JPH0130796B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0130796B2 JPH0130796B2 JP57004276A JP427682A JPH0130796B2 JP H0130796 B2 JPH0130796 B2 JP H0130796B2 JP 57004276 A JP57004276 A JP 57004276A JP 427682 A JP427682 A JP 427682A JP H0130796 B2 JPH0130796 B2 JP H0130796B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- processing
- ceramics
- halogen
- cutting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 25
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 24
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims description 12
- 150000002366 halogen compounds Chemical class 0.000 claims description 9
- 238000003672 processing method Methods 0.000 claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 3
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 19
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 6
- VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N tetrachloromethane Chemical compound ClC(Cl)(Cl)Cl VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 4
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 4
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 4
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 3
- 229910003978 SiClx Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003698 laser cutting Methods 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 amyl nitride Chemical class 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N selenium;zinc Chemical compound [Se]=[Zn] SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N tetrafluoromethane Chemical compound FC(F)(F)F TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AKJVMGQSGCSQBU-UHFFFAOYSA-N zinc azanidylidenezinc Chemical compound [Zn++].[N-]=[Zn].[N-]=[Zn] AKJVMGQSGCSQBU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
- Devices For Post-Treatments, Processing, Supply, Discharge, And Other Processes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、加工能率、加工精度に優れたセラミ
ツクスのレーザ加工方法に関するものである。
ツクスのレーザ加工方法に関するものである。
従来、セラミツクスの加工には、切削加工、研
削、ラツピング等の砥粒加工等の力学的加工法が
用いられている。しかし、セラミツクスは硬度が
高いために、これら従来の手段では、加工能率が
低く、また加工精度も低い。そのため、近年、セ
ラミツクスに対する代替加工方法として、大出力
レーザ加工法が開発されつつある。
削、ラツピング等の砥粒加工等の力学的加工法が
用いられている。しかし、セラミツクスは硬度が
高いために、これら従来の手段では、加工能率が
低く、また加工精度も低い。そのため、近年、セ
ラミツクスに対する代替加工方法として、大出力
レーザ加工法が開発されつつある。
しかしながら、このレーザ加工法もセラミツク
スの切断、穴あけ加工等の加工における加工深
さ、即ち切断深さを大きく得ようとすると加工時
間が大きくなり、加工能率が低い。また、加工面
が粗い、切断巾が大きいなど加工精度も悪い。
スの切断、穴あけ加工等の加工における加工深
さ、即ち切断深さを大きく得ようとすると加工時
間が大きくなり、加工能率が低い。また、加工面
が粗い、切断巾が大きいなど加工精度も悪い。
本発明は、かかる問題点を解決することを目的
としてなされたものである。
としてなされたものである。
即ち、本発明は被加工物としてのセラミツクス
