(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性材料に中心を横切る目標直径の穴を加工する方法であって、前記方法は、
前記弾性材料から、前記中心の周りのプラグであって、前記弾性材料の上面から底面まで延びており、前記目標直径より小さい直径を有している前記プラグを除去することと、
前記プラグを除去した後、前記プラグの直径から前記目標直径まで、又は前記目標直径から前記プラグの直径まで進む方向に前記中心からの半径方向の距離を増加または減少する第１通路上を動かしながら、前記弾性材料の前記上面にレーザからのレーザパルスを向けることであって、
前記方向を変えないで、又は前記方向を反転させて、前記穴が前記弾性材料の前記底面を貫通して形成されるまで、前記第１通路を繰り返すこと、を含み、
前記第１通路は、前記プラグの直径から前記目標直径までの、又は前記目標直径から前記プラグの直径までのスパイラル通路、或いは前記プラグの直径から前記目標直径までの、又は前記目標直径から前記プラグの直径までの前記中心の周りの同心円、のいずれか一方を形成し、
前記プラグを除去することは、
前記プラグが前記弾性材料から切断されるまで、前記プラグの直径の周りをレーザ加工すること、又は
前記中心又は前記中心の近辺から前記プラグの直径に向かう第２通路上を動くように前記弾性材料の前記上面に前記レーザからの前記レーザパルスを向けること、又は
前記プラグの直径から前記中心又は前記中心の近辺に向かう方向に前記第２通路上を動くように前記弾性材料の前記上面に前記レーザからの前記レーザパルスを向けること、であって、
前記第２通路のステップサイズは、前記第１通路のステップサイズより大きい、方法。
【請求項２】
前記プラグが前記弾性材料から切断されるまで前記第２通路を繰り返す請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記プラグの直径は前記目標直径の５０％以下である請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記目標直径は１ｍｍより大きく、前記プラグの直径は８００ｍｍであり、半径方向のステップサイズは１５〜１５μｍであり、前記レーザのスポットサイズは８０μｍである請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記穴は２５μｍ未満のテーパーを有する請求項１に記載の方法。
【請求項６】
弾性材料に中心を横切る目標直径まで穴を加工するための装置であって、前記装置は、レーザとメモリとプロセッサーを有するレーザ加工システムを備え、
前記プロセッサーは、前記メモリ内にプログラムされたインストラクションを実行して、
前記弾性材料から、前記中心の周りのプラグであって、前記弾性材料の上面から底面まで延びており、前記目標直径より小さい直径を有している前記プラグを除去することと、
前記プラグを除去した後、前記プラグの直径から前記目標直径まで、又は前記目標直径から前記プラグの直径まで進む方向に前記中心からの半径方向の距離を増加または減少する半径を有する第１通路上を動かしながら、前記弾性材料の前記上面にレーザからのレーザパルスを向けること、
方向を変えないで前記第１通路を繰り返すか、前記穴が前記弾性材料の前記底面を貫通して形成されるまで前記方向を反転させること、
を行うように構成され、
前記プラグを除去することは、
前記プラグが前記弾性材料から切断されるまで、前記プラグの直径の周りをレーザ加工すること、又は
前記中心又は前記中心の近辺から前記プラグの直径に向かう第２通路上を動くように前記弾性材料の前記上面に前記レーザからの前記レーザパルスを向けること、又は
前記プラグの直径から前記中心又は前記中心の近辺に向かう方向に前記第２通路上を動くように前記弾性材料の前記上面に前記レーザからの前記レーザパルスを向けること、であって、
前記第２通路のステップサイズは、前記第１通路のステップサイズより大きい、装置。
【請求項７】
