[发明专利]激光加工装置、激光加工方法

说明书

本发明提供一种激光加工装置、激光加工方法，其将激光束聚光成环状并将其聚光位置照射在基板的厚度范围内，使聚光位置向基板的厚度方向及基板的平面方向位移的过程中，以环状的聚光位置的中心进行圆周运动的方式使聚光位置位移，从而能够实现装置成本的下降，且加工处理时间的缩短。

技术领域

本发明涉及一种用于在玻璃等基板实施穿孔加工的激光加工装置及激光加工方法。

背景技术

近年来，以智能手机为首的个人数字助理的显示画面中使用1mm以下厚度的玻璃基板，其玻璃基板上实施有与各种按钮和传声器等功能对应的孔加工。如上面所述的玻璃基板的薄脆性材料的孔加工中，加工过程中的因裂缝的产生而导致的成品率下降成为问题。尤其，如上面所述的个人数字助理画面上的主画面按钮孔，贯穿加工直径为10mm左右比较大的孔时，利用以金刚石为刀刃的玻璃刀在表面赋予圆形加工裂纹，进一步在圆形加工裂纹的内侧附加格子状等加工裂纹并在其上加以捶打而逐渐扩大开口部，由此进行形成圆形穿孔。据此，赋予人为捶打会较大影响加工精度，某种程度上，无法避免因裂缝的产生而导致成品率下降为现状。

相对于此，提出各种相对玻璃等脆性材料的激光加工技术。下述专利文献1中，记载有通过利用YAG激光的激光加工在玻璃上形成微细的贯穿孔。并且，在下述专利文献2中，记载有通过在以圆孔的轮廓线为基准的内侧沿轮廓线多重扫描激光束，从而在薄玻璃基板上形成圆穿孔。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开2000-61667号公报

专利文献2：日本专利公开2009-269057号公报

发明内容

发明要解决的技术课题

在玻璃等脆性材料基板照射激光束而实施贯穿加工的激光加工中，孔径为1mm以下的微细孔时，将YAG激光的照射能量设定为预定阈值以上，通过将焦点位置设为被加工基板厚度的中间位置或中间位置下方，能够形成微细的穿孔(参考专利文献1)。但是，贯穿孔径为10mm左右的比较大径的孔时，如专利文献2中记载，需要沿孔的轮廓线扫描激光束，由于需要电流镜等昂贵的扫描机构，因此存在装置成本增加，并且加工处理时间加长的问题。

本发明以应对这种问题作为课题的一例。即，在玻璃等脆性材料基板上贯穿加工比较大的孔时，能够消除因裂缝的产生而导致的成品率下降，实现装置成本的下降，且缩短加工处理时间等为本发明的目的。

用于解决技术课题的手段

为达成这种目的，本发明的激光加工装置及激光加工方法至少具备以下结构。

一种激光加工装置，向基板上照射激光束而在该基板上实施穿孔加工，该装置的特征在于，具备：聚光透镜，将激光束聚光成环状并将其聚光位置照射在所述基板的厚度范围内；及聚光位置位移机构，向所述基板的厚度方向及所述基板的平面方向位移所述聚光位置。

一种激光加工方法，向基板上照射激光束而在该基板上实施穿孔加工，该方法的特征在于，将激光束聚光成环状并将其聚光位置照射在所述基板的厚度范围内，使所述聚光位置向所述基板的厚度方向及所述基板的平面方向位移的过程中，以环状的所述聚光位置的中心进行圆周运动的方式使所述聚光位置位移。

发明效果

根据具有这种特征的本发明，通过使聚光成环状的激光束的聚光位置在基板的厚度范围内三维位移，能够在沿环状的聚光位置的整个外周，同时进行将激光加工痕迹向厚度方向及径向扩大。由此，能够以简单的装置结构快速完成基板的穿孔加工，而无需使用昂贵的激光扫描机构。

并且，形成为环状的激光加工痕迹一边挪动位置一边被逐渐扩大，因此在加工变质层上被反复照射激光束从而能够将激光束散射的能量损失抑制到最小限度，且能够有效进行穿孔加工。

附图说明