JPH11123577A - 脆性材のレーザー加工方法 - Google Patents
脆性材のレーザー加工方法Info
- Publication number
- JPH11123577A JPH11123577A JP9288077A JP28807797A JPH11123577A JP H11123577 A JPH11123577 A JP H11123577A JP 9288077 A JP9288077 A JP 9288077A JP 28807797 A JP28807797 A JP 28807797A JP H11123577 A JPH11123577 A JP H11123577A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- brittle material
- laser beam
- laser
- pulse
- processing method
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/062—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam
- B23K26/0622—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam by shaping pulses
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/38—Removing material by boring or cutting
- B23K26/382—Removing material by boring or cutting by boring
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/40—Removing material taking account of the properties of the material involved
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C23/00—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments
- C03C23/0005—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments by irradiation
- C03C23/0025—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments by irradiation by a laser beam
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/50—Inorganic materials other than metals or composite materials
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/50—Inorganic materials other than metals or composite materials
- B23K2103/52—Ceramics
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 パルスレーザー光を用いた脆性材の加工にお
いて、脆性材にクラックを発生させることなく、能率よ
く孔明けなどの加工を施す。 【解決手段】 パルス幅５０〜２００，０００ns、繰返
し周波数２０〜２，０００Hzであるパルスレーザー光を
脆性材に１〜５回照射する毎に、０．１〜１０sの非照
射時間帯を設ける。パルスレーザー光は、脆性材表面で
吸収され、その部分を気化させるので、脆性体の表面を
加工することができる。パルスレーザー光を上記の条件
で照射することにより、脆性材の表面にクラックを発生
させずに、能率よく加工を施すことができる。
いて、脆性材にクラックを発生させることなく、能率よ
く孔明けなどの加工を施す。 【解決手段】 パルス幅５０〜２００，０００ns、繰返
し周波数２０〜２，０００Hzであるパルスレーザー光を
脆性材に１〜５回照射する毎に、０．１〜１０sの非照
射時間帯を設ける。パルスレーザー光は、脆性材表面で
吸収され、その部分を気化させるので、脆性体の表面を
加工することができる。パルスレーザー光を上記の条件
で照射することにより、脆性材の表面にクラックを発生
させずに、能率よく加工を施すことができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、被加工物の表面
にパルスレーザー光を照射し、このレーザー光のエネル
ギーを利用して、被加工物表面を加工する方法に関す
る。さらには、パルスレーザー光の照射のタイミングを
調整して、脆性材を破壊せずに侵食加工する方法に関す