前記プロセッサーは、前記第１通路のステップサイズより大きな直径を有するレーザスポット、又は前記第１通路のステップサイズより大きな直径を有する円又はトレパン通路のいずれか一つを形成するように前記レーザを制御するように構成される請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記レーザは、２０μ秒のパルス幅、１５Ｗの電力、１０ｋＨｚのパルス繰り返し率、及びＩＲ領域の波長を有するＣＯ２レーザである請求項６又は７に記載の装置。
【請求項９】
前記第１通路のステップサイズは５〜１５μｍである請求項６又は７に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書の開示は、小型の電子部品のキャリアに関するものであり、特に、そのような部品をつかみ、制御された方向に保持するための電子部品キャリア中の正確な寸法の穴を形成するレーザ系の方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
技術の進歩と市場の力が結合して、時の経過と共に、例えば、コンピュータや携帯電話などの電子製品をより小型でより強力なものにし、新しい型の製品が導入されている。サイズの小型化と力の増大をサポートするため、電子部品はより小さくなり、より強力になっている。この傾向は、例えば、抵抗、コンデンサ及びインダクタなどの製造において見出すことができる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
また、このような穴をあけるための装置を含む実施形態が開示されている。一つ実施形態は、レーザ、メモリ及びプロセッサーを有するレーザ加工システムを含む。プロセッサーはメモリにプログラムされたインストラクションを実行して、レーザからレーザパルスを０でない内側直径から目標の直径まで進む方向における複数の通路において弾性材料の最上面に向け、前記複数の通路は前記複数の通路の引き続く通路が前記複数の通路の前の通路と重複するように第一のパターンを形成するように構成されている。加えて、プログラムされたインストラクションは、方向を変えないで第一のパターンを繰り返すか、または前記穴が前記弾性材料の底面を貫通して形成されるまで戦記複数の通路を反転させながら前記第一のパターンを繰り返すことを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
本明細書の説明は、添付の図面を引用する際に、複数の図面において同じ符号は同じ部品を表す。
【図１】図１は、本明細書で開示される実施形態のシリコンゴムプラグ付金属テープの見取り図である。
【図２】図２は、本明細書で開示される実施形態のシリコンゴムプラグの断面図である。
【図３】図３は、本明細書に記載されるレーザドリルを実行するレーザ処理システムの概略上面図である。
【図４】図４は、本明細書で開示されるシリコンゴム中に掘られた穴レーザの上面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、レーザで掘られた穴の断面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、電子部品を支持する図５Ａのレーザで掘られた穴の断面図である。
【図６】図６は、電子部品の見取り図である。
【図７】図７は、金属テープの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
図６は、電子部品１０の例であり、この場合、絶縁体により分離されたセラミック又はセラミック系材料で被覆された金属導電体層を含む本体１２を有するチップコンデンサであり、各端部が金属キャップ１４でキャップされており、それぞれ内部金属導体と導通している。このタイプの電子部品１０及び他の電子部品、特にパッシブ部品は、時の経過と共に、回路密度の増大をサポートするためにより小型化することが提案された。パッシブ電子部品の一般的に入手可能な大きさは、０．２５×０．１２インチ（６．３×３．０ｍｍ）から０．０１６×０．００８インチ（０．４１×０．２０ｍｍ）の範囲である。