TW202406663A - 利用雷射的微加工裝置及方法 - Google Patents
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Abstract
本發明涉及利用雷射的微加工裝置及方法,利用雷射的微加工裝置包括:雷射束照射部,向透射雷射束的結晶化的加工對象照射雷射束形成加工孔;光學部,調節雷射束的形狀以向加工對象的內部局部照射雷射束來使結晶化的加工對象非結晶化;雷射束調節部以及化學反應爐,藉由化學反應去除形成在加工對象的非結晶化的區域的加工孔,加工對象沉澱在收容於化學反應爐內部的反應溶液,在結晶化的加工對象內部可將加工對象的損傷最小化並加工出極小的三維形狀以及加工對象的厚度與加工孔的直徑的比例達到幾倍至幾萬倍的極窄的孔。
Description
本發明關於微加工裝置及方法,更詳細地,關於利用雷射來對加工對象的表面和/或內部進行微加工的利用雷射的微加工裝置及方法。
通常,玻璃、石英(quartz)、藍寶石等透明的陶瓷材料具有脆性、耐化學性、非晶質性、非傳導性等特性,進行微加工的加工法非常受限,尤其,在微細形狀的情況下,僅適用利用微波雷射的雷射加工等少數加工工序。
但是,在這種雷射加工的情況下,也因發生裂痕(crack)或形狀誤差增加等問題而很難開發對陶瓷材料有效的加工法。
由此,以往利用了藉由向陶瓷材料照射雷射來加工槽或裂痕並利用反應溶液對經加工的部位進行蝕刻來進行微加工的方式。
例如,在以下的專利文獻1中公開了如下加工方法,作為在玻璃形狀的加工中利用雷射濕式後部面蝕刻的工序,貫通作為加工材料的玻璃來照射的雷射加熱位於加工材料背面的金屬離子電解質以對加工材料進行間接加工。
在以下的專利文獻2中公開了如下玻璃形狀加工裝置結構,當對玻璃進行利用雷射的間接加工時,將照射雷射的照射路徑設定為點單位或線單位,以隨機分布上述點單位或線單位的方式進行設定以防止設定特定圖案反覆的照射路徑,減少雷射與氣泡的相互作用來提高加工精密度。
因此,需要開發可利用雷射和蝕刻方式來在不發生損傷的情況下將玻璃、石英、藍寶石等透明的陶瓷材料微加工成所需形狀的技術。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1:韓國專利授權號10-1625948號(2016年5月31日公告)。
專利文獻2:韓國專利授權號10-2382471號(2022年4月4日公告)。
本發明用於解決如上所述的問題,本發明的目的在於,提供如下利用雷射的微加工裝置及方法,利用雷射束及與加工對象發生化學反應的反應溶液來在不損壞加工對象的情況下將加工孔更加微細地加工成所需形狀。
為了實現上述目的,本發明的利用雷射的微加工裝置的特徵在於,包括:雷射束照射部,向透射雷射束的結晶化的加工對象照射雷射束來形成加工孔;光學部,調節上述雷射束的形狀,以向加工對象的內部局部照射上述雷射束來使結晶化的加工對象非結晶化;雷射束調節部,調節上述雷射束的脈寬和脈衝能量;以及化學反應爐,藉由化學反應來以化學方式去除形成在加工對象的非結晶化的區域的加工孔,上述加工對象沉澱在收容於上述化學反應爐內部的反應溶液,上述加工孔被加工成加工對象的厚度與上述加工孔的直徑的比例達到幾倍至幾萬倍。
並且,為了實現上述目的,本發明的利用雷射的微細加工方法的特徵在於,包括:步驟(a),利用雷射束照射部向透射雷射束的結晶化的加工對象照射雷射束來形成加工孔;步驟(b),利用光學部調節上述雷射束的形狀,以向加工對象的內部局部照射上述雷射束來使結晶化的加工對象非結晶化;步驟(c),利用雷射束調節部來調節上述雷射束的脈寬和脈衝能量;以及步驟(d),使加工對象沉澱在收容反應溶液的化學反應爐,藉由基於上述反應溶液的化學反應來以化學方式去除形成在非結晶化的區域的加工孔,上述加工孔被加工成加工對象的厚度與上述加工孔的直徑的比例達到幾倍至幾萬倍。
