KR101462689B1

KR101462689B1 - 레이저 가공 방법

Info

Publication number: KR101462689B1
Application number: KR1020080069787A
Authority: KR
Inventors: 나오유끼 마쯔오; 간지 니시다; 아쯔시 히노
Original assignee: 닛토덴코 가부시키가이샤
Priority date: 2007-07-19
Filing date: 2008-07-18
Publication date: 2014-11-18
Also published as: TW200924893A; JP5553397B2; CN101347869B; JP2009022978A; KR20090009139A; CN101347869A; TWI464029B; EP2017030A1

Abstract

본 발명에 관한 레이저 가공 방법은 피가공물에 대해 레이저광을 이용하여 소정의 깊이 위치까지 형상 가공을 행하는 레이저 가공 방법이며, 상기 피가공물에 따라서 가장 적절하게 설정되는 레이저광의 단위 길이당에 있어서의 에너지가, 레이저광의 발진기에 있어서의 파워 변동에 의해 당해 레이저 파워가 증대하였을 때에도 상기 피가공물을 관통시키지 않는 에너지 범위 내가 되도록 레이저광의 레이저 파워, 및 피가공물과 레이저광 사이의 상대적인 이동 속도를 크게 하고, 또한 레이저 가공에 필요한 조사 회수를 저감시키는 것을 특징으로 한다.

피가공물, 레이저광, 편광 필름, 세퍼레이터, 하프 커트

Description

레이저 가공 방법 {LASER PROCESSING METHOD}

본 발명은 예를 들어 각종 시트 재료, 회로 기판, 반도체 웨이퍼, 글래스 기판, 세라믹 기판, 금속 기판, 반도체 레이저 등의 발광 혹은 수광 소자 기판, MEMS 기판, 반도체 패키지, 천, 가죽, 종이 등의 피가공물을 레이저광을 이용하여, 예를 들어 하프 커트 가공 등의 형상 가공을 하는 레이저 가공 방법 및 레이저 가공품에 관한 것이다.

최근의 전기ㆍ전자 기기의 소형화 등에 수반하여 부품의 소형화ㆍ고선명화가 진행되어, 각종 재료의 외형 가공도 가공 정밀도가 ±50 ㎛ 혹은 그 이하의 고선명ㆍ고정밀도화가 요구되고 있다. 그러나, 종래의 프레스 가공 등의 펀칭 가공에서는 정밀도가 기껏해야 ±100 ㎛ 정도로, 그와 같은 요구에는 대응할 수 없게 되어 있는 것이 현실이다. 그래서, 그와 같은 정밀 가공을 가능하게 하는 방법으로서, 레이저광을 이용한 각종 재료의 가공 방법이 주목받고 있다.

그런데, 레이저광의 광원의 고출력화, 저가격화가 진행되고, 레이저광을 이용한 각종 재료의 절단 기술이 다양한 분야에 있어서 산업 응용되고 있다. 예를 들어, 일본 특허 출원 공개 제2003-33389호 공보에는, 지지체 상에 점착제층이 적층된 적층 재료에 대해 레이저광을 이용하여 하프 커트를 행하는 취지의 개시가 있다. 그러나, 레이저광을 이용한 하프 커트의 경우, 레이저광의 발진기의 출력 안정성, 적층 재료에 있어서의 지지체 시트의 가공성 및 두께의 영향에 의해 지지체 시트까지 완전히 풀 커트되는 경우가 있다.

또한, 풀 커트되지 않는 경우에도 레이저 가공시에 지지체 시트에 주어진 데미지 부분을 기점으로 하여, 지지체 시트의 반송시에 가해지는 장력 부하에 의해 지지체 시트가 파단되는 문제가 있다.

본 발명은 상기 종래의 문제점에 비추어 이루어진 것으로, 그 목적은 레이저광의 발진기의 출력 안정성이 일정하지 않고 레이저 파워가 증대하는 경우에도 소정의 허용 범위에서 피가공물의 하프 커트 가공을 행할 수 있고, 수율의 저하가 억제 가능한 레이저 가공 방법 및 그 방법에 의해 얻을 수 있는 레이저 가공품을 제공하는 데 있다.

