(57)【要約】【課題】マルチレーザー切断の方法とシステムの提供【解決手段】本発明は、基板に作用することで角丸及び線条の模様を有するサブ基板を形成する、マルチレーザー切断方法を提供し、当方法はステップＳ１乃至ステップＳ５を含む。ステップＳ１では第一レーザー光線及び第二レーザー光線を提供する。ステップＳ２では応用プログラムを実行し、模様が線条であると判断した時、第一レーザー光線を選択して基板のある場所で加熱すること、及びある場所で加熱された後において降温を行うことによって線条の模様を切り出す。ステップＳ３では応用プログラムを実行し、模様が角丸であると判断した時、第二レーザー光線を選択して基板のある場所で切断を行うことによって角丸の模様を形成する。ステップＳ４ではステップＳ２及びＳ３を、応用プログラムが全てのサブ基板を構成する全ての模様を判断し終えるまで反復して実行する。ステップＳ５では基板からサブ基板を獲得する。本発明はまたマルチレーザー切断システムを提供する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に作用することで角丸及び線条の模様を有するサブ基板を形成するマルチレーザー切断方法であり、ステップＳ１、ステップＳ２、ステップＳ３、ステップＳ４及びステップＳ５を含み、
前記ステップＳ１では第一レーザー光線及び第二レーザー光線を提供し、
前記ステップＳ２では応用プログラムを実行し、前記模様が前記線条であると判断した時、前記第一レーザー光線を選択して前記基板のある場所で加熱すること、及び前記ある場所で加熱された後において降温を行うことによって前記線条を切り出し、
前記ステップＳ３では前記応用プログラムを実行し、前記模様が前記角丸であると判断した時、前記第二レーザー光線を選択して前記基板のある場所で切断を行うことによって前記角丸を形成し、
前記ステップＳ４では前記ステップＳ２及び前記ステップＳ３を、前記応用プログラムが全ての前記サブ基板を構成する全ての前記模様を判断し終えるまで反復して実行し、
前記ステップＳ５では前記基板から前記サブ基板を獲得するマルチレーザー切断方法。
【請求項２】
前記ステップＳ２において、更に前記応用プログラムが前記第一レーザー光線をオンまたはオフにすること、前記第一レーザー光線の光強度を出力すること、及び前記第一レーザー光線を駆動して線条の軌跡に沿って移動させることのうち少なくとも一つを含む請求項１に記載のマルチレーザー切断方法。
【請求項３】
前記ステップＳ２において、更に冷却物質を利用して前記ある場所の温度を下げることを含む請求項１に記載のマルチレーザー切断方法。
【請求項４】
前記ステップＳ３において、更に前記応用プログラムが前記第二レーザー光線をオンまたはオフにすること、前記第二レーザー光線の光強度を出力すること、及び前記第二レーザー光線を駆動して角丸の軌跡に沿って移動させることのうち少なくとも一つを含む請求項１に記載のマルチレーザー切断方法。
【請求項５】
前記ステップＳ２または前記ステップＳ３において、更に前記応用プログラムが前記模様が前記線条から前記角丸に転じる、または前記角丸から前記線条に転じると判断した時、前記線条と前記角丸との間の交差点において、選択的に前記第一レーザー光線または前記第二レーザー光線を通じて切断を行うことを含む請求項１に記載のマルチレーザー切断方法。
【請求項６】
基板に作用することで角丸及び線条の模様を有するサブ基板を形成するマルチレーザー切断システムであり、ベアリングユニット、第一レーザーユニット、冷却ユニット、第二レーザーユニット、駆動モジュール及びプロセッサユニットを含み、
前記ベアリングユニットが前記基板を設置し、
前記第一レーザーユニットが前記ベアリングユニットの側に設置され、前記第一レーザーユニットが制御指令に基づいて第一レーザー光線を出力し、
前記冷却ユニットが前記第一レーザーユニットに隣接して設置され、前記冷却ユニットが前記制御指令に基づいて物質を出力し、
前記第二レーザーユニットが前記ベアリングユニットの側に設置され、前記第二レーザーユニットが前記制御指令に基づいて第二レーザー光線を出力し、
前記駆動モジュールが前記第一レーザーユニット、前記冷却ユニット及び前記第二レーザーユニットと接続し、前記駆動モジュールが移動指令に基づいて前記第一レーザーユニット、前記冷却ユニット及び前記第二レーザーユニットを移動させ、
