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TW202532165A - 利用超短脈衝雷射對透明脆性材料進行圓形加工的系統與方法 - Google Patents

利用超短脈衝雷射對透明脆性材料進行圓形加工的系統與方法

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Publication number
TW202532165A
TW202532165A TW114104419A TW114104419A TW202532165A TW 202532165 A TW202532165 A TW 202532165A TW 114104419 A TW114104419 A TW 114104419A TW 114104419 A TW114104419 A TW 114104419A TW 202532165 A TW202532165 A TW 202532165A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
laser
machining
circular
lens
unit
Prior art date
Application number
TW114104419A
Other languages
English (en)
Inventor
沈相元
柳相吉
吳珪煥
崔眞浩
Original Assignee
南韓商韓國飛力光學無錫有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 南韓商韓國飛力光學無錫有限公司 filed Critical 南韓商韓國飛力光學無錫有限公司
Publication of TW202532165A publication Critical patent/TW202532165A/zh

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Abstract

本發明公開利用超短脈衝雷射對透明脆性材料進行雷射圓形加工的系統與方法。本發明的雷射圓形加工系統包括:加工單元,發射雷射束;光學單元,設置在該雷射束的行進路徑,將該雷射束調制成貝塞爾光束;掃描單元,將通過該光學單元調制的貝塞爾光束反射到加工對象,使得該貝塞爾光束的位置線性移動;聚焦透鏡,使得從該掃描單元反射的貝塞爾光束的焦點聚焦於加工對象的加工面;以及微米加工單元,使得貝塞爾光束的位置向圓周方向移動,以對加工對象執行圓形加工,從而可以縮短整體圓形加工時間。

Description

利用超短脈衝雷射對透明脆性材料進行圓形加工的系統與方法
本發明係關於對透明且具有脆性的材料進行高速精密加工的技術。更具體地,本發明涉及利用超短脈衝雷射來對透明且具有脆性的材料進行高速圓形加工的系統及方法。
為了切割加工對象(待加工物)或者形成孔等加工而廣泛使用雷射。
通常,在利用雷射的加工,即,雷射加工中,利用透鏡等的光學裝置將雷射束以所需形態進行成型以符合加工作業,並將所成型的雷射束照射到加工對象。
尤其,為了對透明的玻璃基板等難以進行加工的脆性材料進行圓形加工而可以有效地使用雷射束。
專利文獻1公開了雷射加工系統及方法。具體地,專利文獻1公開了雷射加工系統包括如下部件:雷射單元,發射雷射束;光學單元,將雷射束以貝塞爾光束形式發射;以及臺面,安裝通過貝塞爾光束進行加工的加工對象。
圖1簡要繪示出專利文獻1的雷射加工系統。參照圖1,圖1所示的雷射圓形加工系統包括發射雷射束的雷射單元110、將雷射束以貝塞爾光束形式發射的第一光學單元120、第二光學單元130、掃描單元140及聚焦透鏡150。
