構造包括改性區域8的分離區域2。例如，根據圖1在襯底內部的不同的襯底位置3、3\ 3〃處通過激光射線4的相對平行移動產生大量改性區域8,從而產生沿這些改性區域8延伸 的分離區域2。為了在各個另外的襯底位置3、3'、3〃處產生改性區域8,例如使激光射線4分 別相對襯底1橫向移動最小激光射線半徑wo的量值，其中，在從襯底位置3向另一個襯底位 置3'相對移動期間中斷襯底1的借助激光射線4的照射。在激光射線1在臨近的襯底位置3、 3'之間的移動速度與激光射線4的脈沖率的比例是8μπι的情況下，可以實現高的且安全的加 工速度。激光射線4典型地以脈沖形式照射襯底1，也就是說，借助在襯底位置3、3'處分別引 入的激光脈沖產生改性區域8。在此可以使用單個脈沖，其在空間上以典型地5y s-lms的間 距相互分離地作用到襯底上。替代地，也可以使用所謂的脈沖群，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。激光脈沖以在時 間上的Ips至IOOns的脈沖間隔彼此相繼。在如同上面所述那樣在襯底內部產生了分離區域 2之后，可以在最后的方法步驟中，將襯底1沿分離區域2通過機械方法、例如通過手動折斷 分離為兩個或更多個襯底部分(根據分離區域2的輪廓變化過程）。替代地，也可以沿分離區 域2借助化學方法分離襯底1。通過上述的用于預處理和分離襯底1的方法，可以特別簡單地 將襯底1分離為襯底部分，其中，襯底部分由此分別具有高品質的分離面。
[0041]在圖3中示出借助一種方法變型方案加工的襯底1。在這種方法變型方案中，當襯 底厚度do與最小射線半徑wo的比例超過大約40時，在襯底內部產生在激光射線4的射線方向 11上相疊地布置的多個改性區域8。以這種方式，也可以分離襯底厚度do顯著大于單個改性 區域8的長度B2的襯底1。在圖3中相疊地示出僅僅兩個改性區域8。然而應理解，相應于圖1 地，將大量這種相疊地布置的改性區域8互相并排地排列成一個分離區域2。為了相疊地布 置改性區域8,可以或者在激光射線4的射線方向11上改變激光射線4的焦點位置，或者分別 借助本身分配的或現有的另外的激光射線4、4'產生相疊地布置的改性區域8。
[0042]圖4對于激光射線4的不同射線能量E示出改性區域8的長度B2與射線參數瑞利長 度Zr之間的關系。其基于用于長度B2(或1)的以下公式：
[0043]
[0044] 借助這個關系，可以根據射線參數、例如瑞利長度zr、在激光射線4中的脈沖能量E 和波長λ以及另外的常量knl(修正因子)和Φ s(用于在襯底材料中產生改性的閾積分通量） 確定改性區域8的長度B2。在此，瑞利長度zr通過z,. =Pl.與波長λ和最小射線半徑wo相關。 ，Λ 在圖4中在此示出對于兩個具有不同射線能量E的激光射線4的曲線變化過程。在第一種情 況下，對于射線能量E = 87yj采用修正因子knl= 1.2(四邊形符號）以及在第二種情況下，對 于能量E = 44yJ采用因子knl = l.l(三角形符號）。通過以上射線參數&、《〇、1〇八的匹配，尤其 通過瑞利長度Zr的匹配，可以根據圖4中的曲線變化過程影響射線能量E應在其中被引入到 襯底1中的區域、尤其改性區域8的長度B2。然而，改性區域8的長度2在給定射線能量E的情 況下僅僅能夠被增大直至確定的最大長度(兩個曲線的高點）。
【主權項】
1. 一種用于處理激光透明的襯底（1)以便隨后沿分離區域（2)分離所述襯底（1)的方 法，所述方法具有以下方法步驟： a) 在襯底位置(3)處在激光射線(4)的如此調節的射線參數(zr，E，λ)下照射襯底內部， 使得在所述激光射線(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)，在所 述體積區域中超出用于產生改性的閾積分通量（φ 5)，以便在所述襯底內部在所述襯底位 置(3)處產生改性區域(8); b) 在至少一個另外的襯底位置(3〇處實施步驟a.以便形成包括所述改性區域(8)的分 離區域(2)。2. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，如此調節所述射線參數(Zr，lo，A)，使得所 述體積區域(5)的襯底表面側端部(6)的最大橫向延伸(A1)與所述體積區域(5)的最大縱向 延伸(A2)的比例是在1/2和1/150之間、尤其在1/10至1/70之間。3. 根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，如此調節所述射線參數(zr，l〇，A)，使得 所產生的改性區域(8)具有大于3μπι的寬度(B1)。