[发明专利]硬脆材料切割方法及其装置

说明书

本发明公开一种硬脆材料切割方法及其装置，该方法包括以下步骤：提供超快激光光束与非超快激光光束；使超快激光光束与非超快激光光束具有时间相关性；整型超快激光光束与非超快激光光束成垂直线型光束；以及入射垂直线型光束至材料中，使垂直线型光束涵盖整个材料厚度，被垂直线型光束照射的材料发生改质，在改质区形成高密度缺陷，如空孔、微裂缝等缺陷，使裂缝延伸，达到切割效果。

技术领域

本发明涉及一种激光切割技术，且特别是涉及一种以非接触式激光切割的硬脆材料切割方法及其装置。

背景技术

智能车厚玻璃市场随着车联网与电动车推广而日益普及，智能汽车将大幅成长，带动在汽车玻璃加工应用，如车灯或车镜玻璃切割等车载玻璃的需求提升。再者，随着3C产品的普及，如手机、面板、穿戴装置等所需的玻璃盖板加工需求源源不绝，近年来玻璃盖板厚度从1.0mm至现今普及的0.4mm，随着前述光电玻璃厚度降低，面临切割技术的困难度也随之提升，故非接触式的激光切割更显重要。此外，因玻璃稳定的物理特性(机械、电、光、热性质)，广泛应用于三维芯片(3D IC)、射频芯片(RF)与影像感测器(Image sensor)或光学感测器(Optical sensor)的产品中，对应集成电路(IC)所需的晶片切割(Dicing)制作工艺，在半导体玻璃厚度0.4mm～0.2mm情况下，非接触式的激光切割也显重要。

再者，目前业界所面临的问题是进行异形切割时，切割与裂片是分属个别的机台，使得路径复杂，无法继续使用机械方式裂片，且容易使整体制作工艺时间加长。

因此，有鉴于前述车载玻璃、光电玻璃与半导体玻璃各种需求，如何提供一种『硬脆材料切割方法』解决上述需求，此实为本技术领域的人亟欲解决的技术课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种硬脆材料切割方法及其装置，能提升增加材料被切割区域的缺陷密度，使该被切割区域进行裂缝延伸而完成切割。

为达上述目的，本发明提出一种硬脆材料切割方法，包括以下步骤：提供一超快激光光束与一非超快激光光束；使超快激光光束与非超快激光光束具有一时间相关性；整型超快激光光束与非超快激光光束成一垂直线型光束；以及入射垂直线型光束至一材料，并于材料的厚度方向改质材料以在材料的一改质区内形成多个缺陷，依据垂直线型光束中的超快激光光束提升非超快激光光束对材料的吸收率，以提升在改质区内形成多个缺陷的密度，并能延伸多个缺陷来产生一裂缝结构。

本发明还提出一种硬脆材料切割装置，包括一超快激光源、一非超快激光源、一时间调整单元以及一光学调整单元。超快激光源提供一超快激光光束。非超快激光源提供一非超快激光光束。时间调整单元连接超快激光源与非超快激光源，时间调整单元使超快激光光束与非超快激光光束具有一时间相关性。光学调整单元整型超快激光光束与非超快激光光束成一垂直线型光束，并将垂直线型光束入射至一材料，在材料的厚度方向改质材料的一改质区内形成多个缺陷，依据该垂直线型光束中的该超快激光光束提升该非超快激光光束对该材料的吸收率，以提升在该改质区内形成该多个缺陷的密度，并能延伸该多个缺陷来产生一裂缝结构。

基于上述，在本发明的硬脆材料切割方法及其装置中，通过设计超快激光光束与非超快激光光束具有一时间相关性，使得超快激光光束与非超快激光光束能彼此作用，使得入射至材料的垂直线型光束于材料的厚度方向改质材料，使垂直线型光束涵盖整个材料厚度，被垂直线型光束照射的材料发生改质，在改质区形成高密度缺陷(空孔、微裂缝等)与裂缝延伸，达到切割裂片效果。此外，本发明通过垂直线型光束中的超快激光光束提升非超快激光光束对材料的吸收率，在改质区形成高密度缺陷(空孔、微裂缝等)与裂缝延伸，以产生裂缝结构，使得使用者能轻易沿着材料的改质区域进行裂片。

为让本发明能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附的附图作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明硬脆材料切割方法的流程图；