KR101795327B1 - 레이저 가공 방법 및 레이저 가공 장치 - Google Patents

레이저 가공 방법 및 레이저 가공 장치 Download PDF

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Abstract

유리(2)에 발생하는 휘어짐을 저감시키는 동시에, 보호재(3)를 유리(2)로부터 박리할 때에 유리(2)에 발생하는 응력을 저감시킬 수 있는 레이저 가공 방법을 얻는다. 유리(2)의 양면에 보호재(3)를 형성하는 보호재 형성 공정과, 보호재 형성 공정 후에, 보호재(3)와 함께 유리(2)에 레이저(101)를 조사해 유리(2)를 가공하는 레이저 가공 공정과, 레이저 가공 공정 후에, 유리(2)로부터 보호재(3)를 박리하는 보호재 박리 공정을 구비하고 있다.

Description

레이저 가공 방법 및 레이저 가공 장치{LASER PROCESSING METHOD AND LASER PROCESSING APPARATUS}
본 발명은 피가공물에 레이저를 조사하여 피가공물을 가공하는 레이저 가공 방법 및 레이저 가공 장치에 관한 것이다.
근년, 전기·전자기기의 소형화 등에 수반하여 부품의 미세화·복잡화가 진행되고 있다. 그 때문에, 각종 재료의 천공 가공 및 절단 가공에 있어서 고정밀화가 요구되고 있다. 드릴이나 금형 등에 의한 기계 가공에서는, 공구 마모 등의 이유에 의해 고정밀화의 요구를 충족하는 것이 어려워지고 있다.
레이저 가공에서는, 피가공물에 대해서 비접촉 또한 미세 가공이 가능하다. 그렇지만, 레이저 가공 시에 발생하는 피가공물의 용융물 및 비산물이 피가공물의 표면에 부착하므로, 그것을 제거할 필요가 있다. 따라서, 후속 공정에 있어서, 디스미어(desmear)와 같은 에칭 처리가 필요하여, 공정수의 증가 및 코스트의 상승이 발생한다.
그래서, 종래, 피가공물에의 레이저 가공 시에 발생하는 용융물 및 비산물의 부착을 막는 레이저 가공 방법으로서, 피가공물의 표면에 보호재를 점착한 상태에서, 보호재와 함께 피가공물에 레이저를 조사하고, 피가공물을 가공하는 레이저 가공 방법이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
일본 공개 특허 제 소59-76688 호 공보
그렇지만, 레이저의 에너지 밀도를 높이는 경우에는, 보호재의 내열성을 충분히 확보하기 위해서, 보호재의 두께를 크게 할 필요가 있고, 보호재의 두께를 크게 하는 것에 의해서, 보호재를 점착한 피가공물에 큰 휘어짐이 발생하거나 보호재를 피가공물로부터 박리할 때에 피가공물에 큰 응력이 발생한다는 문제점이 있었다.
본 발명은 피가공물에 발생하는 휘어짐을 저감시키는 동시에, 보호재를 피가공물로부터 박리할 때에 피가공물에 발생하는 응력을 저감시킬 수 있는 레이저 가공 방법 및 레이저 가공 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 레이저 가공 방법은, 유리의 양면에 보호재가 중첩되도록 보호재를 유리에 형성하는 보호재 형성 공정과, 보호재 형성 공정 후에, 보호재와 함께 유리에 레이저를 조사해 유리를 가공하는 레이저 가공 공정과, 레이저 가공 공정 후에, 유리로부터 보호재를 박리하는 보호재 박리 공정을 구비하고 있다.
본 발명에 따른 레이저 가공 방법에 의하면, 유리의 양면에 보호재가 형성된 상태에서 보호재와 함께 유리에 레이저가 조사되고, 그 후, 유리로부터 보호재가 박리되므로, 레이저의 에너지 밀도를 높이기 위해서 보호재의 두께를 크게 하는 경우라도, 보호재를 유리에 형성한 경우에 유리에 발생하는 휘어짐을 저감시키는 동시에, 보호재를 유리로부터 박리하는 경우에 유리에 발생하는 응력을 저감시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태 1에 따른 보호재 부착 유리를 도시하는 측면도,
도 2는 두꺼운 보호재를 유리로부터 박리하는 모양을 도시하는 측면도,
도 3은 도 2의 보호재가 박리된 유리를 도시하는 평면도,
도 4는 두꺼운 보호재를 유리에 접착한 모양을 도시하는 측면도,
도 5는 본 발명의 실시형태 1에 따른 레이저 가공 방법을 이용해 유리에 가공 구멍으로서 막힌 구멍(blind hole)을 형성하는 모양을 도시하는 도면,
도 6은 본 발명의 실시형태 1에 따른 레이저 가공 방법을 이용해 유리에 가공 구멍으로서 관통 구멍을 형성하는 모양을 도시하는 도면,
도 7은 보호재와 유리 사이에 기포 및 이물이 들어간 상태에서 유리에 가공 구멍으로서 막힌 구멍을 형성하는 모양을 도시하는 도면,
도 8은 도 7에 있어서의 가공 구멍의 형성 후의 유리를 도시하는 평면도,
도 9는 본 발명의 실시형태 1에 따른 레이저 가공 방법으로 이용되는 레이저 가공 장치를 도시하는 사시도,
도 10은 휘어짐이 있는 상태로 레이저가 조사된 보호재 부착 유리를 도시하는 단면도,
도 11은 도 10의 보호재 부착 유리로부터 보호재가 제거되었을 경우의 유리를 도시하는 평면도,
도 12는 도 11의 유리를 도시하는 단면도,
도 13은 도 9의 스테이지대에 보호재 부착 유리를 편평하게 고정하는 방법을 설명하는 도면,
도 14는 도 9의 스테이지대에 보호재 부착 유리를 편평하게 고정하는 방법을 설명하는 도면,
도 15는 도 9의 스테이지대에 보호재 부착 유리를 편평하게 고정하는 방법을 설명하는 도면,
도 16은 도 9의 스테이지대에 보호재 부착 유리를 편평하게 고정하는 방법을 설명하는 도면,
도 17은 도 9의 스테이지대에 보호재 부착 유리를 편평하게 고정하는 방법을 설명하는 도면,
도 18은 본 발명의 실시형태 4에 따른 보호재 부착 유리를 도시하는 측면도,
도 19는 도 18의 유리에 접착제가 도포된 기재를 점착하는 모양을 도시하는 평면도,
도 20은 도 19의 기재에 접착제가 도포된 기재를 점착하는 모양을 도시하는 평면도,
도 21은 롤을 이용해 한 쌍의 보호재를 유리의 표면 및 이면에 동시에 점착하는 모양을 도시하는 측면도.
