JP6813168B2 - 脆性材料基板のレーザー加工方法およびレーザー加工装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態において脆性材料基板Wの加工に使用するレーザー加工装置100の構成を模式的に示す図である。レーザー加工装置100は、概略、光源1から出射されたレーザービームLBをステージ2に載置固定された脆性材料基板Wに照射することにより、脆性材料基板Wに対し所定の加工を行うように構成されている。
次に、脆性材料基板Wに対し上述のレーザー加工装置100を用いて行う、本実施の形態に係る穴開け加工の概要について、一箇所への加工を行う場合を例として説明する。図2は、係る穴開け加工におけるレーザービームLBの走査態様について説明するための図である。
次に、レーザー加工装置100を用いて行う、一の脆性材料基板Wの表面から厚み方向に複数穴を形成する加工について説明する。係る複数穴の加工は、単純には、個々の穴を上述した一箇所への穴開けの手法によって順次に形成していく手法(以下、順次加工と称する)によって実現可能であるが、本実施の形態においては、漸次加工と称する手法にて行う。漸次加工とは、概略、上述の手法を利用しつつも、一の加工対象箇所における一の高さ位置でのレーザービームLBの照射が終了する都度、加工対象箇所を切り替えることにより、複数の穴を並行して少しずつ形成していく加工手法である。
上述の実施の形態においては、一定の加工条件のもとでの穴の形成を前提とした説明を行っていたが、途中の深さまで加工が進行した時点で、加工条件が変更される態様であってもよい。
繰り返し周波数:300kHz;
出力:初期値1.5W→最終値1.5W;
走査速度:200mm/s;
パルスエネルギー:5μJ;
パルスフルエンス:6.4J/cm2;
パルス周期:0.67μm;
パルス幅:50ps。
2 ステージ
2m 駆動機構
3 ヘッド
3a ガルバノミラー
3b レンズ
4 シャッター
5 ミラー
10 制御部
100 レーザー加工装置
C 焦点の中心
D 丸穴の直径
F 焦点
H0(a、b、c、d) (丸穴の)形成予定領域
H(Ha、Hb、Hc、Hd) 丸穴
LB レーザービーム
W 脆性材料基板
d1 ビームスポット径
h (丸穴の)深さ
p (丸穴の)ピッチ
Claims (8)
- レーザービームを照射しながら走査することによって脆性材料基板の表面から厚み方向に複数の穴を形成する、脆性材料基板のレーザー加工方法であって、
一の加工対象箇所における一の高さ位置でのレーザービームの照射しながらの走査が終了する都度、前記一の高さ位置において加工対象箇所を切り替え、前記一の高さ位置での全ての前記加工対象箇所における前記レーザービームの照射しながらの走査が終了する都度、前記レーザービームの焦点を前記脆性材料基板の表面から厚み方向に所定距離移動させて前記焦点を新たな高さ位置にすることを、繰り返すことにより、前記複数の穴を漸次に形成する、
ことを特徴とする、脆性材料基板のレーザー加工方法。 - 請求項1に記載の脆性材料基板のレーザー加工方法であって、
前記焦点が新たな高さ位置とされる都度、前記レーザービームの出力を増大させる、
ことを特徴とする、脆性材料基板のレーザー加工方法。 - 請求項2に記載の脆性材料基板のレーザー加工方法であって、
前記複数の穴が丸穴であり、
前記加工対象箇所において、前記焦点が同心円状の軌跡を描くように、前記レーザービームを走査させる、
ことを特徴とする、脆性材料基板のレーザー加工方法。 - 請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の脆性材料基板のレーザー加工方法であって、
前記レーザービームがピコ秒UVレーザーもしくはピコ秒グリーンレーザーである、
ことを特徴とする、脆性材料基板のレーザー加工方法。 - レーザービームによって脆性材料基板を加工する装置であって、
前記脆性材料基板が載置固定されるステージと、
前記レーザービームを出射する光源と、
前記光源から出射された前記レーザービームを前記ステージに載置された脆性材料基板に対して照射しながら走査するヘッドと、
を備え、
一の加工対象箇所における一の高さ位置でのレーザービームの照射しながらの走査が終了する都度、前記ヘッドが前記一の高さ位置において加工対象箇所を切り替え、前記一の高さ位置での全ての前記加工対象箇所における前記レーザービームの照射しながらの走査が終了する都度、前記ステージを前記ヘッドに対して相対移動させることによって前記レーザービームの焦点を前記脆性材料基板の表面から厚み方向に所定距離移動させて前記焦点を新たな高さ位置にすることを、繰り返すことにより、複数の穴を漸次に形成する、
ことを特徴とする、レーザー加工装置。 - 請求項5に記載のレーザー加工装置であって、
前記焦点が新たな高さ位置とされる都度、前記光源から出射される前記レーザービームの出力を増大させる、
ことを特徴とする、レーザー加工装置。 - 請求項6に記載のレーザー加工装置であって、
前記複数の穴が丸穴であり、
前記ヘッドは、前記加工対象箇所において、前記焦点が同心円状の軌跡を描くように、前記レーザービームを走査させる、
ことを特徴とする、レーザー加工装置。 - 請求項5ないし請求項7のいずれかに記載のレーザー加工装置であって、
前記レーザービームがピコ秒UVレーザーもしくはピコ秒グリーンレーザーである、
ことを特徴とする、レーザー加工装置。
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