TW201540412A - 板狀物之加工方法 - Google Patents

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Abstract

本發明之課題為提供一種板狀物之加工方法，其可在玻璃基板等的板狀物上有效率地形成所要求的形狀之貫通口。解決手段為在板狀物上形成所要求的形狀之貫通口的板狀物之加工方法，其包含貫通口輪廓形成步驟以及貫通口形成步驟。該貫通口輪廓形成步驟是藉由以包括有照射雷射光線之聚光器的脈衝雷射光線照射手段，將對板狀物具有穿透性的波長之脈衝雷射光線的聚光點定位於板狀物內部，而沿著用來形成貫通口的輪廓進行照射，以沿著用來形成貫通口的輪廓在板狀物內部施行雷射加工。該貫通口形成步驟是藉由對應於已實施過該貫通口輪廓形成步驟之板狀物的用來形成貫通口的輪廓，將超音波賦予手段之超音波振動器定位而進行超音波作用，以破壞已進行過雷射加工之用來形成貫通口的輪廓，而在板狀物上形成貫通口。

Description

板狀物之加工方法 發明領域
本發明是有關於一種在玻璃基板等的板狀物上形成所要求的形狀之貫通口的板狀物之加工方法。
發明背景
可藉由玻璃基板形成智慧型手機等之操作畫面，以邊觀看畫面邊選擇各種應用程式。在使用於此種操作畫面之玻璃基板上，會因為設置喇叭及攝影機之目的而設有貫通口。
作為在上述之玻璃基板上形成貫通口的方法，在下述專利文獻1中已記載有，以進行噴砂(sandblasting)處理來形成孔，並在該孔周圍作蝕刻處理之方法。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2013-91582號公報
發明概要
然而，噴砂處理以及蝕刻處理加工需花費長時間 而有生產性差的問題。
本發明即是有鑒於上述事實而作成的，其主要之技術課題為提供板狀物之加工方法，其可在玻璃基板等的板狀物上有效率地形成所要求的形狀之貫通口。
要解決上述之主要技術課題，根據本發明所提供的板狀物之加工方法，為在板狀物上形成所要求的形狀之貫通口的板狀物之加工方法，其特徵在於包含：貫通口輪廓形成步驟，是以包括有照射雷射光線之聚光器的脈衝雷射光線照射手段，將對板狀物具有穿透性的波長之脈衝雷射光線的聚光點定位於板狀物內部，而沿著用來形成貫通口的輪廓進行照射，藉此沿著用來形成貫通口的輪廓在板狀物內部施行雷射加工；以及貫通口形成步驟，是對應於已實施過該貫通口輪廓形成步驟之板狀物的用來形成貫通口的輪廓，將超音波賦予手段之超音波振動器定位而進行超音波作用，藉此破壞已進行過雷射加工之用來形成貫通口的輪廓，而在板狀物上形成貫通口。
較理想的是，將上述聚光器之聚光透鏡的開口數(NA)除以板狀物之折射率(N)之值設定在0.05~0.2的範圍，且上述貫通口輪廓形成步驟是將脈衝雷射光線之聚光點定位於板狀物的內部而進行照射，藉此在板狀物於聚光點與脈衝雷射光線入射側之間沿著用來形成貫通口的輪廓，形成使細孔與屏蔽該細孔之非晶質成長的潛盾型通孔。
較理想的是，上述板狀物為石英玻璃基板，且是將聚光器之聚光透鏡的開口數(NA)設定在0.1~0.025的範圍。或者，上述板狀物為藍寶石基板，且是將聚光器之聚光透鏡的開口數(NA)設定在0.1~0.035的範圍。
