專利名稱：激光切割方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種激光切割方法與裝置，尤其是涉及ー種由加工件底部上升至頂部加工形成連續(xù)改質(zhì)界面，對(duì)被加工物進(jìn)行非破壞性加工，適用于非直線形激光切割，并且可以有效降低激光切割加工時(shí)間的激光切割方法與裝置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)玻璃切割采用輪刀切割，但是針對(duì)各產(chǎn)業(yè)急速發(fā)展，尤其針對(duì)觸控面板相關(guān)產(chǎn)業(yè)而言，對(duì)于玻璃強(qiáng)度的要求越來越高，而這也造成傳統(tǒng)輪刀玻璃切割面臨困難，例如康寧(Gorilla glass)所生產(chǎn)的強(qiáng)化玻璃強(qiáng)度太強(qiáng)(> 120Kgf@l. 1mm)，比一般強(qiáng)化玻璃(例如Soda Lime強(qiáng)化玻璃)大六倍，當(dāng)使用傳統(tǒng)輪刀進(jìn)行強(qiáng)化玻璃切割吋，會(huì)有輪刀磨損過嚴(yán)重的問題，因此急需尋找其他替代方案。由于激光玻璃切割屬于非接觸式切割方法，不會(huì)有輪刀磨損的問題，能解決傳統(tǒng)輪刀磨損過嚴(yán)重的問題，近年來逐漸被廣泛應(yīng)用于高強(qiáng)度玻璃切割。目前一般業(yè)界常見的激光切割方法為使用C02激光切割玻璃，但是其切割方式大部分僅能進(jìn)行直線加工裂片，而難以對(duì)玻璃加工出非直線形圖案，例如，圓形、弧形或不規(guī)則任意曲線組合。此外，使用短脈沖激光，雖然可以直接對(duì)玻璃進(jìn)行破壞性加工，而直接加工出非直線形圖案，但卻面臨到所耗費(fèi)時(shí)間太久的問題。針對(duì)已知專利而言，如中國臺(tái)灣專利公告1270431「激光加工方法」，其提供ー種切斷加工物的方法，其技術(shù)特征在于聚焦于加工物的內(nèi)部，通過改變加工區(qū)的材料特性，使折射率改變，使加工物容易切斷，并可防止切斷時(shí)產(chǎn)生碎屑，但是由于該案聚焦于加工物的內(nèi)部，因此適用于直線切割，難以進(jìn)行圓形、弧形或不規(guī)則任意曲線組合的非直線形切割。其次，如美國專利7605344「Laser beam machining method, laser beammachining apparatus,and laser beam machining product」，其提供一種激光光線カロエ方法，利用多光子吸收，直接在加工物內(nèi)部進(jìn)行破壞性加工而產(chǎn)生空洞，因而更容易切斷目標(biāo)物，其技術(shù)特征在于利用多光子吸收(mult1-photo absorption),在加工物內(nèi)部形成微小空洞(cavity),其加工區(qū)融熔再固化(melted和re-solidified),使其狀態(tài)改變或結(jié)晶結(jié)構(gòu)改變(單晶化、多晶化、amorphous),其光斑間距(pitch)為I 7um,但是該案所提供的加工方法，必須采用超短脈沖激光，激光光源成本昂貴。其次，如中國專利CN101663125「鐳射加工方法及切割方法以及具有多層基板的結(jié)構(gòu)體的分割方法」，其ー邊形成空洞一邊掃描鐳射時(shí)，由于形成加工面，因而其后可以以較小的彎曲應(yīng)カ切割加工物。該案所提供的方法適用于兩塊基板面對(duì)面配置的情況，可用于液晶面板的玻璃基板分割，其技術(shù)特征在于對(duì)于加工物為透明波長的超短脈沖激光(< 1OOps)進(jìn)行聚光，從表面向加工物的背面照射，于加工物底部進(jìn)行破壞性加工而產(chǎn)生孔洞，使聚光后的激光光線腰位置與加工物的背面間隔開。該通道內(nèi)的物質(zhì)被鐳射分解并從加工物的背面排出，從而在上述通道中形成空洞。但是該案所提供的加工方法，必須采用超短脈沖激光，激光光源成本昂貴，且耗費(fèi)的加工時(shí)間長。
