TW202103831A - 雷射加工方法以及雷射加工裝置 - Google Patents

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Abstract

[課題]本發明目的在於，特別是在以雷射對玻璃基板開孔的情況，能檢測出孔已貫通。[解決手段]一種雷射加工裝置，具有：工作台，載置有須加工的基板；雷射照射系統，對該基板照射雷射；以及控制部，為了進行加工動作而控制裝置各部分；其中，該控制部藉由檢測出在加工動作時於該基板的端面的光檢測位準已降低至預定的位準而檢測出孔已貫通。

Description

雷射加工方法以及雷射加工裝置
本發明係關於一種雷射加工方法以及雷射加工裝置，特別是在以雷射對玻璃基板開孔的情況，能檢測出孔已貫通。
在以雷射開孔時，會有希冀確實地檢測出孔已貫通的情況。 而作為驗證加工動作是否正常進行的手段，例如有專利文獻1所揭露的對各個孔蓄積加工功率並分別與預定值做比較者，或者有如專利文獻2所揭露的對各個孔測量照射雷射時的反射強度並分別與預定值做比較者。 [習知技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開平9-308977號公報 [專利文獻2]日本特開2004-9074號公報
[發明所欲解決的課題] 此等方法中，僅判定雷射是否正常被照射，並非用以檢測已開孔、甚至孔已貫通。 於是，本發明目的在於，特別是在以雷射對玻璃基板開孔的情況，能檢測出孔已貫通。
[解決課題的技術手段] 在本申請所揭露的具代表性的一種雷射加工方法，藉由照射雷射而在基板開鑽貫通孔，其中，藉由檢測出在加工動作時於該基板的端面的光檢測位準，並檢測出該光檢測位準已降低至預定的位準，而檢測出孔已貫通。
[發明功效] 若根據本發明，在以雷射對玻璃基板開孔的情況，能檢測出孔已貫通。
現針對本發明的一實施例做說明。 圖2係在本發明一實施例所使用的雷射加工裝置的概略方塊圖。各構成要素與連接線係主要表示用以說明本實施例而認為必要者，並非表示作為雷射加工裝置的所有必需要素者。 在圖2中，玻璃基板1係透過吸附夾具3而載置於雷射加工裝置的工作台2上，並在控制裝置各部分動作的控制部4的控制之下，藉由從雷射照射系統5照射UV雷射6而開鑽多個孔。 吸附夾具3為發揮後述作用者：藉由設在自身的吸附孔7而從下方吸引玻璃基板1，並防止其浮起。控制部4則令為後述者：構成為以程式控制的處理裝置為中心，並具有此處所說明的功能以外的控制功能，還連接至未圖示的方塊。
至此所述之構成乃為在本技術領域為人熟知的構成。元件符號8為光學感測器，其接觸並配置在玻璃基板1的端面9，而檢測由端面9所折射的光的大小。在此情況的光學感測器8亦可為將多個光檢測元件沿著玻璃基板1的端面9並排而提高感度者。 控制部4則如後述，藉由來自光學感測器8的檢測信號而能判別孔的貫通狀態。
控制部4藉由控制裝置各部分的動作，以須開孔的位置為中心，連續進行對多個地方照射雷射而能開鑽貫通孔（以下將對一個孔位置的多個地方進行連續照射而做的加工稱為鑽孔加工）。 作為鑽孔加工的方法，則有以描繪渦卷狀（螺旋狀）的軌跡的方式漸次改變位置的方法，以及後述的方法：如圖3所示，以將須開孔的位置中心P作為中心而描繪圓的方式反覆進行雷射照射S後，漸次改變圓的半徑並同樣反覆進行。
圖4係表示本發明一實施例中加工的孔的形狀的剖面圖。 當UV雷射6照射至玻璃基板1，則UV雷射6會在玻璃基板1的內部被折射而入射至玻璃基板1的端面9。圖4的（a）表示對玻璃基板1開始照射時，在此時期往玻璃基板1的端面9的折射光較強。然而，之後隨著加工推進，因為在孔位置的玻璃部分會逐漸地減少，所以往端面9的折射光也會漸次減少。圖4（b）係表示孔10貫通時的狀態。
往玻璃基板1的端面9的折射光並非只有在開始照射時與貫通時會改變，孔位置不同，或者已貫通的孔位置或數量不同時也會改變。 於是，在本實施例係對於進行開孔的玻璃基板，藉由事先的實驗等對所有的孔位置檢測各個在貫通狀態時光學感測器8的輸出位準（以下稱為貫通位準），並掌握其中最低的輸出位準（以下稱為最低貫通位準），藉此當隨著鑽孔加工的進行導致輸出位準逐漸降低而達到最低貫通位準，則判定孔已貫通。 貫通位準會因為孔位置不同，或者因為已貫通的孔位置或數量不同而改變，所以只要如上述在成為最低貫通位準時判定孔已貫通，則不論在哪個孔位置都能確實地偵測出已貫通。
圖1係用以說明控制部4中的貫通判定動作的圖。 圖1（a）係表示在玻璃基板1中的一個孔位置的狀態。控制部4係監測在開始照射UV雷射6時的光學感測器8的輸出位準V，當隨著鑽孔加工的進行導致輸出位準V逐漸降低而達到最低貫通位準L，則判定孔已貫通。 當控制部4判定孔已貫通，則停止雷射照射系統5對該孔位置照射雷射，而開始對下個孔位置照射雷射。
又，圖1（b）係表示在玻璃基板1中的其他孔位置的狀態。於此，控制部4係監測在開始照射UV雷射6時的光學感測器8的輸出位準V，當隨著鑽孔加工的進行導致輸出位準V逐漸降低而達到最低貫通位準L，則判定孔已貫通。 當控制部4判定孔已貫通，則相同於上述內容，停止雷射照射系統5對該孔位置照射雷射，而開始對下個孔位置照射雷射。
在以上實施例中，係藉由事先掌握最低貫通位準L，當隨著鑽孔加工的進行導致輸出位準V逐漸降低而達到最低貫通位準L時，則判定孔已貫通，惟亦可藉由其他方法來判定孔已貫通。 舉例而言，亦可藉由事先的實驗等，檢測出貫通時的光學感測器8的輸出位準V相對於開始照射雷射時的光學感測器8的輸出位準V是降低了多少比例（以下稱為貫通比例），並掌握其中最低的比例（以下稱為最低貫通比例），當隨著鑽孔加工的進行導致輸出位準V逐漸降低而達到最低貫通比例時，則判定孔已貫通。在此方法中，也因為不論在哪個孔位置都能確實地偵測出已貫通，所以在成為最低貫通比例時即判定孔已貫通。 附帶一提的是，在此方法的情況，亦可選用開始照射雷射後一刻的光學感測器8的輸出位準V來取代開始照射雷射時的光學感測器8的輸出位準V。更進一步，若貫通時的輸出位準V相較於貫通前是壓倒性地小的話，則也可選用比開始照射雷射後一刻更之後的時間的光學感測器8的輸出位準。
附帶一提的是，在以上實施例中，只要玻璃基板1的尺寸、孔位置、孔尺寸、開孔順序以及玻璃材料的規格沒有變化，則最低貫通位準L或最低貫通比例理所當然會相同。是以，並沒有必要事先掌握各個開孔的玻璃基板1的最低貫通位準L或最低貫通比例，在上述規格沒有變化的範圍下只要掌握一個玻璃基板1的標準即可。 然而，若想要避免各個玻璃基板1的微小變化，則亦可例如事先掌握各個批次的最低貫通位準L或最低貫通比例。
更進一步，在以上實施例中，係針對進行UV雷射6的鑽孔加工的情況做說明，惟在本發明中，可使用CO2 雷射來取代UV雷射6，亦可進行所謂的衝孔加工；其中，衝孔加工是對一個孔位置進行一次照射或對相同地方進行多次照射而加工。
1:玻璃基板 2:工作台 4:控制部 5:雷射照射系統 6:UV雷射 8:光學感測器 9:端面 10:孔
圖1係用以說明本發明一實施例中貫通判定動作的圖。 圖2係在本發明一實施例所使用的雷射加工裝置的概略方塊圖。 圖3係用以說明鑽孔加工的例子的圖。 圖4係表示本發明一實施例中加工的孔的形狀的剖面圖。
L:最低貫通位準
V:輸出位準