本發明之板狀物的加工方法，因為是由以下的貫通口輪廓形成步驟與貫通口形成步驟所構成，所以與以往的加工方法相比較，可以在短時間內形成所要求的形狀之貫通口；該貫通口輪廓形成步驟是藉由以包括有照射雷射光線之聚光器的脈衝雷射光線照射手段，將對板狀物具有穿透性的波長之脈衝雷射光線的聚光點定位於板狀物內部，而沿著用來形成貫通口的輪廓進行照射，以沿著用來形成貫通口的輪廓在板狀物內部施行雷射加工；該貫通口形成步驟是藉由對應於已實施過該貫通口輪廓形成步驟之板狀物的用來形成貫通口的輪廓，將超音波賦予手段之超音波振動器定位而進行超音波作用，以破壞已進行過雷射加工之用來形成貫通口的輪廓，而在板狀物上形成貫通口。
10‧‧‧板狀物
101‧‧‧貫通口的輪廓
101a‧‧‧加工開始位置
110‧‧‧潛盾型通孔
111‧‧‧細孔
112‧‧‧非晶質
2‧‧‧加工裝置
20‧‧‧靜止基台
3‧‧‧工作夾台機構
31、322‧‧‧導軌
32‧‧‧第1滑動塊
321、331‧‧‧被引導溝
33‧‧‧第2滑動塊
34‧‧‧圓筒構件
35‧‧‧支撐台
36‧‧‧工作夾台
361‧‧‧吸附夾頭
361a‧‧‧釋離凹部
362‧‧‧夾具
37‧‧‧第1加工進給手段
371、381..公螺桿
372、382‧‧‧脈衝馬達
373、383‧‧‧軸承塊
374‧‧‧X軸方向位置檢測手段
374a、384a‧‧‧線性尺規
374b、384b‧‧‧讀取頭
38‧‧‧第2加工進給手段
384‧‧‧Y軸方向位置檢測手段
4‧‧‧雷射光線照射單元
41‧‧‧支撐構件
42‧‧‧套管
5‧‧‧雷射光線照射手段
51‧‧‧聚光器
511、51a‧‧‧聚光透鏡
6‧‧‧攝像手段
7‧‧‧超音波賦予手段
71‧‧‧超音波振動器
711‧‧‧振動端子
72‧‧‧昇降手段
F‧‧‧環狀框架
P‧‧‧聚光點
T‧‧‧保護膠帶
LB‧‧‧脈衝雷射光線
α、θ‧‧‧角度
X、Y‧‧‧箭頭
圖1所示為將以本發明的板狀物之加工方法所加工之板狀物黏貼在裝設於環狀框架上之切割膠帶上之狀態的立體圖。
圖2為用於實施本發明的板狀物之加工方法的加工裝置的立體圖。
圖3為圖2所示之加工裝置中所裝備的超音波賦予手段 的正面圖。
圖4(a)~(d)為藉由圖2所示之加工裝置所實施的貫通口輪廓形成步驟的說明圖。
圖5所示為透鏡開口數(NA)與板狀物的折射率(N)與將開口數(NA)除以折射率(N)之值(S=NA/N)的關係之圖。
圖6(a)、(b)為以圖2所示之加工裝置所實施的改質層形成加工的說明圖。
圖7(a)、(b)為以圖2所示之加工裝置所實施的貫通口形成步驟的說明圖。
用以實施發明之形態
以下，針對本發明的板狀物之加工方法的較佳實施形態，參照附圖以作更詳細之說明。
圖1中所示為石英玻璃基板之立體圖，其是作為以本發明的板狀物之加工方法所加工的板狀物。圖1所示之板狀物10，形成厚度為500μm之矩形，並於表面上印有用來形成貫通口的輪廓101以及加工開始位置101a。以此方式所形成之石英玻璃基板以及藍寶石基板所構成的板狀物10，是被黏貼在裝設於環狀框架F上之保護膠帶T的表面。
圖2所示為用於實施本發明的板狀物之加工方法的加工裝置的立體圖。圖2所示之加工裝置2具備了靜止基台20、配置成可在該靜止基台20上於箭頭X所示之X軸方向上移動之用以保持被加工物之工作夾台機構3，及配置在基台20上之作為雷射光線照射手段的雷射光線照射單元4。