其他如中國臺(tái)灣專利公告1250060「利用激光的加工對(duì)象物切斷方法、預(yù)定切斷線形成方法及預(yù)定切斷線形成裝置」、日本專利JP2007130675「Laser scribing method」、日本專利 JP2009190069「Machining method and device for transparent substrate bylaser」、中國臺(tái)灣專利公告1330170「加工脆硬材料的方法」，都提出激光切割相關(guān)技術(shù)。針對(duì)已公開文獻(xiàn)，如刊物「Proc. of SPIEJ于2000年10月25日公開文獻(xiàn)「Lasercutting of glass」(作者 Christoph Hermanns)，其中第 219 226 頁揭露，其使用 C02 激光切割玻璃，井指出當(dāng)激光切割深度< IOOum時(shí)(Micro crack)，搭配冷卻后所造成的應(yīng)カ變化進(jìn)行裂片，可達(dá)到很快的切割速度，并有較佳的邊緣品質(zhì)。然而，利用全切的方式(Fullbody crack)雖然不用裂片，但需耗費(fèi)較長加工時(shí)間，并且產(chǎn)生較大的裂紋，品質(zhì)很差。其次，如干1j物「JournalOf Laser Applications」于 2008 年 10 月 10 日公開文獻(xiàn)I I'nermal stress analysis on laser scribing ot glass」(作者Koji Yamamoto,NoboruHasaka and Hideki Morita and Etsuji Ohmura)，其中第 193 200 頁揭露利用 C02 激光光源照射產(chǎn)生熱應(yīng)力，并搭配冷卻水噴射，進(jìn)行裂片切割，并分析激光光源與冷卻源距離不同，所造成裂紋邊緣的改變。其次，如干1j物「Opticsand Lasers in Engineering」于 2OO9 年 O3 月 25 日公開又獻(xiàn)「Cutting glass substrates with dual-laser beams」、作者 Junke Jiao andXinbing Wang)，其中第860 864頁揭露以低功率密度的離焦C02激光照射玻璃材料，不會(huì)使玻璃融化或蒸發(fā)，但可以產(chǎn)生急速升降的熱應(yīng)力。并利用聚焦C02激光由產(chǎn)生熱應(yīng)カ變化的地方，使玻璃隨著激光劃過地方產(chǎn)生裂紋。其次，如刊物「機(jī)械エ業(yè)雜志」于2009年02月13日公開文獻(xiàn)「PD玻璃基板激光切割技術(shù)概況」(作者林于中、蔡偉侖)，其中第43 55頁揭露比較十幾家公司不同激光切割玻璃技術(shù)，可看出目前大部分激光玻璃切割技木，仍然以C02激光(短脈沖激光成本較高)搭配預(yù)刻裂痕及冷卻系統(tǒng)，進(jìn)行裂片切割為主，有速度快及斷面平整等優(yōu)點(diǎn)。綜合上述現(xiàn)有專 利及公開文獻(xiàn)可知，激光切割技術(shù)雖然已被應(yīng)用于不同技術(shù)產(chǎn)業(yè)，但由于絕大部分激光切割方法及架構(gòu)都是采用C02激光，需搭配預(yù)刻裂痕，難以應(yīng)用在非直線加工，而若是對(duì)被加工物進(jìn)行破壞性加工，所耗費(fèi)的時(shí)間相對(duì)較久。另外激光光線聚焦于被加工物內(nèi)部時(shí)，會(huì)導(dǎo)致難以進(jìn)行圓形、弧形或不規(guī)則任意曲線組合的非直線形切割，部分現(xiàn)有專利雖然可將聚焦位置設(shè)定于加工件底面，但仍是以全切方式由加工件的頂面向下加工至加工件底面，仍屬于破壞性加工。此外，少部分激光切割雖然使用短脈沖激光，可以進(jìn)行非直線形切割，但是仍屬于破壞性加工，而且極為耗時(shí)，例如，以5W UV激光切割厚度為0. 