前記プロセッサユニットが前記第一レーザーユニット、前記冷却ユニット、前記第二レーザーユニット及び前記駆動モジュールと接続し、前記プロセッサユニットが前記模様に関連する模様データに基づき、前記制御指令を生成して前記第一レーザー光線を操作して前記線条を切り出し、及び前記第二レーザー光線を操作して前記角丸を切り出すことで、前記角丸及び前記線条を有する前記サブ基板を形成し、そのうち前記プロセッサユニットが前記制御指令を生成して前記冷却ユニットを操作して前記物質を出力することで、前記第一レーザー光線が前記線条を切り出したことで生成された熱エネルギーを冷却するマルチレーザー切断システム。
【請求項７】
前記第一レーザーユニットが炭酸ガスレーザー（ＣＯ２  ｌａｓｅｒ）であり、前記第二レーザーユニットがピコ秒レーザー（ｐｉｃｏ−ｓｅｃｏｎｄ  ｌａｓｅｒ）である請求項６に記載のマルチレーザー切断システム。
【請求項８】
前記物質が液体または気体である請求項６に記載のマルチレーザー切断システム。
【請求項９】
前記プロセッサユニットが前記第一レーザー光線及び前記第二レーザー光線の物理的特徴を調整し、前記物理的特徴が出力、レーザー密度、スキャン速度及び持続時間のうち少なくとも一つであることができ、または前記プロセッサユニットが前記第一レーザー光線及び前記第二レーザー光線を連続波モード（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  ｗａｖｅ、ＣＷ）、単一パルスモード（Ｓｉｎｇｌｅ  ｐｕｌｓｅ）、パルスモード（Ｐｕｌｓｅ  ｍｏｄｅ）、バーストモード（Ｂｕｒｓｔ  ｍｏｄｅ）のうち少なくとも一つのモードにおいて操作する請求項６に記載のマルチレーザー切断システム。
【請求項１０】
前記第一レーザーユニットまたは前記第二レーザーユニットが更に光学パーツを含むことで、前記レーザー光線の前記経路、方向、出力、焦点、光線直径及び焦点距離のうち少なくとも一つを調整する請求項６に記載のマルチレーザー切断システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は基板加工の技術分野に属し、特に、異なる模様に基づき異なるレーザーを選択して使用するマルチレーザー切断の方法とシステムである。
【背景技術】
【０００２】
従来の基板（例えばガラスやサファイア、シリコン，ガリウム砒素、陶磁等）は、相応する形状及び孔洞を獲得するために、レーザーを用いて加工（例えば切断や穴あけといった加工）を行うことで良好な加工品質を得る。
【０００３】
従来のレーザー加工では水を使用する、即ち噴水法と呼ばれる方法を使用する必要がある。噴水法ではレーザーが基板に作用することで生成される高温を低下させること、及び砕屑を除去することができる。加工過程において水の媒介無しには、基板加工が好ましい歩留まりと効果を得るのは難しい。
【０００４】
これに鑑み、本発明はマルチレーザー切断の方法とシステムを提供することで、前述の問題を克服する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の第一の目的は、マルチレーザー切断の方法を提供し、前記マルチレーザー切断の方法が基板に作用することで角丸及び線条の模様を有するサブ基板を形成し、且つ異なる模様に基づき異なるレーザー光線を選択して使用することで、切断した後のサブ基板に高い湾折度、高い引張力、耐衝撃性などの特性を獲得させることである。
【０００６】
本発明の第二の目的は、前記マルチレーザー切断の方法によって、模様が線条であると判断した場合、第一レーザー光線を選択して線条の軌跡に沿って移動させること、且つ基板のある場所で加熱すること及びある場所で加熱された後において降温を行うことによって、線条を切り出すことである。
【０００７】
本発明の第三の目的は、前記マルチレーザー切断の方法によって、模様が角丸であると判断した場合、第二レーザー光線を選択して角丸の軌跡に沿って移動させること、且つ基板のある場所で切断を行うことによって、角丸を形成することである。
【０００８】
本発明の第四の目的は、前記マルチレーザー切断の方法によって、基板に作用することで、角丸及び線条の模様を有するサブ基板を形成することである。
【０００９】
