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精密加工

電子基板の微細加工の品質と効率を向上させる自動制御レーザービーム整形装置を開発

山梨県

株式会社オキサイド

2020年3月20日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 形状可変ミラーを用いた複合化レーザー加工機による切削加工技術の研究開発
基盤技術分野 精密加工
事業実施年度 平成19年度~平成21年度

プロジェクトの詳細

事業概要

次世代加工技術で要求される高速高精度レーザー加工を達成する為、自動制御された形状可変ミラーを搭載したレーザー加工機を開発し、ビーム形状が自在に制御されたレーザー切削加工技術を開発する。このために、形状可変ミラーの駆動電極形状とミラーコーティングの最適化を図るとともに、ビーム形状の計測と自動制御機構を開発する。これら要素技術をレーザー加工機として統合し、高度な加工技術を川下業者に提供する

開発した技術のポイント

ビーム形状を自在に制御出来るレーザー切削加工技術を開発
・形状可変ミラーの駆動電極形状とミラーコーティングの最適化
→高精度・超精密加工が可能に
・ビーム形状の計測と自動制御機構を開発
→加工の高効率化・複合化が可能に
(新技術)
形状可変ミラーとレーザー加工機を融合させることにより、瞬時にビーム形状を任意形状へ整形し、最適化が可能↓加工精度向上
・加工効率向上・小型化
(目標)
【高精度・超精密加工】
形状可変ミラーの駆動電極形状とミラーコーティングの最適化
【効率化・複合化】
ビーム形状の計測と自動制御機構の開発

具体的な成果

・形状可変ミラーを開発し、3種のビーム形状の整形が実現
・レーザービーム形状に対する適応する形状可変ミラー構造の電極配置形状を決定
・基本レーザー:ガウシアン形状、整形目標形状:トップハット(円形、矩形)リング(円形、矩形)⇒8分割同心円リング形状電極によりすべての形状に対応を確認
・薄膜有機ポリマーの反射ミラーコーティング使用により、赤外レーザー(1μm、20W、ナノ秒パルス)、紫外レーザー(355nm、10W、ナノ秒パルス)それぞれで、レーザー耐性目標を達成
・ビーム形状3種(トップハット、リングビーム、ラインビーム)の整形実験を実施。それぞれ1分-3分程度で目標ビーム形状に高速整形を実現
・自動ビーム整形制御ソフトウェアにより、3種類の自動ビーム整形に成功
・高速なビーム形状検出器を開発し、300Hz超で超高速ビーム形状検出が可能に
・自動ビーム整形制御ソフトウェアを開発し、PCの遠隔操作による3種類(トップハット形状、リングビーム形状、ラインビーム形状)の自動ビーム整形に成功
・自動ビーム整形加工実験装置の試作機を作成
・開発技術を統合し、遠隔操作による自動ビーム整形加工実験装置を試作
・ステンレス板の溝加工実験において、深さ方向の加工結果と加工レーザービームのエネルギー形状が対応することを確認

研究開発成果の利用シーン

プリント基板の穴あけ加工において、形状可変ミラーを用いたレーザー加工機を用いることにより、加工電子部品の精密化・信頼性向上が可能に

実用化・事業化の状況

今後の実用化・事業化の見通し

平成27年の実用化を目指し、試験を継続実施中
・平成22年12月現在、試作品の性能耐久試験を実施。加工現場での操作性、加工設定の信頼性の向上を目標に研究を継続中
・平成27年12月の実用化を目指す。実用化後はA社への導入を足がかりに、他の液晶加工業者へ向けデモを実施し、同時に展示会等で販路開拓を狙う
・加工技術開発用装置の初期導入コストは顧客利用目標により変化するが、ビーム整形自動装置1台300-500万円、その他、形状可変ミラーおよびコーティング費用が100-300万円。

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 株式会社オキサイド
事業管理機関 公益財団法人やまなし産業支援機構
研究等実施機関 国立大学法人東京大学 生産技術研究所
山梨県工業技術センター

サポイン事業者 企業情報

企業名 株式会社オキサイド
事業内容 酸化物光学単結晶・デバイスとそのモジュールの製造・開発
本社所在地 〒408-0302 山梨県北杜市武川町牧原1747-1
ホームページ http://www.opt-oxide.com
連絡先窓口 やまなし産業支援機構
メールアドレス seri@yiso.or.jp
電話番号 055-243-1888