TWI483802B - 雷射加工裝置及其方法 - Google Patents

Description

雷射加工裝置及其方法

一種雷射加工裝置及其方法，尤指一種用於切割之方法與其裝置。

近年人們的對於環保意識的重視，其係造成許多消耗性電子產品的發展趨勢亦朝向環保與節能減碳的趨勢發展，特別是發光裝置，現今能夠符合環保訴求的發光裝置係大都使用發光二極體(Light Emitting Diode,LED)。

目前發光二極體係使用晶粒所製成，而晶粒係切割一晶圓而得，目前係以紅外光超短脈衝雷射，以聚焦於基板內部，於不破壞表面的情況下，對基板內部加工，而達到切割裂片的目的。

但現今的發光二極體為了增進發光效率，故會於發光二極體的一面鍍有金，因金具有較高的反射率，故上述之切割方式係無法應用於鍍有金的發光二極體，所以為了達到切割之目的，目前業界會先剝除鍍金，再進行切割，如此無形中增加切割製程的繁複性、成本與時間，更有甚者，良率亦降低，所以如何改善切割製程仍有可討論的空間。

於一實施例，本揭露之技術手段在於提供一種雷射加工裝置，其具有：一雷射源，其係產生一切割光束；以及 一光學單元，其係設於該切割光束之路徑。

於另一實施例，本揭露復提供一種雷射加工方法，其包含有：一切割光束係移除一多層材料之反射層，而該切割光束係使該多層材料之透明層中形成有一焦點，該焦點為複數個；以及該些焦點係於該透明層中形成有一加工區域。

以下係藉由特定的具體實施例說明本揭露之實施方式，所屬技術領域中具有通常知識者可由本說明書所揭示之內容，輕易地瞭解本揭露。

請配合參考圖1所示，本揭露係一種雷射加工裝置，其係用於一多層材料1，該多層材料1具有一反射層10與一透明層11，反射層10係疊設於透明層11，透明層11之材料為藍寶石、玻璃、矽或高分子聚合物，反射層10為一不透光層，該不透光層之材料為一吸收物或一反射物，該吸收物或該反射物為一金屬或介電物質，如金。

該雷射加工裝置具有一雷射源20、一控制單元21與一光學單元22。

雷射源20係能夠為一脈衝雷射，該雷射源20係產生一切割光束200，該脈衝雷射之波長可選擇對反射層10具有一吸收率，該吸收率係≧20%，該透明層可選擇對該脈衝雷射之波長具有一吸收率，該吸收率係<20%。

控制單元21係電性連接雷射源20，控制單元21係能 夠控制雷射源20之爆發模式，該爆發模式為爆發數、脈衝發數、脈衝間距、脈衝強度或投射頻率，舉例而言，脈衝發數為至少一發至數萬發，脈衝間距為少於1奈秒(ns)，投射頻率(Irradiating Frequency)係小於1GHz，爆發模式之脈衝發數至少一發至數萬發，於不同的時間點該脈衝發數能夠為至少一發至數萬發，其係依實際狀態或多層材料之材質而定，該雷射波長為250nm至3000nm。

請配合參考圖3、圖4與圖5所示，如圖4所示，若每次雷射源20之爆發模式中脈衝發數為一發時，如圖5所示，單發脈衝發數為連續的數發，並且各發之間係有一時間間隔。

如圖3所示，切割光束200係能夠移除反射層10，並於透明層11形成一焦點201，於該反射層10所移除的區域僅能見到一道移除痕跡，該單一脈衝發數係應用於若反射層10較厚或雷射源20之能量較低時。

請配合參考圖8、圖9及圖10所示，如圖8所示，若雷射源20之爆發模式中脈衝發數為連續發數時，如圖9所示，該連續發數係為多個連續發數，並且各連續發數之間係有一時間間隔。

切割光束200係能夠移除反射層10，並於透明層11形成一焦點201，如圖10所示，於該反射層10所移除的區域能見到數道移除痕跡。

光學單元22係設於切割光束200的路徑，以使切割光束200能夠移除反射層10，而於透明層11中產生一焦點201，光學單元22能夠為一聚焦鏡，或者至少一聚焦鏡與 至少一偏光鏡之組合。

