JP2005001172A - レーザ加工方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】光透過性を有する部材同士を効率良く接合することのできるレーザ加工方法を提供する。
【解決手段】互いに接触する第１の部材２及び第２の部材３の内側部分２６内に集光点Ｐ１を合わせてパルスレーザ光Ｌ１を照射する。このとき、パルスレーザ光Ｌ１の集光点Ｐ１におけるエネルギー密度が所定の閾値を超えると、内側部分２６内において多光子吸収或いはそれと同等の光吸収が発生する。このような光吸収を利用して、第１の部材２から第２の部材３に渡る改質領域２７を内側部分２６内に形成することで、第１の部材２と第２の部材３とを接合することができる。このレーザ加工方法によれば、従来のように接合すべき２つの部材間に光吸収性部材を介在させる必要がないため、光透過性を有する部材２，３同士の効率良い接合が可能となる。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光透過性を有する部材同士を接合するためのレーザ加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来におけるこの種の技術は、例えば下記の特許文献１に開示されている。この特許文献１記載の接合方法は、光透過性部材と光吸収性部材とを重ね合わせ、光透過性部材側からレーザ光を照射して、このレーザ光を光吸収性部材に吸収させることで、両部材間の接触面近傍を溶融させて両部材を接合するものである。ところが、この接合方法では、光透過性を有する部材同士を接合することができない。
【０００３】
このような問題を解決し得る技術として、下記の特許文献２，３には次のような技術が開示されている。すなわち、特許文献２記載の接着方法は、光透過性を有する２つの部材間に、レーザ光の吸収により接着作用が生じる接着剤を介在させ、一方の部材側から接着剤にレーザ光を照射して吸収させることで、両部材を接着する方法である。
【０００４】
また、特許文献３記載の加工方法は、光透過性を有する２つの部材間に固形状無機物を介在させ、一方の部材側から固形状無機物にレーザ光を照射して吸収させることで、両部材間の接触面近傍を溶融させて両部材を溶着する方法である。
【０００５】
【特許文献１】
特公昭６２−４９８５０号公報
【特許文献２】
特公平５−４２３３６号公報
【特許文献３】
特開２００１−２３２６８７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した特許文献２，３記載の技術にあっては、接合すべき２つの部材間に、更に光吸収性部材（接着剤や固形状無機物）を介在させる必要があり、手間が掛かるという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、光透過性を有する部材同士を効率良く接合することのできるレーザ加工方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るレーザ加工方法は、光透過性を有する第１の部材と第２の部材とを接合するレーザ加工方法であって、互いに接触する第１の部材及び第２の部材の内側部分内に集光点を合わせて第１のレーザ光を照射し、内側部分内において多光子吸収を発生させて、第１の部材から第２の部材に渡る改質領域を内側部分内に形成することで、第１の部材と第２の部材とを接合することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係るレーザ加工方法は、光透過性を有する第１の部材と第２の部材とを接合するレーザ加工方法であって、互いに接触する第１の部材及び第２の部材の内側部分内に集光点を合わせて第１のレーザ光を照射し、第１の部材から第２の部材に渡る改質領域を内側部分内に形成することで、第１の部材と第２の部材とを接合することを特徴とする。