上述工作夾台機構3具備有在靜止基台20上沿X軸方向平行地配置的一對導軌31、31、在該導軌31、31上配置成可在X軸方向上移動之第1滑動塊32、在該第1滑動塊32上配置成可在與X軸方向直交之箭頭Y所示之Y軸方向上移動的第2滑動塊33、在該第2滑動塊33上被圓筒構件34所支撐之支撐台35，以及作為被加工物保持手段之工作夾台36。此工作夾台36具備有由多孔性材料所形成之吸附夾頭361，並形成為可藉由作動圖未示之吸引手段，透過保護膠帶T將作為被加工物之板狀物10吸引保持在吸附夾頭361之上表面的保持面上。再者，在本實施形態中之吸附夾頭361上設有釋離凹部361a，其僅稍大於印在上述板狀物10上之用來形成貫通口的輪廓101。以此方式所構成之工作夾台36，是藉由配置於圓筒構件34內之圖未示的脈衝馬達而使其旋轉。再者，工作夾台36上配置有用於固定環狀框架F之夾具362，該環狀框架F是透過保護膠帶T來支撐板狀物10等被加工物。
上述第1滑動塊32，在其下表面設有與上述一對導軌31、31嵌合的一對被引導溝321、321，並且在其上表面設有沿Y軸方向平行地形成之一對導軌322、322。像這樣所構成之第1滑動塊32，是藉由將被引導溝321、321嵌合於一對導軌31、31上，而構成為可沿一對導軌31、31在X軸方向上移動。本實施形態中的工作夾台機構3具備有用於使第1滑動塊32沿一對導軌31、31在X軸方向上移動的第1加工進給手段37。第1加工進給手段37包含有平行地配置於上述一 對導軌31與31之間的公螺桿371，和用於旋轉驅動該公螺桿371之脈衝馬達372等的驅動源。公螺桿371，其一端受到固定於上述靜止基台2上的軸承塊373支撐成可旋轉自如，其另一端則受到上述脈衝馬達372之輸出軸傳動連結。再者，是將公螺桿371螺合於在突出於第1滑動塊32的中央部的下表面而設置之圖未示的母螺塊上所形成之貫通螺孔中。因此，透過以脈衝馬達372正轉以及逆轉驅動公螺桿371，就能使第1滑動塊32沿導軌31、31在X軸方向上移動。
本實施形態中之加工裝置2包括有用於檢測上述工作夾台36之X軸方向位置的X軸方向位置檢測手段374。X軸方向位置檢測手段374是由沿導軌31配置之線性尺規(linear scale)374a，和配置於第1滑動塊32上且與第1滑動塊32一起沿著線性尺規374a移動之讀取頭374b所構成。此X軸方向位置檢測手段374之讀取頭374b，在本實施形態中是將每1μm發出1個脈衝的脈衝訊號傳送到後述之控制手段。然後，後述之控制手段可藉由計算輸入之脈衝訊號來檢測工作夾台36之X軸方向位置。再者，在上述第1加工進給手段37之使用了脈衝馬達372作為驅動源的情況中，也可以藉由計算將驅動訊號輸出到脈衝馬達372之後述的控制手段的驅動脈衝，而檢測出工作夾台36之X軸方向位置。又，在上述第1加工進給手段37之使用了伺服馬達作為驅動源的情況中，也可以藉由將檢測伺服馬達之旋轉數的旋轉編碼器(rotary encoder)所輸出之脈衝訊號傳送到圖未示之控制手段，並以控制手段計算所輸入之脈衝訊號，而檢測出工 作夾台36之X軸方向位置。
上述第2滑動塊33，在其下表面設置有可與設置於上述第1滑動塊32之上表面的一對導軌322、322嵌合的一對被導引溝331、331，並藉由將此被引導溝331、331嵌合於一對導軌322、322，而構成為可在Y軸方向上移動。本實施形態中的工作夾台機構3具備有第2加工進給手段38，可用於使第2滑動塊33沿著設置在第1滑動塊32上的一對導軌322、322在Y軸方向上移動。第2加工進給手段38包含有平行地配設於上述一對導軌322和322之間的公螺桿381，和用於旋轉驅動該公螺桿381之脈衝馬達382等的驅動源。公螺桿381，其一端受到固定於上述第1滑動塊32之上表面的軸承塊383支撐成可旋轉自如，其另一端則受到上述脈衝馬達382之輸出軸傳動連結。再者，是將公螺桿381螺合在於突出於第2滑動塊33之中央部的下表面而設置之圖未示的母螺塊上所形成之貫通螺孔中。因此，透過以脈衝馬達382正轉以及逆轉驅動公螺桿381，就能使第2滑動塊33沿著導軌322、322在Y軸方向上移動。
