TWI599802B - Optical filter processing methods - Google Patents
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Description
本發明係關於一種光學濾光片之加工方法，特別關於一種二段式之光學濾光片加工方法。
傳統光學玻璃之加工不外乎應用鑽石切割刀具對玻璃表面加壓造成局部破壞，進而使裂縫成長、延伸而達到切割的效果，或是利用鑽石切割輪以高速的微量刮除方式對玻璃加工而達到切割的效果，但是鑽石刀具主要用於切割大尺寸玻璃基材，並不適用於微型且薄件的加工品。而鑽石切割輪雖然可用於微型薄件玻璃基材，但是其加工速度慢，生產效率低。此外，由於玻璃硬度很大，加上質地硬且易碎，以鑽石刀具或鑽石切割輪切割的接觸式玻璃加工方式，非常容易造成加工部位的崩角、微裂縫，會造成較大的耗料量，且無法進行異形切割。由於前述的缺點，應用雷射切割的非接觸式加工法已逐漸取代傳統的鑽石切割研磨法。
目前的雷射加工方式大多是以雷射熔切技術為主，利用材料對雷射光能量的吸收造成玻璃局部被燒除進而達到切割的效果。但是以雷射熔切法加工後，玻璃基板面上常存在著相當大的殘留應力與粗糙的切痕等缺點，進而影響玻璃基材的光學品質，因此，對於切割邊緣品質極為
要求的產品則必須採用雷射熱破裂切割技術，即一般所稱的隱形切割(Stealth Dicing,SD)，是將雷射聚焦在玻璃內部，在玻璃內部局部形成變質層，造成局部應力而使玻璃內部產生劈裂的效果。但是受隱形雷射的波長限制，當玻璃表面有某種特定波長之帶通濾光片(band pass filter)存在時，雷射光無法穿透該光學鍍膜層，也就無法聚焦於玻璃內部實施隱形雷射的效果。
尤其，當產品背面還需要印刷時，無論是以傳統的鑽石切割或是以雷射切割，切割前需先以CCD進行精準對位，若是光無法穿透時，便無法取得網印的中心點，切割時便會產生對位的問題。雖然可以根據濾光片的帶寬選用特定波長的光來解決因光學鍍膜層造成光全反射而無法進行對位切割的問題，但如此一來，便需要針對不同的產品選用特定的適用光源，購置不同的切割設備，這對於生產廠商而言是非常麻煩，且製造成本增加，不利競爭。
因此，如何改善因光無法穿透玻璃基材表面之光學鍍膜層，導致雷射光能量無法聚焦於玻璃基材內部或是CCD無法對位的問題，特別是對於背面印刷的產品，找尋一種可適用於各種表面存在一些波段限制性的光學濾光玻璃的切割方法，已成為玻璃相關產品的生產廠商所渴求的發展方向。
為達上述目的，本發明提供一種光學濾光片之加工方法，係運用二階段式加工步驟，先去除濾光片之局部鍍膜後再進行加工切割。
透過該方法不但可解決光學濾光片之對位問題，且可解決雷射光因加工物無法吸收能量，導致無法切割的困擾。
本發明提供一種光學濾光片之加工方法，係用於切割一光學濾光片，其中，該光學濾光片具有一玻璃基材，該玻璃基材之頂面及底面分別具有一第一光學鍍膜層及一第二光學鍍膜層，該光學濾光片之加工方法包含：局部去除配置於該光學濾光片之玻璃基材頂面及底面之第一光學鍍膜層及第二光學鍍膜層之鍍膜，於該玻璃基材之頂面及底面分別形成一第一去膜區及一第二去膜區；經由該第一去膜區及/或該第二去膜區切割該玻璃基材。
於本發明之另一方面，係提供一種光學濾光片之加工方法，用於切割一光學濾光片，其中，該光學濾光片具有一玻璃基材，該玻璃基材之頂面及底面分別具有一第一光學鍍膜層及一第二光學鍍膜層，該光學濾光片之加工方法包含：一表面去膜步驟，將該光學濾光片之玻璃基材頂面及底面之第一光學鍍膜層及第二光學鍍膜層以一第一雷射切割進行局部燒除，以於該玻璃基材頂面及底面分別形成一第一去膜區及一第二去膜區；一對位切割步驟，令一電荷耦合元件(Charge-Coupled Device,CCD)移動至該第一去膜區及/或第二去膜區進行對位後，以一鑽石切割刀具或一第二雷射切割對該玻璃基材進行加工切割。
