KR20180111496A - 수지층 부착 취성 재료 기판의 분단 방법 및 분단 장치 - Google Patents

수지층 부착 취성 재료 기판의 분단 방법 및 분단 장치 Download PDF

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KR20180111496A
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히로요시 하야시
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미쓰보시 다이야몬도 고교 가부시키가이샤
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Abstract

[과제] 수지층 부착 취성 재료 기판을 간단한 공정으로 깨끗하게 분단할 수 있는 분단 방법 및 분단 장치를 제공한다.
[해결 수단] 펄스 레이저 빔의 버스트를 포함하는 레이저 빔(L1)을, 수차를 발생시키는 수차 생성 렌즈(4c)를 투과시켜 수차 레이저 빔(L2)으로 생성하고, 당해 수차 레이저 빔(L2)의 최수렴부를 수지층 부착 취성 재료 기판(W)의 모체가 되는 취성 재료 기판(W1)의 표면에서부터 분단 예정 라인을 따라서 스캔하여, 취성 재료 기판(W1)에 강도가 저하된 개질층(K)을 형성함과 동시에 수지층(W2)에 분단 홈(V)을 형성하고, 그 다음에 개질층(K)을 따라서 브레이크 수단을 통해서 수지층 부착 취성 재료 기판(W)을 분단 예정 라인을 따라서 분단한다.

Description

수지층 부착 취성 재료 기판의 분단 방법 및 분단 장치{A cutting method and cutting machine of a brittle substrate with a resin layer}
본 발명은 취성(脆性) 재료 기판의 일면(一面)에 수지층을 적층한 수지층 부착 취성 재료 기판의 분단(分斷) 방법 및 분단 장치에 관한 것이다. 특히 본 발명은 반도체 기판과 같이, 유리 등의 취성 재료 기판의 일면에, 회로 패턴의 보호 등을 목적으로 하여 아크릴이나 에폭시 등이 얇은 합성 수지층을 적층한 수지층 부착 취성 재료 기판의 분단 방법 및 분단 장치에 관한 것이다.
일반적으로 상기와 같은 수지층 부착 취성 재료 기판을 분단하는 경우, 도 8의 (a)에 나타내는 것처럼, 커터 휠(15)(스크라이빙 휠(scribing wheel)이라고도 함) 등에 의해, 수지층 부착 취성 재료 기판(W)의 모체(母體)가 되는 취성 재료 기판(W1)의 표면을 스크라이브함으로써 홈 모양의 스크라이브 라인(S)을 형성하고, 이 스크라이브 라인(S)이 형성된 면과는 반대측의 수지층(W2)의 면으로부터, 도 8의 (b)에 나타내는 것처럼, 브레이크 바(break bar, 14)를 대고 누름으로써 수지층 부착 취성 재료 기판(W)을 휘게 하여 스크라이브 라인(S)을 따라서 분단하는 방법이 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1, 특허 문헌 2의 도 10 참조).
상기한 스크라이브 라인의 가공에서는, 커터 휠 등에 의한 기계적인 수법을 대신하여, 레이저 빔을 취성 재료 기판의 표면에 조사하여 열에 의해 분단 예정 라인을 따라서 크랙을 생기게 하거나, 개질층(改質層)을 형성하거나 함으로써 스크라이브 라인을 형성하는 방법도 일반적이다.
특허 문헌 1: 일본 특허공개공보 제2016－000533호 특허 문헌 2: 일본 특허공개공보 제2015－039872호 특허 문헌 3: 일본 특허공개공보 제2012－066479호
그렇지만, 상술한 방법에 따라 수지층 부착 취성 재료 기판을 분단하려고 하는 경우에는, 모체가 되는 취성 재료 기판과 수지층의 물리적 특성이 상이한 것에 기인하여, 수지층의 일부가 완전하게는 분단되지 않고 연결된 채로 남거나, 혹은 분단되었다고 하더라도 당겨 뜯긴 자국, 불규칙하게 갈라지는 거스러미, 치핑(chipping) 등이 생기거나 하여 깨끗하게 분단되지 않는다고 하는 문제가 생긴다.