製造過程で部品を損傷することがなく、幅広い種類と範囲の市販の部品を正確にかつ効率的に保持することができる部品キャリアが望まれる。本明細書において、変形可能な材料、好ましくはシリコンゴムは、この工程が完了する時に部品を穴から迅速かつ安全に分離され、また、製造工程の間部品が容易に挿入され、かつ正確で堅固に保持されるように、特定の部品の大きさに正確にレーザ加工される。本発明の実施形態のレーザ穴加工は、材料に対する損傷を最小限に抑えつつ目標の位置に最小のテーパーを有する特定の直径の穴を形成する。この様な穴のレーザ加工は異なる大きさと様式の部品キャリアを構築するのに有利である。
【０００６】
例えば、本明細書の開示により改良され得る一つの公知の部品キャリアは本発明の出願人に譲渡された米国特許公開２０１０／０２０６７６９に示される。この公報においては、金属材料の下敷板に穴を貫通してピンが延びる。次いで、変形可能な材料が材料を表面と穴の表面に注入するために供給される。他の実施例においては、電子部品のキャリアはストックとして保持させるブランクのシリコンゴムプラグを有する金属ベルトで形成され、新しい部品キャリアが必要なときはいつでもレーザ加工できるように準備されている。ピンで打つことにより穴を規定することは新しい部品が存在するときはいつも時間がかかる工程であり、打撃工程におおけるばらつきのために受け入れ可能な部品キャリアの低い歩留まりをもたらす。レーザ加工には、優れた正確性と大きな歩留りを持って、より柔軟に製造することを可能にする。
【０００７】
図７は、弾性プラグを加える前の金属テープ２０の例である。電子部品キャリアは、製造工程の間正確な方向と位置に複数の電子部品を一時的に保持するために設計されたアセンブリである。キャリアは長方形であり、部品を２Ｄアレイで保持するか、またはエンドレスベルトとして構成される。テープ２０は、約０．１３ｍｍ（０．００５インチ）厚さ及び約５．１ｃｍ（２．０インチ）幅のステンレス鋼の柔軟なストリップ、または他の高張力金属から形成される。テープ２０は、スペース離間相互に平行な側部マージン２２および２２によって定義され、駆動スプロケット車輪の駆動切りかすを受け取る駆動穴として機能する一連のパイロット又はスプロケット穴を有する。スプロケット穴２６は少なくとも１つに対して隣接して配置され、好ましくは両側部マージン２２及び２４はテープ２０の長さ方向に沿って均一に間隔があいている。図７は、プラグが挿入される異なる形の多様な穴を有するテープを示す。区別された形で形成される複数の穴２８、３０は、テープ２０の長さ方向に沿って間隔をおいて配置され、好ましくは側部２２と２４の中間に位置し、不均一に配置される。穴は、１対の短い端部３４によって停止された１対の細長い平行な端部３２によって規定される近い間隔をおいた丸い穴３０、または実質的に長方形の穴２８であり得る。
【０００８】
図１はポケット穴２６を有する金属テープ２０から構成される部品キャリア４０の例であり、この場合、本明細書の実施形態により形成された穴４４を有する弾性プラグ４２を有する長方形の穴２８である。テープ２０は、丸い穴３０も有することができる。好ましくは弾性材料はシリコンゴムであるが、必ずしもこれでなくてもよい。この例では、プラグ４２はテープ２０のまわりにはめ込まれ、シリコンゴムが硬化して、プラグ４２を含む材料がテープ２０の上下を硬化させ、これによってテープ２０を捕獲し、各プラグ４２を堅く付着させる。
【０００９】
図２は本明細書の実施形態により形成される穴４４を有するプラグ４２の断面図である。プラグ４２は上面４６と対向する底面４８、及びテープ２０の並行端部が捕獲される伸長するスロット５０、５２を有する。なお、穴４４の直径は伸長するスロット５０及び５２の間の距離より短く、これによってテープ２０と穴４４の間に弾性材料（例えば、シリコンゴム）を提供し、これによって電子部品を確固として保持するのを助ける材料のコンプライアンスを確保する。
【００１０】
