Leistungsangebot

Am Fraunhofer IZM kann Glas mit industriellen, lasergestützten Anlagen berührungslos bearbeitet werden. Unsere Lösungen ermöglichen eine präzise und reproduzierbare Bearbeitung von Glas für Forschungszwecke und reale Anwendungen. Je nach Bedarf können die im Folgenden beschriebenen Verfahren kombiniert werden.

SLE ist ein zweistufiges Verfahren zur Herstellung komplexer 3D-mikrostrukturierter Glaswafer, -panel oder -komponenten. Zunächst wird das Glas durch Ultrakurzpuls-Laserstrahlung modifiziert. Anschließend wird das modifizierte Material durch nasschemisches Ätzen entfernt. Die Selektivität des Ätzens ist entscheidend für die Ergebnisparameter, z.B. Prozessgeschwindigkeit und -genauigkeit, der resultierenden Strukturen. Es kann eine große Vielfalt an Geometrien hergestellt werden, etwa optische Kopplungsstrukturen, mechanische Halterungen, TGVs und fluidische Mikrokanäle für Anwendungen in der Datenkommunikation und Biomedizin bis hin zu Quantentechnologien.

Eigenschaften:

• Verschiedene 3D-Formen (quadratisch, rund, unregelmäßig)
• Substratgröße bis zu 200 x 200 mm (Wafer- oder Panelformat)
• Substratdicke von 0,1 mm bis 6 mm
• Bohrungsdurchmesser ab 20 µm (gerade, konisch, geformt)
• Präzision um ±1 μm möglich
• Bearbeitete Oberflächenrauhigkeit um 1 µm möglich
• Keine Mikrorisse oder Abplatzungen (chipping)
• Viele Glastypen (Quarzglas, Borosilikatglas, Aluminosilikatglas, Saphir)

Ein Kurzpulslaser (532 nm) ermöglicht Prozesse wie Bohren, Freiformstrukturieren, Markieren, Gravieren und Strippen (Entfernen von Beschichtungen/Metallisierungen wie Cr, Al, Cu, ...) von Glas. Durch den schichtweisen Abtrag ist auch eine begrenzte dreidimensionale Strukturierung möglich, z.B. für Kanäle und Kavitäten. Die Bearbeitung erfolgt layoutbasiert, es sind keine Masken o.ä. notwendig.

Eigenschaften:

• Verschiedene 2D- und 2.5D-Formen (quadratisch, rund, unregelmäßig)
• Substratgröße bis 610 x 610 mm
• Substratdicke von 0,1 mm bis 8 mm
• Bohrungsdurchmesser ab 150 µm (gerade, konisch)
• Präzision um ±10 μm möglich
• Bearbeitete Oberflächenrauhigkeit um 2,5 µm möglich
• Abplatzungen (chipping) <100 µm
• Viele Glastypen (Quarzglas, Borosilikatglas, Aluminosilikatglas, Kalknatronglas)

Laserschneiden

Ein CO₂-Laser (10600 nm) wird zum spannungsinduzierten Trennen von Glas eingesetzt. Der Laserstrahl erwärmt das Glas lokal, gefolgt von einer kontrollierten Abkühlung. Die induzierte mechanische Spannung führt beim anschließenden Brechen zu einer präzisen Bruchbildung im Glas. Das Ergebnis ist ein sauberer und hochqualitativer Schnitt mit höchster Kantenfestigkeit (Bruchfestigkeit), da keine Mikrorisse oder Ausbrüche vorliegen. Außerdem entsteht kein Materialverlust. Die hohe Glaskantenqualität ermöglicht eine direkte optische Kopplung. Darüber hinaus zeichnet sich das Verfahren durch hohe Schnittgeschwindigkeiten und den Wegfall weiterer Bearbeitungsschritte wie Schleifen oder Polieren aus.

Eigenschaften:

• Gerades Schneiden (0° und 90°)
• Substratgröße bis 610 x 610 mm
• Substratdicke von 0,3 mm bis 1 mm
• Genauigkeit der Schneidposition ±25 μm
• Optische, riss- und kratzfreie Glaskantenqualität ohne Glaspartikel
• Viele Glastypen (Borosilikatglas, Aluminosilikatglas, Kalknatronglas)