JP3231708B2 - 透明材料のマーキング方法 - Google Patents
透明材料のマーキング方法Info
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C23/00—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments
- C03C23/0005—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments by irradiation
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- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/40—Removing material taking account of the properties of the material involved
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
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- B23K26/53—Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece for modifying or reforming the material inside the workpiece, e.g. for producing break initiation cracks
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、透明材料のマーキ
ング方法に関し、特にレーザ光を用いた透明材料のマー
キング方法に関する。
ング方法に関し、特にレーザ光を用いた透明材料のマー
キング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザ光によるアブレーション（爆触）
現象を利用して、例えば透明ガラス基板等のマーキング
対象物の表面に窪みを形成することによりマーキングを
行う方法が知られている。この方法によると、マーキン
グ対象物の表面に微小な割れが生じ、その破片が生産ラ
インに混入するおそれがある。さらに、アブレーション
現象を利用してマーキングを行うと、形成されたマーク
の近傍に「デブリ」と称される付着物が付着する。この
デブリを除去するために、ガラス基板表面を洗浄する必
要がある。
現象を利用して、例えば透明ガラス基板等のマーキング
対象物の表面に窪みを形成することによりマーキングを
行う方法が知られている。この方法によると、マーキン
グ対象物の表面に微小な割れが生じ、その破片が生産ラ
インに混入するおそれがある。さらに、アブレーション
現象を利用してマーキングを行うと、形成されたマーク
の近傍に「デブリ」と称される付着物が付着する。この
デブリを除去するために、ガラス基板表面を洗浄する必
要がある。
【０００３】特公平７−６９５２４号公報に、透明なプ
ラスチックの内部にレーザ光を集光させ、焼け焦げを生
じさせて、プラスチック材料の内部に模様を現出させる
方法が開示されている。この方法は、マーキング対象物
がレーザ照射により焼け焦げを生じる材料、例えばプラ
スチック等で形成されている場合に制限される。
ラスチックの内部にレーザ光を集光させ、焼け焦げを生
じさせて、プラスチック材料の内部に模様を現出させる
方法が開示されている。この方法は、マーキング対象物
がレーザ照射により焼け焦げを生じる材料、例えばプラ
スチック等で形成されている場合に制限される。
【０００４】特開平３−１２４４８６号公報に、ガラス
の内部にレーザ光を集光させて、その表面に損傷を与え
ることなくマーキングを行う方法が開示されている。こ
の方法では、内部の破壊しきい値が表面の破壊しきい値
の５〜２０倍のガラス材料の内部に、表面においてはそ
の破壊しきい値を超えることなく、内部においてその破
壊しきい値を超えるようにレーザ光を照射する。その実
施例においてはマーキング対象物としてプラスチックが
使用されており、集光点近傍に、直径２０〜４０μｍ、
深さ１００〜２５０μｍ程度の範囲にわたって、溶融及
び変質等が生じるとされている。
