ガラス加工

フェムト秒レーザーは透明材料の革新的な加工を可能にします。

フェムト秒レーザーによるドリル加工、切断加工、切削加工によって材料を選択的に除去し、従来の加工技術では作ることができない複雑で精密構造を製造できます。

• GHzバーストモードによる高速ドリル加工
  
  フェムト秒レーザー加工は、超短パルス持続時間により材料への熱影響を最小限に抑え、ガラス加工において非常に優れた精度を実現します。
  従来の方法と比較して加工速度が遅い点が課題でしたが、GHzバーストモードの登場により実用的な速度での加工が可能となりました。
  GHzバーストモードは、高強度フェムト秒パルスをGHz間隔で複数に分割することで、加工速度を向上させる技術です。
  
• ガラスのボトムアップミリング
  
  高アスペクト比の穴あけ加工に対する需要が急速に高まっています。従来のレーザーミリング技術では、アブレーションで発生したデブリが穴の内部に堆積し、高アスペクト比の穴あけ加工が困難でした。ボトムアップミリングは、レーザービームを材料の底部から表面に向かって照射することで加工を行います。加工で発生したデブリは自然落下により除去されるため、ガラスに高アスペクト比の穴を容易に開けることが可能です。
  
   
• ベッセルビーム・スクライビング
  
  ベッセルビームを用いたスクライビングは、材料の切削損失を最小限に抑えた、極めて効率的なガラス切断加工法です。フェムト秒レーザーで生成したベッセルビームによりガラス内部に微小なボイドを形成し、機械的または熱的な方法で分離することで、非常に滑らかな切断面を実現します。1回のレーザー照射で加工が完了するため、高速加工が可能です。
  
   
• 薄板ガラスの切断
  
  0.5 mm以下の薄板ガラスは非常に脆く、わずかな熱でも割れてしまうため、従来の切断加工では高品質な加工が難しく困難でした。
  フェムト秒レーザー加工は、材料への熱影響を最小限に抑えることができるため、薄板ガラスでも容易に、かつ高精度に加工できます。
  
  
• フェムト秒レーザー誘起選択的化学エッチング
  
  高強度フェムト秒レーザーを照射することで、材料の分子構造を変化させ、化学的性質を改質することが可能です。レーザー照射により改質された部分を化学エッチングで選択的に除去できます。
  この2段階の加工技術によってガラスなどの透明材料に、テーパーのない、表面粗さが数百ナノメートルレベルの微細構造を作製できます。さらに、ウェーハレベルの大面積加工にも対応可能です。
  
• ガラス貫通電極（TGV）の製造
  
  半導体分野をはじめ、様々な分野において、ガラス基板への高アスペクト比の穴あけ加工の需要が高まっています。フェムト秒レーザーを用いることで、欠けやひび割れがなく、内壁が滑らかで高品質な穴を形成できます。ガラス基板に、低テーパーかつ高アスペクト比の貫通穴（TGV）を形成することが可能です。
  
  
  
  

ガラス貫通電極（TGV）の製造

高アスペクト比（＞80 : 1）微細貫通穴加工ガラス（TGV）の製造

半導体分野をはじめ、様々な分野において、ガラス基板への高アスペクト比の穴あけ加工の需要が高まっています。フェムト秒レーザー加工は、高品質な加工を実現する上で欠かせない技術となっています。

GHzバーストモードによる高アスペクト比穴あけ加工

強力なGHzバーストモードを持つFemtoLux 30は、パーカッション・ドリリングによりガラス基板に高アスペクト比の貫通穴（TGV）を形成します。
GHzバーストモードを使って1の高強度フェムト秒パルスを50パルスに分割することで、アスペクト比80以上を実現します。また、バーストモードの設定を最適化すると0.1 μmの精度で穴の深さを制御することが可能です。本技術は、AN100、BK7、BF33、D263、EXG、ソーダ石灰など、様々なガラス材料に適用可能です。

MHz+GHzバーストモードとボトムアップミリングの併用

MHz+GHzバーストモードとボトムアップミリング技術を組み合わせることで、更に高精度で高効率加工が可能です。ボトムアップミリング技術によるゼロテーパー構造の形成とMHz+GHzバーストモードによるスループット向上により、BF33およびD263ガラスに直径200 μmの穴のマトリックス形成を実現しました。

GHzバーストモードによる高速ドリル加工

フェムト秒レーザーによるガラス加工の新境地：GHzバースト

フェムト秒レーザーは、その極めて短いパルス持続時間により、ガラスに高品質な加工を施すことができます。しかし、従来の方法と比較して加工速度が遅く、幅広い用途への応用が課題となっていました。

GHzバーストは、この課題を克服する革新的な技術です。高強度フェムト秒パルスを複数のパルスに分割することで、加工速度を飛躍的に向上させます。
従来の高繰り返しフェムト秒レーザーでは、材料へのダメージを抑えるためにパルス強度を下げたり、繰り返し周波数を低くする必要がありました。GHzバースト技術は、2 GHzという高いバースト内繰り返し周波数と最大70パルスの分割照射により、単一パルスモードと比較して最大7倍の加工速度を実現します。しかも、材料へのダメージを抑え、高品質な加工を維持できます。

GHzバーストの利点

・高品質な加工 : フェムト秒レーザーの特徴である高精度加工を維持
・高スループット : 従来比最大7倍の加工速度を実現
・欠陥の抑制 : 材料へのダメージを抑え、欠陥の発生を抑制