如上所述,根據本發明的利用雷射的微加工裝置及方法,本發明具有如下效果,向由透射雷射束的結晶化的材料形成的加工對象照射每單位體積具有高能量且脈寬極短的雷射束,雷射束被吸收到加工對象內部並將結晶化的加工對象的內部非結晶化。
由此,根據本發明,本發明具有如下效果,在非結晶化的區域中提高與強酸性或強鹼性化學物質等反應溶液進行化學反應的反應速度,藉由化學反應來以化學方式去除形成在加工對象的加工孔,從而可以加工出利用微細加工孔的微細圖案。
由此,根據本發明,本發明具有如下效果,在結晶化的加工對象內部,可將加工對象的裂痕或損傷最小化並加工出極微細的三維形狀以及加工對象的厚度與加工孔的直徑的比例達到幾倍至幾萬倍的極窄的孔。
以下,參照圖式,詳細說明本發明較佳實施例的利用雷射的微加工裝置及方法。
圖1為本發明較佳實施例的利用雷射的微加工裝置的結構圖。
以下,指示「左側」、「右側 」、「前方 」、「後方 」、「上方 」及「下方 」等方向的術語被定義為以各圖中所示的狀態為基准指示各個方向。
在本實施例中,說明在具有規定面積和厚度的加工對象的表面和/或內部形成微細形狀的圖案的利用雷射的微加工裝置及方法。
而且,在本實施例中說明了由玻璃、石英、藍寶石等透明陶瓷材質的材料形成的加工對象進行加工,但本發明並不局限於此,也可以變成對矽、金屬等多種材質的加工對象進行加工。
這種加工對象可處於非結晶化的狀態,在本實施例中,在向結晶化的加工對象照射雷射束來使加工對象非結晶化的狀態下,在加工對象的表面或內部加工微細圖案之後,藉由利用強酸性或強鹼性化學物質等反應溶液的化學反應來高速去除經加工的區域。
即,當向可以透射雷射束的結晶化的材料照射每單位體積具有高能量且具有極短脈寬的雷射束時,對應材料的表面和/或內部吸收雷射束的能量並變成非結晶化。
被用作反應溶液的強酸和強鹼在結晶化的材料中藉由極緩慢的化學反應來非常緩慢地去除經加工的區域。
相反,在非結晶化的材料中,藉由強酸或強鹼的化學反應來非常高速去除經加工的區域。
這種反應速度差異可根據材料、被用作反應溶液的化學藥品的種類、濃度及工序而改變,可以發生幾倍至幾萬倍的速度差異。
由此,本發明可在藉由向結晶化的材料照射雷射束來使其非結晶化的狀態下形成微細圖案,可藉由利用反應溶液的化學反應高速進行微細加工。
並且,本發明可以在加工對象的裂痕或損傷最小化的情況下加工出加工對象的厚度與加工孔中的直徑的比例達到幾倍至幾萬倍的極窄的孔。
為此,如圖1所示,本發明較佳實施例的利用雷射的微加工裝置10包括:雷射束照射部20,向透射雷射束的結晶化的加工對象11照射雷射束來形成利用加工孔的微細圖案;光學部30,調節雷射束的形狀,以向加工對象11的內部局部照射上述雷射束來使結晶化的加工對象11非結晶化;雷射束調節部40,調節雷射束的脈寬和脈衝能量;以及化學反應爐70,在加工對象11的非結晶化的區域中,藉由化學反應來根據上述加工孔進行化學去除,加工對象11沉澱在收容於化學反應爐70內部的反應溶液,從而,按比結晶化的加工對象11迅速幾倍至幾萬倍的高速,以使加工對象11的厚度與加工孔的直徑的比例達到幾倍至幾萬倍的方式進行加工。
與此同時,本發明較佳實施例的利用雷射的微加工裝置10還可包括根據需要形成的微細圖案移動雷射束的移送部50以及控制各裝置的驅動的控制部60。
移送部50起到按需要加工的形狀移動通過光學部30輸出的雷射束的功能。