4. 根據以上權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，如此調節作為射線參數的瑞 利長度zr、所述激光射線(4)中的脈沖能量Ε和所述激光射線(4)的波長λ，使得根據：其中：knl作為修正因子；φ5作為用于在襯底材料中產生改性的閾積分通量，所產生的 改性區域(8)分別具有相應于大于3μπι的寬度(Β1)的長度(1;Β2)。5. 根據以上權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，為了在所述另外的襯底位置 (3〇處照射所述襯底內部，使所述激光射線(4)相對于所述襯底(1)分別尤其平行地移動最 小激光射線半徑(wo)的0.01倍至5倍、尤其0.3倍至2倍。6. 根據以上權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在從一個襯底位置(3)到另外 的襯底位置(3')的相對移動期間中斷所述襯底(1)的所述照射。7. 根據以上權利中任一項所述的方法，其特征在于，用于在相鄰的襯底位置(3,3〇之 間移動所述激光射線（4)的速度與所述激光射線（4)的脈沖率的比例位于Ο.?μπι至50μπι之 間、尤其lwn至12μηι之間。8. 根據以上權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，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（11)上相疊地布置的改性區域(8)。9. 根據權利要求8所述的方法，其特征在于，分別借助一個另外的激光射線(4,4')產生 相疊地布置的改性區域(8)。10. 根據以上權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，借助在所述襯底位置(3,3〇 處分別引入的激光脈沖產生所述改性區域(8)。11. 根據權利要求10所述的方法，其特征在于，所述激光脈沖以在時間上的lps至100ns 的脈沖間隔彼此相繼。12. 根據以上權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，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)。13. 根據以上權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，從以下組中選出所述襯底材 料，所述組包括:透明陶瓷、聚合物、透明導體、玻璃、石英晶體、金剛石、藍寶石、半導體、層 系統或由先前所述襯底材料組成的復合材料以及金屬。14. 根據以上權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，將所述激光射線(4)的積分 通量調節到1 J/cm2至10kJ/cm2、尤其50J/cm2至800J/cm 2的一個值上。15. 根據以上權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，通過機械方法或化學方法沿 包括所述改性區域(8)的分離區域(2)分離所述襯底(1)。
【專利摘要】提出一種用于處理激光透明的襯底(1)的方法，其用于隨后沿分離區域(2)分離所述襯底(1)，所述方法具有以下方法步驟：a)在襯底位置(3)處在激光射線(4)的如此調節的射線參數(zr，w0，l0，λ)下照射襯底內部，使得在所述激光射線(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)，在所述體積區域中超出用于產生改性的閾積分通量(φS)，以便在所述襯底內部在所述襯底位置(3)處產生改性區域(8)；b)在至少一個另外的襯底位置(3′)處實施步驟a.以便形成包括所述改性區域(8)的分離區域(2)。
【IPC分類】C03C23/00, C03B33/02, B23K26/32, C03B33/08, C03B33/09, B28D5/00, B23K26/00
【公開號】CN105682848
【申請號】
【發明人】J·克萊納, D·格羅斯曼
【申請人】通快激光與系統工程有限公司
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2014年11月19日