JP6625438B2 - レーザー加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、レーザー加工装置に関する。

板状ワークの表面にレーザー光を照射して加工溝を形成するアブレーション加工では、板状ワークが溶融して板状ワークの表面にデブリが堆積する。そこで、板状ワークの表面にデブリが付着することを防止するため、板状ワークの表面に保護膜を形成し、保護膜上にデブリを堆積させて、アブレーション加工後に、保護膜を除去することでデブリも合わせて除去する技術が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。板状ワークの表面におけるレーザー光の照射点を吸引する吸引手段を配置する技術が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。

特開２０１４−１２４６４８号公報 特開２０１４−０３６９８７号公報 特許第４９９３８８６号公報

ところが、アブレーション加工時に、板状ワークの表面に形成された保護膜が溶融するので、吸引手段は、デブリとともに溶融した保護膜も吸引する。このため、溶融した保護膜によって吸引手段の吸引力が低下するおそれがある。さらに、吸引手段の吸引力が低下すると、板状ワークの表面に形成された保護膜上にデブリが残存するおそれがある。保護膜上に残存したデブリによって、レーザー光が遮光されて、アブレーション加工の性能が低下するおそれがある。さらにまた、吸引手段の吸引口周辺の保護膜上にデブリが堆積し、堆積したデブリが板状ワークに落下することで板状ワークが汚染されるおそれがある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、吸引手段の吸引能力を低下させずに板状ワークの表面からデブリを除去し、かつ、吸引手段の吸引口周辺の保護膜上にデブリが堆積することを抑制するレーザー加工装置を提供することにある。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のレーザー加工装置は、チャックテーブルに保持された板状ワークの表面にレーザー光を照射しアブレーション加工するレーザー加工装置であって、該レーザー光を集光する集光器と、該集光器によって集光された該レーザー光を該板状ワークに導くとともに該板状ワークから飛散するデブリを吸引し排出する加工ノズルとを備え、該加工ノズルは、該集光器が集光した該レーザー光を通過させ該板状ワークに導くレーザー光通過口と、該レーザー光通過口を通過した該レーザー光の照射によって該板状ワークから飛散する該デブリを吸引する吸引手段と、を備え、該吸引手段は、該レーザー光通過口が形成された上壁と該上壁から垂下する側壁と該上壁に対向し該デブリを捕獲する開口を有する下壁とから構成されるデブリ捕獲チャンバと、該デブリ捕獲チャンバと吸引源とを連通させる吸引口と、該デブリ捕獲チャンバ内を洗浄する洗浄手段と、を備え、該洗浄手段は、該デブリ捕獲チャンバの該開口を封鎖するシャッタ手段と、該開口が封鎖された該デブリ捕獲チャンバ内に洗浄水を供給する洗浄水供給口と、を備え、該シャッタ手段は、該デブリ捕獲チャンバの該開口を塞ぐ板状のシャッタ本体と、該デブリ捕獲チャンバの該開口を開放させる開放位置及び該開口を塞ぐ閉位置に該シャッタ本体を駆動する駆動部と、該シャッタ本体に無端で巻回して該デブリ捕獲チャンバの該開口を塞ぐ幅で形成され該シャッタ本体の駆動に追従して該シャッタ本体の周囲を移動するデブリ付着防止シートと、を備え、該デブリ付着防止シートは、該シャッタ本体が閉位置に位置付けられると該レーザー光の照射によって該デブリ付着防止シート表面に付着した該デブリが該デブリ捕獲チャンバの該開口内に移動するように構成され、該シャッタ本体が該閉位置に位置付けられ該デブリ捕獲チャンバ内に該洗浄水供給口から洗浄水を供給し、供給した該洗浄水を該吸引口から吸引して該デブリ捕獲チャンバ内を洗浄するとともに、該デブリ付着防止シート表面の該デブリも洗浄すること、を特徴とする。

本願発明のレーザー加工装置によれば、吸引手段の吸引能力を低下させずに板状ワークの表面からデブリを除去し、かつ、吸引手段の吸引口周辺の保護膜上にデブリが堆積することを抑制することができる。

図１は、実施形態に係るレーザー加工装置を示す斜視図である。 図２は、実施形態に係るレーザー加工装置を示す断面図である。 図３は、実施形態に係るレーザー加工装置の集光器と加工ノズルとの構造を示す斜視図であり、シャッタと駆動部とを取り外した状態を示す図である。 図４は、実施形態に係るレーザー加工装置のシャッタと駆動部との構造を示す斜視図である。 図５は、実施形態に係るレーザー加工装置を示す断面図である。

