TW202306916A - 具有結構化棱邊之由易碎材料構成的元件、中間產品及該元件之製造方法 - Google Patents

具有結構化棱邊之由易碎材料構成的元件、中間產品及該元件之製造方法 Download PDF

Info

Publication number
TW202306916A
TW202306916A TW111123363A TW111123363A TW202306916A TW 202306916 A TW202306916 A TW 202306916A TW 111123363 A TW111123363 A TW 111123363A TW 111123363 A TW111123363 A TW 111123363A TW 202306916 A TW202306916 A TW 202306916A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
region
sheet
intermediate product
section
edge
Prior art date
Application number
TW111123363A
Other languages
English (en)
Inventor
安德烈亞斯 奧特納
法比安 華格納
首凱 馬庫斯 海斯
凡尼莎 格拉瑟
興隆 戴
施蓮 李
邁克爾 德里希
烏爾里奇 普查特
張廣軍
Original Assignee
德商首德公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 德商首德公司 filed Critical 德商首德公司
Publication of TW202306916A publication Critical patent/TW202306916A/zh

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/11—Anti-reflection coatings
    • G02B1/113—Anti-reflection coatings using inorganic layer materials only
    • G02B1/115—Multilayers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C15/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by etching
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B33/00—Severing cooled glass
    • C03B33/02—Cutting or splitting sheet glass or ribbons; Apparatus or machines therefor
    • C03B33/0222—Scoring using a focussed radiation beam, e.g. laser
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/06—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with metals
    • C03C17/09—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with metals by deposition from the vapour phase
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/34—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C21/00—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface
    • C03C21/001—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions
    • C03C21/002—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions to perform ion-exchange between alkali ions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C23/00—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments
    • C03C23/0005—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments by irradiation
    • C03C23/0025—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments by irradiation by a laser beam

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

本發明之目的在於：透過雷射輔助蝕刻以不變的品質用玻璃及玻璃陶瓷製造較小的構件，且同時在製造期間以及針對進一步處理簡化構件之操縱。為此，提出一種由易碎材料構成之片狀元件(10)，具有兩個相對的、特別是平行的側面(100、101)以及一環繞式邊緣面(13)，該邊緣面決定該片狀元件(10)之外輪廓，其中，該邊緣面(13)具有至少一個第一區域(15)以及至少一個第二區域(17)，其中，該第一區域(15)與該第二區域(17)之表面結構不同，其中，該第一區域(15)具有蝕刻表面，且其中，該第二區域(17)為斷裂面，且其中，該至少一個第一區域(15)之面積大於該至少一個第二區域(17)之面積，其中，該第一與第二區域係在沿該邊緣面(13)的方向上並排佈置。

