改性的閾積分通量,所產 生的改性區域分別具有相應于大于3μπ?的寬度的長度l(Zr)。在此,瑞利長度Zr通過A=# Λ 與波長λ和最小射線半徑WO相關。因此以類似的方式可以有利地達到改性區域的相對大的 體積。相應地,可以積聚對于分離所需的力并且使得所儲存的能量可用于瞬態效應。
[0020] 在另一種優選的方法變型方案中,為了在所述另外的襯底位置處照射所述襯底內 部,使所述激光射線相對于所述襯底分別尤其平行地移動最小激光射線半徑的〇.〇1倍至5 倍、尤其〇. 3倍至2倍。以這種方式,在永久改性的邊界情況下,互相排列多個、尤其軟管形構 造的改性區域,而各個改性區域在其產生時沒有不利地彼此影響。通過選擇相應的平行移 動來阻止相鄰布置的改性區域的相交。相鄰的改性區域之間的距離在7μπι的焦點直徑的情 況下例如可以是8μηι至20μηι。
[0021] 優選地,在從一個襯底位置到另外的襯底位置的相對移動期間中斷所述襯底的所 述照射。替代地,在相鄰襯底位置之間相對移動期間,可以連續地或至少以減小的強度運行 激光射線。
[0022] 特別優選地,用于在相鄰的襯底位置之間移動所述激光射線的速度(移動速度)與 所述激光射線的脈沖率的比例位于〇. Iym至50μπι之間、尤其Ιμπι至20μπι之間。以這種方式,既 可以產生均勻且清晰的分離面,而在此不引起空隙或其他損害區,此外又可以避免基于熱 積聚的負的熱學效應。
[0023]在另一種優選的方法變型方案中,當襯底厚度do與所述最小射線半徑wo的比例位 于大約30和大約800之間、尤其大約30和大約100之間的范圍中時,在所述襯底內部產生多 個在所述射線方向上相疊地布置的改性區域。以這種方式,也可以依照根據本發明的方法 分離以下襯底:所述襯底的厚度顯著大于單個改性區域的長度。為了相疊地布置改性區域, 可以相應地在射線方向上、也即在激光射線的傳播方向上改變激光射線的焦點位置。
[0024] 在以上方法變型方案的方法擴展中,分別借助一個另外的激光射線產生相疊地布 置的改性區域。通過襯底的這種同步的或并行的處理,可以在分離相對厚的襯底時加速根 據本發明的方法流程。對此,例如可以使用雙焦點光學器件。引起襯底部分分離的裂紋可以 因此同時沿相疊地布置的改性區域延伸,其中,尤其可以應用瞬態效應。
[0025] 還優選該方法的一種變型方案,其中,借助在所述襯底位置處分別引入的激光脈 沖產生所述改性區域。通過在襯底上初始相對弱的作用或入射(通過相對弱的第一脈沖), 可以在相同位置上更好地吸收另外的(相對較弱的)脈沖。以這種方式,可以進一步避免空 隙的產生和由此造成的不希望的裂紋擴散,其中,總共可以存儲更多能量。為了在激光射線 中產生棒形的或梨形縮細的體積區域,可以選擇或調節在IyJ至5mJ(典型IOOyJ至500yJ)或 者1(^8至50?8、典型地70(^8至20?8的范圍中的脈沖能量和脈沖持續時間作為另外的射線 參數。在一種方法變型方案中,也可以將激光脈沖在空間上互相分離地引入到襯底中。這種 優選在5ys - Ims的間隔中進行。
[0026] 也優選以上方法變型方案的一種方法擴展,其中,所述激光脈沖以在時間上的Ips 至IOOns的脈沖間隔彼此相繼。以這種方式,實現到襯底材料中的更溫和或更保護性的能量 輸入。更高效地進行能量吸收,并且可以在襯底材料中存儲更多能量。彼此相繼的激光脈沖 構成所謂的脈沖群(脈沖組)。為了產生脈沖群,典型地將具有高能量的(主)脈沖分為具有 較低能量而相同峰值功率的多個脈沖。
[0027] 在一種優選的方法變型方案中,在所述襯底內部中與至少一個襯底表面間隔開直 至所述襯底厚度do的15%地構造所述體積區域。以這種方式,改性區域不是完全從一個襯 底表面直至相對置的其他襯底表面地產生,而是直接鄰接襯底表面的區域保持不被處理。
[0028] 優選,從以下組中選出襯底材料,所述組包括:透明陶瓷、半導體、(薄)層系統或由 之前提及的襯底材料組成的復合材料以及金屬、聚合物、透明導體、玻璃、石英晶體、金剛 石、和藍寶石。這種襯底材料典型地是激光透明的。
