[發明專利]利用激光的基板切斷裝置

在審

• 申請號: 201410202072.4
• 申請日: 2014-05-14
• 公開（公告）號: CN104209655A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發明（設計）人: 福原健司
• 申請（專利權）人: 三星鉆石工業股份有限公司
• 主分類號: B23K26/38
• 分類號: B23K26/38;B23K26/082
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 李輝;黃綸偉

技術領域

本發明涉及基板切斷裝置，特別是涉及向基板照射激光來切斷基板的利用激光的基板切斷裝置。

背景技術

作為利用激光的基板切斷裝置，例如公知有專利文獻1所示的裝置。在這種加工裝置中，波長是532nm左右的綠色激光被照射到基板等工件上。綠色激光一般穿透基板，然而當使激光會聚且其強度超過某閾值時，基板會吸收激光。在這樣的狀態下，在激光的會聚部產生等離子體，由此使基板蒸騰。利用以上的原理，能夠進行在基板上形成孔等的加工。

現有技術文獻

【專利文獻1】日本特開2007－118054號公報

這里，針對基板，優選的是，使激光的會聚位置從與激光照射側相反的一側的面(下方的面)朝向激光照射側的面(上方的面)移動來進行加工。這是因為，當從下方進行加工時，加工粉末向下方下落，可以避免加工粉末對加工部的不良影響。

然而，在對激光的吸收率高、厚度比較厚的基板進行開孔加工等的情況下，由于激光不會穿透到下方的面，因而使用上述的現有加工方法進行加工是非常困難的。

因此，在對厚度特別厚、激光的吸收率高的基板進行開孔加工等的情況下，需要進行與現有加工方法不同的加工。

發明內容

本發明的課題是可以對激光的吸水率高的厚板材料基板在短時間內容易進行開孔加工等。

本發明的第1方面的利用激光的基板切斷裝置是朝向基板照射激光來切斷基板的裝置，其中，該裝置具有：載置有待加工的基板的工件臺、激光輸出部、旋轉單元、會聚單元、以及掃描單元。激光輸出部對基板輸出具有吸收率是50％以上的波長的激光。旋轉單元使從激光輸出部射出的激光以規定的旋轉半徑旋轉。會聚單元使來自旋轉單元的激光會聚在基板中的激光的照射側的深度位置。掃描單元使所會聚且旋轉的激光沿著加工線掃描，并重復執行掃描來加工基板。

在該裝置中，從激光輸出部輸出的激光借助旋轉單元旋轉，并且被會聚在基板的激光照射面側的深度位置(例如激光照射側的表面)。并且，所會聚的激光在旋轉的同時沿著加工線掃描，由此加工基板。

這里，由于激光具有相對于基板的吸水率是50％以上的波長，反過來說，所加工的基板對規定的波長的激光的吸水率是50％以上，因而激光難以到達與照射側相反的一側的面。特別是對于厚度厚的基板，激光到達不了與照射側相反的一側的面，無法加工。

因此，在本發明中，通過使激光會聚在基板中的激光照射側的位置，進而使其旋轉的同時進行掃描，由此來進行加工。通過使所會聚的激光旋轉，使得激光多次照射到相同部位，從而加工效率提高，可以以短的加工時間進行加工。

本發明的第2方面的利用激光的基板切斷裝置，在第1方面的裝置中，基板的厚度是1mm以上。

這里，如上所述，在吸水率高的基板中，激光難以穿透基板內，加工困難。并且，該傾向在厚度厚的基板中變得顯著。特別是，通過將本發明應用于具有1mm以上的厚度的基板，使得加工變得容易。

本發明的第3方面的利用激光的基板切斷裝置，在第1或第2方面的裝置中，會聚單元使激光的會聚位置從基板的被照射激光的一側的面朝向相反側移動。

這里，通過在使激光的會聚位置從激光的照射側朝向相反側移動的同時進行加工，使得加工效率進一步提高，可以進一步縮短加工時間。

本發明的第4方面的利用激光的基板切斷裝置，在第1至第3方面中的任一方面的裝置中，基板是由從碳、陶瓷、硅中所選擇的材料形成的。

通過將本發明的加工應用于由這些材料構成的基板，可以容易地加工這些基板。

在以上所述的本發明中，可以對激光的吸收率高的厚板材料基板在短時間內容易地進行開孔加工等。

附圖說明

圖1是本發明的一個實施方式的基板加工裝置的外觀立體圖。

圖2是工件臺的放大立體圖。

圖3是放大示出激光照射頭的結構的立體圖。

圖4是示意性示出第1空心電動機和第1楔形棱鏡的配置的圖。

圖5是示出棱鏡的頂角和偏角的關系的圖。

圖6是示意性示出第2空心電動機、第2楔形棱鏡和會聚透鏡的配置的圖。

圖7是示出激光的軌跡的圖。

圖8的(a)和(b)是說明在z軸方向上控制會聚點的作用的示意圖。

圖9的(a)和(b)是示出本發明的一個實施方式和比較例的加工例的圖。

圖10的(a)和(b)是用于說明會聚旋轉方式和同心圓方式的示意圖。

標號說明