本實施形態中之加工裝置2，包括有用於檢測上述第2滑動塊33之Y軸方向位置的Y軸方向位置檢測手段384。Y軸方向位置檢測手段384是由沿導軌322配置之線性尺規384a，和配置於第2滑動塊33上且與第2滑動塊33一起沿著線性尺規384a移動之讀取頭384b所構成。此Y軸方向位置檢測手段384之讀取頭384b，在本實施形態中是將每1μm發出1個脈衝的脈衝訊號傳送到後述之控制手段。然後，後 述之控制手段可藉由計算輸入之脈衝訊號來檢測工作夾台36之Y軸方向位置。再者，在上述第2加工進給手段38之使用了脈衝馬達382作為驅動源的情況中，也可以藉由計算將驅動訊號輸出到脈衝馬達382之後述的控制手段的驅動脈衝，而檢測出工作夾台36之Y軸方向位置。又，在上述第2加工進給手段38之使用了伺服馬達作為驅動源的情況中，也可以藉由將檢測伺服馬達之旋轉數的旋轉編碼器所輸出之脈衝訊號傳送到圖未示之控制手段，並以控制手段計算所輸入之脈衝訊號，而檢測出工作夾台36之Y軸方向位置。
上述雷射光線照射單元4具備有配置於上述靜止基台20上的支撐構件41、被該支撐構件41所支撐且實質上水平延伸的套管42、配置於該套管42之雷射光線照射手段5，及配置於套管42的前端部且可檢測用來雷射加工之加工區域的攝像手段6。
上述雷射光線照射手段5具備有脈衝雷射光線振盪手段與聚光器51。該脈衝雷射光線振盪手段包括有配置於套管42內之圖未示的YAG脈衝雷射振盪器等的脈衝雷射光線振盪器及重複頻率設定手段。該聚光器51配置於套管42的前端部並包括有用於供從圖未示的脈衝雷射光線振盪手段所振盪發出的脈衝雷射光線聚光的聚光透鏡511。此聚光器51之聚光透鏡511是以如下方式設定開口數(NA)。亦即，聚光透鏡511之開口數(NA)是設定成使開口數(NA)除以單結晶基板的折射率(N)之值在0.05~0.2的範圍內(開口數設定步驟)。再者，雷射光線照射手段5包括有用於調整以聚 光器51之聚光透鏡511聚光之脈衝雷射光線的聚光點位置的聚光點位置調整手段(圖未示)。
裝設在配置有上述雷射光線照射手段5之套管42的前端部的攝像手段6包括有可照明被加工物之照明手段、可捕捉以該照明手段所照明之區域的光學系統、可拍攝以該光學系統所捕捉到之影像之攝像元件(CCD)等，並可將所拍攝到的影像訊號傳送到圖未示之控制手段。
構成上述雷射光線照射單元4之套管42的前端部上配置有超音波賦予手段7。如圖3所示，超音波賦予手段7具備有超音波振動器71，並形成為使這個超音波振動器71可藉由昇降手段72而在相對於上述工作夾台36的保持面為垂直的方向上移動。再者，超音波振動器71的下端設有與印在上述板狀物10上之用來形成貫通口的輪廓101相對應的振動端子711。此振動端子711的突起寬度(t)，在本實施形態中是設定為0.15mm。再者，在本實施形態中，振動端子711是由輕量且對超音波振動器71之振動具良好順應性的鈦所形成。
