激光加工装置的制作方法

专利名称：激光加工装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及对半导体晶片、玻璃基板等工件进行激光加工的激光加工装置。
背景技术：
在电子部件的制造工序中，在半导体晶片、玻璃基板等工件的表面呈格子状地排 列被称作间隔道的加工线，并在由这些加工线划分出的区域中形成功能元件。接着，将形成 有功能元件的工件沿加工线分离，制造出一个个电子部件。此处，现在已知有通过对工件照射激光光束来沿加工线实施激光加工的方法。例 如，在专利文献1中公开了为了切断晶片等母材而对母材照射激光光线来形成槽的方法。 另一方面，在专利文献2中，公开了沿划线(加工线)照射激光光线从而切断半导体晶片的 方法。此外，在该专利文献2中，公开了将来自两个激光光源(激光振荡源)的激光光线分 割为多条来照射电路基板的结构。详细来说，在专利文献2的图10等中，示出了将使激光 光线的焦点聚焦的两个透镜按照对应的激光光源并列配设的结构。根据该结构，能够一次 对多条加工线实施激光加工，能够提高加工效率。可是，沿加工线进行的工件的激光加工如下进行通过使激光照射位置和/或工 件沿分度进给方向移动，来使工件相对于激光光束的照射位置移动，从而将激光光束的照 射位置依次定位在各加工线上，同时进行上述激光加工。因此，如果应用专利文献2的图10 等所示的结构，将来自多个激光振荡源的激光光束分支为多条并照射到工件，则与激光光 束的照射位置为一个的情况相比，能够缩短上述的激光照射位置和/或工件的移动距离。专利文献1 日本特开平10-305420号公报专利文献2 日本特表2004-5^335号公报然而，例如在使用两个激光振荡源、并将来自这些激光振荡源的激光光束分支为 多条后照射向工件的情况下，如果某一个激光振荡源发生异常而无法进行激光光束的振 荡，则以在设想两个激光振荡源均正常地工作而设定的激光照射位置和/或工件的移动距 离，无法将激光照射位置定位在所有的加工线上，存在不能对整个工件整体进行激光加工 的问题。另一方面，若假设某一个激光振荡源发生异常而无法进行激光光束的振荡的情 况，则不得不相应地确保对整个工件进行激光加工所需的激光照射位置和/或工件的移动 距离，从而使得装置大型化。在装置无法大型化的情况下，当任意一个激光振荡源发生异常 时就不得不停止装置的运转。

发明内容
本发明正是鉴于上述情况而作出的，其目的在于提供一种激光加工装置，即使是 在多个激光振荡源中的任意一个激光振荡源发生异常而无法进行激光光束的振荡的情况 下，该激光加工装置也能够在抑制了装置的大型化的同时对整个工件实施激光加工。为了解决上述课题而达到目的，本发明涉及的激光加工装置包括保持工作台，所述保持工作台保持工件；激光照射构件，所述激光照射构件对保持于所述保持工作台的所 述工件照射激光光束；以及分度进给构件，所述分度进给构件使所述保持工作台与所述激 光照射构件沿分度进给方向相对移动，所述激光加工装置的特征在于，所述激光照射构件 具有第一激光振荡源；第二激光振荡源；第一激光分支构件，所述第一激光分支构件将从 所述第一激光振荡源振荡出的激光光束分支为多条光路；第二激光分支构件，所述第二激 光分支构件将从所述第二激光振荡源振荡出的激光光束分支为多条光路；多个第一聚光透 镜，所述多个第一聚光透镜使利用所述第一激光分支构件分支为多条光路后的激光光束分 别向所述工件会聚；以及多个第二聚光透镜，所述多个第二聚光透镜使利用所述第二激光 分支构件分支为多条光路后的激光光束分别向所述工件会聚，所述第一聚光透镜和所述第 二聚光透镜在所述保持工作台的上方沿所述分度进给方向相互交替地配设。根据本发明，将与第一激光振荡源对应的多个第一聚光透镜和与第二激光振荡源 对应的多个第二聚光透镜沿分度进给方向相互交替地配设。因此，与以往那样按照对应的 激光振荡源并列地配设多个聚光透镜的情况相比，能够使照射来自同一激光振荡源的激光 光束的聚光透镜中的配设于两端的聚光透镜之间的距离变长。由此，能够抑制当任意一个 激光振荡源无法进行激光光束的振荡的情况下利用分度进给构件使保持工作台与激光照 射构件沿分度进给方向相对移动的相对移动距离的增大，因此能够抑制装置的大型化，同 时能够对整个工件实施激光加工。


图1是对激光加工装置的主要部分的结构和由激光加工装置实施激光加工的作 为工件的一个示例的玻璃基板的结构进行说明的概要立体图。图2是说明保持工作台驱动构件的结构的概要立体图。图3是对激光照射构件中的第一激光振荡源和第二激光振荡源均为正常的情况 下的激光加工工序进行说明的说明图。图4是对第一激光振荡源发生异常的情况下的激光加工工序进行说明的说明图。图5是对第二激光振荡源发生异常的情况下的激光加工工序进行说明的说明图。图6是对现有结构的激光照射构件中的第一激光振荡源和第二激光振荡源均为 正常的情况下的激光加工工序进行说明的说明图。图7是对现有结构的第一激光振荡源发生异常的情况下的激光加工工序进行说 明的说明图。图8是对现有结构的第二激光振荡源发生异常的情况下的激光加工工序进行说 明的说明图。