(실시형태 1)
박판 형상으로 형성된 유리의 미세 천공 가공의 용도로서는, 반도체 팁과 패키지 기판을 도통 접속하기 위한 중간 기판용 박판 관통 전극을 들 수 있다. 전자기기의 고성능화·고기능화에 따라, 프린트 기판의 고밀도화가 진행되어 있다. 기판의 주된 재료는 수지이지만, 대체 재료로서, 열팽창율이 낮고 고절연성의 유리가 기대되고 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태 1에 따른 보호재 부착 유리를 도시하는 측면도이다. 보호재 부착 유리(보호재 부착 피가공물)(1)는 박판 형상으로 형성된 유리(피가공물)(2)와, 유리(2)의 표면에 형성된 보호재(3)를 구비하고 있다. 보호재(3)는 레이저를 유리(2)에 조사할 때에 유리(2)로부터 발생하는 유리(2)의 용융물 및 비산물이 유리(2)에 부착하는 것을 방지한다.
보호재(3)는 2개의 기재(31, 32)와, 2층의 접착제(33, 34)를 구비하고 있다. 접착제(33)는 유리(2)의 표면에 도포되어 있다. 기재(31)는 접착제(33)를 거쳐서, 유리(2)의 표면에 점착되어 있다. 접착제(34)는 기재(31)에 있어서의 유리(2)측과는 반대측의 면에 도포되어 있다. 기재(32)는 접착제(34)를 거쳐서, 기재(31)에 점착되어 있다. 바꿔 말하면, 보호재(3)는 중첩된 2개의 기재(31, 32)가 유리(2)에 중첩되도록 유리(2)에 형성되어 있다. 이 예에서는, 2개의 기재(31, 32)를 구비한 보호재(3)의 구성에 대해 설명하지만, 3개 이상의 기재를 구비한 보호재(3)의 구성이어도 좋다. 이 경우에서도, 중첩된 3개 이상의 기재가 유리(2)에 중첩되도록 유리(2)에 형성된다.
유리(2)의 두께는 300㎛ 이하로 되어 있다. 고에너지 밀도의 조건 하에서 유리(2)에 레이저를 조사하는 레이저 가공 방법에서는, 2개의 기재(31, 32)를 구비한 보호재(3)가 유리(2)에 형성되는 것에 의해서, 내열성이 유지되는 동시에, 보호재 부착 유리(1)의 휘어짐이 억제된다. 또한, 보호재 부착 유리(1)를 편평한 스테이지대에 탑재되고, 보호재 부착 유리(1)를 스테이지대에 고정하는 것에 의해서, 보호재 부착 유리(1)의 휘어짐이 억제된다. 또한, 보호재(3)를 유리(2)로부터 박리할 때, 2개의 기재(31, 32)를 1매씩 박리하는 것에 의해서, 유리(2)에 가해지는 응력이 완화되어 유리(2)에 크랙(crack)이 발생하는 것이 저감된다. 그 결과, 유리(2)에 용융물 및 비산물이 부착하지 않고, 또한, 가공 형상이 균일한 유리(2)의 레이저 가공을 실행할 수 있다.
보호재(3)의 두께는 500㎛ 이하로 되어 있다. 중간 기판의 두께는 약 50㎛ 내지 300㎛ 정도로 되어 있다.
보호재(3)의 선택은 유리(2)의 재료와 레이저 가공 조건에 의해서 결정할 수 있다. 보호재(3)는 레이저의 조사에 대해서 충분한 내열성을 가질 필요가 있다. 충분한 내열성이란, 보호재(3)를 레이저 가공하는 경우에, 기재(31, 32)의 변형이 거의 발생하지 않고, 보호재(3)가 레이저의 열에 견디지 못해 타버리지 않고, 또한, 보호재(3)가 레이저의 열에 의해 소실되어 유리(2)의 표면이 노출되지 않는 것을 의미한다.
보호재(3)의 내열성이 충분히 확보되어 있지 않은 경우에는, 보호재(3)에 의한 유리(2)의 용융물 및 비산물의 제거가 곤란해지고, 또한 유리(2)에 열영향층이 형성되거나 유리(2)에 크랙이 형성되거나 한다.
레이저 가공 조건으로서 레이저의 에너지 밀도가 저에너지 밀도인 경우에는, 두께가 작은 보호재(3)여도, 충분한 내열성을 얻을 수 있어서 용융물 및 비산물이 유리(2)에 부착하는 것을 방지할 수 있다.
그렇지만, 레이저 가공 조건으로서 레이저의 에너지 밀도가 고에너지 밀도인 경우에는, 보호재(3)의 재질을 충분한 내열성을 갖는 것으로 변경하거나, 또는 보호재(3)가 충분한 내열성을 갖도록 보호재(3)의 두께를 크게 하거나 할 필요가 있다. 왜냐하면, 보호재(3)가 레이저의 열에 견디지 못하여, 보호재(3)가 열화해버려서, 용융물 및 비산물이 유리(2)에 부착하는 것을 방지할 수 없기 때문이다.
도 2는 두꺼운 보호재(3)를 유리(2)로부터 박리하는 모양을 도시하는 측면도, 도 3은 도 2의 보호재(3)가 박리된 유리(2)를 도시하는 평면도이다. 중간 기판으로 사용되는 두께 300㎛ 이하의 얇은 유리(2)이며, 경취성(硬脆性) 재료로 구성된 유리(2)를 레이저 가공하는 경우에는, 보호재(3)의 두께의 치수가 크면 보호재(3)를 유리(2)로부터 박리할 때에, 유리(2)에 응력이 가해져 버려서, 유리(2)에 형성된 가공 구멍(21) 또는 유리(2)에 있어서의 가공 구멍(21)의 주위의 부분에 크랙(22)이 발생하는 경우가 있다.
도 4는 두꺼운 보호재(3)를 유리(2)에 접착한 모양을 도시하는 측면도이다. 보호재(3)의 두께가 큰 경우에는, 보호재(3)를 유리(2)에 접착할 때에, 유리(2)에 휘어짐이 발생하는 경우가 있다. 이는, 보호재(3)를 유리(2)에 접착할 때에 유리(2)에 가해진 인장 응력 및 보호재(3)를 유리(2)에 점착할 때에 유리(2)에 가해진 응력이 원인이라고 생각할 수 있다. 특히, 작업자가 수동으로 보호재(3)를 유리(2)에 점착하는 경우에는, 점착 방향으로 보호재(3)가 수축하고, 보호재(3)에 휘어짐이 발생한다. 보호재 부착 유리(1)에 있어서의 휘어짐 방향 및 휘어짐 양은 유리(2)의 재질, 유리(2)의 두께, 보호재(3)의 재질, 보호재(3)의 두께, 유리(2)와 보호재(3) 사이의 접착력에 따라 다르다.
고품위인 레이저 가공 조건이어도, 보호재(3)에 의한 휘어짐 또는 크랙(22)의 발생으로, 가공 품질이 저하된다는 문제점이 있다.
보호재(3)가 충분한 내열성을 갖는 것, 보호재(3)의 유리(2)에의 접착 시에 있어서의 보호재 부착 유리(1)의 휘어짐을 억제하는 것, 및 보호재(3)를 유리(2)로부터 박리할 때에 있어서의 크랙(22)의 발생을 억제하는 것의 3개를 양립하는 것이 어렵다는 과제가 있다.