の内部にレーザ光を集光させて、その表面に損傷を与え
ることなくマーキングを行う方法が開示されている。こ
の方法では、内部の破壊しきい値が表面の破壊しきい値
の５〜２０倍のガラス材料の内部に、表面においてはそ
の破壊しきい値を超えることなく、内部においてその破
壊しきい値を超えるようにレーザ光を照射する。その実
施例においてはマーキング対象物としてプラスチックが
使用されており、集光点近傍に、直径２０〜４０μｍ、
深さ１００〜２５０μｍ程度の範囲にわたって、溶融及
び変質等が生じるとされている。
【０００５】しかし、内部と表面との破壊しきい値が同
程度のガラス材料の内部においてのみしきい値を超える
ようにレーザ光を集光させることは困難である。表面に
おいて破壊しきい値を超えると、表面にクラックが発生
してしまう。
程度のガラス材料の内部においてのみしきい値を超える
ようにレーザ光を集光させることは困難である。表面に
おいて破壊しきい値を超えると、表面にクラックが発生
してしまう。
【０００６】特開平４−７１７９２号公報に、透明基板
の内部に焦点を結ぶようにレーザ光を照射し、透明基板
の内部を選択的に不透明にするマーキング方法が開示さ
れている。この方法では、絶縁破壊により透明材料を不
透明化する。その実施例では、数百μｍの幅にわたって
厚さ約２．３ｍｍの石英基板の内部が不透明になり、こ
れを表面から見ると白い符号として識別することができ
る。レーザ光の焦点の深さを精密に制御することは困難
であるため、薄い透明材料へのマーキングには適さな
い。
の内部に焦点を結ぶようにレーザ光を照射し、透明基板
の内部を選択的に不透明にするマーキング方法が開示さ
れている。この方法では、絶縁破壊により透明材料を不
透明化する。その実施例では、数百μｍの幅にわたって
厚さ約２．３ｍｍの石英基板の内部が不透明になり、こ
れを表面から見ると白い符号として識別することができ
る。レーザ光の焦点の深さを精密に制御することは困難
であるため、薄い透明材料へのマーキングには適さな
い。
【０００７】また、特表平６−５００２７５号公報に
は、比較的厚肉の材料をマーキングの対象とした三次元
マーキングの可能性が示唆されている。
は、比較的厚肉の材料をマーキングの対象とした三次元
マーキングの可能性が示唆されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述の透明材料内部へ
のマーキング方法では、十分厚い透明材料にマーキング
することはできるが、薄い透明基板等へのマーキングに
は適さない。
のマーキング方法では、十分厚い透明材料にマーキング
することはできるが、薄い透明基板等へのマーキングに
は適さない。
【０００９】本発明の目的は、薄い透明基板へのマーキ
ングに適したマーキング方法を提供することである。
ングに適したマーキング方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の一観点による
と、厚さが２ｍｍ以下の板状のマーキング対象物を準備
する工程と、前記マーキング対象物を形成する材料を透
過する波長域のレーザ光を、ｆθレンズを用いて該マー
キング対象物の内部に集光させることにより、該マーキ
ング対象物の内部にマーキングを行う工程とを有し、前
記マーキングを行う工程において、前記マーキング対象
物を形成する材料の屈折率を考慮して、レーザ光の集光
点が前記マーキング対象物の内部に位置するように、前
記マーキング対象物の表面から前記レーザ光の集光点ま
での深さを制御するマーキング方法が提供される。
と、厚さが２ｍｍ以下の板状のマーキング対象物を準備
する工程と、前記マーキング対象物を形成する材料を透
過する波長域のレーザ光を、ｆθレンズを用いて該マー
キング対象物の内部に集光させることにより、該マーキ
ング対象物の内部にマーキングを行う工程とを有し、前
記マーキングを行う工程において、前記マーキング対象
物を形成する材料の屈折率を考慮して、レーザ光の集光
点が前記マーキング対象物の内部に位置するように、前
記マーキング対象物の表面から前記レーザ光の集光点ま
での深さを制御するマーキング方法が提供される。
【００１１】ｆθレンズを用いているため、レーザ光の
光軸を振った場合にも、マーキング対象物の表面から集
光点までの深さをほぼ一定に維持することができる。こ
のため、マーキング対象物のある範囲内のほぼ一定の深
さの位置にマーキングすることが可能になる。