にレーザを照射して被加工物の切断、穴あけ等の
加工を行なうレーザ加工方法において、ハロゲン
又はハロゲン化合物の存在下において被加工物に
レーザを照射することを特徴とするものである。
にレーザを照射して被加工物の切断、穴あけ等の
加工を行なうレーザ加工方法において、ハロゲン
又はハロゲン化合物の存在下において被加工物に
レーザを照射することを特徴とするものである。
本発明によれば、セラミツクスの切断、穴あけ
等の加工における加工速度が大きく、加工時間を
短縮することができる。換言すれば、単位時間当
りの加工深さが、従来のレーザ加工法の場合に比
して非常に大きく、加工能率が高い。また、加工
面も比較的滑らかであり、切断巾も小さく、優れ
た加工精度を得ることができる。
等の加工における加工速度が大きく、加工時間を
短縮することができる。換言すれば、単位時間当
りの加工深さが、従来のレーザ加工法の場合に比
して非常に大きく、加工能率が高い。また、加工
面も比較的滑らかであり、切断巾も小さく、優れ
た加工精度を得ることができる。
本発明において、ハロゲンはフツ素（F2）、塩
素（Cl2）、臭素（Br2）、ヨウ素（I2を用いる。ま
た、ハロゲン化合物としては四フツ化炭素
（CF4）フツ化カルシウム（CaF2）、塩化ナトリ
ウム（NaCl）、四塩化炭素（CCl4）等を用いる。
しかして、これらハロゲン化合物は、実施例に示
すごとくガス状で用いることのほか、液体状、半
固体状等任意の状態で被加工物の加工所望部分に
塗布し、レーザ加工を行なうこともできる。
素（Cl2）、臭素（Br2）、ヨウ素（I2を用いる。ま
た、ハロゲン化合物としては四フツ化炭素
（CF4）フツ化カルシウム（CaF2）、塩化ナトリ
ウム（NaCl）、四塩化炭素（CCl4）等を用いる。
しかして、これらハロゲン化合物は、実施例に示
すごとくガス状で用いることのほか、液体状、半
固体状等任意の状態で被加工物の加工所望部分に
塗布し、レーザ加工を行なうこともできる。
なお、ハロゲン、ハロゲン化合物いずれの場合
もこれをガス状にて用いる場合には、これらのガ
スがレーザによつて加工されていく加工部分に充
分に行き渡るので、より優れた加工を行なうこと
ができる。また、このガスは被加工物のレーザ照
射を行なう部分に向けて噴射することが最も好ま
しいが、被加工物を上記ガスの雰囲気中に置いて
レーザ照射することもできる。
もこれをガス状にて用いる場合には、これらのガ
スがレーザによつて加工されていく加工部分に充
分に行き渡るので、より優れた加工を行なうこと
ができる。また、このガスは被加工物のレーザ照
射を行なう部分に向けて噴射することが最も好ま
しいが、被加工物を上記ガスの雰囲気中に置いて
レーザ照射することもできる。
次に、本発明において対象とする被加工物は、
窒化ケイ素（Si3N4）、窒化アミル（AIN）、窒化
亜鉛（ZnN2）系の窒化物、炭化ケイ素（SiC）
系の炭化物、アルミナ等のセラミツクスである。
特に本発明は、高硬度である窒化物系のセラミツ
クスに適用する場合にその効果が大である。
窒化ケイ素（Si3N4）、窒化アミル（AIN）、窒化
亜鉛（ZnN2）系の窒化物、炭化ケイ素（SiC）
系の炭化物、アルミナ等のセラミツクスである。
特に本発明は、高硬度である窒化物系のセラミツ
クスに適用する場合にその効果が大である。
また、加工用レーザは特に限定するものではな
いが、出力約0.5KW以上のものを用いるのが好
ましい。
いが、出力約0.5KW以上のものを用いるのが好
ましい。
前記ハロゲン又はハロゲン化合物の存在下にお
いて、レーザ照射することにより前記のごとき本
発明の効果が得られる理由は、明白ではないが、
レーザ照射されて高温になつたセラミツクスが、
上記ハロゲン、ハロゲン化合物と反応し、セラミ
ツクスの分解、即ち切断を促進するためと推察さ
れる。
いて、レーザ照射することにより前記のごとき本
発明の効果が得られる理由は、明白ではないが、
レーザ照射されて高温になつたセラミツクスが、
上記ハロゲン、ハロゲン化合物と反応し、セラミ
ツクスの分解、即ち切断を促進するためと推察さ
れる。
例えばハロゲンガスにCCl4を用いて、窒化ケ
イ素をレーザ切断する場合を考えると、レーザビ
ーム照射部分が非常な高温下にあるため、活性化
されたClがセラミツクス表面に化学吸着し、セラ
ミツクス中のSiとＮの分解が促進され、SiとClが
化学反応しSiClxを形成し、ガス化するものと考
えられる。従つて従来の単なる溶融、分解による
レーザ切断に較べ化学反応を伴なう分だけ加工能
率は増大する。また、切断面はSiClxの形成、分
解が繰り返し生じているため、金属Siなどの溶融
物の生成付着を妨げることができ、そのために切
断面が滑らかになり、加工精度が改善されるもの
と考えられる。
イ素をレーザ切断する場合を考えると、レーザビ
ーム照射部分が非常な高温下にあるため、活性化
されたClがセラミツクス表面に化学吸着し、セラ
ミツクス中のSiとＮの分解が促進され、SiとClが
化学反応しSiClxを形成し、ガス化するものと考
えられる。従つて従来の単なる溶融、分解による
レーザ切断に較べ化学反応を伴なう分だけ加工能
率は増大する。また、切断面はSiClxの形成、分
解が繰り返し生じているため、金属Siなどの溶融
物の生成付着を妨げることができ、そのために切
断面が滑らかになり、加工精度が改善されるもの
と考えられる。
以下に本発明の実施例を説明する。
本発明の実施例は、第１図に示すレーザ加工装
置によりセラミツクス板のレーザ切断加工を行な
うものである。
置によりセラミツクス板のレーザ切断加工を行な
うものである。
上記レーザ加工装置は、炭酸ガスレーザ発振器
１と、集光レンズ４と、移動テーブル７上に配し
たチヤンバ６と、該チヤンバ６内にアシストガス
としてのハロゲンガスを導入するためのガス管９
とから成る。
