JP2014214036A - Method for forming through-hole through glass substrate by using laser - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザを用いてガラス基板に貫通孔を形成する方法に関する。 The present invention relates to a method for forming a through hole in a glass substrate using a laser.
従来より、レーザを用いて、ガラス基板に貫通孔などを形成する技術が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a technique for forming a through hole or the like in a glass substrate using a laser is known.
例えば、非特許文献1には、エキシマレーザを用いて、ガラス基板に貫通孔を形成する方法が記載されている。 For example, Non-Patent Document 1 describes a method of forming a through hole in a glass substrate using an excimer laser.
前述のように、レーザを用いて、ガラス基板に貫通孔を形成する技術が知られている。しかしながら、従来の方法では、レーザを用いてガラス基板に貫通孔を形成した場合、しばしば、ガラス基板に割れやクラックが発生するという問題が生じ得る。 As described above, a technique for forming a through hole in a glass substrate using a laser is known. However, in the conventional method, when a through hole is formed in a glass substrate using a laser, there is often a problem that a crack or a crack occurs in the glass substrate.
本発明は、このような背景に鑑みなされたものであり、本発明では、レーザを用いてガラス基板に貫通孔を形成する際に、クラックの発生を有意に抑制できる方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a background, and an object of the present invention is to provide a method capable of significantly suppressing the occurrence of cracks when forming a through hole in a glass substrate using a laser. And
本発明では、レーザを用いてガラス基板に貫通孔を形成する方法であって、
(a)ガラス基板の第1の表面および第2の表面の各々に、樹脂フィルムを設置し、被加工体を形成する工程と、
(b)前記被加工体の第1の照射領域に第1のレーザ光を照射して、前記ガラス基板に、第1の表面から第2の表面まで貫通する貫通孔を形成する工程と、
を有し、
前記(b)の工程は、
(c)前記被加工体の第1の照射領域に第1のレーザ光を照射する前に、局部加熱手段を用いて、前記被加工体の前記第1の照射領域を含む第2の照射領域を、100℃以上200℃以下の温度に加熱する工程、
を有することを特徴とする方法が提供される。
In the present invention, a method of forming a through hole in a glass substrate using a laser,
(A) installing a resin film on each of the first surface and the second surface of the glass substrate to form a workpiece;
(B) irradiating the first irradiation region of the workpiece with a first laser beam to form a through-hole penetrating from the first surface to the second surface in the glass substrate;
Have
The step (b)
(C) a second irradiation region including the first irradiation region of the workpiece by using a local heating unit before irradiating the first irradiation region of the workpiece with the first laser beam; A step of heating to a temperature of 100 ° C. or higher and 200 ° C. or lower,
There is provided a method characterized by comprising:
ここで、前記被加工体の前記第1の照射領域を含む第2の照射領域を、100℃以上200℃以下の温度に加熱する工程は、前記被加工体の第1の照射領域への第1のレーザ光の照射が完了後も継続されてもよい。 Here, the step of heating the second irradiation region including the first irradiation region of the workpiece to a temperature of 100 ° C. or more and 200 ° C. or less includes the step of heating the first irradiation region of the workpiece to the first irradiation region. One laser beam irradiation may be continued after completion.
また、本発明では、レーザを用いてガラス基板に貫通孔を形成する方法であって、
(a)ガラス基板の第1の表面および第2の表面の各々に、樹脂フィルムを設置し、被加工体を形成する工程と、
(b)前記被加工体の第1の照射領域に第1のレーザ光を照射して、前記ガラス基板に、第1の表面から第2の表面まで貫通する貫通孔を形成する工程と、
を有し、
前記(b)の工程は、
(d)第1のレーザ光が前記被加工体の第1の照射領域に照射されると同時に、または第1のレーザ光が前記被加工体の第1の照射領域に照射されてから前記貫通孔が形成されるまでの間に、局部加熱手段を用いて、前記被加工体の前記第1の照射領域を含む第2の照射領域内で、前記被加工体の前記第1の照射領域以外の前記第2の照射領域の温度を、100℃以上200℃以下の温度に加熱する工程、
を有することを特徴とする方法が提供される。
Further, in the present invention, a method of forming a through hole in a glass substrate using a laser,
(A) installing a resin film on each of the first surface and the second surface of the glass substrate to form a workpiece;
(B) irradiating the first irradiation region of the workpiece with a first laser beam to form a through-hole penetrating from the first surface to the second surface in the glass substrate;
Have
The step (b)
(D) The first laser beam is irradiated onto the first irradiation region of the workpiece, or at the same time as the first laser beam is irradiated onto the first irradiation region of the workpiece. Until the hole is formed, using the local heating means, in the second irradiation area including the first irradiation area of the workpiece, other than the first irradiation area of the workpiece Heating the temperature of the second irradiation region to a temperature of 100 ° C. or higher and 200 ° C. or lower;
There is provided a method characterized by comprising:
ここで、前記被加工体の前記第1の照射領域を含む第2の照射領域を、100℃以上200℃以下の温度に加熱する工程は、前記被加工体の第1の照射領域への第1のレーザ光の照射が完了後も継続されてもよい。 Here, the step of heating the second irradiation region including the first irradiation region of the workpiece to a temperature of 100 ° C. or more and 200 ° C. or less includes the step of heating the first irradiation region of the workpiece to the first irradiation region. One laser beam irradiation may be continued after completion.