또, 수지층을 확실히 분리시키기 위해, 분단 공정에 앞서 수지층의 표면에도 커터 휠이나 레이저 빔으로 분단 예정 라인을 따른 스크라이브 라인을 형성하는 방법도 알려져 있다(예를 들면 특허 문헌 3 참조). 그러나 이 방법에서는, 수지층 부착 취성 재료 기판 중 어느 일방의 면에 스크라이브 라인을 가공한 후, 기판을 반전(反轉)시켜 반대측의 면에 스크라이브 라인을 가공할 필요가 있어, 작업 공정이 증가하여 수고가 듦과 아울러, 기판을 반전시키기 위한 기구 등이 필요하게 되어 장치가 복잡해지고, 코스트가 비싸진다고 하는 문제점이 있다.
이에 본 발명은 상기 과제를 해결하여, 간단한 공정으로 정밀도 좋게 깨끗하게 분단할 수 있는 수지층 부착 취성 재료 기판의 분단 방법 및 분단 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서 이루어진 본 발명의 분단 방법은, 취성 재료 기판의 편측(片側)의 일면에 수지층을 적층시킨 수지층 부착 취성 재료 기판의 분단 방법으로서, 펄스 레이저 빔의 버스트(burst)를 포함하는 레이저 빔을, 수차(收差)를 일으키게 하는 수차 생성 렌즈를 투과시켜 수차 레이저 빔으로 생성하고, 상기 수차 레이저 빔의 최(最)수렴부를 상기 수지층 부착 취성 재료 기판의 모체가 되는 취성 재료 기판의 표면에서부터 분단 예정 라인을 따라서 스캔하여, 상기 취성 재료 기판에 강도가 저하된 개질층을 형성함과 동시에 상기 수지층에 분단 홈을 형성하고, 그 다음에, 상기 개질층을 따라서 브레이크 수단을 통해서 상기 수지층 부착 취성 재료 기판을 상기 분단 예정 라인을 따라서 분단하도록 하고 있다.
본 발명의 분단 방법에 있어서, 상기 수차 레이저 빔이 가장 수렴되는 최수렴부를 상기 취성 재료 기판의 두께의 중간 위치에 맞춰 스캔하는 것이 바람직하다.
여기서, 수차 레이저 빔의 최수렴부는, 수차 레이저 빔의 조사 방향을 따라서, 빔 프로파일(강도 분포)을 측정했을 때, 빔 프로파일의 피크 파워가 가장 높아지는 위치(수차 레이저 빔의 조사 방향을 따른 위치)를 의미한다.
상기 취성 재료 기판의 개질층을 분단하는 브레이크 수단으로서, 파장 10.6㎛의 CO2 레이저 빔이나, 파장 1.064㎛의 Nd；YAG 레이저 빔 등의 적외선 영역의 파장(통상, 파장 0.7㎛ 이상)을 가지는 레이저 빔(구체적으로는 파장 0.7㎛~20㎛의 레이저 빔)을 조사하여 열에 의해 분단하는 광학적 수단이나, 브레이크 바를 기판 상면으로부터 대고 눌러 기판을 휘게 함으로써 분단하는 기계적 수단을 이용할 수 있다.
또, 다른 관점으로부터 이루어진 본 발명의 분단 장치는, 취성 재료 기판의 편측의 일면에 수지층을 적층시킨 수지층 부착 취성 재료 기판의 분단 장치로서, 상기 수지층 부착 취성 재료 기판을 재치(載置)하는 테이블과, 광원으로부터 출사(出射)된 펄스 레이저 빔의 버스트를 포함하는 레이저 빔을, 수차를 발생시키는 수차 생성 렌즈를 통해서 수차 레이저 빔으로 생성하는 수차 레이저 빔 발광 부재와, 상기 수차 레이저 빔 발광 부재를 상기 수지층 부착 취성 재료 기판의 분단 예정 라인을 따라서 상대적으로 이동시켜 모체가 되는 취성 재료 기판에 강도가 저하된 개질층을 형성함과 동시에 수지층에 분단 홈을 형성하는 이동 기구와, 상기 개질층을 따라서 상기 수지층 부착 취성 재료 기판을 분단하는 브레이크 수단으로 이루어지는 구성으로 했다.