以下、本発明に係る実施形態につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換または変更を行うことができる。

図１は、実施形態に係るレーザー加工装置を示す斜視図である。図２は、実施形態に係るレーザー加工装置を示す断面図である。図３は、実施形態に係るレーザー加工装置の集光器と加工ノズルとの構造を示す斜視図であり、シャッタと駆動部とを取り外した状態を示す図である。図４は、実施形態に係るレーザー加工装置のシャッタと駆動部との構造を示す斜視図である。図５は、実施形態に係るレーザー加工装置を示す断面図である。

図１を用いて、本実施形態に係るレーザー加工装置１を説明する。レーザー加工装置１は、チャックテーブル１１０に保持された板状ワークＷをレーザー加工手段１０で加工する。

板状ワークＷは、裏面Ｗｂが環状のフレームＦに装着されたダイシングテープＴの表面に貼着されている。板状ワークＷは、ダイシングテープＴを介して環状のフレームＦに支持された状態でカセット１２０ａに収容される。板状ワークＷの表面Ｗａには、複数の分割予定ラインＬで区画された領域にデバイスＤが形成されている。

レーザー加工装置１は、略直方体状の装置ハウジング１００を有する。この装置ハウジング１００には、チャックテーブル１１０と、カセット載置部１２０と、第一の搬送手段１３０と、保護膜形成手段１４０と、第二の搬送手段１５０と、レーザー加工手段１０と、集光器２０と、加工ノズル３０とが配置されている。

チャックテーブル１１０は、吸着チャック支持台１１１と、吸着チャック支持台１１１上に装着された吸着チャック１１２とを有する。吸着チャック１１２は、その上面に板状ワークＷを図示しない吸引手段で保持する。チャックテーブル１１０は、図示しない回転機構で回動可能に構成されている。このように構成されたチャックテーブル１１０は、図示しない回転駆動機構で回動させられる。チャックテーブル１１０は、図示しない加工送り手段でＸ軸方向に加工送りされる。チャックテーブル１１０は、図示しない割り出し送り手段でＹ軸方向に割り出し送りされる。チャックテーブル１１０は、板状ワークＷをチャックテーブル１１０へ着脱する着脱領域Ａと、板状ワークＷのレーザー加工を行う加工領域Ｂとの間を、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動可能である。

カセット載置部１２０は、板状ワークＷが複数収容可能なカセット１２０ａが載置されている。カセット載置部１２０は、Ｚ軸方向に昇降可能である。カセット載置部１２０のＹ軸方向後方には、板状ワークＷを一時的に仮置きする仮置き領域１２１が配置されている。仮置き領域１２１には、板状ワークＷを所定の位置に合わせる位置合わせ手段１２２が配置されている。仮置き領域１２１のＹ軸方向後方には、板状ワークＷのカセット１２０ａからの搬出と、カセット１２０ａへの搬入とを行う搬出入手段１２３が配置されている。

第一の搬送手段１３０は、板状ワークＷを仮置き領域１２１と保護膜形成手段１４０との間で搬送する。

保護膜形成手段１４０は、レーザー加工前の板状ワークＷの表面Ｗａに保護膜Ｐ（図２参照）を形成する。保護膜形成手段１４０は、板状ワークＷを保持して回転する保持部１４１と、保持部１４１に保持された板状ワークＷに液状樹脂を滴下する図示しないノズルとを有する。

第二の搬送手段１５０は、板状ワークＷを保護膜形成手段１４０から着脱領域Ａに位置するチャックテーブル１１０に搬送する。第二の搬送手段１５０は、板状ワークＷを吸着する吸着パッド１５１と、吸着パッド１５１をＺ軸方向に昇降させる昇降部１５２と、吸着パッド１５１と昇降部１５２とをＹ軸方向に移動させるアーム部１５３とを有する。

レーザー加工手段１０は、チャックテーブル１１０に保持された板状ワークＷにレーザー加工を施す。レーザー加工手段１０は、レーザー光を発振する発振手段１１と、レーザー光の繰り返し周波数を設定する周波数設定手段１２と、レーザー光の出力を調整する出力調整手段１３とを有する。発振手段１１は、図示しない集光点位置調整手段で、集光点位置調整方向（Ｚ軸方向）に移動する。レーザー加工手段１０は、発振手段１１で発振されたレーザー光を集光する集光器２０と、集光器２０で集光されたレーザー光を板状ワークＷに導くとともに板状ワークＷから飛散するデブリを吸引し排出する加工ノズル３０とを有する。

