[发明专利]应用于脆性材料的镭射加工装置及镭射加工和位移补偿的方法

权利要求书

1.一种应用于脆性材料的镭射加工装置，其特征在于，包含：

一镭射源，用以产生一激光束；

一聚焦控制单元，与该镭射源连接，以将该激光束聚焦于一加工件；

一镭射控制单元，用以控制镭射的开启及关闭；

一系统控制单元，连接该聚焦控制单元及该镭射单元，用以计算出该镭射的多个参数，并依据所述参数对该加工件进行镭射加工；

一承载平台，用以承载该加工件；

一驱动轴控制单元，附接于该承载平台并连接该系统控制单元，受到该系统控制单元控制，可使该承载平台在横方向、纵方向以及垂直方向移动；

一测量单元，与该系统控制单元连接，用以测量该加工件的一尺寸、一加工范围及一加工深度，并将多个测量值传送至该系统控制单元；以及

一影像撷取单元，与该系统控制单元连接，用以撷取该加工的影像；

其中该系统控制单元根据所述测量值，而调整该驱动轴控制单元以及该聚焦控制单元的至少其中之一，而改变该镭射位于该加工一聚焦深度及一聚焦位置。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该镭射位于加工件的该聚焦深度位于该加工件的一上表面及一下表面之间。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该镭射源是由一倍频晶体，且利用一Q切换开关产生一脉冲镭射。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，该倍频晶体为一铷雅铬或一钕钒酸钇的其中之一。

5.如权利要求3所述的装置，其特征在于，该脉冲镭射的波长是以1064nm倍频产生的任一种波长。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，该脉冲镭射的波长进一步小于或等于355nm。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该激光束具有大于或等于10KHz的一重复频率、大于或等于90μJ的一脉冲能量，以及小于或等于200μm的光点。

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该加工件为脆性材料，为一硅晶圆、玻璃、一石英、一硅芯片、一蓝宝石晶圆、一陶瓷、一压克力及一电路板的任一种，对于该镭射有一穿透率及一吸收率。

9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该测量单元在镭射加工进行时实时监控该加工件的表面的一曲率变化或一轮廓形状变化，并回授至该系统控制单元，使一镭射加工深度与一表面轮廓维持一定。

10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，进一步包含一高斯分布滤镜，以缩小激光束的一光点。

11.一种应用于脆性材料的镭射加工和位移补偿的方法，其特征在于，步骤包含：

一准备步骤，是将一镭射加工装置开启暖机，并将一加工件设置一承载平台上，其中该镭射加工装置具有一镭射源、一聚焦控制单元、一系统控制单元、一镭射控制单元、一驱动轴控制单元以及该承载平台；

一扫描步骤，利用该测量单元以及该驱动轴控制单元扫描该加工件的一尺寸以及一加工范围，并在扫描后将多个测量值传送给该系统控制单元，该系统控制单元计算出一镭射聚焦深度及一镭射聚焦位置，并将该加工范围区分为至少一个网格；

一加工步骤，以该镭射控制单元启动该镭射源，首先将一激光束聚焦于该聚焦深度，再将该承载平台在横方向及纵方向移动，使得该激光束在一聚焦平面上对该加工件进行加工，然后将该镭射聚焦深度由该加工件的下表面往一加工件的上表面移动，其中该聚焦深度在该加工件的下表面与该加工件的上表面之间；以及

一加工完成步骤，是在该加工步骤完成后，将该镭射加工装置回归一初始状态，经过一冷却时间，将加工后的该加工件退出。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，利用测量单元测量一加工深度，再将多个测量值传送给该系统控制单元，该系统控制单元依据所述测量值，该微调聚焦控制单元，或进一步控制该驱动轴控制单元在垂直方向移动，而将该镭射聚焦深度由该加工件的下表面往一加工件的上表面移动。

13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，该聚焦位置可位于该加工件的下表面。

14.如权利要求11所述的方法，其特征在于，该聚焦位置可位于该加工件的下表面之外。