特許 7574606 ブラスト加工装置及びブラスト加工方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-21

(45)【発行日】2024-10-29

(54)【発明の名称】ブラスト加工装置及びブラスト加工方法

(51)【国際特許分類】

   B24C 5/02 20060101AFI20241022BHJP

   B24C 3/12 20060101ALI20241022BHJP

   B24C 7/00 20060101ALI20241022BHJP

   B24C 1/04 20060101ALI20241022BHJP

   H05K 3/00 20060101ALI20241022BHJP

   B26F 3/00 20060101ALI20241022BHJP

【ＦＩ】

B24C5/02 C

B24C3/12

B24C7/00 D

B24C1/04 F

B24C5/02 A

H05K3/00 M

B26F3/00 S

B26F3/00 G

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020174852

(22)【出願日】2020-10-16

(65)【公開番号】P2021120178

(43)【公開日】2021-08-19

【審査請求日】2023-04-07

(31)【優先権主張番号】P 2020013557

(32)【優先日】2020-01-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000191009

【氏名又は名称】新東工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100161425

【弁理士】

【氏名又は名称】大森 鉄平

(72)【発明者】

【氏名】神田 真治

【審査官】山村 和人

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１８／０６２１０１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００１－０３８６２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－２６０６６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－１１７６３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２５９５５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０７８３３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０４２８５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５８－０４８６２６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開昭５８－２１６８２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－２８５６６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２８００３６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２４Ｃ ３／００ － １１／００

Ｈ０５Ｋ ３／００

Ｂ２６Ｆ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

研磨材を圧縮空気と共に被加工物の表面に噴射する複数のノズルと、前記研磨材を前記複数のノズルに分配する分配機構とを有するノズルユニットと、
前記研磨材を内部に貯留する貯留部と、
前記貯留部に貯留された前記研磨材を前記ノズルユニットに供給する供給部と、
前記複数のノズル及び前記被加工物の少なくとも一方を移動させて前記複数のノズルと前記被加工物との相対位置を変更する移動部と、
を備え、
前記分配機構は、
前記研磨材をエアロゾル状に分散する分散室を内部に画成する分散部材と、
前記供給部と前記分散室とを連結し、前記供給部の前記研磨材を前記分散室に供給する導入管と、
前記複数のノズルと前記分散室とを連結し、前記分散室のエアロゾル状の研磨材を前記複数のノズルに供給する導出管と、
を含み、
前記分散部材には、前記導入管に連通する導入口と、前記導出管に連通する導出口と、が設けられ、
前記導入口に対向する前記分散室の天面は円形であり、
前記導出管は、前記天面の外縁近傍に配置され、
前記導出口は、前記天面の中央を囲むように円環状に配置され、
前記天面と直交する方向における前記天面と前記導入口との間の距離は、前記天面の直径の１／５以上１／２以下であり、
前記導入管は、前記分散部材と連結される直線部を含む円管であり、
前記直線部の長さは、前記直線部における前記導入管の内径の５倍以上である、
ブラスト加工装置。

【請求項2】

前記移動部の動作を制御する制御部を更に備え、
前記制御部は、
前記被加工物の表面と平行な第１方向に沿って、前記複数のノズル及び前記被加工物の少なくとも一方を移動させる第１走査と、
前記第１方向と直交し前記被加工物の表面と平行な第２方向に沿って、前記複数のノズル及び前記被加工物の少なくとも一方を移動させる第２走査と、
を交互に実施するように前記移動部を制御し、
前記第２走査における移動距離は、前記複数のノズルに設けられる噴射口の直径以下であり、
前記複数のノズルは、前記第２方向において連接するように並んで設けられる、請求項１に記載のブラスト加工装置。

【請求項3】

前記貯留部に圧縮空気を供給し前記貯留部の内部を加圧して、前記研磨材を前記ノズルユニットに押出する加圧用導管を更に備える、
請求項１又は２に記載のブラスト加工装置。

【請求項4】

前記被加工物であるプリント基板材料を準備する工程と、
前記プリント基板材料の一方の面に、φ２５μｍ以上φ８０μｍ以下の開口が設けられたレジスト層を形成する工程と、
前記レジスト層を含む前記プリント基板材料の前記一方の面に前記研磨材を噴射し、前記レジスト層の開口を介して前記プリント基板材料に貫通孔を形成する工程と、
を備え、
前記レジスト層の開口の径ｄに対する前記貫通孔の深さｈの比ｈ／ｄが０．８以上２．０以下である、請求項１～３の何れか一項に記載のブラスト加工装置によるブラスト加工方法。

【請求項5】

前記レジスト層の開口の径Ｄｂに対する前記貫通孔の径Ｄａの比Ｄａ／Ｄｂが０．８４以上０．９４以下である、請求項４に記載のブラスト加工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ブラスト加工装置及びブラスト加工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

圧縮空気と共に研磨材をノズルから噴射することで、被加工物に穴や溝といった深いスペースを形成するブラスト加工方法が知られている。このようなブラスト加工方法では、マスクパターンが形成されたドライフィルムを被加工物上に形成し、ノズルから研磨材を噴射してドライフィルムから露出する領域を被加工物から除去することによって、被加工物にスペースを形成する。

