Mirror Grand Laser Prism Half Wave Plate Femtosecond Laser 150 fs, λ=775 nm Mirror Mechanical Shutter Apperture Focusing Lens Substances Linear Stage

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ゆずさとこたに
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1 Mirror Grand Laser Prism Half Wave Plate Femtosecond Laser 150 fs, λ=775 nm Mirror Mechanical Shutter Apperture Focusing Lens Substances Linear Stage NC Unit PC

比較的大きなスると表面に大きな影響を与えることがわかるステーテージを搭載しているまたステージ自体の真直度はジの走査速度を小さくした場合にもこの影響は顕著に 1.

2 は同時多軸に制御はできないため直線加工しかでき図３はステージの走査速度を 0.5mm/sec に固定し出ない状況にあるが本研究では直線の溝加工を重ね合わ力による加工部周辺のワーク銅表面状態の違いを示せて三次元形状の作成を行うので現行で全く問題はすこれより照射レーザー出力が 10 mw と小さい場合ないまた本装置ではサブミリのスケールから数加工周辺部にはほとんど影響を与えないが 30 mw になセンチのワークまで加工できるように比較的大きなスると表面に大きな影響を与えることがわかるステーテージを搭載しているまたステージ自体の真直度はジの走査速度を小さくした場合にもこの影響は顕著に 1.5 ミクロンほどしかないこれではマイクロ構造物なることから加工中に発生するプラズマによる熱影響を作成する十分な精度を有しないそこで数値的に補によるものと思われる正を加えることにより 300 ナノまで真直度を高めているこの程度の精度があれば上記の手法を用いてマイクロスケールの構造物を作成できる能力を有すると考えられる表２３軸リニアステージの基本性能真直度 0.3µm 1.2µm 0.3µm ストローク 100mm スケール分解能テーブルサイズ mm 20mm 10 nm 180mm 180 mm (a) 10mW, 0.5 mm/s 加工方法レーザーを用いて三次元形状の加工物を作成する方法には光造形法がある本研究では図２のように光造形法を真似てレーザービームを直線状に照射して溝加工を行いそれを重ね合わせ面加工を行い等高線状に面加工を重ね合わせ三次元の構造物を作成する手法を試みた光造形法では樹脂を硬化させるためにレーザーを照射するが本手法では不要部分を除去するためにレーザーを照射する違いがある Pitch (b) 30mW, 0.5 mm/s 図３図２３次元微細形状加工手法３実験結果及び考察本章では金属材料の代表として銅結晶性材料としてサファイアアモルファス材料の材料としてガラスの溝加工面加工の加工特性を評価した 3 1 溝加工特性銅サファイアガラス本研究で提案する３次元微細加工は溝加工を重ねて行う従って溝加工の大きさ溝周辺に与える影響が３次元微細形状加工をする際の重要な要因となるそこで銅サファイアガラスの加工特性を調査したいずれのワークも溝加工前に研磨を施しワーク表面に焦点位置がくるようにステージの高さを調整しレーザー加工を行った図３４５は銅サファイアガラスの溝加工の代表的な表面状態を示すＣＣＤ画像である銅の溝加工図４は出力を 50 mw に固定しステージの走査速度の違いによる加工部周辺のワークサファイア表面状態の違いを示すこれより走査速度が 0.1mm/s と小さい場合加工周辺部にクラックが見られるが 1mm/s と大きくするとクラックの発生が見られないサファイアの場合出力が 10mW に抑えても走査速度が 0.1mm/s の場合クラックが起きるこのことから加工中に発生した衝撃波によりクラックが起きたものと思われる図５はサファイアの場合と同様に出力を 50mW に固定しステージの走査速度の違いによる加工部周辺のワークガラス表面状態の違いを示すこれよりガラス加工ではサファイア加工とは違い走査速度の違いによりクラックの発生は確認できないが走査速度が小さい方が溝と表面の界面状態は鮮明であるガラスの場合出力を 20 mw 走査速度を 0.1 mm/s として加工すると図５ (b)のように境界が不鮮明になるこのこと

からできるだけ周辺に影響のない溝加工を行うためには金属材料の場合出力を抑え走査速度を高める必要があり結晶性材料の場合出力よりも走査速度に対する影響が顕著であり走査速度を高める必要がありアモルファス材料の場合出力を高めに走査速度を遅くする必要があることがわかる微細加工を行うためには表面状態の他に溝の大きさが重要な要因となるそこで溝の深さの走査速度