為了在透明脆性材料形成貫通孔,通常,通過雷射對局部區域進行改性變化或進行加工之後,通過化學蝕刻形成孔。在此情況下,當在通過雷射加工的部分存在顆粒、脆性材料不良及雷射功率異常時,在進行蝕刻時很難形成所需尺寸的孔。當將局部區域改性變化或加工成圓形並進行蝕刻時,將滿足最小孔尺寸,因此收益率將會上升。
因此,需要一種高速進行數十~數百微米圓形加工的方法。通常使用掃描儀來形成圓形形狀。掃描儀的鏡子的厚度及尺寸較大,且其運行頻率為數Hz,由此,通過習知的雷射加工系統很難高速進行數十~數百微米圓形加工。
習知技術文獻 專利文獻 專利文獻1:韓國公開專利公報10-2022-0032862(2022年03月15日)
發明所欲解決之問題
本發明所要解決的技術問題在於提供如下雷射加工系統,可通過結合非線性吸收光學系統、掃描單元及單獨的微米加工單元來對透明脆性材料高速進行圓形精密微細加工。
並且,本發明所要解決的技術問題在於,提供利用超短脈衝雷射的透明脆性材料圓形雷射加工方法。
本發明所要解決的技術問題並不局限於以上提及的問題,未提及的本發明的其他問題及優點可通過以下的說明理解,且可通過本發明的實施例更加明確理解。並且可以容易明白,本發明的問題及優點可通過發明申請專利範圍中的方案及其組合來實現。
解決問題之技術手段
用於解決該問題的本發明實施例的雷射圓形加工系統包括:加工單元,發射雷射束;光學單元,設置在該雷射束的行進路徑,將該雷射束調制成貝塞爾光束;掃描單元,將通過該光學單元調制的貝塞爾光束反射到加工對象,使得該貝塞爾光束的位置線性移動;聚焦透鏡,使得從該掃描單元反射的貝塞爾光束的焦點聚焦於加工對象的加工面;以及微米加工單元,使得貝塞爾光束的位置向圓周方向移動,以對加工對象執行圓形加工。
該加工對象可以為透明脆性材料。
該加工單元可以具有約50飛秒(Femto second)至約50皮秒(Pico second)的脈沖寬度的超短脈衝雷射束。
該超短脈衝雷射束可以具有約300nm~400nm的紫外線(UV)波長、約500nm~600nm的綠光(Green)波長或約900~1100nm的近紅外波長。
該光學單元可包括:第一透鏡,將所入射的雷射束調制成環形的貝塞爾光束;以及第二透鏡,將貝塞爾光束的光軸調制成平行。
該第一透鏡可包括圓錐棱鏡、軸錐透鏡、衍射光學裝置(Diffractive Optical Element,DOE)或空間光調制器(Spatial Light Modulator,SLM)。
該第二透鏡可包括瞄準鏡或准直鏡。
該掃描單元可包括1個以上的驅動軸和1個以上的鏡子。
該微米加工單元可包括:第三透鏡,將環形的貝塞爾光束的光軸調制成平行;高速系統,由一個以上的驅動軸和鏡子構成,反射通過該第三透鏡調制的貝塞爾光束,將該貝塞爾光束的位置調節成2軸以上的方向;以及第四透鏡,將從該高速系統反射的貝塞爾光束調制成環形。
該高速系統可包括壓電馬達和/或檢流計。
該微米加工單元可包括透射型窗口,該透射型窗口設置在該光學單元與該掃描單元之間,用於調節旋轉速度及傾斜角度。
該掃描單元可包括1個以上的驅動軸和1個以上的鏡子。
用於解決該問題的本發明實施例的雷射圓形加工方法為利用雷射圓形加工系統來對透明脆性材料執行圓形加工的方法,該雷射圓形加工系統包括:加工單元,發射雷射束;光學單元,設置在該雷射束的行進路徑,將該雷射束調制成貝塞爾光束;掃描單元,將通過該光學單元調制的貝塞爾光束反射到加工對象,使得該貝塞爾光束的位置線性移動;聚焦透鏡,使得從該掃描單元反射的貝塞爾光束的焦點聚焦於加工對象的加工面;以及微米加工單元,使得貝塞爾光束的位置向圓周方向移動,以對加工對象執行圓形加工。