於本發明之一較佳實施態樣，係以二階協波產生(second harmonic generation,SHG)雷射同步燒除該第一光學鍍膜層及該第二光學鍍膜層之局部鍍膜，於該玻璃基材之頂面及底面形成該第一去膜區及該第二去膜區，以CCD對位後利用(Stealth Dicing,SD)雷射進行切割。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉數個較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下(實施方式)。
10‧‧‧光學濾光片
12‧‧‧玻璃基材
14‧‧‧第一鍍膜層
142‧‧‧第一去膜區
16‧‧‧第二鍍膜層
162‧‧‧第二去膜區
18‧‧‧第一雷射
第1圖係運用本發明之光學濾光片之加工方法的流程圖。
第2圖係本發明之光學濾光片之加工方法之雷射去膜剖示圖。
根據本發明的實施例，本發明運用二階段式加工步驟，於切割前先進行去膜步驟，以達到消除光學濾光片表面存在的波段限制性的問題。以下，將列舉實施例來說明本發明的具體做法。
請參考第1圖，為本發明光學濾光片之加工方法之流程圖，並請配合第2圖的剖示圖進行說明。本發明之光學濾光片之加工方法，係用於切割一光學濾光片10，該光學濾光片10具有一玻璃基材12，該玻璃基材12之頂面及底面分別具有一第一光學鍍膜層14及一第二光學鍍膜層16，該光學濾光片10之加工方法包含以下步驟：
步驟101：去除該光學濾光片10之玻璃基材12頂面及底面之第一光學鍍膜層14及第二光學鍍膜層16之局部鍍膜，於該玻璃基材12之頂面及底面局部形成一第一去膜區142及一第二去膜區162。於此去膜步驟中，可
選用雷射或蝕刻的方式，局部剝除該第一光學鍍膜層14及第二光學鍍膜層16之鍍膜。但因蝕刻步驟較為繁瑣，故本發明較佳係選用雷射方式去除該鍍膜。另外，由於去膜雷射必須具備燒除玻璃表面鍍膜但不傷及玻璃基材的特性，傳統雷射較難達成此一目的，而二階協波產生(second harmonic generation,SHG)雷射係採用532nm波長，對各種材質的吸收率高，並且可抑制熱壓力，與極小光點組合後，可減少表面受損，加工時抑制多餘熱能，實現銳利的切口的目的，因此，於本發明之一較佳實施態樣，係選用SD雷射來執行步驟101之去膜步驟。此外，SG雷射可同步剝除該第一光學鍍膜層12及第二光學鍍膜層14之鍍膜，形成該第一去膜區142及一第二去膜區162，如此，可縮短去膜時程。
步驟103：切割玻璃基材。於該切割步驟103中可選用一般慣用的加工方式，例如：以鑽石刀具、鑽石刀輪或是雷射切割，對該玻璃基材12進行切割。如前所述，鑽石切割方式具有造成較大耗料量，切割邊緣崩角、加工速度慢即無法異形切割等缺點，較佳係選用雷射切割。
雷射切割可分為局部高能熔切方式、局部變質層之隱形雷射，主要機制為吸收熱的產生，進行熱的轉換，再進行料相的作用(固態→氣態→液態)，因此當被切物表面如果無法吸收能量(對特定雷射波長產生高反射)則無法產生熱的轉換作用，而達到料相的改變。本發明之加工方法於步驟101中已先去除該第一去膜區142及該第二去膜區162之玻璃基材12表面的光學鍍膜層14、16，去膜區142、146之玻璃基材12表面已不存在有一些波段限制性的光學濾光效果，因此，當雷射光照射到該第一去膜區142及該第二去膜區146時，並不會有高反射的現象產生，可順利聚焦玻璃基材內