7mm的玻璃，加工長度為50mm吋，必須以100mm/S的速度加工四百次，才能將玻璃切斷，其耗費(fèi)的加工時(shí)間至少需要二百秒。因此，如何能有一種適用于非直線形激光切割，并且可以有效降低激光切割加工時(shí)間的方法與架構(gòu)，是激光切割相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域人士急需要解決的重要課題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的缺失，本發(fā)明的目的在于提出一種激光切割方法與裝置，其由加工件底部上升至頂部加工形成連續(xù)改質(zhì)界面，對(duì)被加工物進(jìn)行非破壞性加工，適用于非直線形激光切割，并且可以有效降低激光切割加工時(shí)間。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出一種激光切割方法，用以切割一加工件，該加工件具有相対的一底面與ー頂面，于該底面與該頂面之間平行ー軸向形成該加工件的厚度，該激光切割方法包含由ー激光光源發(fā)出ー激光光線射向該加工件；由一透鏡將該激光光線聚焦于該加工件的該底面；由該激光光線于該加工件的該底面形成一第一改質(zhì)軌跡；平行于該軸向至少改變一次該激光光線的照射位置，使該激光光線于該加工件形成至少ー變焦聚焦點(diǎn)，該至少一變焦聚焦點(diǎn)的投影位置落于該第一改質(zhì)軌跡；以及由該激光光線以該至少ー變焦聚焦點(diǎn)為基準(zhǔn)，于該加工件形成一至少ー變焦改質(zhì)軌跡，該變焦改質(zhì)軌跡的投影位置與該第一改質(zhì)軌跡重疊，于該第一改質(zhì)軌跡與該變焦改質(zhì)軌跡之間的該加工件形成ー連續(xù)改質(zhì)界面。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明更提出一種激光切割裝置，其包含ー激光光源，用以發(fā)出ー激光光線；一透鏡；以及—雙焦點(diǎn)光路系統(tǒng)，設(shè)置于該激光光源與該透鏡之間，該雙焦點(diǎn)光路系統(tǒng)包括一分光鏡，提供該激光光源所發(fā)出的激光光線射入，并將該激光光線分光為ー第一激光光線以及一第二激光光線；一調(diào)控發(fā)散角鏡組，提供該第一激光光線射入，并改變?cè)摰谝患す夤饩€的發(fā)散角度；一合光鏡，用以將經(jīng)由該調(diào)控發(fā)散角鏡組改變發(fā)散角度的該第一激光光線，以及該第二激光光線整合為一道激光光線后，再射向一加工件的頂面。為使貴審查委員對(duì)于本發(fā)明的結(jié)構(gòu)目的和功效有更進(jìn)ー步的了解與認(rèn)同，茲配合圖示詳細(xì)說明如后。


圖1是用以執(zhí)行本發(fā)明的激光切割方法的一激光切割裝置的架構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的激光切割方法的流程圖；圖3是本發(fā)明的激光切割方法于加工件形成不同改質(zhì)軌跡的示意圖；圖4是加工件由連續(xù)改質(zhì)界面斷裂的示意圖；圖5及圖6是用以執(zhí)行本發(fā)明的激光切割方法的不同激光切割裝置的架構(gòu)示意圖；圖7至圖10是本發(fā)明的激光切割方法于加工件形成多個(gè)焦點(diǎn)位置所搭配的不同裝置實(shí)施例的架構(gòu)示意圖。主要元件符號(hào)說明10、50、60、70、80、90-激光切割裝置11、51、61、71、81、91_ 激光光源12、62-折射鏡13、53、63、73、93A 93C-透鏡20-加工件