본원 발명자들은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위해, 레이저 가공 방법, 및 레이저 가공품에 대해 검토하였다. 그 결과, 피가공물에 대한 단위 길이당 투 입 에너지, 에칭 깊이 및 파워 변동의 영향도의 관계성을 발견함으로써, 레이저 발진기의 레이저 파워가 증대하여 변동한 경우에도 에칭 깊이를 허용 범위 내로 억제하여 하프 커트 가공을 할 수 있는 것을 발견하여 본 발명을 완성시키는 데 이르렀다.

즉, 본 발명에 관한 레이저 가공 방법은 상기한 과제를 해결하기 위해, 피가공물에 대해 레이저광을 이용하여 소정의 깊이 위치까지 형상 가공을 행하는 레이저 가공 방법이며, 상기 피가공물에 따라서 가장 적절하게 설정되는 레이저광의 단위 길이당에 있어서의 에너지가 레이저광의 발진기에 있어서의 파워 변동에 의해 당해 레이저 파워가 증대하였을 때에도 상기 피가공물을 관통시키지 않는 에너지 범위 내가 되도록 레이저광의 레이저 파워, 및 피가공물과 레이저광 사이의 상대적인 이동 속도를 크게 하고, 또한 레이저 가공에 필요한 조사 회수를 저감시키는 것을 특징으로 한다.

피가공물에 대해 레이저광을 이용하여 소정의 깊이 위치까지 형상 가공을 행하는 경우, 원하는 에칭 깊이가 되도록 피가공물의 물성 등에 따라서 레이저광의 레이저 파워나 피가공물과 레이저광 사이의 상대적인 이동 속도, 조사 회수 등에 대해 최적의 가공 조건을 설정한다. 그러나, 레이저광의 발진기의 출력 안정성은 일정하지 않기 때문에, 그 변동에 의해 레이저광의 레이저 파워가 증대하는 경우가 있다. 그 결과, 원하는 에칭 깊이보다도 깊게 에칭되어 소정의 형상 가공이 불가능해지는 경우가 있다.

이와 같은 파워 증대의 영향은 조사 회수가 많아지도록 가공 조건을 설정한 경우에 가장 강하게 받는다. 단위 길이당 에너지가 동일한 값이며, 에칭량이 같아지는 조건이라도 조사 회수가 많은 경우에는 레이저광의 레이저 파워의 증대에 의해 증가하는 에칭량이 조사마다 가산되기 때문이다. 본원 발명에 있어서는, 피가공물에 따라서 가장 적절하게 설정되는 레이저광의 단위 길이당에 있어서의 에너지가 레이저광의 발진기에 있어서의 파워 변동에 의해 당해 레이저 파워가 증대하였을 때에도, 상기 피가공물을 관통시키지 않는 에너지 범위 내가 되도록 상기 레이저 파워 및 이동 속도를 크게 하고, 또한 레이저 가공에 필요한 조사 회수를 적게 한다. 그 결과, 상기 레이저 파워가 증대해도 조사마다 가산되는 레이저 파워의 증대량을 최대한 저감시키므로, 에칭 깊이가 그 허용 범위를 초과하여 레이저 가공되는 것을 억제한다.

상기 방법에 있어서, 상기 레이저 가공은 레이저광을 동일 영역에 대해 복수회 주사함으로써 행하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 피가공물은 고분자 수지층을 포함하는 적층체인 것이 바람직하다.

상기 레이저광의 광원으로서 탄산 가스 레이저를 이용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 관한 레이저 가공품은 상기한 과제를 해결하기 위해 상기에 기재된 레이저 가공 방법에 의해 얻어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기에 설명한 수단에 의해 이하에 서술하는 효과를 발휘한다.

즉, 본 발명에 따르면, 피가공물에 따라서 가장 적절하게 설정되는 레이저광 의 단위 길이당에 있어서의 에너지가, 레이저광의 발진기에 있어서의 파워 변동에 의해 당해 레이저 파워가 증대하였을 때에도 상기 피가공물을 관통시키지 않는 에너지 범위 내가 되도록 레이저 파워 및 이동 속도를 크게 하고, 또한 레이저 가공에 필요한 조사 회수를 적게 하므로, 레이저광의 발진기의 출력이 안정되지 않고 레이저 파워가 증대해도 그 변동이 피가공물의 레이저 가공에 미치는 영향을 저감시킬 수 있다. 그 결과, 작업성이 향상되는 동시에 수율의 향상을 도모할 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 대해 도1 내지 도5를 참조하면서 이하에 설명한다. 단, 설명에 불필요한 부분은 생략하고, 또한 설명을 용이하게 하기 위해 확대 또는 축소 등을 하여 도시한 부분이 있다.