【００１０】
これらのレーザ加工方法においては、互いに接触する第１の部材及び第２の部材の内側部分内に集光点を合わせて第１のレーザ光を照射する。このとき、第１のレーザ光の集光点における強度が所定の閾値を超えると、当該内側部分内において多光子吸収又はそれと同等の光吸収が発生する。このような光吸収を利用して、第１の部材から第２の部材に渡る改質領域を内側部分内に形成することで、第１の部材と第２の部材とを接合することができる。このレーザ加工方法によれば、従来のように接合すべき２つの部材間に光吸収性部材を介在させる必要がないため、光透過性を有する部材同士の効率良い接合が可能となる。
【００１１】
ここで、多光子吸収という現象について簡単に説明する。材料の吸収のバンドギャップＥＧよりも光子のエネルギーｈνが小さいと光学的に透明となる。よって、材料に吸収が生じる条件はｈν＞ＥＧである。しかし、光学的に透明であっても、レーザ光の強度を非常に大きくするとｎｈν＞ＥＧの条件（ｎ＝２，３，４，・・・）で材料に吸収が生じる。この現象を多光子吸収という。従って、第１のレーザ光に対して光透過性を有する部材であっても、第１のレーザ光の集光点近傍で多光子吸収を発生させて改質領域を形成することができる。そして、このような第１のレーザ光の照射によって、第１の部材及び第２の部材の内側部分以外の部分が溶融等の損傷を受けることは殆どない。
【００１２】
なお、内側部分とは、第１の部材と第２の部材との接触面から第１の部材内部の所定深さまでの部分と、当該接触面から第２の部材内部の所定深さまでの部分とを合わせた部分を意味する。また、改質領域とは、多光子吸収又はそれと同等の光吸収によって第１及び第２の部材の何らかの性質が変化した領域を意味する。一例として、熱可塑性樹脂からなる部材の場合、改質領域として、一旦溶融して再固化した領域や、炭化した領域等が形成される。また、ガラスからなる部材の場合、改質領域として、微小クラックが集合した領域等が形成される。
【００１３】
また、第１の部材と第２の部材との接触面に集光点を合わせて第１のレーザ光を照射すれば、第１の部材から第２の部材に渡る改質領域を効率良く形成することができる。
【００１４】
また、内側部分内において第１の部材から第２の部材に集光点を移動させながら第１のレーザ光を照射すれば、第１の部材と第２の部材との接合をより強いものとすることができる。
【００１５】
また、接合の強度を向上させる観点から、第１の部材と第２の部材との接合予定ラインに沿って改質領域を連続させて形成してもよいし、或いは、接合の効率を向上させる観点から、第１の部材と第２の部材との接合予定ラインに沿って改質領域を断続的に複数形成してもよい。
【００１６】
また、改質領域を内側部分内に形成した後、改質領域に第２のレーザ光を照射して吸収させることが好ましい。これにより、第１の部材から第２の部材に渡る改質領域の範囲を拡大させて、第１の部材と第２の部材との接合の強度をより一層向上させることができる。
【００１７】
また、第２のレーザ光のエネルギー密度は、第１のレーザ光のエネルギー密度より低いことが好ましい。これにより、第２のレーザ光の照射において、第１の部材及び第２の部材の内側部分以外の部分が溶融等の損傷を受けるのを防止することができる。
【００１８】
なお、第１の部材及び第２の部材は、可視光線領域から赤外線領域までの波長の光に対して光透過性を有する材料からなる場合がある。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るレーザ加工方法の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２０】
［第１実施形態］