る。
にパルスレーザー光を照射し、このレーザー光のエネル
ギーを利用して、被加工物表面を加工する方法に関す
る。さらには、パルスレーザー光の照射のタイミングを
調整して、脆性材を破壊せずに侵食加工する方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】脆性材の表面にレーザー光を照射し、そ
の表面を加工する方法が従来から知られている。レーザ
ー光は、マイクロ波よりも波長の短い可視光線・近赤外
線などであって、位相がよく揃い収束性もよいので、狭
い面積にきわめて高密度の光エネルギーを集中させるこ
とができる。このレーザー光の性質を利用することによ
り、機械式の加工方法では不可能な微細で緻密な加工
を、脆性材の表面に施すことができる。
の表面を加工する方法が従来から知られている。レーザ
ー光は、マイクロ波よりも波長の短い可視光線・近赤外
線などであって、位相がよく揃い収束性もよいので、狭
い面積にきわめて高密度の光エネルギーを集中させるこ
とができる。このレーザー光の性質を利用することによ
り、機械式の加工方法では不可能な微細で緻密な加工
を、脆性材の表面に施すことができる。
【０００３】レーザー光は、脆性材に照射されると、脆
性材の表面で瞬間的に吸収される。このレーザー光を吸
収した部分は、温度が瞬間的に高くなり、その部分だけ
が蒸発する。したがって、レーザー光を照射することに
より、非接触でありながら、脆性材の表面を侵食加工す
ることができる。
性材の表面で瞬間的に吸収される。このレーザー光を吸
収した部分は、温度が瞬間的に高くなり、その部分だけ
が蒸発する。したがって、レーザー光を照射することに
より、非接触でありながら、脆性材の表面を侵食加工す
ることができる。
【０００４】脆性材の表面を加工する方法としては、機
械式の接触研削方法が現在一般的である。この方法は、
研削時に振動や衝撃が発生し易く、脆性材の加工方法と
して好ましいものではない。なぜなら、脆性材は、その
名の通り、硬くかつ脆いので、振動あるいは衝撃に弱い
からである。対して、レーザーを使用する加工方法は、
脆性材と非接触であるので、振動もしくは衝撃が発生し
難い。すなわち、レーザーによる脆性材の加工方法は、
その表面に微細で緻密な加工が可能であり、かつ加工時
の割れもしくは破損を発生させ難くする効果も併せ持
つ。したがって、レーザーを使用する加工方法は、脆性
材の加工方法として好ましい。
械式の接触研削方法が現在一般的である。この方法は、
研削時に振動や衝撃が発生し易く、脆性材の加工方法と
して好ましいものではない。なぜなら、脆性材は、その
名の通り、硬くかつ脆いので、振動あるいは衝撃に弱い
からである。対して、レーザーを使用する加工方法は、
脆性材と非接触であるので、振動もしくは衝撃が発生し
難い。すなわち、レーザーによる脆性材の加工方法は、
その表面に微細で緻密な加工が可能であり、かつ加工時
の割れもしくは破損を発生させ難くする効果も併せ持
つ。したがって、レーザーを使用する加工方法は、脆性
材の加工方法として好ましい。
【０００５】しかし、レーザーを使用した脆性材の加工
方法においても、脆性材の割れもしくは破損が全くない
わけではなかった。これは、レーザー光を吸収した部分
が加熱蒸発した後に、その周辺に熱が残留し、熱応力が
発生するからである。熱応力が脆性材の許容範囲を超え
た場合は、その部分にクラックが発生し、脆性材の強度
が著しく低下する。ここで、クラックとは、脆性材の表
面の微少な傷のことである。クラックは、小さな力でも
脆性材内部に容易に進行するので、脆性材の強度を著し
く低下させる。すなわち、クラックが発生した脆性材
は、小さな振動などによっても容易に破損するようにな
る。
方法においても、脆性材の割れもしくは破損が全くない
わけではなかった。これは、レーザー光を吸収した部分
が加熱蒸発した後に、その周辺に熱が残留し、熱応力が
発生するからである。熱応力が脆性材の許容範囲を超え
た場合は、その部分にクラックが発生し、脆性材の強度
が著しく低下する。ここで、クラックとは、脆性材の表
面の微少な傷のことである。クラックは、小さな力でも
脆性材内部に容易に進行するので、脆性材の強度を著し
く低下させる。すなわち、クラックが発生した脆性材
は、小さな振動などによっても容易に破損するようにな
る。
【０００６】そこで、クラックを発生させない脆性材の
レーザー加工方法が、これまで様々に研究されてきた。
たとえば、「続・レーザー加工」（開発社出版：小林
昭著：４８ページ）には、ガラスを４００℃に加熱した
状態でレーザー加工を行うと、レーザー光の熱の残留に
よるクラックの発生が見られない旨の記載がされてい
る。
レーザー加工方法が、これまで様々に研究されてきた。
たとえば、「続・レーザー加工」（開発社出版：小林
昭著：４８ページ）には、ガラスを４００℃に加熱した
状態でレーザー加工を行うと、レーザー光の熱の残留に
よるクラックの発生が見られない旨の記載がされてい