본 발명에서는, 보호재(3)는 2개의 기재(31, 32)와 2층의 접착제(33, 34)를 구비하고 있고, 2개의 기재(31, 32)에 의해서, 보호재(3)는 내열성이 충분한 두께를 갖고 있다. 또한, 도 2 및 도 4에 도시되는 1개의 두께가 큰 기재(35)를 구비한 보호재(3)에 의해서 유리(2)에 발생하는 휘어짐 양과 비교해서, 도 1에 도시되는 2개의 기재(31, 32)를 구비하고, 전체의 두께를 동일하게 한 보호재(3)에 의해서 유리(2)에 발생하는 휘어짐 양을 저감시킬 수 있다.
기재(31, 32)의 두께는 유리(2)의 두께 이하인 것이 좋다. 기재(31, 32)는 유리(2)의 표면에 대해서 수직으로 중첩되는 것이 바람직하다.
보호재(3) 및 유리(2)를 상방으로부터 본 경우에, 보호재(3)의 면적은 유리(2)의 면적보다 커도 좋다. 다만, 보호재 부착 유리(1)가 스테이지대보다 훨씬 큰 경우에는, 스테이지대에서는 돌출된 보호재(3)의 부분에, 자중에 의해서 휘어짐이 발생한다. 이를 막기 위해서는, 보호재(3)는 유리(2)를 고정하는 스테이지대보다 약간 큰 정도까지 한정한다.
기재(31, 32)의 재질로서는, 예를 들면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate) 등의 고분자 필름 등을 들 수 있다.
기재(31, 32)의 각각의 크기는 서로 동일할 필요는 없다. 다만, 기재(31, 32)를 중첩한 상태에서 기재(31, 32)의 각각이 유리(2)의 레이저 가공 부분을 반드시 덮는 크기일 필요가 있다.
기재(31, 32)의 두께는 보호재(3)에 레이저가 조사되었을 때에, 유리(2)의 레이저 가공이 가능하다는 것이 전제 조건이다.
접착제(33, 34)의 재질은 예를 들면, 고무계, 실리콘계, 아크릴계 등을 들 수 있다. 접착제(33, 34)의 재질은 가접착(假接着) 또는 박리 가능한 것이다.
유리(2)에 도포되는 접착제(33)의 접착 범위는 유리(2)에 있어서의 레이저 가공되는 부분보다 클 필요가 있다.
접착제(33, 34)의 두께는 사용하는 재질의 점착력에 의하지만, 20㎛ 이하인 것이 바람직하다. 접착제(33, 34)의 점착력은 유리(2)와 기재(31), 기재(31)와 기재(32)의 밀착성이 어느 정도의 힘이면 좋다. 접착제(33, 34)의 점착력은 0.05 내지 1.0N/20㎜가 바람직하다.
기재(31, 32) 각각의 재질 및 두께는 서로 동일할 필요는 없다. 또한, 접착제(33, 34)의 재질 및 두께는 서로 동일할 필요는 없다. 특히, 기재(31, 32)의 조합은 기재(31, 32)의 두께가 서로 달라도 좋다. 기재(31, 32), 접착제(33, 34) 각각은 전체에 걸쳐서 두께가 균일한 것이 바람직하다.
다음에, 유리(2)에 미세 구멍을 형성하는 레이저 가공 방법에 대해서 설명한다. 도 5는 본 발명의 실시형태 1에 따른 레이저 가공 방법을 이용하여 유리(2)에 가공 구멍(21)으로서 막힌 구멍을 형성하는 모양을 도시하는 도면, 도 6은 본 발명의 실시형태 1에 따른 레이저 가공 방법을 이용하여 유리(2)에 가공 구멍(21)으로서 관통 구멍을 형성하는 모양을 도시하는 도면이다. 우선, 유리(2)에의 보호재(3)의 접착 방법에 대해 설명한다. 보호재(3)를 유리(2)의 한면 또는 양면에 접착한다(보호재 형성 공정). 유리(2)에 막힌 구멍 가공 또는 스크라이브 가공을 실행하는 경우에는, 유리(2)의 한면에만 보호재(3)를 접착해, 유리(2)에 관통 구멍 가공 또는 절단 가공을 실행하는 경우에는, 유리(2)의 표면 및 이면의 양방으로 보호재(3)를 접착한다. 유리(2)에 관통 구멍 가공 또는 절단 가공을 실행하는 경우에는, 표면뿐만이 아니라 이면에도 용융물(4)이나 비산물(5)이 부착하고, 박리가 곤란해지기 때문이다.
유리(2)의 이면에 접착된 보호재(3)의 두께는 유리(2)의 표면에 접착된 보호재(3)의 두께 이하이면 좋다.
유리(2)에의 보호재(3)의 접착 방법으로서는, 미리 기재(31, 32)에 접착제(33, 34)를 부착한 보호재(3)를 수동으로 롤 투 롤(Roll to Roll) 등으로 유리(2)에 점착하는 방법이나, 위로부터 기재(32), 접착제(34), 기재(31), 접착제(33), 유리(2)의 순서로 중첩한 상태에서 진공 라미네이터에 의해서 접착하는 방법 등을 들 수 있다. 이 경우, 접착제(33, 34)로서, 접착 시트를 이용해도 좋다.
유리(2)에 보호재(3)를 접착할 때의 주의점으로서는, 유리(2)와 보호재(3) 사이에 기포나 먼지 등의 티끌(이물)이 들어가지 않게 하는 것을 들 수 있다. 도 7은 보호재(3)와 유리(2) 사이에 기포(6) 및 티끌(7)이 들어간 상태에서 유리(2)에 가공 구멍(21)으로서 막힌 구멍을 형성하는 모양을 도시하는 도면, 도 8은 도 7에 있어서의 가공 구멍(21)의 형성 후의 유리(2)를 도시하는 평면도이다. 기포(6)나 티끌(7)이 유리(2)와 보호재(3) 사이에 들어가면, 유리(2)와 보호재(3)의 틈새에, 레이저 가공 시의 유리(2)의 용융물(4) 및 비산물(5)이 들어가버려서, 그 용융물(4) 및 비산물(5)이 유리(2)의 표면에 용착한다. 이 경우, 보호재(3)가 유리(2)에의 용융물(4) 및 비산물(5)의 부착을 방지하는 기능이 충분히 발휘되지 않는다. 그 때문에, 기재(31, 32)에 접착제(33, 34)가 이미 부착하여 있는 보호재(3)를 이용하는 경우에는, 접착제(33, 34)가 기재(31, 32)의 전면에 도포된 것을 이용한다.
유리(2)에의 보호재(3)의 접착 시에 있어서의 유리(2)의 휘어짐을 억제하기 위해서는, 보호재(3)의 두께가 유리(2)보다 두꺼워지는 경우에는, 유리(2)에 대해서 기재를 1개씩 접착시킨다.