본 실시 형태에 관한 레이저 가공 방법은 피가공물에 대해 레이저광을 이용하여 소정의 깊이 위치까지 정밀도 좋게 형상 가공을 행하는 방법으로, 예를 들어 하프 커트 가공, 마킹, 휨 가공, 또는 스크라이빙 가공 등에 적용 가능하다.

이하에, 피가공물에 대해 하프 커트 가공을 행하는 경우를 예로 하여, 본 발명의 가공 원리에 대해 설명한다. 도1은 피가공물에 대해 레이저광을 이용하여 하프 커트 가공을 하는 모습을 도시하는 단면 모식도이다. 도2는 하프 커트 가공에 의해 하프 커트 부분(8)이 형성된 피가공물의 모습을 도시하는 사시도이다. 본 실시 형태에서 사용하는 피가공물(1)은 지지체(1a) 상에 피가공층(1b)이 적층된 적층체로 이루어진다(상세에 대해서는 후술함). 피가공물(1)의 레이저 가공은 예를 들 어 흡착 스테이지의 흡착판 상에 고정하여 행해진다. 소정의 레이저 발진기로부터 출력되는 레이저광(3)을 렌즈로 집광하여 피가공물(1) 상에 조사한다. 조사와 함께, 레이저 조사 위치를 소정의 가공 라인 상을 따라 이동시켜 하프 커트 가공을 행한다. 하프 커트 가공은 갈바노 스캔 또는 X-Y 스테이지 스캔을 이용한 레이저 가공 방법이나, 마스크 이미징 방식 레이저 가공 등의 공지의 방법이 이용된다.

레이저광(3)으로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 ArF 엑시머레이저, KrF 엑시머레이저, XeCl 엑시머레이저, YAG 레이저의 제3 고조파 혹은 제4 고조파, YLF 혹은 YVO₄의 고체 레이저의 제3 고조파 혹은 제4 고조파, Ti : S 레이저, 반도체 레이저, 파이버 레이저 또는 탄산 가스 레이저 등을 사용할 수 있다. 이들 레이저광 중, 본 발명에 있어서는 탄산 가스 레이저가 고출력에 의한 생산성 향상의 면에서 특히 바람직하다.

상기 피가공물(1)에 대해 레이저광(3)을 이용하여 하프 커트 가공을 행하는 경우, 에칭 깊이는 단위 길이당에 투입하는 에너지[J/㎜]에 의해 제어된다. 상기 단위 길이당에 투입하는 에너지는 레이저 파워[W]를 주사 속도[㎜/s]로 나누어 얻게 되는 것이다. 따라서, 예를 들어 원하는 에칭 깊이가 되도록 하프 커트 가공을 행하기 위해서는, 레이저 파워 또는 주사 속도 중 어느 하나를 변경함으로써, 단위 길이당에 투입하는 에너지를 조정할 수 있다.

피가공물(1)에 대해 소정의 조건하{즉, 레이저 파워(W), 주사 속도(㎜/s), 반복 주파수(㎒), 스폿 직경(㎛φ) 및 빔 랩수(pulse)[레이저광 주사 상의 어느 한 점에 레이저광(3)이 몇 펄스 조사되었는지를 나타내는 수치]}로 행하면 원하는 에칭 깊이로 하프 커트 가공이 가능한 경우에, 본 발명에 있어서는 레이저 파워 및 주사 속도를 크게 하고, 또한 빔 랩수를 줄여 단위 길이당 투입 에너지를 같은 값으로 한다[도3의 (a) 참조]. 한편, 레이저 파워 및 주사 속도를 작게 하고, 또한 빔 랩수를 늘려도, 단위 길이당 투입 에너지를 같은 값으로 하는 것은 가능하다[도3의 (b) 참조]. 따라서, 레이저광의 발진기의 출력이 안정되어 있는 경우에는, 양자의 에칭 깊이는 동등하고, 원하는 에칭 깊이로 하프 커트 가공이 가능하다. 단, 각각의 빔 랩수가 다르기 때문에, 최종적인 에칭량은 같아도 1펄스마다의 에칭량이 다른 것을 알 수 있다. 예를 들어, 전자의 경우, 도3의 (a)에 도시하는 바와 같이, 1펄스에 의해 에칭되는 부분은 에칭 부분(5)이 된다. 한편, 후자의 경우에는 도3의 (b)에 도시한 바와 같이 1펄스에 의해 에칭되는 부분은 에칭 부분(6)이 된다.