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この方法に
は、以下のような問題点が存在した。すなわち、ガラス
全体を加熱するための大きな加熱設備が必要であるこ
と。加熱炉から受ける熱の影響を小さくするために、レ
ーザーを加熱炉から離しておかなければならないこと。
レーザーを加熱炉から離した場合、ガラスの表面でレー
ザー光の焦点を精度よく合わせることが難しいこと。レ
ーザー光の焦点を合わせるためのレンズを加熱炉の付近
まで近づけると、これらのレンズに含まれるセレン化亜
鉛ＺｎＳｅなどが熱により有毒ガスとなって発生する恐
れがあることなどである。
は、以下のような問題点が存在した。すなわち、ガラス
全体を加熱するための大きな加熱設備が必要であるこ
と。加熱炉から受ける熱の影響を小さくするために、レ
ーザーを加熱炉から離しておかなければならないこと。
レーザーを加熱炉から離した場合、ガラスの表面でレー
ザー光の焦点を精度よく合わせることが難しいこと。レ
ーザー光の焦点を合わせるためのレンズを加熱炉の付近
まで近づけると、これらのレンズに含まれるセレン化亜
鉛ＺｎＳｅなどが熱により有毒ガスとなって発生する恐
れがあることなどである。
【０００８】この発明は、このような従来技術に存在す
る問題点に着目してなされたものである。その目的とす
るところは、レーザーによる脆性材の加工において、脆
性材を加熱することなく、常温中で加工を行ってもその
表面にクラックを発生させない方法を提供することにあ
る。
る問題点に着目してなされたものである。その目的とす
るところは、レーザーによる脆性材の加工において、脆
性材を加熱することなく、常温中で加工を行ってもその
表面にクラックを発生させない方法を提供することにあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に記載の発明の脆性材のレーザー加工方
法は、パルス幅が５０〜２００，０００ns、繰返し周波
数が２０〜２，０００Hzであるパルスレーザー光を１〜
５回照射する毎に、０．１〜１０sの非照射時間帯を設
けるものである。
めに、請求項１に記載の発明の脆性材のレーザー加工方
法は、パルス幅が５０〜２００，０００ns、繰返し周波
数が２０〜２，０００Hzであるパルスレーザー光を１〜
５回照射する毎に、０．１〜１０sの非照射時間帯を設
けるものである。
【００１０】請求項２に記載の発明の脆性材のレーザー
加工方法は、請求項１に記載の発明において、パルスレ
ーザー光は炭酸ガスレーザー光であり、脆性材はガラス
またはセラミックであるものである。
加工方法は、請求項１に記載の発明において、パルスレ
ーザー光は炭酸ガスレーザー光であり、脆性材はガラス
またはセラミックであるものである。
【００１１】請求項３に記載の発明の脆性材のレーザー
加工方法は、請求項１に記載の発明において、パルスレ
ーザー光はＹＡＧレーザー光もしくはＹＬＦレーザー光
であり、脆性材はセラミックであるものである。
加工方法は、請求項１に記載の発明において、パルスレ
ーザー光はＹＡＧレーザー光もしくはＹＬＦレーザー光
であり、脆性材はセラミックであるものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て詳細に説明する。レーザーから脆性材の表面までのレ
ーザー光の光路を図１に示す。ただし、この形態に限る
ものではない。レーザー１から出力されたレーザー光２
は、ビームエクスパンダ３によって、そのビーム径を拡
げられる。このビームは、開口マスク４によってその径
を少し小さくされ、その後反射鏡５で脆性材７の方向に
反射される。さらに、このビームは、集光レンズ６によ
って徐々にその径が小さくなるように絞られて、脆性材
７の表面で焦点を合わされる。
て詳細に説明する。レーザーから脆性材の表面までのレ
ーザー光の光路を図１に示す。ただし、この形態に限る
ものではない。レーザー１から出力されたレーザー光２
は、ビームエクスパンダ３によって、そのビーム径を拡
げられる。このビームは、開口マスク４によってその径
を少し小さくされ、その後反射鏡５で脆性材７の方向に
反射される。さらに、このビームは、集光レンズ６によ
って徐々にその径が小さくなるように絞られて、脆性材
７の表面で焦点を合わされる。
【００１３】上述の通り、レーザー光は、脆性材の表面
で吸収されて、その部分の温度が急激に高くなる。温度
が高くなることにより、その部分が蒸発するので、脆性
材の表面が侵食加工される。この際、長時間連続でレー
ザー光を出力させると、脆性材の加工された部分の周辺
部に、クラックが頻繁に発生する。これは、加工に用い
られたレーザー光のエネルギーが、この部分の加工すな
わち蒸発にだけ利用されるのではなく、その周辺部に熱
として蓄積するからである。つまり、侵食加工されたそ
の周辺部に残った熱（以下、蓄熱と称する）が、脆性材
の熱膨張を引き起こし、結果としてクラックを発生させ
る。
で吸収されて、その部分の温度が急激に高くなる。温度
が高くなることにより、その部分が蒸発するので、脆性