图9是说明变形例中的激光照射构件的结构的说明图。图10是说明变形例中的第一聚光器、第二聚光器的结构的说明图。图11是说明其他变形例中的激光照射构件的结构的说明图。图12是说明其他变形例中的激光照射构件的结构的其他说明图。图13是说明其他变形例中的激光照射构件的结构的说明图。标号说明1 激光加工装置；20 保持工作台；30 保持工作台驱动构件；31,32 滑动块；33 加工进给构件；34 分度进给构件；41 第一波纹(蛇腹)构件；42 第二波纹构件；60、601、 70,80 激光照射构件；61a、71a、81a 第一激光振荡源；61b、71b、81b 第二激光振荡源； 81c 第三激光振荡源；6加、6乜、7加、8加第一聚光器；621a、641a、721a、821a 第一聚光透 镜；62b、64b、72b、82b 第二聚光器；621b、641b、721b、821b 第二聚光透镜；82c 第三聚光 器；821c 第三聚光透镜；63a、73a、83a 第一激光分支构件；6北、7北、8北第二激光分支 构件；83c 第三激光分支构件；100 控制构件；W 玻璃基板(工件)；L 加工线。
具体实施例方式下面，参照附图对作为用于实施本发明的形态的激光加工装置进行说明。图1是 对激光加工装置1的主要部分的结构和由该激光加工装置1实施激光加工的作为工件的一 个示例的玻璃基板W的结构进行说明的概要立体图。此外，图2是说明保持工作台驱动构 件30的结构的概要立体图。如图1所示，作为本实施方式的激光加工装置1的激光加工对象的玻璃基板W例 如是具有矩形形状的板状的玻璃基板，激光加工装置1分别沿着呈格子状地排列在该玻璃 基板W的被加工面(图1中的上表面)上的加工线L对玻璃基板W进行激光加工。另外， 加工线L的条数并未特别限定，在本实施方式中，举例示出了相互正交的加工线L等间隔地 分别排列有M条的玻璃基板W。在此，作为工件的具体例子，并不限定于举例示出的玻璃基板，例如也可以列举出 硅晶片等半导体晶片、用于芯片安装的设于晶片背面的DAF(Die Attach Film 芯片贴装薄 膜)等粘接部件、或者半导体产品的封装体、陶瓷、玻璃、蓝宝石(Al2O3)类的无机材料基板、 LCD驱动器等各种电子部件、甚至要求微米(μπι)级的加工位置精度的各种加工材料。对该玻璃基板W实施激光加工的激光加工装置1具有细长地延伸的长方体形状的 装置壳体10。在装置壳体10的上表面配设有用于保持上述玻璃基板W的保持工作台20。保持工作台20以大小与玻璃基板W对应的卡盘工作台为主体，并且该保持工作台 20具有矩形形状的保持面21。此外，保持工作台20安装在能够以铅直轴为轴中心自如旋 转的未图示的支撑基座上，并且保持工作台20构成为能够通过该支撑基座在水平面内旋 转。玻璃基板W通过未图示的搬送构件被以这样的朝向相对于该保持工作台20搬入(箭头 Al)所述朝向例如是使相互正交的加工线L中的一方加工线L沿着X轴方向(即加工进给 方向)的朝向，并且玻璃基板W被吸引保持于保持面21上。像这样在保持面21上保持玻璃 基板W的保持工作台20通过配设于装置壳体10的内部的保持工作台驱动构件30(参照图 2)而被支撑成能够沿加工进给方向和作为Y轴方向的分度进给方向自如移动。另外，在下 面的说明中，对于作为Y轴方向的分度进给方向，在各图中将箭头指向的方向称为正方向， 将其相反方向称为负方向。如图2所示，保持工作台驱动构件30具有两级滑动块31、32，保持工作台20经由 上述未图示的支撑基座安装在所述两级滑动块31、32的上方。滑动块31被设成能够利用 由滚珠丝杠331、脉冲马达332等构成的加工进给构件33沿加工进给方向移动。在本实施 方式中，加工进给构件33进行驱动从而滑动块31移动，保持工作台20相对于后述的激光 照射构件60在加工进给方向移动，由此使安装于滑动块31的保持工作台20与激光照射构 件60沿加工进给方向相对移动。
另一方面，滑动块32被设成能够利用由滚珠丝杠341、脉冲马达342等构成的分度 进给构件34沿分度进给方向移动。并且，分度进给构件34进行驱动从而滑动块32移动， 保持工作台20相对于激光照射构件60沿分度进给方向移动，由此使安装于滑动块32的保 持工作台20与激光照射构件60相对移动。另外，关于该分度进给构件34使保持工作台20在分度进给方向移动的距离，如后 面详细叙述的那样，通过假设下述情况来进行设定构成激光照射构件60的第一、第二激 光振荡源61a、61b中的任意一个发生异常而无法进行激光光束的振荡，分度进给构件34构 成为能够使保持工作台20移动相当于该移动距离的量。相对于加工进给构件33，附设有用于检测保持工作台20的加工进给量的加工进 给量检测构件35。该加工进给量检测构件35由沿加工进给方向配设的线性标尺、和配设于 滑动块31并通过与滑动块31 —起移动来读取线性标尺的读取头等构成。同样地，相对于 分度进给构件34，附设有用于检测保持工作台20的分度进给量的分度进给量检测构件36。 分度进给量检测构件36由沿分度进给方向配设的线性标尺、和配设于滑动块32并通过与 滑动块32 —起移动来读取线性标尺的读取头等构成。