− 46 −レーザプロセッシングレーザプロセッシングAF-2017219一般研究開発助成AF-2017220一般研究開発助成レーザー加工レーザー蒸着法，二酸化炭素，機能性材料合成satoru@kistec.jpレーザ加工脆性材料，ガラス，熱応力，き裂誘導，割断加工，応力拡大係数morita@sasebo.ac.jp神奈川県立産業技術総合研究所 電子技術部 グループリーダー佐世保工業高等専門学校 機械工学科 准教授金子 智森田 英俊二酸化炭素を用いた優しい酸化雰囲気でのレーザ蒸着法による成膜脆性材料内部を進展するステルスき裂を利用した高速非接触ドライ割断加工技術の開発（ステルスき裂成長に適したレーザ加熱光学系の製作と検証）レーザー蒸着法を用いた機能性材料合成を行なった。炭素系材料は酸素中では表面の粗い膜しか成長しなかったが、二酸化炭素中の成長ではチタン酸ストロンチウム(SrTiO)上で平坦な成長を確認した。シリコン基板上では球状に、サファイアやイットリア安定ジルコニア(YSZ)は表面の粗い膜が成長した。また、シリコン基板上では酸化マグネシウム(MgO)の成膜も行なっている。酸素中では基板の結晶構造を反映した単結晶が成長するが、二酸化炭素中では多結晶成長するようである。X線回折観察では、どちらのMgOも格子定数が収縮していた。MgOの単結晶成長では4回対称のシリコン基板表面に対して45度面内回転する成長(45度回転)と4回対称上にそのまま4回対称で成長する(cubic on cubic)場合がある。格子が収縮場合には、cubic on cubic成長が安定することを分子動力学シミュレーションで示した。テレビやスマートフォンのディスプレイ等で利用される薄板ガラスの割断には，レーザ照射直後を水冷し，表面き裂を誘導して割断するレーザスクライブ加工が主流である．この加工法は，切りしろがなく，割断面が鏡面となるなどのメリットがあるが，水冷工程のため，電子デバイスと一体になっているものには向かないことや，ウォーターマークが残るなどの欠点が存在する．一方，本研究室のレーザによる鏡面溝加工の研究において，溝を生成する水平き裂よりも前方に，縦き裂が先行している様子が確認された．これは，加熱時の引張応力によるき裂誘導と考えられ，この現象を利用することで，高速で水冷の必要がない新しい割断技術になりうると考えた．そこで本研究では，この縦き裂を利用して高速ドライ割断する技術を開発するために，その発生メカニズムの解明と，最適加工条件について検証した結果について報告する．
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