[发明专利]脆性材料基板的激光加工方法及激光加工装置

说明书

技术领域

本发明涉及使用激光的脆性材料基板的加工方法，特别是涉及在厚度方向上的加工。

背景技术

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

发明要解决的课题

在对于脆性材料基板通过激光在厚度方向上形成贯穿孔或非贯穿孔的情况下，在以往，目标形成深度越大就用越大的输出来照射激光。然而，如果激光的输出过大，则存在脆性材料基板的表面附近的热损伤(裂纹、碎屑(chipping)的产生)变得显著的问题。另一方面，可加工的深度存在与激光的输出对应的极限(阈值)，也存在无论怎么延长照射时间也不能加工得很深的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种能够在抑制脆性材料基板的表面附近的热损伤的同时提高厚度方向上的加工深度的脆性材料基板的激光加工方法。

用于解决课题的方案

为了解决上述课题，发明的第一方面为一种脆性材料基板的激光加工方法，通过照射激光束来从脆性材料基板的表面起在厚度方向上形成孔，所述脆性材料基板的激光加工方法的特征在于，一边使所述激光束的焦点从所述脆性材料基板的表面起在厚度方向上变化，并且一边随着所述焦点越远离所述脆性材料基板的表面而越增大所述激光束的输出，一边进行所述激光束对所述脆性材料基板的照射。

发明的第二方面是根据发明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，通过使所述焦点从所述脆性材料基板的表面起在厚度方向上每次移动规定的距离，从而在所述厚度方向上离散的多个位置上依次地并且以随着所述焦点越远离所述脆性材料基板的表面而越增大所述输出的方式，进行所述激光束对所述脆性材料基板的照射。

发明的第三方面是根据发明的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，所形成的孔为圆孔，在所述多个位置分别以所述焦点描绘同心圆状的轨迹的方式使所述激光束进行扫描。

发明的第四方面是根据发明的第一至第三方面中任一项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。

发明的第五方面是一种激光加工装置，其是通过激光束对脆性材料基板进行加工的装置，其特征在于，具有：工作台，其载置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，一边通过使所述工作台相对于所述头部相对移动而使所述激光束的焦点从所述脆性材料基板的表面起在厚度方向上变化，并且一边随着所述焦点越远离所述脆性材料基板的表面而越增大从所述光源射出的所述激光束的输出，一边进行所述激光束对所述脆性材料基板的照射，由此从所述脆性材料基板的表面起在厚度方向上形成孔。

发明的第六方面是根据发明的第五方面所述的激光加工装置，其特征在于，通过以所述焦点从所述脆性材料基板的表面起在厚度方向上每次移动规定的距离的方式进行所述工作台相对于所述头部的相对移动，从而在所述厚度方向上离散的多个位置上依次地并且以随着所述焦点越远离所述脆性材料基板的表面而越增大从所述光源射出的所述激光束的所述输出的方式，进行所述激光束对所述脆性材料基板的照射。

发明的第七方面是根据发明的第六方面所述的激光加工装置，其特征在于，所形成的孔为圆孔，所述头部在所述多个位置分别以所述焦点描绘同心圆状的轨迹的方式使所述激光束进行扫描。

发明的第八方面是根据发明的第五至第七方面中任一项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。

发明效果

根据发明的第一至第八方面，在脆性材料基板的厚度方向上的开孔加工中，通过随着加工的进展使焦点的高度位置和激光输出一起阶段性地改变，从而能够在抑制脆性材料基板的表面的热损伤的同时形成很深的孔。

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。