본 발명은 상기와 같이 구성되어 있으므로, 수차 레이저 빔의 스캔에 의해, 모체가 되는 유리 기판 등의 취성 재료 기판에 강도가 저하된 개질층을 가공할 수 있음과 동시에, 수지층에 분단 홈을 분단 예정 라인을 따라서 형성할 수 있다. 따라서, 다음의 브레이크 공정에서, 수지층 부착 취성 재료 기판에 외력(外力)을 가해 개질층을 따라서 취성 재료 기판을 분단했을 때, 수지층이 미리 분단 홈의 부분에서 분리되어 있거나, 혹은 그 두께의 대부분이 제거되어 있으므로, 수지층에서의 당겨 뜯긴 자국이나 거스러미, 치핑 등이 생기지 않고 깨끗한 단면으로 확실하게 분단할 수 있다. 또, 수차 레이저 빔에 의해서 취성 재료 기판에 개질층을 가공함과 동시에 수지층에 분단 홈이 형성되므로, 종래와 같이 기판을 반전시켜 수지층에 스크라이브 라인을 가공하는 것과 같은 번잡한 공정을 생략할 수 있어, 가공 시간의 단축이나 코스트의 저감화를 도모할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 수차 생성 렌즈는 평 볼록 렌즈(plano-convex lens)로 형성하는 것이 좋다. 이 경우, 레이저 빔을 평 볼록 렌즈의 평면측으로부터 입사시킴으로써, 볼록면측으로부터 수차 레이저 빔을 출사시킬 수 있다. 이 경우, 평 볼록 렌즈의 평면측에 회절 광학 소자(DOE)를 배치함으로써, 평 볼록 렌즈의 볼록면측으로부터 출사되는 레이저 빔의 초점 수를 많게 할 수 있고, 또 집광 지름을 작게 할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 수차 레이저 빔의 광원이 파장 0.7~2.5㎛(예를 들면, Nd：YAG 레이저의 기본파)의 근적외(近赤外) 레이저이고, 또한 펄스 폭이 100피코초 이하의 레이저 빔의 버스트를 이용하도록 하는 것이 좋다.
도 1은 본 발명에 따른 분단 장치의 개략적인 설명도이다.
도 2는 본 발명에 있어서의 수차 레이저 빔 발광 부재의 광학계를 나타내는 블록도이다.
도 3은 수차 레이저 빔의 수렴 상태를 나타내는 확대 설명도이다.
도 4는 펄스 레이저 빔의 버스트의 프로파일을 나타내는 개념도이다.
도 5는 본 발명에 있어서의 분단 가공 공정의 제1 단계를 나타내는 설명도이다.
도 6은 본 발명에 있어서의 분단 가공 공정의 제2 단계를 나타내는 설명도이다.
도 7은 본 발명에 있어서의 브레이크 수단의 다른 일례를 나타내는 설명도이다.
도 8은 종래의 수지층 부착 취성 재료 기판의 분단 방법의 일례를 나타내는 설명도이다.
이하에 있어서, 본 발명의 상세를 도면에 나타낸 실시예에 기초하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 스크라이브 장치(분단 장치)(A)를 나타내는 도면이다.
스크라이브 장치(A)에는 좌우의 지주(支柱, 1, 1)에 X방향을 따른 가이드(2)를 구비한 수평한 빔(가로 보)(3)이 마련되어 있다. 이 빔(3)의 가이드(2)에는, 수차 레이저 빔 발광 부재(4)를 구비한 스크라이브 헤드(5)와, 분단용 레이저 빔 발광 부재(6)를 구비한 스크라이브 헤드(7)가 모터(M1)에 의해 X방향으로 이동할 수 있도록 장착되어 있다. 가공 대상 기판(W)을 재치하여 흡착(吸着) 유지하는 테이블(8)은, 세로축을 지점(支点)으로 하는 회동(回動) 기구(9)를 매개로 하여 받침대(10)상에 유지되어 있고, 받침대(10)는 모터(M2)에 의해서 구동하는 스크류 나사(11)에 의해서 Y방향(도 1에 있어서의 전후 방향)으로 이동할 수 있도록 형성되어 있다. 또한, 본 실시예에서는, 수차 레이저 빔 발광 부재(4)와 분단용 레이저 빔 발광 부재(6)는 개별의 스크라이브 헤드(5, 7)에 배분해서 장착되어 있지만, 공통의 스크라이브 헤드에 장착하도록 해도 된다.
스크라이브 헤드(5)에 장착된 수차 레이저 빔 발광 부재(4)는, 도 2에 나타내는 것처럼, 펄스 폭(펄스 지속 시간)이 100피코초 이하, 바람직하게는 50피코초 이하(통상은 1피코초 이상), 여기에서는 10피코초의 펄스 레이저 빔을 출사하는 광원(4a)과, 이 광원(4a)으로부터 발진된 펄스 레이저 빔을 분할된 버스트열(列)의 집합으로 하여 출사시키는 광 변조기(4b)와, 이 광 변조기(4b)로부터 출사된 레이저 빔(L1)에 수차를 발생시키는 수차 생성 렌즈(4c)를 구비한다.