為此,移送部50可以僅移動光學部30,或者移動整個雷射束照射部20、光學部30及雷射束調節部40。
控制部60發生控制雷射束照射部20和光學部30的驅動的控制訊號,以基於加工對象11的加工條件改變雷射束的形狀和雷射束的脈寬及脈衝能量來照射。
因此,雷射束調節部40可根據控制部60的控制訊號驅動雷射束照射部20和光學部30。
加工對象11可以由玻璃、石英、藍寶石等透明的陶瓷材質的材料形成。當然,加工對象11也可以由矽或金屬材料形成。
例如,圖2為根據排列的規則性對形成為固體的加工對象進行分類的例示圖。
圖2的(a)部分至(c)部分分別例示單晶、多晶、非晶狀態的加工對象。
如圖2的(a)部分或(b)部分所示,由玻璃、石英、藍寶石、矽、金屬材料等形成的加工對象11平時以單晶或多晶狀態存在。
當向上述結晶化的加工對象11照射每單位體積具有高能量且具有極短脈寬的雷射束時,如圖2的(c)部分所示,加工對象11可變為非結晶化。
而且,在加工對象11中的非結晶化區域可以藉由與強酸或強鹼性化學物質等反應溶液的化學反應來以極快的速度,例如,比結晶化的狀態下的反應速度迅速幾倍至幾萬倍的高速去除。
為此,雷射束照射部20可以為根據控制部60的控制訊號發生雷射的雷射束發生器。
光學部30可包括至少一個透鏡,通過對從雷射束照射部21發生的雷射束進行集束來照向加工對象11,調節雷射束的形狀。
因此,為了使可透射雷射束的結晶化的加工對象11的表面和/或內部局部非結晶化,可以向結晶化的加工對象11照射每單位體積具有高能量並具有極短的脈寬的雷射束。
例如,雷射束以約為10
-4秒鐘(second)至10
-15秒鐘的脈寬和約為10μJ至100μJ/μm
3的能量照射,並不透射加工對象11,而是使結晶化的加工對象11的內部局部非結晶化。
或者,雷射束也能夠以約為10
-4秒鐘至10
-18秒鐘的脈寬使結晶化的加工對象11的內部局部非結晶化。
即,雷射束可根據材質、厚度、大小等多種條件來調節每單位體積的能量及脈寬,以使結晶化的加工對象11局部非結晶化。
另一方面,控制部60可以控制化學反應爐70的驅動,以利用雷射束來在形成有微細圖案的加工對象11中,在非結晶化的區域使如強酸性或強鹼性等化學物質的反應溶液活性化。
化學反應爐70為收容反應溶液的容器,可以包括根據控制部60的控制訊號驅動的超聲波振子(未圖示)和加熱單元(未圖示)中的至少一個。
即,控制部60可以發生控制上述超聲波振子的驅動的控制訊號,以根據從雷射束照射部20照射的雷射束的輸出來調節從化學反應爐70發生的超聲波振動的周期、強度、方向。
其中,上述超聲波振動可以向與形成在加工對象11的上述加工孔的方向平行的方向施加。或者,上述超聲波振動也可以向與形成在加工對象11的上述加工孔的方向形成直角的方向施加。
而且,為了加熱上述反應溶液來使其活性化,控制部60可以發生控制上述加熱單元的驅動的控制訊號,以將反應溶液和加熱對象加熱到預設的設定溫度。
上述設定溫度可被設定為與包含在上述反應溶液的化學成分的熔點對應。
因此,移送部50可以移動雷射束的照射位置。
當然,在本發明中,還可以去除化學反應爐,代替使加工對象沉澱在反應溶液而藉由將反應溶液噴射到加工對象來以化學方式去除形成在加工對象的加工孔,從而進行微加工。
如上所述,本發明可向由透射雷射束的結晶化的材料形成的加工對象照射每單位體積具有高能量且脈寬極短的雷射束,雷射束被吸收到加工對象內部並使結晶化的加工對象的內部非結晶化。
由此,本發明可提高在非結晶化的區域中與強酸性或強鹼性化學物質等反應溶液進行化學反應的反應速度,由此藉由化學反應來以化學方式去除形成在加工對象的加工孔,從而可以加工出利用加工孔的微細圖案。