図２に示す集光器２０は、レーザー光の光軸上に配置された集光レンズ２１と、集光レンズ２１のＺ軸方向下方に配置された集光レンズ保護ウィンドウ２２とを有する。集光レンズ保護ウィンドウ２２のＺ軸方向下方には、レーザー光が通過する第一通過路２３が形成されている。第一通過路２３の側面には、レーザー光の光路と直交する方向にエアを噴出する加工用エア供給部２４が配置されている。加工用エア供給部２４は、アブレーション加工時、常時作動している。より詳しくは、加工用エア供給部２４は、アブレーション加工時、エアを噴出した状態である。なお、加工用エア供給部２４からのエアの噴出は、空気中の微粒子から光学部品を保護するために、加工を行っていない待機中も常に行う。

加工ノズル３０は、集光器２０のＺ軸方向下方に配置されている。加工ノズル３０は、集光器２０の第一通過路２３と連通する第二通過路３１と、集光器２０が集光したレーザー光を通過させ板状ワークＷに導くレーザー光通過口３２と、レーザー光通過口３２を通過したレーザー光の照射で板状ワークＷから飛散するデブリＸを吸引する吸引手段３３とを有する。

吸引手段３３は、アブレーション加工時に発生したデブリＸを、吸引口３５及び吸引路３５２を介して加工ノズル３０の外部に排出する。吸引手段３３は、デブリ捕獲チャンバ３４と、デブリ捕獲チャンバ３４と吸引源３５１とを吸引路３５２を介して連通させる吸引口３５と、デブリ捕獲チャンバ３４内を洗浄する洗浄手段４０とを有する。吸引手段３３は、アブレーション加工時、常時作動している。

デブリ捕獲チャンバ３４は、アブレーション加工時に発生したデブリＸをその内部に捕獲する。デブリ捕獲チャンバ３４は、レーザー加工手段１０のＺ軸方向下方に配置されている。より詳しくは、デブリ捕獲チャンバ３４は、集光器２０の下端に配置されている。デブリ捕獲チャンバ３４は、レーザー光通過口３２が形成された上壁３４１と、上壁３４１に対向しデブリＸを捕獲する開口３４２を有する下壁３４３と、上壁３４１と下壁３４３との間に延在する側壁３４４を含む。側壁３４４は、デブリ捕獲チャンバ３４と吸引路３５２とを区画する隔壁となっている。

吸引口３５は、デブリ捕獲チャンバ３４から洗浄水やデブリＸを吸引して排出する。吸引口３５は、側壁に形成されている。言い換えると、吸引口３５は、デブリ捕獲チャンバ３４と吸引路３５２との間に配置されている。

図２に戻って、洗浄手段４０は、デブリ捕獲チャンバ３４の開口３４２を封鎖するシャッタ４１と、開口３４２が封鎖されたデブリ捕獲チャンバ３４内に洗浄水を供給する洗浄水供給手段４５とを有する。

図４に示すシャッタ４１は、デブリ捕獲チャンバ３４の開口３４２を塞ぐ板状のシャッタ本体４２と、デブリ捕獲チャンバ３４の開口３４２を開放させる開放位置及び開口３４２を塞ぐ閉位置にシャッタ本体４２を駆動する駆動部４３と、シャッタ本体４２に無端で巻回してデブリ捕獲チャンバ３４の開口３４２を塞ぐ幅で形成されシャッタ本体４２の駆動に追従してシャッタ本体４２の周囲を移動するデブリ付着防止シート４４とを有する。シャッタ４１は、図２に示すように、アブレーション加工時、デブリ捕獲チャンバ３４の開口３４２を開放させる開放位置にシャッタ本体４２が位置付けられる。シャッタ４１は、図５に示すように、アブレーション加工をしていない時、デブリ捕獲チャンバ３４の開口３４２を塞ぐ閉位置にシャッタ本体４２が位置付けられる。