20A-第一部分加工件20B-第二部分加工件2ト底面22-頂面30-激光切割方法流程31 35-步驟40-裂片機(jī)52-雙焦點(diǎn)光路系統(tǒng)521、92A 92C-分光鏡522-調(diào)控發(fā)散角鏡組523-合光鏡64-折射元件72-多光束分光繞射光學(xué)元件(DOE)74-掃描鏡82-漸進(jìn) 式多焦點(diǎn)鏡片A-軸向Dl-距離L-激光光線L1-第一激光光線L2-第二激光光線L3、L4、L5、L6、L7A、L7B、L7C-激光光線Pト聚焦點(diǎn)P2-變焦聚焦點(diǎn)P3、P4_ 焦點(diǎn)Tl-第一改質(zhì)軌跡T2-變焦改質(zhì)軌跡t-厚度
具體實(shí)施例方式以下將參照隨附的附圖來描述本發(fā)明為達(dá)成目的所使用的技術(shù)手段與功效，而以下附圖所列舉的實(shí)施例僅為輔助說明，以利貴審查委員了解，但本案的技術(shù)手段并不限于所列舉附圖。請(qǐng)參閱圖1所不一激光切割裝置10,其包括ー激光光源11、一折射鏡12、一透鏡13，激光光源11用以發(fā)射ー激光光線L，激光光線L射向折射鏡12后，折射朝向井通過透鏡13，激光光線L的波長小于lOOOOOnm，激光光線L的能量密度(f luence)大于100J/cm2，透鏡13為一高數(shù)值口徑(NA)的透鏡，其數(shù)值口徑位于0. 001 I之間。激光切割裝置10用以切割一加工件20，加工件20可為石英玻璃、硼硅玻璃或各種強(qiáng)化玻璃等材料，加工件20具有相対的一底面21與ー頂面22，于底面21與頂面22之間平行于ー軸向A形成該加工件20的厚度t，當(dāng)加工件20的底面21設(shè)置于一 X軸與Y軸構(gòu)成的平面吋，該軸向A為Z軸。激光光線L的聚焦景深(D印th of Focus)小于加工件20的厚度t。請(qǐng)參閱圖1至圖4所示，說明通過圖1的激光切割裝置10對(duì)加工件20進(jìn)行激光切割的方法流程30，其包括步驟31 :由激光光源11發(fā)出ー激光光線L，激光光線L射向折射鏡12后，折射朝向透鏡13并通過透鏡13，以平行于軸向A的方向射向加工件20的頂面22。步驟32 由透鏡13將激光光線L聚焦于加工件20的底面21，如第一、三圖所示的聚焦點(diǎn)Pl。步驟33 由激光光線L于加工件20的底面21形成一第一改質(zhì)軌跡Tl (如圖3所示)，第一改質(zhì)軌跡Tl的形式是依實(shí)際所需切割的形狀而設(shè)計(jì)，可為圓形、弧形或不規(guī)則任意曲線組合組合的非直線形，例如圖3所示于加工件20底面21形成一直線與圓弧構(gòu)成的第一改質(zhì)軌跡Tl。步驟34 :當(dāng)完成步驟33于加工件20底面21形成第一改質(zhì)軌跡Tl后，再以平行于軸向A的方向，改變激光光線L的照射位置，使激光光線L于加工件20形成一變焦聚焦點(diǎn)P2，變焦聚焦點(diǎn)P2平行于軸向A的投影位置落于第一改質(zhì)軌跡；如圖1所示，變焦聚焦點(diǎn)P2位于加工件20內(nèi)部，變焦聚焦點(diǎn)P2的水平高度高于聚焦點(diǎn)P1，且變焦聚焦點(diǎn)P2距離聚焦點(diǎn)Pl —距離D1，可通過調(diào)整激光光源11與調(diào)整加工件20的相對(duì)位置，達(dá)到改變激光光線L照射位置及聚焦位置的目的，例如，將加工件20固定，則調(diào)高激光光線L于軸向A的照射位置以得到變焦聚焦點(diǎn)P2。步驟35 :驅(qū)動(dòng)激光光線L以變焦聚焦點(diǎn)P2為基準(zhǔn)，于加工件20形成ー變焦改質(zhì)軌跡T2，變焦改質(zhì)軌跡T2的投影位置與第一改質(zhì)軌跡Tl重疊，于第一改質(zhì)軌跡Tl與變焦改質(zhì)軌跡T2之間的加工件20內(nèi)部形成ー連續(xù)改質(zhì)界面，如圖3所示，第一改質(zhì)軌跡Tl與變焦改質(zhì)軌跡T2形成ニ層式改質(zhì)軌跡。必須說明的是，由于激光光線L照射具有一范圍，因此可以依加工件20的厚度而 調(diào)整激光光線L的照射位置的激光重復(fù)率，例如設(shè)定激光重復(fù)率等于或小于50%，使連續(xù)改質(zhì)界面可以涵蓋加工件20的底面21及頂面22。