図１に示すように、レーザ加工装置１は、光透過性を有する第１の部材２と第２の部材３とを接合するための装置であり、３軸方向に移動可能なステージ４を有している。このステージ４上には、その上面と対面するように押圧板６がエアシリンダ７を介して取り付けられており、第１及び第２の部材２，３がサンプル台８上に載置された状態で設置される。なお、第１及び第２の部材２，３は、透明ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）からなる厚さ約５ｍｍのシート状部材である。また、押圧板６は、透明アクリルや透明ポリカーボネート等、光透過性を有する材料により形成されている。
【００２１】
この押圧板６の上方には、レーザ光源１１，１２を収容するヘッド１３が設置されている。レーザ光源１１は、ＱＳＷ−ＹＡＧ・ＤＰＳＳＬであり、周波数５００Ｈｚ，波長１０６４ｎｍでパルスレーザ光（第１のレーザ光）Ｌ１を出射する。このレーザ光源１１の前方には、レーザ光Ｌ１を下方に反射するミラー１４が設置されている。このミラー１４により下方に反射されたレーザ光Ｌ１は、その光路上に設置された集光レンズ１６によって集光され、押圧板６を透過してサンプル台８上の第１及び第２の部材２，３に照射される。これにより、レーザ光Ｌ１は、集光点Ｐ１においてビーム径２μｍ，エネルギー密度２３．９ＭＷ／ｃｍ２となる。
【００２２】
また、レーザ光源１２は、ＣＷ出力レーザダイオードであり、波長８０８ｎｍのＣＷレーザ光（第２のレーザ光）Ｌ２を出射する。このレーザ光源１２には、レーザ光Ｌ２を導光するのシングルファイバ（コア径６００μｍ）１７の一端側が接続されている。このシングルファイバ１７により導光されたレーザ光Ｌ２は、シングルファイバ１７の他端側に設置された集光レンズ１８によって集光され、押圧板６を透過してサンプル台８上の第１及び第２の部材２，３に照射される。これにより、レーザ光Ｌ２は、集光点Ｐ２においてビーム径２００μｍ，エネルギー密度５．３ｋＷ／ｃｍ２となる。
【００２３】
以上のように構成されたレーザ加工装置１を用いて、第１実施形態のレーザ加工方法では、次のようにして第１の部材２と第２の部材３とを接合する。なお、図２に示すように、第１の部材２と第２の部材３との接触面２１内に接合開始点２２及び接合終了点２３を設定し、接合開始点２２と接合終了点２３とを結ぶ直線を接合予定ライン２４とする。また、接触面２１と直交する方向をＺ軸方向、接合予定ライン２４に沿った方向をＹ軸方向、これらに直交する方向をＸ軸方向とする。
【００２４】
まず、第１の部材２上に第２の部材３を重ね合わせてサンプル台８上に載置し、このサンプル台８をステージ４上に設置する。続いて、エアシリンダ７により押圧板６を下降させ、押圧板６とサンプル台８とで第１及び第２の部材２，３を挟み込み、第１及び第２の部材２，３とを所定の圧力（例えば０．２Ｍｐａ）で圧接させる。
【００２５】
この状態で、パルスレーザ光Ｌ１の集光点Ｐ１を接合開始点２２に合わせる。そして、レーザ光源１１からレーザ光Ｌ１を出射させると共に、接合予定ライン２４に沿って接合終了点２３まで集光点Ｐ１を移動させる。この集光点Ｐ１の移動は、ヘッド１３に対してステージ４を１０ｍｍ／ｓの速度でＹ軸方向に移動させることで行われる。
【００２６】
このレーザ光Ｌ１の照射によって、図３に示すように、第１の部材２及び第２の部材３の内側部分２６内において多光子吸収が発生し、図４に示すように、第１の部材２から第２の部材３に渡る改質領域２７が、内側部分２６内において接合予定ライン２４に沿って連続した状態で形成される。このように、第１の部材２と第２の部材３との接触面２１に集光点Ｐ１を合わせてレーザ光Ｌ１を照射すると、第１の部材２から第２の部材３に渡る改質領域２７を一度のレーザ光Ｌ１の走査で効率良く形成することが可能となる。
【００２７】