并且，如图1所示，如此构成的保持工作台驱动构件30形成为被第一波纹构件41 和第二波纹构件42所覆盖的结构，所述第一波纹构件41在装置壳体10的上表面沿加工进 给方向延伸、并随着保持工作台20在加工进给方向上的移动而伸缩，所述第二波纹构件42 在装置壳体10的上表面沿分度进给方向延伸、并随着保持工作台20在分度进给方向上的 移动而伸缩。此外，激光加工装置1具有跨越保持工作台驱动构件30地配设的门形的支撑框架 50。该支撑框架50具有对置配置在第一波纹构件41的侧方的第一柱部51、第二柱部52 ； 以及沿分度进给方向配设并将所述第一柱部51、第二柱部52的上端连接起来的支撑部53。 并且，像这样形成为门形的支撑框架50在中央部形成容许保持工作台20移动的开口 M。并且，支撑框架50在支撑部53的沿着分度进给方向的靠图1中的近前侧的一个 侧面上安装有激光照射构件60，该激光照射构件60用于对保持面21上的玻璃基板W实施 激光加工。该激光照射构件60具有第一激光振荡源61a和第二激光振荡源61b这两个激 光振荡源、与第一激光振荡源61a对应的三个第一聚光器6 和与第二激光振荡源61b对 应的三个第二聚光器62b、以及与第一激光振荡源61a对应的第一激光分支构件63a和与第 二激光振荡源61b对应的第二激光分支构件63b，分别从六个第一、第二聚光器62a、62b同 时照射激光光束。第一激光振荡源61a和第二激光振荡源61b分别用来振荡出用于对玻璃基板W进 行激光加工的预定波长的激光光束，所述第一激光振荡源61a和第二激光振荡源61b例如 由具有YAG激光振荡器或YV04激光振荡器等的激光光束振荡器等构成。第一聚光器6 分别在其下端部具有以与保持面21上的玻璃基板W的被加工面 (上表面)对置的方式设置的第一聚光透镜621a，从而使由对应的第一激光振荡源61a振 荡出的激光光束向保持面21上的玻璃基板W会聚并进行照射(参照后述的图3)。另外， 所述第一聚光透镜621a分别构成为能够利用未图示的Z位置驱动机构对该第一聚光透镜 621a的Z位置进行微调，从而构成了能够对激光光束的聚光点位置进行调整的结构。而且， 第一聚光透镜621a分别构成为能够利用未图示的Y位置驱动机构对该第一聚光透镜621a的Y位置进行微调。并且，由此，形成了例如能够根据沿着加工进给方向的加工线L之间的 间隔等对分度进给方向上的激光光束的照射位置进行调整的结构。同样地，第二聚光器62b分别在其下端部具有以与保持面21上的玻璃基板W的被 加工面(上表面)对置的方式设置的第二聚光透镜621b，从而使由对应的第二激光振荡源 61b振荡出的激光光束向保持面21上的玻璃基板W会聚并进行照射(参照图3)。另外， 所述第二聚光透镜621b分别构成为能够利用未图示的Z位置驱动机构对该第二聚光透镜 621b的Z位置进行微调，从而构成了能够对激光光束的聚光点位置进行调整的结构。而且， 第二聚光透镜621b分别构成为能够利用未图示的Y位置驱动机构对该第二聚光透镜621b 的Y位置进行微调。并且，由此，形成了例如能够根据沿着加工进给方向的加工线L之间的 间隔等对分度进给方向上的激光光束的照射位置进行调整的结构。并且，如此构成的六个第一、第二聚光器62a、62b分别在支撑部53的一个侧面的 下端部的预定位置配设成以第一聚光器6 与第二聚光器62b相邻、第二聚光器62b与第 一聚光器6 相邻的方式沿分度进给方向相互交替地排成一列。更为详细地说，这六个第 一、第二聚光器62a、62b按照相互交替的顺序，通过以使玻璃基板W的沿着加工进给方向的 加工线L同时定位于各第一、第二聚光器62a、62b的铅直下方的方式设定相互的位置关系 来进行配设。具体来说，如后述的图3等所示，第一、第二聚光器62a、62b分别隔开3条线 的间隔地配设。第一激光分支构件63a和第二激光分支构件6 例如由光纤构成，并且第一激光 分支构件63a和第二激光分支构件6 分别使由对应的第一、第二激光振荡源61a、61b振 荡出的激光光束分支为三条光路并入射到对应的第一、第二聚光透镜621a、621b。具体来 说，第一激光分支构件63a的入射端侧固定于第一激光振荡源61a，分支为三个的射出端面 以与构成第一聚光器62a的第一聚光透镜621a分别对置的方式固定于第一聚光器62a的 上端部。同样地，第二激光分支构件63b的入射端侧固定于第二激光振荡源61b侧，分支为 三个的射出端面以与构成第二聚光器62b的第二聚光透镜621b分别对置的方式固定于第 二聚光器62b的上端部。另外，第一、第二激光分支构件63a、6;3b并不限定于由光纤构成的 情况。例如，也可以将分光器(beam splitter)、全反射镜等光学部件组合并配设于适当位 置，以使来自第一、第二激光振荡源61a、61b的激光光束分支为三条光路并分别入射到对 应的第一、第二聚光透镜621a、621b，从而构成第一、第二激光分支构件。控制构件100由内置有存储器的微型计算机等构成，所述存储器保存激光加工装 置1的动作所需的各种数据，该控制构件100对构成激光加工装置1的各部分的动作进行 控制并总体控制激光加工装置1。