光軸を振った場合にも、マーキング対象物の表面から集
光点までの深さをほぼ一定に維持することができる。こ
のため、マーキング対象物のある範囲内のほぼ一定の深
さの位置にマーキングすることが可能になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の実施例を説明する前に、
本願発明者の行った評価実験について説明する。焦点距
離１００ｍｍの凸レンズを使用してＮｄ：ＹＬＦレーザ
の４倍高調波（波長２６２ｎｍ）をガラス基板内部に集
光させた。４倍高調波のレーザ光のビーム径は３ｍｍ、
１ショットあたりのエネルギは０．４ｍＪである。この
とき、ガラス基板の内部に幅約１００μｍの面内方向の
クラックが生じるとともに、そのクラックを起点として
ガラス基板の厚さ方向にも長さ約５００μｍのクラック
が生じていることが判明した。
本願発明者の行った評価実験について説明する。焦点距
離１００ｍｍの凸レンズを使用してＮｄ：ＹＬＦレーザ
の４倍高調波（波長２６２ｎｍ）をガラス基板内部に集
光させた。４倍高調波のレーザ光のビーム径は３ｍｍ、
１ショットあたりのエネルギは０．４ｍＪである。この
とき、ガラス基板の内部に幅約１００μｍの面内方向の
クラックが生じるとともに、そのクラックを起点として
ガラス基板の厚さ方向にも長さ約５００μｍのクラック
が生じていることが判明した。
【００１３】厚さ１〜２ｍｍのガラス基板にマーキング
を行うと、基板内部のみならず、表面にもクラックが発
生してしまうことが判明した。基板表面にクラックが発
生すると、基板の機械的強度が低下するとともに、基板
からパーティクルが飛散する。
を行うと、基板内部のみならず、表面にもクラックが発
生してしまうことが判明した。基板表面にクラックが発
生すると、基板の機械的強度が低下するとともに、基板
からパーティクルが飛散する。
【００１４】基板表面にもクラックが発生する原因とし
て、以下のことが考えられる。第１に、ガラス基板の表
面にもともと存在している凹凸や微細な傷が要因とな
り、クラックが発生してしまう。第２に、基板表面に付
着しているゴミがレーザ光を吸収するため、基板表面に
おいて予想以上のエネルギのレーザ光が吸収される。基
板表面にクラックを生じさせることなく基板内部にマー
キングを行うためには、レーザ光の集光点の深さ方向の
位置制御をより厳密に行う必要があると考えられる。
て、以下のことが考えられる。第１に、ガラス基板の表
面にもともと存在している凹凸や微細な傷が要因とな
り、クラックが発生してしまう。第２に、基板表面に付
着しているゴミがレーザ光を吸収するため、基板表面に
おいて予想以上のエネルギのレーザ光が吸収される。基
板表面にクラックを生じさせることなく基板内部にマー
キングを行うためには、レーザ光の集光点の深さ方向の
位置制御をより厳密に行う必要があると考えられる。
【００１５】本発明の実施例によると、レーザ光の集光
点の位置制御の精度を高めることができる。以下、本発
明の実施例について説明する。
点の位置制御の精度を高めることができる。以下、本発
明の実施例について説明する。
【００１６】図１は、本発明の実施例で用いるマーキン
グ装置の斜視図を示す。マーキング装置１０は、レーザ
光源１１、ビーム整形器１２、ガルバノミラー１３、ｆ
θレンズ１４を含んで構成される。レーザ光源１１から
出射したレーザ光がビーム整形器１２で整形され、ガル
バノミラー１３で反射し、ｆθレンズ１４で収束されて
収束光線束３となる。収束光線束３が、透明ガラス基板
１を照射する。
グ装置の斜視図を示す。マーキング装置１０は、レーザ
光源１１、ビーム整形器１２、ガルバノミラー１３、ｆ
θレンズ１４を含んで構成される。レーザ光源１１から
出射したレーザ光がビーム整形器１２で整形され、ガル
バノミラー１３で反射し、ｆθレンズ１４で収束されて
収束光線束３となる。収束光線束３が、透明ガラス基板
１を照射する。
【００１７】レーザ光源１１は、例えばＮｄ：ＹＬＦレ
ーザの４倍高調波（波長２６２ｎｍ）を出力する。出力
されるレーザ光のパルス幅は約１０ｍｓである。ｆθレ
ンズ１４として、例えば焦点距離５０ｍｍのものを使用
する。透明ガラス基板１として、例えば厚さ１０ｍｍの
合成石英基板を使用する。
ーザの４倍高調波（波長２６２ｎｍ）を出力する。出力
されるレーザ光のパルス幅は約１０ｍｓである。ｆθレ