シャッタ本体４２は、デブリ捕獲チャンバ３４の下壁３４３の下面３４３ａに沿う平板状に形成されている。より詳しくは、シャッタ本体４２は、水平部４２ａと水平部４２ａの端部から上方に延びる垂直部４２ｂとでＬ字状に形成されている。シャッタ本体４２は、デブリ捕獲チャンバ３４に対してＸ軸方向に摺動自在である。シャッタ本体４２は、駆動部４３で駆動されてＸ軸方向に移動可能である。シャッタ本体４２が駆動部４３で駆動されてＸ軸方向に移動することにより、水平部４２ａは、開口３４２を開閉する。図５に示すように、シャッタ本体４２がデブリ捕獲チャンバ３４の開口３４２に対して進出すると、開口３４２がシャッタ本体４２で塞がれ、デブリ捕獲チャンバ３４が密閉される。水平部４２ａは、撥水性を有する材料で構成されることが好ましい。

図４に示す駆動部４３は、図３に示した加工ノズル３０の側面３４５に取り付けられる。駆動部４３は、シャッタ本体４２の垂直部４２ｂに連結されたピストン４３１と、ピストン４３１をＸ軸方向に移動させるシリンダ４３２と、シリンダ４３２をガイドするガイドレール４３３とを備えている。

図２に戻って、デブリ付着防止シート４４は、張力が作用した状態で、シャッタ本体４２に無端で巻回されている。デブリ付着防止シート４４は、シャッタ本体４２の水平部４２ａに摺動可能である。デブリ付着防止シート４４は、その一部が、シート固定部４４１を介して、デブリ捕獲チャンバ３４の下壁３４３の下面３４３ａに固定されている。このように構成されたデブリ付着防止シート４４は、シャッタ本体４２の駆動に追従してシャッタ本体４２の水平部４２ａの周囲を移動する。デブリ付着防止シート４４は、デブリ捕獲チャンバ３４の開口３４２を塞ぐ幅を有する。

図２に示すように、デブリ付着防止シート４４は、シャッタ本体４２が開放位置に位置付けられると、シャッタ本体４２に追従してデブリ捕獲チャンバ３４の開口３４２に対して後退する。デブリ付着防止シート４４は、先端部４４ａがデブリ捕獲チャンバ３４の開口３４２に面している。言い換えると、シャッタ本体４２が開放位置に位置付けられた状態では、デブリ捕獲チャンバ３４の開口３４２には、デブリ付着防止シート４４の先端部４４ａが面しており、シャッタ本体４２は、デブリ捕獲チャンバ３４の開口３４２に面していない。このため、レーザー光の照射で生じたデブリＸは、先端部４４ａの表面に付着し、シャッタ本体４２に付着することが抑制される。

図５に示すように、デブリ付着防止シート４４は、シャッタ本体４２が閉位置に位置付けられると、シャッタ本体４２に追従してデブリ捕獲チャンバ３４の開口３４２に対して進出し、シャッタ本体４２が開放位置に位置付けられていた状態において、開口３４２に面していた先端部４４ａが、開口３４２を塞ぐように位置付けられる。このように、シャッタ本体４２が開放位置に位置付けられた状態において、開口３４２に面する先端部４４ａは、デブリ捕獲チャンバ３４の開口３４２内に移動される。これにより、先端部４４ａの表面に付着したデブリＸは、デブリ捕獲チャンバ３４の開口３４２内に移動される。

このようなデブリ付着防止シート４４は、高温のデブリが付着しても破損しない耐熱性を有し、シャッタ本体４２の周囲を摺動可能な可撓性を有する材料で構成されている。例えば、デブリ付着防止シート４４は、テフロン（登録商標）で形成されたシート状部材のテフロンシート等で形成される。デブリ付着防止シート４４は、撥水性、防汚性を有する材料で構成されていることが好ましい。デブリ付着防止シート４４は、交換可能であってもよい。

図２に戻って、洗浄水供給手段４５は、開口３４２に向けて洗浄水を噴出する。洗浄水供給手段４５は、上壁３４１に配置されている。洗浄水供給手段４５は、洗浄水を噴出する洗浄水噴出口（洗浄水供給口）４５１を備えている。

洗浄エア供給手段４６は、レーザー光通過口３２に向けてエアを噴出する。より詳しくは、洗浄エア供給手段４６は、洗浄エア噴出口４６１からレーザー光通過口３２を横断し吸引口３５に向けてエアを噴出する。洗浄エア供給手段４６は、レーザー光通過口３２の側方に配置されている。洗浄エア供給手段４６は、レーザー光の光路と直交する方向にエアを噴出する。洗浄エア供給手段４６は、アブレーション加工時、常時作動している。より詳しくは、洗浄エア供給手段４６は、アブレーション加工時、レーザー光通過口３２を横断するように洗浄エアを噴出した状態とする。