図３は本明細書の実施形態の電子材料キャリア６２（断面図で示される）を処理するために構成されるレーザ処理システム６０である。本明細書の実施形態を具体化するために適用されるレーザ処理システムの例は、ＯＲ、ポートランドのエレクトロ・サイエンティフィック・インダストリーにより製造されるＭＭ５３３０レーザマイクロ加工システムである。この例では、レーザ処理システム６０はレーザパルス６６を放射するレーザ源６４を有する。レーザパルス６６は、全てプログラムされるコントローラの指示により、ビームポジショナー６８に導かれてフィールドオプティクス７０を貫通して、金属テープ７６の周囲に配置される弾性プラグ７４の上面７２に衝突する。コントローラ７８は、例えば、ソフトウェアプログラムの形式の指示が記憶されるリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）又は他のメモリ、及びプロセッサー、例えば、後述するようにレーザ加工を行うためにメモリに記憶された指示を実行するために構成されるセントラルプロセシングユニット（ＣＰＵ）を有する。コントローラ４８はこのためにプログラムできるように記載されている。レーザ処理システム６０の他の配列も使用することができる。
【００１１】
図３は、完成された穴７５、加工されつつある穴７７及びプラグ、例えば一度処理されたプラグ４２を形成する、電子部品キャリアに穴が加工される位置を示す。電子部品キャリア６２は、公知の技術のレーザ処理システム６０に対して配置され、その位置において、プログラムされたコントローラ７８は、レーザ源６４をビームポジショナー６８によって導かれたパルス６６を、フィールドオプティクス７０を貫通して材料を除去して目的の穴を形成するパターンで、放射するように向ける。ビームポジショナー６８は、レーザパルスをプログラク可能なパターンで上面７２を貫通するように迅速かつ正確に指示して、上面７２から対向面に延びる目標の直径を有する穴７５、７７を生成するプログラクコントローラ７８によって制御されるガルバノメータまたは他の光学機器を有することができる。この実施例では、フィールドオプティクス７０は、上面に実質的に垂直な方向から上面７２にパルスを向け、レーザパルスが穴７５、７７を正確な形に形成することを可能にするが、これは必須ではない。
【００１２】
一つに実施形態において、レーザ源６４は、赤外（ＩＲ）領域で作動し、約１０．６ミクロンの波長と約５Ｗと５０Ｗの間、より好ましくは、約１５Ｗの電力を含むパラメータを有するＣＯ２レーザ有する。替りのＣＯ２レーザは、例えば、出力波長９．２又は９．４μｍを有するものを使用することができる。ＣＯ２レーザは、通常、ＣＷまたは連続波長モードで作動する。しかしながら、聴覚−視覚モジュレータ（ＡＯＭ）などを有する追加のレーザ計測器をレーザ位源６４に付加して、ビームを周期的にさえぎり、レーザパルスを生成することもできる。この場合、レーザパルス６６の継続期間は約１マイクロ秒と１００マイクロ秒の間、より好ましくは１０ｋＨｚである。このレーザは、後に加工される加工部材の表面上に約８０ミクロンの空間的レーザスポットサイズを有する。他のレーザも本明細書の開示に基づいて使用することができる。例えば、紫外線（ＵＶ）レーザをシリコンゴムのレーザ穴加工に使用することができる。しかしながら、このようなレーザは材料の色を変えることがあり、用途によっては好ましくない。また、より高い吸収力のある材料のドープが通常要求される。ＩＲ領域におけるレーザの作動が好ましいが、ドープの必要性を取り除き、ドープにより生じる高い吸収のための熱損傷を最小化するので必ずしも必要ではない。
【００１３】
弾性材料中の電子部品を支持するための穴は、支持される部品の大きさに基づいた特定の外形を有して形成される。しかしながら、弾性材料を貫通する、特に、穴の直径に対して厚い部分貫通するテーパーが少ないかまたは無い穴の加工は難しい。１つの可能性のある方法は、穴を形成するが１つの焦点で加工しながら、レーザの焦点を変え、次いで、焦点を変え、さらに加工することである。複数の工程および調整を要求することに加えて、このような工程は大量の熱を放出し材料を燃やす傾向にある。他の選択は一方側をある程度貫通して加工し、キャリアをひっくり返し、次いで他方側を加工することである。これも複数の工程を含み、両側から加工された穴が互いに合体して穴としてなめらかな内面を形成するようにキャリアを正確に配置するという他の問題を有する。