また、本発明による方法において、前記第1のレーザ光は、パルス波形を有してもよい。 In the method according to the present invention, the first laser beam may have a pulse waveform.
また、本発明による方法において、前記局部加熱手段は、第2のレーザ源または赤外線ランプであってもよい。 In the method according to the present invention, the local heating means may be a second laser source or an infrared lamp.
また、本発明による方法において、前記樹脂フィルムは、ポリエチレンテレフタレートまたはポリイミドを含んでもよい。 In the method according to the present invention, the resin film may include polyethylene terephthalate or polyimide.
本発明では、レーザを用いてガラス基板に貫通孔を形成する際に、クラックの発生を有意に抑制できる方法を提供できる。 In the present invention, when a through hole is formed in a glass substrate using a laser, it is possible to provide a method capable of significantly suppressing the occurrence of cracks.
以下、図面を参照して、本発明について説明する。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings.
まず、本発明の構成および特徴をより良く理解するため、図1を参照して、レーザを用いてガラス基板に貫通孔を形成する従来の方法について簡単に説明する。 First, in order to better understand the configuration and features of the present invention, a conventional method for forming a through hole in a glass substrate using a laser will be briefly described with reference to FIG.
図1には、レーザを用いてガラス基板に貫通孔を形成する際に使用される、一般的な装置の構成を概略的に示す。 FIG. 1 schematically shows a configuration of a general apparatus used when forming a through hole in a glass substrate using a laser.
図1に示すように、装置100は、レーザ源110およびレンズ120を有する。レーザ源110は、レーザ光112をレンズ120に向かって照射する。レーザ光110は、レンズ120により収束され、収束レーザ光114が生じる。収束レーザ光114は、被加工体150の照射領域140に照射される。
As shown in FIG. 1, the
被加工体150は、ガラス基板160と、該ガラス基板の両表面に設置された第1および第2の樹脂フィルム170、175とを有する。第1および第2の樹脂フィルム170、175は、ガラス基板160のレーザ加工の際に発生するデブリ(加工屑)が、ガラス基板160の表面に付着することを防止するために使用される。
The
収束レーザ光114が被加工体150の照射領域140に照射されると、照射領域140およびその直下の温度が局部的に急激に上昇し、この領域に存在する物質(例えば第1の樹脂フィルム170)が除去される。さらに、収束レーザ光114の熱は、被加工体150の深さ方向に伝達する。これにより、第1の樹脂フィルム170から、ガラス基板160、および第2の樹脂フィルム175まで、照射領域140の深さ方向(図1のZ方向)に存在する一連の領域が順次除去される。
When the focused
その結果、ガラス基板160の所望の位置に、貫通孔145を形成できる。
As a result, the
ここで、このような従来の方法により、ガラス基板160に貫通孔145を形成した場合、しばしば、ガラス基板160の貫通孔145の近傍に、割れやクラックが発生するという問題が生じ得る。このような割れやクラックは、収束レーザ光114から被加工体150への入熱、および被加工体150からの放熱によって、ガラス基板160に大きな熱応力が発生する結果、生じるものと考えられる。
Here, when the through-
これに対して、本願の第1発明では、
レーザを用いてガラス基板に貫通孔を形成する方法であって、
(a)ガラス基板の第1の表面および第2の表面の各々に、樹脂フィルムを設置し、被加工体を形成する工程と、
(b)前記被加工体の第1の照射領域に第1のレーザ光を照射して、前記ガラス基板に、第1の表面から第2の表面まで貫通する貫通孔を形成する工程と、
を有し、
前記(b)の工程は、
(c)前記被加工体の第1の照射領域に第1のレーザ光を照射する前に、局部加熱手段を用いて、前記被加工体の前記第1の照射領域を含む第2の照射領域を、100℃以上200℃以下の温度に加熱する工程、
を有することを特徴とする方法が提供される。
In contrast, in the first invention of the present application,
A method of forming a through hole in a glass substrate using a laser,
(A) installing a resin film on each of the first surface and the second surface of the glass substrate to form a workpiece;
(B) irradiating the first irradiation region of the workpiece with a first laser beam to form a through-hole penetrating from the first surface to the second surface in the glass substrate;
Have
The step (b)
(C) a second irradiation region including the first irradiation region of the workpiece by using a local heating unit before irradiating the first irradiation region of the workpiece with the first laser beam; A step of heating to a temperature of 100 ° C. or higher and 200 ° C. or lower,
There is provided a method characterized by comprising:
また、本願の第2発明では、
レーザを用いてガラス基板に貫通孔を形成する方法であって、
(a)ガラス基板の第1の表面および第2の表面の各々に、樹脂フィルムを設置し、被加工体を形成する工程と、
(b)前記被加工体の第1の照射領域に第1のレーザ光を照射して、前記ガラス基板に、第1の表面から第2の表面まで貫通する貫通孔を形成する工程と、
を有し、
前記(b)の工程は、
(d)第1のレーザ光が前記被加工体の第1の照射領域に照射されると同時に、または第1のレーザ光が前記被加工体の第1の照射領域に照射されてから前記貫通孔が形成されるまでの間に、局部加熱手段を用いて、前記被加工体の前記第1の照射領域を含む第2の照射領域を、100℃以上200℃以下の温度に加熱する工程、
を有することを特徴とする方法が提供される。
In the second invention of the present application,
A method of forming a through hole in a glass substrate using a laser,
(A) installing a resin film on each of the first surface and the second surface of the glass substrate to form a workpiece;
(B) irradiating the first irradiation region of the workpiece with a first laser beam to form a through-hole penetrating from the first surface to the second surface in the glass substrate;
Have
The step (b)
(D) The first laser beam is irradiated onto the first irradiation region of the workpiece, or at the same time as the first laser beam is irradiated onto the first irradiation region of the workpiece. A step of heating the second irradiation region including the first irradiation region of the workpiece to a temperature of 100 ° C. or more and 200 ° C. or less using a local heating means until a hole is formed;
There is provided a method characterized by comprising:
図2には、本願の第1発明および/または第2発明を実施する際に使用され得る装置の構成を概略的に示す。 FIG. 2 schematically shows the configuration of an apparatus that can be used in carrying out the first invention and / or the second invention of the present application.