ンズ１４として、例えば焦点距離５０ｍｍのものを使用
する。透明ガラス基板１として、例えば厚さ１０ｍｍの
合成石英基板を使用する。
【００１８】図２は、レーザ光の伝搬の様子を示すため
の透明ガラス基板１の断面図である。透明ガラス基板１
の屈折率をｎとする。透明ガラス基板１の屈折率を１と
仮定したとき、ｆθレンズ１４で収束された収束レーザ
光３の集光点Ｐの基板表面２からの深さをＨ１とする。
実際のガラス基板の屈折率ｎは１よりも大きいため、基
板１の表面におけるレーザ光の屈折により、実際の集光
点Ｑの深さＨ２は、Ｈ１×ｎになる。特に、薄い基板に
マーキングを施す場合には、屈折による集光点の深さの
変動が無視できない量になる。従って、ガラス基板１の
屈折率を考慮して、集光点がガラス基板１の内部に位置
するようにレーザ光３とガラス基板１との相対位置関係
を制御することが好ましい。
の透明ガラス基板１の断面図である。透明ガラス基板１
の屈折率をｎとする。透明ガラス基板１の屈折率を１と
仮定したとき、ｆθレンズ１４で収束された収束レーザ
光３の集光点Ｐの基板表面２からの深さをＨ１とする。
実際のガラス基板の屈折率ｎは１よりも大きいため、基
板１の表面におけるレーザ光の屈折により、実際の集光
点Ｑの深さＨ２は、Ｈ１×ｎになる。特に、薄い基板に
マーキングを施す場合には、屈折による集光点の深さの
変動が無視できない量になる。従って、ガラス基板１の
屈折率を考慮して、集光点がガラス基板１の内部に位置
するようにレーザ光３とガラス基板１との相対位置関係
を制御することが好ましい。
【００１９】レーザ光３を集光点Ｑに集光させ、集光点
Ｑの位置に光学的損傷（Optical Damage）あるいは光学
的絶縁破壊（Optical Breakdown ）を起こさせる。本願
発明者の実験によると、集光点Ｑの位置に基板面内方向
のクラック５が発生するとともに、クラック５から基板
表面に向かって延びるクラック６が観測された。クラッ
ク５及び６が発生するのは、レーザ光３を集光すること
により、レーザ光の非線型的な吸収が生ずるためと考え
られる。このように、クラック５と６とにより、マーク
７が形成される。図１に示すガルバノミラー１３を揺動
させて１ショットごとにレーザ光の集光点を移動させる
ことにより、基板１の面内方向に分布する複数のマーク
７を形成することができる。なお、ガルバノミラー１３
を揺動させる代わりに、基板１を面内方向に移動させて
もよい。
Ｑの位置に光学的損傷（Optical Damage）あるいは光学
的絶縁破壊（Optical Breakdown ）を起こさせる。本願
発明者の実験によると、集光点Ｑの位置に基板面内方向
のクラック５が発生するとともに、クラック５から基板
表面に向かって延びるクラック６が観測された。クラッ
ク５及び６が発生するのは、レーザ光３を集光すること
により、レーザ光の非線型的な吸収が生ずるためと考え
られる。このように、クラック５と６とにより、マーク
７が形成される。図１に示すガルバノミラー１３を揺動
させて１ショットごとにレーザ光の集光点を移動させる
ことにより、基板１の面内方向に分布する複数のマーク
７を形成することができる。なお、ガルバノミラー１３
を揺動させる代わりに、基板１を面内方向に移動させて
もよい。
【００２０】クラック６が基板表面２まで到達するとガ
ラス基板１が割れ易くなるため、クラック６が基板表面
２まで到達しないように、集光点Ｑの深さ、及びレーザ
光３のエネルギを制御する必要がある。また、クラック
６の長さは、ｆθレンズ１４の焦点距離によっても影響
を受ける。
ラス基板１が割れ易くなるため、クラック６が基板表面
２まで到達しないように、集光点Ｑの深さ、及びレーザ
光３のエネルギを制御する必要がある。また、クラック
６の長さは、ｆθレンズ１４の焦点距離によっても影響
を受ける。
【００２１】マーク７の視認性を高めるためには、マー
ク７を大きくすることが好ましい。しかし、マーク７を
大きくすると、クラック６が基板表面２まで到達し易く
なる。レーザ光のエネルギを下げてマーク７を小さく
し、基板面内におけるマーク７の分布密度を高くするこ
とにより、クラック６を基板表面２に到達させることな
く、かつ視認性を高めることができる。
ク７を大きくすることが好ましい。しかし、マーク７を
大きくすると、クラック６が基板表面２まで到達し易く
なる。レーザ光のエネルギを下げてマーク７を小さく