１と、集光レンズ４と、移動テーブル７上に配し
たチヤンバ６と、該チヤンバ６内にアシストガス
としてのハロゲンガスを導入するためのガス管９
とから成る。
この装置を用いて、レーザ加工を行なうに当つ
ては、先ず上記チヤンバ６内に、被加工物である
セラミツクス５を配置し、該チヤンバ６内に、ガ
ス管９を通して可撓ノズル９１よりハロゲンガス
を送入し、セラミツクス５の加工部付近をハロゲ
ン雰囲気とする。次に、レーザ発振器１を作動さ
せ、レーザビーム２を、反射鏡３、集光レンズ
４、ジンクセレン（ZnSe）透明板８を介してセ
ラミツクス５の加工部分に照射する。
ては、先ず上記チヤンバ６内に、被加工物である
セラミツクス５を配置し、該チヤンバ６内に、ガ
ス管９を通して可撓ノズル９１よりハロゲンガス
を送入し、セラミツクス５の加工部付近をハロゲ
ン雰囲気とする。次に、レーザ発振器１を作動さ
せ、レーザビーム２を、反射鏡３、集光レンズ
４、ジンクセレン（ZnSe）透明板８を介してセ
ラミツクス５の加工部分に照射する。
なお、同図において、４１はレンズホルダー、
６１はガス排気口である。また、セラミツクス５
を切断するためには、移動テーブル７を横方向に
動かすことによつて、セラミツクス上のレーザビ
ーム焦点の位置を移動させる。
６１はガス排気口である。また、セラミツクス５
を切断するためには、移動テーブル７を横方向に
動かすことによつて、セラミツクス上のレーザビ
ーム焦点の位置を移動させる。
次に、上記装置を用いて、セラミツクスの切断
加工を行なつた具体例につき説明する。
加工を行なつた具体例につき説明する。
本例においては、セラミツクスとして16×40×
６mmの大きさの窒化珪素板を用いた。ハロゲンガ
スとしては、四塩化炭素ガスを用い、30／分に
て送入した。レーザは最大出力1.2KW、連続シ
ングルモードの炭酸レーザで、本例においては出
力0.5又は1.0KWを用いた。レーザビームの送り
速度、即ち移動テーブル７の速度は0.7ｍ／分と
した。このような条件にて、窒化珪素板の切断深
さを上記各出力について測定した。その結果を第
２図に、横軸にレーザ出力（KW）、縦軸に切断
深さ（mm）をとつて曲線Ａで示す。
６mmの大きさの窒化珪素板を用いた。ハロゲンガ
スとしては、四塩化炭素ガスを用い、30／分に
て送入した。レーザは最大出力1.2KW、連続シ
ングルモードの炭酸レーザで、本例においては出
力0.5又は1.0KWを用いた。レーザビームの送り
速度、即ち移動テーブル７の速度は0.7ｍ／分と
した。このような条件にて、窒化珪素板の切断深
さを上記各出力について測定した。その結果を第
２図に、横軸にレーザ出力（KW）、縦軸に切断
深さ（mm）をとつて曲線Ａで示す。
また、同図には比較例として、アシストガスと
してアルゴン（Ar）又は酸素（O2）ガスを用い、
他は上記条件にて加工を行なつた場合の切断深さ
を示した。アルゴンガスの場合を曲線Ｂ、酸素ガ
スの場合を曲線Ｃで示す。
してアルゴン（Ar）又は酸素（O2）ガスを用い、
他は上記条件にて加工を行なつた場合の切断深さ
を示した。アルゴンガスの場合を曲線Ｂ、酸素ガ
スの場合を曲線Ｃで示す。
同図より知られるごとく、本発明によれば、上
記他のガスの場合の約２倍の切断深さを得ること
ができることが分る。
記他のガスの場合の約２倍の切断深さを得ること
ができることが分る。
また、上記加工において、四塩化炭素ガスを用
いた場合には、上記他のガスを用いた場合に比し
て切断巾が小さく、また切断面も滑らかであり、
優れた加工精度を得ることができた。
いた場合には、上記他のガスを用いた場合に比し
て切断巾が小さく、また切断面も滑らかであり、
優れた加工精度を得ることができた。
図は本発明の実施例を示し、第１図はレーザ加
工装置、第２図はレーザ出力と切断深さとの関係
を示す線図である。 １……レーザ発振器、５……セラミツクス、６
……チヤンバ、７……移動テーブル、９……ガス
管。
工装置、第２図はレーザ出力と切断深さとの関係
を示す線図である。 １……レーザ発振器、５……セラミツクス、６
……チヤンバ、７……移動テーブル、９……ガス
管。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ハロゲン又はハロゲン化合物の存在下におい
て、被加工物としてのセラミツクスにレーザを照
射し、被加工物の切断等の加工を行なうことを特
徴とするセラミツクスのレーザ加工方法。 ２ ハロゲン又はハロゲン化合物はガス状である
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
レーザ加工方法。 ３ ハロゲン化合物は、被加工物に塗布されてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
のレーザ加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57004276A JPS58125677A (ja) | 1982-01-14 | 1982-01-14 | セラミツクスのレ−ザ加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57004276A JPS58125677A (ja) | 1982-01-14 | 1982-01-14 | セラミツクスのレ−ザ加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58125677A JPS58125677A (ja) | 1983-07-26 |
| JPH0130796B2 true JPH0130796B2 (ja) | 1989-06-21 |
Family
ID=11580012