具體地,本發明實施例的雷射圓形加工方法包括:步驟(a),將雷射圓形加工系統對准加工對象上部;步驟(b),通過該雷射圓形加工系統獲得貝塞爾光束;以及步驟(c),向加工對象的多個貫通孔形成區域依次照射該貝塞爾光束來使加工對象的貫通孔形成區域發生性質變化,以形成多個圓形加工圖案。在此情況下,通過該微米加工單元對每個貫通孔形成圓形加工圖案,通過該掃描單元執行從一個貫通孔形成區域向其他貫通孔形成區域的位置移動。
該加工單元可發射具有約50飛秒至約50皮秒的脈沖寬度的超短脈衝雷射束。並且,該加工單元可以發射具有約300nm~400nm的紫外線波長、約500nm~600nm的綠光波長或約900~1100nm的近紅外波長的超短脈衝雷射束。
該光學單元可包括:第一透鏡,將所入射的雷射束調制成環形的貝塞爾光束;以及第二透鏡,將貝塞爾光束的光軸調制成平行。
該微米加工單元可包括:第三透鏡,將環形的貝塞爾光束的光軸調制成使其平行;高速系統,由一個以上的驅動軸和鏡子構成,反射通過該第三透鏡調制的貝塞爾光束,將該貝塞爾光束的位置調節成2軸以上的方向;以及第四透鏡,將從該高速系統反射的貝塞爾光束調制成環形。
該由一個以上的驅動軸和鏡子構成的高速系統可包括壓電馬達和/或檢流計。
該微米加工單元可包括透射型窗口,該透射型窗口設置在該光學單元與該掃描單元之間,用於調節旋轉速度及傾斜角度。
該掃描單元可包括一個以上的驅動軸和一個以上的鏡子。
對照先前技術之功效
根據本發明的利用超短脈衝雷射的透明脆性材料圓形加工系統及方法,可利用具有數Hz的加工速度的掃描單元和具有數kHz的加工速度的微米加工單元,通過微米加工單元形成各個圓形加工圖案,通過掃描單元執行貫通孔之間的位置移動。由此,可以大幅度縮短透明脆性材料圓形加工所需的整體時間。
並且,根據本發明的利用超短脈衝雷射的透明脆性材料圓形加工系統及方法,可以高速精密地控制加工對象的加工位置,可以在加工對象的內部性質局部發生變化或經加工的狀態下實施濕式蝕刻,使其具有與貫通孔相同或類似尺寸或形狀,因此,可以顯著減少蝕刻時間。
並且,根據本發明的利用超短脈衝雷射的透明脆性材料圓形加工系統及方法,可以利用超短脈衝雷射,由此,與僅適用習知掃描單元的貫通孔形成方法相比,能夠以100倍以上的高速實施雷射加工。
除上述效果之外,本發明的具體效果在以下的具體的實施方式中一同記述。
本發明的優點、特徵以及實現這些的方法將參照與圖示一同詳細描述的實施例而變得更加明確。但是,本發明並不局限於以下公開的實施例,而是可以體現為多種形態,只是,本實施例使本發明的公開變得完整,並為了向本發明所屬技術領域的普通技術人員告知發明的完整範疇而提供,本發明通過發明申請專利範圍定義。在整個說明書中,相同的圖示符號表示相同的結構要素。
圖中,為了明確說明本發明而省略了與說明無關的部分,在整個說明書中,對相同或類似的結構要素賦予了相同的圖示符號。並且,圖中所示的各結構的大小及厚度為了說明的便利而隨意呈現,因此,本發明並不局限於圖示。
在整個說明書中,當提及到一個部分與其他部分“相連接”時,這包括“直接連接”的情況和隔著其他部件“間接連接”的情況。並且,當提及到一個部分“包括”其他結構要素時,只要沒有特別反對的記載,則意味著還可包括其他結構要素,而並非意味著排除其他結構要素。
在本說明書中,“前方”及“後方”以光束行進方向為基准命名,將靠近加工對象的方向定義成“後方”。
以下,參照圖示,對本發明優選實施例的利用超短脈衝雷射的透明脆性材料圓形加工系統及方法進行詳細說明如下。
圖2簡要繪示出本發明實施例的雷射圓形加工系統。
參照圖2,所示的雷射圓形加工系統包括加工單元110、第一光學單元120、第二光學單元130、掃描單元140及聚焦透鏡150。包括加工單元110、掃描單元140在內的各個單元的工作可以受到控制部的控制。並且,後述微米加工單元210的工作也可以受到控制部的控制。
