Procedimiento de procesamiento de un objeto con formación de tres regiones modificadas como punto de partida para cortar el objeto.

Un procedimiento de procesamiento láser de un objeto (1) que va a cortarse, comprendiendo el procedimiento: irradiar el objeto

(1) con una luz láser (L) con un punto de convergencia de luz (P) ubicado en el interior del objeto (1) para formar una región modificada (9) en el interior del objeto (1) a lo largo de una línea (5) a lo largo de la cual se pretende que se corte el objeto (1);

caracterizado adicionalmente por las etapas de: cambiar la posición del punto de convergencia de luz (P) del láser (L) en una dirección de incidencia de la luz láser (L) que irradia el objeto (1) con respecto al objeto (1), para formar una pluralidad de las regiones modificadas (9) que se alinean entre sí a lo largo de la dirección de incidencia de la luz láser (L) con el fin de formar de manera sucesiva, o aleatoria, la pluralidad de las regiones modificadas (9) a lo largo de la línea (5) a lo largo de la cual se pretende que se corte el objeto (1), y con el fin de aumentar el número de ubicaciones que van a volverse puntos de partida cuando se corta el objeto (1), donde las regiones modificadas (9) se encuentran en una posición deseable en el interior del objeto (1) con referencia a la superficie de entrada de láser del objeto (1); y

después de la formación de la pluralidad de regiones modificadas (9), cortar el objeto (1) a lo largo de la línea (5) a lo largo de la cual se pretende que se corte el objeto (1).

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E10182671.

Solicitante: HAMAMATSU PHOTONICS K.K..

Nacionalidad solicitante: Japón.

Dirección: 1126-1, ICHINO-CHO HAMAMATSU-SHI, SHIZUOKA 435-8558 JAPON.

Inventor/es: UCHIYAMA, NAOKI, FUKUYO,FUMITSUGU, FUKUMITSU,KENSHI, WAKUDA,Toshimitsu.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > MAQUINAS-HERRAMIENTAS; TRABAJO DE METALES NO PREVISTO... > SOLDADURA SIN FUSION O DESOLDEO; SOLDADURA; REVESTIMIENTO... > Trabajo por rayos láser, p. ej. soldadura, corte... > B23K26/073 (Determinación de la configuración para el punto del láser)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > VIDRIO; LANA MINERAL O DE ESCORIA > COMPOSICION QUIMICA DE LOS VIDRIOS, VIDRIADOS O ESMALTES... > C03C23/00 (Otros tratamientos de la superficie del vidrio que no sea en forma de fibras o de filamentos)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > VIDRIO; LANA MINERAL O DE ESCORIA > FABRICACION O MODELADO DE VIDRIO O DE LANA MINERAL... > Seccionamiento del vidrio enfriado (seccionamiento... > C03B33/023 (estando la hoja en posición horizontal)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > MAQUINAS-HERRAMIENTAS; TRABAJO DE METALES NO PREVISTO... > SOLDADURA SIN FUSION O DESOLDEO; SOLDADURA; REVESTIMIENTO... > B23K26/00 (Trabajo por rayos láser, p. ej. soldadura, corte o taladrado)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > MAQUINAS-HERRAMIENTAS; TRABAJO DE METALES NO PREVISTO... > SOLDADURA SIN FUSION O DESOLDEO; SOLDADURA; REVESTIMIENTO... > Trabajo por rayos láser, p. ej. soldadura, corte... > B23K26/38 (mediante escariado o corte)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > MAQUINAS-HERRAMIENTAS; TRABAJO DE METALES NO PREVISTO... > SOLDADURA SIN FUSION O DESOLDEO; SOLDADURA; REVESTIMIENTO... > Trabajo por rayos láser, p. ej. soldadura, corte... > B23K26/40 (tomando en consideración las propiedades del material involucrado)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > MAQUINAS-HERRAMIENTAS; TRABAJO DE METALES NO PREVISTO... > SOLDADURA SIN FUSION O DESOLDEO; SOLDADURA; REVESTIMIENTO... > Trabajo por rayos láser, p. ej. soldadura, corte... > B23K26/08 (Dispositivos que tiene un movimiento relativo entre el haz de rayos y la pieza)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > TRABAJO DEL CEMENTO, DE LA ARCILLA O LA PIEDRA > TRABAJO DE LA PIEDRA O DE MATERIALES SIMILARES A... > B28D5/00 (Trabajo mecánico de las piedras finas, piedras preciosas, cristales, p. ej. de materiales para semiconductores; Aparatos o dispositivos a este efecto (trabajo con muela o pulido B24; con fines artísticos B44B; por procedimientos no mecánicos C04B 41/00; postratamiento no mecánico de monocristales C30B 33/00))
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > MAQUINAS-HERRAMIENTAS; TRABAJO DE METALES NO PREVISTO... > SOLDADURA SIN FUSION O DESOLDEO; SOLDADURA; REVESTIMIENTO... > Trabajo por rayos láser, p. ej. soldadura, corte... > B23K26/06 (Determinación de la configuración del haz de rayos, p. ej. con ayuda de máscaras o de focos múltiples)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > MAQUINAS-HERRAMIENTAS; TRABAJO DE METALES NO PREVISTO... > SOLDADURA SIN FUSION O DESOLDEO; SOLDADURA; REVESTIMIENTO... > Trabajo por rayos láser, p. ej. soldadura, corte... > B23K26/04 (Alineación, apuntado o focalización automáticos del haz de rayos láser, p. ej. utilizando la luz difundida de vuelta)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > VIDRIO; LANA MINERAL O DE ESCORIA > FABRICACION O MODELADO DE VIDRIO O DE LANA MINERAL... > Seccionamiento del vidrio enfriado (seccionamiento... > C03B33/10 (Herramientas para el corte del vidrio, p. ej. herramientas de rayado)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > VIDRIO; LANA MINERAL O DE ESCORIA > FABRICACION O MODELADO DE VIDRIO O DE LANA MINERAL... > Seccionamiento del vidrio enfriado (seccionamiento... > C03B33/08 (por fusión)
  • SECCION G — FISICA > OPTICA > DISPOSITIVOS O SISTEMAS CUYO FUNCIONAMIENTO OPTICO... > Dispositivos o sistemas para el control de la intensidad,... > G02F1/1368 (en los que el elemento de conmutación es un dispositivo de tres electrodos)