內部。而於本發明之一較佳實施態樣中，係選用隱形(Stealth Dicing,SD)雷射進行切割加工。
步驟102：令影像感測裝置(CCD)移動至該第一去膜區142及/或第二去膜區162進行對位。本發明之光學濾光片之加工方法於執行步驟103之前，可進一步包含一步驟102，以進行對位切割。如步驟103所述，因步驟101中已先去除該第一去膜區142及該第二去膜區162之玻璃基材12表面的光學鍍膜層14、16，該玻璃基材12之表面已不存在有一些波段限制性的光學濾光效果，因此可見光可穿透玻璃基材，CCD感應可見光後進行對位，協助後續濾光片之切割加工。
透過運用本發明之光學濾光片之加工方法，可解決各種因表面存在一些波段限制性的光學濾光玻璃，使光線無法通過，導致雷射光無法聚焦切割或是CCD無法進行對位的問題，尤其特別適用於背面需印刷的產品。
雖然本發明的技術內容已經以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神所作些許之更動與潤飾，皆應涵蓋於本發明的範疇內，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
Claims (8)
- 一種光學濾光片之加工方法，係用於切割一光學濾光片，該光學濾光片具有一玻璃基材，該玻璃基材之頂面及底面分別具有一第一光學鍍膜層及一第二光學鍍膜層，該光學濾光片之加工方法包含：利用雷射同步去除該光學濾光片之玻璃基材頂面及底面之該第一光學鍍膜層及該第二光學鍍膜層之局部鍍膜，於該玻璃基材之頂面及底面分別形成一第一去膜區及一第二去膜區；以及經由該第一去膜區及/或該第二去膜區切割該玻璃基材。
- 如請求項1所述之光學濾光片之加工方法，其係選用二階協波產生(second harmonic generation,SHG)雷射局部燒除該第一光學鍍膜及該第二光學鍍膜層。
- 如請求項1所述之光學濾光片之加工方法，其中於形成該第一去膜區及該第二去膜區後，進一步令一電荷耦合元件(CCD)移動至該第一去膜區及/或該第二去膜區進行對位後，以鑽石切割或雷射切割方式對該玻璃基材進行切割加工。
- 如請求項1所述之光學濾光片之加工方法，其中該雷射切割係選用隱形(Stealth Dicing,SD)雷射切割。
- 一種光學濾光片之加工方法，係用於切割一光學濾光片，該光學濾光片具有一玻璃基材，該玻璃基材之頂面及底面分別具有一第一光學鍍膜層及一第二光學鍍膜層，該光學濾光片之加工方法包含：一表面去膜步驟，將該光學濾光片之玻璃基材頂面及底面之該第一光學 鍍膜層及該第二光學鍍膜層以一第一雷射切割同步進行局部燒除，以於該玻璃基材頂面及底面分別形成一第一去膜區及一第二去膜區；一對位切割步驟，令一電荷耦合元件(CCD)移動至該第一去膜區及/或第二去膜區進行對位，以一鑽石切割刀具或一第二雷射切割對該玻璃基材進行加工切割。
- 如請求項5所述之光學濾光片之加工方法，其中該第一雷射切割係選用二階協波產生(second harmonic generation,SHG)雷射。
- 如請求項5所述之光學濾光片之加工方法，其中該第二雷射切割係選用隱形(Stealth Dicing,SD)雷射切割。
- 一種光學濾光片，其係利用如請求項1至9之任一項所述之光學濾光片之加工方法加工而得。
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