1mm/s おり走査速度依存性評価の場合出力を 20 mw に固定したこれよりいずれの材料に関してもレーザー強度と溝の深さには比例関係がありサファイアガラスの場合 10mW のレーザー光を照射しても全く加工できないことがわかるこれより加工閾値は銅はサファイアガラスに比べて低いことがわかる走査速度と溝の深さの関係は銅ガラスの場合速度が小さくなるにつれ

5 mmsec の場合銅ガラスサファイアの順に加工速度が高くなることがわかる以上のから加工速度は加工条件材料により顕著に変化するといえる故に加工を行う場合これらの事柄を踏まえながら加工条件を割り出す必要がある３２面加工特性銅サファイアカバーガラス前節で溝加工の特徴を紹介した次に溝加工を重ね合わせ面走査を１回した場合の表面の状態が問題となる

3 からできるだけ周辺に影響のない溝加工を行うためには金属材料の場合出力を抑え走査速度を高める必要があり結晶性材料の場合出力よりも走査速度に対する影響が顕著であり走査速度を高める必要がありアモルファス材料の場合出力を高めに走査速度を遅くする必要があることがわかる微細加工を行うためには表面状態の他に溝の大きさが重要な要因となるそこで溝の深さの走査速度出力依存性を調査した図６に銅サファイアガラスの溝深さの走査速度出力依存性を示すいずれの材料に関しても溝深さのレーザー強度依存性評価の場合走査速度を 1mm/sec に固定して (a)50mw, 0.1mm/s おり走査速度依存性評価の場合出力を 20 mw に固定したこれよりいずれの材料に関してもレーザー強度と溝の深さには比例関係がありサファイアガラスの場合 10mW のレーザー光を照射しても全く加工できないことがわかるこれより加工閾値は銅はサファイアガラスに比べて低いことがわかる走査速度と溝の深さの関係は銅ガラスの場合速度が小さくなるにつれ指数関数的に溝の深さが大きくなるがサファイアの場合一定の深さになる傾向があることがわかるまた走査速度が 0.1 mmsec の場合加工速度はサファイア銅ガラスの順に加工速度が高くなるが走査 (a) 50 mw, 1.0 mm/s 図４サファイアの溝加工速度が 0.5 mmsec の場合銅ガラスサファイアの順に加工速度が高くなることがわかる以上のから加工速度は加工条件材料により顕著に変化するといえる故に加工を行う場合これらの事柄を踏まえながら加工条件を割り出す必要がある３２面加工特性銅サファイアカバーガラス前節で溝加工の特徴を紹介した次に溝加工を重ね合わせ面走査を１回した場合の表面の状態が問題となるそこで銅出力 20mW 走査速度 1mm/s サファイア出力 20mW 走査速度 0.5mm/s カバーガラス出力 20mW 走査速度 1mm/s をピッチ幅 µm で面加工を行ったいずれの場合も溝幅が約３０ミ (a) 50 mw, 0.1 mm/s クロンとなるように加工条件を設定した表３に加工結果を示すこれより銅は本研究で行った中で最も表面粗さが小さくピッチ幅を溝幅の 10.0 µm とした場合に一番粗さが小さくなっている一方サファイアやガラスの場合ピッチ幅が小さくなるほど表面粗さが小さくなっていることがわかるまた図７に示すようにサファイアの場合ピッチ幅を溝幅の 10.0 µm ではクラックが入らないが 7.5 µm にするとクラックが入った銅やガラスではピッチ幅を小さくしてもクラックは入らなかったこれより金属系の材料は面粗さを小さくするためにピッチ幅を適当な値に設定する必要があり無定形材料の場合ピッ (b) 50 mw, 1.0 mm/s 図５ガラスの溝加工チ幅を小さくして加工する必要性のあることがわかるまた結晶性材料の場合クラックの発生を考慮にいれながらピッチ幅を設定する必要があることがわかる

5 µ µ µ µ

6 0Number of face scanning 0Number of face scanning µ

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untitled インクジェットを利用した微小液滴形成における粘度及び表面張力が与える影響色染化学チーム向井俊博要旨インクジェットとは微小な液滴を吐出し, メディアに対して着滴させる印刷方式の総称である現在では, 家庭用のプリンターをはじめとした印刷分野以外にも, 多岐にわたる産業分野において使用されている技術である本報では, 多価アルコールや界面活性剤から成る様々な物性値のインクを吐出し, マイクロ秒オーダーにおける液滴形成を観察することで,