このような構成のチャックテーブル１１０とカセット載置部１２０と第一の搬送手段１３０と保護膜形成手段１４０と第二の搬送手段１５０とレーザー加工手段１０と集光器２０と加工ノズル３０との動作は、図１に示した制御手段２００で制御する。

次に、本実施形態に係るレーザー加工装置１を用いた板状ワークＷのアブレーション加工動作について、図面に基づいて説明する。

図１に示したレーザー加工装置１は、フレームＦに支持された板状ワークＷをカセット１２０ａに複数収容する。そして、レーザー加工装置１は、搬出入手段１２３でフレームＦを挟持して、フレームＦとともに板状ワークＷを仮置き領域１２１に搬出する。

レーザー加工装置１は、仮置き領域１２１において、位置合わせ手段１２２で板状ワークＷを位置合わせし、第一の搬送手段１３０で板状ワークＷを保護膜形成手段１４０の保持部１４１に搬送する。そして、レーザー加工装置１は、保護膜形成手段１４０で板状ワークＷの表面Ｗａの全面を保護膜Ｐで被覆する。

次に、レーザー加工装置１は、第二の搬送手段１５０の昇降部１５２により吸着パッド１５１を降下させ、吸着パッド１５１で板状ワークＷを吸着する。そして、レーザー加工装置１は、昇降部１５２により吸着パッド１５１を上昇させ、アーム部１５３をＹ軸方向に移動することにより、第二の搬送手段１５０で板状ワークＷを着脱領域Ａに位置するチャックテーブル１１０の上方に移動する。そして、レーザー加工装置１は、昇降部１５２により吸着パッド１５１を降下させて板状ワークＷの吸着を解除することにより、板状ワークＷを吸着チャック１１２の上に載置する。そして、レーザー加工装置１は、吸着チャック１１２で板状ワークＷを吸着し、クランプ１１３でフレームＦを固定する。

次に、レーザー加工装置１は、チャックテーブル１１０をＸ軸方向に移動し、レーザー加工手段１０の集光器２０が位置する加工領域Ｂに位置させて、板状ワークＷの一端を集光器２０の直下に位置付ける。レーザー加工装置１は、加工すべき分割予定ラインＬを検出して、加工ノズル３０と検出された分割予定ラインＬとのＹ軸方向の位置合わせをする。そして、レーザー加工装置１は、チャックテーブル１１０をＸ軸方向に移動するとともに、発振手段１１を作動して集光器２０でレーザー光を板状ワークＷの表面Ｗａに集光する。このようにして、レーザー加工装置１は、板状ワークＷの分割予定ラインＬに沿ってアブレーション加工を行う。

アブレーション加工時、集光レンズ２１に入射したレーザー光は、集光器２０の第一通過路２３と、加工ノズル３０の第二通過路３１と、レーザー光通過口３２及び開口３４２とを通過して、板状ワークＷの表面Ｗａに集光される。レーザー光が表面Ｗａに集光されると、板状ワークＷが溶融してデブリＸが発生する。

こうして１枚の板状ワークＷのアブレーション加工が終了すると、レーザー加工装置１は、最初に吸着チャック１１２で板状ワークＷを吸着した位置にチャックテーブル１１０を戻す。そして、レーザー加工装置１は、吸着チャック１１２による板状ワークＷの吸着を解除するとともに、クランプ１１３によるフレームＦの固定を解除する。そして、レーザー加工装置１は、第一の搬送手段１３０で板状ワークＷを位置合わせ手段１２２に搬送する。そして、レーザー加工装置１は、位置合わせ手段１２２に搬送された板状ワークＷを、カセット１２０ａに収納する。このようにして、レーザー加工装置１は、加工するすべての板状ワークＷに対して、上記のような加工動作を繰り返す。

つづいて、図２を用いて、アブレーション加工時の、レーザー加工装置１の加工ノズル３０の動作及び作用について説明する。

レーザー加工装置１は、アブレーション加工時、加工用エア供給部２４を常時作動させ、加工用エア供給部２４からエアを噴出した状態としている。これにより、発生したデブリＸが集光器２０の第一通過路２３や加工ノズル３０の第二通過路３１を上昇して、集光レンズ保護ウィンドウ２２に付着することが抑制される。エアの噴出量は、例えば、１０リットル／分である。