材の表面が侵食加工される。この際、長時間連続でレー
ザー光を出力させると、脆性材の加工された部分の周辺
部に、クラックが頻繁に発生する。これは、加工に用い
られたレーザー光のエネルギーが、この部分の加工すな
わち蒸発にだけ利用されるのではなく、その周辺部に熱
として蓄積するからである。つまり、侵食加工されたそ
の周辺部に残った熱（以下、蓄熱と称する）が、脆性材
の熱膨張を引き起こし、結果としてクラックを発生させ
る。
【００１４】したがって、脆性材のレーザー加工方法に
おいて、クラックを発生させないためには、蓄熱を防ぐ
必要がある。この蓄熱を防止するために、この発明は、
レーザー光の照射のタイミングを調整する。すなわち、
パルス幅が５０〜２００，０００ns、繰返し周波数が２
０〜２，０００Hzであるパルスレーザー光を用いて、こ
のパルスレーザー光を１〜５回照射する毎に、０．１〜
１０sのレーザー光の非照射時間帯を設ける。ここで、
パルス幅とは、１回のレーザー光照射時間のことであ
る。なお、１回のレーザー光の照射を単パルスと称す
る。また、繰り返し周波数とは、１秒間当たりの単パル
スの数のことである。
おいて、クラックを発生させないためには、蓄熱を防ぐ
必要がある。この蓄熱を防止するために、この発明は、
レーザー光の照射のタイミングを調整する。すなわち、
パルス幅が５０〜２００，０００ns、繰返し周波数が２
０〜２，０００Hzであるパルスレーザー光を用いて、こ
のパルスレーザー光を１〜５回照射する毎に、０．１〜
１０sのレーザー光の非照射時間帯を設ける。ここで、
パルス幅とは、１回のレーザー光照射時間のことであ
る。なお、１回のレーザー光の照射を単パルスと称す
る。また、繰り返し周波数とは、１秒間当たりの単パル
スの数のことである。
【００１５】この発明は、パルスレーザー光を上記のよ
うに照射することにより、蓄熱をパルス幅の隙間で放出
させ、蓄熱された部分の温度を下げることができる。さ
らに、このパルスレーザー光を１〜５回照射する毎に、
０．１〜１０sの非照射時間帯を設けることにより、蓄
熱をさらに効果的に放出させることができる。すなわ
ち、この発明は、パルス幅の隙間の他に、非照射時間帯
を意識的に設けることにより、蓄熱を効果的に防止す
る。そして、蓄熱が防止されることにより、クラックが
発生し難くなる。
うに照射することにより、蓄熱をパルス幅の隙間で放出
させ、蓄熱された部分の温度を下げることができる。さ
らに、このパルスレーザー光を１〜５回照射する毎に、
０．１〜１０sの非照射時間帯を設けることにより、蓄
熱をさらに効果的に放出させることができる。すなわ
ち、この発明は、パルス幅の隙間の他に、非照射時間帯
を意識的に設けることにより、蓄熱を効果的に防止す
る。そして、蓄熱が防止されることにより、クラックが
発生し難くなる。
【００１６】蓄熱を防ぎクラックの発生を防止するに
は、パルス幅を短くし、繰返し周波数を小さくすればよ
い。しかしながら、このような照射をすると、加工能率
が極めて悪くなる。この発明は、上記の条件でパルスレ
ーザー光を照射することにより、クラックを発生させず
に加工能率を高く維持することができる。
は、パルス幅を短くし、繰返し周波数を小さくすればよ
い。しかしながら、このような照射をすると、加工能率
が極めて悪くなる。この発明は、上記の条件でパルスレ
ーザー光を照射することにより、クラックを発生させず
に加工能率を高く維持することができる。
【００１７】上記パルスレーザーが炭酸ガスレーザーで
ある場合は、ガラスおよびセラミックなどの幅広い脆性
材にこの発明を適用することができる。これは、炭酸ガ
スレーザー光のピーク波長が１０．６μmであり、また
ガラスおよびセラミックがこの波長の光を効率よく吸収
できるからである。
ある場合は、ガラスおよびセラミックなどの幅広い脆性
材にこの発明を適用することができる。これは、炭酸ガ
スレーザー光のピーク波長が１０．６μmであり、また
ガラスおよびセラミックがこの波長の光を効率よく吸収
できるからである。
【００１８】現在脆性材は数多く存在するが、中でもガ
ラスは、表面の平滑性もしくは透明性といった特徴を有
しており、幅広い分野で使用されている。しかしなが
ら、ガラスは、振動あるいは衝撃に非常に弱く、その加
工が極めて困難であった。したがって、この発明は、ガ
ラスの表面加工に最適である。
ラスは、表面の平滑性もしくは透明性といった特徴を有
しており、幅広い分野で使用されている。しかしなが
ら、ガラスは、振動あるいは衝撃に非常に弱く、その加
工が極めて困難であった。したがって、この発明は、ガ
ラスの表面加工に最適である。
【００１９】さらには、パルスレーザーがＹＡＧもしく
はＹＬＦレーザーである場合は、脆性材がセラミックで
あることが好ましい。ＹＡＧもしくはＹＬＦレーザー
は、その装置が簡素で、設備導入が極めて容易であると
いう特徴を有する。しかし、ＹＡＧレーザー光はピーク
波長が１．０６μmであり、ＹＬＦレーザー光はピーク
波長が１．０５μmであるので、脆性材の中でも吸収波
長域の広いセラミックにのみ利用できる。
