸片110。又，分別準備厚度20μm的銅箔12a、12b。再者，銅箔12a、12b的厚度D2a、D2b分別不同亦可。 接著，涵蓋層積了10層預浸片110的層積體之表背兩面整面分別重疊銅箔12a、12b，以預浸片110與銅箔12a、12b的界面不混入氣泡之方式在減壓下(一邊進行真空處理)加壓，耗費1小時升溫到130℃為止並使其硬化。在此狀態下保持1小時之後，放置冷卻到成為室溫為止。 如此，於形成10層的預浸片110所成的CFRP構件11的表背兩面，涵蓋整面加熱壓接銅箔12a、12b而一體化。藉由因應必要而進行修邊，去除多餘的銅箔12a、12b，製造構造體10。

又，也可於已硬化形成的CFRP構件的表背兩面，隔著預浸片110層積並一體化銅箔12a、12b。 例如，準備層積6層厚度200μm的預浸片110，通過上述的方法硬化形成的CFRP構件。 接著，於所準備之CFRP構件的表背兩面整面，分別層積2層例如厚度200μm的預浸片110，進而分別重疊銅箔12a、12b，以預浸片110與銅箔12a、12b的界面不混入氣泡之方式在減壓下(一邊進行真空處理)加壓，耗費1小時升溫到130℃為止並使其硬化。在此狀態下保持1小時之後，放置冷卻到成為室溫為止。

此時，也可製造出於形成10層的預浸片110所成的CFRP構件11的表背兩面，涵蓋整面加熱壓接銅箔12a、12b而一體化的構造體10。 再者，任一製造方法的狀況中，在準備與CFRP構件11(預浸片110)相同大小的銅箔12a、12b時，都不需要修邊。

又，如圖3所示的構造體10A，於銅箔12a、12b上，為了防止銅箔12a、12b表面的氧化或防止污垢、防止發生摩擦粉末等，也可分別層積保護層13。 在此，作為保護層13，可使用PET(聚對苯二甲酸乙二脂)、PEN(聚對萘二酸乙二醇酯)、PI(聚醯亞胺)等之塑膠薄膜者。又，作為保護層13，使用鎳電鍍或錫電鍍亦可。

本實施形態之構造體10例如可使用於加工裝置的框架。在此，加工裝置係例如包含對半導體基板或印刷電路基板曝光電路等之圖案的曝光裝置、將雷射照射至基板以進行切斷及穿孔加工的雷射加工裝置等。又，作為曝光裝置及雷射加工裝置的構造之一部分使用的工作台裝置等也可包含於加工裝置。工作台裝置係保持前述的基板等的工件並使其移動的裝置。

圖4係揭示曝光裝置之概略構造的圖。圖4所示的曝光裝置200係對工件進行曝光的投影曝光裝置。在此，工件係矽工件、印刷電路基板或液晶面板用的玻璃基板等，於表面塗布光阻膜的工件。

曝光裝置200係具備光照射部21、遮罩22、投影透鏡23、工件台24、框架25。 光照射部21係具備放射包含紫外線之光線的曝光用光源即燈管21a，與反射來自燈管21a之光線的鏡片21b。又，燈管21a及鏡片21b係收容於燈室21c內。再者，在此已針對光照射部21的光源為燈管21a的狀況進行說明，但是，光源作為LED或雷射等亦可。

於遮罩22，形成有曝光(轉印)於工件之電路圖案等的圖案。來自光照射部21的曝光光線係透過遮罩22與投影透鏡23，照射至工件台24所保持的工件，形成在遮罩22的圖案投影曝光於工件上。 框架25係支持光照射部21、遮罩22、投影透鏡23、及工件台24等之曝光裝置200的主要構件。該等主要構件係藉由框架25在所定位置維持水平狀態保持。

圖5係揭示雷射加工裝置之概略構造的圖。 圖5所示的雷射加工裝置300係具備雷射射出部31、工件台32、框架33。 雷射射出部31係向圖中箭頭所示的方向射出雷射。來自雷射射出部31的雷射光被照射至工件台32所保持的工件，進行工件的切斷及穿孔等的加工。 框架33係支持雷射射出部31及工件台32等之雷射加工裝置300的主要構件。該等主要構件係藉由框架33在所定位置維持水平狀態保持。

加工裝置的框架係支持分別適切定位的主要構件。因此，加工裝置置放的場所的溫度及濕度變化，框架因為熱膨脹或吸濕膨脹而伸縮時，被框架支持之主要構件的位置發生變化，導致加工精度降低。進而，也可能會有無法對所希望的位置進行曝光、無法進行雷射加工(穿孔或切斷)等的問題。 作為此種問題的對策，設置加工裝置的工場內係以經常成為一定溫度及濕度之方式管理環境，進而，將各個裝置放入恆溫的隔間中，進行溫度與濕度的管理。