レーザー加工装置１は、アブレーション加工時、駆動部４３でシャッタ４１をＸ軸方向に移動させて、デブリ捕獲チャンバ３４の開口３４２に対して後退させた状態とし、開口３４２を開放する開放位置に位置付ける。デブリ付着防止シート４４は、シャッタ本体４２に追従してデブリ捕獲チャンバ３４の開口３４２に対して後退し、先端部４４ａがデブリ捕獲チャンバ３４の開口３４２に位置付けられている。これにより、発生したデブリＸは、その一部が開口３４２からデブリ捕獲チャンバ３４に進入しデブリ捕獲チャンバ３４で捕獲される。発生したデブリＸは、残りの一部が開口３４２に面したデブリ付着防止シート４４の先端部４４ａの表面に付着する。また、レーザー光が表面Ｗａに集光されると、保護膜Ｐが溶融することがある。この場合でも、溶融した保護膜Ｐの一部が開口３４２からデブリ捕獲チャンバ３４に進入してデブリ捕獲チャンバ３４で捕獲されたり、溶融した保護膜Ｐの残りの一部が開口３４２に面したデブリ付着防止シート４４の先端部４４ａの表面に付着したりする。デブリ捕獲チャンバ３４で捕獲されたり、デブリ付着防止シート４４の先端部４４ａの表面に付着した溶融した保護膜Ｐは、以下の説明におけるデブリＸと同様に、デブリＸとともに洗浄されたり、加工ノズル３０の外部に排出されたりする。

レーザー加工装置１は、アブレーション加工時、吸引手段３３を常時作動させた状態としている。これにより、デブリ捕獲チャンバ３４で捕獲されたデブリＸは、デブリ捕獲チャンバ３４に留まらず、吸引口３５及び吸引路３５２を介して加工ノズル３０の外部に排出される。

レーザー加工装置１は、アブレーション加工時、洗浄エア供給手段４６を常時作動させ、レーザー光通過口３２を横断するように洗浄エアを噴出した状態としている。これにより、発生したデブリＸは、レーザー光の光路を塞ぐことが抑制される。

つづいて、図５を用いて、アブレーション加工終了時の、レーザー加工装置１の加工ノズル３０の動作及び作用について説明する。

レーザー加工装置１は、アブレーション加工が終了すると、洗浄エア供給手段４６からの洗浄エアの噴出を停止する。そして、レーザー加工装置１は、加工用エア供給部２４からのエアの噴出量を例えば２５リットル／分に切り替える。

次に、レーザー加工装置１は、レーザー光が出射されていないことを確認して、駆動部４３でシャッタ４１をＸ軸方向に移動させ、シャッタ４１で開口３４２を塞ぐ閉位置に位置付けて、デブリ捕獲チャンバ３４を密閉する。デブリ付着防止シート４４は、シャッタ本体４２に追従してデブリ捕獲チャンバ３４の開口３４２に対して進出し、先端部４４ａが開口３４２を塞ぐように位置付けられる。これにより、デブリ付着防止シート４４の先端部４４ａの表面に付着したデブリＸがデブリ捕獲チャンバ３４の開口３４２内に移動する。このようにして、シャッタ４１で開口３４２が塞がれているため、洗浄中に、洗浄水がデブリ捕獲チャンバ３４から漏れ出て、レーザー加工装置１内に飛散することが抑制される。

次に、レーザー加工装置１は、洗浄エア供給手段４６からの洗浄エアの噴出を再開する。そして、レーザー加工装置１は、洗浄水供給手段４５の洗浄水噴出口４５１から洗浄水を噴出し、デブリ捕獲チャンバ３４の内部及びデブリ付着防止シート４４の先端部４４ａの表面を洗浄する。これにより、デブリ捕獲チャンバ３４が洗浄されるとともに、デブリ付着防止シート４４の先端部４４ａの表面に付着したデブリＸが洗浄される。なお、洗浄エア供給手段４６からの洗浄エアの噴出は、行わなくてもよい。このような洗浄は、例えば、板状ワークＷを所定枚数アブレーション加工した後に、例えば６０秒程度行う。