또한, 광원(4a)에는 파장 0.7~2.5㎛의 근적외 레이저를 사용할 수 있고, 본 실시예에서는 파장 1.064㎛의 근적외선 레이저를 이용했다.
또, 펄스 레이저 빔의 버스트열을 출사시키는 광 변조기(4b)에 대해서는, 예를 들면 일본 특표 공보 제2012－515450호에 개시되어 있으며, 여기에서는 공지된 광 변조기를 이용하여 펄스 레이저 빔의 버스트열을 출사하는 것으로 하여, 상세에 대해서는 설명을 생략한다.
광 변조기(4b)로부터 출사된 레이저 빔(L1)에 수차를 일으키게 하기 위해서 이용하는 수차 생성 렌즈(4c)는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 여기에서는 초점을 광축 방향으로 분산시켜, 통과한 레이저 빔(L1)을 축방향으로 희미해진 초점이 맺히도록 수렴시키고 수차를 발생시키는 평 볼록 렌즈를 이용하고 있다. 이 평 볼록 렌즈를 통과한 레이저 빔(L1)은, 초점이 분산된 수차 레이저 빔(L2)이 된다. 레이저 빔(L1)을 평 볼록 렌즈의 평면측으로부터 입사시킴으로써, 볼록면측으로부터 수차 레이저 빔(L2)을 출사시킬 수 있다.
펄스 레이저 빔의 버스트열로부터 생성된 수차 레이저 빔(L2)은, 도 3의 (a)에 나타내는 것처럼, 수차 생성 렌즈(4c)에 의해 수렴시킴으로써 레이저 에너지를 각 초점부(f)에서 축적시킨 좁고 긴 고에너지 분포 영역(레이저 필라멘트)(F)(최(最)수렴부)을 형성할 수 있다. 이 고에너지 분포 영역(F)을 모식적으로 확대한 도면을 도 3의 (b)에 나타낸다. 이러한 고에너지 분포 영역(F)의 형성에 의해서, 가공 대상 기판, 예를 들면 소다 유리 기판의 표면에 조사했을 때, 소다 유리 기판의 피조사면에서부터 내부 깊숙이까지 강도가 저하된 개질층(K)(도 5 참조)을 가공할 수 있다.
다른 일방의 스크라이브 헤드(7)에 장착된 분단용 레이저 빔 발광 부재(6)로부터 출사되는 분단용 레이저 빔(L3)(도 6 참조)은, 상기 수차 레이저 빔(L2)에 의해 강도가 저하된 개질층(K)을 완전 분단 가능한 레이저 빔이 이용된다. 본 실시예에서는, 이 분단용 레이저 빔(L3)으로서 파장 10.6㎛의 CO2 레이저 빔을 사용했다. 또한, CO2 레이저 빔을 대신하여, 파장 1.064㎛의 Nd；YAG 레이저 빔 등의 파장 0.7~20㎛의 레이저 빔을 이용할 수도 있다.
다음에, 상기의 스크라이브 장치(A)를 이용한 본 발명에 따른 수지층 부착 취성 재료 기판(W)의 분단 방법에 대해서, 이하에 설명한다. 본 실시예에서는, 모체가 되는 취성 재료 기판(W1)이 두께 1mm의 소다 유리로 형성되고, 그 일면에 두께 10~50㎛의 아크릴 수지층(W2)를 적층시킨 수지층 부착 취성 재료 기판(W)을 가공 대상 기판으로 했다.
먼저, 도 5의 (a)에 나타내는 것처럼, 테이블(8)상에 수지층 부착 취성 재료 기판(W)을 재치하고, 수차 레이저 빔 발광 부재(4)로부터 출사되는 수차 레이저 빔(L2)을 기판(W)을 향해 조사하면서, 스크라이브 헤드(5)와 가이드(2)에 의한 이동 기구에 의해 기판(W)의 분단 예정 라인을 따라서 이동시킨다. 이 때, 수차 레이저 빔(L2)의 수렴부에 있어서의 고에너지 분포 영역(F)이 취성 재료 기판(W1)의 두께의 중간으로부터 수지층(W2)에 이르도록 한다. 이것에 의해, 도 5의 (b)에 나타내는 것처럼, 취성 재료 기판(W1)의 피조사면에서부터 하면(下面)까지, 강도가 약해진 개질층(K)을 가공할 수 있음과 동시에, 두께가 얇아진 수지층(W2)의 고에너지 분포 영역(F)이 어블레이션(ablation) 등에 의해 제거되어 분단 홈(V)이 형성된다. 이 분단 홈(V)의 부분에서 수지층(W2)이 완전하게 분리되거나, 혹은 두께의 대부분이 제거된다.