加工裝置2是如以上所述地構成，並針對沿著用來形成貫通口的輪廓101而形成貫通口的方法進行說明，其中該貫通口的輪廓101是印在已實施過上述晶圓支撐步驟之板狀物10上。再者，在構成加工裝置2之圖未示的控制手段的記憶體中將用來形成貫通口之輪廓101的座標以及加工開始位置101a予以保存a。沿被印在板狀物10上之用來形成貫通口的輪廓101而形成貫通口時，首先是實施貫通口輪 廓形成步驟，藉由將對作為被加工物之板狀物10具有穿透性的波長之脈衝雷射光線的聚光點定位於板狀物10內部而沿著用來形成貫通口的輪廓101進行照射，以沿著用來形成貫通口的輪廓101在板狀物10內部施行雷射加工。要實施這個貫通口輪廓形成步驟實施時，首先是將黏貼有板狀物10之保護膠帶T側載置在上述之圖2所示的加工裝置2的工作夾台36上。此時，是將印在板狀物10上之用來形成貫通口的輪廓101定位在與設置於吸附夾頭361上之釋離凹部361a相對應的位置上。然後，可藉由作動圖未示之吸取手段，以透過保護膠帶T將板狀物10保持在吸附夾頭361上(晶圓保持步驟)。
實施過上述晶圓保持步驟後，可藉由第1加工進給手段37將吸引保持有板狀物10之工作夾台36定位到攝像手段6的正下方。然後，實行以攝像手段6及圖未示之控制手段檢測印在板狀物10上之用來形成貫通口的輪廓101的加工開始位置101a的校準作業。然後，控制手段會作動第1加工進給手段37以及第2加工進給手段38，以將印在被保持於工作夾台36上之板狀物10上的用來形成貫通口的輪廓101的加工開始位置101a如圖4(a)所示地定位在雷射光線照射手段5之聚光器51的正下方。其次，作動圖未示之聚光點位置調整手段而在光軸方向上移動聚光器51，以將透過聚光器51之聚光透鏡51a所聚光之脈衝雷射光線LB的聚光點P定位到板狀物10厚度方向之所要求的位置上(定位步驟)。再者，在本實施形態中，是將脈衝雷射光線的聚光點P設定在 與板狀物10中的和脈衝雷射光線入射側(表面側)為相反側之面(背面)相鄰接的內側。
如三所述地實施過定位步驟後，即可實施潛盾型通孔形成加工，該潛盾型通孔形成加工是作動雷射光線照射手段5而從聚光器51照射脈衝雷射光線LB，以在已定位於板狀物10中之聚光點P與脈衝雷射光線入射側(表面側)之間，形成使其形成細孔與屏蔽該細孔之非晶質的潛盾型通孔。亦即，邊從聚光器51照射對板狀物10具有穿透性的波長之脈衝雷射光線LB，邊作動第1加工進給手段37以及第2加工進給手段38，以使工作夾台36沿著印在板狀物10上之用來形成貫通口的輪廓101移動。然後，當加工開始位置101a到達聚光器51的正下方時，即停止脈衝雷射光線之照射，並且停止第1加工進給手段37以及第2加工進給手段38的作動而停止工作夾台36的移動。
藉由實施上述之潛盾型通孔形成加工，即可在板狀物10的內部，如圖4(b)所示地從定位脈衝雷射光線LB之聚光點P的背面(下表面)側涵蓋到成為照射面之表面(上表面)使細孔111與形成在該細孔111周圍之非晶質112成長，並沿著印在板狀物10上之用來形成貫通口的輪廓101以預定之間隔(在本實施形態中為10μm的間隔(加工進給速度：500mm/秒)/(重複頻率：50kHz))形成非晶質之潛盾型通孔110。此潛盾型通孔110，如圖4(c)及(d)所示，是由形成於中心之直徑為φ 1μm左右的細孔111與形成於該細孔111周圍之直徑為φ 10μm之非晶質112所構成，且在本實施形態 中，是形成為使互相鄰接之非晶質112彼此連接的形態。再者，由於在上述之潛盾型通孔形成加工中所形成之非晶質的潛盾型通孔110，可以從板狀物10背面(下表面)側涵蓋到成為照射面之表面(上表面)而形成，所以即使晶圓的厚度增厚，也只要照射1次脈衝雷射光線即可，因而可使生產性變得極為良好。