다음에, 발진기의 출력이 변동하여 레이저광의 레이저 파워가 증대한 경우에 대해 설명한다. 이 경우, 단위 길이당 에너지가 같은 값이고, 에칭량이 같아지는 조건이라도 도4에 도시한 바와 같이 레이저 파워의 증대에 의해 증가하는 에칭 부분(7)은 매 조사마다 가산된다. 그로 인해, 본 발명에 관한 빔 랩수가 적은 도4의 (a)의 경우에는, 레이저 가공이 지지체(1a)의 일부까지 및 원하는 에칭 깊이보다도 깊어지지만, 피가공물(1)이 완전히 절단되는 일은 없다. 한편, 빔 랩수가 많은 도4의 (b)의 경우에는, 파워 변동의 기여도가 커 피가공물(1)이 완전히 절단된다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 피가공물(1)에 따라서 가장 적절하게 설정되는 레이저광(3)의 단위 길이당에 있어서의 에너지가 레이저광(3)의 발진기에 있어서의 파워 변동에 의해 그 레이저 파워가 증대하였을 때에도 피가공물(1)을 관통시키지 않는 에너지 범위 내가 되도록 레이저 파워 및 주사 속도를 크게 하고, 또한 레이저 가공에 필요한 조사 회수를 저감시키는 것이다. 가장 적절하게 설정되는 레이저광(3)의 단위 길이당에 있어서의 에너지는 피가공물(1)의 광 흡수 특성이나, 두께, 열적 특성 등에 따라서 적절하게 변경될 수 있다. 따라서, 피가공물(1)의 구성 재료에 따라서, 레이저 가공 조건은 그때마다 최적화될 필요가 있지만, 하프 커트 가능한 범위 내에 있어서는 레이저광(3)의 레이저 파워 및 주사 속도를 모두 높은 값으로 설정하여 레이저광(3)의 레이저 파워의 에칭 깊이에 대한 기여도를 낮추는 것이, 레이저 파워가 증대한 경우에도 피가공물을 관통하지 않고 하프 커트 가공을 행하는 면에서 중요하다.

또한, 그 밖의 레이저의 가공 조건은 피가공물(1)의 종류 등에 따라서 적절하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 레이저 가공 방법을 하프 커트 가공에 적용하는 경우, 레이저광(3)의 반복 주파수는 특별히 한정되지 않고, 통상 1 ㎑ 내지 100 ㎑인 것이 바람직하다. 당해 범위 내로 함으로써, 생산성을 향상시킬 수 있다.

레이저광(3)의 집광 직경은 피가공물(1)에 실시하는 가공의 종류에 따라서 적절하게 설정될 수 있다. 하프 커트 가공의 경우, 가공 폭이 레이저광(3)의 집광 직경(스폿 직경)과 대략 일치한다. 따라서, 집광 직경을 조절함으로써, 가공 폭의 제어가 가능해진다. 집광 직경(가공 폭)은 통상 10 내지 500 ㎛가 바람직하고, 100 내지 300 ㎛가 보다 바람직하다. 집광 직경이 10 ㎛ 미만이면, 가공 속도가 낮아지는 경우가 있다. 한편, 500 ㎛를 초과하면, 피가공물로부터의 제품 취출 효율이 저하되는 경우가 있다.

또한, 레이저 가공은 레이저광(3)을 동일 영역에 대해 복수회 주사하여 행해도 좋다. 이 경우, 각 주사마다 가공 조건을 다양하게 변경해도 좋고, 동일 조건에서 행해도 좋다.