上述の目的及びその他の目的を達成するために、本発明はマルチレーザー切断方法を提供し、前記マルチレーザー切断方法が基板に作用することで角丸及び線条の模様を有するサブ基板を形成する。マルチレーザー切断の方法はステップＳ１乃至ステップＳ５を含む。ステップＳ１では第一レーザー光線及び第二レーザー光線を提供する。ステップＳ２では応用プログラムを実行し、模様が線条であると判断した時、第一レーザー光線を選択して基板のある場所で加熱すること、及びある場所で加熱された後において降温を行うことによって線条を切り出す。ステップＳ３では応用プログラムを実行し、模様が角丸であると判断した時、第二レーザー光線を選択して基板のある場所で切断を行うことによって角丸を形成する。ステップＳ４ではステップＳ２及びＳ３を、応用プログラムが全てのサブ基板を構成する全ての模様を判断し終えるまで反復して実行する。ステップＳ５では基板からサブ基板を獲得する。
【００１０】
上述の目的及びその他の目的を達成するために、本発明はマルチレーザー切断のシステムを提供し、前記マルチレーザー切断のシステムが基板に作用することで角丸及び線条の模様を有するサブ基板を形成する。マルチレーザー切断システムは、ベアリングユニット、第一レーザーユニット、冷却ユニット、第二レーザーユニット、駆動モジュール及びプロセッサユニットを含む。ベアリングユニットは基板を設置できる。第一レーザーユニットはベアリングユニットの一つの側に設置され、第一レーザーユニットは制御指令に基づいて第一レーザー光線を出力する。冷却ユニットは第一レーザーユニットに隣接して設置される。冷却ユニットは制御指令に基づいて物質を出力する。第二レーザーユニットはベアリングユニットの一つの側に設置される。第二レーザーユニットは制御指令に基づいて第二レーザー光線を出力する。駆動モジュールは第一レーザーユニット、冷却ユニット及び第二レーザーユニットと接続する。駆動モジュールは移動指令に基づいて第一レーザーユニット、冷却ユニット及び第二レーザーユニットを移動させる。プロセッサユニットは第一レーザーユニット、冷却ユニット、第二レーザーユニット及び駆動モジュールと接続する。プロセッサユニットは、模様に関連する模様データに基づき、制御指令を生成して第一レーザー光線を操作して線条を切り出し、及び第二レーザー光線を操作して角丸を切り出すことで、角丸及び線条を有するサブ基板を形成する。そのうち、プロセッサユニットは制御指令を生成して冷却ユニットを操作して物質を出力することで、第一レーザー光線が線条を切り出すことで生成される熱エネルギーを冷却する。
【００１１】
周知の技術と比較すれば、本発明のマルチレーザー切断の方法とシステムでは、少なくとも二種類のレーザーによる加工方法で基板の切断加工が行われる。本発明では第一レーザー光線と冷却方式を合わせることで直線レーザー切断加工が行われ、又第二レーザー光線を用いることで角丸レーザー切断が行われる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第一実施例におけるマルチレーザー切断の方法の流れ図である。
【図２】本発明の第二実施例におけるマルチレーザー切断のシステムのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の目的、特徴及び効果についての十分な理解に資するために、以下に述べる具体的な実施例を通じて、並びに付属の図面と合わせて、本発明の詳細な説明をする。
【００１４】
本発明の要素の個数は、特に記載がない場合を除き、一つまたは少なくとも一つであり、且つ複数である場合を含むことを理解されたい。
【００１５】
本発明における「含む」や「備える」またそれらに類似する用語は、非排他的な包括物を網羅していることを意味する。例えば、複数の要素を含むユニットや構造、製品、装置は、本文に記載される要素に限らず、明確な記載がないが当該ユニットや構造、製品、装置が通常有しうる他の要素を包括することも出来る。これ以外に、特に記載がない場合を除き、本文中の「または」という用語は包括的意味合いとして用いられ、排他的意味合いを具備しない。
【００１６】