【0003】

ブラスト加工方法において、特にプリント基板を被加工物とする場合など、非常に微細な加工を行う場合では、スペースに加工精度が求められる。加工精度を有するスペースを形成するための技術として、ビアホール（スペース）が形成された多列型基板の製造方法である、特許文献１に記載のブラスト加工方法が知られている。特許文献１には、マスクパターンが形成されたドライフィルムを被加工物の表裏両面に貼付し、被加工物の表裏両面からブラスト加工を行うブラスト加工方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許６２９６４０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載のブラスト加工では、マスクパターンが一致するようにドライフィルムを精度よく裏表両面に貼付する必要があり、更に加工の途中で被加工物を反転させるため、加工時間が長くなるおそれがある。

【0006】

以上を鑑み、加工時間を短縮できる、ブラスト加工装置及びブラスト加工方法を提供することが求められている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一側面は、ブラスト加工装置である。ブラスト加工装置は、ノズルユニットと、貯留部と、供給部と、移動部とを備える。ノズルユニットは、複数のノズル及び分配機構を有する。複数のノズルは、研磨材を圧縮空気と共に被加工物の表面に噴射する。分配機構は、研磨材を複数のノズルに分配する。貯留部は、研磨材を内部に貯留する。供給部は、貯留部に貯留された研磨材をノズルユニットに供給する。移動部は、複数のノズル及び被加工物の少なくとも一方を移動させて複数のノズルと被加工物との相対位置を変更する。

【0008】

このブラスト加工装置では、研磨材が分配機構によって複数のノズルに分配される。被加工物の表面は、複数のノズルのそれぞれから研磨材を噴射される。複数のノズルが並行して研磨材を被加工物の表面に噴射するため、このブラスト加工装置は、複数のノズルを備えないブラスト加工装置と比べて、加工時間を短縮できる。

【0009】

本開示の一実施形態では、分配機構は、分散部材と、導入管と、導出管とを有してもよい。分散部材は、研磨材をエアロゾル状に分散する分散室を内部に画成してもよい。導入管は、供給部と分散室とを連結し、供給部の研磨材を分散室に供給してもよい。導出管は、複数のノズルと分散室とを連結し、分散室のエアロゾル状の研磨材を複数のノズルに供給してもよい。このブラスト加工装置は、分散室において研磨材がエアロゾル状に分散するため、複数のノズルに研磨材を均等に供給することができる。

【0010】

本開示の一実施形態では、分散部材には、導入管に連通する導入口と、導出管に連通する導出口とが設けられてもよい。導入口に対向する分散室の天面は円形であり、導出口は、天面の中央を囲むように円環状に配置されてもよい。このブラスト加工装置は、天面の中央から円環状に配置された導出口に向けて、エアロゾル状の研磨材を均一に分散することができる。

【0011】

本開示の一実施形態では、天面と直交する方向における天面と導入口との間の距離は、天面の直径の１／５以上１／２以下であってもよい。このブラスト加工装置は、分散室の高さである天面と導入口との間の距離を所定の範囲に設定することで、分散室内でのエアロゾル状の研磨材の偏り（即ち、導出される研磨材の量の導出口毎の偏り）を抑制することができる。

【0012】

本開示の一実施形態では、導入管は、分散部材と連結される直線部を含む円管であってもよい。直線部の長さは、直線部における導入管の内径の５倍以上であってもよい。このブラスト加工装置は、導入管の直線部において、圧縮空気による研磨材の流れが整流されるため、エアロゾル状の研磨材の均一な分散を促進することができる。

【0013】

本開示の一実施形態では、ブラスト加工装置は、移動部の動作を制御する制御部を更に備えてもよい。制御部は、第１走査と、第２走査とを交互に実施するように移動部を制御してもよい。第１走査では、制御部は、被加工物の表面と平行な第１方向に沿って、複数のノズル及び被加工物の少なくとも一方を移動させてもよい。第２走査では、制御部は、第１方向と直交し被加工物の表面と平行な第２方向に沿って、複数のノズル及び被加工物の少なくとも一方を移動させてもよい。第２走査における移動距離は、複数のノズルに設けられる噴射口の直径以下であってもよい。複数のノズルは、第２方向において連接するように並んで設けられてもよい。複数のノズルをこのような配置にすることで、被加工物の表面において研磨材が噴射される位置が重ならないため、このブラスト加工装置は、被加工物の表面の全体を効率的にブラスト加工することができる。

【0014】

本開示の一実施形態では、ブラスト加工装置は、加圧用導管を更に備えてもよい。加圧用導管は、貯留部に圧縮空気を供給し貯留部の内部を加圧して、研磨材を供給部に押出してもよい。このブラスト加工装置は、加圧用導管によって貯留部から研磨材を加圧して押出することで、研磨材と共に噴射される圧縮空気の圧力損失を抑制し、ブラスト加工の加工能力を向上することができる。