この改質領域２７は、図３に示すように、第１の部材２から第２の部材３に渡って形成された溶融領域２７ａと、Ｚ軸方向に延びた断面形状で溶融領域２７ａの周囲に形成された変質領域２７ｂとを有している。ここで、溶融領域２７ａは、各部材２，３が一旦溶融して再固化した領域であり、変質領域２７ｂは、各部材２，３が炭化した領域であるものと考えられる。従って、第１の部材２と第２の部材３とは、主に、溶融領域２７ａによって融着された状態となり、互いに接合される。なお、改質領域２７のＺ軸方向における幅は約３ｍｍであり、Ｘ軸方向における幅は約１００μｍであった。
【００２８】
続いて、ＣＷレーザ光Ｌ２の集光点Ｐ２を接合開始点２２に合わせる。そして、レーザ光源１２からレーザ光Ｌ２を出射させると共に、接合予定ライン２４に沿って接合終了点２３まで集光点Ｐ２を移動させる。この集光点Ｐ２の移動は、ヘッド１３に対してステージ４を０．５ｍｍ／ｓの速度でＹ軸方向に移動させることで行われる。なお、第１及び第２の部材２，３は、改質領域２７によって既に接合されているため、第１及び第２の部材２，３に対して押圧板６により圧力をかけなくてもよい。
【００２９】
このレーザ光Ｌ２の照射においては、図５に示すように、レーザ光Ｌ２が改質領域２７によって吸収され、改質領域２７が加熱されることになる。これにより、Ｘ軸方向における改質領域２７の両側には、第１の部材２から第２の部材３に渡る新たな改質領域２８が形成される。この改質領域２８は、主に、一旦溶融して再固化した領域（すなわち、溶融領域）である。従って、第１の部材２と第２の部材３とは、改質領域２７に加え改質領域２８によっても融着された状態となり、両部材２，３同士の接合はより一層強いものとなる。なお、改質領域２８のＸ軸方向における幅は２〜３ｍｍであった。
【００３０】
以上のように、第１実施形態のレーザ加工方法によれば、レーザ光Ｌ１，Ｌ２に対して光透過性を有する部材２，３同士の接合であっても、従来のように両部材２，３間に光吸収性部材を介在させる必要がないため、第１の部材２と第２の部材３とを効率良く接合することができる。しかも、第１の部材２及び第２の部材３の内側部分２６内に改質領域２７，２８を形成しているため、発塵やガスの発生等を抑制することができる。
【００３１】
また、ＣＷレーザ光Ｌ２のエネルギー密度は、パルスレーザ光Ｌ１のエネルギー密度より低くとも、改質領域２７近傍で第１及び第２の部材２，３が溶融する程度に改質領域２７を加熱させ得るエネルギー密度であればよい。そのため、各部材２，３の外側表面等、内側部分２６以外の部分がＣＷレーザ光Ｌ２の照射によって溶融等の損傷を受けるのを防止することができる。
【００３２】
なお、パルスレーザ光Ｌ１の照射により形成された改質領域２７だけでも、第１の部材２と第２の部材３とを接合することが可能であるため、その接合の強度で十分であれば、ＣＷレーザ光Ｌ２の照射による改質領域２８の形成を行わなくてもよい。つまり、接合の強度と接合の効率とを比較考量し、改質領域２７の補強となる改質領域２８の形成を行うか否かを適宜決定すればよい。
【００３３】
そして、ＣＷレーザ光Ｌ２の照射による改質領域２８の形成を行わない場合であっても、上述したように接合予定ライン２４に沿って改質領域２７を連続させて形成すれば、例えば、接合予定ライン２４に沿って改質領域２７を断続的に形成した場合に比べ、第１の部材２と第２の部材３との接合の強度を向上させることができる。
【００３４】
［第２実施形態］
第２実施形態のレーザ加工方法では、上述したレーザ加工装置１を用いて、次のようにして第１の部材２と第２の部材３とを接合する。なお、第２実施形態においても、図２に示すように、接触面２１内に接合開始点２２及び接合終了点２３を設定し、接合開始点２２と接合終了点２３とを結ぶ直線を接合予定ライン２４とする。また、接触面２１と直交する方向をＺ軸方向、接合予定ライン２４に沿った方向をＹ軸方向、これらに直交する方向をＸ軸方向とする。
【００３５】
まず、第１の部材２上に第２の部材３を重ね合わせてサンプル台８上に載置し、このサンプル台８をステージ４上に設置する。続いて、エアシリンダ７により押圧板６を下降させ、押圧板６とサンプル台８とで第１及び第２の部材２，３を挟み込み、第１及び第２の部材２，３とを所定の圧力（例えば０．２Ｍｐａ）で接触させる。