請配合參考圖2與圖1所示，本揭露係一種雷射加工方法，其係用於一多層材料1，該多層材料1具有一反射層10與一透明層11，反射層10係疊設於透明層11。

該雷射加工方法包含有：

S1：提供一切割光束200，該切割光束200係由一雷射源20所產生。

S2：切割光束200係通過光學單元22，並且移除反射層10，而於透明層11中產生一焦點201，一控制單元21係能夠控制雷射源20之爆發模式之爆發數、脈衝發數、脈衝間距、脈衝強度或投射頻率，而爆發模式之爆發數、該脈衝發數、脈衝間距、脈衝強度或投射頻率係為一加工參數，該加工參數係透過控制單元21所調整，以控制雷射源20。

S3：該切割光束200係移除該反射層10，而後使透明層11中形成有一加工區域；更進一步說明，如圖4所示，該爆發模式中脈衝發數為一發。

如圖5所示，該單一脈衝發數係能夠為連續，並且各單發之間係有一時間間隔。

當反射層10較薄或雷射源20之能量較高時，切割光束200於爆發模式中具有較高的能量，可移除反射層10，並且切割光束200於透明層11中產生一焦點201。

當反射層10較厚或雷射源20之能量較低時，該爆發模式中脈衝發數為至少一發至數萬發，可移除反射層10，而後切割光束200於透明層11中產生一焦點201。

請配合圖3所示，若雷射源20之爆發模式中脈衝發數為一發時，切割光束200係能夠移除反射層10，並於透明層11形成一焦點201。

如圖6所示，爆發模式之切割光束200為連續單一爆發，如圖9所示，並且各爆發之切割光束200係移除反射層10之數個區域，同樣地，透明層11亦具有複數個焦點201。

如圖7所示，若切割光束200或多層材料1移動速度較快時，則上述之數個區域係相通，而形成一切溝，則複數個焦點201係成為上述之加工區域110，使得多層材料1容易被切割。

請再配合參考圖10所示，若雷射源20之一個爆發模式中脈衝發數為多個連續發數時，如圖8所示，該一個爆發模式之切割光束200係能夠移除反射層10，並於透明層11形成一焦點201。

如圖8所示具有一個爆發數及圖9具有三個爆發數，該每個爆發數為連續脈衝發數，係每個爆發數具有多個脈衝發數，並且圖9各爆發模式中連續發數之間具有一時間間隔。

如圖6與圖7所示，各發之連續爆發模式之切割光束200係移除反射層10之數個區域，同樣地，透明層11亦具有複數個焦點201，該些區域係形成一切溝，複數個焦點201係成為上述之加工區域110。

綜合上述，本揭露係使用一雷射源，該雷射源能夠為一脈衝雷射，藉由控制該脈衝雷射的爆發模式，該爆發模 式為爆發數、脈衝發數、脈衝間距、脈衝強度或投射頻率，而設定切割光束之發數，以移除反射層，並於透明層中形成一加工區域。

若爆發模式為單一爆發，一切割光束的能量係能夠同時移除反射層，並於透明層中形成一焦點。

若爆發模式為連續爆發，其係應用於反射層較厚或雷射源之能量較低時，部分的切割光束係能夠移除反射層，部分的切割光束係能夠使透明層中形成一焦點。

假設多層材料為一鍍金之基材時，該基材為透明，本揭露即可以一切割光束，同時剝除鍍金，並切割基材，如此可簡化切割製程的繁複性、成本與時間，並能夠提升切割的良率。

惟以上所述之具體實施例，僅係用於例釋本揭露，而非用於限定本揭露之可實施範疇，於未脫離本揭露上揭之精神與技術範疇下，任何運用本揭露所揭示內容而完成之等效改變及修飾，均仍應為下述之申請專利範圍所涵蓋。