図2に示すように、この装置200は、基本的に、図1に示した従来の装置100と同様の構成を有する。従って、図2に示した装置200において、図1に示した従来の装置100と同様の部材には、図1に示した参照符号に100を加えた参照符号が使用されている。例えば、装置200は、第1のレーザ源210およびレンズ220等を有する。
As shown in FIG. 2, the
ただし、図2に示すように、この装置200は、第1のレーザ源210とは別の加熱手段230を有する点で、図1に示した装置100とは異なっている。
However, as shown in FIG. 2, the
加熱手段230は、被加工体250を局部的に加熱できる手段であれば、その種類は、特に限られない。加熱手段230は、例えば、第1のレーザ源210とは別のレーザ源、または赤外線ランプ等であってもよい。加熱手段230は、熱線232(レーザ光を含む)により、第1のレーザ源210による照射領域240(第1の照射領域240)に比べて、より広い領域(第2の照射領域)248をスポット的に加熱できる。
If the heating means 230 is a means which can heat the to-
このような装置200を使用して、被加工体250のガラス基板260に貫通孔245(貫通溝を含む。以下同じ)などの構造物を形成する際には、例えば、第1のレーザ源210からレンズ220を介して、収束レーザ光214を被加工体250の第1の照射領域240に照射する前に、加熱手段230からの熱線232によって、被加工体250の第2の照射領域248が加熱される(補助加熱処理)。この補助加熱処理により、第2の照射領域248の温度が、100℃〜200℃の範囲で上昇する。
When using such an
次に、第1のレーザ源210から第1のレーザ光212が放射され、この第1のレーザ光212は、レンズ220を通過して、収束レーザ光214となる。この収束レーザ光214は、被加工体250の第1の照射領域240に照射される(本加工処理)。
Next, the
この本加工処理の際には、被加工体250の第1の照射領域240を含む第2の照射領域248は、既に加熱され、温度が上昇している。従って、この状態で、第2の照射領域248よりも狭い、第1の照射領域240に収束レーザ光114を照射した場合、収束レーザ光214の照射による被加工体250への入熱による急激な温度上昇を、有意に緩和できる。また、特に、加熱手段230による補助加熱処理を、本加工処理完了まで継続した場合、収束レーザ光214の照射を停止した際の被加工体250からの放熱による急激な温度低下も、有意に緩和できる。
During the main processing, the
このため、このような方法では、ガラス基板260に生じ得る熱応力を有意に緩和することが可能となる。また、これにより、加工後に、ガラス基板260の貫通孔245の近傍に、割れやクラックが発生するという問題を有意に抑制できる。
For this reason, in such a method, it becomes possible to relieve | moderate the thermal stress which may arise in the
あるいは、例えば、収束レーザ光214により、被加工体250の第1の照射領域240が照射されると同時に、または収束レーザ光214が被加工体250の第1の照射領域240に照射された後に、補助加熱処理、すなわち加熱手段230からの熱線232により、被加工体250の第2の照射領域248を、100℃〜200℃に加熱してもよい。この場合も、前述のような効果を得ることができる。
Alternatively, for example, the
例えば、補助加熱処理と本加工処理を同時に開始し、本加工処理完了後に補助加熱処理を継続した場合、被加工体250からの放熱による急激な温度低下を有意に緩和できる。本加工処理の継続中に、補助加熱処理を開始し、本加工処理の完了後に補助加熱処理を継続した場合も、同様である。
For example, when the auxiliary heating process and the main processing process are started at the same time and the auxiliary heating process is continued after the completion of the main processing process, a rapid temperature decrease due to heat dissipation from the
このように、本願の第1発明および第2発明では、収束レーザ光214を用いた本加工処理による被加工体250の急激な温度上昇、および/または収束レーザ光214の照射停止による被加工体250の急激な温度降下を有意に緩和できる。従って、本願の第1発明および第2発明では、加工後に、ガラス基板260の貫通孔245の近傍に、割れやクラックが発生するという問題を有意に抑制できる。
As described above, according to the first and second inventions of the present application, the object to be processed due to the rapid temperature rise of the
なお、本願の第1発明では、被加工体250の第2の照射領域248の温度とは、第1の照射領域240に第1のレーザ光を照射する前の、前記被加工体の前記第1の照射領域を含む第2の照射領域248の温度を意味する。一方、本願の第2発明では、被加工体250の第2の照射領域248の温度とは、被加工体250の第1の照射領域240以外の第2の照射領域248の温度を意味する。
In the first invention of the present application, the temperature of the
(本発明の一実施例による貫通孔形成方法について)
次に、図3を参照して、本発明の一実施例によるガラス基板に貫通孔を形成する方法(以下、「第1の貫通孔形成方法」という)について説明する。
(About the through-hole formation method by one Example of this invention)
Next, a method for forming a through hole in a glass substrate according to an embodiment of the present invention (hereinafter, referred to as “first through hole forming method”) will be described with reference to FIG.