基于该控制装置100的控制，激光加工装置1实施激光加 工工序，对排列在位于保持面21上的玻璃基板W的、沿着加工进给方向的一方加工线L的 每一条实施激光加工。具体来说，驱动加工进给构件33、分度进给构件34，使沿着加工进给 方向的一方加工线L定位于六个第一、第二聚光器62a、62b的铅直下方。然后，进一步驱动 加工进给构件33使保持工作台20沿加工进给方向移动，同时驱动第一激光振荡源61a和 第二激光振荡源61b，分别从六个第一、第二聚光器62a、62b照射激光光束，由此对一方加 工线L中的六条同时实施激光加工。然后，驱动分度进给构件34使保持工作台20沿分度进 给方向进行分度进给，由此依次将相邻的一方加工线L定位于六个第一、第二聚光器62a、 62b的铅直下方使对象转移，同时对一方加工线L的每一条实施激光加工。接着，在对该一方加工线L的激光加工结束后，通过将保持工作台20旋转90度，从而改变玻璃基板W的姿 势以使另一方加工线L沿着加工进给方向，然后，同样地对另一方加工线L的每一条实施激 光加工。如上所述地构成的本实施方式的激光加工装置1与现有的装置相比，在第一激光 振荡源61a或第二激光振荡源61b发生异常而无法进行激光光束的振荡的情况下，加工所 有的加工线L所需的保持工作台20在分度进给方向上的移动距离被缩短。图3是对激光照射构件中的第一激光振荡源61a和第二激光振荡源61b均为正常 的情况下的激光加工工序进行说明的说明图。此外，图4是对第一激光振荡源61a发生异 常的情况下的激光加工工序进行说明的说明图。此外，图5是对第二激光振荡源61b发生 异常的情况下的激光加工工序进行说明的说明图。并且，在图3 图5中，分别从加工进给 方向(X轴方向)侧示出了激光照射构件60和利用该激光照射构件60进行激光加工的玻 璃基板W。此外，在图3 图5中，通过对第一激光振荡源61a和与该第一激光振荡源61a 对应的三个第一聚光器62a、以及第二激光振荡源61b和与该第二激光振荡源61b对应的 三个第二聚光器62b中的一方标示阴影(shading)来进行识别表示，并且，为了识别各第 一、第二聚光器62a、62b，面对各图3 图5从左侧开始依次将第一聚光器6 作为第一聚 光器62a-l、62a-2、62a-3标以标号，并从左侧开始依次将第二聚光器62b作为第二聚光器 62b-l、62b-2、62b-3 标以标号。首先，当第一、第二激光振荡源61a、61b正常时，例如，如在图3中激光照射构件60 的下方上段所示，以面对图3时玻璃基板W的最左端的加工线L定位于左端的第二聚光器 62b-l的铅直下方的状态作为加工开始位置。并且，如在图3中激光照射构件60的下方下 段所示，以面对图3时玻璃基板W的最右端的加工线L定位于右端的第一聚光器62a-3的 铅直下方的状态作为加工结束位置，使保持工作台20依次沿分度进给方向移动直到到达 该加工结束位置为止，同时进行激光加工，由此能够对所有的加工线L进行激光加工。换言 之，为了对所有的加工线L进行激光加工，保持工作台20的移动距离需要在Y轴正方向上 确保箭头Al所示的3条线的距离。另一方面，在第一激光振荡源61a发生异常而无法进行激光光束的振荡的情况 下，不得不通过从与第二激光振荡源61b对应的第二聚光器62b-l、62b-2、62b-3照射出的 激光光束来对所有的加工线L实施激光加工。在该情况下，例如，如图4中的激光照射构件 60的下方上段所示，以面对图4时玻璃基板W的最左端的加工线L定位于左端的第二聚光 器62b-l的铅直下方的状态为加工开始位置。并且，如激光照射构件60的下方下段所示， 以面对图4时玻璃基板W的最右端的加工线L定位于右端的第二聚光器62b-3的铅直下方 的状态为加工结束位置，使保持工作台20依次沿分度进给方向移动直到到达该加工结束 位置为止，同时进行激光加工，这样，能够对所有的加工线L进行激光加工。换言之，为了对 所有的加工线L进行激光加工，保持工作台20的移动距离需要从加工开始位置起向Y轴正 方向确保箭头A2所示的7条线的距离。该情况下的保持工作台20的移动距离与图3所示 的第一激光振荡源61a和第二激光振荡源61b均为正常的情况下的保持工作台20的移动 距离相比，相当于沿Y轴正方向增加了 4条线的距离。此外，在第二激光振荡源61b发生异常而无法进行激光光束的振荡的情况下，不 得不通过从与第一激光振荡源61a对应的第一聚光器62a-l、62a-2、62a-3照射出的激光光束来对所有的加工线L实施激光加工。在该情况下，例如，如图5中的激光照射构件60的下 方上段所示，以面对图5时玻璃基板W的最左端的加工线L定位于左端的第一聚光器62a-l 的铅直下方的状态为加工开始位置。并且，如激光照射构件60的下方下段所示，以面对图 5时玻璃基板W的最右端的加工线L定位于右端的第一聚光器62a-3的铅直下方的状态为 加工结束位置，使保持工作台20依次沿分度进给方向移动直到到达该加工结束位置为止， 同时进行激光加工，这样，能够对所有的加工线L进行激光加工。换言之，为了对所有的加 工线L进行激光加工，保持工作台20的移动距离需要从加工开始位置起向Y轴正方向确保 箭头A3所示的7条线的距离。