본 발명에서 가공 피가공물(1)로서는, 예를 들어 도5에 도시하는 세퍼레이터가 부착된 편광 필름(11)을 들 수 있다. 세퍼레이터가 부착된 편광 필름(11)은 폴리비닐알코올(PVA) 필름의 양면에 한 쌍의 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름이 접합되어 구성되는 편광 필름(피가공물층)(9)을 구비한다. 또한, 한쪽의 TAC 필름측에는 아크릴계 점착제층을 통해 PET 필름으로 이루어지는 세퍼레이터(지지체)(10)가 설치되어 있다. 다른 쪽 TAC 필름측에는, 표면 보호 필름이 설치되어 있어도 좋다. 이 표면 보호 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름에 아크릴계 점착제층이 마련된 구성이며, 아크릴계 점착제층이 다른 쪽의 TAC 필름과의 접합면으로 되어 있다.

또한, 피가공물(1)로서는 상기 세퍼레이터가 부착된 편광 필름(11) 이외에, 레이저광에 의해 가공할 수 있는 것이면 특별히 한정없이 적용할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어 각종 시트 재료, 회로 기판, 반도체 웨이퍼, 글래스 기판, 세라믹 기판, 금속 기판, 반도체 레이저 등의 발광 혹은 수광 소자 기판, MEMS(Micro Electro Mechanical System) 기판, 반도체 패키지, 천, 가죽, 종이, 단층 혹은 다 층의 필름 재료 등을 들 수 있다.

각종 시트 재료로서는, 예를 들어 폴리이미드계 수지, 폴리에스테르계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리카보네이트계 수지나, 충전제를 포함하는 폴리에틸렌계, 폴리프로필렌 수지 등에서의 고분자 필름이나 부직포, 그들 수지를 연신 가공, 함침 가공 등에 의해 물리적 혹은 광학적인 기능을 부여한 것, 구리, 알루미늄, 스테인레스 등의 금속 시트 혹은 상기 폴리머 시트 및/또는 금속 시트를 직접 또는 접착제 등을 통해 적층한 것 등을 들 수 있다.

또한 회로 기판으로서는, 편면, 양면 혹은 다층 가요성 프린트 기판, 글래스 에폭시나 세라믹, 금속 코어 기판 등으로 이루어지는 리지드 기판, 글래스 혹은 폴리머 상에 형성된 광 회로 혹은 광-전기 혼성 회로 기판 등을 들 수 있다.

또한, 단층 혹은 다층의 필름 재료로서는 각종 점착 필름, 광학 필름 등을 들 수 있다.

이하에, 본 발명의 적합한 실시예를 예시적으로 상세하게 설명한다. 단, 이 실시예에 기재되어 있는 재료나 배합량 등은 특별히 한정적인 기재가 없는 한은, 본 발명의 범위를 그것들에만 한정되는 취지의 것은 아니며, 단순한 설명예에 지나지 않는다.

(제1 실시예)

[피가공물]

본 제1 실시예에서는, 피가공물로서 상기 도5에 도시하는 구성의 세퍼레이터 가 부착된 편광 필름(총두께 270 ㎛)을 이용하여 편광 필름(9)을 절단 가공하고, 지지체로서의 세퍼레이터(10)(두께 : 38 ㎛)가 레이저 가공되지 않도록 하였다.

[레이저광 조사 장치]

사용한 레이저광 조사 장치는 이하와 같다.

레이저광원 : 탄산 가스 레이저

레이저 파장 : 10.6 ㎛

최고출력 : 250 W

[레이저광 조사 조건]

하기 조건하에서, 세퍼레이터가 부착된 편광 필름의 하프 커트 가공을 실시하였다.

레이저 파워 : 42 W

스폿 직경 : 120 ㎛φ

반복 주파수 : 20 ㎑

주사 속도 : 400 ㎜/s

주사 회수 : 1회

단위 길이당 투입 에너지 : 0.105 J/㎜

상기 가공 조건하에서 세퍼레이터가 부착된 편광 필름의 하프 커트 가공을 실시하였다. 그 결과, 편광 필름(9)만을 레이저 가공할 수 있고, 세퍼레이터가 부착된 편광 필름에 대해 하프 커트 형상을 형성할 수 있었다. 다음에, 레이저 파워를 의도적으로 변경하여 하프 커트 가공이 가능한 레이저 파워의 범위를 확인하였 다. 그 결과, 당초의 값 42 W에 대해, 7 W의 증가분까지가 하프 커트 가공이 가능한 범위인 것을 알 수 있었다.