다음에, 보호재(3) 및 유리(2)에 레이저를 조사하는 레이저 가공 방법에 대해 설명한다. 도 9는 본 발명의 실시형태 1에 따른 레이저 가공 방법으로 이용되는 레이저 가공 장치(100)를 도시하는 사시도이다. 레이저 가공 장치(100)는 레이저(101)를 출력하는 레이저 발진기(102)와, 레이저 발진기(102)로부터 출력된 레이저(101)를 조정하는 빔 조정 광학계(103)와, 빔 조정 광학계(103)에서 조정된 레이저(101)를 반사시키는 도광 미러(104)와, 도광 미러(104)에서 반사된 레이저(101)의 프로파일을 성형하는 마스크(105)와, 마스크(105)에 의해서 성형된 레이저(101)를 집광하는 집광 렌즈(106)와, 집광 렌즈(106)에서 집광된 레이저(101)가 조사되는 보호재 부착 유리(1)를 지지하는 스테이지대(107)와, 스테이지대(107)를 반송하는 반송 장치(도시하지 않음)를 구비하고 있다. 레이저 발진기(102), 빔 조정 광학계(103), 도광 미러(104), 마스크(105) 및 집광 렌즈(106)로부터 레이저 조사 장치(108)가 구성되어 있다.
빔 조정 광학계(103)는 레이저(101)의 빔 직경의 크기의 조정 및 레이저(101)의 빔 형상의 성형을 실행한다. 빔 조정 광학계(103)는 오목 렌즈 및 볼록 렌즈의 조합에 의해서 구성되어 있다. 타원 빔 등의 빔 성형을 실행하는 광학계에는, 원통형 렌즈(cylindrical lens), 프리즘, 회절 광학 소자 등을 사용할 수 있다.
마스크(105)는 구리 등의 재료로 구성되어 있다. 마스크(105)의 중심에는, 마스크(105)에 조사되는 레이저(101)의 빔 직경보다 작은 원 또는 타원 등의 형상의 관통 구멍이 형성되어 있고, 레이저(101)가 마스크(105)를 통과하는 것에 의해서, 레이저(101)가 관통 구멍의 형상으로 성형된다. 또한, 레이저 조사 장치(108)는 마스크(105)를 구비하지 않아도 좋다.
마스크(105)에 의해서 성형된 레이저(101)를 집광 렌즈(106)에 의해 보호재 부착 유리(1)의 레이저 입사면에 집광하여, 스테이지대(107)를 주사하는 것에 의해, 유리(2)에 대해서 미세한 가공 구멍(21)을 형성한다(레이저 가공 공정). 도 9에서는 가공 구멍(21)으로서 막힌 구멍을 형성하는 막힌 구멍 가공의 모양을 도시하고 있지만, 관통 구멍 가공 및 절단 가공에도 적용할 수 있다.
유리(2)에 조사되는 레이저(101)에 대해서의 유리(2)에 대한 상대적인 주사에 대해서는, 스테이지대(107)를 고정하고, 갈바노 미러(Galvano mirror), 다각형 미러 등에 의해 레이저를 주사해도 동일한 효과를 얻을 수 있다. 이 경우, 집광 렌즈의 fθ 렌즈를 이용하여 조사하는 것이 좋다.
레이저(101)의 집광 위치는 보호재(3)의 표면, 보호재(3)의 내부, 유리(2)의 표면, 유리(2)의 내부 중 어느 것이어도 좋고, 형성하는 가공 구멍의 크기나 깊이에 의해서 조정된다.
레이저 가공에는 어시스트 가스(assist gas)를 이용해도 좋다. 어시스트 가스란, 레이저 가공 시의 용융물(4)의 박리 및 샘플의 냉각 외에, 집광 렌즈(106)에의 용융물(4)의 부착 방지를 위해서 이용되는 보호 가스이다. 어시스트 가스로서는 공기, 질소, 아르곤 가스 등을 들 수 있다. 어시스트 가스를 흐르게 하는 방법으로서는, 집광 렌즈(106)와 유리(2) 사이에 흐르게 하는 방법, 노즐을 이용해 레이저(101)와 동축 상으로 흐르게 하는 방법 등을 들 수 있다.
유리(2)의 미세 구멍 가공용 레이저로서는, 유리(2)의 흡수역인 파장을 갖는 레이저(101)가 좋고, 특히 펄스 CO2 레이저가 좋다. CO2 레이저는 고체 레이저와 비교하여, 런닝 코스트(rnnning cost)가 싸고, 신뢰성의 관점에 있어도 이점이 있다. 또한, 펄스 레이저는 연속 발진(CW : Continuous Wave)의 레이저에 비해, 시간적으로 집중하여 에너지를 조사할 수 있다. 이것으로부터, 보다 깊은 가공을 국소적으로 실행하는 것이 가능하다. 특히, 미세 구멍을 형성하는데 적합하다.
레이저 발진기(102)에는, 게인 스위치(gain switch)에 의해 펄스를 발생하는 3축 직교형 CO2 레이저 발진기를 이용하는 것이 좋다. 3축 직교형에서는, 가스 유로의 단면적이 커져서, 저 가스압·저 가스 유속이어도 고 출력을 얻을 수 있다. 또한, 게인 스위치에 의해 펄스를 발생시키는 방식은, 여기 방전을 단속적으로 동작시켜서, 단 펄스 발진 후에 방전 전극 사이에 남은 소모 가스를 새로운 레이저 가스로 충전하고, 다음의 여기 방전으로 다음의 펄스를 발생시키는 것에 의해서, 펄스 발진을 실행하여 피크 출력이 높아진다. 유리 미세 구멍 가공용 레이저로서는, 런닝 코스트가 싸고, 게인 스위치에 의해서 펄스를 발생시키는 고 피크·단 펄스의 3축 직교형 CO2 레이저를 이용하는 것이 적합하다.
가공 대상인 유리(2)는 취성 재료이며, 붕규산 유리, 소다 유리, 알칼리 유리, 무알칼리 유리 또는 합성 석영 등의 종류가 있다. 본 발명의 유리(2)의 레이저 미세 구멍 가공에 대해서는, 가공 대상의 유리(2)의 재질은 레이저 파장의 파장역에 대해 광흡수역을 갖지 않으면 가공할 수 없다. 유리(2)로서는, 특히, 사용하는 CO2 레이저의 파장에 대해서 레이저(101)를 흡수하는 유리(2)가 적합하다.
레이저(101)의 조사는 관통 구멍 가공 또는 절단 가공의 경우에는, 유리(2)의 표면 및 이면 중 어느 일방, 또는 유리의 표면 및 이면의 양방으로부터 조사해도 좋다. 또한, 관통 구멍 가공 또는 절단 가공의 경우에는, 조사되는 측과는 반대측인 이면 부분을 스테이지대(107)에 접촉시키지 않는 상태로 하여 가공을 실행한다. 이는, 관통 구멍 가공 또는 절단 가공 시에, 유리(2)의 용융물(4)이 유리(2)의 표면측으로부터 이면측을 향해 가공 구멍(21)을 통과하지만, 유리(2)의 이면이 스테이지대(107)에 접촉하고 있는 경우에는, 유리(2)의 용융물(4)이 가공 구멍(21)을 통과하기 어려운 상태가 되고, 보호재(3) 뿐만이 아니라, 유리(2)의 이면의 가공 구멍(21)의 주위에 용융물(4)이 부착하는 경우가 있기 때문이다. 또한, 열이 배출되기 어려워지거나, 유리(2)에 열영향층이 형성되거나, 크랙(22)이 발생하거나 하는 경우가 있기 때문이다.