然而，即使如上所述般進行環境的管理，加工裝置動作的話，也無法避免裝置本身發熱。例如工件台移動的話，從馬達等的驅動部會產生熱，雷射加工裝置的話，在工件加工的部分(進行穿孔或切斷的部分)會產生熱。又，曝光裝置的狀況中，光通過投影透鏡時，因為透鏡及保持透鏡的鏡筒會吸收光，投影透鏡部分會發熱。 框架藉由容易熱膨脹的材料構成的話，也會因為如上所述之裝置本身的發熱而框架伸縮，成為加工精度降低的原因。因此，作為加工裝置的框架的材料，熱膨脹係數盡可能低的材料，例如熱膨脹係數相對於鐵等的金屬為1/10以下(理想為0)的材料為佳。

又，即使如上所述般進行環境的管理，加工裝置的框架的材料中包含的水分少，相對於環境中的濕氣比較乾燥時，也無法避免框架的吸濕。 框架藉由容易吸濕的材料構成，該材料中的水分少的話，會吸收水分到框架成為平衡狀態為止而膨脹，成為加工精度降低的原因。因此，作為加工裝置的框架的材料，使用吸濕膨脹應變盡可能小的材料為佳。

又，加工裝置的框架也需要高剛性(彈性率)。如上所述，於加工裝置中，框架支持工件台。工件台係例如分割基板的區域並進行曝光的重複步進式、及於基板內形成多數貫穿孔的穿孔加工中，頻繁地重複進行逐次移動。 因此，利用剛性低的框架支持工件台的話，工件台移動而停止之後，到框架的振動停止為止的時間變長，工件的處理時間變長，裝置的生產性會降低。又，框架的剛性低的話，也容易被來自外部的振動影響，容易發生晃動，所以，此事也成為加工精度變差的原因。 因此，作為加工裝置的框架的材料，剛性盡可能高的材料，例如剛性比鐵等的金屬還高的材料為佳。

進而，讓加工裝置的框架的密度比較小，使得即使大型的裝置也成為比較輕量亦很重要。裝置的重量變重的話，會變成必須增強設置裝置之工場的地板等，裝置相關的成本會變大。 亦即，作為構成加工裝置的框架等的材料(構造體)，具有以下的4個特性為佳。 (1)熱膨脹係數(CTE)接近0(溫度變化所致之尺寸變形少)。 (2)吸濕膨脹應變接近0(濕度變化所致之尺寸變形少)。 (3)剛性高，亦即彈性率大(難發生彎曲、形變、扭曲，亦即外在要因所致之尺寸變形少)。 (4)密度小(即使大型的裝置也成為比較輕量)。

CFRP係具有剛性(彈性率)高，且熱膨脹係數及密度小的特性。作為加工裝置的框架，也可考量以單體使用CFRP，但是，CFRP在單體的話有吸濕性的問題。 例如CFRP的基體即環氧樹脂有3%程度的吸濕率。將CFRP的Vf(纖維體積含有率)設為60%的話，作為CFRP整體會吸濕到大約1.2%為止。作為吸濕對策，也考量使用例如形成使用吸濕率相較於環氧樹脂為低的基體之特殊的預浸片所成的CFRP，此種預浸片係價格非常高，並且一般來說難以取得。又，作為CFRP的吸濕量的減低也有限度。

進而，如上所述，即使使用吸濕率比較低的CFRP作為加工裝置的框架，CFRP單體的話也無法確實防止框架的吸濕。 CFRP係如上所述，藉由加熱壓接形成。因此，硬化形成後的CFRP內部的水分非常低，只有數%(例如5%)程度。另一方面，設置加工裝置的工場內係如上所述般以經常成為一定溫度及濕度之方式管理環境，其濕度例如為50%程度。 如此，設置加工裝置的環境與CFRP中濕度的差距大，故在以單體使用CFRP的框架中無法避免吸濕。 近年來，加工裝置被要求非常高的加工精度，作為該框架的材料，要求使用具有比CFRP單體更佳之特性的構造體。

本案發明者們係作為加工裝置的框架可引出更優秀的性能的構造體，針對組合以碳纖維作為主成分的層積體，與以金屬作為主成分的金屬箔的構造體進行研究。然後，本案發明者係發現作為金屬箔的材料，使用銅、鋁、鈦、SUS等，以金屬箔夾住層積體，通過不使用接著劑而一體化，實現具有比CFRP單體更佳之特性的構造體。