(제1 비교예)

본 제1 비교예에 있어서는, 하기 표1에 나타내는 바와 같이 레이저 파워, 주사 속도 및 빔 랩수를 변경한 것 이외에는, 상기 제1 실시예와 마찬가지로 하여 세퍼레이터가 부착된 편광 필름의 하프 커트 가공을 행하였다. 또한, 레이저 파워를 의도적으로 변경하여 하프 커트 가공이 가능한 레이저 파워의 범위를 확인하였다. 그 결과, 당초의 값 21 W에 대해, 3.5 W의 증가분까지가 하프 커트 가공이 가능한 범위이며, 레이저 파워가 증가한 경우에는 세퍼레이터(10)까지 레이저광에 의한 레이저 가공이 이루어져 원하는 하프 커트가 곤란한 것이 확인되었다.

(제2 비교예)

본 제2 비교예에 있어서는, 하기 표1에 나타내는 바와 같이 레이저 파워, 주사 속도 및 빔 랩수를 변경한 것 이외에는, 상기 제1 실시예와 마찬가지로 하여 세퍼레이터가 부착된 편광 필름의 하프 커트 가공을 행하였다. 또한, 레이저 파워를 의도적으로 변경하여 하프 커트 가공이 가능한 레이저 파워의 범위를 확인하였다. 그 결과, 당초의 값 10.5 W에 대해, 1.8 W의 증가분까지가 하프 커트 가공이 가능한 범위이며, 레이저 파워가 증가한 경우에는 세퍼레이터(10)까지 레이저광에 의한 레이저 가공이 이루어져 원하는 하프 커트가 곤란한 것이 확인되었다.

[표1]

	레이저 파워 (W)	주사 속도 (㎜/s)	반복 주파수 (㎑)	스폿 직경 (㎛φ)	빔 랩수 (pulse)	단위 길이당 투입 에너지 (J/㎜)	하프 커트 가공이 가능한 파워의 증가분 (W)
제1 실시예	42.0	400	20	120	6	0.105	7.0
제1 비교예	21.0	200	20	120	12	0.105	3.5
제2 비교예	10.5	100	20	120	24	0.105	1.8

(제2 실시예)

본 제2 실시예에서는 피가공물로서 도5에 도시하는 구성의 세퍼레이터가 부착된 편광 필름(11)(총두께 270 ㎛)을 이용하여 편광 필름(9)을 절단 가공하고, 지지체로서의 세퍼레이터(10)(두께 : 38 ㎛)가 레이저 가공되지 않도록 하였다.

레이저광의 조사 장치로서는 제1 실시예와 같은 것을 이용하여, 레이저광의 조사 조건으로서는 하기 표2에 나타내는 것 이외에, 주사 회수도 2회로 하였다. 또한, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 레이저 파워를 의도적으로 변경하여 하프 커트 가공이 가능한 레이저 파워의 범위를 확인하였다. 그 결과, 21 W의 증가분까지가 하프 커트 가공이 가능한 범위인 것을 알 수 있었다.

(제3 비교예)

본 제3 비교예에 있어서는, 하기 표2에 나타내는 바와 같이 레이저 파워, 주사 속도 및 빔 랩수를 변경한 것 이외에는, 상기 제2 실시예와 마찬가지로 하여 세퍼레이터가 부착된 편광 필름의 하프 커트 가공을 행하였다. 또한, 레이저 파워를 의도적으로 변경하여 하프 커트 가공이 가능한 레이저 파워의 범위를 확인하였다. 그 결과, 14 W의 증가분까지가 하프 커트 가공이 가능한 범위이고, 레이저 파워가 증가한 경우에는 세퍼레이터(10)까지 레이저광에 의한 레이저 가공이 이루어져 원하는 하프 커트가 곤란한 것이 확인되었다.

