脆性材料基板的激光加工方法及激光加工装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种脆性材料基板的激光加工方法，在通过从脆性材料基板的表面侧照射激光从而在背面侧的多个部位进行厚度方向上的加工的情况下，相比现有技术能够在抑制热损伤的同时缩短加工时间，进而能够以窄间距进行加工。在通过从脆性材料基板的表面侧照射激光束而从脆性材料基板的背面起在厚度方向上形成多个孔时，通过反复进行以下操作来逐渐地形成多个孔：每当在一个加工对象部位的一个高度位置上的激光束的照射结束时，在一个高度位置上切换加工对象部位，每当在一个高度位置上的全部的加工对象部位的激光束的照射结束时，使激光束的焦点从脆性材料基板的背面起在厚度方向上移动规定距离而将焦点设置在新的高度位置。

Laser processing method and laser processing device for brittle material substrate

【技术实现步骤摘要】
脆性材料基板的激光加工方法及激光加工装置
本专利技术涉及使用激光的脆性材料基板的加工方法，特别涉及多个部位在厚度方向上的加工。
技术介绍
在对例如玻璃基板、蓝宝石基板、氧化铝基板等所代表的脆性材料基板进行形成贯穿孔或非贯穿孔的开孔加工等的在厚度方向(深度方向)上的加工的情况下，普遍使用激光作为加工手段。作为这样的使用激光的开孔加工的一种方式，众所周知有通过呈同心圆状地照射激光来形成直径比激光的束斑直径(焦点位置处的光束直径、聚光直径)大的贯穿孔或非贯穿孔的加工方法(例如，参照专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2013-146780号公报专利技术要解决的课题在通过激光对脆性材料基板的多个部位在厚度方向上形成贯穿孔或非贯穿孔的情况下，在现有技术中，依次形成各个贯穿孔或非贯穿孔。然而，在这样的方法的情况下，由于向同一区域持续地照射激光直到孔的形成完成为止，所以存在该区域的附近容易产生热损伤(裂纹、碎屑的产生)的问题。此外，在要形成的孔的深度大的情况下，每当形成各个孔时需要脆性材料基板向厚度方向移动，因此还存在需要加工时间的问题。进而，在通过从脆性材料基板的表面侧照射激光从而在背面侧的多个部位形成孔的情况下，如果要形成孔的区域的间距小，则在一个区域形成孔之后接着要在相邻的区域形成孔时，有时产生激光与已经在相邻的区域中形成的孔发生干扰而导致该孔的形状变形这样的故障。本专利技术是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种脆性材料基板的激光加工方法，在通过从脆性材料基板的表面侧照射激光从而在背面侧的多个部位进行厚度方向上的加工的情况下，相比于现有技术能够在抑制热损伤的同时缩短加工时间，进而能够以窄间距进行加工。用于解决课题的方案为了解决上述课题，专利技术的第一方面为一种脆性材料基板的激光加工方法，通过从脆性材料基板的表面侧照射激光束，从所述脆性材料基板的背面起在厚度方向上形成多个孔，其特征在于，通过反复进行以下操作来逐渐地形成所述多个孔：每当在一个加工对象部位的一个高度位置上的激光束的照射结束时，在所述一个高度位置上切换加工对象部位，每当在所述一个高度位置上的全部的所述加工对象部位的所述激光束的照射结束时，使所述激光束的焦点从所述脆性材料基板的背面起在厚度方向上移动规定距离而将所述焦点设置在新的高度位置。专利技术的第二方面是根据专利技术的第一方面所述的脆性材料基板的激光加工方法，其特征在于，所述的多个孔为圆孔，在所述加工对象部位，以使所述焦点描绘同心圆状的轨迹的方式使所述激光束扫描。专利技术的第三方面是根据专利技术的第一或第二方面所述的脆性材料基板的激光加工方法，其特征在于，所述激光束是皮秒UV激光或皮秒绿激光。专利技术的第四方面是一种激光加工装置，其是通过从脆性材料基板的表面侧照射激光束而对所述脆性材料基板的背面侧进行加工的装置，其特征在于，具有：工作台，其支承固定所述脆性材料基板；光源，其射出所述激光束；以及头部，其向载置在所述工作台的脆性材料基板照射从所述光源射出的所述激光束，所述激光加工装置通过反复进行以下操作来逐渐地形成所述多个孔：每当在一个加工对象部位的一个高度位置的激光束的照射结束时，所述头部在所述一个高度位置上切换加工对象部位，每当在所述一个高度位置上的全部的所述加工对象部位的所述激光束的照射结束时，通过使所述工作台相对于所述头部相对移动，使所述激光束的焦点从所述脆性材料基板的背面起在厚度方向上移动规定距离而将所述焦点设置在新的高度位置。专利技术的第五方面是根据专利技术的第四方面所述的激光加工装置，其特征在于，所述多个孔为圆孔，所述头部在所述加工对象部位以使所述焦点描绘同心圆状的轨迹的方式使所述激光束扫描。专利技术的第六方面是根据专利技术的第四或第五方面所述的激光加工装置，其特征在于，所述激光束是皮秒UV激光或皮秒绿激光。专利技术效果根据专利技术的第一至第六方面，通过采用并行地逐渐形成多个孔的逐渐加工的方法进行脆性材料基板的背面的多个部位的在厚度方向上的开孔加工，从而能够抑制脆性材料基板的热损伤，并且与进行依次形成各个孔的依次加工的情况相比，能够缩短加工时间。