當(dāng)加工件20厚度t較薄時(shí)，通過本實(shí)施例的第一改質(zhì)軌跡Tl與變焦改質(zhì)軌跡T2所形成的連續(xù)改質(zhì)界面即可以涵蓋加工件20的底面21及頂面22，若是加工件20厚度t較厚時(shí)，只要再改變激光光線L的照射位置，使激光光線L于加工件20形成其他的變焦聚焦點(diǎn)即可，例如，可改變激光光線L于加工件20形成高度不同的第一變焦聚焦點(diǎn)以及ー第二變焦聚焦點(diǎn)，第一變焦聚焦點(diǎn)位于加工件20內(nèi)部,第二變焦聚焦點(diǎn)位于加工件20的頂面22。以圖1所示裝置架構(gòu)，說明本發(fā)明所提出的激光切割方法，激光光線L波長為355nm，脈沖寬度小于30ns，搭配數(shù)值口徑為0. 28的透鏡13，以頻率40KHz，速度200mm/s，聚焦景深0. 035mm,能量密度800J/cm2，加工件20為厚度0. 7mm的強(qiáng)化玻璃，首先聚焦于加エ件20底面21，激光光線L以前述200mm/s的速度于加工件20底面21形成第一次改質(zhì)軌跡，而后平行于軸向A向上調(diào)整激光光線L的照射位置五次，毎次移動(dòng)距離為133 u m,速度降低以400mm/s的速度于加工件20內(nèi)部形成五次改質(zhì)軌跡，總共加工六次所形成的連續(xù)改質(zhì)界面即可以涵蓋加工件20的底面21及頂面22，由于加工件20于連續(xù)改質(zhì)界面的強(qiáng)度降低，因此可利用如圖1所示的一裂片機(jī)40輔助進(jìn)行裂片，如圖4所示，加工件20可由連續(xù)改質(zhì)界面的位置斷裂，形成第一部分加工件20A以及ー第二部分加工件20B。請(qǐng)參閱圖5所不的激光切割裝置50,其包括ー激光光源51、一透鏡53以及ー裂片機(jī)40,于激光光源51與透鏡53之間設(shè)有一雙焦點(diǎn)光路系統(tǒng)52,雙焦點(diǎn)光路系統(tǒng)52包括一分光鏡521、一調(diào)控發(fā)散角鏡組522以及ー合光鏡523,分光鏡521提供激光光源51所發(fā)出的激光光線L射入，并將激光光線L分光為一第一激光光線LI以及一第二激光光線L2,調(diào)控發(fā)散角鏡組522提供第一激光光線LI射入，并改變第一激光光線LI的發(fā)散角度，合光鏡523用以將經(jīng)由調(diào)控發(fā)散角鏡組522改變發(fā)散角度的第一激光光線LI，以及第ニ激光光線L2整合為一道激光光線L3后，再透過透鏡53射向加工件20的頂面22，本激光切割裝置50的特點(diǎn)在干，利用雙焦點(diǎn)光路系統(tǒng)52將原本単一焦點(diǎn)加工方式轉(zhuǎn)為兩個(gè)焦點(diǎn)加工方式，可提高制程效率，如圖5所示，可同時(shí)于加工件20的底面21及內(nèi)部形成焦點(diǎn)P3、P4。請(qǐng)參閱圖6所示的激光切割裝置60，其包括ー激光光源61、一折射鏡62、一透鏡63以及ー裂片機(jī)40，激光切割裝置60的特點(diǎn)在于透鏡63與加工件20之間設(shè)有一折射元件64，折射元件64可采用石英玻璃、硼硅玻璃或各種強(qiáng)化玻璃等材料，激光光線L先通過折射元件64后，再射向加工件20的頂面22，本激光切割裝置60的特點(diǎn)在于，激光光線L通過折射元件64，使在空氣與折射元件64界面產(chǎn)生折射后光線角度變小，即可達(dá)到迅速改變激光光線L聚焦位置，可于加工件20快速形成另ー聚焦點(diǎn)，提高制程效率。此外，本案也可搭配不同的裝置架構(gòu)，于加工件形成多個(gè)焦點(diǎn)位置，以提高制程效率，請(qǐng)參閱圖7至圖10所 示不同實(shí)施例。