WO2001098015A9 - Verfahren zur herstellung von glassubstraten für elektronische speichermedien - Google Patents

Verfahren zur herstellung von glassubstraten für elektronische speichermedien

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WO2001098015A9
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Steffen Koerner
Ralf Bonitz
Jens Hoche
Thomas Luettgens
Winfried Hartmann
Bernd Hoetzel
Patrick Markschlaeger
Heinrich Ostendarp
Axel Broemstrup
Dirk Schlatterbeck
Joachim Ebmeier
Andreas Neumayr
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Schott Glas
Zeiss Stiftung
Steffen Koerner
Ralf Bonitz
Jens Hoche
Thomas Luettgens
Winfried Hartmann
Bernd Hoetzel
Patrick Markschlaeger
Heinrich Ostendarp
Axel Broemstrup
Dirk Schlatterbeck
Joachim Ebmeier
Andreas Neumayr
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    • C03C2218/00—Methods for coating glass
    • C03C2218/30—Aspects of methods for coating glass not covered above
    • C03C2218/355—Temporary coating

Definitions

  • the invention relates to a method for producing glass substrates for storage media.
  • a preferred application in such a method is the production of hard disks from glass substrates.
  • Storage media are to be understood as magnetic, optical and optoelectronic storage media.
  • glass substrates for magnetic storage media in particular hard drives
  • the advantage of glass substrates compared to the aluminum substrates that are currently mainly used is the higher rigidity, hardness,
  • a pressed glass substrate for storage media that has a flatness ⁇ 25 ⁇ m, in particular ⁇ 10 ⁇ m, a waviness ⁇ 100 ⁇ , in particular ⁇ 40 ⁇ , a thickness variation of ⁇ 20 ⁇ m, in particular ⁇ 15 ⁇ m and a surface roughness of ⁇ 10 angstroms, in particular ⁇ 5 ⁇ , but such had to
  • Glass substrates are chemically toughened to avoid microcracks within the processing chain.
  • the surface properties, flatness, waviness and surface roughness are determined according to known methods, such as
  • Flatness is understood to mean the deviation from an ideally flat surface measured over the entire surface, while inferiority or waviness is the mean wavelength component of the deviation from an ideal surface in relation to a medium-sized one
  • Post-processing of the surfaces for example the chemical tempering to avoid microcracks can be dispensed with.
  • thermomechanical tension is further enhanced by a cooling spot following the heat beam.
  • the necessary property of Heat source that can position the thermal energy locally, ie with an accuracy better than one millimeter, particularly preferably better than 100 micrometers, which corresponds to the typical cutting accuracies, suffices infrared emitters, special gas burners and in particular lasers.
  • Lasers have proven themselves and become established due to their good focusability, good controllability of the power and the possibility of beam shaping and thus the intensity distribution on glass. It is possible both to first scratch the glass with the laser beam with the start scoring in order to then break it mechanically (scratch-breaking method), as well as to cut the glass directly with the beam in connection with a mechanically applied start crack. ie to cut.
  • the glass is melted to form a kerf, the kerf being constantly blown clean by a gas with reactive reinforcement of the separation.
  • the laser beam separation methods differ in particular in the configuration of the focal spot. So uses the method according to DE 693 04
  • EP 0 872 303 A2 describes a laser beam separation method which provides a focal spot with a U-shaped or V-shaped contour which is located in the Separation direction opens. Contours modified from this, such as X-shaped focal spots, are also described.
  • a laser beam separation method has become known in which the laser beam is shaped so that its beam cross-section has a linear shape on the surface of the workpiece, in which the ratio of length and width of the impinging beam cross-section is adjustable.
  • the patent application 198 30 237.1-45 shows a spot focal spot with a concentric cooling zone to generate.
  • a particularly precise procedure requires free-form cuts with a closed contour, because no offset may occur between the beginning and end of the dividing line.
  • Hard disks of this type can be produced with the necessary quality, at least not readily, using the above-described "scratch-breaking method" because of their thickness.
  • the object of the invention is to provide a method for producing glass substrates for storage media which comprises as few process steps as possible and in which the individual glass substrates for electronic storage media can be produced largely without damaging the surfaces reached during the pressing process.
  • methods should not significantly deteriorate the surface properties of a flatness ⁇ 25 ⁇ m, a waviness ⁇ 100 ⁇ m, a thickness variation ⁇ 20 ⁇ m and a surface roughness ⁇ 10 ⁇ m achieved during the pressing process and avoid the step of chemical tempering.
  • this object is achieved in that, in the case of a pressed glass blank, the outer diameter of which essentially corresponds to that of the glass substrate for a storage medium, the method is carried out in such a way that the step of chemical
  • glass substrates for electronic storage media for electronic storage media can be produced with sufficient quality by the method according to the invention with the method steps laid down from a glass blank produced in a pressing process without the step of chemical tempering to stabilize the microcracks. It is particularly preferred if as the starting glass for the
  • Pressed glass is a glass with a processing viscosity ⁇ 50 dPas becomes.
  • the ratio of thickness to outer diameter can be reduced by 20%, as a result of which thinner substrates can be pressed with the same OD format.
  • the outer edge of the pressed glass blank is fire polished. This is done in such a way that there is no form contact of the compact with the mold on the outer edge during the pressing process.
  • Lapping or polishing processes or grinding with lapping kinematics can be carried out as post-processing steps. In the latter case, the surface treatment can be significantly reduced.
  • a first method this can be done using a mechanical cutting device.
  • a mechanical cutting device for example, a contour line is scratched into the glass substrate and the hole is then broken out.
  • a defined force is applied to the glass substrate and / or the glass pane with the aid of a pressing device, so that a break occurs along the dividing line introduced by the mechanical cutting device or the laser cutting device and the break is driven through the entire substrate.
  • the base is turned so that the side into which the dividing line or scoring has been driven rests on the base.
  • a rotating base of defined hardness can be used as the base.
  • the glass is between two flexible ones
  • the resulting package is placed on a ring as a base, which has a diameter which is either larger than the outer diameter defined by the first separating line or larger than the inner diameter of the glass substrate defined by the second separating line. Then the opposite side is pressed with a stamp, the diameter of the stamp being smaller than that of the opening. The flexible plates and the glass are bent by the force exerted by the stamp. Tensile stresses build up in the crack and the crack is driven through by the material, so that an outside area can be completely separated from an inside area.
  • the advantage of this method is, in particular, that the flexible material reliably prevents break-out at the edge due to shear stresses, and thus the surface of the glass substrate is particularly well protected against break-outs and clams.
  • the glass pane from which the glass substrate is to be broken out is placed on a plate with an annular pocket.
  • the inside diameter of the pocket is always smaller than the diameter defined by the first or second dividing line, and the
  • the internal drilling can be carried out using a hollow drill.
  • a hollow drill has the particular advantage that the speed can be significantly increased compared to, for example, machining with a laser.
  • Embodiment of the invention provides that the bore is made with a single substrate from both sides of the substrate surface using a hollow drill.
  • a particularly efficient machining with the help of a drill is achieved in a first embodiment if about 10 to 80 of the ones to be machined before drilling the inner hole
  • Glass substrates are packed as a stack with intermediate layers, comprising organic or inorganic adhesives with or without fillers, to form a glass block.
  • the stack can then be pressed and the intermediate layers can be cured under pressure, for example by UV radiation.