【0015】

本開示の他の側面に係るブラスト加工方法は、以下の（１）～（３）の工程を備える。
（１）被加工物であるプリント基板材料を準備する工程。
（２）プリント基板材料の一方の面に、φ２５μｍ以上φ８０μｍ以下の開口が設けられたレジスト層を形成する工程。
（３）レジスト層を含むプリント基板材料の一方の面に研磨材を噴射し、レジスト層の開口を介してプリント基板材料に、レジスト層の開口の径ｄに対する貫通孔の深さｈの比ｈ／ｄが０．８以上２．０以下である貫通孔を形成する工程。

【0016】

このブラスト加工方法は、レジスト層の開口を上記範囲に設定することで、高いアスペクト比（ｈ／ｄ）を持つ貫通孔を形成することができる。

【0017】

本開示の一実施形態では、レジスト層の開口の径Ｄｂに対する貫通孔の径Ｄａの比Ｄａ／Ｄｂが０．８４以上０．９４以下であってもよい。

【発明の効果】

【0018】

本開示に係る技術は、加工時間を短縮できるブラスト加工装置及びブラスト加工方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】実施形態に係るブラスト加工装置を示す全体断面図である。

【図2】分配機構を示す斜視図である。

【図3】図２に係る分配装置の透視断面図である。

【図4】ノズルの配置状態を示す模式図である。

【図5】移動部によるノズルと被加工物との相対的な移動による走査軌跡を示す模式図である。

【図6】ブラスト加工処理のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、図面を参照して、本開示の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は繰り返さない。図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。「上」「下」「左」「右」の語は、特に断りのない限り図示する状態に基づくものであり、便宜的なものである。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向は、３次元空間の直交座標系における互いに直交する軸方向である。

【0021】

（ブラスト加工装置）
図１は、実施形態に係るブラスト加工装置を示す全体断面図である。ブラスト加工装置１は、供給部２によって供給された定量の研磨材３を噴射する装置である。ブラスト加工装置１は、研磨材３を被加工物４の表面に噴射することで、切断、溝加工、穴あけ加工などの切削加工方法の１つであるブラスト加工を行う。研磨材３は、例えば、アルミナ粉末、銑鉄グリット、鋳型グリットなどである。被加工物４は、例えば、セラミック材料、ガラス材料などの硬脆材料、ＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastics）材料などの難切削材料、又はプリント基板材料、などが挙げられる。プリント基板材料は、絶縁材料又はガラスエポキシ基板に導電性薄膜が形成された基材である。

【0022】

ブラスト加工装置１は、供給部２と、加工部５と、選別部６と、集塵部７と、制御部９と、を備える。ブラスト加工装置１は、供給部２を介して供給された研磨材３を、加工部５にて圧縮空気と共に固気二相流として被加工物４の表面に向けて噴射し、ブラスト加工を行う。ブラスト加工装置１は、加工部５において噴射された研磨材３を回収し再使用する。加工部５にて被加工物４のブラスト加工を行う際、使用された研磨材３を含む粉粒体８が生じる。粉粒体８は、例えば、再使用可能な研磨材３、破砕や摩耗によって再使用不可能なサイズとなった研磨材３及び被加工物４の切削粉を含む。ブラスト加工装置１は、粉粒体８を加工部５から選別部６に移送する。ブラスト加工装置１は、粉粒体８のうち、再使用可能な研磨材３を選別部６から供給部２に移送し、噴射する。ブラスト加工装置１は、再使用不可能な研磨材３及び切削粉を選別部６から集塵部７に送り、集積する。

【0023】

（供給部）
図１に示される供給部２は、貯留部１０と、充填部２０と、ローラ３０と、駆動部４０と、取出部５０と、を備える。貯留部１０は、内部に研磨材３を貯留する。貯留部１０には、圧縮空気を供給する加圧用導管７３が連結され、貯留部１０の内部は圧縮空気により加圧されている。

【0024】

充填部２０は、貯留部１０の下方に連結されている。充填部２０の下方には、ローラ３０と、駆動部４０と、取出部５０の一部とを収容する筐体が連結される。ローラ３０は、円柱形状であり、円形である両側面の中心には、回転軸（図示せず）が接続されている。また、ローラ３０の表面には、回転軸と平行する方向に、複数本の溝が等間隔で形成されている。駆動部４０はローラ３０を、回転軸を軸心に回転させるための機構である。取出部５０は、ローラ３０の溝の一部を覆うように形成された、圧縮空気の流路である。取出部５０には、圧縮空気を供給する管路（図示せず）が連結される。

【0025】

貯留部１０において貯留された研磨材３は、充填部２０に移送される。そして、研磨材３は、圧縮空気による押圧力によってローラ３０の溝に充填される。駆動部４０の作動によりローラ３０が回転するので、全ての溝に対して研磨材３が連続的に充填される。ローラ３０の回転によって充填部２０から取出部５０に到達した研磨材３は、圧縮空気により溝からノズルユニットＵに押出される。その後、研磨材３は、ノズルユニットＵを介して、ノズル５０２に供給される。

【0026】

（加工部）
加工部５は、被加工物４のブラスト加工を行う。加工部５は、ケース５０１、ノズルユニットＵ、加工台５０３及び移動部Ｍを有する。ケース５０１の内部には加工室５０９が画成される。