또한, 기판(W)을 받는 테이블(8)에는, 수차 레이저 빔(L2)을 조사했을 때, 기판(W)을 투과한 레이저 빔을 하방(下方)으로 보낼 수 있도록 공간(8a)을 마련해 두는 것이 바람직하다.
여기서, 버스트를 포함하는 수차 레이저 빔(L2)(펄스 레이저 빔의 버스트열)의 바람직한 실시 조건의 일례를 하기에 나타낸다.
레이저 출력：10.6W
반복 주파수：32.5kHz
펄스 폭：10피코초
펄스 간격(레이저 펄스의 기판상에서의 조사 스팟의 조사 간격)：4㎛
버스트：2펄스
펄스 에너지：163μJ/1 버스트
주사 속도：130mm/s
또한, 가공 깊이나 가공 상태는, 상기한 레이저 출력, 반복 주파수, 펄스 폭, 버스트수나 펄스 간격, 수차 등의 조정에 의해 용이하게 컨트롤할 수 있다.
도 4는 펄스 레이저 빔의 버스트열을 나타내는 모식도이다. 1개1개의 펄스 레이저 빔이 분할된 2개의 미세 펄스(P)가 형성되고, 이것이 반복 주파수마다 간헐적으로 조사된다.
상기와 같이, 수차 레이저 빔(L2)의 스캔에 의해서, 기판(W)의 취성 재료 기판(W1)에 개질층(K)을 가공함과 동시에 수지층(W2)에 분단 홈(V)을 가공한 후, 도 6에 나타내는 것처럼, 개질층(K)을 가공한 분단 예정 라인을 향해 분단용 레이저 빔 발광 부재(6)로부터 CO2 레이저 빔(L3)을 조사하면서, 스크라이브 헤드(7) 및 가이드(2)를 포함하는 이동 기구에 의해 분단 예정 라인을 따라서 이동시킨다. 이 때의 CO2 레이저 빔(L3)의 레이저 조사 조건은, 가공 대상이 되는 수지층 부착 취성 재료 기판(W)의 소재나 두께에 따라서 상이하지만, 본 실시예에서는 출력을 22W, 주사 속도를 20mm/s, 반복 주파수를 10kHz로 했다.
이와 같이 하여, 개질층(K)을 가공한 분단 예정 라인을 따라서 CO2 레이저 빔(L3)을 조사하면서 이동시킴으로써, 레이저 빔의 열에 의해서 취성 재료 기판(W1)의 강도가 약해진 개질층(K)이 완전 분단된다. 또, 이에 앞서 수차 레이저 빔(L2)의 조사에 의해서 수지층(W2)이 분단 홈(V)에 의해 분리되어 있거나, 혹은 그 두께의 대부분이 제거되어 있으므로, CO2 레이저 빔(L3)으로 외력을 가함으로써, 수지층 부착 취성 재료 기판(W)에 당겨 뜯긴 자국이나 거스러미, 치핑 등이 생기지 않고, 분단 예정 라인을 따라서 깨끗한 단면으로 확실하게 분단할 수 있다.
상기 실시예에서는, 수차 레이저 빔(L2)에 의해서 취성 재료 기판(W1)에 개질층(K)을 가공한 후에, 수지층 부착 취성 재료 기판(W)을 개질층(K)으로부터 분단하는 브레이크 수단으로서 분단용 레이저 빔(L3)을 이용했지만, 이것을 대신하여 브레이크 바를 이용하여 기계적으로 외력을 가해 분단하도록 해도 된다.
도 7은 브레이크 바를 이용한 브레이크 수단을 나타내는 것으로서, 도 7의 (a)에 나타내는 것처럼, 스테이지(12)상에 고무 등으로 이루어지는 탄성 시트(13)를 부설(敷設)하고, 이 탄성 시트(13)상에 개질층(K)이 가공된 수지층 부착 취성 재료 기판(W)을, 수지층(W2)측이 위가 되도록 하여 재치한다. 그리고 도 7의 (b)에 나타내는 것처럼, 상방으로부터 브레이크 바(14)를 개질층(K)을 향해 대고 누름으로써, 취성 재료 기판(W1)을 휘게 하여 개질층(K)으로부터 기판(W)을 분단할 수 있다.
이상, 본 발명의 대표적인 실시 형태에 대해 설명했지만, 본 발명은 반드시 상기의 실시 형태로만 특정되는 것이 아니다. 예를 들면, 상기 실시예에서는, 브레이크 수단으로서 광학계를 이용했을 때, 수차 레이저 빔(L2)의 조사에 의해서 모든 분단 예정 라인에 개질층(K)을 형성한 후, 분단용 레이저 빔(L3)을 개질층(K)을 따라서 조사하여 분단하도록 했지만, 수차 레이저 빔(L2)의 조사에 추종하여 분단용 레이저 빔(L3)을 조사하도록 해도 된다. 그 외 본 발명에서는, 본 발명의 목적을 달성하며, 청구의 범위를 일탈하지 않는 범위 내에서 적당히 수정 및 변경하는 것이 가능하다.
본 발명은 유리 기판 등의 취성 재료 기판의 일면에 수지층을 적층한 수지층 부착 취성 재료 기판을 분단하는 경우에 이용할 수 있다.
A: 스크라이브 장치(분단 장치)
F: 고에너지 분포 영역
K: 개질층
L1: 레이저 빔
L2: 수차 레이저 빔
L3: 분단용 레이저 빔(CO2 레이저 빔)
V: 분단 홈
W: 수지층 부착 취성 재료 기판
W1: 취성 재료 기판
W2: 수지층
2: 가이드
4: 수차 레이저 빔 발광 부재
4a: 광원
4b: 광 변조기
4c: 수차 생성 렌즈
5: 스크라이브 헤드
6: 분단용 레이저 빔 발광 부재
7: 스크라이브 헤드
8: 테이블
14: 브레이크 바

Claims (7)

  1. 취성(脆性) 재료 기판의 편측(片側)의 일면에 수지층을 적층시킨 수지층 부착 취성 재료 기판의 분단 방법으로서,
    펄스 레이저 빔의 버스트(burst)를 포함하는 레이저 빔을, 수차를 발생시키는 수차 생성 렌즈를 투과시켜 수차 레이저 빔으로 생성하고,
    상기 수차 레이저 빔을 상기 수지층 부착 취성 재료 기판의 모체가 되는 취성 재료 기판의 표면을 향해 조사하면서 분단 예정 라인을 따라서 이동시켜, 상기 취성 재료 기판에 강도가 저하된 개질층을 형성함과 동시에 상기 수지층에 분단 홈을 형성하고,
    그 다음에, 상기 개질층을 따라서 브레이크 수단을 통해서 상기 수지층 부착 취성 재료 기판을 상기 분단 예정 라인을 따라서 분단하는 것을 특징으로 하는 수지층 부착 취성 재료 기판의 분단 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 수차 레이저 빔의 최(最)수렴부가 상기 취성 재료 기판의 내부에서부터 상기 수지층에 이르는 것을 특징으로 하는 수지층 부착 취성 재료 기판의 분단 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 수차 레이저 빔의 광원이 파장 0.7~2.5㎛의 근적외(近赤外) 레이저이고, 또한 펄스 폭이 100피코초 이하의 레이저 빔의 버스트를 이용하는 수지층 부착 취성 재료 기판의 분단 방법.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 브레이크 수단이 분단용 레이저 빔을 포함하는 광학계로 형성되고, 상기 개질층을 형성한 분단 예정 라인을 따라서 상기 분단용 레이저 빔을 조사함으로써 열로 상기 취성 재료 기판을 분단하도록 한 수지층 부착 취성 재료 기판의 분단 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 분단용 레이저 빔이 CO2 레이저 빔인 수지층 부착 취성 재료 기판의 분단 방법.
  6. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 브레이크 수단이 브레이크 바를 포함하는 메카니컬계로 형성되고, 상기 개질층을 형성한 분단 예정 라인을 따라서 상기 브레이크 바를 대고 누름으로써 상기 취성 재료 기판을 휘게 하여 상기 분단 예정 라인을 따라서 분단하도록 한 수지층 부착 취성 재료 기판의 분단 방법.