【００３６】
この状態で、図６に示すように、Ｚ軸方向に沿って接合開始点２２から第１の部材２内部に所定距離（例えば２．５ｍｍ）入った始点Ｓ１にパルスレーザ光Ｌ１の集光点Ｐ１を合わせる。そして、レーザ光源１１からレーザ光Ｌ１を出射させると共に、Ｚ軸方向に沿って接合開始点２２から第２の部材３内部に所定距離（例えば２．５ｍｍ）入った終点Ｆ１まで集光点Ｐ１を移動させ、集光点Ｐ１が終点Ｆ１に到達した時点でレーザ光Ｌ１の出射を停止させる。この集光点Ｐ１の移動は、ヘッド１３に対してステージ４を１ｍｍ／ｓの速度でＺ軸方向に移動させることで行われる。
【００３７】
このレーザ光Ｌ１の照射によって、第１及び第２の部材２，３の内側部分２６内において多光子吸収が発生し、第１の部材２から第２の部材３に渡ってＺ軸方向に延在する棒状の改質領域３１が内側部分２６内に形成される。
【００３８】
続いて、図７に示すように、Ｙ軸方向に沿って始点Ｓ１から接合終了点２３側に所定距離（例えば１ｍｍ）離れた始点Ｓ２に集光点Ｐ１を合わせる。そして、レーザ光源１１からレーザ光Ｌ１を出射させると共に、Ｙ軸方向に沿って終点Ｆ１から接合終了点２３側に所定距離（例えば１ｍｍ）離れた終点Ｆ２まで集光点Ｐ１を移動させ、集光点Ｐ１が終点Ｆ２に到達した時点でレーザ光Ｌ１の出射を停止させる。
【００３９】
以降、このようなレーザ光Ｌ１の照射をｎ回繰り返し、内側部分２６内において、接合予定ライン２４に沿ってｎ個の改質領域３１を断続的に形成する。これらの改質領域３１は、図６に示すように、第１の部材２から第２の部材３に渡って形成された溶融領域３１ａと、Ｚ軸方向に延びた断面形状で溶融領域３１ａの周囲に形成された変質領域３１ｂとを有している。ここで、溶融領域３１ａは、各部材２，３が一旦溶融して再固化した領域であり、変質領域３１ｂは、各部材２，３が炭化した領域であるものと考えられる。従って、第１の部材２と第２の部材３とは、主に、溶融領域３１ａによって断続的に融着された状態となり、互いに接合される。なお、改質領域３１のＺ軸方向における幅は約８ｍｍであり、Ｘ軸方向における幅は約１００μｍであった。
【００４０】
続いて、ＣＷレーザ光Ｌ２の集光点Ｐ２を接合開始点２２に合わせる。そして、レーザ光源１２からレーザ光Ｌ２を出射させると共に、接合予定ライン２４に沿って接合終了点２３まで集光点Ｐ２を移動させる。このとき、レーザ光Ｌ２の発振をＯＮ／ＯＦＦさせて、接合予定ライン２４に沿って並んだｎ個の改質領域３１に対して選択的にレーザ光Ｌ２を照射する。なお、第１及び第２の部材２，３は、改質領域３１によって既に接合されているため、第１及び第２の部材２，３に対して押圧板６により圧力をかけなくてもよい。
【００４１】
このレーザ光Ｌ２の照射においては、図８に示すように、レーザ光Ｌ２が改質領域３１によって吸収され、改質領域３１が加熱されることになる。これにより、棒状の各改質領域３１には、第１の部材２から第２の部材３に渡る鍔状の新たな改質領域３２が形成される。この改質領域３２は、主に、一旦溶融して再固化した領域（すなわち、溶融領域）である。従って、第１の部材２と第２の部材３とは、改質領域３１に加え改質領域３２によっても融着された状態となり、両部材２，３同士の接合はより一層強いものとなる。なお、改質領域３２のＸ軸方向における幅は約３ｍｍであった。また、図９に示すように、各改質領域３１に形成された改質領域３２は互いに接続され、改質領域３１，３２は、接合予定ライン２４に沿って連続した状態となった。
【００４２】
以上のように、第２実施形態のレーザ加工方法によれば、第１実施形態のレーザ加工方法と同様、レーザ光Ｌ１，Ｌ２に対して光透過性を有する第１の部材２と第２の部材３とを効率良く接合することができる。
【００４３】