Description

具有結構化棱邊之由易碎材料構成的元件、中間產品及該元件之製造方法
本發明總體上有關於製造由易碎材料構成之元件。本發明特別是有關於透過自片狀工件加工出輪廓來製造此類元件。
US 2018/215647 A1描述過一種藉由超短脈衝雷射器將連貫之通道置入板狀玻璃元件的方法，此雷射器之脈衝係透過焦點延長式光學系統形成，以及隨後的蝕刻製程，其透過將位於相鄰通道之間之材料橋蝕刻移除而將此等通道移除，從而拆解及製造具有預定之幾何形狀以及特定邊緣特徵(「帽狀物」)的結構化構件。即使玻璃元件或玻璃陶瓷元件具有複雜的輪廓，亦可藉由此方法自片狀物加工出。
US 10941069 B2描述過一種針對具有由玻璃或玻璃陶瓷構成之層的板狀工件的加工方法，此層透過雷射選擇蝕刻拆分成數個不完全分離的子分段，其中，此等子分段最初透過網狀連接保持與工件之剩餘部分的連接，其中，此剩餘部分連接還在頂側及底側配設有側凹，即經過結構化(在厚度之僅一分區中)。
US 10626040 B2揭示過一種片狀玻璃製品，其藉由兩個損傷區結構化，其中，第二損傷區具有至少一個中斷，並且此玻璃製品在蝕刻製程後被單體化。此等損傷區可部分地重疊，係藉由雷射製程置入材料，此雷射製程亦可包含超短脈衝。
基於在US 2018/215647 A1中描述的製程，能夠在由兩個步驟構成之處理製程中，對由玻璃或玻璃陶瓷構成(概括言之由脆性斷裂材料構成)之透明基板進行結構化，具體方式為：首先藉由超短脈衝雷射器沿期望之結構在橫向上將改質之鏈置入，在第二步驟中透過較佳鹼性的蝕刻製程將此等改質增大，直至此等改質在空間上連接，且內部件與外部件在蝕刻浴中相互分離。然而，如果需要用起始基板製造數個橫向尺寸較小的產品，則產生以下操作問題：拆解出的超小型產品(Kleinstprodukt)在蝕刻介質中四處遊動，並且沈積在蝕刻槽的底部區域內，故不再能夠以受控的方式輸送至進一步的製程步驟。發生玻璃部件的重疊，進而發生不受控的蝕刻製程、進一步操作中的損傷、以及製造中的巨大的品質波動。有鑒於此，本發明之目的在於：透過雷射輔助蝕刻以不變的品質用玻璃及玻璃陶瓷製造較小的構件，且同時在製造期間以及針對進一步處理簡化構件之操縱。在此，基本理念為：該按照基於雷射之輪廓定義步驟以及隨後之蝕刻製造的小型產品透過至少一個接片狀連接保持與相鄰之保持區段或其他相鄰之產品的連接。該保持區段能夠將一或數個經結構化之小型產品固定，並且能夠以大量幾何形狀(如一或數個條帶)實現，或作為環繞式框架實現。
據此，本發明提出一種由易碎材料構成之片狀元件，具有兩個相對的、特別是平行的側面以及一環繞式邊緣面，該邊緣面決定該片狀元件之外輪廓，其中，該邊緣面具有至少一個第一區域以及至少一個第二區域，其中，該第一區域與該第二區域之表面結構不同。其中，該第一區域特別是具有蝕刻表面。該第二區域為斷裂面。該至少一個第一區域之面積大於該至少一個第二區域之面積。若存在數個第一及第二區域，則此條件相應適用於相加之面積。據此，在此情形下，第一區域之總面積大於第二區域之總面積。第一及第二區域特別是並排地沿該邊緣面，或沿經邊緣面定義之輪廓佈置。尤佳之易碎材料為玻璃陶瓷，尤其是玻璃。
該由易碎材料構成之元件係以自較大之中間產品分離出的方式製造。藉由中間產品中之連接，元件之操縱大幅簡化。
據此，本發明亦提出一種用於製造該元件的、由易碎材料構成之片狀中間產品，其中，該中間產品具有保持區段以及透過至少一個連接區段與該保持區段連接的元件，其中，該元件以及該連接區段具有帶蝕刻表面的邊緣面。在朝向元件之過渡區處，該連接區段之寬度小於由包含蝕刻表面的邊緣面構成之輪廓之長度，如此一來，透過在該連接區段處將該易碎材料折斷而將元件分離，便能獲得由易碎材料構成之獨立化之元件，該元件之邊緣面具有至少一個第一區域以及至少一個第二區域，其中，該第一區域與該第二區域之表面結構不同，其中，該第一區域具有蝕刻表面，且其中，該第二區域為斷裂面，且其中，該至少一個第一區域之面積大於該至少一個第二區域之面積，且其中，該第一與第二區域係並排地在沿該邊緣面的方向上，或沿經邊緣面定義之外輪廓佈置。下面參照附圖更詳細地闡述本發明。該由易碎材料構成之中間產品可藉由以下方法製造：提供由易碎材料構成之片狀物，並藉由雷射器對其進行照射，其中，該片狀物之易碎材料係對於該雷射器而言至少部分透明，其中，該雷射器之雷射束在片狀物之內部引起材料改質。在片狀物之範圍內沿一路徑導引雷射束，使得材料改質並排地位於該路徑上。隨後使片狀物經受蝕刻製程，其中，透過蝕刻製程將材料改質拓寬成最終連接的通道，使得片狀物沿路徑拆分。該路徑定義透過連接區段與保持區段連接的元件的輪廓，從而獲得根據此案的片狀中間產品。為了製造由易碎材料構成之片狀元件，可將該連接區段切斷，從而使元件與保持區段分離。
圖1為由易碎材料構成之片狀元件10的透視圖。通常特別是將玻璃及玻璃陶瓷視作易碎材料。此等材料之特徵主要在於通常較高的透明度，例如在自270 nm至2700 nm之範圍內之平均高於80%的透明度，這將下文詳述的藉由雷射輔助蝕刻製程進行的較佳的製造簡化。由易碎材料構成之片狀元件10具有兩個相對的、特別是平行的側面100、101。元件10之外輪廓由環繞式邊緣面13構成。邊緣面13劃分成並排佈置的不同的區段或區域。其中，設有至少一個第一區域15以及至少一個第二區域17。該二區域類型之區別在於其表面。特定言之，第一區域15具有蝕刻表面。第二區域17則為斷裂面。其中，該或該等第一區域15之面積大於該或該等第二區域17之面積。其中，該等區域並非作為平行於側面100、101延伸之交疊的條帶疊置，而是沿輪廓之描繪方向、即沿邊緣面13並排佈置。據此，邊緣面13之該或該等第二區域17與邊緣19、20中之至少一者鄰接，邊緣面13在該等邊緣處過渡至側面100、101。
在所示示例中設有兩個第二區域17。由於該等第二區域17相互間隔一定距離，在該二第二區域17之間設有一具有蝕刻表面的第一區域15。另一第一區域沿邊緣面13圍繞元件10延伸，並且分別在該二背離彼此之過渡處與第二區域17鄰接。可以僅設置單獨一個第二區域17。在此情形下，若不對邊緣面作其他處理，則亦僅存在單獨一個第一區域15。但較佳如所示示例那般，採用具有兩個或兩個以上相互間隔一定距離之第二區域17的實施方式。此舉有助於在元件10具備易分離性的情況下，實現與保持區段的穩定連接。出於相同的原因，在一實施方式中，該至少一個第二區域17之寬度，或該等數個第二區域17之總寬度，為元件10之最大橫向尺寸之至少0.5%，較佳為至少百分之一。因此，在如圖1所示之包含元件10之矩形輪廓的示例中，最大橫向尺寸由兩個相對之角之間的對角線的長度給定。第二區域17之寬度，或數個第二區域之總寬度應至少為20 μm，較佳至少為50 μm，進一步較佳至少為100 μm。
第一區域之佔據邊緣面13之最大部分的蝕刻表面通常有利，因為此種邊緣面13具有高穩定性，即高(機械)(邊緣)強度。因此，通常並且不侷限於所示示例地，在一較佳實施方式中，該或該等第一區域15之所有面積份額之和占邊緣面13之總面積的比例為至少90%，較佳至少95%，尤佳至少98%，特別是至少99%。
玻璃部件之強度主要取決於其表面之屬性，特別是取決於自表面伸入基板材料之微裂縫，因此，根據本發明製造之小型構件之強度的特徵在於經歷蝕刻製程(拆解製程)之表面之絕大部分中普遍較高的強度。
根據一實施方式，在第一區域內，元件10之針對邊緣面13之彎曲負荷的強度高於、特別是遠高於第二區域17。遠高出之強度係指平均高出至少50 MPa的強度。據此，根據一進一步方案，就玻璃元件而言，在藉由超短脈衝雷射器透過成絲預損並且斷裂的邊緣處，測得80 - 200 MPa的特徵性強度。在與蝕刻製程組合，進而形成如在第一區域中那般的表面的情況下，測得高於150 MPa乃至500 MPa的特徵性強度。其中，透過依據最大概似法將兩參數Weibull分佈擬合至實驗測定之資料，得到特徵性強度σ c。
亦即，例如藉由3點彎曲或4點彎曲或階梯輥(Stufenrolle)，就各側/邊緣之強度對依據本案製造之元件10進行測試，如此便能發現具有第二區域(即移除/斷裂之保持接片)的邊緣與無第二區域的邊緣之間的巨大的特徵性強度差別。第二區域中的透過將接片連接或保持區段移除而曝露出來的表面具有較小之機械強度，故而可用作或充當標定斷裂點。
即使因分隔而曝露之表面，即第二區域17之斷裂面之區域內的強度降低，仍藉此維持小型構件之高強度。亦可如前所述將該或該等第二區域17用作標定斷裂點，並在構造中將其納入考量。
將邊緣面13劃分成至少一個第一區域以及至少一個第二區域15、17的另一優點在於對準的可能性。據此，第二區域可用作針對構件對準的定向標記。例如，機器人能夠檢知此第二區域，並據此以規定的定向將元件10抓持或裝入。如此一來，在第二區域17相對元件之對稱軸而言不對稱地對準的情況下，亦可藉由機器人確定側面如何定向，例如哪個側面居上。此舉在側面中之一者具有塗層的情況下顯得尤為重要。
在較佳實施方式中，將此類作為斷裂面置入的、強度有所改變之第二區域17的數目最小化。通常有利地，該等連接區段以及該等第二區域之數目至高為50，較佳至高為10，進一步較佳至高為5，且尤佳至高為3。在尤佳之技術方案中，結構化係如此進行，使得該小型部件藉由一或兩個連接區段與保持區段連接。如下文結合圖3闡釋的那般，數個連接區段可自不同的方向將該小型部件固定，在較佳實施方式中，出於穩定性原因採用自同一方向甚或平行的方案。在較佳實施方式中，透過平行的連接區段、較佳兩個平行的連接區段將該小型部件或元件10與保持區段連接。
除表面特性以外，該二類型的區域15、17亦可有其他特徵區別。據此，邊緣面可在該二區域內與側面100、101互成不同的角度。例如，在該或該等第一區域15內，由於蝕刻製程，在兩個邊緣上19、29上存在錐角。此外，第二區域17可能因斷裂操作而具有傾斜度，使得一邊緣伸出以及/或者另一邊緣回縮。除不同的表面結構以外，第一與第二區域15、17亦可具有不同的邊緣幾何形狀或邊緣形狀。
一般而言，邊緣面之在第一區域內的錐角亦可透過雷射束之入射方向產生。在此情形下，插入在材料中斜向延伸之絲狀的損傷，藉此，在蝕刻製程中，製造具有相應地沿纖絲方向斜置的表面的邊緣面。
第一與第二區域15、17之不同的表面結構主要可依據粗糙度、反射度、視覺觀感區分。根據一實施方式，儘管該二區域15、17係可區分，但具有相同的或至少僅憑肉眼無法區分的視覺觀感。
元件10較佳實施為針對精密機械或微機械應用的小型產品，例如針對鐘錶工業的設計及功能元件，針對光電子光發射體的包裝(封裝)構件，或者針對光電子感測器的封裝構件。較佳地，該元件之最大橫向尺寸為最大100 mm，較佳為最大80 mm，尤佳為最大50 mm。亦可製造最大橫向尺寸為30 mm的更小的構件。此外，較佳採用自0.3 mm起、特別是自1 mm起、較佳自3 mm起、尤佳自5 mm起的最大橫向尺寸。
圖2示出根據一較佳實施方式的第一區域之表面結構之片段。通常較佳地，第一區域15之蝕刻表面具有帽狀凹槽22。此等帽狀凹槽特別是亦可或多或少地直接相互鄰接，使得相鄰之凹槽22透過脊線24分隔開。帽狀或經倒圓之凹槽的深度較佳小於5 μm。根據一實施方式，凹槽22之平均的橫向尺寸係落在5 μm至200 μm、較佳5 μm至100 μm、特別是5 μm至50 μm、尤佳5 μm至20 μm的範圍內。根據一進一步方案，在第一區域15之俯視圖中視之，脊線24構成帽狀凹槽22之多邊形邊界。