【0027】

ノズルユニットＵは、分配機構５５０と、複数のノズル５０２と、を有する。複数のノズル５０２は、例えば、加工室５０９内の上部に配置される。複数のノズル５０２は、被加工物４の表面に直交するＺ軸に沿って延在し、それぞれの噴射口が被加工物４の表面と対向する。複数のノズル５０２は、研磨材３を圧縮空気と共に、被加工物４の表面に噴射する。複数のノズル５０２は、研磨材３を圧縮空気との混合流体（固気二相流）としてそれぞれの噴射口から噴射する。複数のノズル５０２それぞれの噴射口は円形である。複数のノズル５０２は、Ｘ軸に沿って並んで設けられる（図４参照）。なお、Ｘ軸の負方向が後述する送り方向である。

【0028】

分配機構５５０は、図２及び図３に示されるように、導入管５５１、分散部材５５２及び複数の導出管５５３、を有する。分散部材５５２の内部には、分散室５５２Ｓが画成される。導入管５５１は、一端が供給部２に連結されており、他端が分散室５５２Ｓに連結されている。分散部材５５２には、導入管５５１に連通する導入口５５１Ｈが設けられる。複数の導出管５５３の個数は、複数のノズル５０２の個数と同一である。複数の導出管５５３それぞれは、一端が複数のノズル５０２のうちの１つに連結されており、他端が分散室５５２Ｓに連結されている。分散部材５５２には、複数の導出管５５３それぞれに対応して導出口５５３Ｈが設けられる。

【0029】

研磨材３は、圧縮空気の気流によって取出部５０からノズルユニットＵの導入管５５１に押し出される。導入管５５１に押出された研磨材３を含む気流は、導入管５５１を通過し、分散室５５２Ｓに供給される。導入管５５１は、分散室５５２Ｓと連結される直線部５５１Ｓを含んでもよい。直線部５５１Ｓを、所定の長さの直線状の円管とすることで、研磨材３を含む気流は、分散室５５２Ｓに供給される前に整流される。即ち、研磨材３を含む気流において、研磨材３の分散が促進される。例えば、直線部５５１Ｓの鉛直方向（Ｚ軸方向）に沿った管長を、直線部５５１Ｓにおける導入管５５１の内径の５倍以上、好ましくは１０倍以上としてもよい。直線部５５１Ｓの長さを適切に設定することで、研磨材３を効率よく分散できる。

【0030】

分散室５５２Ｓは、導入管５５１から供給された研磨材３を、均一になるように分散する。分散室５５２Ｓは、研磨材３をエアロゾル状にして分散する。導入口５５１Ｈに対向する分散室５５２Ｓの天面５５２Ａは、円形である。ここで、導入口５５１Ｈと天面５５２Ａとの間の距離（高さＨ）によってエアロゾルの濃度の均一性が損なわれたり、複数のノズル５０２において研磨材３を噴射する際の圧力が損なわれたりする。エアロゾルの濃度の均一性を保ち、且つ複数のノズル５０２における研磨材３の噴射圧力に影響を与えないように、高さＨを天面の直径Ｄ１の１／５以上１／２以下に設定してもよい。

【0031】

複数の導出口５５３Ｈは、分散部材５５２の天面５５２Ａの中央を囲むように円環状に配置される。導入口５５１Ｈから供給された研磨材３は、導入口５５１Ｈと対向する円形の天面５５２Ａに突き当たりエアロゾル状に分散する。エアロゾル状の研磨材３は、円形の天面５５２Ａの中央から外縁に向かって均一に分散する。エアロゾル状に分散する研磨材３は、複数の導出口５５３Ｈからホースを介して複数のノズル５０２に各々圧出され、複数のノズル５０２によって噴射される。複数の導出口５５３Ｈは、複数のノズル５０２のそれぞれに対して均等に研磨材３を圧出されるように配置され得る。一例として、導出管５５３は、天面５５２Ａの外縁近傍に等間隔で同心状に配置される。

【0032】

移動部Ｍは、被加工物４と複数のノズル５０２との相対位置を変更する駆動部である。移動部Ｍは、被加工物４を移動させてもよく、複数のノズル５０２を移動させてもよく、被加工物４及び複数のノズル５０２の双方を移動させてもよい。本実施形態では、移動部Ｍとしてノズル駆動部５０４及び被加工物駆動部５０５を有し、複数のノズル５０２及び被加工物４の双方を移動させた構成について説明する。

【0033】

加工台５０３は、被加工物４を載置させる台である。加工台５０３は、加工室５０９内に配置される。図４に示されるように、加工台５０３は、複数のノズル５０２の研磨材３の噴射方向において、被加工物４を載置する面が複数のノズル５０２の延在方向（Ｚ軸方向）に直交するように被加工物駆動部５０５上に載置される。被加工物４を載置する加工台５０３の面は、被加工物４を吸着する面であってもよい。