デブリ捕獲チャンバ３４とデブリ付着防止シート４４との洗浄時は、吸引手段３３で洗浄に使用した洗浄水を吸引口３５から吸引し外部に排出する。さらに、デブリ捕獲チャンバ３４の内部を洗浄した後、洗浄水供給手段４５からの洗浄水の噴出を停止すると、洗浄エア供給手段４６から噴出されるエア及び吸引手段３３からの吸引で、デブリ捕獲チャンバ３４内やデブリ付着防止シート４４の先端部４４ａの表面に付着していた洗浄水がデブリＸとともに除去される。このようにして、上壁３４１、側壁３４４、下壁３４３等や、デブリ付着防止シート４４の先端部４４ａの表面に洗浄水及びデブリＸが付着したままとなることが抑制される。

次に、レーザー加工装置１は、駆動部４３がシャッタ４１をＸ軸方向に移動させて開口３４２を開放する開放位置に位置付ける。そして、レーザー加工装置１は、デブリ捕獲チャンバ３４が開放された状態で、洗浄エア供給手段４６の洗浄エア噴出口４６１からエアを噴出してデブリ捕獲チャンバ３４及びデブリ付着防止シート４４の先端部４４ａを乾燥する。

その後、レーザー加工装置１は、加工用エア供給部２４からのエアの噴出量を例えば１０リットル／分に戻して、デブリ捕獲チャンバ３４及びデブリ付着防止シート４４の先端部４４ａの洗浄及び乾燥を終了する。このようにして、レーザー加工装置１は、アブレーション加工ができる状態に復帰する。

以上のように、本実施形態に係るレーザー加工装置１によれば、デブリ付着防止シート４４がシャッタ本体４２の水平部４２ａに無端で巻回されている。シャッタ４１が開放位置に位置付けられると、デブリ付着防止シート４４の先端部４４ａは、デブリ捕獲チャンバ３４の開口３４２に位置付けられる。シャッタ４１が開放位置に位置付けられたとき、シャッタ本体４２は、デブリ捕獲チャンバ３４の開口３４２に面していない状態とすることができる。このため、レーザー加工装置１は、レーザー光の照射で生じたデブリＸを、デブリ付着防止シート４４の先端部４４ａの表面に付着させることができる。言い換えると、レーザー加工装置１は、シャッタ本体４２にデブリＸが付着することを抑制することができる。

レーザー加工装置１は、デブリ付着防止シート４４の一部が、シート固定部４４１を介して、デブリ捕獲チャンバ３４の下壁３４３の下面３４３ａに固定されている。このため、レーザー加工装置１は、シャッタ４１を開閉しても、デブリ付着防止シート４４がデブリ捕獲チャンバ３４に対して摺動しない。これにより、レーザー加工装置１は、シャッタ４１を開閉しても、デブリＸが付着したデブリ付着防止シート４４がデブリ捕獲チャンバ３４と接触しながら摺動することがないので、デブリ付着防止シート４４に付着したデブリＸがデブリ捕獲チャンバ３４に擦り付けられ付着することを抑制できる。

レーザー加工装置１は、シャッタ４１がデブリ捕獲チャンバ３４の開口３４２を塞ぎ、吸引口３５から吸引を行い、デブリ捕獲チャンバ３４内に洗浄水を供給するとともにエアを供給し、供給した洗浄水とエアとを吸引口３５から吸引してデブリ捕獲チャンバ３４内を洗浄することができる。しかも、シャッタ本体４２が閉位置に位置付けられると、デブリ付着防止シート４４の先端部４４ａが開口３４２を塞ぐ位置に位置付けられる。言い換えると、レーザー加工装置１は、シャッタ本体４２が閉位置に位置付けることで、先端部４４ａの表面に付着したデブリＸをデブリ捕獲チャンバ３４の開口３４２内に移動させることができる。このため、レーザー加工装置１は、シャッタ４１がデブリ捕獲チャンバ３４の開口３４２を塞いで、デブリ捕獲チャンバ３４内を洗浄する際に、デブリＸの付着したデブリ付着防止シート４４の先端部４４ａをともに洗浄することができる。

レーザー加工装置１は、吸引手段３３でデブリＸを十分に吸引することで、捕獲したデブリＸがデブリ捕獲チャンバ３４内またはデブリ付着防止シート４４の先端部４４ａに残存するのを防ぐことができる。レーザー加工装置１は、吸引口３５、吸引路３５２にデブリＸが付着していたとしても、吸引される洗浄水でそのデブリＸも洗浄し除去することができる。これにより、レーザー加工装置１は、吸引手段３３の吸引能力の低下を防ぐことができる。レーザー加工装置１は、アブレーション加工時にデブリＸが光路を塞ぐのを防ぐことができる。