可透過蝕刻製程之持續時間來影響帽狀凹槽之平均橫向尺寸。通常在低去除速率下，並且較佳在使用諸如KOH溶液或NaOH溶液的鹼性蝕刻介質的情況下，產生該等帽狀凹槽。但亦可藉由酸性蝕刻介質進行蝕刻。根據一較佳實施方式，以小於每小時15 μm，較佳小於每小時10 μm，尤佳小於每小時8 μm的去除速率，將材料去除。在沿絲狀損傷產生之通道彙集後，視去除的材料量而定，片狀元件之邊緣處的通道係仍被視作側向開放的彼此鄰接的通道，或被視作肋部。此等肋部留在通道在蝕刻中彼此對接的位置。若在通道彙集後作較長時間的進一步蝕刻，則此等結構得到平衡，並且產生除帽狀凹槽以外不具有形式為半開放通道或肋部的上層結構(Überstruktur)。較佳地，該等透過脊線構成之多邊形的側的平均數目小於八，較佳小於七。與帽狀凹槽之彎曲度相比，脊線24相對銳利。相應地，例如需要居中地位於脊線上的凸面狀的面積份額僅很小。蝕刻表面之凸面狀區域的面積份額較佳小於5%，特別是小於2%。
特別是因低蝕刻速率而引起之表面結構的特徵通常在於較高之邊緣強度，這對於承受機械負荷的小型構件而言特別有利。
在US 2018/215647 A1中描述過此種表面之屬性及其製造，就雷射輔助蝕刻之方法以及由此產生之表面結構而言，該案亦完全被納入本申請。
圖3以子圖(a)至(e)示出由易碎材料構成之結構化的片狀中間產品1的不同的實施方式。該等中間產品皆具有作為可分離之材料區段的元件10，其係透過形式為較佳呈接片狀的材料橋的連接區段2與保持區段6連接。在此，在示出的所有實施方式中，保持區段6皆建構為框架。其中，元件10係佈置在框架8內或經框架8定義之開口9內，並且透過一或數個連接區段2與框架8或更為普遍地與保持區段6連接。在子圖(a)之示例中，元件10係透過單獨一個接片形式的連接區段2與框架8連接。
由製造決定地，框架狀保持元件6之開口9之內邊緣面80一般而言具有與片狀元件10之邊緣面13之第一區域19相同的表面結構，即特別是同類的蝕刻表面。其優點在於，藉此亦使得框架8具有高穩定性。
為了增強分離之元件(10)之機械穩定性，根據一亦在圖3之子圖(a)中之示例中實現的實施方式，元件10之與第二區域17鄰接的輪廓係呈凸形，或向外拱起。與筆直延伸或內凹之輪廓相比，在機械負荷下，此幾何結構減小在第二區域17上出現的拉力。
在子圖(b)之示例中，為了將元件10保持，在該元件之相對的側上設有兩個連接區段2。在子圖(c)以及(d)之示例中亦分別設有兩個材料橋或連接區段2。其中，在示例(c)中，連接區段2在兩個不同的側上將元件10保持。換言之，材料橋之縱向在此相互橫交，特別是相互垂直。在示例(d)中，該等連接區段或材料橋2係並排佈置。因此，連接區段2之縱向大體平行。
為了透過保持區段6賦予製造的元件或小型或超小型產品以必要的機械穩定性，不侷限於示出之特定實施例地，根據一較佳實施方式，該產品在至少一個橫向尺寸上大於連接區段2及/或元件10。
出於機械穩定性原因，根據又一實施方式，不侷限於特定示例地，連接區段2之寬度為附接之超小型產品或玻璃或玻璃陶瓷元件10之最大橫向尺寸的至少半個百分比(0.5%)，較佳為至少一個百分比，但根據一替代性或補充性的實施方式，該連接區段之寬度至少為100 μm。為了實現元件10之良好的可分離性，通常較佳地，該連接區段之寬度為保持區段6或與連接區段2連接之玻璃或玻璃陶瓷元件10之最大橫向尺寸的最大50%、較佳最大30%、尤佳最大20%、進一步較佳最大10%。
為了使元件10易於自保持區段6分離，但仍實現對元件10的穩定保持，根據另一實施方式，通常較佳地，就至少兩個將一元件10保持的連接區段2而言，其相互距離至少為中間產品1或元件10之厚度的一半，較佳至少等於該厚度，尤佳至少為該厚度的兩倍。在此，相互距離係指連接區段2之邊緣之間的中間腔。據此，根據此實施方式，在如圖1所示之示例中，位於兩個區域17之間之第一區域15的寬度亦至少為元件10之厚度的兩倍。根據一替代性或補充性實施方式，該等連接區段之相互距離至少為20 μm。
但亦可設有兩個以上的連接區段2。為此，圖3之子圖(e)示出一實施方式之示例，其中，元件10係透過三個連接區段2與保持區段6連接。在此亦較佳地，連接區段2大體平行地延伸。如前所述，但通常較佳地，不侷限於所示實施例地，僅設置較少數目的連接區段。就所示示例而言亦適用的是：較佳地，該等連接區段之數目至高為50，特別是至高為10，較佳至高為5，並且尤佳介於1與3之間。單獨一個連接區段2往往便已足夠。
若數個類型及尺寸不同的元件10與保持區段6連接，則較佳針對每個包含附屬之連接區段2之元件皆採用上述規格。
在最簡單的情形下，以純機械方式，即透過在自元件10至連接元件2的過渡位置處送入機械應力，來將小型構件或元件10分離。然而，如此實施之分離製程可能在小型構件或連接元件2中造成撕裂式裂縫，因此，在元件10之輪廓上會留下微小的材料突出部或者貝殼狀之凹部/缺口。為了避免此類缺陷，可對介於連接元件與小型構件之間的過渡區域進行結構化，具體方式為：針對性地將預損置入，目的在於控制應力特性曲線，進而控制裂縫走向。為此，可採用先前技術中習知的方法，例如機械刻劃，但亦可採用基於雷射的方法，如燒蝕、隱匿切割(Stealth Dicing)、基於雷射之熱分離、抑或沿期望之分離線的成絲。亦即，根據一實施方式，如圖3所示，設有削弱結構4，其沿位於連接區段2與元件10之間之預定的分離線延伸。
特別是可透過成絲製程對介於連接區段2與小型構件或元件10之間的削弱結構4進行結構化，其中，藉由聚焦之超短脈衝雷射器，沿期望之輪廓或分離線，以預定之距離，置入一條鏈的直徑通常落在次微粒子(Submikron)範圍內之通孔或絲狀損傷。為此，根據一實施方式，可將已結構化之包含保持區段6、連接元件2以及元件10的中間產品1送入超短脈衝雷射裝置並進行相應處理。較之於無削弱結構的經預處理之斷裂邊緣，透過此種成絲進行預處理之斷裂邊緣的優點在於：藉由較小的力便能自連接區段2分離。分離所需的力亦近乎總是相同，並且近乎不存在邊緣之外觀異常。而就未經成絲之邊緣而言，則可看出表面上之碎裂。所需的施力大幅增大，這亦使得原本之元件10的損壞風險加大。
在較佳實施方式中，將此等額外的改質垂直於連接元件之延伸方向置入，並且作為對現有輪廓的補充。
作為替代或補充方案，削弱結構4亦可包括一厚度有所減小的區域。舉例而言，可透過雷射燒蝕進行此種厚度減小。
另一方案為插入刻劃線，例如藉由諸如刻劃輪或刻劃金剛石的刻劃工具實現。
較佳地，在加工出中間產品1之輪廓後，即在蝕刻製程後，在一單獨的方法步驟中製作削弱結構4。該削弱結構例如可建構為位於該二表面中之至少一個上的連貫或中斷的溝槽(進而作為局部減薄部)，(例如透過用超短脈衝雷射器成絲而)建構為穿孔，或透過內部改質例如在所謂之隱匿切割中實現。一般而言，可透過光學顯微鏡或電子顯微鏡驗證該削弱結構。
圖4至圖6示出形式為由易碎材料構成之結構化之片狀物的中間產品1的實施方式，其分別具有數個與共同之保持區段6連接的元件10。在根據圖4之實施方式中，保持區段6係呈條帶狀。亦即，保持區段6在此並非呈環狀或框架狀地將元件10包圍。藉此，元件10之至少一個邊緣曝露出來，而保持區段6不對接近造成阻礙。這例如有助於以下操作：藉由鉗子抓持玻璃或玻璃陶瓷元件10並將其自保持區段6分離。舉例而言，在自動化之製造中，可設有作為機器人之組成部分的鉗狀工具。
在圖5之示例中，數個玻璃或玻璃陶瓷元件10係以矩陣佈局佈置在建構為框架8的保持框架6的共用的開口9內。根據一實施方式，玻璃或玻璃陶瓷元件10係以成排佈局，特別是以包含一排以上的元件10的矩陣佈局佈置在形式為框架8的保持區段6上。尤佳採用包含位於框架之開口9內的兩個排的佈局，如在本示例中示出的那般。基於此佈局，能夠藉由連接區段2將元件10單獨地固定在該開口之相對的側上。如圖所示，針對每個元件10可設有數個、特別是兩個連接區段2。類似於圖3之子圖(d)的示例，在此設有兩個平行延伸之連接區段2。在此示出的包含兩個特別是平行的接片狀連接區段2的實施方式係例示性，針對每個小型構件亦可使用兩個以下甚或兩個以上的連接元件。在圖6之示例中實現一通常的實施方式，其中，在建構為框架8的保持區段6的開口9內設有至少兩個元件10，其中，該二元件10係透過至少一個自一元件10延伸至另一元件10的連接區段20相連。
圖7示出根據此公開案並且如在圖1中例示性示出的那般，製造由易碎材料構成之元件10的方法步驟。一般而言，不侷限於示出的特定實施例地，該製造中間產品1的方法以及該製造由易碎材料構成之片狀元件10的方法基於下列步驟：如圖7之子圖(a)所示，提供由易碎材料構成之片狀物3。
特別是將玻璃或玻璃陶瓷用作易碎材料，具體而言採用：無鹼(AF)玻璃，硼矽玻璃，產品名稱為AF32、AF35、AS87、D263、D263T、B270、MEMPAX、Willow、G-Leaf、EN-A1、BDA-E的玻璃。
針對包含雷射照射、形成絲狀損傷、以及隨後的在沿絲狀損傷拓寬之通道彙集的情況下進行的蝕刻的製造方法，下面列出了特別適合的玻璃。
根據一實施方式，該玻璃之組成包括下列組分(單位：重量百分比)：
組成 (wt%)
SiO 2 63-85
Al 2O 3 0-10
B 2O 3 5-20
Li 2O + Na 2O + K 2O 2-14
MgO + CaO + SrO + BaO + ZnO 0-12
TiO 2+ ZrO 2 0-5
P 2O 5 0-2
根據另一實施方式，元件10之玻璃之組成包括下列組分：
組成 (wt%)
SiO 2 60-84
Al 2O 3 0-10
B 2O 3 3-18
Li 2O + Na 2O + K 2O 5-20
MgO + CaO + SrO + BaO + ZnO 0-15
TiO 2+ ZrO 2 0-4
P 2O 5 0-2
在另一實施方式中，該玻璃之組成包括下列組分：
組成 (wt%)
SiO 2 58-65
Al 2O 3 14-25
B 2O3 6-10.5
MgO + CaO + SrO + BaO + ZnO 8-18
ZnO 0-2
針對元件10的玻璃的另一適合的組成為：
組成 (wt%)
SiO 2 50-81
Al 2O 3 0-5
B 2O 3 0-5
Li 2O + Na 2O + K 2O 5-28
MgO + CaO + SrO + BaO + ZnO 5-25
TiO 2+ ZrO 2 0-6
P 2O 5 0-2
根據另一實施方式，元件10之玻璃之組成包括以下組分
SiO 2 52 - 66
B 2O 3 0 - 8
Al 2O 3 15 - 25
MgO + CaO + SrO + BaO + ZnO 0 - 6
ZrO 2 0 - 2.5
Li 2O + Na 2O + K 2O 4 - 30
TiO 2+ CeO 2 0 - 2.5
對於前述所有玻璃組成而言皆適用的是：可視情況而定添加著色氧化物，如Nd 2O 3、Fe 2O 3、CoO、NiO、V 2O 5、MnO 2、CuO、CT 2O 3。可添加0 - 2 wt%的As 2O 3、Sb 2O 3、SnO 2、SO 3、Cl、F以及/或者CeO 2作為精製劑，並且，總組成之總量為100 wt%。