し、基板面内におけるマーク７の分布密度を高くするこ
とにより、クラック６を基板表面２に到達させることな
く、かつ視認性を高めることができる。
【００２２】また、クラック６は、集光点Ｑからレーザ
光の入射する基板表面２に向かって延びるため、集光点
Ｑの深さＨ２を、基板１の厚さの１／２よりも深くする
ことが好ましい。
光の入射する基板表面２に向かって延びるため、集光点
Ｑの深さＨ２を、基板１の厚さの１／２よりも深くする
ことが好ましい。
【００２３】次に、レーザ光の収束光学系としてｆθレ
ンズを用いた効果について説明する。
ンズを用いた効果について説明する。
【００２４】図３（Ａ）は、通常の凸レンズを用いた場
合のレーザ光の収束の様子を示し、図３（Ｂ）は、ｆθ
レンズを用いた場合のレーザ光の収束の様子を示す。
合のレーザ光の収束の様子を示し、図３（Ｂ）は、ｆθ
レンズを用いた場合のレーザ光の収束の様子を示す。
【００２５】図３（Ａ）に示すように、通常の凸レンズ
を用いた場合には、レーザ光の光軸がレンズの光軸に対
して傾くと、凸レンズの収差の影響により集光点１７が
浅い位置に移動する。このため、広い範囲にマークを形
成することが困難である。
を用いた場合には、レーザ光の光軸がレンズの光軸に対
して傾くと、凸レンズの収差の影響により集光点１７が
浅い位置に移動する。このため、広い範囲にマークを形
成することが困難である。
【００２６】図３（Ｂ）に示すように、ｆθレンズを用
いると、レーザ光の光軸が基板面に対して傾いた場合に
も、その集光点Ｑまでの深さをほぼ一定に保つことがで
きる。このため、基板表面を損傷させることなく、薄い
ガラス基板の比較的広い範囲にマークを形成することが
できる。また、集光点Ｑの面内方向の移動距離が、ｆθ
レンズ入射前のレーザ光の光軸の傾きの変化に比例する
ため、歪の少ない模様を描くことが可能になる。
いると、レーザ光の光軸が基板面に対して傾いた場合に
も、その集光点Ｑまでの深さをほぼ一定に保つことがで
きる。このため、基板表面を損傷させることなく、薄い
ガラス基板の比較的広い範囲にマークを形成することが
できる。また、集光点Ｑの面内方向の移動距離が、ｆθ
レンズ入射前のレーザ光の光軸の傾きの変化に比例する
ため、歪の少ない模様を描くことが可能になる。
【００２７】上記実施例では、ガラス基板の表面ではな
く、その内部にマークを形成するため、ガラス基板の破
片及びパーティクルの発生を防止することができる。こ
のため、清浄な状態でマーキングを行うことができ、生
産ラインへのパーティクル等の混入を防止することがで
きる。
く、その内部にマークを形成するため、ガラス基板の破
片及びパーティクルの発生を防止することができる。こ
のため、清浄な状態でマーキングを行うことができ、生
産ラインへのパーティクル等の混入を防止することがで
きる。
【００２８】上記実施例では、Ｎｄ：ＹＬＦレーザの４
倍高調波を用いた場合を説明したが、加工対象物との関
係で適当なレーザ装置を用いることができる。例えば、
石英ガラスに対しては、赤外線領域、可視光領域あるい
は紫外線領域のレーザ光を用いることができる。紫外線
を透過させない一般的な板ガラスに対しては、赤外線領
域あるいは可視光領域のレーザ光を用いることができ
る。
倍高調波を用いた場合を説明したが、加工対象物との関
係で適当なレーザ装置を用いることができる。例えば、
石英ガラスに対しては、赤外線領域、可視光領域あるい
は紫外線領域のレーザ光を用いることができる。紫外線
を透過させない一般的な板ガラスに対しては、赤外線領
域あるいは可視光領域のレーザ光を用いることができ
る。
【００２９】レーザ光源としては、操作し易いＮｄ：Ｙ
ＡＧレーザ、Ｎｄ：ＹＬＦレーザ等のレーザダイオード
励起固体レーザを用いるのが便利である。例えば、波長
１．０６４μｍのＮｄ：ＹＡＧレーザを用いる場合、波
長変換器で２倍高調波に変換すれば可視光領域のレーザ
光を得ることができる。３倍高調波あるいは４倍高調波
に変換すれば、紫外線領域のレーザ光を得ることができ
る。なお、使用するレーザ光の波長を短くすれば解像度
が高くなるため、より小さなマークを形成することが可
能になる。
ＡＧレーザ、Ｎｄ：ＹＬＦレーザ等のレーザダイオード
励起固体レーザを用いるのが便利である。例えば、波長
１．０６４μｍのＮｄ：ＹＡＧレーザを用いる場合、波
長変換器で２倍高調波に変換すれば可視光領域のレーザ