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57004276A Granted JPS58125677A (ja) | 1982-01-14 | 1982-01-14 | セラミツクスのレ−ザ加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58125677A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6060995A (ja) * | 1983-09-09 | 1985-04-08 | 日本電信電話株式会社 | セラミツクステンシルの製造方法およびその装置 |
| JPS61286276A (ja) * | 1985-06-11 | 1986-12-16 | 三菱電機株式会社 | セラミツク部品の製造方法 |
| JP2537222B2 (ja) * | 1987-01-31 | 1996-09-25 | 株式会社東芝 | ブロツクゲ−ジ |
| GB9514447D0 (en) * | 1995-07-14 | 1995-09-13 | Rolls Royce Plc | Laser barrier material and method |
| EP1404481B1 (en) * | 2001-03-22 | 2006-04-19 | Xsil Technology Limited | A laser machining system and method |
| DE102006030588A1 (de) * | 2006-07-03 | 2008-01-10 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Flüssigkeitsstrahlgeführtes Ätzverfahren zum Materialabtrag an Festkörpern sowie dessen Verwendung |
| JP2022132077A (ja) * | 2021-02-26 | 2022-09-07 | Ａｇｃ株式会社 | 無機部材の製造方法、無機部材、シャワープレート、半導体製造装置、並びに、レーザ加工装置 |
-
1982
- 1982-01-14 JP JP57004276A patent/JPS58125677A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58125677A (ja) | 1983-07-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NL8002566A (nl) | Werkwijze voor het bewerken van een werkstuk met behulp van een chemische gasfase, die onder invloed van een laserstraal kan worden ontleed. | |
| JPH0130796B2 (ja) | ||
| JPS5945092A (ja) | レ−ザ加工装置 | |
| EP0571914B1 (en) | Method to work cubic boron nitride article | |
| JP3485136B2 (ja) | ウエハの製法およびそれに用いる装置 | |
| EP0430397B1 (en) | Artificial diamond forming method | |
| JP2001068448A (ja) | エッチング方法 | |
| JPH03276662A (ja) | ウエハ割断法 | |
| CN1612792A (zh) | 用其含量依据激光功率进行控制的N2/He气体混合物进行激光焊接的方法和装置 | |
| FR2263064A1 (en) | Laser welding system - seals weld spot by small inert gas pressure chamber against substrate and laser head | |
| Solomah et al. | Laser machining of silicon nitride ceramics | |
| KR940000905B1 (ko) | 원자의 도입장치 | |
| JPH0288775A (ja) | レーザーｃｖｄ装置 | |
| KR100600797B1 (ko) | 레이저 절단장치 | |
| JPH02241688A (ja) | 複合加工法 | |
| JPS6082289A (ja) | セラミツクスの加工方法 | |
| JPH07299577A (ja) | 立方晶窒化ほう素焼結体のレーザー加工方法 | |
| GB2054660A (en) | Fused salt baths containing lithium ions | |
| Hugel et al. | Optimized Processing of Laser Beam Cutting of Sheet Metals | |
| SU852501A1 (ru) | Способ определени оптимальныхуСлОВий шлифОВАНи | |
| RU2014958C1 (ru) | Способ упрочнения твердосплавного режущего инструмента на основе карбида вольфрама | |
| JPS6310090A (ja) | セラミックス加工方法 | |
| JPS59197390A (ja) | レ−ザ溶接方法 | |
| JPH02133189A (ja) | ビーム加工方法 | |
| JPS61146791A (ja) | ダイヤモンド膜又はダイヤモンド状炭素膜の形成方法 |