請(qǐng)參閱圖7所示的激光切割裝置70，其包括ー激光光源71、一多光束分光繞射光學(xué)兀件(DOE) 72、一透鏡73以及ー掃描鏡74,多光束分光繞射光學(xué)兀件(D0E)72可設(shè)置為單片或多片，其透過單片或多片的多光束分光繞射光學(xué)元件(DOE) 72，將激光光源71所發(fā)出的激光光線L分成多道激光光線L4,激光光線L4透過透鏡73及掃描鏡74作用之后,可形成多道激光光線L5于加工件20的単一平面上形成多個(gè)聚焦點(diǎn)。請(qǐng)參閱圖8所示的激光切割裝置80，其主要包括ー激光光源81以及ー漸進(jìn)式多焦點(diǎn)鏡片82。請(qǐng)參閱圖9所示，漸進(jìn)式多焦點(diǎn)鏡片82具有不同的聚焦區(qū)域821 824。由此，透過該漸進(jìn)式多焦點(diǎn)鏡片82，可將激光光源81所發(fā)出的激光光線L分成多道激光光線L6，因此可于加工件(圖中未示出)形成多個(gè)焦點(diǎn)位置。請(qǐng)參閱圖10所示的激光切割裝置90，其主要包括ー激光光源91、多個(gè)分光鏡92A 92C以及多個(gè)透鏡93A 93C，透過多個(gè)分光鏡92A 92C以及多個(gè)透鏡93A 93C，可將激光光源91所發(fā)出的激光光線L分成多道激光光線L7A L7C，因此可于加工件(圖中未示出)形成多個(gè)焦點(diǎn)位置。綜上所述，本發(fā)明提供的激光切割方法，其由加工件底部上升至頂部加工形成連續(xù)改質(zhì)界面，對(duì)加工件進(jìn)行非破壞性加工，不僅適用于非直線形激光切割，并且可以有效降低激光切割加工時(shí)間，如上述以切割厚度為0. 7mm的玻璃，加工長度為50mm為例，利用本發(fā)明所提供的方法及裝置進(jìn)行切割，以5W UV激光于一次200mm/s搭配五次400mm/s的速度，總共加工六次，即可將玻璃切斷，所耗費(fèi)時(shí)間不到一秒，相較于傳統(tǒng)以5W UV激光與IOOmm/s的速度加工四百次，至少需耗時(shí)二百秒才能將玻璃切斷，本發(fā)明可將加工速度提升至少二百倍，有利于應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)制造加工制程，可縮短加工時(shí)間，提升制造速度。附帶說明的是，本發(fā)明提供的激光切割方法，其所需的激光光線及透鏡的規(guī)格必須視所切割的加工件材質(zhì)及厚度不同而設(shè)定，依實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，若激光光線以頻率40KHz，速度小于lmm/s，能量密度大于2000J/cm2切割加工件吋，容易使加工件表面受到破壞，而無法在加工面底面形成改質(zhì)區(qū)，此外，若使用F值(焦距)為IOOmm的透鏡，聚焦景深為0. 886mm時(shí)，也無法在厚度0. 7mm的加工件底面形成改質(zhì)區(qū)。

以上所述的僅為本發(fā)明的實(shí)施例而已，當(dāng)不能以之限定本發(fā)明所實(shí)施的范圍。即大凡依本發(fā)明權(quán)利要求所作的均等變化與修飾，皆應(yīng)仍屬于本發(fā)明專利涵蓋的范圍內(nèi)，謹(jǐn)請(qǐng)貴審查委員明鑒，并祈惠準(zhǔn)，是所至禱。
權(quán)利要求
1.一種激光切割方法，用以切割一加工件，該加工件具有相對(duì)的底面與頂面，該激光切割方法包含 由一激光光源發(fā)出一激光光線射向該加工件； 由一透鏡將該激光光線聚焦于該加工件的該底面； 由該激光光線在該加工件的該底面形成一第一改質(zhì)軌跡；至少改變一次該激光光線的照射位置，使該激光光線在該加工件形成至少一變焦聚焦點(diǎn)，該至少一變焦聚焦點(diǎn)的投影位置落于該第一改質(zhì)軌跡； 由該激光光線以該至少一變焦聚焦點(diǎn)為基準(zhǔn)，于該加工件形成一至少一變焦改質(zhì)軌跡，該變焦改質(zhì)軌跡的投影位置與該第一改質(zhì)軌跡重疊，在該第一改質(zhì)軌跡與該變焦改質(zhì)軌跡之間的該加工件形成一連續(xù)改質(zhì)界面。
2.如權(quán)利要求1所述的激光切割方法，其中該激光光線具有一聚焦景深(DepthofFocus)，該聚焦景深小于該加工件的該厚度。