在上述之潛盾型通孔形成加工中，為了要形成良好的潛盾型通孔110，重要的是，要將上述聚光透鏡51a的開口數(NA)設定成，使開口數(NA)除以單結晶基板之折射率(N)之值(S)在0.05~0.2的範圍內。此處，關於開口數(NA)與折射率(N)與將開口數(NA)除以折射率(N)之值(S=NA/N)的關係，將參照圖5進行說明。圖5中，入射到聚光透鏡51a之脈衝雷射光線LB是以相對於聚光透鏡51a之光軸形成角度(θ)而被聚光。此時，sin θ為聚光透鏡51a之開口數(NA)(NA=sin θ)。當以聚光透鏡51a所聚光之脈衝雷射光線LB照射由單結晶基板所構成之板狀物10時，因為構成板狀物10之單結晶基板的密度比空氣大，所以脈衝雷射光線LB會從角度(θ)折射成角度(α)而聚光成聚光點P。此時，相對於聚光透鏡51a之光軸的角度(α)，會因構成板狀物10之單結晶基板的折射率(N)而異。由於折射率(N)為(N=sin θ/sin α)，所以將開口數(NA)除以單結晶基板的折射率(N)之值(S=NA/N)會變為sin α。因此，重要的是，要將sin α設定在0.05~0.2的範圍(0.05≦sin α≦0.2)。
以下，針對將聚光透鏡51a之開口數(NA)除以單結晶基 板的折射率(N)之值(S=NA/N)設定在0.05~0.2的範圍之理由進行說明。
[實驗1-1]
將作為板狀物10之厚度為500μm之藍寶石(Al2O3)基板(折射率：1.76)用以下的加工條件形成潛盾型通孔，並判定潛盾型通孔的良窳。
加工條件
光源：YAG脈衝雷射
波長：1064nm
重複頻率：50kHz
脈衝寬度：10ps
平均輸出：2W
聚光點點徑：Φ 10μm
加工進給速度：500mm/秒
如以上所述，於藍寶石基板(折射率：1.76)中，是藉由將供脈衝雷射光線聚光之聚光透鏡51a的開口數(NA)設定成使開口數(NA)除以單結晶基板的折射率(N)之值(S=NA/N)在0.05~0.2的範圍，以形成潛盾型通孔。因此，於藍寶石基板(折射率：1.76)中，重要的是，要將供脈衝雷射光線聚光之聚光透鏡51a的開口數(NA)設定在0.1~0.35。
[實驗1-2]
將作為板狀物10之厚度為500μm之碳化矽(SiC)基板(折射率：2.63)以如下的加工條件形成潛盾型通孔，並判定潛盾型通孔的良窳。
加工條件
光源：YAG脈衝雷射
波長：1064nm
重複頻率：50kHz
脈衝寬度：10ps
平均輸出：0.5W
聚光點點徑：φ 10μm
加工進給速度：500mm/秒
如以上所述，於碳化矽(SiC)基板(折射率：2.63)中，是藉由將供脈衝雷射光線聚光之聚光透鏡51a的開口數(NA)除以單結晶基板之折射率(N)之值(S=NA/N)設定在0.05~0.2的範圍，以形成潛盾型通孔。因此，於碳化矽(SiC)基板中，重要的是，要將供脈衝雷射光線聚光之聚光透鏡51a的開口數(NA)設定在0.15~0.55。
[實驗1-3]
將作為板狀物10之厚度為500μm的石英玻璃基板(折射率：1.45)以如下的加工條件形成潛盾型通孔，並判定潛盾型通孔的良窳。
加工條件
光源：YAG脈衝雷射
波長：1064nm
重複頻率：50kHz
脈衝寬度：10ps
平均輸出：2W
聚光點點徑：φ 10μm