図3には、第1の貫通孔形成方法のフローを模式的に示す。 In FIG. 3, the flow of the 1st through-hole formation method is shown typically.
図3に示すように、第1の貫通孔形成方法は、
(a)ガラス基板の第1の表面および第2の表面の各々に、樹脂フィルムを設置し、被加工体を形成するステップ(ステップS110)と、
(b)前記被加工体の第1の照射領域に第1のレーザ光を照射して、前記ガラス基板に、第1の表面から第2の表面まで貫通する貫通孔を形成するステップであって、前記被加工体の第1の照射領域に第1のレーザ光を照射する前に、局部加熱手段を用いて、前記被加工体の前記第1の照射領域を含む第2の照射領域を、100℃以上200℃以下の温度に加熱する工程を有するステップ(ステップS120)と、
を有する。
As shown in FIG. 3, the first through hole forming method is:
(A) installing a resin film on each of the first surface and the second surface of the glass substrate to form a workpiece (step S110);
(B) irradiating the first irradiation region of the workpiece with a first laser beam to form a through-hole penetrating from the first surface to the second surface in the glass substrate; Before irradiating the first irradiation region of the workpiece with the first laser beam, the second irradiation region including the first irradiation region of the workpiece using the local heating means, A step (step S120) including a step of heating to a temperature of 100 ° C. or higher and 200 ° C. or lower;
Have
以下、各ステップについて詳しく説明する。なお、以下の説明では、明確化のため、各部材を表す際に、図2に示した参照符号を使用することにする。また、以下の説明では、一例として、加熱手段230として、第2のレーザ源230を使用した場合の各ステップについて説明する。ただし、以下の記載が、第2のレーザ源以外の加熱手段230を使用した場合にも、同様に適用できることは、当業者には明らかである。
Hereinafter, each step will be described in detail. In the following description, for the sake of clarity, reference numerals shown in FIG. 2 will be used when representing each member. Further, in the following description, as an example, each step when the
(ステップS110)
まず、貫通孔加工用のガラス基板260、および2枚の樹脂フィルム270、275が準備される。
(Step S110)
First, a
ガラス基板260は、第1の表面262および第2の表面264を有する。ガラス基板260の第1の表面262には、第1の樹脂フィルム270が設置され、ガラス基板260の第2の表面264には、第2の樹脂フィルム275が設置され、これにより、被加工体250が構成される。
The
ガラス基板260の組成は、特に限られない。ガラス基板は、例えば、ソーダライムガラス、ホウケイ酸ガラス、シリカガラス、および無アルカリガラス等であってもよい。また、ガラス基板260の寸法は、特に限られない。例えば、ガラス基板260の厚さは、例えば、0.05mm〜0.7mmの範囲であってもよい。
The composition of the
同様に、第1および第2の樹脂フィルム270、275の種類および寸法は、特に限られない。第1および第2の樹脂フィルム270、275は、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、またはポリイミド等であってもよい。なお、PETの耐熱温度は、約120℃である。また、ポリイミドの耐熱温度は、約200℃である。第1および第2の樹脂フィルム270、275の厚さは、例えば、0.005mm〜0.2mmの範囲である。
Similarly, the types and dimensions of the first and
なお、第1および第2の樹脂フィルム270、275の種類および厚さは、同一であっても、異なっていてもよい。
Note that the types and thicknesses of the first and
(ステップS120)
次に、ステップS110で構成された被加工体250が、例えば図2に示したような装置200内に設置される。
(Step S120)
Next, the to-
次に、被加工体250に対して、補助加熱処理が実施される。すなわち、第2のレーザ源230からの第2のレーザ光232により、被加工体250の第2の照射領域248が加熱される。この補助加熱処理により、第2の照射領域248の温度が、100℃〜200℃に上昇する。
Next, an auxiliary heating process is performed on the
なお、以降に実施される本加工処理における熱応力緩和の観点からは、補助加熱処理によって加熱される第2の照射領域248の温度は、高い方が好ましい。しかしながら、第2の照射領域248の温度が200℃を超えると、樹脂フィルム270、275の材料として耐熱樹脂(ポリイミド)を使用した場合でも、樹脂フィルム270、275が熱分解してしまうという問題が生じる。また、第2の照射領域248の温度が100℃未満では、あまり補助加熱処理の効果が認められなくなる。このため、第2の照射領域248の温度は、100℃〜200℃の範囲とする。
Note that, from the viewpoint of thermal stress relaxation in the main processing performed thereafter, the temperature of the
また、第2の照射領域248の面積S2は、特に限られないが、被加工体250に対して、あまりに広範囲にわたって補助加熱処理を実施すると、被加工体250に「反り」が生じるおそれがある。このため、第2の照射領域248の面積S2は、例えば、1mm2〜10mm2の範囲であることが好ましい。
In addition, the area S2 of the second
次に、補助加熱処理を継続したまま、あるいは補助加熱処理を停止した直後に、本加工処理が実施される。すなわち、第1のレーザ源210から第1のレーザ光212が放射される。この第1のレーザ光212は、レンズ220を通過して、収束レーザ光214となる。また、この収束レーザ光214は、被加工体250の第1の照射領域240に照射される。
Next, the main processing is performed while continuing the auxiliary heat treatment or immediately after stopping the auxiliary heat treatment. That is, the