【００１４】
これに対して、本明細書に記載されるレーザ加工のプロセスは、キャリアの位置においてひっくり返す必要はなく、またはレーザの焦点を変えることなく穴を加工するものである。このプロセスにおいては、穴の直径はレーザパルスの直径より大きいため、穴の全体の直径から材料を除去するために、加工部材の表面上のパターンにレーザパルスを分散する必要がある。本明細書では、例えば、外径、内径、スパイラルピッチ及び繰返し数などのパラメータを有するスパイラルパターンが使用される。有利には、材料を除去するために、レーザパルスが増加または減少スパイラルで分散されるか、または一連の同心円上に分散されるトレパンパターンが使用される。
【００１５】
例示の目的において、図４は、材料の損傷及び過剰な破損を最小化又は回避するために、１以上の連続したスパイラルパターンで穴を加工することを示している。この例では、穴８０は、加工部材８４、この場合シリコンゴムプラグにおいて、特定の半径を有するレーザスポット８２を使用して直径ｄにレーザ加工されることを目標とする。加工部材８４は穴の目標の大きさに比較して相対的に厚くすることができ、穴８０は加工部材の厚さと同じ大きさの直径を有することができる。穴８０は、好ましくは全体の深さを通じて丸い。例えば、加工部材８４は７５０〜１５００μｍの厚さで、他方、穴は２５μｍ未満の最小のテーパーを有することが好ましい。穴８０の直径ｄは、例えば、１〜２μｍからの範囲である。図４は、寸法を表示していない。
【００１６】
加工部材８４を加工するため、内径「ｉ」を規定する必要がある。内径「ｉ」は、ピッチ又はステップサイズの大きさ「ｓ」及び本明細書において後述する旋回の数は、結果として穴８０の内径に実質的に直線に（すなわち、最小限にテーパー付されて）なるように規定される。例えば、１ｍｍ未満の相対的に小さな穴がレーザ加工される実施形態では、内径「ｉ」は０であり得る。一つの実施形態において、内径「ｉ」は、穴８０の直径の半分より大きい。より好ましくは、内径「ｉ」は、直径「ｄ」の８０〜９０％の直径を有し、直径「ｄ」が大きければ内径「ｉ」も大きく、直径「ｄ」が大きくなっても直径「ｄ」と内径「ｉ」の差は大きく変わらない。この例においては、内径「ｉ」上に位置する点から始まる加工部材にレーザパルスが当たるように向けることにより加工が始まり、外径「ｄ」までスパイラル通路８８を沿って進む。選択的に、通路は、スパイラル通路８８に沿って進む前の内径「ｉ」の通路全体に沿ったものである。スパイラル通路８８上の２つの隣接したレーザパルス６６は、レーザスポット８２及び８６として示されている。レーザ処理システム６０は加工部材８０に対してパルス発信し移動し、加工部材８４のレーザ加工を実行するレーザパルス６６を分配する。連続するレーザパルス６６に関連したレーザスポット８２、８６間の距離であり、パルス繰り返し率と加工部材に対するレーザビームの進行速度の関数であるバイトサイズ「ｂ」によって定義される一定距離部においてレーザ６６が加工部に分布するように、レーザビーム（レーザパルス６６がレーザ源６４から加工部材８４に伝播する通路）は、加工部材８４に対して連続した態様で動く。好ましくは、これらの連続したパルス６６は近接して間隔を置くか、又は互いに接触する。すなわち、実際上、バイトサイズ「ｂ」は、スポットサイズ未満であり、したがって、パルス６６は重複する。一つの実施形態によれば、穴の多数の処理が相対的に短い時間で完了するように、レーザビームは約３７５ｍｍ／秒の速度で動くように形成される。
【００１７】