1‧‧‧多層材料

10‧‧‧反射層

11‧‧‧透明層

110‧‧‧加工區域

20‧‧‧雷射源

200‧‧‧切割光束

201‧‧‧焦點

21‧‧‧控制單元

22‧‧‧光學單元

圖1為本揭露之一種雷射加工裝置之示意圖。

圖2為本揭露之一種雷射加工方法之流程圖。

圖3為一多層材料經單一爆發之切割光束去除一反射層之示意圖。

圖4為一單一脈衝發數之示意圖。

圖5為多個單一脈衝發數之示意圖。

圖6為該去除反射層之多層材料之示意圖。

圖7為一具有加工區域之多層材料之示意圖。

圖8為一多個連續脈衝發數之示意圖。

圖9為多個接續之多個脈衝發數之示意圖。

圖10為一多層材料經連續爆發之切割光束去除一反射層之示意圖。

1‧‧‧多層材料

10‧‧‧反射層

11‧‧‧透明層

20‧‧‧雷射源

200‧‧‧切割光束

201‧‧‧焦點

21‧‧‧控制單元

22‧‧‧光學單元

Claims (20)

1. 一種雷射加工裝置，其係用於移除一多層材料之反射層，該多層層質具有一透明層，該雷射加工裝置具有：一雷射源，其係產生一切割光束；以及一光學單元，其係設於該切割光束之路徑；其中，該雷射源為一脈衝雷射，該脈衝雷射之波長對該反射層具有一吸收率，該吸收率係≧20%，該透明層對該脈衝雷射之波長具有一吸收率，該吸收率係<20%。
2. 如申請專利範圍第1項所述之雷射加工裝置，其進一步具有一控制單元，該控制單元係電性連接該雷射源。
3. 如申請專利範圍第2項所述之雷射加工裝置，其中該雷射源為一脈衝雷射，該控制單元係控制該雷射源之爆發模式之爆發數、脈衝發數、脈衝間距、脈衝強度、雷射波長或投射頻率。
4. 如申請專利範圍第3項所述之雷射加工裝置，其中該雷射波長為250奈米(nm)至3000奈米(nm)。
5. 如申請專利範圍第3項所述之雷射加工裝置，其中該脈衝間距係小於1奈秒(ns)。
6. 如申請專利範圍第3項所述之雷射加工裝置，其中該爆發數為至少一爆發，該脈衝發數為至少一發至數萬發。
7. 如申請專利範圍第1項所述之雷射加工裝置，其中該光學單元為一聚焦鏡，或者至少一聚焦鏡與至少一偏光鏡之組合。
8. 一種雷射加工方法，其包含有： 一切割光束係移除一多層材料之反射層，而該切割光束係使該多層材料之透明層中形成有一焦點，該焦點為複數個；以及該些焦點係於該透明層中形成有一加工區域；其中，該切割光束係由一雷射源所產生，該雷射源為一脈衝雷射，該脈衝雷射之波長對該反射層具有一吸收率，該吸收率係≧20%，該透明層對該脈衝雷射之波長具有一吸收率，該吸收率係<20%。
9. 如申請專利範圍第8項所述之雷射加工方法，其更具有一加工參數的調整，以控制該切割光束。
10. 如申請專利範圍第9項所述之雷射加工方法，其中該加工參數為一爆發模式之爆發數、一脈衝發數、一脈衝間距、一脈衝強度或一投射頻率。
11. 如申請專利範圍第10項所述之雷射加工方法，其中該雷射波長為250奈米(nm)至3000奈米(nm)。
12. 如申請專利範圍第10項所述之雷射加工方法，其中該脈衝間距係小於1奈秒(ns)。
13. 如申請專利範圍第10項所述之雷射加工方法，其中該爆發數為至少一爆發，該脈衝發數為至少一發至數萬發。
14. 如申請專利範圍第10項所述之雷射加工方法，其中該脈衝發數為一發，該單一脈衝發數係能夠為連續，並且各單發之間係有一時間間隔。
15. 如申請專利範圍第10項所述之雷射加工方法，其中該脈衝發數為多個連續發數，各連續發數之間具有一時間間隔。
16. 如申請專利範圍第9項所述之雷射加工方法，其中該切割光束係通過一光學單元，以移除該反射層，並於該透明層中形成有該焦點。
17. 如申請專利範圍第8項所述之雷射加工方法，其中該透明層之材質為藍寶石、玻璃、矽或高分子聚合物。
18. 如申請專利範圍第8項所述之雷射加工方法，其中該反射層為一不透光層。
19. 如申請專利範圍第18項所述之雷射加工方法，其中該不透光層之材料為一吸收物或一反射物。
20. 如申請專利範圍第19項所述之雷射加工方法，其中該吸收物或該反射物為一金屬介電物質。