はＹＬＦレーザーである場合は、脆性材がセラミックで
あることが好ましい。ＹＡＧもしくはＹＬＦレーザー
は、その装置が簡素で、設備導入が極めて容易であると
いう特徴を有する。しかし、ＹＡＧレーザー光はピーク
波長が１．０６μmであり、ＹＬＦレーザー光はピーク
波長が１．０５μmであるので、脆性材の中でも吸収波
長域の広いセラミックにのみ利用できる。
【００２０】
【実施例】以下、実施例および比較例により、この発明
をさらに具体的に説明する。 （レーザー照射方法）図１に記載の装置を用いて、ガラ
ス板７にパルスレーザー光２を照射した。レーザー１は
炭酸ガスレーザーであって、ここから出力されるパルス
レーザー光２は、波長１０．６μm、パルス幅６０μsで
あり、繰り返し周波数が１kHzである。また、パルスレ
ーザー光２の単パルス１１のエネルギー量は、４０mJで
ある。
をさらに具体的に説明する。 （レーザー照射方法）図１に記載の装置を用いて、ガラ
ス板７にパルスレーザー光２を照射した。レーザー１は
炭酸ガスレーザーであって、ここから出力されるパルス
レーザー光２は、波長１０．６μm、パルス幅６０μsで
あり、繰り返し周波数が１kHzである。また、パルスレ
ーザー光２の単パルス１１のエネルギー量は、４０mJで
ある。
【００２１】パルスレーザー光２は、ビームエクスパン
ダ３によって、その径を４倍に拡張され、開口マスク４
を通過して反射鏡５に達する。開口マスク４は、中心部
に直径３０mmの円の切り欠きがあり、パルスレーザー光
２のビームの形状と大きさとを調整する役割を果たす。
その後、パルスレーザー光２は、反射鏡５でガラス板７
の方向に反射され、集光レンズ６によって収束される。
集光レンズ６は、焦点距離が１００mmであって、パルス
レーザー光２がガラス板７の表面で焦点を結ぶように設
定されている。
ダ３によって、その径を４倍に拡張され、開口マスク４
を通過して反射鏡５に達する。開口マスク４は、中心部
に直径３０mmの円の切り欠きがあり、パルスレーザー光
２のビームの形状と大きさとを調整する役割を果たす。
その後、パルスレーザー光２は、反射鏡５でガラス板７
の方向に反射され、集光レンズ６によって収束される。
集光レンズ６は、焦点距離が１００mmであって、パルス
レーザー光２がガラス板７の表面で焦点を結ぶように設
定されている。
【００２２】図２には、時間の経過に対するパルスレー
ザー光２の照射および非照射の関係を示す。単パルス１
１は、１回のレーザー光の照射であって、パルス幅１２
は、単パルス１１の照射時間である。この実施例では、
パルス幅は６０μsである。単パルス周期１３は、単パ
ルス１１の間隔であって、繰り返し周波数の逆数であ
る。非照射時間帯１４は、意識的に照射をしない時間で
あり、０．１〜１０sの間で変更することができる。ま
た、非照射時間帯１４は、単パルス１１が一定回数照射
される毎に設けられる。なお、非照射時間帯１４の間の
単パルス１１の数を、パルス数と称する。この実施例に
おいて、パルス数は、１〜５回の間で任意に設定され
る。パルス数は、一定でもよいし、順次変化させてもよ
い。
ザー光２の照射および非照射の関係を示す。単パルス１
１は、１回のレーザー光の照射であって、パルス幅１２
は、単パルス１１の照射時間である。この実施例では、
パルス幅は６０μsである。単パルス周期１３は、単パ
ルス１１の間隔であって、繰り返し周波数の逆数であ
る。非照射時間帯１４は、意識的に照射をしない時間で
あり、０．１〜１０sの間で変更することができる。ま
た、非照射時間帯１４は、単パルス１１が一定回数照射
される毎に設けられる。なお、非照射時間帯１４の間の
単パルス１１の数を、パルス数と称する。この実施例に
おいて、パルス数は、１〜５回の間で任意に設定され
る。パルス数は、一定でもよいし、順次変化させてもよ
い。
【００２３】（実施例１）図１に記載のレーザーを用い
て、厚さ０．７mmのガラス板７に貫通孔を明けた。この
とき、パルス数は１回であり、非照射時間帯１４は０．
２sであった。ガラス板に貫通孔が明くまでに、単パル
ス１１が２０回照射された。この貫通孔は、直径２００
μmの円柱状で、ガラス板にクラックの発生は無かっ
た。この実施例、以下の実施例および比較例の条件と結
果とを、下記表１に示す。
て、厚さ０．７mmのガラス板７に貫通孔を明けた。この
とき、パルス数は１回であり、非照射時間帯１４は０．
２sであった。ガラス板に貫通孔が明くまでに、単パル
ス１１が２０回照射された。この貫通孔は、直径２００
μmの円柱状で、ガラス板にクラックの発生は無かっ
た。この実施例、以下の実施例および比較例の条件と結
果とを、下記表１に示す。
【００２４】（実施例２）実施例１において、パルス数
を２回として、ガラス板に貫通孔を明けた。単パルスが
２０回照射された時点で、ガラス板に貫通孔が明いた。
貫通孔は、直径２００μmの円柱状で、ガラス板にクラ
ックの発生は無かった。
を２回として、ガラス板に貫通孔を明けた。単パルスが
２０回照射された時点で、ガラス板に貫通孔が明いた。