また、各改質領域３１の形成に際しては、内側部分２６内において第１の部材２から第２の部材３に集光点Ｐ１を移動させながらパルスレーザ光Ｌ１を照射している。これにより、改質領域３１においては、変質領域３１ｂだけでなく溶融領域３１ａも集光点Ｐ１の移動方向に沿って延びた形状となる。従って、第１の部材２と第２の部材３との接合をより強いものとすることができる。
【００４４】
しかも、接合予定ライン２４に沿って各改質領域３１を互いに離間させて断続的に形成しているため、例えば、接合予定ライン２４に沿って各改質領域３１を隣接させて形成した場合に比べ、第１の部材２と第２の部材３との接合の効率を向上させることができる。
【００４５】
なお、パルスレーザ光Ｌ１の照射により形成された改質領域３１だけでも、第１の部材２と第２の部材３とを接合することが可能であるため、その接合の強度で十部であれば、ＣＷレーザ光Ｌ２の照射による改質領域３２の形成を行わなくてもよい。つまり、第１実施形態のレーザ加工方法と同様に、接合の強度と接合の効率とを比較考量し、改質領域３１の補強となる改質領域３２の形成を行うか否かを適宜決定すればよい。
【００４６】
本発明は、上述した第１及び第２実施形態に限定されるものではない。例えば、上記各実施形態は、ＰＥＴからなる部材同士を接合する場合であったが、本発明はこれに限定されず、アクリル、ポリカーボネート、塩化ビニル等の熱可塑性樹脂やガラス等、可視光線領域から赤外線領域までの波長の光に対して光透過性を有する他の材料からなる部材同士の接合にも適用可能である。しかも、本発明は、互いに異種材料からなる部材同士の接合にも適用可能である。
【００４７】
なお、本発明における第１のレーザ光の照射条件は、多光子吸収又はそれと同等の光吸収を発生させるものであればよいが、改質領域を形成するための第１のレーザ光の集光点におけるエネルギー密度は次の通りである。すなわち、第１及び第２の部材がアクリルの場合は１５２ｋＷ／ｃｍ２、ポリカーボネートの場合は４６ｋＷ／ｃｍ２、塩化ビニルの場合は１５ｋＷ／ｃｍ２、ＰＥＴの場合は２５ｋＷ／ｃｍ２で改質領域が形成される。このとき、第１のレーザ光の他の条件については、レーザ光源：ＱＳＷ−ＹＡＧ・ＤＰＳＳＬ（２倍波），波長：５３２ｎｍ，パルス幅：４ｎｓ，集光点におけるビーム径：１５μｍ，１点に対する照射時間：１０ｓであった。
【００４８】
また、第１実施形態は、第１の部材２と第２の部材３との接触面２１にパルスレーザ光Ｌ１の集光点Ｐ１を合わせる場合であったが、第１の部材２から第２の部材３に渡る改質領域２７を形成することができれば、集光点Ｐ１が接触面２１から外れても構わない。更に、上記各実施形態は、接合予定ライン２４が直線の場合であったが、接合予定ライン２４は曲線であってもよいし、また、例えば格子状に設定するというように複数本設定してもよい。
【００４９】
そして、本発明は、次のような種々の用途に適用可能である。例えば、マイクロ液体チップにおいて、重ね合わされた２枚のアクリル板のうち、一方のアクリル板の接触面側に溝が形成されている場合に、当該溝の縁に沿って微小な幅（例えば１００μｍ）で改質領域を形成し、２枚のアクリル板を接合することができる。さらに、化粧品等の梱包用パッケージに使用される透明ＰＥＴフィルム同士を接着材を用いずに接合することができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るレーザ加工方法によれば、光透過性を有する部材同士を効率良く接合することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るレーザ加工方法を実施するためのレーザ加工装置の一例を示す図である。
【図２】本発明に係るレーザ加工方法における第１及び第２の部材の一例を示す図である。
【図３】図２に示す第１及び第２の部材のＡ−Ａ線に沿った部分断面図であって、第１実施形態におけるパルスレーザ光照射中の様子を示す図である。
