ピコ秒レーザー加工技術と装置（PiCooLs）

奨励賞

概要

従来のレーザー加工技術は、高速加工ではあるが、熱影響によるバリの発生、溶融によるドロスの発生など、加工精度が悪いとの評価が一般的でした。又、非熱加工が可能とされた紫外線領域のエキシマレーザー、UV-YAGレーザーも、実際には熱影響による材料の変質、加工時に発生するスパッタなどのため後加工での仕上げが必要でした。微細加工が可能ではあるが、表面粗度、精度の面で解決できない課題が残っていました。又、材料に対する加工性はレーザーの波長に依存せざるを得ませんでした。

その状況下で、短パルスレーザー（ピコ秒、フェムト秒）の出現は、それらの課題を解決する方向性を示唆しましたが、大学や研究所などでのラボスケールでの報告がされるのみであり、産業用としては、レーザーの信頼性、光学系の難易度の高さから次期尚早とみられていました。今回開発したピコ秒レーザー加工技術と装置は、レーザー微細加工の分野で、波長に依存せず熱影響のまったくない産業用レーザー微細加工を実現するものです。

特徴

1. 従来のレーザー加工に対して
   • 熱影響を完全に排除した、バリのない高精度の加工が可能
   • 高硬度材からソフトマテリアル・透明材料まで材料を選ばない
   • 多層構造品に対して、下地に影響を与えることなく表面層の除去加工が可能（0.5μｍ単位の深さ制御が可能）
   • 孔形状を自由に選択可能（ストレート、テーパー、逆テーパー、四角）
2. 機械加工に対して
   • 高速加工が可能
   • 刃物交換の必要がない
   • 材料を選ばない
   • より微細な加工が可能
   • 切削油の必要がない
3. フォトリソ工法に対して
   • 設備投資費用が少ない
   • マスク製作の必要がない
   • 材料を選ばない
   • 廃液処理設備不要

講評

『ピコ秒レーザー加工技術と装置（PiCooLs）』は、いわゆる極短パルスレーザー加工を実現する加工装置で、微細な穴あけや溝加工を熱影響部なしに実現できる性能を有しています。

極短パルスレーザー加工では、パルスあたりの加工量が小さいため、実際の加工ではレーザー光をきわめて高精度に位置決めしつつ加工パスを移動させていく必要がありますが、この製品ではテーブルの駆動に工夫を凝らし、実加工機として構築した技術力の高さが評価されての受賞です。

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