TW201446376A - 雷射加工方法 - Google Patents

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Abstract

本發明之目的在於解決X-Y平台之速度必須降低的部位的加工不良。本發明之雷射加工方法，係使用雷射加工裝置，該雷射加工裝置具有：載置工件(6)且可於X及Y方向驅動的X-Y平台(7)、射出連續波或類似連續波雷射的雷射振盪器(1)、對從上述雷射振盪器(1)射出之連續波或類似連續波雷射(L1)高速地進行調變而使其成為脈衝雷射(L2)的調變器(3)、及能將上述脈衝雷射聚光於工件(6)上的光學系統；利用上述脈衝雷射，沿包含上述X-Y平台(7)之移動速度下降的部位的軌道，以固定間距進行槽加工或切斷加工；其中，可根據上述X-Y平台(7)之移動速度下降的部位中的速度降低程度而增加上述脈衝雷射的脈衝寬度。

Description

雷射加工方法
本發明係關於一種用於將黏附於基板之樹脂性片材的多餘部分切除的雷射加工方法。
近年來，為了保護於印刷基板或玻璃基板形成有電路之基板(以下，一般稱作基板)避免有損傷或污垢，而將樹脂性膜黏貼於基板上。
樹脂性膜係使用大於基板者，且需利用如圖7所示般之雷射加工機，將樹脂膜從基板伸出的部分切斷。工件6如圖8所示般，係黏附有樹脂膜62之基板61，且須沿基板61之外形切斷樹脂膜。將工件6載置於X-Y平台7，利用平台驅動部驅動X-Y平台7而使工件6移動。此處，利用X軸標尺9、Y軸標尺10檢測X-Y平台7的速度。雷射振盪控制部2藉由訊號S1對雷射振盪器1與聲光調變器3(以下稱作AOM)之控制部4進行控制。AOM控制部4與既定移動量檢測部11進行通訊(S3、S4)而對AOM3進行控制。已接受雷射振盪控制部2之訊號S1的雷射振盪器1射出連續波(CW)二氧化碳雷射，即連續波(CW)雷射L1。連續波雷射L1藉由AOM3而被調變成脈衝光L2之後，藉由光學系統5而聚光於工件6上，將樹脂膜62切斷。此外，該等雷射振盪控制部2與平台驅動部8，係藉由記憶有加工程式之未圖示的控制部而控制。
在如此之加工中已知有，例如，如專利文獻1之段落0010 或專利文獻2之段落0035所記載般，使用連續波雷射或將雷射振盪用之RF放電脈衝的持續時間(duration)設為80%左右以上而類似成為連續波雷射(以下，稱作類似連續波雷射)者，且利用AOM切取雷射脈衝，藉此能使雷射脈衝輸出穩定。
此外，當然亦已知有如專利文獻1之段落0009所記載般，使雷射脈衝週期與工件之移動速度同步地對加工間距進行控制。
若欲沿如圖8所示之具有圓弧部64之基板61的外形對樹脂膜62進行切斷，則必須於直線部63以高速進行加工，當靠近圓弧部64時減速，於圓弧部64以低速進行加工，當離開圓弧部64時再加速而以高速進行加工。
圖9表示習知現有之時序圖。上圖(A)為時序圖的示意圖，且表示X-Y平台之速度的變化與雷射脈衝列之時序。下圖(B)為雷射點之軌跡的示意圖。於減速區域，逐漸擴大脈衝間隔，於低速區域(圓弧部64)設成與速度同步的脈衝間隔，相反地於高速區域逐漸縮小脈衝間隔，並恢復為高速區域的脈衝間隔。藉此，使雷射點之軌跡的間距成為固定。
專利文獻1：日本特開2006-101764號公報(段落0009、段落0010)
專利文獻2：日本特開2013-063469號公報(段落0035)
在利用如上述(圖9)般的習知方法進行加工的情形，直線部63當然會被切斷，但存在有X-Y平台之速度須降低之部位即圓弧部64的加工不充分的問題。
本發明之目的在於解決X-Y平台之速度須降低之部位的加工不良。
為了達成本發明之目的，而得出了如下之能減少加工不良之雷射加工方法：使用雷射加工裝置，該雷射加工裝置具有：載置工件(6)且可於X及Y方向驅動的X-Y平台(7)、射出連續波或類似連續波雷射的雷射振盪器(1)、對從上述雷射振盪器(1)射出之連續波或類似連續波雷射(L1)高速地進行調變而使其成為脈衝雷射(L2)的調變器(3)、及能將上述脈衝雷射聚光於工件(6)上的光學系統；利用上述脈衝雷射，沿包含上述X-Y平台(7)之移動速度下降的部位的軌道，且以脈衝雷射點成為固定間距的方式調節脈衝間隔而進行槽加工或切斷加工；根據上述X-Y平台(7)之移動速度下降的部位中的速度降低程度，而增加上述脈衝雷射的脈衝寬度。推斷其原因係由於：藉由根據X-Y平台(7)之速度降低程度而增加脈衝寬度，能對因脈衝間隔已擴大而擴散的照射部附近的能量進行補充，從而能夠防止溫度降低。
另外，上述括號內的符號，係用於與圖式進行對照者，但其不會對申請專利範圍的記載造成任何影響。