第1のレーザ源210から照射される第1のレーザ光は、パルス波形であってもよい。
The first laser light emitted from the
本加工処理により、被加工体250の第1の照射領域240の温度が上昇し、この第1の照射領域240、およびその下側に存在する物質、すなわち、第1の樹脂フィルム170、ガラス基板160、および第2の樹脂フィルム175が順次除去される。
By this processing, the temperature of the
その結果、ガラス基板260の所望の位置に、貫通孔245が形成される。なお、第1および第2の樹脂フィルム270、275は、最終的に剥離除去されてもよい。
As a result, a through
前述のように、本加工処理の際には、補助加熱処理により、被加工体250の第2の照射領域248は、既に加熱され、温度が上昇している。従って、この状態で、第2の照射領域248よりも狭い、第1の照射領域240に収束レーザ光114を照射した場合、収束レーザ光214の照射による被加工体250への入熱による急激な温度上昇を、有意に緩和できる。
As described above, in the main processing, the
その結果、加工後に、ガラス基板260の貫通孔245の近傍に、割れやクラックが発生するという問題を有意に抑制することが可能となる。
As a result, it is possible to significantly suppress the problem that cracks or cracks occur in the vicinity of the through
ここで、図4〜図7を参照して、このような第1の貫通孔形成方法における、本加工処理の際の第1のレーザ源210の出力P1と、補助加熱処理の際の第2のレーザ源230の出力P2との関係の一例について説明する。
Here, referring to FIG. 4 to FIG. 7, in such a first through hole forming method, the output P 1 of the
なお、以下の説明では、第1のレーザ源210から照射される第1のレーザ光212(さらには収束レーザ光214)は、時間t1からt2の間で出力されるパルス波(最大値P1max)であると仮定する。また、第2のレーザ源230から照射される第2のレーザ光232は、最大値がP2maxの矩形状連続波であると仮定する。
In the following description, first laser beam 212 (more convergent laser beam 214), the pulse wave (the maximum value output between the time t 1 of t 2 which is irradiated from the first laser source 210 P 1max ). Further, it is assumed that the
図4〜図7には、補助加熱処理の際の第2のレーザ源230の出力P2と、本加工処理の際の第1のレーザ源210の出力P1とを重ね合わせたタイミングチャートを概略的に示す。
The 4-7, the output P 2 of the
図4に示すタイミングチャートは、時間0から補助加熱処理を開始し、本加工処理の直前に、補助加熱処理を停止する場合のタイミングチャートに相当する。すなわち、この例では、第2のレーザ源230を用いた補助加熱処理は、時間0〜t1の間継続されるが、時間t1において中断される。一方、第1のレーザ源210による本加工処理は、時間t1からt2の間実施される。
The timing chart shown in FIG. 4 corresponds to a timing chart in the case where the auxiliary heating process is started from time 0 and the auxiliary heating process is stopped immediately before the main processing process. That is, in this example, auxiliary heating treatment using a
このようなタイミングで補助加熱処理および本加工処理を実施した場合、収束レーザ光214の照射による被加工体250への入熱による急激な温度上昇を、有意に緩和できる。
When the auxiliary heating process and the main processing process are performed at such timing, a rapid temperature increase due to heat input to the
次に、図5に示すタイミングチャートは、時間0から補助加熱処理を開始し、本加工処理の途中に、補助加熱処理を停止する場合のタイミングチャートに相当する。すなわち、この例では、第2のレーザ源230を用いた補助加熱処理は、時間0〜t3の間継続されるが(t3<t2)、時間t3において中断される。一方、第1のレーザ源210による本加工処理は、時間t1からt2の間実施される。
Next, the timing chart shown in FIG. 5 corresponds to a timing chart in the case where the auxiliary heating process is started from time 0 and the auxiliary heating process is stopped during the main processing. That is, in this example, auxiliary heating treatment using a
このようなタイミングで補助加熱処理および本加工処理を実施した場合も、収束レーザ光214の照射による被加工体250への入熱による急激な温度上昇を、有意に緩和できる。
Even when the auxiliary heating process and the main processing process are performed at such timing, the rapid temperature increase due to heat input to the
次に、図6に示すタイミングチャートは、時間0から補助加熱処理を開始し、本加工処理の完了と同時に、補助加熱処理を停止する場合のタイミングチャートに相当する。すなわち、この例では、第2のレーザ源230を用いた補助加熱処理は、時間0〜t2の間継続されるが、時間t2において中断される。一方、第1のレーザ源210による本加工処理は、時間t1からt2の間実施される。
Next, the timing chart shown in FIG. 6 corresponds to a timing chart in the case where the auxiliary heating process is started from time 0 and the auxiliary heating process is stopped simultaneously with the completion of the main processing. That is, in this example, auxiliary heating treatment using a
このようなタイミングで補助加熱処理および本加工処理を実施した場合も、収束レーザ光214の照射による被加工体250への入熱による急激な温度上昇を、有意に緩和できる。