PDF original: ES-2526418_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento de procesamiento de un objeto con formación de tres regiones modificadas como punto de partida para cortar el objeto

Campo de la técnica

La presente invención se refiere a un procedimiento de procesamiento láser de un objeto, que va a procesarse por corte, tal como sustratos de material semiconductor, sustratos de material piezoeléctrico y sustratos de vidrio, de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 (véase, por ejemplo, el documento JP4/111 800 A).

Antecedentes de la técnica

Una de las aplicaciones del láser es el corte. Un proceso de corte típico efectuado por láser es tal como sigue: Por ejemplo, una parte que va a cortarse en un objeto que va a procesarse, tal como una oblea de semiconductor o un sustrato de vidrio, se irradia con una luz láser que tiene una longitud de onda que el objeto absorbe, de tal modo que tras el calentamiento progresa la fusión, debido a la absorción de luz láser desde la superficie hasta la cara posterior del objeto que va a procesarse en la parte que va a cortarse, mediante lo cual el objeto que va a procesarse se corta. No obstante, el presente procedimiento también funde los alrededores de la región que va a volverse la parte de corte en la superficie del objeto que va a cortarse. Por lo tanto, en el caso en el que el objeto que va a procesarse es una oblea de semiconductor, podrían fundirse los dispositivos de semiconductor que se encuentran cerca de la región que se menciona anteriormente entre las que se forman en la superficie de la oblea de semiconductor.

Ejemplos conocidos de procedimientos que pueden evitar que la superficie del objeto que va a procesarse se funda son procedimientos de corte basados en láser que se dan a conocer en la solicitud de patente de Japón abierta a inspección pública con N° 2000-219528 y la solicitud de patente de Japón abierta a inspección pública con N° 2000- 15467. En los procedimientos de corte de estas publicaciones, la parte que va a cortarse en el objeto que va a procesarse se calienta con luz láser, y a continuación se enfría el objeto, con el fin de generar un choque térmico en la parte que va a cortarse en el objeto, mediante el cual se corta el objeto.

La patente de Japón con N° JP 4 111800 A describe un proceso de trabajo de corte de materiales transparentes, en el que un haz de alta energía se enfoca mediante un sistema óptico en un punto sobre o bien el lado frontal o bien el lado posterior del material. A medida que el punto de enfoque se mueve a lo largo del material, se forma una fisura consecutiva de tal modo que puede llevarse a cabo el trabajo de corte sobre el material.

La patente de Japón con N° JP 2000 247671 describe un procedimiento para cortar vidrio que comprende una etapa de formación de unas primeras fisuras iniciales mediante una punta de trazar sobre una superficie del vidrio, una etapa para formar las primeras fisuras iniciales para trazar unas líneas mediante un haz de láser, una etapa para formar unas segundas fisuras iniciales ortogonales con respecto a las líneas de trazado mediante la punta de trazar sobre la superficie del vidrio y una etapa para fisurar el vidrio mediante el haz de láser a lo largo de las segundas fisuras iniciales, Asurando de ese modo el vidrio.

[0006] La patente de Japón con N° JP 60 167351 describe la fabricación de un dispositivo de circuito integrado híbrido donde el dispositivo se irradia de manera repetida mediante impulsos de haces de láser para formar una primera ranura que tiene una primera profundidad. Una segunda ranura, más estrecha que la primera ranura, se forma a continuación en la sección de base de la primera ranura mediante el aumento de la frecuencia repetida de los impulsos de haces de láser o mediante la reducción del diámetro de punto de los haces de láser.