(제4 비교예)

본 제4 비교예에 있어서는, 하기 표2에 나타내는 바와 같이 레이저 파워, 주사 속도 및 빔 랩수를 변경한 것 이외에는, 상기 제2 실시예와 마찬가지로 하여 세퍼레이터가 부착된 편광 필름의 하프 커트 가공을 행하였다. 또한, 레이저 파워를 의도적으로 변경하여 하프 커트 가공이 가능한 레이저 파워의 범위를 확인하였다. 그 결과, 7W의 증가분까지가 하프 커트 가공이 가능한 범위이며, 레이저 파워가 증가한 경우에는 세퍼레이터(10)까지 레이저광에 의한 레이저 가공이 이루어져 원하는 하프 커트가 곤란한 것이 확인되었다.

[표2]

	조사 회수	레이저 파워 (W)	주사 속도 (㎜/s)	반복 주파수 (㎑)	스폿 직경 (㎛φ)	빔 랩수 (pulse)	단위 길이당 투입 에너지 (J/㎜)	하프 커트 가공이 가능한 파워의 증가분 (W)
제2 실시예	첫 번째	59.0	667	10	120	1.8	0.089	21.0
제2 실시예	두 번째	42.0	2000	10	120	0.6	0.021	21.0
제3 비교예	첫 번째	59.0	667	10	120	1.8	0.089	14.0
제3 비교예	두 번째	28.0	1333	10	120	0.9	0.021	14.0
제4 비교예	첫 번째	59	667	10	120	1.8	0.089	7.0
제4 비교예	두 번째	14.0	667	10	120	1.8	0.021	7.0

도1은 본 발명의 실시 형태에 관한 레이저 가공 방법에 의해 피가공물에 대해 하프 커트 가공을 하는 모습을 도시하는 단면 모식도.

도2는 상기 방법에 의해 하프 커트 가공된 피가공물의 모습을 도시하는 사시도.

도3의 (a)는 단위 길이당 투입 에너지를 같은 값으로 하여 레이저 파워를 높게 하고, 또한 주사 속도를 고속으로 하여 가공한 경우의 에칭 깊이를 나타내는 도면, 도3의 (b)는 레이저 파워를 작게 하고, 또한 주사 속도를 저속으로 하여 가공한 경우의 에칭 깊이를 나타내는 도면.

도4의 (a)는 단위 길이당 투입 에너지를 같은 값으로 하여 레이저 파워를 높게 하고, 또한 주사 속도를 고속으로 하여 가공한 경우이며, 레이저 파워가 증대한 경우의 에칭 깊이를 나타내는 도면, 도4의 (b)는 레이저 파워를 작게 하고, 또한 주사 속도를 저속으로 하여 가공한 경우이며, 레이저 파워가 증대한 경우의 에칭 깊이를 나타내는 도면.

도5는 상기 피가공물로서의 세퍼레이터가 부착된 편광 필름을 나타내는 단면 모식도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 피가공물

3 : 레이저광

5 : 에칭 부분

6 : 에칭 부분

7 : 에칭 부분

8 : 커트 부분

9 : 편광 필름

10 : 세퍼레이터

Claims

피가공물에 대해 레이저광을 이용하여 소정의 깊이 위치까지 형상 가공을 행하는 레이저 가공 방법으로서,

상기 피가공물에 따라서 레이저광의 레이저 파워, 피가공물과 레이저광 간의 상대적인 이동 속도, 및 레이저 가공에 필요한 조사 회수에 대해서 소망하는 에칭 깊이가 되도록 가장 적절한 레이저 파워, 가장 적절한 이동 속도 및 가장 적절한 조사 회수를 설정하고,

레이저 파워를 이동 속도로 나눈 값이, 상기 가장 적절한 레이저 파워를 상기 가장 적절한 이동 속도로 나눈 값과 같은 값이 되도록, 레이터 파워 및 이동 속도를 상기 가장 적절한 레이터 파워 및 상기 가장 적절한 이동 속도보다 크게 하고, 또한 조사 회수를 상기 가장 적절한 조사 회수 보다 저감시키는 것에 의해, 레이저광의 발진기에서의 파워 변동에 의해 상기 레이저 파워가 증가한 경우에도 상기 피가공물을 관통시키지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
제1항에 있어서, 상기 레이저 가공은 레이저광을 동일 영역에 대해 복수회 주사함으로써 행하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
제1항에 있어서, 상기 피가공물은 고분자 수지층을 포함하는 적층체인 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
제1항에 있어서, 상기 레이저광의 광원으로서 탄산 가스 레이저를 이용하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 방법.
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