上述したように、ステップサイズ「ｓ」により通路を大きくすることによりスパイラル通路８８の半径を増大させながら、穴８０から材料を除去するために加工部材８４の表面にスパイラル通路８８に沿って動く。これは、外径８０に到達するまで多数の旋回により進められる。旋回の数は、レーザパルス６６のスポットサイズ及び直径「ｄ」と内径「ｉ」の差両者に対してステップサイズが相対的に小さくなるように選択される。この例では旋回の数は３である。より好ましくは、穴８０が１〜２ｍｍの間の直径の場合、レーザパルス６６のスポットサイズ（例えば、直径）が８０μｍであり、直径が８００μｍ、ステップサイズが５〜１５μｍの場合の旋回の数は５と１０の間である。多くの実施形態において、旋回が多すぎるとテーパーが過剰となるので、ステップサイズは５０μｍ以下が良い。約５μｍより小さいステップサイズ「ｓ」では、旋回数が多くなり過ぎ、過剰なテーパーをもたらす。本明細書における知見を用いて、例えば５ｍｍ以上の大きさのより大きな穴を加工することができる。
【００１８】
なお、図４において、スパイラル通路８８を示す線はレーザパルス６６のスポットサイズの外側範囲である。例えば、レーザパルス６６が一般的にステップサイズ「ｓ」より大きい丸いスポット（例えば、８０μｍＶＳ５〜５０μｍ）の均一な通路を形成する場合、スパイラル通路８８のそれぞれの旋回は、前の旋回から直径「ｄ」に沿った最終通路が横断されるまで、材料の除去をもたらす。選択的に、レーザパルス６６はスパイラル通路８８に沿って進むトレパンパターンを形成する。このような場合、レーザパルス６６は、レーザパルス６６がスパイラル通路８８に沿って形成する場合のスパイラル通路８８に沿った材料を除去するために、スパイラルの直径を減少または増大するか、または一連の同心円に分布する。この選択は、加工部材８４に対するレーザ加工システムのさらなる移動を必要とするが、容易に移動する光学機器を有することが望ましい。この場合、スポットサイズは変化し、スパイラル又は同心円通路の直径を意味し、レーザパルス６６それ自体の直径ではない。
【００１９】
スパイラル通路８８のパターンは加工部材８４の全行程を通じて材料を除去するために少なくとも２回繰り返さなければならない。スパイラル通路８８の繰り返し数は一部には加工部材の深さに依存するが、強度及びスポットサイズにも依存する。多すぎるか又は少なすぎる繰り返しは過剰なテーパーをもたらす。１０未満及び恐らく６以下の繰り返しは本明細書に記載される典型的な穴に望ましいものである。レーザパルスにより旋回された重複するスパイラル通路のために、材料の除去は相対的に速く、しかし、シリコンゴムに損傷をもたらす材料の局部的な加熱のおそれがある。一般的に、材料の除去速度は、局部加熱からの材料に対する損傷を最小にし、テーパーを最小にしつつ、材料の速い除去速度を提供するように調整されたレーザパラメータの関数である。
【００２０】
上記の実施形態は内側直径「ｉ」で開始し、スパイラル通路８８の各繰り返しにより直径「ｄ」を進む（いわゆるインサイドアウト）が、これが必須ではない。それぞれの繰り返しは、ピッチ又はサイズ「ｓ」により直径「ｄ」から内側直径「ｉ」に進むことができる（いわゆるアウトサイドイン）。あるいは、各繰り返しはアウトサイドインとインサイドアオウトを交互に行うことができる。また、通路８８はスパイラルである必要はなく、ピッチ又はステップサイズ「ｓ」を有する同心円を含むことができる。
【００２１】
本明細書の実施形態は、スパイラル通路８８の繰り返しと共に進行する前に内側直径「ｉ」の外側寸法を有するプラグが除去される２段階プロセスを実行することもできる。レーザパルス６６は通路９４に沿って進むことができ、この実施例では、内側直径又は中央の開始点９３から始まり、大きな穴８０の内径「ｄ」に沿った通路９２で終わる上記と同様の様式でスパイラルは進む。通路９４は繰り返し旋回し、少なくとも２回、通常は隣接通路間で約６０μｍのピッチを有して、穴の側面壁の品質を犠牲に加工速度を増大させる。通路９４は、スパイラル通路８８のように、内側に又は外側に進むことができる。また、通路９４は図示されるようなスパイラル通路である必要はない。通路９４は内径「ｉ」で定義される通路９２通路に沿って旋回する単一の円形通路であることができる。内側の穴の外側直径又はプラグは内側直径「ｉ」から「直径ｄ」に旋回するプロセスの第２段階で除去されるため、内径「ｉ」についての穴の品質は、２つの段階における特別な問題ではない。