加工進給速度：500mm/秒
如以上所述，於石英玻璃基板(折射率：1.45)中，是藉由將供脈衝雷射光線聚光之聚光透鏡51a的開口數(NA)除以單結晶基板之折射率(N)之值(S=NA/N)設定在0.05~0.2的範圍，以形成潛盾型通孔。因此，於石英玻璃基板(折射率：1.45)中，重要的是，要將供脈衝雷射光線聚光之聚光透鏡51a的開口數(NA)設定在0.1~0.25。
從上述的實驗1-1、實驗1-2、實驗1-3可以確認到，藉由將供脈衝雷射光線聚光之聚光透鏡51a的開口數(NA)除以單結晶基板之折射率(N)之值(S=NA/N)設定在0.05~0.2的範圍，可形成潛盾型通孔。
其次，說明有關貫通口輪廓形成步驟之其他實施 形態。
上述之潛盾型通孔加工，具有可藉由照射1次脈衝雷射光線就可形成到達表、背面之潛盾型通孔的優點，且可藉由實施後述之貫通口形成步驟而沿著所形成之潛盾型通孔在板狀物上形成貫通口。
又，作為貫通口輪廓形成步驟之其他實施形態，如圖6(a)所示，可藉由將聚光透鏡51a之開口數(NA)設定在0.7~0.9，以將聚光點P定位於板狀物的內部而照射脈衝雷射光線，以如圖6(b)所示，在板狀物10的內部形成成為破斷起點之改質層120(改質層形成加工)。
因此，在沿著印在板狀物10上之用來形成貫通口的輪廓101形成改層層後，可藉由實施後述之貫通口形成步驟而沿著所形成之改質層在板狀物上形成貫通口。
然而，由於藉由照射1次脈衝雷射光線而形成之改質層的深度是30μm左右，當板狀物厚度為500μm時，藉由在板狀物的厚度方向上形成6層以上的改質層即可形成貫通口。在厚度為500μm之藍寶石基板、碳化矽基板、石英玻璃基板上形成改質層之加工條件可由相同，且為以下之加工條件來加工。
加工條件
聚光透鏡之開口數(NA)：0.8
光源：YAG脈衝雷射
波長：1064nm
重複頻率：50kHz
脈衝寬度：10ps
平均輸出：2W
聚光點點徑：φ 10μm
加工進給速度：500mm/秒
照射次數：6次
實施過上述的貫通口輪廓形成步驟後，即可實施貫通口形成步驟，藉由對應於印在已實施過貫通口輪廓形成步驟之板狀物10上之用來形成貫通口的輪廓101而定位超音波賦予手段之超音波振動器而進行超音波作用，就可以將進行過上述潛盾型通孔形成加工或改質層形成加工等雷射加工的用來形成貫通口的輪廓破壞，而在板狀物上形成貫通口。在實施這個貫通口形成步驟時，要作動第1加工進給手段37以及第2加工進給手段38，以將工作夾台36移動到超音波賦予手段7的加工區域，並將印在被保持於工作夾台36上之板狀物10上的用來形成貫通口的輪廓101定位到超音波振動器71的正下方。然後，作動昇降手段72將超音波振動器71降下，如圖7之(a)所示，使振動端子711與印在板狀物10上之用來形成貫通口的輪廓101相對應而使其接觸，並且藉由作動超音波賦予手段7使超音波振動器71進行超音波振動，以對應於印在板狀物10上之用來形成貫通口的輪廓101使超音波振動作用。其結果，圖7之(b)所示，可將沿著印在板狀物10上之用來形成貫通口的輪廓101所形成之潛盾型通孔110或改質層120破壞，形成貫通口130。此時，由於在工作夾台36之吸附夾頭361上設有比印在上述板 狀物10上之用來形成貫通口的輪廓101稍微大的釋離凹部361a，所以貼有板狀物10之保護膠帶T會稍微侵入到釋離凹部361a。再者，在工作夾台36之吸附夾頭361上未形成有釋離凹部361a的情況中，也可在不鏽鋼鋼板的上表面形成比印在板狀物10上之用來形成貫通口的輪廓101稍微大的釋離凹槽，並將在不鏽鋼鋼板的上表面上用2~3mm的厚度被履了矽氧樹脂之支撐基板載置於工作夾台36之吸附夾頭361上，而實施上述貫通口形成步驟。