由此,本發明可在結晶化的加工對象內部,將加工對象的裂痕或損傷最小化並加工出極微細的三維形狀以及加工對象的厚度與加工孔的直徑的比例達到幾倍至幾萬倍的極窄的孔。
接著,參照圖3至圖5,詳細說明本發明較佳實施例的利用雷射的微加工方法。
圖3為按步驟說明本發明較佳實施例的利用雷射的微加工方法的工序圖。
而且,圖4為例示根據本發明較佳實施例微加工的加工對象的圖,圖5為例示根據本發明另一實施例微加工成三維形狀的加工對象的圖。圖4的(a)部分至(c)部分示出微加工的加工對象的平面、剖面及底部面,圖5的(a)部分至(c)部分示出微加工成三維形狀的加工對象的平面、剖面及底部面。
在圖3的步驟S10中,雷射束照射部20按根據控制部60的控制訊號設定的輸出發生雷射束來照向加工對象11。因此,光學部30調節所照射的雷射束的形狀。
在此情況下,上述雷射束可以為每單位體積具有高能量且脈寬極短的雷射束。
因此,所照射的雷射束被吸收在加工對象11的內部並使加工對象11的內部非結晶化來形成非結晶化區域(步驟S12)。
與此同時,在步驟S14中,雷射束在非結晶化的區域形成至少一個加工孔來形成微細圖案。
上述加工孔為極微細的三維形狀,可以形成為加工對象11的厚度與加工孔的直徑的比例達到幾倍至幾萬倍的極窄的孔。
例如,如圖4所示,上述加工孔12可以形成為從照射雷射束的加工對象11的一面,例如,從上部面朝向相反側面,即,下部面的直線形狀。
但是,加工孔12不僅可以為直線形狀,如圖5所示,還可形成為包括以與加工對象11的表面平行的方式水平形成的至少一個直角部13或水平部。
並且,加工孔12可以形成為與加工對象11的表面形成直角的直線形狀,不僅如此,也可以按預設角度傾斜而成。
如上所述,加工孔12也可根據需要形成的微細圖案形成為多種三維形狀。
尤其,加工孔12的剖面可大致呈圓形,但根據施加超聲波振動的方向,可以形成為圓形,不僅如此,剖面還可以形成為橢圓形狀。
如上所述,在形成微細圖案的過程中,控制部60控制雷射束照射部20和光學部30的驅動,以基於加工對象11的加工條件來改變雷射束的形狀和雷射束的脈寬及脈衝能量來進行照射。
當完成微細圖案形成作業時,在步驟S16中,加工對象11沉澱在內部收容有反應溶液的化學反應爐70。
在步驟S18中,在沉澱在化學反應爐70的加工對象11中,可藉由與反應溶液的化學反應以化學方式去除加工孔12,從而非結晶化區域被高速微加工。
在此情況下,形成在化學反應爐70的超聲波振子可根據控制部60的控制訊號驅動,從而按預設周期向加工對象11施加超聲波振動。
而且,控制部60可控制上述超聲波振子的驅動,以根據從雷射束照射部20照射的雷射束的輸出調節從化學反應爐70發生的超聲波振動的周期、強度及方向。
其中,上述超聲波振動可以向與形成在加工對象11的加工孔12的方向平行的方向或與加工孔12的方向形成直角的方向施加。
而且,形成在化學反應爐的加熱單元為了加熱上述反應溶液來使其活性化,可根據控制部的控制訊號驅動來將反應溶液和加熱對象加熱到預設的溫度。
為此,控制部60可發生控制上述加熱單元的驅動的控制訊號,以將反應溶液和加熱對象加熱到預設的設定溫度。
而且,上述設定溫度可被設定為與包含在上述反應溶液的化學成分的熔點對應。
當然,加工對象11可利用噴射噴嘴來噴射反應溶液,藉由化學反應來進行微加工。
藉由上述過程,本發明可向由透射雷射束的結晶化的材料形成的加工對象照射每單位體積具有高能量且脈寬極短的雷射束,雷射束被吸收到加工對象內部並使結晶化的加工對象的內部非結晶化。