도 10은 휘어짐이 있는 상태에서 레이저(101)가 조사된 보호재 부착 유리(1)를 도시하는 단면도, 도 11은 도 10의 보호재 부착 유리(1)로부터 보호재(3)가 제거되었을 경우의 유리(2)를 도시하는 평면도, 도 12는 도 11의 유리(2)를 도시하는 단면도이다. 도 10 내지 도 12에서는, 가공 구멍(21)으로서 관통 구멍을 형성하는 경우에 대해 도시하고 있다. 보호재 부착 유리(1)에 휘어짐이 있는 경우에는, 유리(2)의 표면에 대한 레이저(101)의 초점 위치가 가공 위치에 의해서 다르기 때문에, 가공 구멍(21)의 크기에 편차가 발생하고, 또한, 가공 구멍(21)의 형상이 진원(眞圓)이 아니라 타원이 되는 부분이 발생한다. 또한, 가공 구멍(21)이 유리(2)의 표면에 대해서 경사진다는 가공의 편차의 문제가 생긴다. 이에 의해, 유리(2)의 표면에 대해서 경사진 관통 구멍(21A)이 형성되어 버린다. 또한, 가공 구멍(21)의 깊이의 편차가 생기고, 일부의 가공 구멍(21)이 유리(2)의 표면에 대해서 비스듬하게 형성되어 버려서, 경우에 따라서는 관통 구멍이 형성되지 않고, 유리(2)의 표면에 대해서 경사진 막힌 구멍(21B)이 형성되어 버린다는 문제도 생긴다. 특히, 유리(2)의 레이저 가공에 있어서의 문턱값 부근에서의 에너지 밀도의 경우에 생기기 쉽다.
도 9에 도시되는 바와 같이, 스테이지대(107)는 평면도가 높은 수평인 것이 적합하다. 보호재(3)가 2개 이상의 복수의 기재(31, 32)로 구성되는 경우에서도, 보호재 부착 유리(1)가 조금 휘어지는 경우가 있다. 특히, 75㎛ 이하의 박판 형상의 유리(2)에서는, 보호재(3)의 두께에 의해서 휘어지는 경우가 있다. 다만, 이 경우에는, 보호재(3)를 유리(2)로부터 박리하는 것에 의해서, 유리(2)는 깨지지 않고 편평하게 된다. 보호재 부착 유리(1)를 스테이지대(107)에 휘어짐을 저감한 상태에서 고정하는 것에 의해서 이 문제가 해결된다.
보호재 부착 유리(1)를 수평으로 고정하는 방법으로서는, 도 13에 도시되는 바와 같이, 약간 큰 보호재(3)를 유리(2)뿐만이 아니라, 스테이지대(107)에도 접착하는 방법, 또는 도 14에 도시되는 바와 같이, 보호재 부착 유리(1)의 주위 전부 또는 절반 이상을 고정 테이프(8)로 고정하는 방법, 또는 도 15에 도시되는 바와 같이, 스테이지대(107) 위에 나사를 이용해 고정 지그(9)를 마련하고, 유리(2)의 가공 예정 범위 이외의 부분에 대해서 스테이지대(107)를 향해 가압하는 것에 의해 고정하는 방법 등을 들 수 있다. 또한, 도 15에 도시하는 방법 이외의 방법에 의해서, 유리(2)의 가공 부분 이외의 부분을 고정 지그로 수 개소를 가압하는 방법이어도 좋다. 예를 들면, 도 16에 도시되는 바와 같이, 스테이지대(107)에 형성된 흡인 구멍(127)으로부터 공기를 흡인하는 것에 의해서, 스테이지대(107)에 가공 부분 이외의 주위를 진공 흡착하여 고정하는 방법, 또는 도 17에 도시되는 바와 같이, 스테이지대(107)에 형성된 흡인 구멍(127)으로부터 공기를 흡인하는 것에 의해서, 가공 부분과 접촉하지 않는 스테이지대(107)의 중공 부분(117)을 약간 흡인하여 고정하는 방법을 들 수 있다. 도 13 내지 도 17에는, 어느 쪽도 관통 구멍 가공을 실행하는 경우의 스테이지대(107)가 도시되어 있다.
레이저 가공 시에, 유리(2)의 용융물(4) 및 비산물(5)을 유리(2)의 내부에서 외부에 배출하기 위해서는 보호재(3)를 가공할 필요가 있다. 보호재(3)는 유리(2)와 동시에 가공하거나, 또는 먼저 보호재(3)를 가공한 후에, 다음에 유리(2)를 가공한다. 그 때문에, 레이저 가공에서는, 가공 대상의 재질이 레이저 파장의 파장역에 대해 광흡수역을 갖지 않으면 가공할 수 없다. 보호재(3)에는 특히, CO2 레이저의 파장에 대해서 레이저광을 흡수하는 재질이 적합하다. 사용하는 CO2 레이저의 파장은 9.0㎛ 내지 11.0㎛인 것이 바람직하다.
다음에, 유리(2)로부터 보호재(3)를 박리하는 방법에 대해 설명한다. 레이저 가공 후에 유리(2)로부터 보호재(3)를 박리하는 것(보호재 박리 공정)에 의해서, 가공 시에 발생한 유리(2)의 용융물(4) 및 비산물(5)이 제거된다. 레이저 가공 후의 유리(2)로부터의 보호재(3)의 박리 방법으로서는, 작업자가 손으로 보호재(3)를 박리하는 방법, 보호재(3)의 단부를 롤 등의 지그를 이용해 박리하는 방법 등을 들 수 있다.
본 발명에서는, 보호재(3)로부터 유리(2)에의 과도한 응력의 발생을 막기 위해서, 한 번에 모든 보호재(3)를 박리하는 것이 아니라, 복수의 기재(31, 32)를 1개씩 박리한다. 이 방법에 의해서, 보호재(3)의 박리 시에 있어서의 유리(2)의 크랙 발생이 저감된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시형태 1에 따른 레이저 가공 방법에 의하면, 두께가 300㎛ 이하의 얇은 유리(2)에의 레이저 가공에 있어서, 2개 이상의 복수의 기재(31, 32)를 갖는 보호재(3)를 이용하는 것에 의해서, 휘어짐의 영향을 억제하면서, 보호재(3)가 내열성을 얻는데 필요한 두께를 유지할 수 있고, 고에너지 밀도 조건 하에서도 유리(2)에의 용융물(4) 및 비산물(5)의 부착을 막을 수 있다. 게다가, 보호재 부착 유리(1)의 휘어짐을 스테이지대(107)에 편평하게 고정하는 것에 의해, 보다 저감시킬 수 있어서 균일한 가공 형상을 얻을 수 있다. 또한, 기재(31, 32)를 1개씩 박리하므로, 보호재(3)의 박리 시에, 유리(2)에 크랙(22)이 발생하는 것을 저감시킬 수 있다.