Divulgación de la invención

Cuando el choque térmico generado en el objeto que va a procesarse es grande en los procedimientos de corte de las publicaciones que se mencionan anteriormente, pueden tener lugar fracturas no necesarias, tales como las que se desvían de las líneas que van a cortarse o las que se extienden hasta una parte no irradiada con láser. Por lo tanto, estos procedimientos de corte no pueden lograr un corte de precisión. Cuando el objeto que va a procesarse es una oblea de semiconductor, un sustrato de vidrio formado con un dispositivo de visualización de cristal líquido, o un sustrato de vidrio formado con un patrón de electrodos en particular, pueden dañarse las microplacas de semiconductor, dispositivos de visualización de cristal líquido o patrones de electrodos, debido a las fracturas no necesarias. Así mismo, la energía de entrada promedio es tan alta en estos procedimientos de corte que el daño térmico impartido a la microplaca de semiconductor y similar es grande.

Un objeto de la presente invención es la provisión de procedimientos de procesamiento láser y un aparato de procesamiento láser que no generen fracturas no necesarias en la superficie de un objeto que va a procesarse y que no fundan la superficie.

(1) El procedimiento de procesamiento láser de acuerdo con la presente invención se define en la reivindicación 1.

La región modificada se forma moviendo el objeto que va a procesarse en relación con el punto de convergencia de luz de la luz láser que se encuentra en el interior del objeto. En el presente caso, el movimiento relativo que se menciona anteriormente forma la región modificada en el interior del objeto que va a procesarse a lo largo de una línea a lo largo de la cual el objeto se pretende cortar sobre la superficie del objeto.

El procedimiento comprende, de acuerdo con la presente invención, una etapa de corte para cortar el objeto que va a procesarse a lo largo de la línea a lo largo de la cual el objeto se pretende cortar. Cuando el objeto que va a procesarse no puede cortarse en la etapa de formación de la región modificada, la etapa de corte corta el objeto. La etapa de corte rompe el objeto que va a procesarse usando la región modificada como punto inicial, siendo de este modo capaz de cortar el objeto con una fuerza relativamente pequeña. Esto puede cortar el objeto que va a procesarse sin generar fracturas no necesarias que se desvíen de la línea a lo largo de la cual el objeto se pretende cortar en la superficie del objeto.

Los ejemplos del objeto que va a procesarse son elementos que incluyen vidrio, material piezoeléctrico y material semiconductor. Otro ejemplo del objeto que va a procesarse es un miembro transparente a una luz láser emitida. El presente procedimiento de procesamiento láser puede aplicarse también a un objeto que va a procesarse con una superficie formada con un dispositivo electrónico o un patrón de electrodos. El dispositivo electrónico hace referencia a un dispositivo de semiconductor, un dispositivo de visualización tal como cristal líquido, un dispositivo piezoeléctrico o similar.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es una vista en planta de un objeto que va a procesarse durante el procesamiento láser mediante el procedimiento de procesamiento láser;

la figura 2 es una vista en sección del objeto que va a procesarse que se muestra en la figura 1, tomada a lo largo de la línea ll-ll;

la figura 3 es una vista en planta del objeto que va a procesarse tras el procesamiento láser efectuado mediante el procedimiento de procesamiento láser;

la figura 4 es una vista en sección del objeto que va a procesarse que se muestra en la figura 3, tomada a lo largo de la línea IVIV;

la figura 5 es una vista en sección del objeto que va a procesarse que se muestra en la figura 3, tomada a lo largo de la línea V-V;

la figura 6 es una vista en planta del objeto que va a procesarse,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un procedimiento de procesamiento láser de un objeto (1) que va a cortarse, comprendiendo el procedimiento:

irradiar el objeto (1) con una luz láser (L) con un punto de convergencia de luz (P) ubicado en el interior del objeto (1) para formar una reglón modificada (9) en el interior del objeto (1) a lo largo de una línea (5) a lo largo de la cual se pretende que se corte el objeto (1);

caracterizado adicionalmente por las etapas de: cambiar la posición del punto de convergencia de luz (P) del láser (L) en una dirección de incidencia de la luz láser (L) que irradia el objeto (1) con respecto al objeto (1), para formar una pluralidad de las regiones modificadas (9) que se alinean entre sí a lo largo de la dirección de incidencia de la luz láser (L) con el fin de formar de manera sucesiva, o aleatoria, la pluralidad de las regiones modificadas (9) a lo largo de la línea (5) a lo largo de la cual se pretende que se corte el objeto (1), y con el fin de aumentar el número de ubicaciones que van a volverse puntos de partida cuando se corta el objeto (1), donde las regiones modificadas (9) se encuentran en una posición deseable en el interior del objeto (1) con referencia a la superficie de entrada de láser del objeto (1); y

después de la formación de la pluralidad de regiones modificadas (9), cortar el objeto (1) a lo largo de la línea (5) a lo largo de la cual se pretende que se corte el objeto (1).

2. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, donde la pluralidad de regiones modificadas (9) se forman de manera sucesiva a partir del lado más alejado con respecto a la superficie de entrada de luz láser del objeto (1).

3. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, donde las regiones modificadas (9) incluyen al menos una de una región de fisuración en la que se genera una fisura en la parte interior del objeto (1), una región procesada fundida que se ha fundido en la parte interior del objeto (1) y una región de cambio de índice de refracción en la que el índice de refracción cambia en la parte interior del objeto (1).