図１は本発明の第一実施例におけるマルチレーザー切断の方法の流れ図である。図１において、マルチレーザー切断の方法は基板に作用するもので、例えば基板の材質はガラスやサファイア、シリコン，ガリウム砒素、陶磁等とすることができる。元々の基板は直角矩形、四角形といった形状であり、マルチレーザー切断の方法により角丸及び線条の模様を有するサブ基板を形成することができる。図２に示すように、マルチレーザー切断の方法のステップは、第一レーザー光線及び第二レーザー光線を提供するステップＳ１１から始まるものである。
【００１７】
ステップＳ１２では応用プログラムを実行し、模様が線条であると判断した時、第一レーザー光線を選択して基板のある場所で加熱すること、及びある場所で加熱された後において降温を行うことによって線条を切り出す。
【００１８】
本ステップにおいて、応用プログラムは又第一レーザー光線をオンまたはオフにすること、前記第一レーザー光線の光強度を出力すること、第一レーザー光線を駆動することで線条の軌跡に沿って移動させることが行える。後者の線条の軌跡については、応用プログラムを通じてサブ基板に関するパラメータ、例えば直線及び角丸の開始座標、終了座標及び角度等を受取ることができる。または、応用プログラムはサブ基板を有する模様（または模様のデータファイル）を受取り、且つ模様をスキャンまたは識別することで寸法、形状等を確定させる。この他、応用プログラムは、模様が線条である時に第一レーザー光線を駆動して基板の加工を行うように設定することができる。
【００１９】
この他、本ステップでは第一レーザー光線を使用する以外に、基板の加熱される場所で降温を行う。降温の方式は冷却物質（例えば水、氷結剤）を利用して該場所の温度を下げるものである。
【００２０】
ステップＳ１３では応用プログラムを実行し、模様が角丸であると判断した時、第二レーザー光線を選択して基板のある場所で切断することによって角丸を形成する。応用プログラムは、模様が角丸である時に第二レーザー光線を駆動して基板の加工を行うように設定することができる。
【００２１】
本ステップにおいて、応用プログラムは第二レーザー光線をオンまたはオフにすること、第二レーザー光線の光強度を出力すること、及び第二レーザー光線を駆動することで角丸の軌跡に沿って移動させることが行える。この角丸の軌跡を生成する方式は、前述の線条の軌跡を生成する方式と同様とすることができるので、詳述を避ける。
【００２２】
前述の第一レーザー光線及び第二レーザー光線はそれぞれ炭酸ガスレーザー、ピコ秒レーザーまたはフェムト秒レーザーを採用することができる。この他第一レーザー光線、第二レーザー光線ともに、駆動方式を通じての経路、方向、出力、焦点、光線直径、焦点距離といったレーザーに関する物理的特徴の変更が可能であり、それぞれに異なる切断加工のニーズに応用することができる。
【００２３】
この他、第一レーザー光線及び第二レーザー光線は応用プログラムに基づいて、第一レーザー光線及び／または第二レーザー光線が連続波モード（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  ｗａｖｅ、ＣＷ）、単一パルスモード（Ｓｉｎｇｌｅ  ｐｕｌｓｅ）、パルスモード（Ｐｕｌｓｅ  ｍｏｄｅ）、バーストモード（Ｂｕｒｓｔ  ｍｏｄｅ）のうち少なくとも一つによって駆動されるものである。
【００２４】
ステップＳ１４では、ステップＳ１２及びＳ１３が反復して実行され、これが応用プログラムが全てのサブ基板を構成する全ての模様を判断し終えるまで実行される。言い換えれば、本ステップでは応用プログラムが既に第一レーザー光線及び第二レーザー光線を駆使して、直線及び角丸を有するサブ基板を基板から切り出していることになる。
【００２５】
他の実施例にでは、線条と角丸が交わる点において、応用プログラムは更に、模様が線条から角丸に転じる、または角丸から線条に転じると判断し、且つ選択的に第一レーザー光線または第二レーザー光線を通じて切断を行うことができる。
【００２６】
ステップＳ１５では、基板からサブ基板を獲得する。
【００２７】
図２は本発明の第二実施例におけるマルチレーザー切断のシステムのブロック図である。図２では、マルチレーザー切断システム１０が基板２に作用することで、角丸２２及び線条２４の模様を有するサブ基板４を形成している。
【００２８】
マルチレーザー切断システム１０は、ベアリングユニット１２、第一レーザーユニット１４、冷却ユニット１６、第二レーザーユニット１８、駆動モジュール２０及びプロセッサユニット２６を含む。