圖6係揭示將本實施形態之構造體10與比較樣本放置於室內時的吸濕膨脹應變之變化量的圖。圖6的橫軸為放置時間(Hr)，縱軸為吸濕膨脹應變的變化量(με)。 圖中，曲線A為做為比較樣本的CFRP單體的吸濕膨脹應變之變化量，曲線a~d為本實施形態之構造體10的吸濕膨脹應變之變化量。曲線a表示作為金屬箔使用厚度20μm之銅箔的構造體10的吸濕膨脹應變之變化量，曲線b表示作為金屬箔使用厚度11μm之鋁箔的構造體10的吸濕膨脹應變之變化量，曲線d表示作為金屬箔使用厚度5μm之鈦箔的構造體10的吸濕膨脹應變之變化量，曲線e表示作為金屬箔使用厚度10μm之SUS箔的構造體10的吸濕膨脹應變之變化量。

在此，作為構成比較樣本及構造體10的CFRP構件，使用以碳纖維的延伸方向對齊於一方向之方式層積10層預浸片而硬化形成的CFRP構件。又，應變測定係通過將應變計條，設置於CFRP構件的中央層(例如第5層)中正交於碳纖維延伸的方向的方向來進行。 又，應變資料係修正室內環境的溫度變動所致之熱膨脹分，僅獲得吸濕膨脹的變化。

如該圖6的曲線A所示，可知CFRP單體在放置後馬上急速吸濕，吸濕膨脹應變持續增加。另一方面，本實施形態之構造體10係如曲線a~d所示，並未確認到吸濕膨脹應變的增加。再者，於曲線a~d中，放置後到500小時程度為止，吸濕膨脹應變有減少，但是，此係樹脂的物理老化所致之收縮，並不是吸濕膨脹。 如此，作為金屬箔使用銅、鋁、鈦、SUS的本實施形態之構造體10可確認到具有比CFRP單體更佳之耐濕性的特性。

相對於此，藉由接著劑貼合CFRP構件與金屬箔的構造體、在CFRP構件的表面上藉由蒸鍍形成薄金屬膜的構造體中，並未獲得耐濕性。 圖7係揭示濕度95%、溫度45℃之加速實驗條件下之比較樣本的吸濕膨脹應變之變化量的圖。圖7的橫軸為放置時間(Hr)，縱軸為吸濕膨脹應變的變化量(με)。 圖中，曲線e表示在CFRP構件的表面上形成奈米級的蒸鍍鋁的構造體之吸濕膨脹應變的變化量，曲線f表示在CFRP構件的表面上形成奈米級的蒸鍍鋁，並於其上設置保護層(PET)的構造體之吸濕膨脹應變的變化量，曲線g表示在CFRP構件的表面上貼附鋁膠帶的構造體之吸濕膨脹應變的變化量。 如該圖7所示，任一狀況都確認到吸濕膨脹應變的增加。

蒸鍍膜厚為奈米級的話，在製造上及處理上會發生針孔，導致耐濕性能降低。通過設置保護層，耐濕性能的降低可抑制在某種程度，但是，無法讓吸濕膨脹應變變成0。又，使用接著劑貼附CFRP構件與金屬箔時，即使金屬箔的厚度沒有問題，CFRP吸收接著劑從側面吸收的水分，或與CFRP的密接性並不完全時，因為水分從CFRP與接著劑層的界面浸透，造成吸濕膨脹。 所以，金屬箔需要不使用接著劑而與CFRP構件一體化。又，金屬箔的厚度為微米級為佳。

本實施形態之構造體10係具有藉由金屬箔12a、12b挾持CFRP構件11，加熱壓接而一體化的構造。亦即，CFRP構件11與金屬箔12a、12b不使用接著劑而一體化。因此，可成為水分不會從CFRP構件11與金屬箔12a、12b的界面浸透，具有優良耐濕性的特性的構造體10。又，藉由在減壓下(例如真空狀態)加熱壓接金屬箔12a、12b，可讓氣泡不會混入CFRP構件11與金屬箔12a、12b的界面，可更提升耐濕性。又，可提升CFRP構件11與金屬箔12a、12b的密接性。

進而，金屬箔12a、12b係形成於CFRP構件11的相對向於層積方向之一對表面(上下面)上。CFRP構件11係藉由碳纖維延伸，從側面難以吸濕。另一方面，CFRP構件11的上下面係相較於側面面積較大，容易吸濕。所以，通過在CFRP構件11的上下面形成金屬箔12a、12b，可更適切地防止CFRP構件11的吸濕。

又，金屬箔12a、12b的厚度係比CFRP構件11的厚度還薄。通過作為如此薄的金屬箔12a、12b，可一邊維持CFRP的特性，一邊比CFRP單體更提升耐濕性。又，金屬箔12a、12b係具有高熱傳導性，故即使局部施加熱或光，也可讓面內溫度的不均難以發生，可抑制局部的變形。