光を得ることができる。３倍高調波あるいは４倍高調波
に変換すれば、紫外線領域のレーザ光を得ることができ
る。なお、使用するレーザ光の波長を短くすれば解像度
が高くなるため、より小さなマークを形成することが可
能になる。
【００３０】さらに、レーザ光源として、パルス発振の
ものを用いることにより、制御性よくマーキングを行う
ことができる。上記実施例では、パルス幅１０ｍｓのレ
ーザ光を使用したが、パルス幅１５ｎｓのものを使用し
てもガラス基板に同様のマーキングを行うことができ
た。パルス幅を短くすることにより、レーザ照射による
熱的効果による影響を少なくし、マークの深さ方向の位
置を均一に近づけることができる。パルス幅が１ｎｓ以
下のレーザ光源を用いることが好ましい。
ものを用いることにより、制御性よくマーキングを行う
ことができる。上記実施例では、パルス幅１０ｍｓのレ
ーザ光を使用したが、パルス幅１５ｎｓのものを使用し
てもガラス基板に同様のマーキングを行うことができ
た。パルス幅を短くすることにより、レーザ照射による
熱的効果による影響を少なくし、マークの深さ方向の位
置を均一に近づけることができる。パルス幅が１ｎｓ以
下のレーザ光源を用いることが好ましい。
【００３１】上記実施例では、ガラス基板にマーキング
を行う場合を説明した。次に、ポリメチルメタクリレー
ト（ＰＭＭＡ）基板にマーキングを行う他の実施例につ
いて説明する。使用したマーキング装置の基本構成は、
図１に示すものと同様である。ただし、ｆθレンズ１４
として、焦点距離２８ｍｍのものを用い、レーザ光とし
てＮｄ：ＹＬＦレーザの２倍高調波を用いた。レーザ光
の１ショットあたりのエネルギは、０．５ｍＪである。
厚さ２ｍｍのＰＭＭＡ基板にマーキングを行ったとこ
ろ、基板表面に損傷を与えることなく、基板内部にのみ
マークを形成することができた。
を行う場合を説明した。次に、ポリメチルメタクリレー
ト（ＰＭＭＡ）基板にマーキングを行う他の実施例につ
いて説明する。使用したマーキング装置の基本構成は、
図１に示すものと同様である。ただし、ｆθレンズ１４
として、焦点距離２８ｍｍのものを用い、レーザ光とし
てＮｄ：ＹＬＦレーザの２倍高調波を用いた。レーザ光
の１ショットあたりのエネルギは、０．５ｍＪである。
厚さ２ｍｍのＰＭＭＡ基板にマーキングを行ったとこ
ろ、基板表面に損傷を与えることなく、基板内部にのみ
マークを形成することができた。
【００３２】ＰＭＭＡに顔料を混入させて着色したり、
紫外線吸収剤を混入させることができる。着色されたあ
るいは紫外線吸収剤を混入させたＰＭＭＡにマーキング
を行う場合には、そのＰＭＭＡに対して透過率の大きな
波長域のレーザ光を用いることが好ましい。透過率の大
きな波長域のレーザ光を用いることにより、表面近傍で
のレーザ光の吸収を少なくし、基板の内部までレーザ光
を到達させることができる。基板内部でＰＭＭＡの破壊
しきい値を超えると、そこで光学的損傷が生じ、マーク
を形成することができる。
紫外線吸収剤を混入させることができる。着色されたあ
るいは紫外線吸収剤を混入させたＰＭＭＡにマーキング
を行う場合には、そのＰＭＭＡに対して透過率の大きな
波長域のレーザ光を用いることが好ましい。透過率の大
きな波長域のレーザ光を用いることにより、表面近傍で
のレーザ光の吸収を少なくし、基板の内部までレーザ光
を到達させることができる。基板内部でＰＭＭＡの破壊
しきい値を超えると、そこで光学的損傷が生じ、マーク
を形成することができる。
【００３３】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
レーザ光を透明材料の内部に集光させることにより表面
に達しないクラックを発生させることができる。クラッ
クが表面に達しないため、マーキングによる透明材料の
破片や粉末の発生を防止できる。
レーザ光を透明材料の内部に集光させることにより表面
に達しないクラックを発生させることができる。クラッ
クが表面に達しないため、マーキングによる透明材料の
破片や粉末の発生を防止できる。
【００３５】また、ｆθレンズを用いてレーザ光を集光
しているため、レーザ光を走査しても集光点の深さをほ
ぼ一定に保つことができる。さらに、歪の少ない模様を
描くことが可能になる。
しているため、レーザ光を走査しても集光点の深さをほ
ぼ一定に保つことができる。さらに、歪の少ない模様を
描くことが可能になる。