雷射圓形加工系統使得從加工單元110發射的雷射束通過第一光學單元120、第二光學單元130被調制成貝塞爾光束形態,貝塞爾光束照射到固定在臺面的加工對象的加工面101並對加工對象進行加工。照射到加工對象的貝塞爾光束可以掃描加工對象的規定範圍並對加工對象進行高速加工。
加工單元110發射用於對加工對象進行加工的雷射束。加工單元可以生成具有脈沖的雷射並以光束形態發射。優選地,加工單元110可以為發射具有約50飛秒至50皮秒的脈沖寬度的超短脈衝雷射束的加工單元。超短脈衝雷射束可具有約300nm~400nm的紫外線波長、約500nm~600nm的綠光波長或約900~1100nm的近紅外波長。並且,當沿著行進方向觀察時,雷射束可以具有圓形形態或高斯光束形態。
加工對象可具有平板形態,例如,可以為玻璃基板等透明脆性材料。當然,加工對象可以為不透明基板、金屬材料、半導體晶圓等多種材料。
第一光學單元120、第二光學單元130設置在從加工單元110發射的雷射束的行進路徑,將所入射的雷射束調制成貝塞爾光束並射出。根據本發明的實施例,第一光學單元120可包括第一透鏡,第二光學單元130可包括第二透鏡。
第一透鏡120將所入射的雷射束調制成環形的貝塞爾光束。雷射束可以通過第一透鏡120發生衍射或折射並被調制成(沿著光束行進方向觀察時)環形(圓環)的貝塞爾光束。第一透鏡120可包括圓錐棱鏡、軸錐透鏡、衍射光學裝置(Diffractive Optical Element,DOE)或空間光調制器(Spatial Light Modulator,SLM)。
第二透鏡130將貝塞爾光束的光軸調制成平行。第二透鏡130設置在第一透鏡120的後方。第二透鏡130可以限制貝塞爾光束的區域擴大,以便適合於加工對象的加工。第二透鏡130可包括瞄準鏡或准直鏡(collimating lens)。
根據本發明的實施例,第一透鏡120及第二透鏡130可以分別適當地選擇或調節光學性質、設置間隔等。例如,通過第二透鏡130的貝塞爾光束的直徑可以處於約3~50mm的範圍內。
通過第二透鏡130且貝塞爾光束的光軸以平行的方式排列之後可以入射到掃描單元140。
掃描單元140將通過光學單元調制的貝塞爾光束反射到加工對象。掃描單元140可包括1個以上的驅動軸和1個以上的鏡子。掃描單元140的鏡子可以調節角度。與此同時,在本發明中,掃描單元140使貝塞爾光束的位置線性移動。入射到掃描單元140的貝塞爾光束從鏡子反射,所反射的貝塞爾光束的反射角度可以得到調節。例如,掃描單元140為具有至少1個驅動軸和鏡子的系統。
聚焦透鏡150將從掃描單元140反射的貝塞爾光束的焦點聚焦於加工對象的加工面101。聚焦透鏡150設置在掃描單元140的後方,可以設置在加工對象的前方。根據本發明的實施例,聚焦透鏡150的焦距可以處於約3~300mm的範圍內。由此,加工對象可以隔開對應於聚焦透鏡150的焦距的距離並被加工。
掃描單元140及聚焦透鏡150用於在加工對象上移動貝塞爾光束的焦點線。根據本發明的實施例,可通過掃描單元140及聚焦透鏡150將所射出的貝塞爾光束的焦點線聚焦於加工對象的加工面101上。
另一方面,參照圖2,本發明的雷射圓形加工系統包括微米加工單元210。微米加工單元210使貝塞爾光束的位置向圓周方向移動以對加工對象執行圓形加工。
為此,圖2所示的微米加工單元210包括第三光學單元310(包括第三透鏡)、由一個以上的驅動軸和鏡子構成的高速系統320及第四光學單元330(包括第四透鏡)。
第三透鏡310將環形的貝塞爾光束的光軸調制成平行。與第二透鏡130相同,第三透鏡310可包括瞄準鏡或准直鏡。
高速系統320反射通過第三透鏡310調制的貝塞爾光束。並且,高速系統320將貝塞爾光束的位置調節成2軸以上的方向。
第四透鏡330將通過由一個以上的驅動軸和鏡子構成的高速系統反射的貝塞爾光束調制成環形。與第一透鏡相同,第四透鏡可以為圓錐棱鏡、軸錐透鏡、衍射光學裝置或空間光調制器。