在此，金屬箔12a、12b可藉由銅、鋁、鈦、SUS等構成。任一狀況都可獲得適切的防止吸濕效果。 在與CFRP構件11的壓接性的觀點上，作為金屬箔12a、12b的材料最理想的是銅。但是，銅係表面容易氧化，也容易發生磨耗粉末，故於表面設置PET保護層等為佳。另一方面，SUS也沒有腐蝕或生鏽的問題，可穩定使用。

如上所述，通過不使用接著劑而使以碳纖維作為主成分的層積體即CFRP構件11與以金屬作為主成分的金屬箔12a、12b一體化，可成為熱膨脹係數小，無吸濕膨脹係數應變，比剛性比金屬還高的輕量且強韌的構造體10。又，以纖維的方向不同之方式層積複數預浸片所形成的CFRP構造體10可實現彈性率40GPa以上之比較高的剛性。 然後，通過將此種構造體10作為加工裝置的框架的材料，可實現溫度變化及濕度變化、外部要因所致之尺寸變形少，比較輕量的加工裝置。

(變形例) 再者，於前述各實施形態中，已針對將構造體10利用作為加工裝置的框架之狀況進行說明，但並不限定於前述內容。構造體10係熱膨脹係數小，剛性高，比較輕量且比剛性也高，具有優良耐濕性的特性。所以，活用該等特性，作為在可能發生溫度變化及濕度變化等的環境下要求嚴格的尺寸穩定性之大型裝置的構成零件的材料，利用構造體10亦可。

10:構造體(CFRP構造體) 10A:構造體(CFRP構造體) 11:CFRP構件(層積體) 11a:表面 11b:表面 12a:金屬箔 12b:金屬箔 13:保護層 21:光照射部 21a:燈管 21b:鏡片 21c:燈室 22:遮罩 23:投影透鏡 24:工件台 25:框架 31:雷射射出部 32:工件台 33:框架 110:預浸片 111:碳纖維 112:樹脂 200:曝光裝置(加工裝置) 300:雷射加工裝置 D2a:厚度 D2b:厚度 D1:厚度

[圖1]本實施形態之構造體的剖面圖。 [圖2]揭示CFRP構件與金屬箔之結合狀態的示意圖。 [圖3]揭示本實施形態的構造體之其他範例的剖面圖。 [圖4]揭示曝光裝置之概略構造的圖。 [圖5]揭示雷射加工裝置之概略構造的圖。 [圖6]揭示本實施形態的構造體的吸濕膨脹應變之變化量的圖。 [圖7]揭示比較例的構造體的吸濕膨脹應變之變化量的圖。

10:構造體

11:CFRP構件

11a:表面

11b:表面

12a:金屬箔

12b:金屬箔

110:預浸片

D2a:厚度

D2b:厚度

D1:厚度

Claims (10)

1. 一種構造體，其特徵為具備： 層積體，係以碳纖維作為主成分；及 金屬箔，係分別加熱壓接在前述層積體的相對向於層積方向之一對表面上而一體化，以金屬作為主成分； 前述金屬箔的厚度，係比前述層積體的厚度還薄。
2. 如請求項1所記載之構造體，其中， 前述層積體的前述一對表面，係形成在碳纖維含浸樹脂所成的預浸片而構成。
3. 如請求項2所記載之構造體，其中， 前述金屬箔，係在前述層積體的前述一對表面上，分別涵蓋整面與前述樹脂結合。
4. 如請求項1所記載之構造體，其中， 前述層積體係為碳纖維強化塑膠構件。
5. 如請求項1所記載之構造體，其中， 前述金屬箔，係分別在減壓下加熱壓接於前述層積體的前述一對表面上而一體化。
6. 如請求項1至5中任一項所記載之構造體，其中， 前述金屬箔，係藉由銅、鋁、鈦及不鏽鋼的任一構成。
7. 如請求項1至5中任一項所記載之構造體，其中， 前述金屬箔的厚度係為微米級。
8. 一種構造體，其特徵為具備： 碳纖維強化塑膠構件，係層積在碳纖維含浸樹脂所成的預浸片而形成；及 金屬箔，係在前述碳纖維強化塑膠構件之相對向於前述預浸片的層積方向之一對表面上，分別涵蓋整面與前述樹脂結合，以金屬作為主成分； 前述金屬箔的厚度，係比前述碳纖維強化塑膠構件的厚度還薄。
9. 一種構造體的製造方法，其特徵為包含： 第一工程，係準備以碳纖維作為主成分的層積體； 第二工程，係準備以金屬作為主成分，厚度比前述層積體薄的金屬箔；及 第三工程，係在前述層積體的相對向於層積方向之一對表面上分別重疊前述金屬箔，通過一邊加熱一邊施加壓力，一體化前述層積體與前述金屬箔。
10. 一種加工裝置，係對工件進行加工的加工裝置，其特徵為： 支持前述加工裝置的構成構件的框架，係包含請求項1至8中任一項所記載之構造體。

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