【図１】本発明の実施例で用いるマーキング装置の斜視
図である。
図である。
【図２】マーキング対象物の断面図である。
【図３】通常の凸レンズを用いた場合と、ｆθレンズを
用いた場合の、レーザ光の伝搬の様子を示す図である。
用いた場合の、レーザ光の伝搬の様子を示す図である。
１ 透明材料 ２ 透明材料表面 ３ レーザ光 ５、６ クラック ７ マーク １１ レーザ光源 １２ ビーム整形器 １３ ガルバノミラー １４ ｆθレンズ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 26/00 H01S 3/00
Claims (4)
- 【請求項１】 厚さが２ｍｍ以下の板状のマーキング対
象物を準備する工程と、 前記マーキング対象物を形成する材料を透過する波長域
のレーザ光を、ｆθレンズを用いて該マーキング対象物
の内部に集光させることにより、該マーキング対象物の
内部にマーキングを行う工程とを有し、 前記マーキングを行う工程において、前記マーキング対
象物を形成する材料の屈折率を考慮して、レーザ光の集
光点が前記マーキング対象物の内部に位置するように、
前記マーキング対象物の表面から前記レーザ光の集光点
までの深さを制御するマーキング方法。 - 【請求項２】 厚さが２ｍｍ以下の板状のマーキング対
象物を準備する工程と、 前記マーキング対象物を形成する材料を透過する波長域
のレーザ光を、ｆθレンズを用いて該マーキング対象物
の内部に集光させることにより、該マーキング対象物の
内部にマーキングを行う工程とを有し、 前記マーキングを行う工程において、前記マーキング対
象物の厚さ方向の中心位置よりも深い位置にのみ前記レ
ーザ光を集光させるマーキング方法。 - 【請求項３】 前記マーキング対象物の厚さが１ｍｍ以
上である請求項１に記載のマーキング方法。 - 【請求項４】 前記マーキング対象物の厚さが１ｍｍ以
上である請求項２に記載のマーキング方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24343998A JP3231708B2 (ja) | 1997-09-26 | 1998-08-28 | 透明材料のマーキング方法 |
| US09/159,203 US6392683B1 (en) | 1997-09-26 | 1998-09-23 | Method for making marks in a transparent material by using a laser |
| US09/879,789 US6501499B2 (en) | 1997-09-26 | 2001-06-12 | Method for making marks in a transparent material by using a laser |
| US09/879,758 US6587136B2 (en) | 1997-09-26 | 2001-06-12 | Method for making marks in a transparent material by using a laser |
| US09/879,788 US6417879B2 (en) | 1997-09-26 | 2001-06-12 | Method for making marks in a transparent material by using a laser |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9-277921 | 1997-09-26 | ||
| JP27792197 | 1997-09-26 | ||
| JP24343998A JP3231708B2 (ja) | 1997-09-26 | 1998-08-28 | 透明材料のマーキング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11156568A JPH11156568A (ja) | 1999-06-15 |
| JP3231708B2 true JP3231708B2 (ja) | 2001-11-26 |
Family
ID=26536259