由此,本發明可提高在非結晶化的區域中與強酸性或強鹼性化學物質等反應溶液進行化學反應的反應速度,由此藉由化學反應以化學方式去除形成在加工對象的加工孔來加工出利用微細加工孔的微細圖案。
由此,本發明可在結晶化的加工對象內部,將加工對象的裂痕或損傷最小化並加工出極微細的三維形狀以及加工對象的厚度與加工孔的直徑的比例達到幾倍至幾萬倍的極窄的孔。
實施例1
加工對象11由厚度約為0.1mm的石英形成,雷射束照射部20照射可以釋放約為100W的輸出的皮秒雷射(pico second UV laser)光束。
雷射束的脈寬為1ps,雷射束調節部40將雷射束與雷射束重疊的比例(over rate)設定成約50%,雷射束以約為10%的直徑對加工對象11的內部進行加工。
而且,利用硫酸(H
2SO
4)或鹽酸(HCl)等強酸性反應溶液來以化學方式僅去除藉由雷射束加工的部位,即,僅去除形成在非結晶化區域的加工孔12。
由此,如圖4的(a)部分至(c)部分所示,可以確認在加工對象11微加工出加工孔12。
實施例2
加工對象11由厚度約為1mm的藍寶石形成,雷射束照射部20照射可以釋放約為30W的輸出的飛秒雷射(femtosecond UV laser)。
雷射束的脈寬為10fs,雷射束調節部40將雷射束與雷射束重疊的比例設定成約80%,雷射束以約為30μm的直徑對加工對象11的內部進行加工。
而且,利用氫氧化鈉或(NaOH)或氫氧化鋇(Ba(OH)
2)等強鹼性反應溶液來以化學方式僅去除通過非結晶化區域形成的微細圖案。
由此,可以確認在加工對象11微加工出厚度與孔的直徑為30:1的加工孔12。
實施例3
加工對象11由厚度約為730μm的矽晶圓形成,雷射束照射部20照射可以釋放約為30W的輸出的飛秒雷射。
雷射束的脈寬為30fs,雷射束調節部將雷射束與雷射束重疊的比例設定成約10%,雷射束以約為7μm的直徑對加工對象的內部進行加工。
而且,可以確認利用強酸溶液來以化學方式僅去除形成在非結晶化區域的微細圖案,在加工對象11可以微加工出厚度與孔的直徑的比例為100:1的加工孔12。
另一方面,在上述實施例中說明了在加工對象加工出直線形狀的微細孔,但本發明並不局限於此,也可以加工出直線形狀的微細孔和多種三維形狀的微細圖案。
如圖5所示,加工對象11由橫向、縱向、厚度分別約為50mm的玻璃形成,雷射束照射部20照射可以釋放約為10W的輸出的深紫外線(Deep UV)波長的奈秒雷射(nanosecond laser)。
而且,雷射束調節部40根據控制部60的控制訊號調節雷射束的波長、脈寬及光束模式,光學部30調節雷射束的光束形狀。
例如,上述光束的形狀可以變成圓形或橢圓形等多種形狀。
而且,上述光束模式可包括高斯光束模式和非高斯光束模式。
其中,雷射束以高斯光束模式和圓形光束形狀對加工對象11進行預處理加工,利用約為5%的強酸溶液來進行約2小時的蝕刻來以化學方式僅去除形成在非結晶化區域的微細圖案。
由此,將直徑約為50μm的孔沿著橫向、縱向,約按0.2mm間隔加工出48×48,即,總共2304個孔,加工出利用加工對象11的厚度與孔的直徑的比例為100:1的加工孔12的微細圖案。
其中,如圖5的(a)部分至(c)部分所示,加工孔12可以為沿著上下方向的直線形狀,不僅如此,可在加工對象11內部的規定深度沿著左右方向包括直角部13。
即,本發明可控制雷射束的焦點來在加工對象的內部移動雷射束並加工出沿著上下方向的直線形狀和沿著左右方向水平具有至少一個直角部的加工孔。
並且,本發明可形成從加工對象的一面朝向相反方向傾斜預設角度的加工孔。