能解決X-Y平台之速度須降低之部位的加工不良。
1‧‧‧雷射振盪器
2‧‧‧雷射振盪控制部
3‧‧‧聲光調變器(AOM)
4‧‧‧AOM控制部
5‧‧‧光學系統
6‧‧‧工件
61‧‧‧基板
62‧‧‧樹脂膜
63‧‧‧直線部
64‧‧‧圓弧部
7‧‧‧X-Y平台
8‧‧‧平台控制部
9‧‧‧X軸標尺
10‧‧‧Y軸標尺
11‧‧‧既定移動量檢測部
L1‧‧‧連續波(CW)雷射
L2‧‧‧脈衝雷射
圖1係本發明之時序圖(A)與雷射點的軌跡(B)的示意圖。
圖2係表示本發明之實際的雷射脈衝與X-Y平台速度的關係的圖式代用照片。
圖3係本發明之脈衝寬度設定的示例。
圖4係本發明之直線部的加工後的圖式代用照片。
圖5係本發明之圓弧部的加工後的圖式代用照片。
圖6係習知的圓弧部的加工後的圖式代用照片。
圖7係本發明之加工裝置的簡略圖。
圖8係本發明之工件的概略圖。
圖9係習知的時序圖(A)與雷射點的軌跡(B)的示意圖。
以下，利用圖式，針對本發明之加工方法的實施形態進行說明。圖1係本發明之時序圖(A)與雷射點的軌跡(B)的示意圖，圖2係表示實際的雷射脈衝與X-Y平台速度的關係的圖式代用照片。於圖8所示之工件6的直線部63中，以高速Vo驅動圖7中的X-Y平台7，將此時的雷射脈衝的寬度設為Pw1，脈衝間隔設為t1，且照射於工件6之雷射點的間隔為固定間距。在接近圓弧部64而進行減速的情形，為了使雷射點的間距相同，可知較佳為：不僅使雷射脈衝間隔以t1<t2<t3<t4的方式逐漸擴大，而且亦使脈衝寬度以Pw1<PW2<PW3<PW4的方式逐漸擴大。脈衝高度係為固定。於圓弧部64中，以低速VC驅動X-Y平台7，於已擴大的脈衝間隔(t4)與脈衝寬度(PW4)以與直線部相同的間距進行加工。在離開圓弧部64並進行加速的情形，與減速時相反地，為了使雷射點的間距相同而使雷射脈衝間隔以t4<t3<t2<t1、脈衝寬度以PW4<Pw3<PW2<Pw1的方式逐漸縮小，使X-Y平台7恢復為以高速Vo驅動。此處，雷射脈衝間隔，係根據X-Y平台的速度與雷射點的間距而自動決定。
雖在圖1中示意性地以較少的數量表示，但實際上係如圖2所示，僅加速或減速部分即為900脈衝左右，且階段性地變更脈衝寬度。該階段性的脈衝寬度目前係實驗性地決定。
圖3係脈衝寬度設定的示例，係為在將高速(Vo)設為100%而X-Y平台7的速度分別為為9%以上未滿12%、6%以上未滿9%、3%以上未滿6%、未滿3%時，使脈衝寬度分別增加10%、20%、30%、40%。此外，如本圖之設定般，已知若於X-Y平台7的速度較低之情形(尤其是較佳為60%以下)使脈衝寬度增加則效果較佳。在本例中係進行階段性的設定(最大為8階段)，但本發明中使用之裝置係利用AOM從CW雷射切取雷射脈衝者，能夠獲得自由的脈衝寬度，因此，亦可使用適當的函數而連續地變更脈衝寬度。
此處，本發明方法不僅適用於對樹脂膜62已黏附於基板61之工件6沿基板61之外形而對樹脂膜進行切斷的情形，亦適用於如下之情形：於工件6，沿交互地包含直線部與曲線部之軌道，以於該直線部為高速、於該曲線部為低速的方式移動；或者，於直線部當停止或加速時X-Y平台7的速度亦降低；更一般而言，可適用於如下情形：沿包含X-Y平台7之移動速度下降的部位的軌道，且以脈衝雷射點成為固定間距的方式調節脈衝間隔並進行槽加工或切斷加工。此外，曲線部並不限於圓弧，亦可為須使X-Y平台低速移動般之一般的曲線軌道。進一步地，調變器只要為可高速切換者即可，並不限於本實施例的AOM，亦可為光電調變器(EOM)等。
【實施例】
圖4及圖5表示利用上述方法進行了加工的示例。圖4為直 線部63的加工例，圖5為圓弧部64的加工例。基板61為玻璃，樹脂膜62為聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜。雷射輸出為8.0W，雷射點間距為25μm，於直線部之X-Y平台的速度為30m/min，於圓弧部的速度為2m/min，照射次數為7次。如此般可知，於直線部63當然充分地被加工，且於圓弧部64亦充分地被加工。
脈衝寬度之設定係經過試驗而決定之圖3的設定，因X-Y平台7的速度為2/30=0.067(6.7%)，因此於圓弧部64的脈衝寬度為較於直線部多20%的14.4μs。
<比較例>
圖6係表示習知的方法(圖9)中利用固定脈衝寬度(12.0μs)進行了加工時之圓弧部64加工後的狀態的圖式代用照片。由圓弧部64之加工槽變黑的情況可知，存在有表面已碳化的未加工樹脂殘留，且可知加工不充分。