Even when the auxiliary heating process and the main processing process are performed at such timing, the rapid temperature increase due to heat input to the
次に、図7に示すタイミングチャートは、時間0から補助加熱処理を開始し、本加工処理の完了後も、補助加熱処理を継続する場合のタイミングチャートに相当する。すなわち、この例では、第2のレーザ源230を用いた補助加熱処理は、時間0〜t3の間継続され(t3>t2)、時間t3において中断される。一方、第1のレーザ源210による本加工処理は、時間t1からt2の間実施される。
Next, the timing chart shown in FIG. 7 corresponds to a timing chart in the case where the auxiliary heating process is started from time 0 and the auxiliary heating process is continued even after the completion of the main processing. That is, in this example, auxiliary heating treatment using a
このようなタイミングで補助加熱処理および本加工処理を実施した場合、収束レーザ光214の照射による被加工体250への入熱による急激な温度上昇に加えて、収束レーザ光214の照射を停止した際の被加工体250からの放熱による急激な温度低下も、有意に緩和できる。
When the auxiliary heating process and the main processing process are performed at such timing, the irradiation of the
従って、加工後に、ガラス基板260の貫通孔245の近傍に、割れやクラックが発生する可能性を、よりいっそう抑制できる。
Therefore, it is possible to further suppress the possibility of occurrence of cracks or cracks in the vicinity of the through
(本発明の一実施例による別の貫通孔形成方法について)
次に、図8を参照して、本発明の一実施例によるガラス基板に貫通孔を形成する別の方法(以下、「第2の貫通孔形成方法」という)について説明する。
(About another through-hole formation method by one Example of this invention)
Next, another method for forming a through hole in a glass substrate according to an embodiment of the present invention (hereinafter referred to as “second through hole forming method”) will be described with reference to FIG.
図8には、第2の貫通孔形成方法のフローを模式的に示す。 In FIG. 8, the flow of the 2nd through-hole formation method is shown typically.
図8に示すように、第2の貫通孔形成方法は、
(a)ガラス基板の第1の表面および第2の表面の各々に、樹脂フィルムを設置し、被加工体を形成するステップ(ステップS210)と、
(b)前記被加工体の第1の照射領域に第1のレーザ光を照射して、前記ガラス基板に、第1の表面から第2の表面まで貫通する貫通孔を形成するステップであって、第1のレーザ光が前記被加工体の第1の照射領域に照射されると同時に、または第1のレーザ光が前記被加工体の第1の照射領域に照射されてから貫通孔が形成されるまでの間に、局部加熱手段を用いて、前記被加工体の前記第1の照射領域を含む第2の照射領域を、100℃以上200℃以下の温度に加熱するステップ(ステップS220)と、
を有する。
As shown in FIG. 8, the second through hole forming method is:
(A) installing a resin film on each of the first surface and the second surface of the glass substrate to form a workpiece (step S210);
(B) irradiating the first irradiation region of the workpiece with a first laser beam to form a through-hole penetrating from the first surface to the second surface in the glass substrate; A through-hole is formed at the same time when the first laser beam is irradiated onto the first irradiation region of the workpiece, or after the first laser beam is irradiated onto the first irradiation region of the workpiece. In the meantime, a step of heating the second irradiation region including the first irradiation region of the workpiece to a temperature of 100 ° C. or higher and 200 ° C. or lower using local heating means (step S220). When,
Have
ここで、ステップS210は、前述の第1の貫通孔形成方法におけるステップS110と同様である。また、ステップS220には、前述の第1の貫通孔形成方法におけるステップS120に記載の態様の一部が利用できる。 Here, step S210 is the same as step S110 in the first through hole forming method described above. Further, in step S220, a part of the aspect described in step S120 in the first through hole forming method described above can be used.
そこで、ここでは、第2の貫通孔形成方法のステップS220のうち、前述の第1の貫通孔形成方法におけるステップS120とは大きく異なる部分について、詳しく説明することにする。なお、以下の説明でも、明確化のため、各部材を表す際に、図2に示した参照符号を使用することにする。 Therefore, here, a part of Step S220 of the second through-hole forming method that is greatly different from Step S120 in the above-described first through-hole forming method will be described in detail. In the following description, for the sake of clarity, the reference numerals shown in FIG.