Claims (6)

  1. 一種雷射加工方法，藉由照射雷射而在基板開鑽貫通孔，其特徵在於，檢測在加工動作時於該基板的端面的光檢測位準，並藉由檢測出該光檢測位準已降低至預定的位準，而檢測出孔已貫通。
  2. 一種雷射加工方法，藉由照射雷射而在基板開鑽貫通孔，其特徵在於，檢測在加工動作時於該基板的端面的光檢測位準，並藉由檢測出該光檢測位準相對於孔在貫通前的位準已降低至預定的比例，而檢測出孔已貫通。
  3. 如請求項2所述之雷射加工方法，其中， 該貫通前係定義為開始照射雷射時。
  4. 一種雷射加工裝置，其特徵在於，具有：工作台，載置有須加工的基板；雷射照射系統，對該基板照射雷射；以及控制部，為了進行加工動作而控制裝置各部分； 該控制部藉由檢測出在加工動作時於該基板的端面的光檢測位準已降低至預定的位準而檢測出孔已貫通。
  5. 一種雷射加工裝置，其特徵在於，具有：工作台，載置有須加工的基板；雷射照射系統，對該基板照射雷射；以及控制部，為了進行加工動作而控制裝置各部分； 該控制部藉由檢測出在加工動作時於該基板的端面的光檢測位準相對於孔在貫通前的位準已降低至預定的比例而檢測出孔已貫通。
  6. 如請求項5所述之雷射加工裝置，其中， 該貫通前係定義為開始照射雷射時。
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