レーザー加工装置１は、制御手段２００で、デブリ捕獲チャンバ３４及びデブリ付着防止シート４４の先端部４４ａを自動で洗浄することができる。このため、レーザー加工装置１は、メンテナンスに要する工数を削減することができる。

さらに、レーザー加工装置１は、シャッタ４１の水平部４２ａとデブリ付着防止シート４４とが撥水性を有する材料で構成されていれば、シャッタ４１の水平部４２ａとデブリ付着防止シート４４とを確実かつ速く乾燥させることができる。レーザー加工装置１は、シャッタ４１の水平部４２ａとデブリ付着防止シート４４とを確実に乾燥させることで、後にシャッタ４１を開放したり、シャッタ４１を移動したりしたときに水滴が垂れるのを防止することができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。すなわち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、シャッタ４１のシャッタ本体４２の形状は、上記に限定されるものではない。シャッタ本体４２及び駆動部４３の構成は、デブリ捕獲チャンバ３４の開口３４２に対して開放位置と閉位置とに位置付けられる構成であればよい。

１ レーザー加工装置
１０ レーザー加工手段
２０ 集光器
２１ 集光レンズ
２２ 集光レンズ保護ウィンドウ
２３ 第一通過路
２４ 加工用エア供給部
３０ 加工ノズル
３１ 第二通過路
３２ レーザー光通過口
３３ 吸引手段
３４ デブリ捕獲チャンバ
３４１ 上壁
３４２ 開口
３４３ 下壁
３４４ 側壁
３５ 吸引口
３５１ 吸引源
４０ 洗浄手段
４１ シャッタ（シャッタ手段）
４２ シャッタ本体
４３ 駆動部
４４ デブリ付着防止シート
４５ 洗浄水供給手段
４５１ 洗浄水噴出口（洗浄水供給口）
４６ 洗浄エア供給手段
１１０ チャックテーブル
Ｗ 板状ワーク
Ｗａ 表面
Ｘ デブリ

Claims (1)

1. チャックテーブルに保持された板状ワークの表面にレーザー光を照射しアブレーション加工するレーザー加工装置であって、
   該レーザー光を集光する集光器と、
   該集光器によって集光された該レーザー光を該板状ワークに導くとともに該板状ワークから飛散するデブリを吸引し排出する加工ノズルとを備え、
   該加工ノズルは、該集光器が集光した該レーザー光を通過させ該板状ワークに導くレーザー光通過口と、該レーザー光通過口を通過した該レーザー光の照射によって該板状ワークから飛散する該デブリを吸引する吸引手段と、を備え、
   該吸引手段は、該レーザー光通過口が形成された上壁と該上壁から垂下する側壁と該上壁に対向し該デブリを捕獲する開口を有する下壁とから構成されるデブリ捕獲チャンバと、該デブリ捕獲チャンバと吸引源とを連通させる吸引口と、該デブリ捕獲チャンバ内を洗浄する洗浄手段と、を備え、
   該洗浄手段は、該デブリ捕獲チャンバの該開口を封鎖するシャッタ手段と、該開口が封鎖された該デブリ捕獲チャンバ内に洗浄水を供給する洗浄水供給口と、を備え、
   該シャッタ手段は、該デブリ捕獲チャンバの該開口を塞ぐ板状のシャッタ本体と、該デブリ捕獲チャンバの該開口を開放させる開放位置及び該開口を塞ぐ閉位置に該シャッタ本体を駆動する駆動部と、該シャッタ本体に無端で巻回して該デブリ捕獲チャンバの該開口を塞ぐ幅で形成され該シャッタ本体の駆動に追従して該シャッタ本体の周囲を移動するデブリ付着防止シートと、を備え、
   該デブリ付着防止シートは、該シャッタ本体が閉位置に位置付けられると該レーザー光の照射によって該デブリ付着防止シート表面に付着した該デブリが該デブリ捕獲チャンバの該開口内に移動するように構成され、
   該シャッタ本体が該閉位置に位置付けられ該デブリ捕獲チャンバ内に該洗浄水供給口から洗浄水を供給し、供給した該洗浄水を該吸引口から吸引して該デブリ捕獲チャンバ内を洗浄するとともに、該デブリ付着防止シート表面の該デブリも洗浄すること、
   を特徴とするレーザー加工装置。

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