  • Glass composite block behaves like a monolith in the drilling process. With a Concentric hollow drill can now be drilled inside. Larger breakouts are obtained with this method only on the auxiliary discs arranged at the top and bottom, so that edge processing can also be reduced here. Furthermore, the surfaces of the glass substrates lying in the glass block are protected against surface damage and contamination. Efficient machining is also possible if the inner and outer hole can be drilled simultaneously with one drill. A combination of batch processing and simultaneous drilling of the inner and outer hole is of course also possible.
  • the intermediate layer preferably consists of a polymer which can be removed again with water.
  • the water-soluble layer preferably comprises a polyvinyl alcohol with an average molecular weight> 55000 g / mol and a degree of hydrolysis> 95%, particularly preferably> 98%.
  • the resulting layer is removable, preferably with water at a temperature> 50 ° C, but it is very difficult to dissolve in cold water, which is why cooling during drilling and edge processing with cold water is possible without the layer being attacked ,
  • the water solubility of polyvinyl alcohol depends on the molecular weight and the degree of hydrolysis. The shorter the molecular chains, i.e. the lower the molecular weight and the lower the degree of hydrolysis, the more water-soluble the coating. For example, is a
  • Polyvinyl alcohol with an average molecular weight ⁇ 55000 g / mol and a degree of hydrolysis ⁇ 90% also cold water soluble. If the layer does not come into contact with water during the processing steps, the use of such coatings is possible and preferred because later removal is even easier.
  • the layer consists of a polymer which is soluble in a polar organic solvent.
  • the polymer for the coating which is soluble in an organic solvent is preferably polyacrylate or polyvinyl acetate copolymer or polyvinyl caprolactam.
  • the intermediate layer consists of a water-insoluble epoxy resin.
  • the layers harden by drying in the air, for example by blowing with heated air, by radiation with infrared radiators or by UV radiation. Examples of the latter are layers of polyacrylate or epoxy resin.
  • fillers in the adhesives are dispersing fillers, for example methacrylate-acrylate copolymers or magnesium aluminosilicate silicates.
  • a water-soluble, preferably already hardened layer W
  • a water-insoluble adhesive K
  • a glass pane coated with a water-soluble layer is again applied to this adhesive, so that the construction of an intermediate layer as a G - W -
  • the water-insoluble layer can also be applied over the entire surface.
  • the adhesive is a bead of adhesive educated.
  • the bead of adhesive is preferably applied along the course of the later drilling line and is somewhat wider than the drilling line.
  • the at least one layer has sufficient adhesive properties around which the
  • the layer or layers of each intermediate layer contain spacers in order to bring and hold the slices within the stack at a defined distance.
  • Suitable spacers are small balls, for example made of glass or polymers, or, if it is desired that the intermediate layer is electrically conductive, electrically conductive balls, for example made of graphite or nickel. These beads are part of the adhesive or protective layer.
  • the stack of glass panes and intermediate layers is pressed in such a way that the panes are held at a defined distance from one another.
  • the one, or if several intermediate layers are present at least one layer is cured, so that a stack is obtained which looks like a monolithic one
  • the processing of a stack for separation purposes is preferably carried out using a drill.
  • a drill With such a drill, both the glass substrate can be detached from the pane, i.e. the outer as well as the inner drilling, i.e. the inner hole are created.
  • Hollow drills are preferably used, for example drills with a grain size d46, i.e. an average grain size of 46 ⁇ m.
  • the coatings which shrink after application, are under tensile stress and thus create compressive stress in the glass.
  • the polyvinyl alcohols mentioned are particularly suitable here. This compressive stress increases the strength of the glass. On the one hand, this has the advantage that microcracks that form in the glass do not propagate, or only poorly, on the other hand, the remaining wall thickness, from which the glass is no longer drilled, but rather expressed, i.e. broken, becomes smaller, so that there are fewer mussels and cracks and thus clean edges are created.
  • the drilling is preferably carried out with ultrasound support.
  • Disks that are stacked at 0.05 mm intervals, filled with epoxy resin, feed speeds> 100 mm / min can be achieved, for example with a grain size of d46 and a drill inner diameter of 65 mm, while with the comparable conventional hole the same Grit and the like
  • Drill inner diameter feed speeds of 30 mm / min are possible, but the additional disadvantages mentioned also occur.
  • drilling can also be carried out from two sides, which doubles the drillable stack thicknesses.
  • the stacks can easily consist of 10 to 100 glass panes.
  • Inner holes can also be subjected to other processing steps in the stack, for example edge processing, for example blasting, grinding or polishing.
  • This effect of the different removal can be further increased by making the adhesive and / or the possibly further materials between the glass panes electrically conductive, for example by adding them before applying small conductive ones Balls, for example made of graphite or nickel, which can also act as spacers, and by then machining the edges with an electrically conductive polishing material, for example also by mixing in conductive balls, or with an electrically conductive tool.
  • Polishing leads to spark jumps that increase the abrasive effect.
  • the surfaces of the glass panes or glass substrates lying in the stack are protected from surface damage and
  • the removal is carried out by washing with optionally heated water or aqueous solutions and / or with organic solvents, for example with alcohols, in particular ethanol or isopropanol, with ketones or esters or with aqueous solutions thereof.
  • organic solvents for example with alcohols, in particular ethanol or isopropanol, with ketones or esters or with aqueous solutions thereof.
  • the washing process can also take place in several stages. For example, in a first step, the water-soluble one can be mixed with water Layer are dissolved and in a second step, an additional protective lacquer is removed with an organic solvent.
  • the water-soluble coating is removed by dissolving and the non-dissolving layer or adhesive bead K is also separated.
  • the water-insoluble layer K is coated with a suitable organic
  • Solvent in which W does not dissolve is removed, so that the stack is separated into substrates that are still coated. This is advantageous if the substrates as individual parts are to be subjected to further processing steps, for example edge processing steps, since their surfaces are still protected in this way.
  • the layers W can be removed at a later time in a further washing step.
  • the depth T glass pane , T glass substrate , T glass band for the laser cutting process in which either the glass is subsequently broken along the dividing line or, if the parameters have changed, the crack into the depth of the
  • Glass substrate is up to its complete transection driven in the range of 1/20 - V 5 is the thickness of the glass sheet or the glass substrate.
  • a protective layer can be applied to the glass substrate.
  • the protective layer in a first embodiment comprises a polymer which can be detached again with water.
  • the Protective layer serves in particular to protect the surface of the glass substrates from defects in the form of scratches and particles, which can occur during processing or during transport.
  • glass particles are released which lie on the glass surface and, as abrasive particles, lead to scratches on the surface during further transport and processing.
  • the edge processing that takes place after the glass panes have been separated into individual substrates also results in the glass surface being loaded with glass particles, which in turn can act as an abrasive body.
  • a protective layer is applied, for example, from a water-removable polymer.
  • the water-soluble protective layer preferably comprises a polyvinyl alcohol with an average molecular weight> 55000 g / mol and a degree of hydrolysis> 95 °.
  • the resulting layer can be removed again, but is very difficult to dissolve in cold water, which is why cooling during edge processing with cold water is possible without the
  • water-soluble protective layer it is also possible to use a protective layer made of a polymer which is soluble in a polar organic solvent.
  • the polymer for the coating which is soluble in an organic solvent is advantageously polyacrylate or polyvinyl acetate copolymer or polyvinyl caprolactam.