貫通孔は、直径２００μmの円柱状で、ガラス板にクラ
ックの発生は無かった。
【００２５】（実施例３）実施例１において、パルス数
を５回として、ガラス板に貫通孔を明けた。単パルスが
２０回照射された時点で、ガラス板に貫通孔が明いた。
貫通孔は、直径２００μmの円柱状で、ガラス板にクラ
ックの発生は無かった。
を５回として、ガラス板に貫通孔を明けた。単パルスが
２０回照射された時点で、ガラス板に貫通孔が明いた。
貫通孔は、直径２００μmの円柱状で、ガラス板にクラ
ックの発生は無かった。
【００２６】（比較例１）実施例１において、パルス数
を６回として、ガラス板に貫通孔を明けた。単パルスが
２０回照射された時点で、ガラス板に貫通孔が明いた。
貫通孔は、直径２００μmの円柱状で、ガラス板にクラ
ックが発生した。
を６回として、ガラス板に貫通孔を明けた。単パルスが
２０回照射された時点で、ガラス板に貫通孔が明いた。
貫通孔は、直径２００μmの円柱状で、ガラス板にクラ
ックが発生した。
【００２７】
【表１】 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− パルス数 単パルス照射回数 クラックの発生 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 実施例１ １ ２０ なし 実施例２ ２ ２０ なし 実施例３ ５ ２０ なし 比較例１ ６ ２０ あり −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
【００２８】
【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るため、次のような効果を奏する。請求項１に記載の発
明の脆性材のレーザー加工方法によれば、パルス幅が５
０〜２００，０００ns、繰返し周波数が２０〜２，００
０Hzであるパルスレーザー光を１〜５回照射する毎に、
０．１〜１０sの非照射時間帯を設けるので、脆性材に
クラックを発生させることなく、能率よく加工を施すこ
とができる。
るため、次のような効果を奏する。請求項１に記載の発
明の脆性材のレーザー加工方法によれば、パルス幅が５
０〜２００，０００ns、繰返し周波数が２０〜２，００
０Hzであるパルスレーザー光を１〜５回照射する毎に、
０．１〜１０sの非照射時間帯を設けるので、脆性材に
クラックを発生させることなく、能率よく加工を施すこ
とができる。
【００２９】請求項２に記載の発明の脆性材のレーザー
加工方法によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え
て、パルスレーザー光は炭酸ガスレーザー光であり、脆
性材はガラスまたはセラミックであるので、これらの脆
性材に対してクラックを発生させること無く、能率よく
加工を施すことができる。
加工方法によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え
て、パルスレーザー光は炭酸ガスレーザー光であり、脆
性材はガラスまたはセラミックであるので、これらの脆
性材に対してクラックを発生させること無く、能率よく
加工を施すことができる。
【００３０】請求項３に記載の発明の脆性材のレーザー
加工方法によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え
て、パルスレーザー光はＹＡＧレーザー光もしくはＹＬ
Ｆレーザー光であり、脆性材はセラミックであるので、
簡素なレーザー装置を用いて、セラミックの表面にクラ
ックを発生させること無く、能率よく加工を施すことが
できる。
加工方法によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え
て、パルスレーザー光はＹＡＧレーザー光もしくはＹＬ
Ｆレーザー光であり、脆性材はセラミックであるので、
簡素なレーザー装置を用いて、セラミックの表面にクラ
ックを発生させること無く、能率よく加工を施すことが
できる。
【図１】実施例および比較例で使用したレーザーの概略
図である
図である
【図２】パルスレーザー光の照射のタイミングを示した
図である
図である
１ レーザー ２ レーザー光 ３ ビームエクスパンダ ４ 開口マスク ５ 反射鏡 ６ 集光レンズ ７ ガラス板 １０ 時間軸 １１ 単パルス １２ パルス幅 １３ 単パルス周期 １４ 非照射時間帯
Claims (3)
- 【請求項１】 パルス幅が５０〜２００，０００ns、繰
り返し周波数が２０〜２，０００Hzであるパルスレーザ
ー光を１〜５回照射する毎に、０．１〜１０sの非照射
時間帯を設ける脆性材のレーザー加工方法。 - 【請求項２】 前記パルスレーザー光は炭酸ガスレーザ
ー光であり、脆性材はガラスもしくはセラミックである
請求項１に記載の脆性材のレーザー加工方法。 - 【請求項３】 前記パルスレーザー光はＹＡＧレーザー
光もしくはＹＬＦレーザー光であり、脆性材はセラミッ
クである請求項１に記載の脆性材のレーザー加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9288077A JPH11123577A (ja) | 1997-10-21 | 1997-10-21 | 脆性材のレーザー加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9288077A JPH11123577A (ja) | 1997-10-21 | 1997-10-21 | 脆性材のレーザー加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11123577A true JPH11123577A (ja) | 1999-05-11 |
Family
ID=17725510
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9288077A Pending JPH11123577A (ja) | 1997-10-21 | 1997-10-21 | 脆性材のレーザー加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11123577A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002113587A (ja) * | 2000-10-10 | 2002-04-16 | Ricoh Microelectronics Co Ltd | レーザ加工方法及びレーザ加工装置 |
| US6705914B2 (en) | 2000-04-18 | 2004-03-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of forming spherical electrode surface for high intensity discharge lamp |
| US7137859B2 (en) | 2001-08-06 | 2006-11-21 | Nec Corporation | High-pressure discharge lamp |
| WO2005062343A3 (de) * | 2003-12-22 | 2007-08-09 | Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh | Elektrode für eine hochdruckentladungslampe |
| US7674395B2 (en) * | 1999-11-30 | 2010-03-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Laser etching method and apparatus therefor |
| JP2015006677A (ja) * | 2013-06-25 | 2015-01-15 | ビアメカニクス株式会社 | レーザ穴明け加工方法 |
| US9688563B2 (en) | 2015-11-16 | 2017-06-27 | Asahi Glass Company, Limited | Apparatus and method for forming holes in glass substrate |
-
1997
- 1997-10-21 JP JP9288077A patent/JPH11123577A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7674395B2 (en) * | 1999-11-30 | 2010-03-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Laser etching method and apparatus therefor |
| US6705914B2 (en) | 2000-04-18 | 2004-03-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of forming spherical electrode surface for high intensity discharge lamp |
| JP2002113587A (ja) * | 2000-10-10 | 2002-04-16 | Ricoh Microelectronics Co Ltd | レーザ加工方法及びレーザ加工装置 |
| US7137859B2 (en) | 2001-08-06 | 2006-11-21 | Nec Corporation | High-pressure discharge lamp |
| WO2005062343A3 (de) * | 2003-12-22 | 2007-08-09 | Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh | Elektrode für eine hochdruckentladungslampe |