圖2所示的系統可以由一個以上的驅動軸和鏡子構成的高速系統調節角度。由一個以上的驅動軸和鏡子構成的高速系統可包括壓電馬達和/或檢流計。高速系統可包括轉向鏡。例如,高速系統通過壓電馬達驅動,因此,可以X/Y軸向同時高速移動,在狹窄的區域中,通過數kHz的頻率進行工作,因此,與習知掃描儀相比,微米圓形加工速度為10倍以上。在此情況下,相較於習知的掃描單元由一個以上的驅動軸和鏡子構成的系統,本發明可起到迅速移動加工位置的作用。即,以往,由一個以上的驅動軸和鏡子構成的系統加工圓形並向需要的位置進行移動,在本發明的情況下,隨著追加形成微米加工單元而其作用分成高速圓形加工和高速位置移動。並且,在本發明中追加形成的由一個以上的驅動軸和鏡子構成的高速系統通過鏡子角度畫出形狀,因此,圓形尺寸的改變和多種形狀的加工變得更加簡單,且能夠以更快的速度精密地加工一些以往因掃描儀的動態及結構特性而很難形成精密形狀的更小尺寸的圓形。
圖3簡要繪示出本發明另一實施例的雷射圓形加工系統。
圖3所示的實施例也包括加工單元110、第一光學單元120、第二光學單元130、掃描單元140及聚焦單元150。針對這些單元,與實施例2相關地說明的內容幾乎可以完全適用,因此,將省略對其的詳細說明。
圖3所示的微米加工單元210包括透射型窗口410,透射型窗口410設置在第一光學單元120、第二光學單元130與掃描單元140之間,用於調節旋轉速度及傾斜角度。
圖3所示的微米圓形加工對應於利用光學系統及旋轉軸高速加工圓形的方法。微米加工單元210為可以透射的平坦的透射型窗口410,可通過將其高速旋轉的方式呈現出與由一個以上的驅動軸和鏡子構成的高速系統相同的效果。
本發明利用當使透射型平坦窗口發生傾斜時,平行光束因折射率n而發生偏移的現象。如圖4所示的實施例,可根據鏡子厚度T、折射率n及傾斜角度θ確定微米圓形尺寸D。旋轉軸的旋轉數為數kHz,與圖2所示的實施例相同,圖3所示的實施例也可以實現高速加工。
在此情況下,掃描單元140的作用變為高速位置移動。
圖5簡要繪示出當利用圖1的雷射圓形加工系統執行雷射圓形加工時,均通過掃描單元140執行圓形加工圖案的形成和貫通孔之間的位置移動的實施例。圖6簡要繪示出當利用圖2或圖3的雷射圓形加工系統來執行雷射圓形加工時,通過微米加工單元210執行圓形加工圖案的形成且通過掃描單元140執行貫通孔之間的位置移動的實施例。
各個圓形加工圖案可以形成為多個點陣結構。
以往,如圖5所示,通過掃描單元140執行了圓形加工圖案的形成及位置移動二者。在掃描單元140僅具有數Hz的加工速度的情況下,因此存在整體加工速度緩慢的缺點。
但是,在本發明的情況下,利用具有數Hz的加工速度的掃描單元140和具有數kHz的加工速度的微米加工單元210,通過微米加工單元210在每個貫通孔形成區域形成圓形加工圖案,通過掃描單元140執行貫通孔形成區域之間的位置移動。由此,可以縮短透明脆性材料圓形加工所需要的整體時間。
圖7簡要繪示出本發明實施例的雷射圓形加工方法。
本發明的雷射圓形加工方法包括提供雷射圓形加工系統。如上所述,雷射圓形加工系統包括:加工單元110,發射雷射束;第一光學單元120、第二光學單元130,設置在雷射束的行進路徑,將該雷射束調制成貝塞爾光束;掃描單元140,將通過光學單元調制的貝塞爾光束反射到加工對象,使貝塞爾光束的位置線性移動;聚焦透鏡150,將從掃描單元反射的貝塞爾光束的焦點聚焦於加工對象的加工面;以及微米加工單元210,向圓周方向移動貝塞爾光束的位置,以對加工對象執行圓形加工。
參照圖7,本發明的雷射圓形加工方法包括提供雷射圓形加工系統步驟S710、獲取貝塞爾光束步驟S720、形成圓形加工圖案步驟S730。在形成圓形加工圖案步驟S730之後,可以執行形成(蝕刻)貫通孔的步驟S740。