再者，上述貫通口形成步驟之加工條件可設定如下，貫通口形成步驟之加工條件：超音波振動器：鋯鈦酸鉛(PZT)
輸出：25W
重複頻率：20kHz
振幅：15μm
振動端子之材質：鈦
振動端子之突起寬度：0.15mm
如以上所述，上述之本實施形態中的板狀物之加工方法，因為是由以下的貫通口輪廓形成步驟與貫通口形成步驟所構成，所以與上述以往的加工方法相比較，可以在短時間內形成所要求的形狀之貫通口；該貫通口輪廓形成步驟是藉由以包括有照射雷射光線之聚光器51的脈衝雷射光線照射手段5，將對板狀物10具有穿透性的波長之脈衝雷射光線的聚光點定位於板狀物10的內部，而沿著用來形 成貫通口的輪廓101進行照射，以沿著用來形成貫通口的輪廓101在板狀物10內部施行潛盾型通孔110或改質層120等的雷射加工；該貫通口形成步驟是藉由對應於已實施過該貫通口輪廓形成步驟之板狀物10的用來形成貫通口的輪廓101，將超音波賦予手段7之超音波振動器71定位而進行超音波作用，以破壞已進行過潛盾型通孔110或改質層120等雷射加工之用來形成貫通口的輪廓101，而在板狀物10上形成貫通口130。
再者，在上述之實施形態中，雖然針對將用來形成貫通口的輪廓101預先形成在板狀物10上之例作了說明，但是即使是在未形成有用來形成貫通口之輪廓101的板狀物上，也可以實施本發明。亦即，可將板狀物上用來形成貫通口的輪廓的座標預先保存於控制手段之記憶體中，並將離板狀物外側邊預定距離的位置作為照射雷射光線之加工開始位置而依照輪廓之座標來照射雷射光線。
10‧‧‧板狀物
P‧‧‧聚光點
120‧‧‧改質層
LB‧‧‧脈衝雷射光線
51a‧‧‧聚光透鏡
α、θ‧‧‧角度

Claims (4)

  1. 一種板狀物之加工方法，為在板狀物上形成所要求的形狀之貫通口的板狀物之加工方法，其特徵在於包含：貫通口輪廓形成步驟，是以包括有照射雷射光線之聚光器的脈衝雷射光線照射手段，將對板狀物具有穿透性的波長之脈衝雷射光線的聚光點定位於板狀物內部，而沿著用來形成貫通口的輪廓進行照射，藉此沿著用來形成貫通口的輪廓在板狀物內部施行雷射加工；以及貫通口形成步驟，是對應於已實施過該貫通口輪廓形成步驟之板狀物的用來形成貫通口的輪廓，將超音波賦予手段之超音波振動器定位而進行超音波作用，藉此破壞已進行過雷射加工之用來形成貫通口的輪廓，而在板狀物上形成貫通口。
  2. 如請求項1的板狀物之加工方法，其中，是將該聚光器之聚光透鏡的開口數(NA)除以板狀物之折射率(N)之值設定在0.05~0.2的範圍，且該貫通口輪廓形成步驟是將脈衝雷射光線之聚光點定位於板狀物的內部而進行照射，藉此在板狀物於聚光點與脈衝雷射光線入射側之間沿著用來形成貫通口的輪廓，形成使細孔與屏蔽該細孔之非晶質成長的潛盾型通孔。
  3. 如請求項2的板狀物之加工方法，其中，板狀物為石英玻璃基板，且是將該聚光器之聚光透鏡的開口數(NA) 設定在0.1~0.025的範圍。
  4. 如請求項2的板狀物之加工方法，其中，板狀物為藍寶石基板，且是將該聚光器之聚光透鏡的開口數(NA)設定在0.1~0.035的範圍。
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