Claims (5)

  1. 一種雷射加工方法，使用雷射加工裝置，該雷射加工裝置具有：載置工件且可於X及Y方向驅動的X-Y平台、射出連續波或類似連續波雷射的雷射振盪器、對從上述雷射振盪器射出之連續波或類似連續波雷射高速地進行調變而使其成為脈衝雷射的調變器、及能將上述脈衝雷射聚光於工件上的光學系統；利用上述脈衝雷射，沿包含上述X-Y平台之移動速度下降的部位的軌道，且以脈衝雷射點成為固定間距的方式調節脈衝間隔而進行槽加工或切斷加工；其特徵在於：根據上述X-Y平台之移動速度下降的部位中的速度降低程度，而增加上述脈衝雷射的脈衝寬度。
  2. 如申請專利範圍第1項之雷射加工方法，其中，將上述雷射振盪器設為RF放電式二氧化碳雷射。
  3. 如申請專利範圍第1項之雷射加工方法，其中，當使上述脈衝寬度與脈衝間隔之增減同步地增減時，係階段性地進行。
  4. 一種雷射加工裝置，具有：載置工件且可於X及Y方向驅動的X-Y平台、射出連續波或類似連續波雷射的雷射振盪器、對從上述雷射振盪器射出之連續波或類似連續波雷射高速地進行調變而使其成為脈衝雷射的調變器、及能使上述脈衝雷射聚光於工件上的光學系統；其特徵在於： 具有執行申請專利範圍第1至3項之加工方法的控制部。
  5. 一種程式，係使用於雷射加工裝置，且使雷射加工裝置之控制部執行申請專利範圍第1至3項之雷射加工方法，該雷射加工裝置具有：載置工件且可於X及Y方向驅動的X-Y平台、射出連續波或類似連續波雷射的雷射振盪器、對從上述雷射振盪器射出之連續波或類似連續波雷射高速地進行調變而使其成為脈衝雷射的調變器、及能使上述脈衝雷射聚光於工件上的光學系統。
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