首先,在提供雷射圓形加工系統步驟S710中,將雷射圓形加工系統對准加工對象上部。
接著,在獲取貝塞爾光束步驟S720中,通過包括第一透鏡、第二透鏡等的光學單元獲取貝塞爾光束。
接著,在形成圓形加工圖案步驟S730中,向加工對象的多個貫通孔形成區域依次照射貝塞爾光束來使加工對象的貫通孔形成區域發生性質變化,以形成多個圓形加工圖案。
在此情況下,在本發明中,通過微米加工單元形成各個圓形加工圖案,通過掃描單元執行從一個貫通孔形成區域向其他貫通孔形成區域的位置移動。
接著,在形成(蝕刻)貫通孔步驟S740中,對形成有多個圓形加工圖案的加工對象進行蝕刻來形成多個貫通孔。
各圓形加工圖案可以由多個點陣結構形成。
作為一實施例,點陣可以按規則間隔排列。作為另一例,點陣可以按不規則間隔排列。
並且,作為一例,點陣可以形成為多個點彼此隔開排列的結構。作為另一例,可以形成為多個點彼此重疊排列的結構。
蝕刻可以利用采用氟化蝕刻劑、非氟化蝕刻劑等的濕式蝕刻,但這僅為例示,只要是可以對玻璃基板進行蝕刻的蝕刻劑,則可以沒有限制,均可使用。
如上所述,根據本發明的利用超短脈衝雷射的透明脆性材料圓形加工系統及方法,可利用具有數Hz的加工速度的掃描單元和具有數kHz的加工速度的微米加工單元,通過微米加工單元形成各個圓形加工圖案,通過掃描單元執行貫通孔之間的位置移動。由此,可以大幅度縮短透明脆性材料圓形加工所需的整體時間。
以上,以本發明的實施例為中心進行了說明,本發明所屬技術領域的普通技術人員可以進行多種變更或變形。只要不超出本發明所提供的技術思想的範圍,則這種變更和變形可以屬於本發明的範圍。因此,本發明的保護範圍應當通過以下記載的發明申請專利範圍判斷。
101:加工面 110:加工單元 120:第一光學單元(第一透鏡) 130:第二光學單元(第二透鏡) 140:掃描單元(由一個以上的驅動軸和鏡子構成的系統) 150:聚焦透鏡 210:微米加工單元 310:第三光學單元(第三透鏡) 320:高速系統 330:第四光學單元(第四透鏡) 410:透射型窗口 T:鏡子厚度 D:微米圓形尺寸 n:折射率 θ:傾斜角度 S710、S720、S730、S740:步驟
圖1簡要繪示出習知技術的雷射圓形加工系統。 圖2簡要繪示出本發明實施例的雷射圓形加工系統。 圖3簡要繪示出本發明另一實施例的雷射圓形加工系統。 圖4繪示出在圖3的雷射圓形加工系統中的窗口的傾斜角度與微米圓形尺寸之間的關系。 圖5簡要繪示出當利用圖1的雷射圓形加工系統執行雷射圓形加工時,均通過掃描單元執行圓形加工圖案的形成和貫通孔之間的位置移動的例子。 圖6簡要繪示出當利用圖2或圖3的雷射圓形加工系統來執行雷射圓形加工時,通過微米加工單元執行圓形加工圖案的形成且通過掃描單元執行貫通孔之間的位置移動的例子。 圖7簡要繪示出本發明實施例的雷射圓形加工方法。
101:加工面
110:加工單元
120:第一光學單元(第一透鏡)
130:第二光學單元(第二透鏡)
140:掃描單元(由一個以上的驅動軸和鏡子構成的系統)
150:聚焦透鏡
210:微米加工單元
310:第三光學單元(第三透鏡)
320:高速系統
330:第四光學單元(第四透鏡)

Claims (17)

  1. 一種雷射圓形加工系統,用於加工對象,其中,包括: 加工單元,發射雷射束; 光學單元,設置在該雷射束的行進路徑上,將該雷射束調制成貝塞爾光束; 掃描單元,將通過該光學單元調制的該貝塞爾光束反射到該加工對象,使得該貝塞爾光束的位置線性移動; 聚焦透鏡,使得從該掃描單元反射的該貝塞爾光束的焦點聚焦於該加工對象的加工面;以及 微米加工單元,使得該貝塞爾光束的位置向圓周方向移動,以對該加工對象執行圓形加工。
  2. 如請求項1所述之雷射圓形加工系統,其中,該加工對象為透明脆性材料。
