在薄玻璃中光学冲裁出微孔制造技术

一种用于在工件(75)中选择性激光诱导蚀刻出微孔(81)的方法，其包括以下步骤：在所述工件(75)中产生(步骤71)从所述工件的射入侧(61A)延伸到所述工件的出射侧(61B)的修改(91)，所述修改(91)借助激光脉冲产生，所述激光脉冲具有环形横向强度分布(51A，51B，151)，所述环形横向强度分布沿着激光束(5)的传播方向(Z)至少在长度(L)上延伸，所述长度导致形成从所述工件的射入侧(61A)到所述工件的出射侧(61B)的修改(91)，其中，所述修改(91)将柱形体(77)与围绕所述修改(91)的剩余材料(79)界定开；和将具有所述修改(91)的工件(75)放入(步骤73)湿化学蚀刻浴(80)中，以将所述柱形体(77)与所述剩余材料(79)在结构上分离。(77)与所述剩余材料(79)在结构上分离。(77)与所述剩余材料(79)在结构上分离。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在薄玻璃中光学冲裁出微孔


[0001]本专利技术涉及一种用于在材料中产生孔的方法。本专利技术还涉及一种具有光束成形元件的激光加工设备。

技术介绍

[0002]在透明激光加工中，借助激光辐射在材料中产生修改，所述材料对于激光辐射是基本上透明的并且在此称为透明材料。激光辐射在材料体积中发生的吸收(简称体积吸收)可以在透明材料中用于例如钻孔、通过感应电压分离、焊接、实现修改折射特性或者用于选择性激光蚀刻。在此，参见例如申请人的申请文件WO 2016/079062 A1、WO 2016/079062 A1和WO 2016/079275 A1。
[0003]在所述应用领域中会很重要的是，能够适当地控制材料中的修改的几何形状和类型。除了参数、例如激光波长、随时间改变的脉冲形状、脉冲数量和脉冲能量等以外，光束形状在此可以是重要的。
[0004]例如基于超短脉冲激光的玻璃修改工艺可以为了将玻璃分离或选择性激光蚀刻(selective laser etching SLE)而通过被拉长的焦点分布被实施。例如使用贝塞尔光束状光束轮廓产生被拉长的焦点分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于在工件(75)中选择性激光诱导蚀刻出微孔(81)的方法，其包括以下步骤：在所述工件(75)中产生(步骤71)从所述工件的射入侧(61A)延伸到所述工件的出射侧(61B)的修改(91)，其中，所述修改(91)借助激光脉冲产生，所述激光脉冲具有环形横向强度分布(51A，51B，151)，所述环形横向强度分布沿着激光束(5)的传播方向(Z)至少在长度(L)上延伸，所述长度导致形成从所述工件的射入侧(61A)到所述工件的出射侧(61B)的修改(91)，其中，所述修改(91)将柱形体(77)与围绕所述修改(91)的剩余材料(79)界定开；和将具有所述修改(91)的工件(75)放入(步骤73)湿化学蚀刻浴(80)中，以将所述柱形体(77)与所述剩余材料(79)在结构上分离。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述修改(91)在空心柱体中延伸，所述空心柱体在垂直于所述传播方向(Z)的横截面中形成圆环或椭圆环，并且所述柱形体(77)具有圆柱体或椭圆柱体的形状。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述环形横向强度分布(51A，51B，151)具有围绕所述激光束(5)的传播方向(Z)连续延伸的强度区域(29A)，所述强度区域在所述工件(75)的材料中产生柱体壁状的修改区域作为修改(91)，其中，柱体壁状的修改区域在垂直于所述传播方向(Z)的横截面中可选地形成圆环或椭圆环。4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述环形横向强度分布(51A，51B，151)具有被限定在围绕所述激光束(5)的传播方向(Z)的方位角区域(128)上的多个强度区域(129A)，所述多个强度区域在所述工件(75)的材料中产生多个修改区域作为修改(91)，所述多个修改区域沿着所述激光束(5)的传播方向(Z)并且在围绕所述激光束(5)的传播方向(Z)的柱体壁表面上延伸，其中，所述多个修改区域在垂直于所述传播方向(Z)的横截面中可选地形成圆环或椭圆环。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述修改(91)是所述工件(75)的材料的结构改变，所述结构改变将材料从未被修改的材料的不可蚀刻状态转变到被修改的材料的可蚀刻状态中，其中，所述修改(91)的特征尤其在于，与未被修改的材料相比增大湿化学可蚀刻性。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，为了产生柱体壁状的修改(91)而射入一个激光脉冲或具有相同的横向强度分布(51A，51B，151)和纵向强度分布(53A，53B)的多个激光脉冲，所述多个激光脉冲特别是作为具有在几纳秒范围内的时间间隔的激光脉冲串或者作为以在最大几百微秒范围内的时间间隔被时间间隔开的、激光脉冲或激光脉冲串的序列被射在所述工件(75)上，其中，所述多个激光脉冲特别是被射在相同的位置上，以确保相互作用区域的叠加。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其还具有：将横向相位分布(25)施加(步骤69)到所述激光束(5)上，所述相位分布在所述激光束(5)被聚焦之后导致所述环形横向强度分布(51A，51B，151)，所述环形横向强度分布(51A，51B，151)特别是在圆环形状中具有圆直径(d)，所述圆直径沿着所述激光束(5)的传播方向(Z)在所述工件(75)中保持基本不变，或者在椭圆环形状中具有最小直径(dmin)和最大直径(dmax)，所述最小直径和最大直径沿着所述激光束(5)的传播方向(Z)在所述工件(75)中
保持基本不变。8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述相位分布(25)借助于根据权利要求11至14中任一项所述的衍射光学光束成形元件(15)来成形，或者通过用于施加轴棱锥相位分布(31)的轴棱锥与用于施加涡旋形相位分布的螺旋相位板(29)的组合来成形，或者通过用于施加轴棱锥相位分布(131)的轴棱锥与用于施加瓣光束相位分布(135)的瓣光束相位板(130)的组合来成形。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述工件(75)是薄玻璃、特别是超薄玻璃，和/或所述激光脉冲是超短脉冲，所述超短脉冲尤其具有几皮秒或更短的、特别是在几飞秒到几百飞秒的范围内的脉冲长度，和/或所述环形横向强度分布(51A，51B，151)和由此所述微孔在圆形的横向基本形状的情况中具有圆直径(d，d')或者在椭圆形的横向基本形状的情况中具有小于等于500μm的最大直径(dmax)，和/或所述工件(75)具有在射入的的激光束(5)的传播方向(9)上的、小于等于2mm、特别是在5μm至2mm的范围内或者在10μm至200μm的范围内的厚度(D)，和/或所述工件(75)的材料对于所述激光束(5)大体上是透明的。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其还具有：引起所述工件(75)和所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：通快激光与系统工程有限公司，
类型：发明
国别省市：