  7. 취성 재료 기판의 편측의 일면에 수지층을 적층시킨 수지층 부착 취성 재료 기판의 분단 장치로서,
    상기 수지층 부착 취성 재료 기판을 재치하는 테이블과,
    광원으로부터 출사된 펄스 레이저 빔의 버스트를 포함한 레이저 빔을, 수차를 발생시키는 수차 생성 렌즈를 통해서 수차 레이저 빔으로 생성하는 수차 레이저 빔 발광 부재와,
    상기 수차 레이저 빔 발광 부재를 상기 수지층 부착 취성 재료 기판의 분단 예정 라인을 따라서 상대적으로 이동시켜 모체가 되는 취성 재료 기판에 강도가 저하된 개질층을 가공함과 동시에 수지층에 분단 홈을 가공하는 이동 기구와,
    상기 개질층을 따라서 상기 수지층 부착 취성 재료 기판을 분단하는 브레이크 수단으로 이루어지는 수지층 부착 취성 재료 기판의 분단 장치.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7326053B2 (ja) * 2019-07-11 2023-08-15 株式会社ディスコ 被加工物の加工方法
WO2021009960A1 (ja) * 2019-07-16 2021-01-21 日東電工株式会社 複合材の分断方法
CN114096488A (zh) * 2019-07-16 2022-02-25 日东电工株式会社 复合材料的分断方法
CN111007686A (zh) * 2019-11-14 2020-04-14 Tcl华星光电技术有限公司 阵列基板、显示面板及制备方法
WO2023176068A1 (ja) * 2022-03-16 2023-09-21 ナルックス株式会社 マイクロレンズ及びマイクロレンズアレイの製造方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63188487A (ja) * 1987-01-29 1988-08-04 Mitsubishi Electric Corp レ−ザ加工ヘツド
JP2002110588A (ja) * 2000-09-27 2002-04-12 Nec Kansai Ltd チップ製造装置
JP5232375B2 (ja) * 2006-10-13 2013-07-10 アイシン精機株式会社 半導体発光素子の分離方法
JP2009166169A (ja) * 2008-01-15 2009-07-30 Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd カッター装置
KR101165977B1 (ko) * 2008-04-15 2012-07-18 미쓰보시 다이야몬도 고교 가부시키가이샤 취성 재료 기판의 가공 방법
JP2010201479A (ja) * 2009-03-05 2010-09-16 Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd レーザ光加工装置及びレーザ光加工方法
JP5170195B2 (ja) * 2010-09-24 2013-03-27 三星ダイヤモンド工業株式会社 樹脂付き脆性材料基板の分割方法
US9446566B2 (en) * 2011-05-13 2016-09-20 Nippon Electric Glass Co., Ltd. Laminate, method for cutting laminate, method for processing laminate, and device and method for cutting brittle plate-like object
JP5633849B2 (ja) * 2011-08-02 2014-12-03 住友電工ハードメタル株式会社 レーザ用光学部品
JP2013136077A (ja) * 2011-12-28 2013-07-11 Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd 分断装置
WO2014030521A1 (ja) * 2012-08-21 2014-02-27 旭硝子株式会社 複合シートの切断方法、ガラスシートの切断方法、複合シートの切断片
US11053156B2 (en) * 2013-11-19 2021-07-06 Rofin-Sinar Technologies Llc Method of closed form release for brittle materials using burst ultrafast laser pulses
US10144088B2 (en) * 2013-12-03 2018-12-04 Rofin-Sinar Technologies Llc Method and apparatus for laser processing of silicon by filamentation of burst ultrafast laser pulses
US20150166393A1 (en) * 2013-12-17 2015-06-18 Corning Incorporated Laser cutting of ion-exchangeable glass substrates
JP6428112B2 (ja) * 2014-09-30 2018-11-28 三星ダイヤモンド工業株式会社 パターニング基板のブレイク装置
JP6734202B2 (ja) * 2015-01-13 2020-08-05 ロフィン−シナール テクノロジーズ エルエルシー 脆性材料をスクライブして化学エッチングする方法およびシステム
EP3848334A1 (en) * 2015-03-24 2021-07-14 Corning Incorporated Alkaline earth boro-aluminosilicate glass article with laser cut edge
JP6548944B2 (ja) * 2015-04-09 2019-07-24 株式会社ディスコ レーザー加工装置
JP6549014B2 (ja) * 2015-10-13 2019-07-24 株式会社ディスコ 光デバイスウエーハの加工方法

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