[发明专利]用于准备和/或执行基板元件的分离的方法以及基板子元件

说明书

本发明涉及一种用于准备和/或执行沿着分离面将基板元件分离成至少两个基板子元件的方法，还涉及特别是利用和/或能够利用根据本发明的方法制造的基板子元件。

技术领域

本发明涉及一种用于准备和/或执行沿着分离面将基板元件分离成至少两个基板子元件的方法，还涉及尤其是利用和/或能够利用根据本发明的所述方法制造的基板子元件。

背景技术

在玻璃制造和加工中，以及在相关领域中，通常需要沿着精确限定的分离面分离基板元件，例如玻璃元件，尤其是玻璃板。例如，为了使在与其他部件分离之后得到的基板子元件能够互相兼容，保持先前限定的分离面的轮廓至关重要。

除了干净的分离面以外，规格还经常规定分离面(例如边缘)的高强度的要求。这么做的原因是基板子元件、例如特别是玻璃子元件总体上对外部影响的敏感度更低，因为这些子元件的分离面具有高强度。这样一来，在某种程度上可以完全或者至少部分地避免界面受到外部的损坏，并且完全或者至少部分地避免可能存在的任何缺陷传播到材料内部。

此处，本领域技术人员已知以下用于进行分离工艺的常用方法：例如，通过使用CO₂激光器进行的热激光束分离(TLS)、机械划片、激光划片或基于激光的热切割(基于激光的热冲击切割)。后者旨在通过通常由CO₂激光器产生的热机械应力在基板元件中继续产生初始裂纹。然而，所有这些方法的共同之处在于均不能控制或只能不够充分地控制材料内的裂纹的轮廓。

本领域技术人员还已知一种激光穿孔方法，其利用超短脉冲激光器(USP)工艺的框架中的激光器，沿着期望的分离面去除待分离的基板元件的各个区域。

图1a以俯视图示出了现有技术中已知的情况，图1b以垂直于图1a的视图的截面图示出了相同的情况。图1a和1b示出了基板元件，该基板元件包括基板主体3，其中基板主体3包括基板材料。例如，基板元件1可以是玻璃元件，基板主体3可以是玻璃主体，并且基板材料可以是玻璃。基板元件1将被准备成能够沿分离面被分离，该分离面在图1b中位于图的平面中并且延伸穿过圆形空腔5的中心点。为此，通常使用USP激光系统进行激光穿孔，这会在基板材料中生成线状焦点7。因此，可以在期望的位置处去除基板材料，以便在基板元件1或基板主体3中形成多个像穿孔一样的空腔5或中空空间。

最后，沿着由穿孔形成的穿孔线通过例如机械压断或分割来分离预处理过的基板元件1。

然而，已经表明用这种方法只能费力地控制裂纹线的轮廓，因此只能费力地控制基板材料中分离面的轮廓。可以观察到裂纹线可能会在进行压断时偏离穿孔线并且延伸离开穿孔线，因此这会使分离面不与实际的期望轮廓对应。压断所需的力也通常相对较高。并且所需的力越大，压断工艺本身就越可能对基板材料造成新的损坏。

在一定程度上，通过增加沿分离面的穿孔的数量从而缩小相邻空腔之间的距离，可以更好地控制分离面的轮廓。结果也可以减小所需的压断力。然而，根据令人惊讶的观察，可以看出空腔之间的距离一旦下降到一定的值以下，后续压断所需的力就不再减小，而是相反地再次增加。这通常伴随着至少有时和/或以分段方式取消线状焦点，使得有时和/或以分段方式不产生空腔。而且，还降低了对压断工艺的控制。这会限制距离进一步缩小到一定的值以下。该值大约对应于垂直于空腔的主延伸方向的横截面中的空腔的最大延展尺寸的十倍。

还已经发现，沿穿孔线分离的基板子元件通常具有仅为低强度的分离面(边缘)。

已知伴随着穿孔工艺，在空腔周围的基板材料中形成(微)裂纹。除了位于期望的分离区域内并支持随后的分离过程的基本期望的裂纹之外，还形成了具有其他取向的裂纹。后者表现为对基板元件的初步损坏，并随后导致分离的基板子元件的边缘强度降低。激光参数的合适选择取决于材料特性，在原则上可以影响材料损坏这种和其他材料损坏的程度。例如，可以在一定程度上控制裂纹的数量和长度。然而，必须在随后的可分离性和先前的损坏之间做出权衡。