【0034】

ノズル駆動部５０４は、ケース５０１の上部に配置される。ノズル駆動部５０４は、複数のノズル５０２と接続される。ノズル駆動部５０４は、複数のノズル５０２による研磨材３の噴射領域と被加工物４とが相対移動するように複数のノズル５０２を移動させる。被加工物駆動部５０５は、ケース５０１の下部に配置される。被加工物駆動部５０５は、加工台５０３の下面と接続される。被加工物駆動部５０５は、複数のノズル５０２による研磨材３の噴射領域と被加工物４とが相対移動するように、被加工物４が載置された加工台５０３を移動させる。被加工物駆動部５０５は、例えばＸ－Ｙステージなどの駆動機構である。ノズル駆動部５０４及び被加工物駆動部５０５の相対的な移動による軌跡（走査軌跡）は、制御部９によって制御される。

【0035】

制御部９は、移動部Ｍの動作を制御する。制御部９は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算装置、ＲＯＭ（ReadOnly Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの記憶装置、及び通信装置などを有する汎用コンピュータで構成される。制御部９は、例えば、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）やＤＳＰ（DigitalSignal Processor）などのモーションコントローラであってもよい。制御部９は、ブラスト加工装置１の全体を制御するハードウェアであってもよい。

【0036】

図５は、被加工物４及び複数のノズル５０２の相対的な移動による、被加工物４の表面に平行な方向における軌跡（走査軌跡）を示す模式図である。走査軌跡はＸ軸方向及びＸ軸方向に直交するＹ軸方向に沿ったジグザグ形状を示す。制御部９は、被加工物４及び複数のノズル５０２がこのような走査軌跡を描くように移動部Ｍの動作を制御する。同図の走査軌跡に基づいて説明する。最初に、複数のノズル５０２のうち、Ｘ軸の最も正方向に配置されたノズル５０２Ａの噴射領域と、走査軌跡上の始点Ｓと、が重なるように、被加工物４と複数のノズル５０２の相対的な位置が調整される。始点Ｓは、走査軌跡において、Ｘ軸の最も正方向かつＹ軸の最も負方向の位置に設けられる。この場合、他のノズルはＸ軸の負方向に連接するように並ぶため、他のノズルの噴射領域は、始点Ｓから見てＸ軸の負方向に配置される他の始点（図示せず）に重なる。以下では、ノズル５０２Ａの噴射領域を「噴射領域」として説明する。

【0037】

まず、噴射領域が始点Ｓから被加工物４の表面と平行なＹ軸方向（第１方向）に沿って移動するように、制御部９は、被加工物駆動部５０５の動作を制御する（第１走査）。具体的には、被加工物４をＹ軸の負方向に沿って移動させる。次いで、噴射領域が、Ｙ軸の負方向における端に到達したら、Ｙ軸方向に直交し被加工物４の表面と平行なＸ軸方向（第２方向）に沿って噴射領域が移動するように、制御部９は、ノズル駆動部５０４の動作を制御する（第２走査）。具体的には、複数のノズル５０２をＸ軸の負方向（本明細書では送り方向とも記す）に沿って移動させる。次いで、噴射領域がＹ軸方向に沿って移動するように、制御部９は、被加工物駆動部５０５の動作を制御する。具体的には、被加工物４をＹ軸の正方向に沿って移動させる。噴射領域が第１方向における上側の端に到達したら、送り方向に沿って噴射領域が移動するように、制御部９は、ノズル駆動部５０４の動作を制御する。この動作を交互に繰り返すことで、走査軌跡が描かれる。ここで、ノズル５０２Ａから噴射された固気二相流は速度分布を有しており、ノズル５０２Ａからの位置に応じて研磨力に差が生じている。送り方向の移動距離はこの研磨力の差異を勘案して設定される。送り方向の移動距離は、例えば０を含まずノズル５０２Ａの噴射口の直径以下としてもよい。

【0038】

（選別部）
選別部６は、加工部５における被加工物４のブラスト加工過程で生じた粉粒体８を回収する。選別部６は、粉粒体８のうち、再使用可能な研磨材３を後述の貯留部１０に送る。選別部６は、粉粒体８のうち、再使用不可能な研磨材３、被加工物４が剥離して生じた切削粉などを後述の集塵機７０２に送る。選別部６は、回収導管６０１、及び分級部６０２を有する。回収導管６０１は、一端を加工部５と接続し、他端を分級部６０２と接続する管である。回収導管６０１は、粉粒体８を後述の集塵機７０２が発生させる気流に乗せて加工部５から選別部６の分級部６０２へ送る。

【0039】

分級部６０２は、その上部が後述の集塵導管７０１と連通している。分級部６０２は、下部において、貯留部１０と連通している。分級部６０２は、例えば、すり鉢状の中空の構造である。分級部６０２は、回収導管６０１から送られてきた粉粒体８を、再使用可能な研磨材３と、再使用不可能な研磨材３及び切削粉とに分級する。分級部６０２は、例えば、サイクロンである。