[0029] 最后優選一種方法變型方案,其中,通過機械方法或化學方法沿包括所述改性區 域的分離區域分離所述襯底。作為機械分離方法,例如可以用手或借助相應的抓取機 (Greifmaschine)將襯底分離成兩個或更多個襯底部分。通過襯底內部的(預)處理,可以特 別簡單地、也即僅僅借助微小的力耗費分離襯底。在分離時出現唯一的貫通的、將襯底分離 成一個或多個襯底部分的裂紋并且在相應的襯底部分處產生分離面。在利用瞬態效應的情 況下,在巧妙選擇參數的情況下分離材料而不需要另外的再處理。
[0030] 本發明的主題的另外的優點和有利的構型由說明書、權利要求和附圖得出。同樣 地,先前提及的和還要進一步列出的特征可以單獨地或多個任意組合地應用。所示出的和 所描述的實施方式不應理解為窮舉,而是相反地說具有用于本發明的描述的示例性特點。 附圖強烈示意性地示出根據本發明的主題并且不應理解為按比例的。
【附圖說明】
[0031] 圖1以透視性視圖示出襯底,根據本發明借助激光射線引入改性區域到襯底中;
[0032] 圖2示出在空氣中傳播的激光射線的示意性橫截面,在橫截面的內部形成啞鈴形 體積區域(左),以及示出襯底的示意性橫截面,在橫截面的襯底內部產生了改性區域(右);
[0033] 圖3示出襯底的示意性橫截面,在橫截面的襯底內部在激光射線的傳播方向上形 成相疊地布置的改性區域;以及
[0034]圖4示出一圖形,其對于不同射線能量示出改性區域的長度與激光射線的瑞利長 度之間的關系。
[0035] 在附圖的以下描述中,對于相同的或功能相同的部件使用相同的附圖標記。
【具體實施方式】
[0036] 參考圖1和2,在下面描述用于處理激光透明襯底1、例如在化學上被硬化的玻璃以 便接著沿分離區域2分離襯底1的方法。
[0037]根據第一方法步驟,在第一襯底位置3處在激光射線4的如此調節的射線參數下照 射襯底內部,使得在激光射線4中形成在射線方向11上棒形的或梨形縮細的體積區域5,所 述體積區域具有超出用于產生改性的閾值的積分通量或輻射強度(參考圖2,右)。在此,在 脈沖持續時間確定的情況下,輻射強度相應于激光射線的積分通量。尤其如此調節激光射 線4的射線參數,使得體積區域5的襯底表面側端部6的最大橫向延伸Al與體積區域5的最大 縱向延伸A2的比例是大約1/40,從而在所述襯底內部中與至少一個襯底表面7間隔開直至 所述襯底厚度do的15%地構造所述體積區域5。激光射線4的積分通量在此例如被調節到 160J/cm 2 上。
[0038] 在圖2中在左邊示出的狀態適用于在空氣中傳播的激光射線4。在此產生啞鈴形的 體積區域5',即通過相同輻射強度的封閉面(所謂的等照度線)限界的區域。啞鈴形的體積 區域5'同樣在其襯底表面側端部6處具有最大橫向延伸Al和最大縱向延伸A2。在圖2中(左) 還示出在所聚焦的激光射線4中的、分別相同的積分通量或輻射強度的在體積區域5的內部 布置的其他面。
[0039] 通過在激光射線4中或者在襯底內部以超出用于產生改性的閾值的積分通量或輻 射強度構造棒形的或梨形縮細的體積區域5,輻射能量在通過激光射線4的射線焦散面限界 的區域中被引入或存儲到襯底內部。這又導致,在襯底內部通過在相應襯底位置3處的吸收 產生基本上相應于體積區域的形狀的改性區域8(同樣對比圖2,右)。改性區域8如同體積區 域5那樣基本上沿激光射線4的射線軸線9延伸并且在入射區域10中、即在激光射線4在其中 入射到襯底1中的區域中相比于在射線方向11上(在激光射線4的傳播方向11上)與此連接 的在下面的部分區域12中具有更大的橫向延伸B1。改性區域8因此同樣具有棒形的或梨形 的在一端(在圖2上部中)增厚的且在另一端(在圖2下部中)縮細的、具有最大縱向延伸B2的 形狀。
[0040] 根據另一個方法步驟,借助在激光射線4中相應地構造的體積區域5,在至少一個 另外的、尤其相對激光射線4的射線方向11橫向移動的襯底位置3'處實施襯底內部的照射, 以便