(ステップS220)
ステップS210の後、被加工体250が、例えば図2に示したような装置200内に設置される。
(Step S220)
After step S210, the
次に、被加工体250に対して、本加工処理が実施される。すなわち、第1のレーザ源210から第1のレーザ光212が放射される。この第1のレーザ光212は、レンズ220を通過して、収束レーザ光214となる。また、この収束レーザ光214は、被加工体250の第1の照射領域240に照射される。
Next, the main processing is performed on the
これにより、ガラス基板260の所望の位置に、貫通孔245が形成される。その後、第1および第2の樹脂フィルム270、275が剥離除去される。
Thereby, a through
ここで、第2の貫通孔形成方法では、本加工処理と同時に、あるいは本加工処理中に、補助加熱処理が開始される。すなわち、収束レーザ光214を被加工体250の第1の照射領域240に照射すると同時に、第2のレーザ源230からの第2のレーザ光232により、被加工体250の第2の領域248が加熱される。あるいは、収束レーザ光214を被加工体250の第1の照射領域240に照射中に、第2のレーザ源230からの第2のレーザ光232により、被加工体250の第2の領域248が加熱される。
Here, in the second through hole forming method, the auxiliary heating process is started simultaneously with the main processing or during the main processing. That is, simultaneously with the irradiation of the
この補助加熱処理により、第2の領域248の温度が、100℃〜200℃に上昇する。
By this auxiliary heat treatment, the temperature of the
前述のように、第2の領域248の面積は、特に限られないが、例えば、1mm2〜10mm2の範囲であることが好ましい。
As described above, the area of the
この第2の貫通孔形成方法では、本加工処理開始時には、被加工体250の第2の照射領域248は、未だ十分に加熱されていない。しかしながら、本加工処理終了時には、補助加熱処理により、被加工体250の第2の照射領域248が加熱され、温度が100℃〜200℃に上昇している。
In the second through hole forming method, the
従って、この第2の貫通孔形成方法では、収束レーザ光214の照射を停止した際の被加工体250からの放熱による急激な温度低下を、有意に緩和できる。また、これにより、加工後に、ガラス基板260の貫通孔245の近傍に、割れやクラックが発生するという問題を有意に抑制することが可能となる。
Therefore, in this second through-hole forming method, a rapid temperature decrease due to heat radiation from the
次に、図9〜図10を参照して、このような第2の貫通孔形成方法における、本加工処理の際の第1のレーザ源210の出力P1と、補助加熱処理の際の第2のレーザ源230の出力P2との関係の一例について説明する。
Next, referring to FIGS. 9 to 10, the output P 1 of the
なお、ここでも、第1のレーザ源210から照射される第1のレーザ光212(さらには収束レーザ光214)は、時間t1からt2の間で出力されるパルス波(最大値P1max)であると仮定する。また、第2のレーザ源230から照射される第2のレーザ光232は、最大値がP2maxの矩形状連続波であると仮定する。
In this case as well, the first laser beam 212 (and the convergent laser beam 214) emitted from the
図9〜図10には、補助加熱処理の際の第2のレーザ源230の出力と、本加工処理の際の第1のレーザ源210の出力とを重ね合わせたタイミングチャートを概略的に示す。
9 to 10 schematically show timing charts in which the output of the
図9に示すタイミングチャートは、時間t1、すなわち本加工処理の開始と実質的に同時に、補助加熱処理を開始し、本加工処理の完了後も、補助加熱処理を継続する場合のタイミングチャートに相当する。 The timing chart shown in FIG. 9 is a timing chart in the case where the auxiliary heating process is started substantially at the same time as time t 1 , that is, the start of the main process, and the auxiliary heat process is continued even after the main process is completed. Equivalent to.
このようなタイミングで補助加熱処理および本加工処理を実施した場合、本加工処理、すなわち収束レーザ光214の照射を停止した際の被加工体250からの放熱による急激な温度低下を、有意に緩和できる。
When the auxiliary heat treatment and the main processing are performed at such timing, the rapid temperature decrease due to the heat radiation from the
次に、図10に示すタイミングチャートは、本加工処理の途中の段階、すなわち時間t3から補助加熱処理を開始し(t3<t2)、本加工処理の完了(t2)後も、補助加熱処理を継続する場合のタイミングチャートに相当する。 Next, the timing chart shown in FIG. 10, middle stage of the processing, namely to start the auxiliary heating treatment from the time t 3 (t 3 <t 2 ), after completion of the processing (t 2), This corresponds to a timing chart when the auxiliary heating process is continued.
このようなタイミングで補助加熱処理および本加工処理を実施した場合も、本加工処理、すなわち収束レーザ光214の照射を停止した際の被加工体250からの放熱による急激な温度低下を、有意に緩和できる。
Even when the auxiliary heat treatment and the main processing are performed at such timing, the rapid temperature drop due to the heat radiation from the
ここで、第1および第2の貫通孔形成方法において使用される第1のレーザ源210の種類は、特に限られない。同様に、第2のレーザ源230の種類は、特に限られない。第1のレーザ源210および/または第2のレーザ源230は、例えば、エキシマレーザ源(XeCl:波長308nm、KrF:波長248nm、ArF:波長193nm)、YAGレーザ源(波長1064nm)、YVO4レーザ源(波長1064nm)、チタンサファイアレーザ源(波長800nm)、または炭酸ガスレーザ源(波長9.3μm、9.6μm、10.6μm)等であってもよい。
Here, the type of the
また、収束レーザ光214によって照射される第1の照射領域240の面積S1は、特に限られない。S1は、例えば、0.0001mm2〜1mm2の範囲であってもよい。また、第1の照射領域240の面積S1と第2の照射領域248の面積S2の比(S1:S2)は、例えば、1:10〜1:10000の範囲であってもよい。特に、S1:S2は、1:100〜1:1000の範囲であることが好ましい。
Further, the area S 1 of the
以上、第1の貫通孔形成方法および第2の貫通孔形成方法に基づき、本発明の一実施例の特徴について説明した。しかしながら、第1の貫通孔形成方法および第2の貫通孔形成方法は、単なる一例であって、本発明がこれらの実施態様に限定されないことは、当業者には明らかである。 The characteristics of the embodiment of the present invention have been described above based on the first through hole forming method and the second through hole forming method. However, it will be apparent to those skilled in the art that the first through-hole forming method and the second through-hole forming method are merely examples, and the present invention is not limited to these embodiments.