  3. 如請求項1所述之雷射圓形加工系統,其中,該加工單元發射具有300nm~400nm的紫外線(UV)波長、500nm~600nm的綠光(Green)波長或900nm~1100nm的近紅外波長和具有50飛秒(Femto second)至50皮秒(Pico second)的脈沖寬度的超短脈衝雷射束。
  4. 如請求項1所述之雷射圓形加工系統,其中,該光學單元包括: 第一透鏡,將所入射的該雷射束調制成環形的貝塞爾光束;以及 第二透鏡,將該貝塞爾光束的光軸調制成平行。
  5. 如請求項4所述之雷射圓形加工系統,其中,該第一透鏡包括圓錐棱鏡、軸錐透鏡、衍射光學裝置(Diffractive Optical Element,DOE)或空間光調制器(Spatial Light Modulator,SLM)。
  6. 如請求項4所述之雷射圓形加工系統,其中,該第二透鏡包括瞄準鏡或准直鏡。
  7. 如請求項4所述之雷射圓形加工系統,其中,該微米加工單元包括: 第三透鏡,將環形的該貝塞爾光束的該光軸調制成平行; 高速系統,由一個以上的驅動軸和鏡子構成,反射通過該第三透鏡調制的該貝塞爾光束,將該貝塞爾光束的位置調節成2軸以上的方向;以及 第四透鏡,將從該高速系統反射的該貝塞爾光束調制成環形。
  8. 如請求項7所述之雷射圓形加工系統,其中,該高速系統包括壓電馬達和/或檢流計。
  9. 如請求項4所述之雷射圓形加工系統,其中,該微米加工單元包括透射型窗口,設置在該光學單元與該掃描單元之間,用於調節旋轉速度及傾斜角度。
  10. 如請求項1所述之雷射圓形加工系統,其中,該掃描單元包括1個以上的驅動軸和1個以上的鏡子。
  11. 一種雷射圓形加工方法,利用如請求項1之包括微米加工單元及掃描單元的雷射圓形加工系統來對透明脆性材料執行圓形加工,其中,包括: 步驟(a)將該雷射圓形加工系統對準該加工對象上部; 步驟(b)通過該雷射圓形加工系統獲得該貝塞爾光束;以及 步驟(c)向該加工對象的多個貫通孔形成區域依次照射該貝塞爾光束來使該加工對象的該多個貫通孔形成區域發生性質變化,以形成多個圓形加工圖案, 通過該微米加工單元對每個貫通孔形成圓形加工圖案,通過該掃描單元執行從一個貫通孔形成區域向其他貫通孔形成區域的位置移動。
  12. 如請求項11所述之雷射圓形加工方法,其中,該加工單元發射具有300nm~400nm的紫外線(UV)波長、500nm~600nm的綠光(Green)波長或900nm~1100nm的近紅外波長和具有50飛秒(Femto second)至50皮秒(Pico second)的脈沖寬度的超短脈衝雷射束。
  13. 如請求項11所述之雷射圓形加工方法,其中,該光學單元包括: 第一透鏡,將所入射的該雷射束調制成環形的貝塞爾光束;以及 第二透鏡,將該貝塞爾光束的光軸調制成平行。
  14. 如請求項13所述之雷射圓形加工方法,其中,該微米加工單元包括: 第三透鏡,將環形的該貝塞爾光束的該光軸調制成平行; 高速系統,由一個以上的驅動軸和鏡子構成,反射通過該第三透鏡調制的該貝塞爾光束,將該貝塞爾光束的位置調節成2軸以上的方向;以及 第四透鏡,將從該高速系統反射的該貝塞爾光束調制成環形。
  15. 如請求項14所述之雷射圓形加工方法,其中,該高速系統包括壓電馬達和/或檢流計。
  16. 如請求項13所述之雷射圓形加工方法,其中,該微米加工單元包括透射型窗口,該透射型窗口設置在該光學單元與該掃描單元之間,用於調節旋轉速度及傾斜角度。
  17. 如請求項11所述之雷射圓形加工方法,其中,該掃描單元包括由一個以上的驅動軸和鏡子構成的系統。
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