【0040】

粉粒体８は、例えば、分級部６０２内で旋回する。粉粒体８のうち、再使用可能な研磨材３は、再使用不可能な研磨材３及び切削粉と比較して重い。比較的重い粒子である再使用可能な研磨材３は、旋回速度が減速する際に重力により分級部６０２下部に落下し集積する。圧縮空気が貯留部１０の内部に流入せず、分級部６０２と貯留部１０の間の弁が開放され、貯留部１０と分級部６０２とが連通している場合、分級部６０２下部に集積した再使用可能な研磨材３は、供給部２の貯留部１０に送られる。比較的軽い粒子である再使用不可能な研磨材３及び切削粉は、分級部６０２上部に接続している後述の集塵導管７０１に送られる。

【0041】

（集塵部）
集塵部７は、選別部６で回収された再使用不可能な研磨材３及び切削粉を集積する。集塵部７は、集塵導管７０１及び集塵機７０２を有する。集塵導管７０１は、一端を分級部６０２に接続し、他端を集塵機７０２に接続する管である。集塵導管７０１は、分級部６０２から再使用不可能な研磨材３及び切削粉を集塵機７０２に送る。

【0042】

集塵機７０２は、集塵導管７０１から送られてきた再使用不可能な研磨材３及び切削粉を集積する。集塵機７０２は、不図示の吸引力発生源及びフィルタを有する。吸引力発生源を作動させることで、集塵機７０２に連通する加工室５０９、回収導管６０１、分級部６０２、及び集塵導管７０１内において、集塵機７０２へ向けて気流が発生する。吸引力発生源の作動により、集塵導管７０１から送られてきた再使用不可能な研磨材３及び切削粉は、空気と共に集塵機７０２内に吸引される。集塵機７０２内おいて、フィルタは、集塵導管７０１と吸引力発生源との経路に配置される。フィルタは、再使用不可能な研磨材３及び切削粉を捕集する。フィルタによって、空気のみが吸引力発生源に移送される。捕集された再使用不可能な研磨材３及び切削粉は、フィルタを取り外すことで回収することができる。

【0043】

（ブラスト加工装置の工程）
ブラスト加工装置１によるブラスト加工工程について説明する。ここでは、プリント基板材料を被加工物４として、ビアホールやスルーホールを形成するための貫通孔を形成するブラスト加工を例に説明する。プリント基板は、ポリイミドやポリエステルなどの絶縁体シート及びガラスエポキシ基板の表面に銅などの導体箔を貼付して作製される。図６は、実施形態に係るブラスト加工装置１の全体工程を示すフローチャートである。

【0044】

まず、被加工物４の準備工程（工程Ｓ１）が行われる。工程Ｓ１では、被加工物４の表面にマスクパターンが形成される。具体的には、被加工物４が加温され、加温された被加工物４（の表面）にラミネート機によってマスク材が貼り付けられる。そして、マスク材を貼り付けられた被加工物４が露光機に配置される。露光機において、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラを用いてパターン原版の位置が被加工物４に合わせられ、露光される。その後、露光された被加工物４が現像機に配置される。現像機において、被加工物４を回転させながら現像液を吹き付けることによって、レジスト層のマスクパターンが形成される。ここで、レジスト層は、加工目的の孔に対応する少なくともφ２５μｍ以上φ８０μｍ以下の開口が設けられる。

【0045】

続いて、ブラスト加工装置１の準備工程（工程Ｓ２）が行われる。工程Ｓ２では、ノズル駆動部５０４における複数のノズル５０２と被加工物４との距離、複数のノズル５０２における研磨材３の噴射圧力、などを調整する。噴射圧力の調整は、まず、ホースを介して圧縮空気が複数のノズル５０２に供給される。次いで、圧力弁を操作することによって研磨材３の噴射圧力が所定の圧力に調整される。噴射圧力の調整後、圧縮空気の供給が停止される。

【0046】

また、工程Ｓ２では、制御部９が移動部Ｍの動作パターンを設定する。動作パターンは、複数のノズル５０２の走査軌跡及び移動速度や走査回数等を含む。動作パターンを示す設定情報が制御部９の記憶装置に記憶される。

【0047】

これらの調整を終了した後、研磨材３が供給部２の貯留部１０に投入される。噴射量に応じた量の研磨材３が投入される。

【0048】

続いて、次に、被加工物４のセット工程（Ｓ３）が行われる。工程Ｓ３では、被加工物４は、加工室５０９に設けられた観察窓を通じて加工台５０３の複数のノズル５０２に対向する面上に載置される。

【0049】

次いで、ブラスト加工工程（Ｓ４）が行われる。工程Ｓ４では、まず、圧縮空気が、加圧用導管７３を通じて、貯留部１０に供給される。次に、貯留部１０の内部に圧縮空気が供給されることで、貯留部１０の内部が加圧され、貯留部１０と分級部６０２の間の弁が閉塞する。これにより、貯留部１０が密封される。次に、研磨材３は、圧縮空気により貯留部１０内で加圧され、充填部２０に移動する。次に、研磨材３は、圧縮空気による押圧力によってローラ３０の溝に充填される。研磨材３は、貯留部１０及び充填部２０を通じて圧縮空気により加圧されることで、溝ごとに密に充填される。次に、ローラ３０は、制御部９により設定された速度で駆動部４０の動力により回転する。次に、溝に充填された研磨材３は、回動処理（Ｓ２１）におけるローラ３０の回転により、取出部５０の位置まで移動し、流路が形成される。次に、管路から供給される圧縮空気が、流路に供給される。圧縮空気は、溝の延在方向と平行な方向に気流を生起する。圧縮空気により生じた気流により、溝に充填された研磨材３は、ノズルユニットＵに押出される。