该情况下的保持工作台20的移动距离与图3所示的第一激 光振荡源61a和第二激光振荡源61b均为正常的情况下的保持工作台20的移动距离相比， 相当于沿Y轴负方向增加了 4条线的距离。如上面所说明的那样，考虑到第一激光振荡源61a发生异常而无法进行激光光束 的振荡的情况、和第二激光振荡源61b发生异常而无法进行激光光束的振荡的情况，整体 来说，保持工作台20的移动距离需要确保为下述距离从如图5中激光照射构件60的下方 上段示出的玻璃基板W的最左端的加工线L定位于左端的第一聚光器62a-l的铅直下方的 状态到如图4中激光照射构件60的下方下段示出的玻璃基板W的最右端的加工线L定位 于右端的第二聚光器62b-3的铅直下方的状态为止的距离，S卩，在第一激光振荡源61a和第 二激光振荡源61b均为正常的情况的基础上向Y轴负方向增加4条线、并向Y轴正方向增 加4条线的距离。在本实施方式中，以该距离作为保持工作台20的移动距离来构成分度进 给构件；34。另外，在图3等中说明过的保持工作台20的移动距离的前提为相对于沿着加工 进给方向的加工线L，每3条线配设一个第一聚光器6 或者第二聚光器62b。该第一、第 二聚光器62a、62b之间的加工线L的条数并不限定于三条，而保持工作台20的移动距离需 要同时考虑各第一、第二聚光器62a、62b之间的加工线L的条数来设定。在此，对现有结构进行说明。图6是对现有结构(例如专利文献2的图10等示出 的结构)的激光照射构件90中的第一激光振荡源91a和第二激光振荡源91b均为正常的 情况下的激光加工工序进行说明的说明图。此外，图7是对现有结构的第一激光振荡源91a 发生异常的情况下的激光加工动作进行说明的说明图。此外，图8是对现有结构的第二激 光振荡源91b发生异常的情况下的激光加工动作进行说明的说明图。并且，在图6 图8 中，分别从加工进给方向(X轴方向)侧示出了激光照射构件90和利用该激光照射构件90 进行激光加工的玻璃基板W。此外，在图6 图8中，通过改变影线(hatching)来对第一激 光振荡源91a和与该第一激光振荡源91a对应的三个第一聚光器92a、以及第二激光振荡源 91b和与该第二激光振荡源91b对应的三个第二聚光器92b进行识别表示，并且，为了识别 各第一、第二聚光器92a、92b，面对各图6 图8从左侧开始依次将第一聚光器9 作为第 一聚光器92a-l、92a-2、92a-3标以标号，并从左侧开始依次将第二聚光器92b作为第二聚 光器92b-l、92b-2、92b-3标以标号。如图6 图8所示，在现有结构中，按照第一、第二激光振荡源91a、91b分别依次 并列地配设对应的第一聚光器92a-l、92a-2、92a-3和第二聚光器92b-l、92b_2、92b_3。首先，当第一、第二激光振荡源91a、91b正常时，例如，如在图6中激光照射构件90 的下方上段所示，以面对图6时玻璃基板W的最左端的加工线L定位于左端的第一聚光器92a-l的铅直下方的状态作为加工开始位置。并且，如在图6中激光照射构件90的下方下 段所示，以面对图6时玻璃基板W的最右端的加工线L定位于右端的第二聚光器92b-3的 铅直下方的状态作为加工结束位置，使保持工作台20依次沿分度进给方向移动直到到达 该加工结束位置为止，同时进行激光加工，由此能够对所有的加工线L进行激光加工。换言 之，为了对所有的加工线L进行激光加工，保持工作台20的移动距离需要在Y轴正方向上 确保箭头A4所示的3条线的距离。这样，在第一激光振荡源91a和第二激光振荡源91b均 为正常的情况下的保持工作台20的移动距离与在图3中示出并说明过的本实施方式的激 光照射构件60相同。与此相对，在第一激光振荡源91a发生异常而无法进行激光光束的振荡的情况 下，不得不通过从与第二激光振荡源91b对应的第二聚光器92b-l、92b-2、92b-3照射出的 激光光束来对所有的加工线L实施激光加工。在此，在图6等所示的现有结构中，三个第二 聚光器9213-1、9213-2、9213-3中的两端的第二聚光器9213-1、9213-3之间的距离与实施方式的 结构的情况、即图3等所示的三个第二聚光器62b-l、62b-2、62b-3中的两端的第二聚光器 62b-l、62b-3之间的距离相比较短。由此，与实施方式的结构相比需要相应地确保更长的保 持工作台20的移动距离。具体来说，如图7中的激光照射构件90的下方上段所示，以面对 图7时玻璃基板W的最左端的加工线L定位于左端的第二聚光器92b-l的铅直下方的状态 为加工开始位置。并且，如图7中激光照射构件90的下方下段所示，以面对图7时玻璃基 板W的最右端的加工线L定位于右端的第二聚光器92b-3的铅直下方的状态为加工结束位 置，使保持工作台20依次沿分度进给方向移动直到到达该加工结束位置为止，同时进行激 光加工，这样，能够对所有的加工线L进行激光加工。换言之，为了对所有的加工线L进行 激光加工，保持工作台20的移动距离需要从加工开始位置起向Y轴正方向确保箭头A5所 示的15条线的距离。