【００２９】
ベアリングユニット１２は基板２を設置できる。
【００３０】
第一レーザーユニット１４はベアリングユニット１２の側に設置され、第一レーザーユニット１４は制御指令ＣＩに基づいて第一レーザー光線ＦＡＬＢを出力する。例えば第一レーザーユニット１４は炭酸ガスレーザー（ＣＯ２  ｌａｓｅｒ）とする。
【００３１】
冷却ユニット１６は第一レーザーユニット１４に隣接して設置される。冷却ユニット１６は制御指令ＣＩに基づいて、例えば水、氷結剤、気体といった物質１６２を出力する。
【００３２】
第二レーザーユニット１８はベアリングユニット１２の側に設置される。第二レーザーユニット１８は制御指令ＣＩに基づいて第二レーザー光線ＳＡＬＢを出力する。例えば第二レーザーユニット１８はピコ秒レーザー（ｐｉｃｏ−ｓｅｃｏｎｄ  ｌａｓｅｒ）とする。
【００３３】
駆動モジュール２０は第一レーザーユニット１４、冷却ユニット１６及び第二レーザーユニット１８と接続する。駆動モジュール２０は移動指令に基づいて方向Ｄへ第一レーザーユニット１４、冷却ユニット１６及び第二レーザーユニット１８を移動させる。
【００３４】
プロセッサユニット２６は第一レーザーユニット１４、冷却ユニット１６、第二レーザーユニット１８及び駆動モジュール２０と接続する。プロセッサユニット２６は、模様に関連する模様データＰＴＤに基づき、制御指令ＣＩを生成して第一レーザー光線ＦＡＬＢを操作して線条２４を切り出し、及び第二レーザー光線ＳＡＬＢを操作して角丸２２を切り出すことで、角丸２２及び線条２４を有するサブ基板４を形成する。
【００３５】
この他、プロセッサユニット２６は制御指令ＣＩを生成して冷却ユニット１６を操作して物質１６２を出力することで、第一レーザー光線ＦＡＬＢが線条２４を切り出したことで生成された熱エネルギーを冷却する。そのうち、プロセッサユニット２６は第一レーザー光線ＦＡＬＢ及び第二レーザー光線ＳＡＬＢの物理的特徴を調整することができる。例えば物理的特徴は出力、レーザー密度、スキャン速度及び持続時間のうち少なくとも一つとすることができる。または、プロセッサユニット２６は第一レーザー光線ＦＡＬＢ及び第二レーザー光線ＳＡＬＢを連続波モード（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  ｗａｖｅ、ＣＷ）、単一パルスモード（Ｓｉｎｇｌｅ  ｐｕｌｓｅ）、パルスモード（Ｐｕｌｓｅ  ｍｏｄｅ）、バーストモード（Ｂｕｒｓｔ  ｍｏｄｅ）のうち少なくとも一つのモードにおいて操作することができる。
【００３６】
他の実施例において、第一レーザーユニット１４または第二レーザーユニット１８は更に光学パーツ（図示せず）を含むことで、前記レーザー光線の前記経路、方向、出力、焦点、光線直径及び焦点距離のうち少なくとも一つを調整する。
【００３７】
発明は当業者であれば諸般の修飾が可能であるが、いずれも後付の特許請求の範囲の保護範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３８】
Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４、Ｓ１５        方法のステップ
２                          基板
２２                    角丸
２４                    線条
４                        サブ基板
１０                マルチレーザー切断システム
１２                    ベアリングユニット
１４                    第一レーザーユニット
１６                冷却ユニット
１８                第二レーザーユニット
２０                駆動モジュール
２６                プロセッサユニット
ＦＡＬＢ                第一レーザー光線
ＳＡＬＢ                第二レーザー光線
ＰＴＤ                模様データ
ＣＩ                制御指令
【図１】
2020182974.tif 000003
【図２】
2020182974.tif 000004