【0050】

ノズルユニットＵに圧縮空気と共に押出された研磨材３は、ノズルユニットＵの分配機構５５０に向かう。分配機構５５０の導入管５５１に供給された研磨材３は、導入管５５１を通過する際に整流され、初期の分散が行われる。分散部材５５２に供給された研磨材３は、分散室５５２Ｓでエアロゾル状に分散される。分散された研磨材３は、圧縮空気と共に導出管５５３より圧出される。

【0051】

導出管５５３より圧出された研磨材３は、ホースを介して複数のノズル５０２まで供給される。被加工物４は、研磨材３を圧縮空気と共に複数のノズル５０２から混合流体として噴射されることで、ブラスト加工される。準備工程（Ｓ３）で設定された走査軌跡、走査速度、走査回数、等に基づき、被加工物駆動部５０５は、被加工物駆動部５０５上の被加工物４及び加工台５０３を複数のノズル５０２に対して相対的に移動させる。被加工物４は、制御部９に設定された走査軌跡に基づき加工される。ここで、複数のノズル５０２はＸ軸方向に沿って連接するように並んで設けられているので、１本のノズルを配置した場合に比べて走査回数を少なく設定できる。また、１本のノズルを配置した場合や、複数のノズルをＹ軸方向に沿って連接するように並んで設けた場合に比べて、送り方向の移動距離を短く設定することができる。即ち、走査回数が少なくなり、且つ送り方向の移動距離が短くなることで、レジスト層に対して研磨材３が過剰に衝突することを減少できる。その結果、レジスト層へのダメージを減少できる。このため、レジスト層の開口部（孔）より露出した被加工物４の表面に対して効率的に切削加工を行うことができるので、精度よく貫通孔を形成できる。レジスト層のダメージが大きいと、孔が貫通する前にレジスト層の開口部が破損する。一実施形態のブラスト加工装置１によってブラスト加工することで、アスペクト比（レジスト層の開口部の径ｄに対する貫通孔の深さｈの比であるｈ／ｄ）が０．８以上２．０以下の貫通孔を形成することできる。

【0052】

一実施形態のブラスト加工装置１では、複数のノズル５０２の噴射口を円形とし、各々の複数のノズル５０２が配置される間隔を調整することで、噴射流全体として速度分布のバラツキが小さい、幅広い加工を行うことできる噴射流を得ることができる。ノズルの噴射口を、一実施形態のブラスト加工装置１と同じ加工幅の噴射流となるように矩形にした場合、噴射流の速度分布はバラツキが大きい。その結果、一実施形態のブラスト加工装置１に比べて、噴射流の速度分布のバラツキが大きいブラスト加工装置では、走査回数を多くする、もしくは送り方向への移動距離を短くする必要がある。従って、一実施形態のブラスト加工装置１の方が精度よくブラスト加工を行うことができる。一実施形態のブラスト加工装置１によって加工することで、レジスト層に形成された開口部の径Ｄｂに対する被加工物４の表面に形成された貫通孔の径Ｄａの比であるＤａ／Ｄｂが、０．８４以上０．９４以下の孔を形成することができる。

【0053】

設定された走査及び加工が完了した場合、複数のノズル５０２から噴射される研磨材３及び圧縮空気を停止する。

【0054】

また、ブラスト加工工程（Ｓ４）では、集塵工程も行われる。集塵工程は、集塵機７０２は、加工室５０９、回収導管６０１、分級部６０２、及び集塵導管７０１の内部において、集塵機７０２に向かって粉粒体８及び空気が吸引される気流を発生させる。集塵機７０２が作動することで生じる気流によって、加工室５０９内で生じた粉粒体８は、加工室５０９、回収導管６０１、分級部６０２の順に移動する。分級部６０２における分級によって、再使用可能な研磨材３は、貯留部１０に、再使用不可能な研磨材３及び切削粉は、集塵導管７０１を通じて集塵機７０２に、それぞれ回収される。

【0055】

最後に、被加工物回収工程（Ｓ５）が行われる。工程Ｓ５では、被加工物４は、ケース５０１の観察窓を通じて、加工台５０３の面上から回収される。

【0056】

以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定されるものではない。発明の要旨を変更しない範囲で適宜変更できる。また、上記実施形態は、矛盾のない範囲で組み合わせることができる。

【0057】

（実施形態の効果）
以上、本実施形態に係るブラスト加工装置１によれば、複数の複数のノズル５０２を走査軌跡における送り方向に沿って連接するように並んで設けることで、幅広い噴射領域を得ることができる。分配機構５５０を有することで、複数の複数のノズル５０２に対して均等に研磨材３を供給することができるので、全ての複数のノズル５０２は同一の加工能力を有することができる。その結果、被加工物４と衝突するエリアにおいて、速度分布の小さい噴射流（即ち、加工能力のバラツキが小さい噴射領域）を得ることができる。

