[發明專利]激光加工裝置及激光加工方法

有效

• 申請號: 201480019047.0
• 申請日: 2014-03-13
• 公開（公告）號: CN105209219B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發明（設計）人: 河口大祐;廣瀬翼;荒木佳祐
• 申請（專利權）人: 浜松光子學株式會社
• 主分類號: B23K26/53
• 分類號: B23K26/53;B23K26/06;B28D5/00;B23K26/073;B23K26/40;C03B33/02
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司11322
• 代理人: 楊琦

技術領域

本發明的一個方面涉及激光加工裝置及激光加工方法。

背景技術

作為現有的激光加工裝置，已知有通過將激光聚光在加工對象物從而沿著切斷預定線在加工對象物的內部形成改質區域的激光加工裝置(例如參照專利文獻1)。在這樣的激光加工裝置中，謀求通過將從激光光源朝加工對象物照射的激光通過空間光調制器調制從而將該激光聚光于加工對象物的多個位置。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2011-51011號公報

發明內容

發明所要解決的課題

但是，在上述那樣的現有技術中，伴隨著近年來的日益的普及擴大，期望提高加工品質，對于例如被切斷的加工對象物，提高切斷面的直進性的要求、提高抗折強度的要求、及抑制激光入射面或其相反面的破壞的要求等增加。

本發明的一個方面是有鑒于上述實際情況而完成的發明，其課題在于，提供一種可以提高加工品質的激光加工裝置及激光加工方法。

解決課題的技術手段

為了解決上述課題，本發明人等反復專心研究，其結果，發現了在加工對象物中將激光的聚光部分在激光入射方向上作為長條形狀(以下，稱為“縱長”)，如果將縱長的改質區域形成于加工對象物的話，則在加工對象物的內部產生的龜裂(裂紋)的量減少，切斷面的直進性及抗折強度提高，其結果，發現了能夠提高加工品質的可能性。

但是，在此情況下，能量密度在該激光的聚光部分會下降，存在改質區域本身未形成的擔憂、或加工時需要很多的能量的擔憂。關于該點，本發明人等進一步反復專心研究，發現了通過使用空間光調制器將激光適宜調制從而可以應對這樣的擔憂，直至完成本發明。

即，本發明的一個方面所涉及的激光加工裝置，是通過將激光聚光于加工對象物從而沿著激光照射方向將多列的改質區域在加工對象物的內部沿著切斷預定線形成的激光加工裝置，具備將激光射出的激光光源、對由激光光源射出的激光進行調制的空間光調制器、及將通過空間光調制器調制后的激光聚光于加工對象物的聚光光學系統，多列的改質區域至少包含：位于激光入射面側的入射面側改質區域、位于激光入射面的相反面側的相反面側改質區域、及位于入射面側改質區域與相反面側改質區域之間的中間改質區域，空間光調制器，在形成中間改質區域的情況下，通過將軸棱錐透鏡圖案(axicon lens pattern)作為調制圖案來顯示，從而以在沿著激光照射方向接近排列的多個位置形成聚光點的方式將激光聚光，并且在形成入射面側改質區域及相反面側改質區域的情況下，不將軸棱錐透鏡圖案作為調制圖案來顯示。

另外，所謂“軸棱錐透鏡圖案”，是指以實現軸棱錐透鏡的作用的方式被生成的調制圖案(以下相同)。

在該激光加工裝置中，在形成中間改質區域的情況下，通過將軸棱錐透鏡圖案作為調制圖案顯示于空間光調制器，從而可以以在沿著激光照射方向接近排列的多個位置形成聚光點的方式將激光聚光。由此，近似地成為縱長的聚光部分在將其能量密度充分地維持的狀態下被形成，其結果，縱長的中間改質區域被形成于加工對象物。根據這樣的中間改質區域，與上述見解相同，能夠減少在加工對象物的內部產生的龜裂的量，因此，能夠提高切斷面的直進性及抗折強度。

另一方面，在形成入射面側改質區域及相反面側改質區域的情況下，因為不將軸棱錐透鏡圖案作為調制圖案顯示于空間光調制器，所以也可以抑制由入射面側改質區域及相反面側改質區域成為縱長而引起在激光入射面及其相反面容易產生破壞。因此，根據本發明的一個方面，可以提高加工品質。

另外，為了實現上述作用效果，具體而言，激光加工裝置也可以是沿著切斷預定線在加工對象物的內部形成多個改質點(spot)并由多個改質點(spot)形成改質區域的激光加工裝置，空間光調制器，在形成中間改質區域的情況下，在沿著激光照射方向接近排列的多個位置的各個上形成改質光點(dot)，多個改質光點(dot)在激光照射方向上構成長條形狀的改質點(spot)。

另外，在空間光調制器的顯示部中，軸棱錐透鏡圖案也可以具有相對于入射的激光位于中心的圓區域、及被劃設在圓區域的周圍并與該圓區域同心的多個圓環區域，在圓區域及多個圓環區域中，設定成隨著從徑向外側朝內側行進明亮度逐漸變亮。