  • the polymer coating is preferably removed again with an alcohol, a ketone or an ester or an aqueous solution of one of these organic solvents. Isopropanol or ethanol or aqueous solutions thereof are particularly preferred.
  • the at least one polymer layer preserves the original surface quality of the glass substrate surface throughout the entire processing process and during possible transports.
  • the removal by washing with organic solvents or aqueous solutions of the same, the at least one polymer layer is very gentle on the one hand, so that the glass breakage is small even with very thin glasses, and on the other hand very thorough since the at least one polymer layer is completely removed.
  • the surface quality of the production can be preserved before any abrasive or dirt particles can reduce it. It can be attached directly to the glass pull.
  • Hard disks with an inner hole and an outer contour with a laser beam in two stages 3A to 3Ci in a schematic representation
  • 1A and 1B show the cutting of a pressed glass
  • a mechanical tool for example a diamond 22 cutting wheel
  • a dividing line 26 is carved into the glass pane 20 to a predetermined depth T glass substrate .
  • Microcracks 28 and glass splinters 30 can arise during the scribing. These can affect the surface quality of the pressed glass. This can be avoided by providing the surface of the glass substrate with a protective layer, for example made of a water-soluble polymer such as polyvinyl alcohol or a polymer which is soluble in a polar organic solvent such as polyacrylate, before the glass is scored.
  • the mechanical separation process as shown in FIGS. 1A and 1B can be used to make the inner bore.
  • the glass blank Due to the pressing process, the glass blank has an outer diameter that corresponds to that of the glass substrate for electronic spouting media.
  • the outer edge of the pressed glass blank is preferably fire-polished so that further processing of the outer edge is not necessary.
  • Another mechanical method for separating the glass substrates 11 from the glass pane 1 is boring out by means of a hollow drill, the diameter of the hollow drill corresponding to the inside diameter of the hard disk.
  • the surface of the glass pane is far less damaged when the inner bore is driven into the glass substrate if, instead of the Ritz-Brech method with mechanical cutting devices or drilling out with a hollow drill, the scribing or even the complete severing with the aid of a also for such processing steps
  • FIG. 2A shows the basic principle for cutting out an annular glass substrate, the hard disk 100, from a glass pane 1 by means of a laser beam.
  • the glass sheet 1 serving as the starting product typically has a thickness d in the range from 0.3 mm to 5 mm.
  • the laser beam profile is designed such that a V-shaped focal spot 102 is formed on the glass pane 1, which is curved in accordance with the circular contour to be separated. It is followed by a cooling spot 104, which increases the thermomechanical tension generated by the laser beam to above the breaking strength of the glass.
  • This cooling spot can be realized, for example, by inflating a cooling gas, preferably cold air or a water / air mixture.
  • the V-shaped focal spot can preferably be implemented as described for example in EP 0 873 303 A2.
  • the glass pane 1 is cut in two steps.
  • the parameters relating to laser power, laser beam profile, focus shift, feed rate i.e.
  • the speed of the relative movement between focal spot 102, glass pane 1 and cooling 104 is set such that a thermomechanical tension is built up in the glass, which scratches the glass to a predetermined depth T.
  • the scratch depth T is typically in the range from 0.08 to 0.3 mm.
  • both the outer contour 106 for the glass substrate and the inner contour 107 for the inner bore of the glass substrate can be scored, whereby a mechanically applied crack 108 serves as the starting tear, which is generated using the known methods, for example a cutting wheel.
  • the starting crack 108 is particularly advantageously continued with a laser scribe 110 in such a way that it merges tangentially into the circular curvature of the outer and inner contours. This scoring supports an offset-free separation of the self-contained contours 106 and 107.
  • the glass is broken along the dividing line, as in the conventional scoring-breaking method according to FIG. 1b.
  • the glass pane is completely severed with the laser.
  • a second process step according to FIG. 2B it can be provided to change the aforementioned parameters, that is to say the energy input into the glass, in such a way that the crack generated in the first step can be operated in depth until the glass is completely separated.
  • the energy input is still such that the temperature in the glass is below the transformation temperature T g , ie there is no melting of the glass with the formation of a parting line.
  • the separation takes place exclusively via the build-up of a thermomechanical stress up to the breaking strength of the glass.
  • the changed parameter setting is caused in FIG. 2B by the wider focal spot 102, caused by a change in the
  • Focus storage and made clear by a larger distance between focal spot 102 and cooling spot 104.
  • the exposure is preferably carried out according to the steps shown in FIG. 3A C, starting from the circular glass substrate with the contours 106 and 107 separated by laser beam according to FIG. 2B.
  • the separate inner contour 107 is exposed in a first step according to FIG. 3B.
  • a temperature difference is built up between the inner, circular glass pane 120 to be removed, resulting in the inner bore of the hard disk 100 and the surrounding glass substrate 122.
  • the inner circular disk is cooled and the glass substrate is warmed up.
  • the warming-up of the glass substrate is not mandatory, since the required temperature gradient can be built up simply by cooling the inner circular glass pane, for example with liquid nitrogen.
  • a stamp 110 the diameter of which is a few tenths of a millimeter smaller than the diameter of the inner contour 107 in
  • the thermal treatment according to the step in FIG. 3B does not serve to cut the contour, but only to expose it after separation has already taken place.
  • the method according to the invention allows hard disks to be produced splinter-free and without contour offset with relatively little effort and in short cycle times, that is to say inexpensively, which is particularly noticeable because the hard disks are a mass article.
  • the laser beam is not directed perpendicularly onto the glass surface according to a development of the invention, but at an angle ⁇ of 3 ° to 20 ° to the normal, in such a way that in relation to the separating direction, the cutting edge of the inner contour for the inner bore expands in diameter and the cutting edge of the outer contour tapers in diameter.
  • the inner glass pane resulting in the inner bore which shows a trapezoidal cross section, can then be pushed out more easily and the one surrounding the glass substrate
  • the size of the angle ß at which the cut is produced varies with the thickness d of the glass sheet and with the type of glass or with the thermal expansion of the glass, characterized by the coefficient of thermal expansion ⁇ , which depends on the glass composition. The thicker the glass pane and / or the lower the thermal expansion of the glass, the greater the angle ⁇ should be. This dependency of the angle ß on the glass used should be illustrated in the following table:
  • the laser beam preferably originates from a C0 2 laser, the wavelength of which corresponds to the spectral absorption maximum of the glass to be cut.
  • This C0 2 laser emits light in the far infrared
  • the CO a laser like any other laser, is suitable for the material is absorbed sufficiently strongly to finally fuse and round the sharp-edged separated edge.
  • a wavelength-tunable laser is preferably used.
  • the wavelength at which this exhibits the strongest absorption can thus be set for each material, so that the energy losses are minimized.
  • the absorption edge in the glass is very strong from that
  • the wavelength of the laser depends, since the radiation used lies on the shoulder of a vibration band of the oxidic bond.