一般而言，片狀物3之厚度較佳落在自20 μm至6000 μm的範圍內，較佳落在不超過5000 μm的範圍內，尤佳落在自20 μm至3000 μm的範圍內。在第一步驟中，定義保持及連接元件之輪廓，以及小型產品或元件10之輪廓。為此，用雷射器照射由易碎材料構成之片狀物3，其中，片狀物3之易碎材料對於該雷射器而言係至少部分透明，且其中，該雷射器之雷射束在片狀物3之內部引起材料改質5。在片狀物3的範圍內沿路徑50導引該雷射束，使得該等材料改質並排地位於路徑50上。圖7之子圖(b)示出包含並排地位於路徑50上之材料改質的片狀物3。在此，改質可指材料變化，特別是如折射率變化(局部限定或連貫)，形式為溝槽、刻劃、空穴的局部材料減薄，基板中之諸如微裂縫的內部損傷，局部的熔化，(圓柱形或一般形狀的)連貫的孔或絲狀損傷。
為了將保持區段6、連接元件2以及小型產品或元件10所需之基板部分自不需要的多餘部分分離，在下一步驟中如此透過蝕刻製程對現有之改質進行強化，即增大，使得經改質之區域發生接觸或重疊，從而進行連續的不間斷的材料削弱，甚或沿預期之目標輪廓進行分離。亦即，隨後使片狀物3經受蝕刻製程，其中，透過蝕刻製程將材料改質5拓寬成最終連接的通道，使得片狀物3沿路徑50拆分。路徑50定義元件10之輪廓，該元件係透過連接區段2與保持區段8連接。藉此，在沿該路徑拆分後，獲得根據此公開案的片狀中間產品1。
可藉由酸性蝕刻介質，如HF、HCl、H 2SO 4、HNO 3或其他酸之水溶液來進行蝕刻。較佳地，藉由鹼性蝕刻介質，例如藉由苛性鉀，KOH，或者苛性鈉，NaOH進行蝕刻。根據一進一步方案，在pH值大於12並且包含錯合劑的鹼性蝕刻介質中進行蝕刻。其中，該錯合劑係以將該易碎材料之組分中之至少一者絡合的方式選取。根據一進一步方案，使用一錯合劑，其形成包含鹼土金屬離子、較佳鈣離子(Ca 2+)的錯和物。根據又一進一步方案，錯合劑係選自由以下物質構成之組：磷酸鹽，較佳為ATMP(氨基三亞甲基膦酸)，膦酸，羥基羧酸的鹽，較佳為鹼式葡萄糖酸鹽，EDTA，以及/或者過渡金屬鹽，特別是CrCl 3。前述措施能夠有利地透過將溶解之組分絡合而抵消蝕刻操作之局部抑制。確切言之，即使在待產生之結構內，亦實現與蝕刻率相關之自穩定甚或自增強效應。
此外，亦可使用一蝕刻液，其包含溶解形式的矽酸鹽，較佳包含鹼式矽酸鹽，尤佳包含水玻璃。在使用包含溶解之矽酸鹽的蝕刻液的情況下，能夠顯著提昇蝕刻率。特別是在蝕刻液中之矽酸鹽濃度較高的情況下，能夠觀測到此效應。特別是在矽酸鹽濃度較高的情況下，矽酸鹽還充當鹼載體，進而提昇氫氧根離子之遷移率或離子遷移率。這尤其有助於蝕刻液中之氫氧化物濃度極高的實施方式。據此，在鹼濃度極高的情況下，氫氧根離子之離子遷移率隨濃度的提昇而降低，這亦影響蝕刻率。然而，透過添加矽酸鹽作為鹼載體，能夠至少部分地補償此效應。
若透過蝕刻製程，沿模仿元件10以及連接區段2之輪廓的路徑50將片狀物3拆分，則一與包含連接區段2之元件10互補的元件14自片狀物3分離。亦即，不需要的基板部分在蝕刻製程期間分成幾部分(例如當在蝕刻前還插入了輔助切割的情況下)或作為整體自經結構化之基板脫離。在此步驟之末尾存在一構件，該構件由一或數個保持區段、一或數個小型產品、小型產品與保持元件之間或小型產品相互之間的單個或多重連接構成。此構件之特徵特別是在於因蝕刻製程造成之表面結構。
透過將元件14分離，獲得中間產品1。在圖7之子圖(c)中示出這一點。不同於圖示，亦可在不將互補之元件14脫離的情況下形成元件10之輪廓，具體方式例如為：僅以雷射束走完充當路徑的輪廓，隨後在蝕刻製程中遵循該路徑將一窄縫蝕刻移除。此外，亦可將數個較小的部件，而非單獨一個互補的元件14脫離，從而加工出元件10。
在過程鏈之末尾為分隔步驟，在該步驟中，沿定義的分離線將小型構件或元件10自其連接元件分離。據此，亦提出一製造元件10的方法，其中，在製造中間產品1後將連接區段2拆分，從而將元件10自保持區段6分離。圖7之子圖(d)示出此步驟。
尤佳地，如圖7(d)所示之步驟係以與中間產品之製造時間分隔(即遠遲於該製造)的方式，以及/或者在另一地點(例如用於將元件10裝入專設之裝置)上，例如在存放或運輸過程後進行。如此製造之中間產品1之優點在於，隨後之小型產品或元件10的位置被穩定化，進而易於進一步處理，具體方式為：直接地或藉由附加之操縱輔助將該中間產品作為整體處理。不確保完整地，更多的製程步驟可為：對表面或表面之部分的塗佈，印刷，重新結構化，抑或上述之組合。根據又一實施方式，可對中間產品1進行化學預緊。即使在此進一步處理中，元件10與保持區段6的連接亦使操縱簡化。對於化學預緊而言通常有利的是，使用含鹼的易碎材料，如具有足夠高之Na 2O含量的玻璃或玻璃陶瓷。為此目的，Na 2O含量較佳至少為5 wt%。為了即使在化學預緊狀態下亦簡化元件10與保持區段6在連接區段2處的分離，根據一進一步方案，連接區段2之寬度較佳小於兩倍的應力層深度(DoL)。在此情形下，在連接區段2的整個橫截面範圍內對該連接區段進行化學預緊，從而減小因沿斷裂處變化之應力而引起的不受控斷裂的危險。根據另一進一步方案，連接區段2之寬度亦可小於四倍的應力層深度，或較佳小於三倍的應力層深度(DoL)。這尤其適用於較厚的玻璃，藉此一方面仍總是實現無損分離，另一方面限定應力層深度。根據又一實施方式，在連接區段2處可設有長度例如為10 μm的通道。
交換浴能夠進入此通道，使得亦圍繞此通道產生化學預緊。如此便亦能對體積中自連接區段至元件10的過渡區域進行一定程度的化學預緊，從而避免斷裂點處的高應力差。該至少一個通道可如在圖1中示出之削弱結構4那般既插入側面亦插入邊緣面。
在分隔製程步驟之末尾，包含連接元件的保持區段係與小型構件或元件10分離。其中，側面100、101亦可經過結構化或其他形式的進一步處理。
如已結合圖1闡釋的那般，因分離製程而曝露之表面具有與因蝕刻製程而曝露之第一區域不同的第二表面結構，例如在採用前述機械分離的情況下為平滑表面，或在藉由成絲製程進行雷射打孔的情況下通常為外觀粗糙的表面，其被垂直延伸之開放式絲狀通道穿過。針對每個原先的連接區段2，元件10之邊緣面13皆具有一第二區域17，其面積等同於連接區段2在連接區段2與元件10之接觸區域內的橫截面積。因此，該或該等第二區域17占邊緣面13之總面積之比例之和遠小於第一區域15之比例之和。較佳地，第二區域17之比例小於20%，較佳小於10 %，尤佳小於5 %。甚佳採用小於2%並且特別是小於1%的面積比例。
圖8示出劃分成區的中間產品1的一個實施方式的一個示例。藉由此實施方式，亦可級聯式製造位於框架8中之小型構件或元件10，具體方式為：在第一製程步驟中，首先根據保持區段6之幾何形狀對片狀物3進行結構化或預損，以及，在第二製程步驟中，對框架8中之子區、連接元件2以及元件10進行結構化。在此，透過相應地選擇製程參數(例如節距)，能夠確保：透過蝕刻製程僅將元件10分離，但不處理位於框架8之間的穿孔線26。中間產品1之該實施方式基於：中間產品1具有數個形式為框架8的保持區段6，其中，在該等框架8中分別設有至少一個元件10，其係透過至少一個連接區段2與框架8連接，其中，框架8係透過一或數個穿孔線26以可分離的方式相連。
在圖8之示例中還實現另一實施方式。藉由用以定義以及加工出元件10之輪廓的雷射輔助蝕刻製程，亦可製造形式為通孔的對準標記28。如圖8所示，就數個區或透過穿孔線連接之框架8而言，所有形式為框架的保持元件6皆獲得此類對準標記28。藉此在框架8之分隔後簡單且精確地將框架對準，例如用於進一步加工製程。
根據該方法之一實施方式，在基底玻璃之製造過程中線內(inline)實施超短脈衝雷射結構化。特別是可將雷射結構化線內整合至連續拉伸製程，在此拉伸製程中製造連續的玻璃帶。此外較佳地，將雷射結構化與厚度小於400 μm、較佳至高200 μm、特別是較佳至高100 μm、甚或至高50 μm或至高30 μm的薄玻璃及超薄玻璃的製造組合。可藉由下拉法或溢流熔融法製造薄玻璃。可直接對經結構化之玻璃帶進行線內蝕刻。作為替代或補充方案，可在雷射結構化後將玻璃帶捲繞成卷狀物，或透過其他製程橫向於玻璃帶之進給方向分割，進而沿進給方向將玻璃帶定尺剪切至期望的尺寸。在此等方案中，結構化、蝕刻步驟以及分隔可在時間上及空間上相互隔開。為此，圖9示出用於製造玻璃帶的裝置29，其被改進成用於製造根據此公開案的中間產品1的裝置。
在所示示例中，裝置29適於將形式為連續的玻璃帶30的最初未經結構化的片狀物3捲繞成卷狀物44。首先將玻璃熔體32自噴嘴34牽拉成玻璃帶30，其中，設於噴嘴34下方之拉伸輥36將拉力施加至自噴嘴34移出的玻璃。所示方案為下拉法，其中，玻璃自朝下敞開之噴嘴移出。在溢流熔融法中，玻璃流過朝上敞開之長條形溢流槽之邊緣，且隨後在溢流槽的側壁上向下流動。分流在溢流槽下方彙集成玻璃帶。
如圖所示，較佳使得玻璃帶30在水平方向上偏轉，並且藉由輸送裝置38(例如輸送帶)使玻璃帶運動。如圖7之子圖(b)所示透過沿路徑50置入絲狀材料改質而實現的結構化係藉由超短脈衝雷射器40在未拆解之玻璃帶30上進行。藉由射束透鏡42將超短脈衝雷射器40之雷射束41聚焦至玻璃帶30上，並且在玻璃帶30之範圍內沿期望之路徑50導引該雷射束。在示出之方案中，隨後在卷芯46上將玻璃帶30捲繞成卷狀物44。作為替代或補充方案，可導引玻璃帶30穿過蝕刻浴，從而如圖7之子圖(c)所示曝露元件10之輪廓。亦即，根據此實施方式之方法及裝置29基於： - 作為由脆硬材料構成之未經結構化之片狀物3，在連續拉伸製程中製造連續的玻璃帶30，其中 - 在拉伸製程期間，在運動的連續的玻璃帶30上，藉由超短脈衝雷射器40沿預定之路徑50插入材料改質。
由於邊緣面13之該或該等第二區域17可能具有比第一區域15更小的強度，較佳地，將第二區域設置在機械負荷通常較小的位置。在理想情形下，第二區域17可處於：在定義的例如對稱的負荷情況下應力最小的位置。為此，下面就有關該或該等第二區域在邊緣面13上的佈局的較佳實施方式進行描述。根據一較佳實施方式，該至少一個第二區域17沿特定位置在邊緣面13上延伸，該等位置與面積形心的距離為最大距離之至少2/3。出於同一目的，作為替代或補充方案，該至少一個第二區域17可沿邊緣面13之一區段延伸，在負荷情況下，該區段之機械負荷為最大負荷之最大80%，較佳最大60%，尤佳最大40%。
為進行闡釋，圖10以側面100之俯視圖示出L形元件10的一個示例。面積形心103毋需位於元件10之側面100內。就所示元件10而言亦如此。針對沿元件10之外輪廓或邊緣面13或者邊緣19的每個具有座標(p x，p y)的點，能夠依據d=((p x-m x) 2+(p y-m y) 2) 1/2，測定與座標為(m x，m y)的面積形心103的距離d。
為此，圖11針對圖10中之元件，示出「邊緣面或輪廓之位置與面積形心之距離d」與「沿元件10之輪廓的路程s」的函數關係圖。選擇點104作為起點，其為與面積形心103之輪廓距離最小的點。箭頭示出走完輪廓時遵循的方向。輪廓之角點係在圖10中用字母a、b、c、d、e、f表示。在圖11之圖表中亦標示出此等點，並且作為峰值，可清楚地辨認此等點。在角e處存在與面積形心103的最大距離。在圖11中繪示出虛線，其標示出點e處之距離的2/3的值。基於圖11之比例尺，角e所具有之距離為約51(採用任意單位)。據此，此值之2/3的界限為約34。據此，在所示示例中，用於與連接區段2連接的較佳位置位於側邊105、106之端部處。為進行闡釋，較佳的固定區域107係用虛線標記。結合圖11之圖表亦可看出，儘管角d亦與面積形心103間隔相對較遠的距離，但尚不滿足間隔最大距離之至少2/3的條件。
實際上，此區域亦不太適於用作藉由連接區段2固定的區域，因為在作用於側邊105、106上的機械負荷下，斷裂面在角d之區域內可能承受拉應力。
圖12示出另一示例，其中，第二區域之佈局，或(就中間製品1而言)元件10透過連接區段2與保持區段6連接的位置滿足上述構造規定。其中，圖12示出具有形式為框架的保持元件6的中間製品1。在框架之開口中，形式為齒輪的元件10係透過兩個連接區段2與框架8連接。其中，連接區段2係在齒部108的外緣上與元件10連接。與位於齒部108之間的凹部相比，輪廓之此等部分與面積形心103的距離更大。此外，齒部108之外區具有與位於齒輪之中心處的面積形心103的最大距離。
一般而言，不僅能夠產生具有直線狀廓形、特別是具有大體垂直於側面100、101延伸之廓形的邊緣面。確切言之，亦可產生具有拱起之廓形或橫截面的邊緣面。除了向內拱起、即凹形之廓形以外，特別是亦可製造向外拱起的廓形。為此，圖13示出元件10之邊緣面13在第一區域15內的高度曲線。該高度曲線在約-321 μm以及+372 μm的x位置處向最小值的陡降標記了側面100、101的位置。如結合曲線可看出的那般，邊緣面以落在自10 μm至15 μm範圍內的絕對值向外拱起。一般而言，透過將絲狀損傷整個或部分傾斜地插入，便能實現此種造型。作為替代或補充方案，可透過產生至少在材料中單側終止之絲狀損傷，來影響蝕刻移除速率。
為此，不侷限於該特定實施例地，包含蝕刻表面的邊緣面13在第一區段中具有一廓形，其以元件10之厚度之至少1%的程度向外或向內拱起。
圖14及圖15為由玻璃構成之元件之光學顯微照片。如結合圖13之示例示出的那般，元件10之邊緣面13係向外拱起。如圖14所示，元件10具有環形部件，其與在圖右上方示出的棒狀區段鄰接。在圖14之照片中，近乎無法就外觀區分該二區域15、17。圖15示出包含區域15及17的邊緣面13的進一步放大的照片。在此特別是可看出位於區域15、17之間的、可作為線辨認出的過渡區18。不論如何，在此亦近乎無法就外觀將第二區域17之斷裂邊緣與第一區域之蝕刻表面區分開。這特別是因為：該二區域之粗糙度係可相互匹配。如此便可透過蝕刻參數影響第一區域之粗糙度。就第二區域17而言，主要可透過削弱結構4之類型及設計，例如絲狀損傷沿削弱線的距離，來影響粗糙度。因此，不侷限於所示示例地，在一實施方式中，第一區域15與鄰接之第二區域17之平均粗度糙值Ra的比例落在自0.75至1.25的範圍內。根據一較佳實施方式，亦如所示實施例那般，兩個區域15、17皆具有類似於磨光表面的觀感。亦即，不侷限於所示示例地，該二區域特別是可具有相同的視覺觀感。
由於第二區域17較佳為斷裂邊緣，此第二區域通常呈平坦狀。但在此亦可藉由特定措施實現另一形狀，例如呈凸形或凹形拱起的形狀。為此，例如可以不同的角度插入數個絲狀損傷作為削弱結構。
此外，為了使該二區域15、17在外觀上相互匹配，較佳地，在第二區域17與鄰接之第一區域15之間，高度偏移小於20 μm。即使就如圖14、圖15所示之示例而言，亦滿足此特徵。第二區域17既不伸出，亦不明顯地回縮。此特徵可如下實現：在連接區段2處，削弱結構4以靠近鄰接之第一區域15上之外輪廓的方式終止，或將此外輪廓延續。
圖16及圖17示出由易碎材料構成之元件10之邊緣面13的兩個電子顯微照片，在此特別是亦如圖14、15之示例那般採用由玻璃構成之元件。
圖16之示例係以200倍放大拍攝。在此可清楚地看出第二區域17，其在左側及右側與第一區域15鄰接。亦可清楚地看出位於第一區域內的帽狀凹槽22。根據一亦在所示示例中實現的實施方式，在第一區域15與第二區域17之間分別設有過渡區18，其中，過渡區18具有帽狀凹槽，其平均後比第一區域之帽狀凹槽更大。在顯微照片中可明顯地看出該等沿過渡區18延伸之較大的凹槽22。該等凹槽可如下產生：在蝕刻浴中加工出輪廓的過程中，透過自連接區段2至元件10的過渡區處的蝕刻率變化。此等較大之帽狀物有助於在將元件10自連接區段2分離的過程中避免不受控制的斷裂或貝殼狀斷口。
圖17以500倍放大示出邊緣面。在此放大中，亦可透過深色細直線辨認出透過超短脈衝雷射器在第一區域15之斷裂面中插入的絲狀損傷39，因為斷裂面沿著該等絲狀損傷。因此，在此之後，該等損傷作為部分半開的通道存在於斷裂面中。在圖17之影像中，絲狀損傷39自上而下延伸，即自元件10之一側面朝向相對的側面延伸。在所示示例中，絲狀損傷39之距離為約6 μm。如前所述，較佳首先透過成絲及蝕刻加工出包含連接區段2及元件10的片狀中間產品的輪廓。在此之後才插入絲狀損傷39，其構成削弱結構4，進而在第二區域之斷裂面中可見。但亦可採用其他方案，例如插入所有絲狀損傷，且隨後在連接區段2中將損傷39遮蔽，從而避免將此等損傷39蝕刻移除。
在一實施方式中，如在圖4至圖6中例示性示出的那般，在結構化製程(雷射成絲以及隨後之蝕刻法)後對中間產品1進行塗佈。據此，自該中間產品分離之元件10亦可配設有塗層，特別是光學有效塗層。
原則上可採用不同的塗佈法，如濺鍍以及PVD，浸塗，或將構件與保持區段作為整體進行印刷。亦可採用不同類型的施覆層，如光學有效層(抗反射層，過濾層，例如紅外截止濾光片)、功能層(抗指紋、抗微生物或抗菌塗層(例如基於銀離子)、抗刮塗層)、抑或形式為施覆的顏料或漆的純裝飾性塗層。例如基於氮化鋁/氮化矽或氧化鋯的，具有高折射率且層厚大於等於1 μm的層，通常適合用作抗刮塗層。
針對紅外截止或者帶通濾波器，可將具備適當厚度的高折射率的塗層(大多為TiO 2、Ta 2O 5、Nb 2O 5、HfO 2、ZrO 2)與低折射率的塗層(較佳為SiO 2)交替組合成多層的層系統，從而實現期望的光學特性。對於諸如抗反射塗層的其他塗層而言，亦可採用此類多層的層系統。因此，不侷限於特定示例地，在一實施方式中，該光學有效塗層包括數個具有不同折射率的層，特別是交替地具有較高以及相對較低的折射率的層。
藉由在此描述的方法能夠製造及操縱極小之構件，其特別是在50 μm(但至少70 μm至400 μm)的基板材料厚度下具有落在自1 mm至最大10 mm範圍內的橫向尺寸。此種小元件之可能應用為用作紅外截止濾光片，例如針對位於行動電話中或攝像機模組中之攝像機感測器，其為諸如膝上型電腦或平板PC的其他便攜式電子設備所具有。為此，通常施覆具有要求的光學特性的光學有效層。透過藉由連接區段2以及保持區段6將元件10以預定方式定位，層之沈積得以簡化，甚或以此為基礎方可進行層之沈積。
此外，對於前述應用領域而言，元件之強度亦有重要意義。其中，透過將與結構化製程相鄰之塗佈製程與在此之間或在此之後實施之預緊製程適當地組合，製造高強度的過濾元件。
元件之塗佈，藉由機器人根據區域15、17對經分離及塗佈之元件10的定向，以及預緊皆已在前文描述。
因此，根據本發明之一實施方式，提出一片狀的濾光元件，其中，由易碎材料構成之元件10係塗佈有濾光塗層。其中，該等側面100、101中之至少一個可配設有該濾光塗層，視情況而定亦可在兩側設有塗層。其中，該等塗層亦可不同。該濾光塗層可為紅外截止塗層，即特別是將處於近紅外區內的輻射吸收或反射的塗層。在此情形下，對於此種濾光元件而言，該基板或元件10係可供紅外輻射透過，或更為普遍地，其針對紅外輻射的透射率高於該過濾塗層。就紅外截止塗層的功能而言，近紅外區係指自0.7 μm至2.5 μm的波長範圍。根據又一實施方式，設有攝像機模組，其具有一感測器，該感測器係被根據此公開案之片狀元件10遮蓋，其中，片狀元件10構成濾光器。為此，特別是可如前文所述，在元件10上設有一濾光塗層。作為替代或補充方案，片狀元件10之玻璃亦可為濾光玻璃。
針對此實施方式，圖18示出一攝像機模組52，其例如可應用在行動電話或另一便攜式電子設備中。攝像機模組52包括用於拍攝影像的攝像機感測器56、物鏡58，並且視情況而定包括用於將感測器56及物鏡58容置及固定的殼體59。在感測器56之光敏層上施覆有一濾光元件60，例如以藉由結合層61黏合的方式實現。濾光元件60透過經塗佈之元件10構成。其中，濾光塗層54係如此建構，使得處於近紅外區內之輻射絕大部分被反射或吸收，故實質上僅可見光入射至感測器。
在另一實施方式中，在塗佈製程前對基板進行預緊，較佳為化學預緊。為此，使得該或該等保持區段6及框架8，以及連接區段2，或使得包含前述部件的易碎的片狀中間產品1作為整體在交換浴中經歷預緊製程。
構件之強度既在包含保持區段的複合體中，亦在脫離後有重要意義。其中，強度很大程度上取決於相應的邊緣的斷裂強度。為此，圖19之Weibull圖示出100 μm厚的超薄玻璃的斷裂強度的典型值，該等值係緊隨成絲操作，即在透過超短脈衝雷射器插入絲狀損傷後測得(量測值「A」，圓形符號)。此外還示出玻璃片之在隨後之KOH蝕刻製程後的量測值(量測值「B」，三角形符號)，以及在緊隨該蝕刻製程的化學預緊製程後的量測值(量測值「C」，菱形符號)。玻璃片係用D263T型號的玻璃製造。
在圖19中示出之線為與量測值匹配的形式為H=100%·(1-exp(-t/T) b)的失效概率的函數。據此，該等直線代表具有形狀參數b及尺度參數T的斷裂概率的累積密度函數。對於成絲後之量測值「A」而言，T=53.55，b=25.25，對於蝕刻後之量測值「B」而言，T=826.35，b=1.69，對於蝕刻及預緊後之量測值「C」而言，T=508.8，b=8.27。
超薄玻璃基板之經成絲之邊緣(量測值「A」)具有約50 MPa的最小斷裂應力，而就經蝕刻之邊緣(量測值「B」)而言為至少約200 MPa，並且就經預緊之邊緣(量測值「C」)而言甚至達到高於至少約300 MPa。透過預緊製程，經蝕刻之邊緣的斷裂應力的分佈寬度顯著縮窄，即被定義：經蝕刻及預緊之邊緣之平均斷裂應力為約500 MPa。
透過預緊製程實現之強度提昇係與材料相關，並且，如圖19之示例所示，與未經預緊之玻璃片相比，通常能夠實現大幅提昇的強度值。
對於特別是較小之構件或元件10與保持框架8或與材料橋，即與連接區段2的分離製程而言，此等值有重要意義：若削弱結構4已被置入狹窄的材料橋，則其強度約等於針對經成絲之邊緣的參考值(量測值「A」)，因此，其強度約為經蝕刻之邊緣的強度的4分之一(基於特徵性b10值)。若構件亦經過預緊製程，則係數進一步增大至6。因此，在單體化過程中，先發生材料橋在削弱結構4之區域內的斷裂，並且能夠可靠地將構件10自形式特別是為框架8的保持區段6分離。亦即，基於此效應，即使在化學預緊後亦能簡單地將元件10自框架8分離。因此，在一有利技術方案中提出一片狀中間產品1，其中，削弱結構4係沿設於連接區段2與元件10之間的分離線延伸，其中，削弱結構4具有絲狀損傷之鏈，且其中，中間產品1係經化學預緊。其中，元件10，以及至少在削弱結構4之區域內的連接區段2，係經化學預緊。
若在保持區段6或材料橋處將根據此案塗佈及/或預緊的中間產品1拆分，則產生邊緣面13之已在上文描述的第二區域17，其不僅可如前所述具有與邊緣面之第一區域15不同的粗糙度值，亦因塗佈狀態及強度而有別於第一區域。特別是就經預緊及塗佈之中間產品1而言，當材料橋/連接區段2在元件10之邊緣面之相應區域內接觸，而在未來的應用中可以接受元件10之在此等區域內的強度減小，則適宜在此處實現邊緣面之在第二區域17內視情況而定有所減小的強度。因此，就矩形的元件10而言，連接或保持區段6較佳佈置在元件10之角之區域內或直接佈置在角上，因為在負荷情形下，該處的應力最小。圖20示出包含相應設有的連接區段2的中間產品1。與圖3至圖8之實施例的區別在於，連接區段2在此直接附接在在此呈矩形之元件10的角上。現若將元件10自保持區段6分離，則不侷限於該示出的示例地，獲得形狀中包含至少一個角的元件10，其中，存在邊緣面之第二區域17，其一邊緣與元件10之角重合，或者，其中第二區域17在角處終止。亦可藉由類似效應減小介於區域17之邊緣與角之間的距離。根據一更為普遍的實施方式，該第二區域之邊緣與角的距離小於第二區域17之寬度，較佳小於第二區域17之一半寬度。
圖21示出包含此種元件10的實施例。在此示例中，第二區域17並非直接在相應的角110處終止，而是尚且與角間隔較小距離。但該等距離小於第二區域17之寬度，甚至小於第二區域17之寬度的一半。如所示示例那般的較小距離有助於防止在揭離過程中在角110處發生材料斷裂，並且防止第二區域之斷裂面不平整。如前所述，在將元件10分離前，可對中間產品1進行塗佈。藉此，因經塗佈之中間產品1之分離製程而在材料橋處曝露的第二區域17不具有塗層。在圖21中亦示出此實施方式。在此以陰影線示出塗層70。如圖所示，塗層70亦可至少部分地存在於邊緣面13上。不侷限於該示出的特定示例地，根據又一實施方式，提出一由易碎材料構成之元件10，其中，側面100、101中之至少一個以及至少邊緣面13之局部係配設有塗層70，其中，在第二區域17處省去或缺少塗層70。
因此，在另一實施方式中，(視情況而定在對面作後續處理後，)如此產生之第二區域可在未來之應用中用於電磁輻射、尤其可見之(相干或不相干的)電子輻射的輸入耦合及/或輸出耦合。此類元件例如用作導光構件，抑或在生物技術中用作微流體元件。亦即，根據又一實施方式，不侷限於特定塗層之存在地，提出一電光佈局，其包括至少一個輻射源及/或感測器，其中，該輻射源及/或該感測器係如此佈置，使得透過位於由易碎材料構成之元件10之邊緣面13上之至少一個第二區域17，自輻射源出發將輻射輸入耦合，或為了藉由感測器偵測而將輻射輸出耦合。
總而言之，除了已描述的該中間產品之邊緣13之第二區域17中之粗糙度值相較於周圍之第一區域15的變化以外，此等第二區域內之缺少的塗層以及有所減小的強度亦指明本發明之方法的用途。在另一實施方式中，為該介於元件10與材料橋或連接區段2之間的過渡區域配設沿元件10之目標輪廓的削弱結構4，且隨後透過濺鍍製程或另一PVD方法例如塗佈Cr / CrO。由於該中間產品的厚度較小，在此可以看出，不僅中間產品10之側面100、101經過塗佈，如前所述，其環繞式邊緣面13(至少部分地)以及(但凡削弱結構4之直徑在蝕刻製程後足夠大)削弱結構4之各元件之內表面亦經過塗佈。在將元件10自該或該等連接區段2分離後，該邊緣面便具有上述特性，即依據材料橋之數目劃分成第一及第二區段15、17的邊緣面13，其至少在材料接片之區域的外部，即在第一區域15上具有上述塗層，並且視情況而定亦在第二區域17內具有塗層70之殘餘。為了識別邊緣面13之第一及第二區域，特別是亦可就反射/散射採用不同的光學特性。藉由如此製造之元件10主要能夠實現一如下所述的電光佈局。
圖22示出一包含元件10的電光佈局71的示例。電光佈局71包括輻射源72以及輻射感測器74。元件10具有塗層70，其亦存在於邊緣面13上，但如前所述，第二區域17不具有此塗層。塗層70例如可具備將輻射反射的特性。在此情形下，可透過第二區域17將輻射源72之輻射輸入耦合至元件10，且該輻射透過另一第二區域17重新射出，從而可被輻射感測器74偵測。結合例示性的光束76闡釋一可能的光路。若元件10之側面中之一者例如亦未經塗佈，則在此可進行輻射與介質的相互作用。
下面描述該製造由易碎材料構成之元件10的方法的進一步方案。該方法之基本理念在於：透過與保持區段6的連接簡化元件10之操縱。最遲隨著在連接區段2處進行的分離，元件10以單體化形式存在，並且自此時間點起，再度難以操作。為了作進一步改進，根據該方法之一實施方式，將中間產品1固定在一載體上。根據第一進一步方案，在元件10固定於該載體上的情況下，將元件10自保持區段6分離，且其中，即使在分離後，元件10亦保持與該載體的連接。藉此，可在適當的更晚的時間點上將元件10自該載體揭離，而毋需在此時間點上將保持區段2切斷。根據一替代性或補充性的進一步方案，該載體係可變形，其中，透過基於載體之變形在連接區段2上產生機械應力，將元件10自連接區段2分離。該變形可包括載體之拉伸及/或載體之彎折。在彎折過程中將一彎曲應力施加至連接區段2上，因為中間產品1因固定於載體上而隨之彎折。若對載體進行拉伸，則在連接區段2上產生沿中間產品1之表面的方向的拉應力。
下面結合示例對前述進一步方案進行詳細說明。一般而言，該載體可建構為薄膜。在此情形下，可在儘可能避免氣泡或其他夾雜物的情況下，將中間產品1施覆至形式為帶狀薄膜的載體上。該薄膜可固定在另一(例如由鋼構成之)保持框架上，使得在薄膜中存在儘可能恆定的帶張力。藉此，即使在之後的分離製程期間，元件10亦被固定及鎖緊。現可透過各種方法將元件10自保持區段6分離：
A) 對薄膜進行拉伸： 薄膜保持框架之幾何形狀由組件之幾何形狀以及分離製程期間所需的拉伸方向決定：就圓形組件而言，較佳採用薄膜之各向同性的(即與角度無關的)在所有方向上皆相同的拉伸，而就矩形組件而言，則適宜採用定向的、單軸向的拉伸，從而傳遞因薄膜之拉伸而在材料削弱之區域內或通常在連接區段2處產生的機械拉應力，進而將元件10自保持區段2分離。
圖23示出一對應的佈局。中間產品1係固定在形式為可拉伸之薄膜78的載體77上。薄膜78被張緊裝置82張緊。張緊裝置82例如可包括適合的保持框架。在此情形下，如透過用「F」標示的箭頭所表示的那般，能夠透過張緊裝置82將力施加至薄膜78上。藉此將薄膜78拉伸，並將力作為拉應力傳遞至中間產品。相應地，該拉應力沿該中間產品之表面延伸，並在該或該等連接區段2處導致分離。特別是就如所示示例中那般的、形式為將元件10包圍的框架8的保持區段6而言，當框架8亦具有一或數個削弱結構4時，能夠將分離簡化。如此一來，在薄膜之拉伸或伸展過程中，框架8能夠首先分離，從而亦將伸展傳遞至位於元件10與保持區段6之間的連接。
B) 彎折： 另一方案為沿該等削弱結構，或更為普遍地在連接區段2處，對載體及/或固定於載體上之中間產品1進行機械彎折。例如可採用三點彎折製程，其中，從由載體與中間產品構成之佈局的一側，在位於削弱結構4或連接區段2之右側及左側的區域內，藉由兩個支承樑/刀片進行支撐，而自相對的一側，一刀片將該連接區段自身置於機械負荷下，並且導致在連接區段2處、較佳在削弱結構4處發生斷裂。
視元件10在該或該等保持區段上的佈局及固定而定，亦可先後在不同方向上實施此製程。圖24之示例示出一對應的佈局。形式例如亦為薄膜78或為另一可變形之襯墊的載體77係鋪設在兩個間隔一定距離之支承件84上，使得固定於載體77上之中間產品之連接區段2處於支承件84之間。刀片86自該等支承件之相對側壓向包含中間產品的載體77，從而將載體77與該中間產品一起彎折，並且在連接區段2之區域內引起彎曲應力。圖24示出處於已分離狀態下的保持區段6以及元件10。
機械彎折之更多實施方式可為：(例如以透過負壓吸引的方式)透過凹陷，或較佳透過突出的、例如經倒圓的結構對承載構件的薄膜進行導引，從而將機械應力傳遞至元件10與保持區段6的連接區段並觸發分離操作。
適合的薄膜78可實施為單層薄膜或多層薄膜。其通常包括至少一個載體膜以及一壓敏式黏著膜，視情況而定還包括另一分隔膜。可將所謂之藍膜(Bluetape)用作膠帶，或者(在元件10之結構化非常複雜的情況下)亦可採用UV固化膠帶。膠帶之黏著能力應足以在加工製程期間將構件或元件10保持，但亦實現經單體化之構件自薄膜的揭離，而不致使構件受損。在此特別適宜採用UV固化薄膜，因為其在未固化狀態下具有高黏著能力，而透過固化製程則使黏著能力減小，並且實現固件之揭離。另一方案為：將中間產品1以靜電方式固定在載體77上。
本領域技術人員可領會的是：該等實施方式並不侷限於展示及描述的特定實施例，而是可以各種方式改動及組合。據此，亦可將前述分離方法相互組合，例如用於在以不同方式定位之連接區段2處將元件10分離。
1:片狀中間產品 2，20:連接區段，材料橋 3:未經結構化之片狀物 4:削弱結構 5:材料改質 6:保持區段 8:框架 9:8中之開口 10:由易碎材料構成之元件 11:10之輪廓 12:10中之開口 13:10之邊緣面 14:與元件10互補的元件 15:13之第一區域 17:13之第二區域 18:15、17之間之過渡區 19，20:10之邊緣 22:帽狀凹槽 24:脊線 26:穿孔線 28:對準標記 29:用於製造玻璃帶的裝置 30:玻璃帶 32:玻璃熔體 34:噴嘴 36:拉伸輥 38:輸送裝置 39:絲狀損傷 40:超短脈衝雷射器 41:雷射束 42:射束透鏡 44:卷狀物 46:卷芯 50:路徑 52:攝像機模組 54:濾光塗層 56:感測器 58:物鏡 59:殼體 61:結合層 70:塗層 71:電光佈局 72:輻射源 74:輻射感測器 76:光束 77:載體 78:薄膜 80:8、9之內邊緣面 82:張緊裝置 84:支承件 86:刀片 100，101:10之側面 103:10之面積形心 104:與103的距離最小的點 105，106:側邊 107:固定區域 108:齒部 110:10之角
下面結合附圖對本發明進行詳細說明。 圖1為由易碎材料構成之片狀元件的透視圖。 圖2示出第一區域之表面結構之片段。 圖3(a)至(e)示出包含由易碎材料構成之元件的中間產品的不同變體，該等元件係分別與一保持區段連接。 圖4至圖6分別示出與一共同之保持區段連接的數個由易碎材料構成之元件的實施方式。 圖7(a)至(d)示出製造由易碎材料構成之元件10的方法步驟。 圖8示出劃分成區的中間產品的一個實施方式。 圖9示出用於製造由易碎材料構成之中間產品的裝置。 圖10為由易碎材料構成之元件的俯視圖。 圖11針對圖10中之元件，示出「邊緣面之位置與面積形心之距離」與「沿元件之輪廓的路程」的函數關係圖。 圖12示出中間產物之一示例，包含形式為齒輪的由易碎材料構成之元件。 圖13示出邊緣面之高度曲線。 圖14及圖15為由玻璃構成之元件之光學顯微照片。 圖16及圖17為由易碎材料構成之元件之邊緣面的兩個電子顯微照片。 圖18示出攝像機模組。 圖19為玻璃元件之斷裂強度之Weibull圖。 圖20示出包含由易碎材料構成之矩形元件的中間產品。 圖21示出包含由易碎材料構成之元件的實施例。 圖22示出包含元件的電光佈局的示例。 圖23示出包含位於載體上之中間產品的用於將元件分離的佈局。 圖24示出另一用於將元件自保持區段分離的佈局。
10:由易碎材料構成之元件
13:10之邊緣面
15:13之第一區域
17:13之第二區域
19，20:10之邊緣
100，101:10之側面

Claims (19)

  1. 一種由易碎材料、特別是由玻璃或玻璃陶瓷構成之片狀元件，具有兩個相對的、特別是平行的側面(100、101)以及一環繞式邊緣面(13)，該邊緣面決定該片狀元件(10)之外輪廓，其中，該邊緣面(13)具有至少一個第一區域(15)以及至少一個第二區域(17)，其中，該第一區域(15)與該第二區域(17)之表面結構不同，其中，該第一區域(15)具有蝕刻表面，且其中，該第二區域(17)為斷裂面，且其中，該至少一個第一區域(15)之面積大於該至少一個第二區域(17)之面積，其中，該第一與第二區域係在沿該邊緣面(13)的方向上並排佈置。
  2. 如前述請求項之片狀元件，其特徵在於以下特徵中的至少一個： 該邊緣面(13)之該第二區域(17)與邊緣(19、20)中之至少一個鄰接，該邊緣面(13)在該等邊緣處過渡至側面(100、101)， 該第一區域(15)之蝕刻表面具有帽狀凹槽(22)，其相互鄰接，使得相鄰之凹槽(22)透過脊線(24)分隔開。
  3. 如前述請求項中任一項之片狀元件，其特徵在於以下特徵中的至少一個： 該至少一個第二區域(17)之寬度為該元件(10)之最大橫向尺寸之至少0.5%，較佳為至少百分之一， 該至少一個第二區域(17)之寬度為至少20 μm，較佳為至少50 μm，尤佳為至少100 μm， 該至少一個第一區域(15)之該或該等面積份額之和占該邊緣面(13)之總面積的份額為至少90%， 該元件(10)之最大橫向尺寸最大為100 mm， 該最大橫向尺寸最小為1 mm， 該元件(10)係以與該第二區域(17)鄰接的方式呈凸形， 該等第二區域(17)之數目至多為50，較佳至多為10，尤佳至多為3。
  4. 如前述請求項中任一項之片狀元件，其特徵在於以下特徵中的至少一個： 該至少一個第二區域(17)沿特定位置在該邊緣面(13)上延伸，該等位置與面積形心(103)的距離為與該面積形心的最大距離的至少2/3， 該至少一個第二區域(17)沿該邊緣面(13)之一區段延伸，在負荷情況下，該區段之機械負荷為最大負荷之最大80%，較佳最大60%。
  5. 如前述請求項中任一項之片狀元件，其特徵在於以下特徵中的至少一個： 該第二區域(17)係平坦， 在第二區域(17)與鄰接之該第一區域(15)之間，高度偏移小於20 μm， 該第一區域(15)與鄰接之該第二區域(17)的平均粗度糙值Ra的比例落在自0.75至1.25的範圍內， 在該第一區域(15)與該第二區域(17)之間設有過渡區(18)，其中，該過渡區具有平均後比該第一區域(15)中之帽狀凹槽更大的帽狀凹槽(22)， 該至少一個第一區域與該至少一個第二區域具有相同的視覺觀感， 該邊緣面(13)之該第二區域(17)係在該元件(10)之一角處終止， 該第二區域(17)之邊緣與元件(10)之角的距離係小於該第二區域(17)之寬度， 與該第二區域(17)相比，該元件(10)之在該第一區域(15)中的針對邊緣面(13)之彎曲負荷的強度高出至少20 MPa，較佳高出至少50 MPa，尤佳高出至少80 MPa或150 MPa。
  6. 如前述請求項中任一項之片狀元件，其中，該元件(10)係配設有塗層、特別是光學有效塗層。
  7. 如前述請求項之片狀元件，其特徵在於以下特徵中的至少一個： 該元件(10)係在該等側面(100、101)中之至少一個上塗佈有濾光塗層(54)，其中，該濾光塗層較佳為紅外截止塗層，其將處於近紅外區內的輻射吸收或反射，其中，與該濾光塗層(54)相比，該元件(10)之針對紅外輻射的透射率更高， 該光學有效塗層包括數個具有不同折射率的層， 該等側面(100、101)中之至少一個，以及至少該邊緣面(13)之局部係配設有塗層(70)，其中，在該第二區域(17)上不設該塗層(70)。
  8. 一種用於製造如前述請求項中任一項之片狀元件的由易碎材料構成之中間產品，包括保持區段(6)以及透過至少一個連接區段(2)與該保持區段(6)連接之元件(10)，其中，該元件(10)以及該連接區段(2)具有帶蝕刻表面的邊緣面(13)，且其中，在朝向元件(10)之過渡區處，該連接區段之寬度小於由該包含蝕刻表面的邊緣面(13)構成之輪廓之長度，藉此，透過在該連接區段(2)處將該易碎材料折斷而將元件(10)分離，便能獲得由易碎材料構成之獨立化之元件(10)，該元件之邊緣面(13)具有至少一個第一區域(15)以及至少一個第二區域(17)，其中，該第一區域(15)與該第二區域(17)之表面結構不同，其中，該第一區域(15)具有蝕刻表面，且其中，該第二區域(17)為斷裂面，且其中，該至少一個第一區域(15)之面積大於該至少一個第二區域(17)之面積，且其中，該第一與第二區域係在沿該邊緣面(13)的方向上並排佈置。
  9. 如前述請求項之片狀中間產品，其特徵在於以下特徵中的至少一個： 該保持區段(6)係就至少一個橫向尺寸而言大於該連接區段(2)或該由易碎材料構成之元件(10)， 該連接區段(2)之寬度為該由易碎材料構成之元件(10)之最大橫向尺寸之至少0.5%，較佳為至少百分之一， 該連接區段(2)之寬度為至少20 μm，較佳為至少50 μm，尤佳為至少100 μm， 該連接區段(2)之寬度為該保持區段(6)或該由易碎材料構成之元件(10)之最大橫向尺寸的最大50%，較佳最大30%，尤佳最大20%，特別是最大10%。
  10. 如前述請求項中任一項之片狀中間產品，其中，數個由易碎材料構成之該元件(10)係以成排佈局，特別是以包含一排以上的由易碎材料構成之該元件(10)的矩陣佈局佈置。
  11. 如前述請求項中任一項之片狀中間產品，具有位於建構為框架(8)的保持區段(6)的開口(9)內的至少兩個由易碎材料構成之元件(10)，其中，該二由易碎材料構成之元件(10)係透過至少一個自一元件(10)延伸至另一元件(10)的連接區段(20)相連。
  12. 如前述請求項中任一項之片狀中間產品，其中，一元件(10)係透過至少兩個連接區段(2)與該保持區段(6)連接，其特徵在於以下特徵中的至少一個： 該等連接區段(2)之相互距離為至少20 μm，該等連接區段(2)之相互距離至少為該中間產品(1)之厚度的一半，較佳至少等於該厚度，尤佳為該厚度的兩倍， 該元件(10)係透過兩個平行之連接區段(2)與該保持區段(6)連接。
  13. 如前述請求項中任一項之片狀中間產品，其特徵在於削弱結構(4)，該削弱結構沿位於連接區段(2)與元件(10)之間之預定的分離線延伸。
  14. 如前述請求項之片狀中間產品，其中，該削弱結構(4)具有以下特徵中的至少一個： 刻劃線， 通孔或絲狀損傷之鏈， 厚度有所減小的區域。
  15. 如前述請求項中任一項之片狀中間產品，其特徵在於數個形式為框架(8)的保持區段(6)，其中，在該等框架(8)中分別設有至少一個元件(10)，其係透過至少一個連接區段(2)與框架(8)連接，其中，該等框架(8)係透過一或數個穿孔線(26)以可分離的方式相連。
  16. 一種製造由易碎材料構成之片狀元件的方法，其中，提供由易碎材料構成之片狀物(3)並藉由雷射器對該片狀物進行照射，其中，該片狀物(3)之易碎材料係對於該雷射器而言至少部分透明，其中，該雷射器之雷射束(41)在片狀物(3)之內部引起材料改質(5)，且其中，在片狀物(3)的範圍內沿路徑(50)導引該雷射束，使得該等材料改質並排地位於該路徑(50)上，且其中，隨後使片狀物(3)經受蝕刻製程，其中，透過該蝕刻製程將材料改質(5)拓寬成最終連接的通道，使得片狀物(3)沿路徑(50)拆分，且其中，該路徑(50)定義透過連接區段(2)與保持區段(8)連接的元件(10)的輪廓，從而獲得如前述請求項中任一項之片狀中間產品(1)，且其中，隨後將連接區段(2)切斷，使得元件(10)與保持區段(6)分離。
  17. 如前述請求項之方法，其中，插入削弱結構(4)，該削弱結構沿位於連接區段(2)與元件(10)之間之預定的分離線延伸。
  18. 如前述請求項中任一項之方法，其中， 在連續拉伸製程中製造連續的玻璃帶(30)，作為由脆硬材料構成之未經結構化之片狀物(3)，其中 在拉伸製程期間，在運動的連續的玻璃帶(30)上，藉由該超短脈衝雷射器(40)沿該預定之路徑(50)插入材料改質。
  19. 如前述請求項中任一項之方法，其中，將該中間產品(1)固定在載體上，其特徵在於下列步驟中的一或數個： 在該元件(10)固定於該載體上的情況下，將元件(10)自該保持區段(6)分離，其中，即使在分離後，元件(10)亦保持與該載體的連接， 該載體係可變形，其中，透過基於載體之變形在該連接區段(2)上產生機械應力，將元件(10)自連接區段(2)分離， 對該載體進行拉伸，從而將拉應力施加至該連接區段(2)上， 將該載體以及固定於其上之中間產品(1)彎折，從而將彎曲應力施加至該連接區段(2)上。
TW111123363A 2021-06-24 2022-06-23 具有結構化棱邊之由易碎材料構成的元件、中間產品及該元件之製造方法 TW202306916A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021116398.6A DE102021116398A1 (de) 2021-06-24 2021-06-24 Element aus sprödbrüchigem Material mit strukturierter Kante, Zwischenprodukt und Verfahren zur Herstellung des Elements
DE102021116398.6 2021-06-24