【図４】図２に示す第１及び第２の部材のＢ−Ｂ線に沿った断面図であって、第１実施形態におけるパルスレーザ光照射後の様子を示す図である。
【図５】図２に示す第１及び第２の部材のＡ−Ａ線に沿った部分断面図であって、第１実施形態におけるＣＷレーザ光照射中の様子を示す図である。
【図６】図２に示す第１及び第２の部材のＡ−Ａ線に沿った部分断面図であって、第２実施形態におけるパルスレーザ光照射中の様子を示す図である。
【図７】図２に示す第１及び第２の部材のＢ−Ｂ線に沿った断面図であって、第２実施形態におけるパルスレーザ光照射後の様子を示す図である。
【図８】図２に示す第１及び第２の部材のＡ−Ａ線に沿った部分断面図であって、第２実施形態におけるＣＷレーザ光照射中の様子を示す図である。
【図９】図２に示す第１及び第２の部材のＢ−Ｂ線に沿った断面図であって、第２実施形態におけるＣＷレーザ光照射後の様子を示す図である。
【符号の説明】
２…第１の部材、３…第２の部材、２１…接触面、２４…接合予定ライン、２６…内側部分、２７，２８，３１，３２…改質領域、２７ａ，３１ａ…溶融領域（改質領域）、２７ｂ，３１ｂ…変質領域（改質領域）、Ｌ１…パルスレーザ光（第１のレーザ光）、Ｌ２…ＣＷレーザ光（第２のレーザ光）、Ｐ１，Ｐ２…集光点。

Claims (9)

  1. 光透過性を有する第１の部材と第２の部材とを接合するレーザ加工方法であって、
    互いに接触する前記第１の部材及び前記第２の部材の内側部分内に集光点を合わせて第１のレーザ光を照射し、前記内側部分内において多光子吸収を発生させて、前記第１の部材から前記第２の部材に渡る改質領域を前記内側部分内に形成することで、前記第１の部材と前記第２の部材とを接合することを特徴とするレーザ加工方法。
  2. 光透過性を有する第１の部材と第２の部材とを接合するレーザ加工方法であって、
    互いに接触する前記第１の部材及び前記第２の部材の内側部分内に集光点を合わせて第１のレーザ光を照射し、前記第１の部材から前記第２の部材に渡る改質領域を前記内側部分内に形成することで、前記第１の部材と前記第２の部材とを接合することを特徴とするレーザ加工方法。
  3. 前記第１の部材と前記第２の部材との接触面に集光点を合わせて前記第１のレーザ光を照射することを特徴とする請求項１又は２記載のレーザ加工方法。
  4. 前記内側部分内において前記第１の部材から前記第２の部材に集光点を移動させながら前記第１のレーザ光を照射することを特徴とする請求項１又は２記載のレーザ加工方法。
  5. 前記第１の部材と前記第２の部材との接合予定ラインに沿って前記改質領域を連続させて形成することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載のレーザ加工方法。
  6. 前記第１の部材と前記第２の部材との接合予定ラインに沿って前記改質領域を断続的に複数形成することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載のレーザ加工方法。
  7. 前記改質領域を前記内側部分内に形成した後、前記改質領域に第２のレーザ光を照射して吸収させることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項記載のレーザ加工方法。
  8. 前記第２のレーザ光のエネルギー密度は、前記第１のレーザ光のエネルギー密度より低いことを特徴とする請求項７記載のレーザ加工方法。
  9. 前記第１の部材及び前記第２の部材は、可視光線領域から赤外線領域までの波長の光に対して光透過性を有する材料からなることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項記載のレーザ加工方法。
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