  • the absorption spectrum is also very sensitive to the chemical
  • composition of the glass A higher or lower absorption edge will lead to different results when blasting, depending on the thermal and mechanical properties of the glass mixture. That is why the wavelength is optimized for the type of glass.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Glassubstraten für elektronische Speichermedien, umfassend die nachfolgenden Schritte: Herstellen eines gepressten Glasrohlinges, wobei der Aussendurchmesser des gepressten Glasrohlinges dem Aussendurchmesser des Glassubstrates für Speichermedien entspricht, Nachbearbeiten der Oberfläche des Substrates mit Läpp- und Polierzprozessen und/oder Schleifen mit Läpp-Kinematik. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass beim Pressvorgang, dem Einbringen der Innenbohrung sowie den einzelnen Nachbearbeitungschritten keine die Funktion des elektronischen Speichermediums einschränkende Mikrorisse entstehen, so dass der Schritt des chemischen Vorpannens zur Stabilisierung der Mikrorisse entfällt.

Description

Verfahren zur Herstellung von Glassubstraten für elektronische Speichermedien
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Glassubstraten für Speichermedien. Eine bevorzugte Anwendung ist bei einem derartigen Verfahren die Herstellung von Festplatten aus Glassubstraten. Unter Speichermedien sind magnetische, optische und optoelektronische Speichermedien zu verstehen.
Gemäß dem Stand der Technik war es zur Herstellung von Glassubstraten aus einem Glasband im Stand der Technik üblich, das Glas mit klassischen Trennverfahren in einzelne Glasscheiben zu trennen und anschließend aus den Glasscheiben eines oder mehrere Glassubstrate herauszutrennen und mit einer Innenbohrung zu versehen.
Die Verwendung von Glassubstraten für magnetische Speichermedien, insbesondere Festplatten wird derzeit überwiegend in Laptop-Anwendungen praktiziert. Der Vorteil der Glassubstrate gegenüber den derzeit überwiegend verwendeten Aluminiumsubstraten liegt in der höheren Steifigkeit, Härte,
E-Modul und damit dem besseren Widerstand gegen Stöße und der Verringerung des Flattems.
Die Anwendbarkeit von Glassubstraten für magnetische Speichermedien, insbesondere Festplatten wurde bislang insbesondere dadurch erschwert, daß Gläser nur mit sehr hohem technischen Aufwand mit geeigneten Oberflächeneigenschaften zur Verfügung gestellt werden konnten.
Dies trifft insbesondere für die Herstellung von Glassubstraten durch Pressen zu. Zwar ist es möglich, ein gepresstes Glassubstrat für Speichermedien anzugeben, die über eine Ebenheit bzw. Flatness < 25 μm, insbesondere < 10 μm, eine Waviness < 100 Ä, insbesondere < 40 Ä, eine Dickenvariation von ± 20 μm, insbesondere ± 15 μm und eine Oberflächenrauhheit < 10 Angström, insbesondere < 5 Ä verfügen, allerdings mussten derartige
Glassubstrate zur Vermeidung von Mikrorissen innerhalb der Bearbeitungskette chemisch vorgespannt werden.
Die Oberflächeneigenschaften, Ebenheit, Waviness und Oberflächenrauhheit werden gemäß bekannter Methode, wie beispielsweise
Standardmeßmethodeπ für Display-Substrate wie in SEMI D15-1296 von SEMI (1996) beschrieben, bestimmt. Unter Ebenheit wird die Abweichung von einer ideal ebenen Oberfläche gemessen über die Gesamtoberfläche verstanden, unter Wenigkeit bzw. Waviness der mittlere Wellenlängenanteil der Abweichung von einer idealen Oberfläche bezogen auf eine mittelgroße
Bezugsstrecke und unter Oberflächenrauhigkeit die Abweichung im kurzen Wellenlängenbereich bezogen auf eine kurze Auswertemeßstrecke. Für derartig gute Oberflächen ist eine Nachbearbeitung nicht mehr notwendig. Es ist daher erstrebenswert, für Glassubstrate Verfahren zur Herstellung von elektronischen Speichermedien anzugeben, bei denen auf eine
Nachbearbeitung der Oberflächen, bspw. das chemische Vorspannen zur Vermeidung von Mikrorissen verzichtet werden kann.
Ein Ansatz, sowohl Splitter als auch Ausmuschelungen und Mikrorisse zu vermeiden, besteht im Trennen von gepresstem Glas auf der Basis thermisch generierter mechanischer Spannung. Hierbei wird der Strahl einer Wärmequelle, der auf das Glas gerichtet ist, mit fester Geschwindigkeit relativ zu dem Glas bewegt und so eine hohe thermomechanische Spannung erzeugt, die dazu führt, daß das Glas Risse bildet. Diese thermomechanische Spannung wird durch einem dem Wärmestrahl nachlaufenden Kühlspot noch verstärkt. Der notwendigen Eigenschaft der Wärmequelle, die thermische Energie lokal, d.h. mit einer Genauigkeit besser einem Millimeter.besonders bevorzugt besser als 100 Mikrometer, was den typischen Schnittgenauigkeiten entspricht, positionieren zu können, genügen Infrarotstrahler, spezielle Gasbrenner und insbesondere Laser. Laser haben sich wegen ihrer guten Fokussierbarkeit, guten Steuerbarkeit der Leistung sowie der Möglichkeit der Strahlformung und damit der Intensitätsverteilung auf Glas bewährt und durchgesetzt. Dabei ist es sowohl möglich, das Glas durch den Laserstrahl mit Startritz zunächst zu ritzen, um es anschließend mechanisch zu brechen (Ritzen-Brechen-Methode), als auch, das Glas direkt mit dem Strahl in Verbindung mit einem mechanisch aufgebrachten Startriß zu durchtrennen, d.h. zu schneiden.
Laserstrahl-Trennverfahren, die durch eine lokale Erwärmung durch den fokussierten Laserstrahl in Verbindung mit einer Kühlung von außen eine thermomechanische Spannung bis über die Bruchfestigkeit des Werkstoffes induzieren, sind aus der EP 0 872 303 A2, der DE 693 04 194 T2 und der DE 43 05 107 C2 sowie der US 5,120,926 bekannt geworden.
Bei dem Verfahren gemäß der US 5,120,926 findet ein Aufschmelzen des Glases unter Ausbildung einer Schnittfuge statt, wobei durch ein Gas unter reaktiver Verstärkung der Trennung die Schnittfuge ständig sauber geblasen wird.
Die Laserstrahl-Trennverfahren unterscheiden sich insbesondere durch die Konfiguration des Brennfleckes. So nutzt das Verfahren nach der DE 693 04
194 T2 einen Laserstrahl mit elliptischem Querschnitt mit nachlaufendem Kühlspot.
Die EP 0 872 303 A2 beschreibt ein Laserstrahl-Trennverfahren, das einen Brennfleck mit einer U- bzw. V-förmigen Kontur vorsieht, die sich in der Trennrichtung öffnet. Auch davon abgewandelte Konturen, wie X-förmige Brennflecke, werden beschrieben.
Durch die DE 43 05 107 C2 ist ein Laserstrahl-Trennverfahren bekannt geworden, bei dem der Laserstrahl so geformt ist, daß sein Strahlquerschnitt auf der Oberfläche des Werkstückes eine linienformige Form aufweist, bei dem das Verhältnis von Länge und Breite des auftreffenden Strahlquerschπittes einstellbar ist.
Die Patentanmeldung 198 30 237.1-45 zeigt einen punktförmigen Brennfleck mit einer dazu konzentrischen Kühlzone zu erzeugen.
Durch die älteren Patentanmeldungen 199 59 921.1 und 199 63 939.6 gehören auch spezielle linienformige Schneidflecke mit Intensitätsmaxi ma an ihren Enden sowie gekrümmten Linien zum Stand der Technik.