进而，能够形成采用依次加工不能获得的窄间距且深度大的多个孔。附图说明图1是示意地表示激光加工装置100的结构的图。图2是用于对在开孔加工中的激光束LB的扫描方式进行说明的图。图3是用于对依次加工的过程进行说明的图。图4是用于对逐渐加工的过程进行说明的图。图5是用于对在依次加工和逐渐加工中的窄间距的加工的差异进行说明的图。图6是关于通过逐渐加工和依次加工形成了多个圆孔的玻璃基板的、从圆孔的上方拍摄的图像。具体实施方式[激光加工装置的概要]图1是示意地表示在本专利技术的实施方式中在脆性材料基板W的加工中使用的激光加工装置100的结构的图。概括而言，激光加工装置100构成为通过向支承固定在工作台2的脆性材料基板W照射从光源1射出的激光束LB，从而对脆性材料基板W进行规定的加工。作为成为加工对象的脆性材料基板W，可例示出玻璃基板、蓝宝石基板、氧化铝基板等。激光加工装置100除了具有光源1和工作台2之外，还主要具有：头部3，其成为对脆性材料基板W的激光束LB的直接照射源；光闸4，其附带在光源1，使来自光源1的激光束LB的射出进行通/断；反射镜5，其通过使从光源1射出的激光束LB反射到规定的角度从而确定到达头部3的激光束LB的光路；控制部10，其对激光加工装置100的各部分的工作进行控制。另外，在图1中设置有2个反射镜5，但这仅是例示，反射镜5的个数及配置位置不限于图1所示的方式。激光束LB可以根据成为加工对象的脆性材料基板W的材质等恰当地选择，例如优选为皮秒UV激光、皮秒绿激光等。作为光源1，采用与加工所使用的激光束LB相匹配的光源即可。光源1中的产生激光束LB的工作和光闸4的通/断工作通过控制部10进行控制。工作台2是在加工时水平地支承固定脆性材料基板W的部位。相对于工作台2来固定脆性材料基板W是通过用规定的夹持单元夹持脆性材料基板W的端部来固定的。此外，工作台2构成为在这样的固定状态下在脆性材料基板的下方设置空隙部2a。这是为了在采用后述的方式进行加工时，使脆性材料基板W产生的加工屑掉落到空隙部2a中。另外，这样的加工屑采用未图示的去除单元适当地去除。此外，工作台2通过驱动机构2m在竖直方向上自由移动。通过由控制部10控制驱动机构2m，从而能够在激光加工装置100中加工时使脆性材料基板W在其厚度方向上下移动。而且，驱动机构2m可以设置成使工作台2能够水平地在单轴方向或双轴方向上移动，进而，也可以设置成使工作台2的至少脆性材料基板W的支承部位能够在水平面内旋转。由此，能够适宜进行加工位置的调整、变更。头部3具有检流计反射镜(galvanometermirror)3a和fθ透镜3b。检流计反射镜3a通过由控制部10对其姿势进行控制，能够使入射的激光束LB在规定的范围内向任意的方向射出。此外，fθ透镜3b配置成在工作台2的上方水平设置且能够入射从检流计反射镜3a射出的激光束LB，从检流计反射镜3a射出的激光束LB通过经过fθ透镜3b从而从竖直上方向水平地支承固定在工作台2的脆性材料基板W进行照射。由此，在激光加工装置100中，通过由控制部10进行的控制来使检流计反射镜3a的姿势连续地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脆性材料基板的激光加工方法，通过从脆性材料基板的表面侧照射激光束而从所述脆性材料基板的背面起在厚度方向上形成多个孔，所述脆性材料基板的激光加工方法的特征在于，通过反复进行以下操作来逐渐地形成所述多个孔：每当在一个加工对象部位的一个高度位置上的激光束的照射结束时，在所述一个高度位置上切换加工对象部位，每当在所述一个高度位置上的全部的所述加工对象部位的所述激光束的照射结束时，使所述激光束的焦点从所述脆性材料基板的背面起在厚度方向上移动规定距离而将所述焦点设置在新的高度位置。

【技术特征摘要】
2016.07.29 JP 2016-1493231.一种脆性材料基板的激光加工方法，通过从脆性材料基板的表面侧照射激光束而从所述脆性材料基板的背面起在厚度方向上形成多个孔，所述脆性材料基板的激光加工方法的特征在于，通过反复进行以下操作来逐渐地形成所述多个孔：每当在一个加工对象部位的一个高度位置上的激光束的照射结束时，在所述一个高度位置上切换加工对象部位，每当在所述一个高度位置上的全部的所述加工对象部位的所述激光束的照射结束时，使所述激光束的焦点从所述脆性材料基板的背面起在厚度方向上移动规定距离而将所述焦点设置在新的高度位置。2.如权利要求1所述的脆性材料基板的激光加工方法，其特征在于，所述多个孔为圆孔，在所述加工对象部位，以使所述焦点描绘同心圆状的轨迹的方式使所述激光束扫描。3.如权利要求1或2所述的脆性材料基板的激光加工方法，其特征在于，所述激光束为皮秒UV激光或皮秒绿激光。4.一种激光加工...

【专利技术属性】
技术研发人员：前田宪一，国生智史，
申请(专利权)人：三星钻石工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP