将玻璃板与载体分离的方法_2

文档序号:9932169阅读:来源:国知局
板上的照射路径 移动的光栅包络;
[0017] 图5A是不带有载体板观察到的图1和图2的玻璃基板的剖视图,并且示出了通过来 自脉冲激光束的照射而形成的烧蚀通槽;
[0018] 图5B是图5A的通槽的近距离视图;
[0019] 图6是在由激光束照射之后在玻璃基板的未粘结的中屯、部分的所述至少一部分移 除期间图1和图2的组件的边缘视图。
【具体实施方式】
[0020] 现在将详细参照本公开的实施例,其示例在附图中示出。在任何可能的情况下,在 所有附图中将使用相同的附图标记来表示相同或类似的部件。
[0021 ]在常规的激光玻璃切割过程中,玻璃分离成各个小片依赖于激光划片和通过机械 或热引发的应力分离通过裂缝传播。几乎所有现有的激光切割技术都表现出一个或多个缺 点:(1)由于与长(纳秒尺度)激光脉冲相关联的大的热影响区化AZ),它们局限于其从在载 体板上的薄玻璃切割自由成形形状的能力;(2)它们产生热应力,该热应力常常导致由于冲 击波引起的在激光照射区域附近的表面的开裂和失控的材料移除;和/或(3)它们可能容易 损坏载体板。
[0022] 基于热裂缝传播的激光切割过程适用于在载体板上的薄玻璃。然而,该方法可包 括另一个缺点。当从载体板提取薄玻璃基板时,如果在相邻边缘之间不存在足够的间隙,贝U 在新形成的件的边缘之间的接触会W破碎或微裂缝的形式损坏薄玻璃。运样的破碎或微裂 缝会降低玻璃的边缘强度并削弱分离的基板的完整性。此外,可能出现在不期望的方向上 的开裂,从而潜在地破坏玻璃基板。
[0023] 虽然薄玻璃的激光烧蚀切割由于低的输出功率和脉冲能量而表现出相对慢的加 工速度,但它也会导致在烧蚀区域附近极少的裂缝形成,通过调整激光束的焦距长度而使 切口自由成形和具有可控的切割厚度的能力,从而避免损坏下面的载体板表面。希望在某 些玻璃基板(例如,用于如平板显示器的电子装置的玻璃基板)中避免边缘开裂和残余的边 缘应力,因为损坏通常起源于玻璃的边缘处,甚至当应力被施加到中屯、时,因为在玻璃中的 初始瑕疵更可能发生在边缘处。超快脉冲激光器的高峰值功率可通过采用冷烧蚀切割而用 来避免运些问题,而不对玻璃产生可量测的热效应。利用超快脉冲激光器的激光切割在玻 璃中基本上不产生残余应力,从而导致更高的边缘强度。
[0024] 在热状况中,在激发的电子将能量重新分布到玻璃晶格并且电子和晶格在激光脉 冲的持续时间内保持平衡之后,发生烙融和烧蚀。材料达到常溫的时间尺度取决于电子-声 子禪合常数。从电子向晶格的热扩散(电子-声子驰豫时间)是一种材料性质,其具有大约1 至10皮秒的典型值。根据激光能量密度,所得到的材料溫度可超出烙融溫度,此时,烙融在 表面处开始并且在大约相同的时间尺度内向内移动。在较高的能量密度(例如,对于皮秒和 飞秒脉冲来说大约IJ/cm 2的能量密度)下,超出材料的沸点,并且气相将在过热液体中均匀 地开始形成。如果气泡形成的速率相比液体的冷却速率较高,材料将从表面爆炸性地射出, 从而导致相爆炸,即烧蚀。对于具有纳秒时间尺度的脉冲持续时间的脉冲激光来说,通过热 烧蚀移除材料,其中材料被局部加热至接近沸点溫度。