Sämtliche dieser Brenπflecke können im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der zugehörigen Vorrichtung angewendet werden.
Eine besonders präzise Verfahrensführung bedürfen Freiformschnitte mit in sich geschlossener Kontur, weil zwischen Anfang und Ende der Trennlinie kein Versatz auftreten darf. Besonders nachteilig wäre ein Versatz bei dem Konturenschneiden kreisringförmiger Glasscheiben im Rahmen der Herstellung von Glassubstraten für Datenträger, der sogenannten Harddisks.
Derartige Harddisks lassen sich nach der vorbeschriebenen "Ritzen-Brechen- Methode" wegen ihrer Dicke, zumindest nicht ohne weiteres, mit der notwendigen Qualität herstellen. Bei dem direkten Schneiden; d.h. Durchtrennen mit einer Schneidbewegung des Laserstrahles, kann es jedoch beispielsweise zu dem vorerwähnten nachteiligen Versatz kommen. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Glassubstraten für Speichermedien anzugeben, das möglichst wenige Prozeßschritte umfaßt und bei dem die einzelnen Glassubstrate für elektronische Speichermedien weitgehend ohne Beschädigung der beim Pressprozeß erreichten Oberflächen hergestellt werden können. Diese
Verfahren sollen insbesondere die beim Pressprozeß erreichten Oberflächeneigenschaften einer Ebenheit < 25 μm, einer Waviness < 100 Ä, einer Dickenvariation ± 20 μm sowie einer Oberflächenrauhheit < 10 Ä nicht wesentlich verschlechtern und den Schritt des chemischen Vorspannens vermeiden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß bei einem gepressten Glasrohling, dessen Außendurchmesser im wesentlichen dem des Glassubstrates für ein Speichermedium entspricht, die Verfahrensführung derart erfolgt, daß der Schritt des chemischen
Vorspannens zur Stabilisierung von Mikrorissen entfällt.
Zum Schutz der Oberfläche kann das Glasband vor dessen Durchtrennung mit einer Schutzschicht versehen werden, wie bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 1 oder aber die Schutzschicht wird nach Trennen des
Glasbandes in einzelne Glasscheiben auf die jeweiligen Glasscheiben aufgebracht gemäß Anspruch 2 oder auf das Aufbringen einer Schutzschicht wird gänzlich verzichtet gemäß der Ausführungsform nach Anspruch 3.
Die Erfinder haben überraschenderweise erkannt, daß durch das erfindungsgemäße Verfahren mit den niedergelegten Verfahrensschritten aus einem in einem Pressprozeß hergestellten Glasrohling ohne den Schritt des chemischen Vorspannens zur Stabilisierung der Mikrorisse Glassubstrate für elektronische Speichermedien mit ausreichender Güte hergestellt werden können. Besonders bevorzugt ist es, wenn als Ausgangsglas für das
Pressglas ein Glas mit einer Verarbeitungsviskosität < 50 dPas verwendet wird. Bei derartigen Ausgangsgläsern kann das Verhältnis Dicke zu Außendurchmesser um 20 % reduziert werden, wodurch bei gleichem OD- Format dünnere Substrate gepresst werden können. Durch den Einsatz beispielsweise einer Laser-Schneide-Einrichtung können Absplitterungen an den Schnittkanten vermieden werden.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Außenkante des gepressten Glasrohlinges feuerpoliert ist. Dies geschiet dergestalt, daß während des Pressvorganges kein Formkontakt des Presslinges mit dem Formwerkzeug an der äußeren Kante stattfindet.
Als Nachbearbeitungsschritte können Läpp- bzw. Polierverfahren oder auch Schleifen mit Läppkinematik vorgenommen werden. In letzterem Fall kann die Oberflächenbearbeitung deutlich reduziert werden.
Um die Innenbohrung der Festplatte in das Glassubstrat einzubringen, gibt es verschiedene Verfahren. In einem ersten Verfahren kann dies mit Hilfe einer mechanischen Schneideeinrichtung geschehen. Mit Hilfe der mechanischen Schneideeinrichtung wird beispielsweise eine Konturlinie in das Glassubstrat geritzt und anschließend die Bohrung herausgebrochen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird auf das Glassubstrat und/oder die Glasscheibe eine definierte Kraft mit Hilfe einer Drückeinrichtung aufgebracht, so daß ein Bruch entlang der durch die mechanische Schneideeinrichtung oder die Laserschneideeinrichtung eingebrachte Trennlinie entsteht und der Bruch durch das gesamte Substrat durchgetrieben wird. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, daß, bevor das Glassubstrat oder die Glasscheibe auf einer Unterlage gebrochen wird, diese gewendet wird, so daß die Seite, in die die Trennlinie bzw. der Ritz eingetrieben wurde, auf der Unterlage aufliegt. Als Unterlage kann eine drehbare Unterlage definierter Härte verwandt werden. Beim Aufbringen der Unterlage auf die Glasscheibe wird der Mittelpunkt des durch die geringförmige Trennlinie definierten Innen- bzw. Außenkreises mit dem Drehpunkt der Unterlage bzw. des Arbeitstisches in Übereinstimmung gebracht. Mittels eines Drückwerkzeuges, beispielsweise eines Rädchens oder einer Kugel wird mit definierter Kraft auf das Glassubstrat gedrückt. Der entstandene Bruch wird durch das Drehen des Tisches durch die Glasscheibe vollständig hindurchgetrieben.
In einer alternativen Ausführungsform wird das Glas zwischen zwei flexiblen
Platten angeordnet. Das sich hieraus ergebende Paket wird auf einen Ring als Unterlage, der einen Durchmesser, der entweder größer als der durch die erste Trennlinie definierte Außendurchmesser oder größer als der durch die zweite Trennlinie definierte Innendurchmesser des Glassubstrates ist, aufgelegt. Sodann wird von der Gegenseite mit einem Stempel gedrückt, wobei der Durchmesser des Stempels kleiner ist als der der Öffnung. Durch die vom Stempel aufgebrachte Kraft werden die flexiblen Platten und das Glas gebogen. Es bauen sich Zugspannungen im Riß auf und der Riß wird durch das Material durchgetrieben, so daß ein Außenbereich komplett von einem Innenbereich abgetrennt werden kann.
Der Vorteil dieses Verfahrens liegt insbesondere darin, daß durch das flexible Material ein Ausbrechen am Rand durch Schubspannungen zuverlässig verhindert wird und so die Oberfläche des Glassubstrates vor Ausbrechungen und Ausmuschelungen besonders gut geschützt wird.
Bei einer dritten Ausführungsform wird die Glasscheibe, aus der das Glassubstrat herausgebrochen werden soll, auf eine Platte mit ringförmiger Tasche aufgelegt. Der Innendurchmesser der Tasche ist stets kleiner als der durch die erste bzw. zweite Trennlinie definierte Durchmesser, und der
Außendurchmesser stets größer. An die Tasche wird bevorzugt ein Vakuum angelegt, so daß sich auf der Scheibe eine ringförmige Flächenlast ergibt. Es entstehen dann Zugspannungen im Ritz, die dazu führen, daß der Ritz durch das Material durchgetrieben wird, so daß der Außenbereich komplett vom Innenbereich getrennt wird. Ein derartiges Verfahren eignet sich sowohl für das Herauslösen des Innenloches aus dem Glassubstrat wie auch des Glassubstrates selbst aus der Glasscheibe. Durch die ringförmige Tasche wird erreicht, daß die Zugspannungen am Riß am größten sind. Anstatt eines Vakuums an der Unterseite des Glases kann auch mit Druckluft auf der gegenüberliegenden Seite gearbeitet werden.
Alternativ zu den oben beschriebenen Verfahren können die Innenbohrung mit Hilfe eines Hohlbohrers vorgenommen werden. Die Verwendung eines Hohlbohrers hat insbesondere den Vorteil, daß gegenüber beispielsweise einer Bearbeitung mit Laser die Geschwindigkeit wesentlich erhöht werden kann.
Mit einem Bohrer können zwar die erforderlichen Toleranzen in Bezug auf Konzentrität und Rundheit erreicht werden.
Um Ausbrechungen zu verhindern, ist in einer besonders vorteilhaften
Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Bohrung bei einem einzelnen Substrat von beiden Seiten der Substratfläche her mit Hilfe eines Hohlbohrers hergestellt wird. Eine besonders rationelle Bearbeitung mit Hilfe eines Bohrers wird in einer ersten Ausgestaltung dadurch erreicht, wenn vor dem Bohren des Innenloches etwa 10 bis 80 der zu bearbeitenden
Glassubstrate als Stapel mit Zwischenlagen, umfassend organische oder anorganische Klebemittel mit oder ohne Füllstoffe, zu einem Glasblock gepackt werden. Der Stapel kann in einer bevorzugten Ausführungsform anschließend gepreßt und unter Pressung, beispielsweise durch UV- Strahlung, die Zwischenlagen ausgehärtet werden. Der so erhaltene
Glasverbundblock verhält sich im Bohrprozeß wie eine Monolit. Mit einem konzentrischen Hohlbohrer kann man nun die Innenbohrung vornehmen. Größere Ausbrüche erhält man bei diesem Verfahren nur an den oben und unten angeordneten Hilfsscheiben, so daß auch hier die Kantenbearbeitung verringert werden kann. Des weiteren werden die im Glasblock liegenden Oberflächen der Glassubstrate vor Oberflächenbeschädigungen und Verschmutzungen geschützt. Eine rationelle Bearbeitung ist auch möglich, wenn gleichzeitig mit einem Bohrer Innen- und Außenloch gebohrt werden können. Kombination von Stapelbearbeitung und gleichzeitigem Bohren von Innen- und Außenloch ist selbstverständlich auch möglich.
Bevorzugt besteht die Zwischenlage aus einem Polymer, das mit Wasser wieder abgelöst werden kann.
Bevorzugt umfaßt die wasserlösliche Schicht einen Polyvinylalkohol mit einer mittleren Molekülmasse > 55000 g/mol und einem Hydrolysegrad > 95 %, besonders bevorzugt > 98 %. Die so entstehende Schicht ist zwar wieder ablösbar, vorzugsweise mit Wasser bei einer Temperatur > 50 °C, sie ist aber nur sehr schwer kalt wasserlöslich, weswegen eine Kühlung beim Bohren und bei der Kantenbearbeitung mit kaltem Wasser möglich ist, ohne daß die Schicht angegriffen wird.
Die Wasserlöslichkeit des Polyvinylalkohol ist abhängig von der Molekülmasse und vom Hydrolysegrad. Je kürzer die Molekülketten, d.h. je niedriger die Molekülmasse ist und je niedriger der Hydrolysegrad ist, desto wasserlöslicher ist die Beschichtung. So ist beispielsweise ein
Polyvinylalkohol mit einer mittleren Molekülmasse < 55000 g/mol und einem Hydrolysegrad < 90 % auch kalt wasserlöslich. Wenn bei den Bearbeitungsschritten die Schicht nicht in Kontakt mit Wasser kommt, ist die Verwendung solcher Beschichtungen möglich und bevorzugt, weil das spätere Entfernen noch einfacher möglich ist. In einer anderen bevorzugten Ausführung besteht die Schicht aus einem Polymer, das in einem polaren organischen Lösungsmittel lösbar ist.
Bei dem in einem organischen Lösungsmittel lösbaren Polymer für die Beschichtung handelt es sich bevorzugt um Polyacrylat oder Polyvinylacetat- Copolymer oder Polyvinylcaprolactam.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besteht die Zwischenlage aus einem wasserunlöslichen Epoxydharz.
Je nach verwendetem Material der Zwischenlage härten die Schichten durch Trocknung an der Luft, zum Beispiel durch Beblasen mit erwärmter Luft, durch Bestrahlung mit Infrarotstrahlern oder durch UV-Bestrahlung aus. Beispiele für letzeres sind Schichten aus Polyacrylat oder Epoxydharz.
Beispiele für Füllstoffe in den Klebemitteln sind dispergierende Füllstoffe, zum Beispiel Methacrylat-Acrylat-Copolymere oder Magnesiumaluminoschichtsilicate.
In einer bevorzugten Ausführung wird auf der Glasscheibe auf eine wasserlösliche, vorzugsweise bereits ausgehärtete Schicht (W), beispielsweise ein Polyvinylalkohol, ein wasserunlöslicher Kleber (K), beispielsweise ein Epoxydharz, aufgetragen. In bevorzugter Ausführung wird auf diesen Kleber wieder eine mit einer wasserlöslichen Schicht beschichtete Glasscheibe aufgebracht, so daß der Aufbau einer Zwischenlage als G - W -
K - W - G beschrieben werden kann.
Die wasserunlösliche Schicht kann ebenfalls vollflächig aufgebracht sein.
Vorzugsweise, insbesondere dann, wenn durch Bohren Substrate aus dem
Stapel herausgetrennt werden sollen, ist der Kleber als Kleberaupe ausgebildet. Vorzugsweise ist die Kleberaupe entlang des Verlaufs der späteren Bohrlinie aufgebracht und ist etwas breiter als die Bohrlinie.
Unabhängig davon, ob als Schutzschicht oder explizit als Kleber bezeichnet, hat die wenigstens eine Schicht ausreichende Hafteigenschaften, um den
Stapel von Glasscheiben zusammenzuhalten.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Schicht oder enthalten die Schichten einer jeden Zwischenlage Abstand halter, um die Scheiben innerhalb des Stapels in einen definierten Abstand zu bringen und zu halten.
So können die nachfolgenden Bearbeitungsschritte am Stapel, beispielsweise die Kantenbearbeitung oder das Bohren, präzise und für alle Scheiben im Stapel mit identischem Ergebnis durchgeführt werden.
Geeignete Abstaπdhalter sind kleine Kügelchen, beispielsweise aus Glas oder Polymeren oder, wenn gewünscht ist, daß die Zwischenlage elektrisch leitfähig ist, elektrisch leitfähige Kügelchen, beispielsweise aus Graphit oder Nickel. Diese Kügelchen sind Bestandteile der Klebe- oder Schutzschicht.
Der Stapel aus Glasscheiben und Zwischenlagen wird gepreßt, derart, daß die Scheiben in definiertem Abstand zueinander gehalten werden.
Bei oder nach diesem Preßvorgang wird die eine, oder bei Vorhandensein mehrerer Zwischenschichten wenigstens noch eine Schicht ausgehärtet, so daß ein Stapel erhalten wird, der sich wie ein monolithischer
Glasverbundblock verhält.