该情况下的保持工作台20的移动距离与图6所示的第一激光振荡源 91a和第二激光振荡源91b均为正常的情况下的保持工作台20的移动距离相比，相当于沿 Y轴负方向增加了 12条线的距离。此外，在第二激光振荡源91b发生异常而无法进行激光光束的振荡的情况下，不 得不通过从与第一激光振荡源91a对应的第一聚光器92a-l、92a-2、92a-3照射出的激光光 束来对所有的加工线L实施激光加工。并且，所述三个第一聚光器92a-l、92a-2、92a-3中 的两端的第一聚光器92a-l、92a-3之间的距离与实施方式的结构的情况、即图3等所示的 三个第一聚光器62『1、62『2、62『3中的两端的第一聚光器62『1、62『3之间的距离相比 较短。由此，与实施方式的结构相比需要相应地确保更长的保持工作台20的移动距离。具 体来说，如图8中的激光照射构件90的下方上段所示，以面对图8时玻璃基板W的最左端 的加工线L定位于左端的第一聚光器92a-l的铅直下方的状态为加工开始位置。并且，如 激光照射构件90的下方下段所示，以面对图8时玻璃基板W的最右端的加工线L定位于右 端的第一聚光器92a-3的铅直下方的状态为加工结束位置，使保持工作台20依次沿分度进 给方向移动直到到达该加工结束位置为止，同时进行激光加工，这样，能够对所有的加工线 L进行激光加工。换言之，为了对所有的加工线L进行激光加工，保持工作台20的移动距离 需要从加工开始位置起向Y轴正方向确保箭头A6所示的15条线的距离。该情况下的保持 工作台20的移动距离与图6所示的第一激光振荡源91a和第二激光振荡源91b均为正常 的情况下的保持工作台20的移动距离相比，相当于沿Y轴正方向增加了 12条线的距离。
这样，在现有的结构中，考虑到第一激光振荡源91a发生异常而无法进行激光光 束的振荡的情况、和第二激光振荡源91b发生异常而无法进行激光光束的振荡的情况，整 体来说，保持工作台20的移动距离需要确保为下述距离从如图7中激光照射构件90的下 方上段示出的玻璃基板W的最左端的加工线L定位于左端的第二聚光器92b_l的铅直下方 的状态到如图8中激光照射构件90的下方下段示出的玻璃基板W的最右端的加工线L定 位于右端的第一聚光器92a_3的铅直下方的状态为止的距离，S卩，在第一激光振荡源91a和 第二激光振荡源91b均为正常的情况的基础上向Y轴负方向增加12条线、并向Y轴正方向 增加12条线的距离。因此，与图6 图8所示的现有的结构相比，图3 图5所示的上述 本实施方式的激光照射构件60的结构能够将保持工作台20的移动距离缩短16条线。如上面所说明的那样，在本实施方式中，将由第一、第二激光振荡源61a、61b振荡 出的激光光束分别分支为对应的三条光路。并且，构成为利用第一、第二聚光器62a、62b所 分别具有的第一聚光透镜621a和第二聚光透镜621b使被分支后的激光光束向保持面21 上的玻璃基板W会聚并进行照射。并且，将与第一激光振荡源61a对应的三个第一聚光器 6 和与第二激光振荡源61b对应的三个第二聚光器62b相互交替地配置，并且将分度进给 构件34构成为能够使保持工作台20移动如下的移动距离该移动距离是假设第一激光振 荡源61a或者第二激光振荡源61b发生异常、无法进行激光光束的振荡的情况而设定的移 动距离。由此，与现有结构相比，能够缩短当第一激光振荡源61a或者第二激光振荡源61b 发生异常的情况下的保持工作台20的移动距离。因此，能够抑制装置的大型化，而且，即使 是在第一激光振荡源61a或者第二激光振荡源61b发生异常的情况下，也能够对整个玻璃 基板W(对所有的加工线L)实施激光加工。另外，如图3示出并说明的那样将第一聚光器6 和第二聚光器62b相互交替地 配置而得到的本实施方式的结构在以尺寸较大(宽度较宽)的玻璃基板W为激光加工对 象的情况下效果更明显。另一方面，在作为激光加工对象的玻璃基板W的尺寸较小的情况 下，具体来说，在作为激光加工对象的玻璃基板W的宽度比图3所示的状态下位于两端的第 二聚光器62b-l和第一聚光器62a-3之间的距离还要短的情况下，从若干第一、第二聚光器 62a、62b照射出的激光光束未照射到玻璃基板W，从而产生浪费。因此，也可以构成为能够 对以下两种结构进行切换即，如图3示出并说明的那样将第一聚光器6 和第二聚光器 62b相互交替地配置而得到的本实施方式的结构、以及利用像现有结构那样相邻配置的聚 光器(聚光透镜)来照射由一个激光振荡源(例如第一激光振荡源61a)振荡出的激光光 束的结构，并且这是更为优选的方式。图9是说明本变形例中的激光照射构件601的结构的说明图。此外，图10是说 明本变形例中的第一聚光器64a、第二聚光器64b的结构的说明图。其中，在图9中，为了 识别各第一、第二聚光器64a、64b，面对图9从左侧开始依次将第一聚光器6 作为第一聚 光器64a-l、64a-2、64a-3标以标号，并从左侧开始依次将第二聚光器64b作为第二聚光器 64b-l、64b-2、64b-3标以标号。另外，在图9和图10中，对与上述实施方式相同的结构标以 相同的标号。如图9所示，本变形例的激光照射构件601具有移动构件65，该移动构件65用于 使固定于六个第一、第二聚光器64a-l 3、64b-l 3的上端部的第一、第二激光分支构件 63a、63b的射出端部63la、631b (参照图10)移动以进行交换。
在此，如图10所示，各第一聚光器6 在上端部形成有与第一激光分支构件63a 的射出端部631a配合的配合孔643a，并且各第一聚光器6 具有配设于该配合孔643a下 方的第一聚光透镜641a。同样地，各第二聚光器64b在上端部形成有与第二激光分支构件 63b的射出端部631b配合的配合孔64北，并且各第二聚光器64b具有配设于该配合孔64 下方的第二聚光透镜641b。并且，如图10中的箭头A9所示，通过将第一、第二激光分支构 件63a、6;3b的射出端部631a、631b与配合孔643a、64;3b配合，从而形成将射出端面与第一、 第二聚光透镜641a、641b对置地固定的结构。图9所示的移动构件65分别把持如此固定的第一、第二激光分支构件63a、6;3b的 六个射出端部631a、631b，并使这六个射出端部631a、631b从第一、第二聚光器64a_l 3、 64b-l 3的配合孔643a、64 中卸下以进行移动。此外，移动构件65通过使从第一、第二 聚光器64a-l 3、64b-l 3的配合孔643a、643b中卸下并移动了的第一、第二激光分支 构件63a、63b的射出端部631a、631b与任意一个的第一、第二聚光器64a_l 3、64b_l 3的配合孔643a、64 配合来进行装配。作为具体的进行交换的例子，例如，对移动构件65进行驱动，将在图9所示状态下 与第二聚光器64b-2的配合孔64 配合的第二激光分支构件63b的射出端部631b卸下并 使其移动。此外，对移动构件65进行驱动，将在图9所示状态下与第一聚光器64a-3的配合 孔643a配合的第一激光分支构件63a的射出端部631a卸下，并且使卸下的射出端部631a 与第二聚光器64b-2的配合孔64 配合来进行装配。由此，能够切换成利用相邻配置的第 一聚光器64a-l、第二聚光器64b-2和第一聚光器64a_2照射来自第一激光振荡源61a的激 光光束的结构，能够仅利用第一激光振荡源61a进行激光加工。因此，即使是在例如以尺寸 较小的玻璃基板W作为激光加工对象的情况下，也能够高效地进行激光加工。此外，在本变形例的结构中，并不限于以光纤构成第一、第二激光分支构件63a、 63b的情况，也可以利用配设于适当位置的光学部件来构成第一、第二激光分支构件63a、 63b。图11和图12是说明本变形例中的激光照射构件70的结构的说明图。如图11所示，激 光照射构件70具有第一、第二激光振荡源71a、71b ；各三个的第一、第二聚光器72a_l 3、72b-l 3，它们分别与所述第一、第二激光振荡源71a、71b对应，并具有第一、第二聚光 透镜721a、721b ；以及第一、第二激光分支构件73a、73b，它们用于使利用对应的第一、第二 激光振荡源71a、71b振荡出的激光光束分别入射到对应的第一、第二聚光透镜721a-l 3、 721b-l 3。第一激光分支构件73a通过将全反射镜73la、两个分光器73h、733a以及全反射 镜73 按照此顺序沿光路01配设而构成。全反射镜731a将由配设于上方的第一激光振 荡源71a振荡出的激光光束的光路沿光路01弯折。分光器73 使入射的激光光束的1/3 的光量反射并入射到配设于下方的第一聚光器72a-l的聚光透镜721a，并且使余下的2/3 的光量透射并入射到分光器733a。分光器733a使入射的激光光束的一半的光量反射并入 射到配设于下方的第一聚光器72a-2的聚光透镜721a，并且使余下的一半的光量透射并入 射到全反射镜73如。全反射镜73 使入射的激光光束全反射并入射到配设于下方的第一 聚光器72a-3的聚光透镜721a。同样地，第二激光分支构件7 通过将全反射镜731b、两个分光器732b、73!3b以及 全反射镜734b按照此顺序沿光路02配设而构成。全反射镜731b将由配设于上方的第二激光振荡源71b振荡出的激光光束的光路沿光路02弯折。分光器732b使入射的激光光束 的1/3的光量反射并入射到配设于下方的第二聚光器72b-3的聚光透镜721b，并且使余下 的2/3的光量透射并入射到分光器73北。分光器73 使入射的激光光束的一半的光量反 射并入射到配设于下方的第二聚光器72b-2的聚光透镜721b，并且使余下的一半的光量透 射并入射到全反射镜734b。全反射镜734b使入射的激光光束全反射并入射到配设于下方 的第二聚光器72b-l的聚光透镜721b。并且，本变形例的激光照射构件70具有驱动构件75，该驱动构件75使构成第一激 光分支构件73a的全反射镜731a和分光器73 下降移动至比构成第二激光分支构件7 的光学部件靠下方的预定的光路03 (参照图12)内的位置。此外，如图11中的虚线所示， 激光照射构件70具有分光器76，该分光器76通过未图示的驱动构件而被沿X轴方向移 动驱动，并且能够相对于光路03内的第二聚光器72b-l的上方位置自由插入和脱离；以及 全反射镜77，该全反射镜77通过未图示的驱动构件而被沿X轴方向移动驱动，并且能够相 对于图12所示的光路03内的第一聚光器72a-2的上方位置自由插入和脱离。并且，在仅用一个激光振荡源(例如第一激光振荡源71a)进行激光加工的情况 下，如图12所示，对驱动构件75进行驱动，使全反射镜731a和分光器73 下降并配置于 光路03上。此外，分别驱动未图示的驱动构件，将分光器76插入到光路03内的第二聚光 器72b-l的上方位置，并且将全反射镜77插入到光路03内的第一聚光器72a-2的上方位 置。由此，能够切换成利用相邻配置的第一聚光器72a-l、第二聚光器72b-l和第一聚光器 72a-2照射来自第一激光振荡源71a的激光光束的结构，能够仅利用第一激光振荡源71a进 行激光加工。此外，在上述的实施方式中，构成为具有两个激光振荡源、并且将由各激光振荡源 振荡出的激光光束分别分支为三条的结构。与此相对，激光振荡源的个数也可以为三个以 上，由各激光振荡源振荡出的激光光束的分支数可以适当选择为2以上的数量。图13是说 明变形例中的激光照射构件80的结构的说明图，图13从加工进给方向(X轴方向)侧示出 了激光照射构件80和利用该激光照射构件80进行激光加工的玻璃基板W。图13所示的变形例的激光照射构件80具有第一激光振荡源81a、第二激光振荡 源81b和第三激光振荡源81c这三个激光振荡源；与第一激光振荡源81a对应的两个第一 聚光器82a、与第二激光振荡源81b对应的两个第二聚光器82b和与第三激光振荡源81c对 应的两个第三聚光器82c ；以及与第一激光振荡源81a对应的第一激光分支构件83a、与第 二激光振荡源81b对应的第二激光分支构件8 和与第三激光振荡源81c对应的第三激光 分支构件83c。各部分的结构与上述实施方式相同。S卩，第一、第二、第三聚光器82a、82b、 82c分别在其下端部具有以与玻璃基板W的被加工面(上表面)对置的方式设置的第一、第 二、第三聚光透镜821a、821b、821c，从而使由对应的第一、第二、第三激光振荡源81a、81b、 81c振荡出的激光光束向玻璃基板W会聚并进行照射。在如此构成的情况下，也能够起到与 上述的实施方式相同的效果。此外，在上述的实施方式中，构成为通过使保持工作台20沿分度进给方向移动来 使保持工作台20与激光照射构件60相对移动。与此相对，也可以构成为不使保持工作台 20移动，而是使激光照射构件60沿分度进给方向移动。在该情况下，只要事先设定激光照 射构件60的移动距离来构成激光加工装置即可。或者，也可以构成为使保持工作台20和激光照射构件60双方沿分度进给方向向相反方向移动从而使它们相对移动。在该情况下， 事先设定保持工作台20和激光照射构件60各自的移动距离来构成激光加工装置即可。产业上的可利用性如上所述，本发明的激光加工装置适于在多个激光振荡源中的任意一个激光振荡 源发生异常而无法进行激光光束的振荡的情况下，抑制装置的大型化，同时对整个工件实 施激光加工。
权利要求
1. 一种激光加工装置，该激光加工装置包括保持工作台，所述保持工作台保持工件； 激光照射构件，所述激光照射构件对保持于所述保持工作台的所述工件照射激光光束；以 及分度进给构件，所述分度进给构件使所述保持工作台与所述激光照射构件沿分度进给方 向相对移动，所述激光加工装置的特征在于， 所述激光照射构件具有 第一激光振荡源； 第二激光振荡源；第一激光分支构件，所述第一激光分支构件将从所述第一激光振荡源振荡出的激光光 束分支为多条光路；第二激光分支构件，所述第二激光分支构件将从所述第二激光振荡源振荡出的激光光 束分支为多条光路；多个第一聚光透镜，所述多个第一聚光透镜使利用所述第一激光分支构件分支为多条 光路后的激光光束分别向所述工件会聚；以及多个第二聚光透镜，所述多个第二聚光透镜使利用所述第二激光分支构件分支为多条 光路后的激光光束分别向所述工件会聚，所述第一聚光透镜和所述第二聚光透镜在所述保持工作台的上方沿所述分度进给方 向相互交替地配设。
全文摘要
本发明提供激光加工装置，即使在多个激光振荡源中的任意一个激光振荡源发生异常而无法进行激光光束的振荡的情况下，也能够在抑制装置的大型化的同时对整个工件实施激光加工。在本发明的有的实施方式中，激光加工装置(1)所具备的激光照射构件(60)具有第一、第二激光振荡源(61a、61b)这两个激光振荡源；将由第一、第二激光振荡源(61a、61b)振荡出的激光光束分别分支为例如三条光路的第一、第二激光分支构件(63a、63b)；以及使由第一、第二激光分支构件(63a、63b)分支为三条光路后的激光光束分别向玻璃基板(W)会聚的例如三个第一、第二聚光器(62a、62b)。并且，第一聚光器(62a)和第二聚光器(62b)沿分度进给方向交替排成一列地进行配设。
文档编号B23K26/36GK102039489SQ201010501250
公开日2011年5月4日 申请日期2010年10月8日 优先权日2009年10月9日
发明者富樫谦, 森数洋司, 能丸圭司 申请人:株式会社迪思科