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24343998A Expired - Lifetime JP3231708B2 (ja) | 1997-09-26 | 1998-08-28 | 透明材料のマーキング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3231708B2 (ja) |
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| JP2002314218A (ja) * | 2001-04-18 | 2002-10-25 | Hitachi Ltd | ガラス基板を含む電気回路基板とその加工方法及び加工装置 |
| JP2003089553A (ja) | 2001-09-13 | 2003-03-28 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 内部マーキングされた石英ガラス、光学部材用石英ガラス基板及びマーキング方法 |
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| EP2216128B1 (en) * | 2002-03-12 | 2016-01-27 | Hamamatsu Photonics K.K. | Method of cutting object to be processed |
| JP4089286B2 (ja) * | 2002-05-08 | 2008-05-28 | 松下電器産業株式会社 | 液晶パネルの製造方法 |
| JP2004083377A (ja) * | 2002-08-29 | 2004-03-18 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 内部マーキングされた石英ガラス、光学部材用石英ガラス基板及びその製造方法 |
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| EP2324950B1 (en) | 2003-07-18 | 2013-11-06 | Hamamatsu Photonics K.K. | Semiconductor substrate to be cut with treated and minute cavity region, and method of cutting such substrate |
| CN1917982A (zh) * | 2004-02-17 | 2007-02-21 | 凸版光掩模公司 | 光掩模和传递光掩模基片相关信息的方法 |
| JP4762508B2 (ja) * | 2004-07-02 | 2011-08-31 | 古河電気工業株式会社 | 物理量検知センサ及びセンシング装置 |
| JP4750720B2 (ja) * | 2004-12-08 | 2011-08-17 | 三星ダイヤモンド工業株式会社 | 被分割体における分割起点形成方法、被分割体の分割方法 |
| JP2007107969A (ja) * | 2005-10-12 | 2007-04-26 | Namiki Precision Jewel Co Ltd | 顕微鏡用サンプル板及びその製造方法 |
| EP1964822A1 (en) * | 2007-02-27 | 2008-09-03 | Cristales Curvados S.A. | Method for manufacturing decorated glass and glass thus obtained |
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| JPH0776167A (ja) * | 1993-09-08 | 1995-03-20 | Miyachi Technos Kk | レーザマーキング方法 |
| JP2500648B2 (ja) * | 1993-10-29 | 1996-05-29 | 日本電気株式会社 | ビ―ムスキャン式レ―ザマ―キング装置 |
-
1998
- 1998-08-28 JP JP24343998A patent/JP3231708B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11156568A (ja) | 1999-06-15 |
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