例えば、上記実施例では、レーザ光照射によりガラス基板に貫通孔を形成する技術を例に、本発明による方法の特徴について説明した。しかしながら、本発明は、レーザ光照射と電極間放電現象とを組み合わせて、被加工対象に貫通孔を形成する技術、いわゆるレーザ誘導式放電加工技術に適用してもよい。 For example, in the above-described embodiment, the characteristics of the method according to the present invention have been described by taking as an example a technique for forming a through hole in a glass substrate by laser light irradiation. However, the present invention may be applied to a technique for forming a through-hole in an object to be processed by combining laser light irradiation and an interelectrode discharge phenomenon, that is, a so-called laser induction type electric discharge machining technique.
本発明は、ガラス基板のレーザ加工方法等に適用できる。 The present invention can be applied to a laser processing method of a glass substrate.
100 装置
110 レーザ源
112 レーザ光
114 収束レーザ光
120 レンズ
140 照射領域
145 貫通孔
150 被加工体
160 ガラス基板
170 第1の樹脂フィルム
175 第2の樹脂フィルム
200 装置
210 第1のレーザ源
212 第1のレーザ光
214 収束レーザ光
220 レンズ
230 加熱手段(第2のレーザ源)
232 熱線(第2のレーザ光)
240 第1の照射領域
245 貫通孔
248 第2の照射領域
250 被加工体
260 ガラス基板
262 第1の表面
264 第2の表面
270 第1の樹脂フィルム
275 第2の樹脂フィルム
DESCRIPTION OF
232 heat ray (second laser beam)
240 1st irradiation area |
Claims (7)
(a)ガラス基板の第1の表面および第2の表面の各々に、樹脂フィルムを設置し、被加工体を形成する工程と、
(b)前記被加工体の第1の照射領域に第1のレーザ光を照射して、前記ガラス基板に、第1の表面から第2の表面まで貫通する貫通孔を形成する工程と、
を有し、
前記(b)の工程は、
(c)前記被加工体の第1の照射領域に第1のレーザ光を照射する前に、局部加熱手段を用いて、前記被加工体の前記第1の照射領域を含む第2の照射領域を、100℃以上200℃以下の温度に加熱する工程、
を有することを特徴とする方法。 A method of forming a through hole in a glass substrate using a laser,
(A) installing a resin film on each of the first surface and the second surface of the glass substrate to form a workpiece;
(B) irradiating the first irradiation region of the workpiece with a first laser beam to form a through-hole penetrating from the first surface to the second surface in the glass substrate;
Have
The step (b)
(C) a second irradiation region including the first irradiation region of the workpiece by using a local heating unit before irradiating the first irradiation region of the workpiece with the first laser beam; A step of heating to a temperature of 100 ° C. or higher and 200 ° C. or lower,
A method characterized by comprising:
(a)ガラス基板の第1の表面および第2の表面の各々に、樹脂フィルムを設置し、被加工体を形成する工程と、
(b)前記被加工体の第1の照射領域に第1のレーザ光を照射して、前記ガラス基板に、第1の表面から第2の表面まで貫通する貫通孔を形成する工程と、
を有し、
前記(b)の工程は、
(d)第1のレーザ光が前記被加工体の第1の照射領域に照射されると同時に、または第1のレーザ光が前記被加工体の第1の照射領域に照射されてから前記貫通孔が形成されるまでの間に、局部加熱手段を用いて、前記被加工体の前記第1の照射領域を含む第2の照射領域内で、前記被加工体の前記第1の照射領域以外の前記第2の照射領域の温度を、100℃以上200℃以下の温度に加熱する工程、
を有することを特徴とする方法。 A method of forming a through hole in a glass substrate using a laser,
(A) installing a resin film on each of the first surface and the second surface of the glass substrate to form a workpiece;
(B) irradiating the first irradiation region of the workpiece with a first laser beam to form a through-hole penetrating from the first surface to the second surface in the glass substrate;
Have
The step (b)
(D) The first laser beam is irradiated onto the first irradiation region of the workpiece, or at the same time as the first laser beam is irradiated onto the first irradiation region of the workpiece. Until the hole is formed, using the local heating means, in the second irradiation area including the first irradiation area of the workpiece, other than the first irradiation area of the workpiece Heating the temperature of the second irradiation region to a temperature of 100 ° C. or higher and 200 ° C. or lower;
A method characterized by comprising:
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