【0058】

ブラスト加工装置１が複数のノズル５０２を備えているので、被加工物４に対して研磨材３が噴射される時間を短縮することができる。従って、加工時間の短縮と、被加工物４へのダメージの軽減と、を両立することができる。また、単一の貯留部１０から供給された研磨材３を複数のノズル５０２に対して均等に分配できる分配機構５５０を備えているので、全体の加工精度が向上する。

【0059】

分配機構５５０は、導入管５５１、分散部材５５２、導出管５５３、の順に連結された構成とすることで、簡便な構造ですべてのノズルに対して略同一の加工能力を与えることができる。分散部材５５２の分散室５５２Ｓの天面５５２Ａを円形とし、導出管を天面５５２Ａの中央を囲むように円環状に配置することで、分散室５５２Ｓで均一な濃度のエアロゾル状態に分散された研磨材３を全ての複数のノズル５０２に供給することができる。分散室５５２Ｓは、高さを天面５５２Ａの直径の１／５以上１／２以下とすることで、優れた分散効果を得ることができる。また、導入管５５１において分散室５５２Ｓに連結される直線部５５１Ｓを管長が内径の５倍以上である円管とすることで、研磨材３を初期分散した状態で分散部材５５２に導入することができる。

【0060】

速度分布の小さい噴射流が得られるので、被加工物４を複数のノズル５０２に対して相対的に移動させ走査軌跡を描く回数を少なくできたり、送り方向への移動距離（０を含まず複数のノズル５０２の噴射口の直径以下）を長くできたりする。その結果、被加工物４に対して研磨材３が過剰に衝突するのを減少させることができるので、被加工物４に与えるダメージを減少させることができる。

【0061】

貯留部１０を加圧し、供給部２を介して研磨材３を、分配機構５５０に向かう導入管５５１に押出する構成とすることで、圧縮空気の圧力損失を低減することができる。その結果、加工能力を向上させることができるので、被加工物４をノズルに対して相対的に移動させ走査軌跡を描く回数を少なくできる。また、研磨材３による加工能力が高いので、研磨材３を被加工物４に接触させる時間を短くすることができるので、加工時間の短縮と、被加工物４へのダメージの軽減と、を両立することができる。

【0062】

複数のノズル５０２は、Ｘ軸方向に沿って連接するように並んで設けられている。このように複数のノズル５０２を配置することで、加工時間の短縮と、被加工物４へのダメージの軽減と、を両立することができる。

【0063】

ブラスト加工装置１は、加工時間の短縮と、被加工物４へのダメージの軽減と、を両立することができる。穴加工や溝加工を行う場合には被加工物４にレジスト層を設けるが、ブラスト加工装置１は、このレジスト層に対するダメージを軽減することができる。例えば、被加工物４の一例であるプリント基板材料にスルーホールやビアホールなどの貫通孔を開口させるブラスト加工を行う場合、レジスト層へのダメージを軽減できることにより、精度の高いブラスト加工を行うことができる。即ち、本実施形態に係るブラスト加工装置１によりブラスト加工することで、開口部がφ２５以上φ８０μｍ以下のように極めて小径のレジストパターンが形成されている場合でも、アスペクト比（ｈ／ｄ）が０．８以上２．０以下と、通常のブラスト加工では達成するのが困難な精度での加工が可能となる。また、レジスト層に形成された開口部の径Ｄｂに対する被加工物４に形成された貫通孔の径Ｄａの比であるＤａ／Ｄｂが０．８４以上０．９４以下と、通常のブラスト加工では達成するのが困難な精度での加工が可能となる。

【0064】

本実施形態に係るブラスト加工装置１およびブラスト加工方法によれば、上述のような精度の高い加工を、片側からのみ研磨材３を噴射することで行うことができる。また、スペースの垂直性を改善することができる。特に、微細な穴であるビアホールまたはスルーホールを形成するための孔を形成するのに好適に適用である。

【0065】

（変形例）
実施形態中の分散部材５５２は、円柱形状だけでなく、円錐形状や円錐台形状としてもよい。これらの形状は、導入部から底面に向かって連続的に拡径する形状であるので、より均等な濃度のエアロゾルとなるように研磨材３を分散することができる。

【符号の説明】

【0066】

１…ブラスト加工装置、２…供給部、３…研磨材、４…被加工物、５…加工部、６…選別部、７…集塵部、８…粉粒体、９…制御部、１０…貯留部、２０…充填部、３０…ローラ、４０…駆動部、５０…取出部、７３…加圧用導管、５０１…ケース、５０２…ノズル、５０３…加工台、５０４…ノズル駆動部、５０５…被加工物駆動部、５０９…加工室、５５０…分配機構、５５１…導入管、５５１Ｓ…直線部、５５２…分散部材、５５２Ａ…天面、５５３…導出管、６０１…回収導管、６０２…分級部、７０１…集塵導管、７０２…集塵機、Ｕ…ノズルユニット、Ｍ…移動部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】