(실시형태 2)
이 실시형태에서는, 고에너지 밀도의 조건이 200J/㎠ 이상이 되어 있다. 저에너지 밀도 조건 하에서는, 가공 구멍(21)의 주위에 열영향층이 형성된다. 열영향층을 저감시키기 위해서는, 고에너지 밀도의 레이저(101)를 이용할 필요가 있다.
또한, 천공 가공에 있어서는, 에너지 밀도가 높은 것이 가공 구멍(21)의 테이퍼는 높아진다. 그 때문에, 유리(2)의 레이저 가공에 있어서는, 고에너지 밀도의 레이저(101)에 의한 가공이 바람직하다.
펄스 CO2 레이저에 의해, 두께가 100㎛의 붕규산 유리에 대해, 직경 약 70㎛의 미세 구멍을 가공하는 예에 대해서 설명한다. 레이저(101)의 조사 조건은 에너지 밀도가 500J/㎠이다. 기재(31, 32)는 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 구성되어 있다.
기재(31, 32)의 두께는 보호재(3)에 레이저를 조사했을 때에, 유리(2)를 가공 가능한 것을 전제 조건으로서, 기재(31, 32)의 두께를 100㎛ 미만으로 하는 것이 바람직하다.
보호재 부착 유리(1)의 휘어짐 방지 대책 방법으로서는, 스테이지대(107)에 유리(2)의 가공 부분 이외의 부분을 진공 흡착하는 것에 의해 고정하였다. 그 외의 구성은 실시형태 1과 마찬가지이다.
종래와 같이, 두께 100㎛의 하나의 기재로 이루어지는 보호재(3)를 이용하고, 유리(2)에 접착한 후에 가공 구멍(21)으로서 관통 구멍을 형성했을 경우에는, 유리(2)에의 용융물(4) 및 비산물(5)의 부착을 방지할 수 있었다. 그렇지만, 유리(2)로부터 보호재(3)를 박리할 때에, 가공 구멍(21)의 주위 및 유리(2)에 대해서 크랙(22)이 발생했다.
이에 대해서, 각각의 기재(31, 32)의 두께를 50㎛로 하고, 2개의 기재(31, 32)로 이루어지는 두께 100㎛의 보호재(3)를 이용하고, 두께 100㎛의 유리(2)에 이용했을 경우에는, 종래의 경우와 마찬가지로, 유리(2)에의 용융물(4) 및 비산물(5)의 부착을 방지할 수 있었다. 또한, 기재(31, 32)를 1개씩 박리했기 때문에, 유리(2)에는 크랙(22)이 발생하지 않았다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시형태 2에 따른 레이저 가공 방법에 의하면, 200J/㎠ 이상의 고에너지 밀도 가공 조건 하에 있어서, 보호재(3)의 박리 시에 있어서의 크랙의 발생을 억제할 수 있고, 또한, 유리(2)에의 용융물(4) 및 비산물(5)의 부착을 방지할 수 있다.
또한, 상기 실시형태 2에서는, 각각의 두께가 동일한 기재(31, 32)를 갖는 보호재(3)의 구성에 대해 설명했지만, 각각의 두께가 서로 다른 기재(31, 32)를 갖는 보호재(3)의 구성이어도 좋다. 예를 들면, 두께가 40㎛의 기재(31)와, 두께가 60㎛의 기재(32)를 갖는 보호재(3)이어도 좋다.
또한, 상기 실시형태 2에서는, 각각의 기재(31, 32)의 두께의 합계 값이 100㎛인 보호재(3)의 구성에 대해 설명했지만, 각각의 기재(31, 32)의 두께의 합계 값이 100㎛ 이외여도 좋다. 예를 들면, 두께가 50㎛의 기재(31)와, 두께가 75㎛의 기재(32)를 갖는 보호재(3)의 구성이어도 좋다. 이 경우에서도, 보호재(3)를 박리할 때에 유리(2)에 크랙이 발생하는 것이 억제되고, 또한, 유리(2)에의 용융물(4) 및 비산물(5)의 부착을 방지할 수 있어서 유리(2)의 균일한 가공이 가능해진다.
또한, 상기 실시형태 2에서는, 2개의 기재(31, 32)를 갖는 보호재(3)의 구성에 대해 설명했지만, 3매 이상의 기재를 갖는 보호재(3)의 구성이어도 좋다. 예를 들면, 두께가 30㎛의 기재를 3매 갖는 보호재(3)의 구성이어도 좋다.
(실시형태 3)
본 발명의 실시형태 3에서는, 접착제(33, 34)가 수용성인 점에서, 실시형태 1에 기재된 발명과 상이하다. 그 외의 구성은 실시형태 1과 마찬가지이다.
유리(2)에 부착되는 접착제(33)는 유리(2)와 기재(31)를 충분히 접착할 필요가 있다. 접착제(33)가 수용성인 경우라도, 기포(6) 및 유리(2)의 용융물(4)이 유리(2)와 기재(31) 사이에 들어가지 않도록 충분한 밀착성이 있으면 좋다.
접착제(33, 34)가 수용성이므로, 기재(31, 32)는 물세척에 의해서 유리(2)로부터 박리된다. 이에 의해, 기재(31, 32)를 유리(2)로부터 박리할 때에, 유리(2)에 크랙(22)이 발생하는 것이 억제된다. 또한, 보호재 부착 유리(1)가 레이저 가공 가능하면, 기재(31, 32) 및 접착제(33, 34)를 포함한 보호재(3)의 두께는 특별히 한정되지 않는다. 접착제(33, 34)가 수용성이므로, 기재의 매수가 1매인 보호재(3)의 구성이어도 좋다. 이 경우, 기재의 형상이 판 형상이어도 좋다.
수용성의 접착제(33, 34)로서는, 폴리비닐 알코올 또는 메틸 셀룰로오스 등을 들 수 있다.
또한, 접착제(33, 34)뿐만이 아니라, 보호재(3) 전체가 수용성이어도 좋다. 보호재(3)가 수용성인 경우에서도, 물세척에 의해서 유리(2)로부터 보호재(3)를 제거할 때에, 유리(2)에 크랙(22)이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 이 경우의 유리(2)에의 보호재 형성 방법으로서는, 스핀 코트(spin coating) 등을 들 수 있다. 가공되는 유리(2)의 면에 미리 보호재(3)를 성막하고, 가공 후에 보호재 부착 유리(1)를 세정하는 것에 의해서, 용융물(4)과 함께 막을 유리(2)로부터 박리시킨다. 보호재(3)가 수용성인 것에 의해서, 성막의 간이성과 환경면에 있어서 바람직하다.