Der Vorgang des Aushärtens, das Ablüften von vollflächigen Beschichtungen, läuft bei nicht gestapelten Scheiben leichter ab, da die Abhängigkeit von der Diffusionsstrecke nicht gegeben ist. Auch deswegen ist es bevorzugt, die im Stapel härtende Schicht als Raupe auszubilden, da so die Diffusionswege kürzer sind.
Die Bearbeitung eines Stapels zu Trennzwecken geschieht vorzugsweise mittels eines Bohrers. Mit einem solchen Bohrer kann sowohl das Glassubstrat aus der Scheibe gelöst werden, d.h. die Außen- als auch die Innenbohrung durchgeführt, d.h. das Innenloch erzeugt werden. Zur Anwendung kommen vorzugsweise Hohlbohrer, beispielsweise Bohrer mit einer Körnung d46, d.h. einer mittleren Korngröße von 46 μm.
Die Beschichtungen, die nach dem Aufbringen schrumpfen, stehen unter Zugspannung und erzeugen so eine Druckspannung im Glas. Besonders geeignet sind hier die genannten Polyvinylalkohole. Durch diese Druckspannung wird die Festigkeit des Glases erhöht. Dies hat zum einen den Vorteil, daß sich entstehende Mikrorisse im Glas nicht oder nur schlecht fortpflanzen, zum anderen wird die Restwandstärke, ab der das Glas nicht mehr gebohrt, sondern ausgedrückt, also gebrochen wird, geringer, so daß weniger Ausmuschelungen und Risse und damit saubere Kanten entstehen.
Die Bohrungen werden bevorzugt mit Ultraschallunterstützung durchgeführt.
Zwar kann auch ein konventionelles Bohren Anwendung finden. Der Bohrer wird jedoch aufgrund der im Stapel verwendeten Kleber, die weniger spröde als Glas sind, leicht zugeschmiert, müßte also ständig abgerichtet werden, um die Schneidfähigkeit zu gewähren. Des weiteren würden außerdem beim konventionellen Bohren gerichtete Schleifspuren auf dem Glas erzeugt. Dagegen wird das Werkzeug beim Ultraschallbohren durch die Ultraschallbewegung freigesetzt, muß also nicht so oft gerichtet werden un-. hinterläßt auf dem bearbeiteten Werkstück aufgrund der auf das Werkzeug aufgebrachten axialen Schwingung keine gerichteten Schleifspuren. Bei Verwendung eines Ultraschallbohrers kann mit zwei- bis dreifach höheren Vorschubgeschwindigkeiten gebohrt werden als mit einem herkömmlichen Bohrer.
Beispielsweise können bei Glasdicken von 1 mm in Stapeln von 50
Scheiben, die in Abständen von 0,05 mm gestapelt sind, die mit Epoxydharz ausgefüllt sind, Vorschubgeschwindigkeiten > 100 mm/min erzielt werden, zum Beispiel bei einer Körnung von d46 und einem Bohrerinnendurchmesser von 65 mm, während bei der vergleichbaren konventionellen Bohrung bei gleicher Körnung und gleichem
Bohrerinnendurchmesser Vorschubgeschwindigkeiten von 30 mm/min möglich sind, wobei jedoch außerdem die genannten zusätzlichen Nachteile auftreten.
Für das Trennen der Substrate im Stapel besteht beim Ultraschallbohren der weitere Vorteil, daß dort eine geringere axiale Kraft nötig ist, so daß auch bei den letzten zu trennenden Scheiben Größe und Anzahl der Ausmuschelungen gegenüber dem konventionellen Bohren reduziert werden.
Aufgrund der Tatsache, daß beim Ultraschallbohren durch die Ultraschallbewegung das Werkzeug sich kontinuierlich selbst freisetzt, gibt es diesbezüglich gegenüber dem konventionellen Bohren weniger Beschränkungen in der Auswahl der Materialien der Zwischeniagen.
Dadurch, daß die Materialauswahl sich nur nach den Haftungseigenschaften, der Aufbringbarkeit, der Lösbarkeit und der Stützwirkung der Materialien auf den Scheiben zu richten braucht, kann der Gesamtprozeß effektiver gestaltet werden. Es ist sinnvoll, für einen Bohrvorgang die Gesamtstapeldicke auf < 100 mm zu beschränken.
Beim beschriebenen Bohrverfahren kann auch von zwei Seiten aus gebohrt werden, was die bohrbaren Stapeldicken verdoppelt.
Mit Stapeldicken zwischen 3 mm und 100 mm, wobei die Abstände zwischen den Scheiben zwischen 0,05 mm und 1 mm betragen, können die Stapel problemlos aus 10 bis 100 Glasscheiben bestehen.
Auch beim Sägen mit Ultraschallunterstützung ergeben sich gegenüber konventionellem Sägen die genannten Vorteile.
Die zusammengeklebten Glasscheiben oder zusammengeklebten ausgetrennten Scheiben wie zum Beispiel die kreisförmigen Substrate mit
Innenloch können auch im Stapel anderen Bearbeitungsschritten unterworfen werden, beispielsweise kantenbearbeitet werden, beispielsweise gestrahlt, geschliffen oder poliert werden.
Durch das Kantenschleifen und Polieren im Stapel, beispielsweise mit
Strahlverfahren oder flexiblem Werkzeug, wird aufgrund der unterschiedlichen Härte von Glas und Kleber zwischen den Scheiben eine Verrundung der Kanten erzielt, da am Übergang vom Glas zum weicheren Kleber und den gegebenfalls weiteren ebenfalls weicheren Schichten aufgrund des tieferen Eintrags von Schleifmittel oder Strahlmittel auch mehr
Glas abgetragen wird.
Dieser Effekt des unterschiedlichen Abtrags kann noch verstärkt werden, indem der Kleber und/oder die gegebenenfalls weiteren Materialien zwischen den Glasscheiben elektrisch leitfähig gemacht werden, beispielsweise durch Zumischen vor dem Auftragen von leitfähigen kleinen Kügelchen, beispielsweise aus Graphit oder Nickel, die auch als Abstandhalter fungieren können, und indem dann die Kanten mit einem elektrisch leitfähigen Poliermaterial, beispielsweise ebenfalls durch das Untermischen leitfähiger Kügelchen so geworden, bzw. mit einem elektrisch leitfähigen Werkzeug bearbeitet werden. Durch Oberflächeneffekte beim
Anlegen einer Potentialdifferenz zwischen Werkzeug und Substrat kommt es in diesen Schichten und damit wieder am angrenzenden Glas zu einem stärkeren Abtrag.
Beim Anlegen eines Potentials im Innern der Zwischenschicht, kann es beim
Polieren zu Funkenübersprüngen kommen, die die abtragende Wirkung verstärken.
Die im Stapel liegenden Oberflächen der Glasscheiben bzw. der Glassubstrate werden vor Oberflächenbeschädigungen und
Verschmutzungen geschützt.
Daher ist es nicht nur vorteilhaft, in der Prozeßfolge der Substratherstellung die Schichten so früh wie möglich aufzubringen, sondern auch, sie so spät wie möglich wieder zu entfernen.
Das Entfernen geschieht je nach der Löslichkeit der wenigstens einen aufgebrachten Schicht durch Waschen mit gegebenenfalls erwärmtem Wasser oder wäßrigen Lösungen und/oder mit organischen Lösungsmitteln, beispielsweise mit Alkoholen, insbesondere Ethanol oder Isopropanol, mit Ketonen oder Estern oder mit wäßrigen Lösungen derselben.