この２つの段階は、例えば、１ｍｍを超える、加工部材８４に使用される厚い材料のとき特に望ましいが、穴８０の直径が相対的に大きいとき、例えば、１ｍｍより大きく約２ｍｍまでのときにも有益である。２つの段階における第１段階は穴８０の中心９３を貫通して全ての経路において材料を除去するように指定されていて、上記のプロセスの第２段階により生成した破片を除去することを可能にするスルーホールを形成し、通路８８に沿ったプロセスの間熱を発散させるのを可能にする。内側直径「ｉ」は、望ましい品質を提供するために望ましい大きさの段階で、内側直径「ｉ」と外側直径「ｄ」の間で多くの通路を生むために通常選ばれ、２段階プロセスを使用するとき、プラグが除去されるときの速度を最大化する。これは、直径「ｄ」において望ましい穴を維持しながら迅速で効率的な加工を提供する。
【００２２】
上記のいずれのプロセスにおいても、穴８０の丸い形をゆがめながらどんなに少しの量の材料も除去するように外側直径の内側に沿って最後の通路が生じる。
図５Ａは、上記の２つのプロセスにおいて、シリコンゴム１００の上面から底面の伸びる穴をレーザ加工することによって本明細書の実施形態によって形成される穴１１２である。上記の材料を除去するために使用されるレーザパラメータのために、このプロセスは、上部直径と底部直径の差が目標量未満である図５Ａに示される穴１１３を形成する。通常のこの差は直径が等しいとみなされるぐらい無視できるものである。また、本明細書の実施形態によってシリコンゴム中に穴１１２を形成することにより、特により厚い材料が加工される場合、穴１１２中に加工されない材料のテーパー部又は「ウエスト」を残すことができる。好ましいある実施形態においては、このテーパー部は存在しないし、穴１１２の直径は上部直径から底部直径まで実質的に変化しない（すなわち、ほぼ同じである）。テーパー部１１６が存在する場合、最小限のものであるべきである。すなわち、直径「ｄ」に比較して、テーパー部１１６における穴１１２の直径は直径「ｄ」と２．５％未満の差であることが好ましい。例えば、直径「ｄ」が１〜２ｍｍである場合、テーパー部１１６は、上部直径１０８及び底部直径１１０により形成された内壁から１００μｍ以上は伸びず、好ましくは２５μｍ未満である。
【００２３】
図５Ｂに示されるように、本明細書に記載される正確に制御された加工により、電子部品１１４を容易に挿入し、正確に配置することができるが、電子部品は処理され、処理により損傷することなく容易に解放される。なお、部品１１４の上端部表面１１８はシリコンゴム１００の上部表面１０４に伸び、部品１１４の底部端部表面１２０はシリコンゴム１００の底部表面１０６を超えて延びる。この構造により、部品１１４の両端部を同時に処理するために、シリコンゴム１００によってしっかりと保持されながら両端部にアクセスすることが可能となり、望ましい結果が得られる。テーパー部１１６により生成される直径の減少は、これが存在するとき、部品１１４を保持するのを助ける。
【００２４】
本明細書に記載される実施形態は、弾性材料、特に硬化したシリコンを貫通する穴を、穴に注入することなく形成する。これは、新しい設計の迅速な原型を作ることを可能にし、鋳型の修理や購入の必要をなくすことにより設備のコストを減らすことを可能にする。また、プロセスはシリコン材料を黒焦げに又は劣化することなく、板構造を適量の時間で十分速く加工することができる。このような穴が形成されるとき、本明細書の開示とは対照的に設計の変更は新しい鋳型を必要とする。また、本実施形態は、成形の修復に高額が必要とされる穴の不良形成をもたらす鋳型の損傷の問題を克服する。
【００２５】
本発明が特定の実施例と関連して記載されるが、本発明が開示された実施例に限られず、むしろ、添付の請求の範囲に含まれるさまざまな変更態様および等価な構成を包含することを目的としていることを理解すべきであり、その範囲は、法律により許容される全ての変更及び等価な構造を包含するように最も広く解釈されるものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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