또한, 모든 접착제(33, 34)가 수용성이 아니어도 좋다. 예를 들면, 접착제(33)(도 1)만이 수용성이어도 좋다. 이 경우라도, 보호재 부착 유리(1)를 세정하는 것에 의해서, 기재(31)와 기재(32)를 함께 유리(2)로부터 박리시킬 수 있다. 또한, 예를 들면, 접착제(34)(도 1)만이 수용성이어도 좋다. 이 경우에는, 보호재 부착 유리(1)를 세정하는 것에 의해서, 기재(32)가 기재(31)로부터 박리되고, 그 후, 기재(31)를 유리(2)로부터 박리한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시형태 3에 따른 레이저 가공 방법에 의하면, 접착제(33, 34)가 수용성이므로, 물세척에 의해서 보호재(3)를 유리(2)로부터 박리할 수 있다. 그 결과, 보호재(3)를 유리(2)로부터 박리할 때에, 유리(2)에 가해지는 응력이 저감되어, 레이저 가공 시 및 보호재(3)의 박리 시에 유리(2)에 크랙(22)이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
(실시형태 4)
본 발명의 실시형태 4에서는, 복수의 기재를 갖는 보호재(3)의 유리(2)에의 형성 방법이며, 각 기재의 유리(2)에의 형성 방향이 다른 것을 특징으로 하는 보호재(3)의 유리(2)에의 형성 방법에 대해서 설명한다.
레이저 가공에 의해서 유리(2)를 두께 방향으로 관통하는 관통 구멍을 형성하는 관통 구멍 형성 공정에서는, 유리(2)의 표면뿐만 아니라 이면으로부터도 용융물(4) 및 비산물(5)이 발생하기 때문에, 반드시 유리(2)의 양면에 보호재(3)를 점착한다. 보호재(3)는 레이저 가공 시에 발생하는 열영향층 및 크랙(22)을 저감하는 효과도 있다.
도 18은 본 발명의 실시형태 4에 따른 보호재 부착 유리를 도시하는 측면도이다. 도 6에 도시되는 바와 같이 유리(2)의 양면의 각각 2개의 기재를 갖는 보호재(3)를 형성해도 좋지만, 도 18에 도시되는 바와 같이, 이 실시형태 4에서는, 유리(2)의 이면(제 2 면)(23)에 형성된 보호재(3)가 1개의 기재(31)를 갖는다.
이 실시형태 4에서는, 유리(2)의 이면(23)측으로부터 레이저를 직접 조사하여 유리(2)를 가공하지 않기 때문에, 유리(2)의 이면(23)에 형성되는 보호재(3)는, 유리(2)의 표면(제 1 면)(24)에 형성되는 보호재(3) 정도의 내열성은 요구되지 않는다. 그 때문에, 유리(2)의 이면(23)에 형성되는 보호재(3)는 1개의 기재(31)를 갖는 구성으로 해도 좋다.
유리(2)의 양면에 보호재(3)를 형성하는 것은, 유리(2)에의 오염물의 부착 또는 상처의 발생을 방지할 수 있으므로, 유리(2)의 강도를 해치지 않는 효과도 있다.
유리(2)는 동일한 취성 재료인 실리콘에 비해 영률(Young's modulus)이 절반 이하의 값이다. 그 때문에, 보호재(3)의 막 두께가 큰 경우, 유리(2)에의 보호재 형성 시에 유리(2)가 보호재(3)에 인장되기 쉽다. 그 때문에, 도 1, 도 5, 도 6, 도 18에 도시되는 바와 같이, 복수의 기재로 구성된 보호재(3)를 형성할 때, 기재를 1매씩 점착하는 것이 바람직하다.
예를 들면, 같은 두께의 보호재(3)에서, 1매의 기재로 구성된 보호재(3)와, 복수의 기재로 구성된 보호재(3)를 비교했을 경우, 복수의 기재를 1매씩 점착하여 유리(2)에 형성한 보호재(3)쪽이, 서로 이웃하는 기재와 기재 사이에 있는 접착제층에 대해서 응력을 완화할 수 있다. 그 때문에, 보호재(3)가 형성된 유리(2)의 휘어짐을 억제할 수 있다.
도 19는 도 18의 유리(2)에 접착제가 도포된 기재(31)를 점착하는 모양을 도시하는 평면도, 도 20은 도 19의 기재(31)에 접착제가 도포된 기재(32)를 점착하는 모양을 도시하는 평면도이다. 이상의 설명에서는, 두께가 큰 1개의 기재로 구성된 보호재(3)를 복수의 기재로 구성된 보호재(3)에 치환하는 것에 의해서, 보호재(3)에 의해서 유리(2)에 가해지는 응력이 완화하는 방법에 대해 기재했지만, 게다가, 보호재(3)의 구성 이외에, 유리(2)에의 보호재(3)의 형성 방법에 의해서 유리(2)에 가해지는 응력을 완화할 수 있다.
2매의 기재(31, 32)로 구성된 보호재(3)를 유리(2)에 형성하는 경우, 유리(2)에 형성한 1매째의 기재(31)의 형성 방향(A)과, 다음에 형성하는 기재(32)의 형성 방향(B)이 다르도록 보호재(3)를 유리(2)에 점착한다. 이 예에서, 기재의 형성 방향이란, 기재의 점착 방향이다.
1매째의 기재(31)의 형성 방향과 2매째의 기재(32)의 형성 방향이 가능한 한 서로 직교하도록 기재를 점착하는 것이 바람직하다.
유리(2)에 기재(31)를 형성하는 경우, 유리(2)와 기재(31) 사이에 기포가 발생하지 않게 하기 위해, 기재(31) 또는 유리(2)에 접착제(33)를 도포한 상태에서, 유리(2)에 기재(31)를 가압한다. 특히, 수동으로 유리(2)에 기재(31)를 형성하는 경우, 기재(31)가 인장 형성되는 일이 있어서, 유리(2)에의 응력이 발생한다. 이 응력을 완화하기 위해서, 1매째의 기재(31)의 형성 방향과 2매째의 기재(32)의 형성 방향이 가능한 한 직교하도록 기재를 점착한다.
접착제(33, 34) 및 기재(31, 32) 각각은, 두께 방향의 치수가 전체에 걸쳐서 균일한 것이 이용된다. 접착제(34)는 기재(32)에 있어서의 기재(31)측의 면 또는 기재(31)에 있어서의 기재(32)측의 면에 도포된다. 접착제(34)는 가공 시에 기재(32)가 기재(31)로부터 박리되지 않는 정도의 점착력이 있는 것이면 좋고, 응력 완화를 위해서는 점착력이 그만큼 강하지 않아도 좋다. 다만, 기재(31)와 기재(32)가 동시에 벗겨지지 않게 하기 위해서, 접착제(33)의 점착력보다 접착제(34)의 점착력이 강해져선 안 된다.
접착제(33)의 점착력이 약한 경우, 기포 또는 먼지 등의 이물이 기재(31)와 유리(2) 사이에 들어가지 않도록 유리(2)에 보호재(3)를 접착해도, 레이저 가공 시에 보호재(3)가 유리(2)로부터 벗겨져 버려서, 보호재(3)와 유리(2) 사이의 틈새에 용융물(4) 또는 비산물(5)이 비집고 들어가기 때문에, 접착제(33)의 점착력은 0.05 내지 1.0N/20㎜가 바람직하다.