| JP2015006677A (ja) * | 2013-06-25 | 2015-01-15 | ビアメカニクス株式会社 | レーザ穴明け加工方法 |
| US9688563B2 (en) | 2015-11-16 | 2017-06-27 | Asahi Glass Company, Limited | Apparatus and method for forming holes in glass substrate |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11713271B2 (en) | Device and method for cutting out contours from planar substrates by means of laser | |
| Kautek et al. | Femtosecond pulse laser ablation of metallic, semiconducting, ceramic, and biological materials | |
| US3527198A (en) | Method and apparatus for working diamonds by means of laser light beam | |
| JP3797068B2 (ja) | レーザによる微細加工方法 | |
| US20020104831A1 (en) | High precision, rapid laser hole drilling | |
| KR101744869B1 (ko) | 물질을 고-에너지 방사선으로 가공하는 방법 | |
| JP2000301372A (ja) | 透明材料のレーザ加工方法 | |
| JP2020500810A (ja) | 非球面集束手段およびビーム拡大器を用いて脆性材料を切断するためのレーザ装置 | |
| US6825440B2 (en) | Laser beam machining method and apparatus | |
| JP2018523291A (ja) | 半導体加工対象物のスクライブ方法 | |
| GB2547862A (en) | Method and device for etching transparent insulating material with magnetic powder induction laser plasma | |
| JP7008740B2 (ja) | 最適化されたレーザー切断 | |
| Dell'Erba et al. | An experimental study on laser drilling and cutting of composite materials for the aerospace industry using excimer and CO2 sources | |
| JP2718795B2 (ja) | レーザビームを用いてワーク表面を微細加工する方法 | |
| CN112839908A (zh) | 激光加工脆性材料的分离和释放 | |
| KR20110137032A (ko) | 펨토초 펄스 레이저의 비선형 초점이동을 통한 절단방법 | |
| JP6744624B2 (ja) | 管状脆性部材の分断方法並びに分断装置 | |
| JP3886756B2 (ja) | レーザ割断方法およびその方法を使用したレンズまたはレンズ型を製造する方法ならびにその製造方法によって成形されたレンズ、レンズ型 | |
| EP4410469A1 (en) | Ablation of materials with double time-separated laser pulses | |
| US12611734B2 (en) | Method of and apparatus for cutting a substrate or preparing a substrate for cleaving | |
| JPH08112682A (ja) | 光加工方法 | |
| JP6787617B2 (ja) | 管状脆性部材の分断方法並びに分断装置 | |
| JPS5819395B2 (ja) | レ−ザ加工方法およびその装置 | |
| JP2020021968A (ja) | 半導体加工対象物のスクライブ方法 | |
| JPS5937348Y2 (ja) | レ−ザ加工装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040707 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060726 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060808 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20061212 |