即,本發明可調節照射雷射束的深度、雷射束的光束模式、光束的形狀等來沿著多種直徑及形狀,例如,傾斜方向加工出孔,由此也可以加工出多種三維形狀的微細圖案。
例如,圖6至圖8為例示根據本發明微加工的加工對象的圖。
圖6中,加工對象的厚度約為5mm,形成在加工對象的加工孔的直徑約為20μm至80μm。
圖7的(a)部分示出微加工的加工對象,圖7的(b)部分示出形成在加工對象的一對加工孔的放大剖視圖。
圖7的(a)部分和(b)部分中,加工對象的厚度約為2mm,形成在加工對象的加工孔的直徑約為40μm。
圖8為比較先前技術與根據本發明加工的加工對象的圖。
圖8的(a)部分示出根據先前技術來加工出加工孔的加工對象的剖面,圖8的(b)部分示出根據本發明加工出加工孔的加工對象的剖面。
根據先前技術,如圖8的(a)部分所示,隨著並未向雷射加工的加工孔12內部充分投入反應溶液,加工孔12被加工成加工對象11的中心部分的直徑小於上端和下端部分的直徑,從而形成為大致碓具形狀。
相反,根據本發明,如圖8的(b)部分所示,向由透射雷射束的結晶化的材料形成的加工對象11照射每單位體積具有高能量且脈寬極短的雷射束,雷射束被吸收到加工對象內部並使結晶化的加工對象的內部非結晶化,提高在非結晶化的區域中與反應溶液進行化學反應的反應速度,由此,形成在加工對象11的加工孔12可藉由化學反應以化學方式去除,從而可以被微加工。
如上所述,本發明可藉由控制雷射束的焦點距離、波長、脈寬、光束模式、光束形狀來形成多種形狀的加工孔,藉由與蝕刻溶液的化學反應來以化學方式去除微細圖案,從而可以高速加工出三維形狀的圖案。
並且,本發明可在結晶化的加工對象的內部,在將加工對象的裂痕或損傷最小化的情況下加工出極微細的三維形狀以及加工對象的厚度與加工孔的直徑的比例達到幾倍至幾萬倍的極窄的孔。
以上,根據上述實施例具體說明了本發明人員的發明,但本發明並不局限於上述實施例,在不超出本發明的主旨的範圍內可以變形成多種形狀。
產業上的可利用性
本發明適用於如下技術,向由結晶化的材料形成的加工對象照射雷射束,雷射束被吸收到加工對象內部並將結晶化的加工對象的內部非結晶化,藉由化學反應來以化學方式去除形成在非結晶化區域的微細圖案,從而高速進行微細加工。
10:利用雷射的微加工裝置
11:加工對象
12:加工孔
13:直角部
20:雷射束照射部
30:光學部
40:雷射束調節部
50:移送部
60:控制部
70:化學反應爐
S10、 S12、S14、S16、S18:步驟
圖1為本發明較佳實施例的利用雷射的微加工裝置的結構圖。
圖2為根據排列的規則性對交替設置的加工對象進行分類的例示圖。
圖3為按步驟說明本發明較佳實施例的利用雷射的微加工方法的工序圖。
圖4為例示根據本發明較佳實施例微加工的加工對象的圖。
圖5為例示根據本發明另一實施例微加工的加工對象的圖。
圖6至圖8為例示根據本發明微加工的加工對象的圖。
10:利用雷射的微加工裝置
11:加工對象
20:雷射束照射部
30:光學部
40:雷射束調節部
50:移送部
60:控制部
70:化學反應爐
Claims (8)