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202306916A true TW202306916A (zh) 2023-02-16

Family

ID=82163435

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW111123363A TW202306916A (zh) 2021-06-24 2022-06-23 具有結構化棱邊之由易碎材料構成的元件、中間產品及該元件之製造方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20240159940A1 (zh)
EP (1) EP4359358A1 (zh)
KR (1) KR20240026190A (zh)
CN (1) CN117545728A (zh)
DE (1) DE102021116398A1 (zh)
TW (1) TW202306916A (zh)
WO (1) WO2022268585A1 (zh)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI415809B (zh) * 2011-08-12 2013-11-21 Wintek Corp 強化玻璃單元及其製作方法以及具有強化玻璃單元的覆蓋板
JP2016534008A (ja) 2013-08-07 2016-11-04 トルンプフ レーザー− ウント ジュステームテヒニク ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＴＲＵＭＰＦ Ｌａｓｅｒ− ｕｎｄ Ｓｙｓｔｅｍｔｅｃｈｎｉｋ ＧｍｂＨ 透明の、ガラス状の、ガラス質の、セラミックのかつ／又は結晶質の層を有する板状のワークピースを加工する方法、並びにこのようなワークピース用の分離装置、並びにこのようなワークピースから成る製品
DE102018100299A1 (de) 2017-01-27 2018-08-02 Schott Ag Strukturiertes plattenförmiges Glaselement und Verfahren zu dessen Herstellung
US10626040B2 (en) 2017-06-15 2020-04-21 Corning Incorporated Articles capable of individual singulation

Also Published As

Publication number Publication date
EP4359358A1 (de) 2024-05-01
DE102021116398A1 (de) 2022-12-29
WO2022268585A1 (de) 2022-12-29
KR20240026190A (ko) 2024-02-27
US20240159940A1 (en) 2024-05-16
CN117545728A (zh) 2024-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8616024B2 (en) Methods for forming grooves and separating strengthened glass substrate sheets
US20210340050A1 (en) Structured plate-like glass element and process for the production thereof
US8635887B2 (en) Methods for separating glass substrate sheets by laser-formed grooves
US8607590B2 (en) Methods for separating glass articles from strengthened glass substrate sheets
US10974990B2 (en) Ultrathin chemically toughened glass article and method for the production of such a glass article
US20210078899A1 (en) Ultrathin glass with special chamfer shape and high strength
CN107922259B (zh) 玻璃板的制造方法、玻璃板、玻璃物品的制造方法、玻璃物品以及玻璃物品的制造装置
JP2022000410A (ja) 透明基板からの、輪郭設定された形状のレーザ切断及び取り外し
US20220064061A1 (en) Thin glass substrate with high bending strength and method for producing same
TW201404735A (zh) 強化玻璃板之切斷方法
US10112861B2 (en) Method of manufacturing a plurality of glass members, a method of manufacturing an optical member, and array of glass members in a glass substrate
Lopez et al. Glass cutting using ultrashort pulsed Bessel beams
JP6383977B2 (ja) ガラス基板の切断方法
CN114072709A (zh) 玻璃基板切割方法以及导光板制造方法
JP2014069981A (ja) 基板加工装置及び基板加工方法
JP2012001399A (ja) 薄板ガラスロールならびにその製造方法および製造装置
TW202306916A (zh) 具有結構化棱邊之由易碎材料構成的元件、中間產品及該元件之製造方法
JP2004054118A (ja) 光コネクタおよびその製造方法
JP2024523527A (ja) 構造化端部を有する脆性材料製のエレメント、中間体、および該エレメントの製造方法
US11802078B2 (en) Glass and method of manufacturing the same
KR20190067197A (ko) 전기변색 코팅 유리 제품 및 이를 레이저 처리하기 위한 방법
JP2018076207A (ja) ガラス板およびガラス板の製造方法
WO2023100775A1 (ja) ガラス基板の製造方法、及びガラス基板
Itoh et al. Feasibility study on laser fusion cutting of ultra-thin glass (UTG) aimed for defect-free, molten edge formation
CN115677212A (zh) 玻璃基板