[0025] 然而,对于皮秒时间尺度的超快脉冲来说,脉冲具有足够短的持续时间,使得来自 激光束的非常少的能量作为热量禪合到材料中。短时期脉冲能量用来激发电子,然后造成 一小部分材料消融,并且留下非常有限的热影响区化AZ),通常远小于一微米,即,低的热穿 透深度。在晶格与亚皮秒持续时间(甚至低于破坏阔值)的脉冲的载体平衡之前,材料非热 地失谐。来自激光脉冲的能量可通过诸如多光子过程的非线性吸收储存在局部区域中,多 光子过程的示例为多光子电离和雪崩电离,其导致等离子体的形成,等离子体是在由电子 和离子的混合物组成的材料中的准自由载流子。因此,将W导致对贯穿激光束轮廓的材料 移除的位置的极其精细的控制的方式移除材料。由于高于依赖于材料和激光参数的阔值的 等离子体形成速率增加,在该参数范围内发生极强的光学击穿。在机加工期间由非线性吸 收产生的高精密度需要将空间上局部化、可再生的少量能量引入玻璃材料中。运种冷烧蚀 几乎完全避免了不期望的热传递,从而使超快激光成为极其有希望的工具,尤其是对于要 求低至几微米和纳米量级的机加工准确度的高精度程序来说。
[0026] 如本文所具体化和在图1的分解剖视图中所描绘的,示出了组件10,其包括定位在 载体板14上的玻璃基板12。玻璃基板12包括第一表面16和与第一表面16大体上平行的第二 表面18。玻璃基板12还包括边缘部分20和中屯、部分22。在图1所示实施例中,玻璃基板12为 矩形形状的,并且包括形成围绕中屯、部分22的周边的边缘部分20。第一表面16和第二表面 18在边缘部分20和中屯、部分22两者上延伸,即使在玻璃基板12的相对侧上。边缘部分20可 W例如从玻璃基板12的外边缘24向内延伸在从约Imm至约20mm的范围内、在从约Imm至约 IOmm的范围内或在从约Imm至5mm的范围内的距离V'。玻璃基板12还包括在第一表面16和 第二表面18之间垂直地延伸的厚度Si。玻璃基板12的厚度Si可W例如等于或小于0.7mm、等 于或小于0.5mm、等于或小于0.3mm、等于或小于0.1mm、或等于或小于0.05mm。在一些实施例 中,组件可包括附加层,例如,一层娃、一层铜锡氧化物(ITO)或甚至一个或多个电子装置, 例如沉积在玻璃基板的第一表面上的发光二极管,如由层23所表示的。
[0027] 仍然参看图1,载体板14包括第一表面26和大体上平行于第一表面26的第二表面 28。载体板14可W例如由玻璃、陶瓷、玻璃陶瓷、或任何其它材料形成,该材料可W为玻璃基 板12形成刚性和尺寸稳定的支撑件,其能够暴露于高达至少700°C的溫度,而不翅曲或经历 显著的尺寸变化。备选地,载体板14可W由与玻璃基板12相同的材料或另一种材料形成,其 中,玻璃基板和载体板具有相同或类似的热膨胀系数。载体板14还包括厚度52,该厚度在第 一表面26和第二表面28之间延伸且垂直于第一表面26和第二表面28。载体板14的厚度应选 择成为玻璃基板提供合适的刚度,使得玻璃基板的后续加工(例如,层23的形成)可安全地 进行,而不损坏玻璃基板,同时玻璃基板粘结到载体板。因此,载体板的厚度将取决于组件 的后续加工和处理的性质,但在示例性实施例中可W在从约0.5mm至2mm的范围内,例如在 0.7mm和Imm之间(含端值)。
[00%]如在图2的俯视图中最清楚所见,玻璃基板12粘结到在玻璃基板12的边缘部分20 上的载体板14,由此形成组件10。也就是说,玻璃基板12的第二表面18在边缘部分20处粘结 到载体板14的第一表面26,使中屯、部分22上的第二表面18保持不粘结到载体板。例如,在图 2中描绘的实施例中,玻璃基板12为矩形形状的,并且边缘部分20限定围绕中屯、部分22延伸 的大体上矩形的周边区域。因此,未粘结的中屯、部分22由粘结的边缘部分20定界。粘结可W 例如利用有机粘合剂(例如,聚酷胺)或通过无机材料(例如,玻璃粉)实现。如果载体板的重 复使用是所需的,则可W使用有机粘合剂将玻璃基板可移除地粘结到载体板。例如,在一些 实施例中,可通过利用激光束照射粘合剂
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