접착제(33) 및 접착제(34)는 서로 다른 종류의 재료로 구성되어 있다.
유리(2)에 접착되는 기재(31)(제 1 기재)의 두께 방향의 치수는, 기재(31)에 부착되는 기재(32)의 두께 방향의 치수보다 작은 것이 좋다. 기재(31)가 유리(2)에 접착되므로, 유리(2)에 주어지는 응력이 크다. 유리(2)에 주어지는 응력을 완화하기 위해서는, 기재(31)의 두께 방향의 치수를 기재(32)의 두께 방향의 치수보다 작게 하는 것이 좋다. 또한, 관통 구멍 또는 절단 가공을 실행하는 경우에는, 유리(2)의 이면(23)에 형성되는 보호재(3)의 기재(31)도 유리(2)에 접착되므로, 두께 방향의 치수를 작게 하는 것이 좋다. 또한, 동일한 이유로, 기재(32)의 강성을 기재(31)의 강성보다 약하게 해도 좋다. 또한, 3개 이상의 기재가 중첩된 보호재(3)의 경우, 유리(2)에 가장 근접하게 형성된 기재(31)의 두께 방향의 치수는, 기재(31)보다 유리(2)로부터 멀리 형성된 기재의 두께 방향의 치수보다 작게 한다.
기재(32)의 재질은 기재(31)의 재질보다 내열 온도가 높은 것이 이용된다. 기재(32)에는 레이저가 조사되므로, 기재(32)는 기재(31)보다 많이 소실된다. 그 때문에, 보호재(3)의 내열성을 좋게 하기 위해서도 기재(32)는 내열성이 높은 것이 이용된다. 기재(31) 및 기재(32)는 서로 다른 종류의 재료로 구성되어 있다.
보호재(3)의 크기는 기재(31, 32)의 박리의 편이성에 영향을 준다. 예를 들면, 도 1에 도시되는 바와 같이 유리(2)의 표면에 두 개의 기재(31, 32)를 갖는 보호재(3)가 형성되어 있는 경우, 기재(32)의 크기가 기재(31)의 크기보다 작은 것이 바람직하다. 여기서, 보호재(3)의 크기란, 보호재(3)를 상방으로부터 바라본 경우의 면적이다. 기재(32)가 기재(31)보다 큰 경우, 기재(32)의 박리 시에 기재(31)가 기재(32)에 접착한 채로 함께 유리(2)로부터 박리될 가능성이 있다. 이 경우, 1매의 두꺼운 보호재(3)를 박리하는 것과 동일한 것이 되므로, 유리(2)에 접착되어 있는 기재(31)보다 기재(31)에 접착되어 있는 기재(32)의 쪽을 작게 한다.
또한, 복수의 기재를 갖는 보호재(3)는 각 기재를 박리하기 쉽게 하기 위해서 기재의 단부에 주름을 마련하거나 기재의 단부에 접착제가 없는 부분을 마련하거나 해도 좋다.
또한, 기재 및 접착제는 상술한 바와 같은 보호재의 형성 방법으로 한정되지 않고, 그 외의 방법이어도 좋다.
또한, 보호재 형성 공정에 있어서, 도 21에 도시되는 바와 같이, 유리(2)의 표면(24) 및 이면(23)에 점착될 수 있는 한 쌍의 보호재(3)는, 롤을 이용해 동시에 유리에 점착할 수 있어도 좋다. 도 21에서는, 보호재(3)가 장착된 시트(201), 시트(201)를 권취하는 롤(202), 시트(201)를 송출하는 롤(203) 및 시트(201)를 안내하는 복수의 롤(204)을 갖는 보호재 부착 장치를 한 쌍 구비하고, 서로 대향하는 시트(201)의 부분의 사이에 유리(2)를 삽입하여, 서로 대향하는 시트(201)의 부분의 송출 방향과 유리(2)의 이동 방향(C)을 일치시키고, 유리(2)의 표면(24) 및 이면(23)에 보호재(3)를 점착한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시형태 4에 따른 레이저 가공 방법에 의하면, 유리(2)에의 각 기재의 형성 방향을 바꾸는 것에 의해서 유리(2)에 가해지는 응력을 완화할 수 있으므로, 유리(2)의 크랙 또는 분열의 발생이 저감되어 균일하게 가공 구멍을 유리(2)에 형성할 수 있다.

Claims (11)

  1. 유리의 양면에 보호재를 형성하는 보호재 형성 공정과,
    상기 보호재 형성 공정 후에, 상기 보호재와 함께 상기 유리에 레이저를 조사하여, 상기 유리에 가공 구멍을 형성하는 레이저 가공 공정과,
    상기 레이저 가공 공정 후에, 상기 유리로부터 상기 보호재를 박리하는 보호재 박리 공정을 구비하며,
    상기 보호재 형성 공정에서는, 상기 유리의 양면에 있어서의 일방의 면인 제 1 면에 형성된 상기 보호재의 두께 방향의 치수가, 상기 유리의 양면에 있어서의 타방의 면인 제 2 면에 형성된 상기 보호재의 두께 방향의 치수 이상이고,
    상기 보호재 형성 공정에서는, 상기 제 1 면에 복수의 기재를 갖는 상기 보호재를 형성하고, 상기 제 2 면에 1매 이상의 기재를 갖는 상기 보호재를 형성하고,
    상기 레이저 가공 공정에서는, 상기 유리의 상기 제 1 면에 레이저를 조사하고,
    상기 보호재 형성 공정에 있어서, 복수의 상기 기재에 있어서의 상기 유리에 가장 근접하게 형성된 상기 기재인 제 1 기재의 두께 방향의 치수는, 상기 제 1 기재보다 상기 유리로부터 멀리 형성된 상기 기재의 두께 방향의 치수보다 작은 것을 특징으로 하는
    레이저 가공 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이저는 펄스 CO2 레이저인 것을 특징으로 하는
    레이저 가공 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 보호재 형성 공정에 있어서, 복수의 상기 기재에 있어서의 상기 유리에 형성되는 상기 기재의 점착 방향과, 상기 유리에 형성된 상기 기재에 형성되는 다른 상기 기재의 점착 방향이 서로 다른 것을 특징으로 하는
    레이저 가공 방법.
  5. 삭제
  6. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    복수의 기재를 갖는 상기 보호재에 있어서의 각각의 상기 기재는 서로 다른 종류의 재료로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는
    레이저 가공 방법.
  7. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 유리와 상기 기재 사이에 마련되는 접착제 및 서로 이웃하는 상기 기재의 사이에 마련되는 접착제는 서로 다른 종류의 재료로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는
    레이저 가공 방법.
  8. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 레이저 가공 공정에서 형성되는 가공 구멍은 상기 유리를 관통하는 관통 구멍인 것을 특징으로 하는
    레이저 가공 방법.
  9. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 보호재 형성 공정에 있어서, 상기 유리의 양면에 점착되는 한 쌍의 상기 보호재는 롤을 이용해 동시에 상기 유리에 점착되는 것을 특징으로 하는
    레이저 가공 방법.
  10. 삭제
  11. 삭제
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