- 一種利用雷射的微加工裝置,其包括: 雷射束照射部,向透射雷射束的結晶化的加工對象照射雷射束來形成加工孔; 光學部,調節所述雷射束的形狀,以向所述加工對象的內部局部照射所述雷射束來使結晶化的所述加工對象非結晶化; 雷射束調節部,調節所述雷射束的脈寬和脈衝能量; 移送部,根據微細圖案移動所述雷射束;以及 控制部,控制各裝置的驅動, 藉由利用化學物質的化學反應來以化學方式去除形成在所述加工對象的非結晶化的區域的所述加工孔,以使結晶化的所述加工對象的厚度與所述加工孔的直徑的比例達到幾倍至幾萬倍的方式進行加工, 所述加工對象由透明的陶瓷材質的材料形成,或者由矽或金屬材質的材料形成, 所述雷射束向能夠透射所述雷射束的結晶化的所述加工對象按預設的每單位體積的能量及脈寬照射, 所述控制部發生控制所述雷射束照射部和所述光學部的驅動的控制訊號,以基於所述加工對象的加工條件改變所述雷射束的形狀和所述雷射束的脈寬及脈衝能量來照射, 所述控制部以根據所述加工對象的材質、規格調節所述雷射束的波長、脈寬及光束模式以及所述雷射束的光束形狀的方式進行控制, 所述加工孔形成為從照射所述雷射束的所述加工對象的一面朝向相反側面的直線形狀,或者包括至少一個直角部來形成,或者按預設角度傾斜而成。
- 如請求項1所述之利用雷射的微加工裝置,其中,所述化學反應利用強酸或強鹼性化學物質來進行。
- 如請求項2所述之利用雷射的微加工裝置,其還包括化學反應爐,使所述加工對象沉澱並藉由化學反應加工所述加工孔, 所述化學反應爐利用超聲波振子來按預設周期向所述加工對象施加超聲波振動, 所述超聲波振動向與形成於所述加工對象的所述加工孔的方向平行的方向施加。
- 如請求項3所述之利用雷射的微加工裝置,其中,所述化學反應爐以使反應溶液活性化的方式利用加熱單元來將所述反應溶液和加熱對象加熱到預設的設定溫度,所述設定溫度被設定為與包含在所述反應溶液的化學成分的熔點對應。
- 一種利用雷射的微加工方法,其包括以下步驟: 步驟(a),利用雷射束照射部向透射雷射束的結晶化的加工對象照射雷射束來形成加工孔; 步驟(b),利用光學部調節所述雷射束的形狀,以向所述加工對象的內部局部照射所述雷射束來使結晶化的所述加工對象非結晶化; 步驟(c),利用雷射束調節部來調節所述雷射束的脈寬和脈衝能量; 步驟(d),使所述加工對象沉澱在收容反應溶液的化學反應爐,藉由基於所述反應溶液的化學反應來以化學方式去除形成在非結晶化的區域的所述加工孔;以及 步驟(e),利用移送部來將所述雷射束移動到需要形成所述加工孔的圖案, 在執行所述步驟(a)至所述步驟(e)的過程中,利用控制部來控制所述雷射束照射部和所述光學部及所述移送部的驅動,以基於所述加工對象的加工條件改變所述雷射束的形狀和所述雷射束的脈寬及脈衝能量來照射, 所述加工對象由透明的陶瓷材質的材料形成,或者由矽或金屬材質的材料形成, 所述雷射束向能夠透射所述雷射束的結晶化的所述加工對象按預設的每單位體積的能量及脈寬照射, 在所述步驟(c)中,所述控制部以根據所述加工對象的材質、規格調節所述雷射束的波長、脈寬及光束模式以及所述雷射束的光束形狀的方式進行控制, 所述加工孔以使所述加工對象的厚度與所述加工孔的直徑的比例達到幾倍至幾萬倍的方式進行加工, 所述加工孔形成為從照射所述雷射束的所述加工對象的一面朝向相反側面的直線形狀,或者包括至少一個直角部來形成,或者按預設角度傾斜而成。
- 如請求項5所述之利用雷射的微加工方法,其中,所述化學反應利用強酸或強鹼性化學物質來進行。
- 如請求項6所述之利用雷射的微加工方法,其中,在所述步驟(d)中,所述化學反應爐利用超聲波振子來按預設周期向所述加工對象施加超聲波振動,所述超聲波振動向與形成於所述加工對象的所述加工孔的方向平行的方向或直角方向施加。
- 如請求項7所述之利用雷射的微加工方法,其中,所述化學反應爐以使所述反應溶液活性化的方式利用加熱單元來將所述反應溶液和加熱對象加熱到預設的設定溫度,所述設定溫度被設定為與包含在所述反應溶液的化學成分的熔點對應。
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