3.如權(quán)利要求1所述的激光切割方法，其中該激光光線具有一能量密度(fluence)，該能量密度大于100J/cm2。
4.如權(quán)利要求1所述的激光切割方法，其中該透鏡為一高數(shù)值口徑(NA)的透鏡，其數(shù)值口徑位于0. 001 I之間。
5.如權(quán)利要求1所述的激光切割方法，其改變一次該激光光線的照射位置，使該激光光線于該加工件形成一第一變焦聚焦點(diǎn)，該第一變焦聚焦點(diǎn)位于該加工件的該底面與該頂面之間的該加工件內(nèi)部。
6.如權(quán)利要求1所述的激光切割方法，其改變二次該激光光線的照射位置，使該激光光線于該加工件形成一第一變焦聚焦點(diǎn)以及一第二變焦聚焦點(diǎn)，該第一變焦聚焦點(diǎn)位于該加工件內(nèi)部，該第二變焦聚焦點(diǎn)位于該加工件的該頂面。
7.如權(quán)利要求1所述的激光切割方法，其中該激光光線的照射位置的激光重復(fù)率等于或小于50%。
8.如權(quán)利要求1所述的激光切割方法，其中該激光光線的波長小于lOOOOOnm。
9.如權(quán)利要求1所述的激光切割方法，其中該透鏡與該加工件之間設(shè)有一折射元件，該激光光線先通過該折射元件后，再射向該加工件的該頂面，以快速形成另一焦點(diǎn)。
10.如權(quán)利要求1所述的激光切割方法，其透過單片或多片的多光束分光繞射光學(xué)元件(DOE)，將該激光光源所發(fā)出的激光光線分成多道激光光線，再透過該透鏡于該加工件的單一平面上形成多個(gè)聚焦點(diǎn)。
11.如權(quán)利要求1所述的激光切割方法，其透過漸進(jìn)式多焦點(diǎn)鏡片，將該激光光源所發(fā)出的激光光線于該加工件形成多個(gè)焦點(diǎn)位置。
12.如權(quán)利要求1所述的激光切割方法，其透過多個(gè)分光鏡與多個(gè)透鏡，將該激光光源所發(fā)出的激光光線于該加工件形成多個(gè)焦點(diǎn)位置。
13.—種激光切割裝置，包含 激光光源，用以發(fā)出一激光光線； 透鏡；以及 雙焦點(diǎn)光路系統(tǒng)，設(shè)置于該激光光源與該透鏡之間，該雙焦點(diǎn)光路系統(tǒng)包括 分光鏡，提供該激光光源所發(fā)出的該激光光線射入，并將該激光光線分光為一第一激光光線以及一第二激光光線； 調(diào)控發(fā)散角鏡組，提供該第一激光光線射入，并改變?cè)摰谝患す夤饩€的發(fā)散角度；合光鏡，用以將經(jīng)由該調(diào)控發(fā)散角鏡組改變發(fā)散角度的該第一激光光線，以及該第二激光光線整合為一道激光光線后，再射向一加工件的頂面。
全文摘要
本發(fā)明公開一種激光切割方法與裝置，其用以切割具有相對(duì)的底面與頂面的加工件，在底面與頂面間平行于一軸向形成加工件厚度，由激光光源發(fā)出激光光線射向加工件，再由透鏡將激光光線聚焦于加工件底面，再由激光光線于加工件底面形成第一改質(zhì)軌跡，再平行于軸向至少改變一次激光光線的照射位置，于加工件形成至少一變焦聚焦點(diǎn)，變焦聚焦點(diǎn)的投影位置落于第一改質(zhì)軌跡，再由激光光線于變焦聚焦點(diǎn)于加工件形成一變焦改質(zhì)軌跡，變焦改質(zhì)軌跡的投影位置與第一改質(zhì)軌跡重疊，在第一改質(zhì)軌跡與變焦改質(zhì)軌跡之間形成一連續(xù)改質(zhì)界面。
文檔編號(hào)B23K26/06GK103030266SQ20111032815
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2011年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月4日
發(fā)明者李鈞函, 劉松河, 林于中 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院