Je nach Schichtenabfolge kann der Waschprozeß auch mehrstufig ablaufe Beispielsweise kann in einem ersten Schritt mit Wasser die wasserlösliche Schicht gelöst werden und in einem zweiten Schritt mit einem organischen Lösungsmittel ein weiterer Schutzlack entfernt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform bei der beschriebenen Schichtenfolge G - W - K - W - G, insbesondere bei Ausbildung von K als Kleberaupe, wird die wasserlösliche Beschichtung durch Auflösen entfernt und dabei die sich nicht auflösende Schicht oder Kleberaupe K mit separiert.
In einer weiteren Ausführungsform wird bei der Schichtenfolge G - W - K - W - G die wasserunlösliche Schicht K mit einem geeigneten organischen
Lösungsmittel, in dem sich W nicht auflöst, entfernt, so daß der Stapel in Substrate vereinzelt wird, die noch beschichtet sind. Dies ist dann vorteilhaft, wenn die Substrate als Einzelteile weiteren Bearbeitungsschritten, beispielsweise Kantenbearbeitungsschritten, unterworfen werden sollen, da so ihre Oberflächen noch geschützt sind. Die Schichten W können zu einem späteren Zeitpunkt in einem weiteren Waschschritt entfernt werden.
Die Tiefe TGlasscheibe, TGlassubstrat, TGlasband für das Laser-Schneide-Verfahren, bei dem anschließend entweder das Glas entlang der Trennlinie gebrochen wird oder aber bei verändertem Parameter der Riß in die Tiefe des
Glassubstrates bis zu seiner vollständigen Durchtrennung getrieben wird, im Bereich von 1/20 - V5 der Dicke der Glasscheibe bzw. des Glassubstrates liegt.
Um das Glassubstrat während oder auch nach der Bearbeitung, bspw. beim
Transport, zu schützen, kann auf das Glassubstrat eine Schutzschicht aufgebracht werden.
Bei den Verfahren, bei denen eine Schutzschicht zum Schutz der Oberfläc. j aufgebracht wird, umfaßt die Schutzschicht in einer ersten Ausführungsform ein Polymer, das mit Wasser wieder abgelöst werden kann. Die Schutzschicht dient insbesondere dazu, die Oberfläche der Glassubstrate vor Defekten in Form von Kratzern und Partikeln zu schützen, die bei der Bearbeitung oder aber auch bei dem Transport auftreten können. Insbesondere beim Ritzen und Ablängen mit mechanischen Methoden werden Glaspartikel frei, die sich auf die Glasoberfläche legen und dort als abrasive Partikel während des weiteren Transports und der Bearbeitung zu Kratzern auf der Oberfläche führen. Auch die nach der Vereinzelung der Glasscheiben in einzelne Substrate erfolgende Kantenbearbeitungen führen zur Belastung der Glasoberfläche mit Glaspartikeln, die wiederum als Abrasivkörper wirken können.
Um die Oberfläche vor derartigen Einwirkungen zu schützen, wird eine Schutzschicht, wie zuvor ausgeführt beispielsweise aus einem mit Wasser ablösbaren Polymeren aufgebracht.
Bevorzugt umfaßt die wasserlösliche Schutzschicht einen Polyvinylalkohol mit einer mittleren Molekülmasse > 55000 g/mol und einem Hydrolysegrad > 95°. Die so entstehende Schicht ist zwar wieder ablösbar, aber nur sehr schwer kalt wasserlöslich, weswegen eine Kühlung bei der Kantenbearbeitung mit kaltem Wasser möglich ist, ohne daß die
Schutzschicht angegriffen wird.
Alternativ zur wasserlöslichen Schutzschicht ist es auch möglich, eine Schutzschicht aus einem Polymeren einzusetzen, das in einem polaren organischen Lösungsmittel lösbar ist.
Bei dem in einem organischen Lösungsmittel lösbaren Polymer für die Beschichtung handelt es sich vorteilhafter Weise um Polyacrylat oder Polyvinylacetat-Copolymer oder Polyvinylcaprolactam. Die Polymerbeschichtung wird vorzugsweise mit einem Alkohol, einem Keton oder einem Ester bzw. einer wässrigen Lösung eines dieser organischen Lösungsmittel wieder entfernt. Besonders bevorzugt werden dabei Isopropanol oder Ethanol oder wässrige Lösungen derselben.
Durch die mindestens eine Polymerschicht wird wie auch bei der Polyvinylaikoholbeschichtung die ursprüngliche Oberflächengüte der Glassubstratoberfläche durch den gesamten Bearbeitungsprozeß hindurch und bei möglichen Transporten bewahrt. Das Entfernen durch Waschen mit organischen Lösungsmitteln oder wässrigen Lösungen derselben, der mindestens einen Polymerschicht ist einerseits sehr schonend, so daß selbst bei sehr dünnen Gläsern der Glasbruch gering ausfällt, und andererseits sehr gründlich, da die mindestens eine Polymerschicht vollständig entfernt wird.
Durch das Aufbringen einer Schutzschicht kann die Oberflächengüte der Herstellung konserviert werden, bevor noch irgendwelche Abrasiv- oder Schmutzpartikel diese mindern können. Das Aufbringen kann direkt am Glaszug erfolgen.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand der Figuren beispielhaft beschrieben werden.
Es zeigen:
Fig. 1A und 2B die klassische Ritz-Brech-Methode.
Fig. 2A bis 2B in einer schematischen Darstellung das Abtrennen eines
Harddisks mit einem Innenloch und einer Außenkontur mit einem Laserstrahl in zwei Stufen. Fig. 3A bis 3Ci in einer schematischen Darstellung die
Verfahrensschritte zum Freilegen der durch den Laserstrahl getrennten Kontur.
In den Figuren 1A und 1 B ist das Durchtrennen eines gepressten Glases mit
Hilfe der herkömmlichen Ritz-Brech-Methode dargestellt. Bei der herkömmlichen Ritz-Brech-Methode wird ein mechanisches Werkzeug, beispielsweise ein Schneidrad aus Diamant 22 auf die Glasoberfläche 24 aufgesetzt. Mit Hilfe des Schneidrades wird eine Trennlinie 26 bis zu einer vorbestimmten Tiefe TGlassubstra, in die Glasscheibe 20 geritzt. Beim Ritzen können Mikrorisse 28 und Glassplitter 30 entstehen. Diese können die Oberflächenqualität des gepressten Glases beeinträchtigen. Dies kann dadurch vermieden werden, daß vor dem Ritzen des Glases die Oberfläche des Glassubstrates mit einer Schutzschicht versehen wird, beispielsweise aus einem wasserlöslichen Polymeren wie Polyvinylalkohol oder einem in einem polaren organischen Lösungsmittel lösbaren Polymeren wie beispielsweise Polyacrylat.
Nachdem mit Hilfe des mechanischen Schneidwerkzeuges das Glas entlang einer Trennlinie geritzt wurde, wird es wie in Figur 2b dargestellt, entlang der
Trennlinie gebrochen.
Das mechanische Trennverfahren wie in Figur 1A und 1 B dargestellt, kann zum Einbringen der Innenbohrung verwandt werden.
Aufgrund des Pressvorganges weist der Glasrohling einen Außendurchmesser auf, der dem des Glassubstrates für elektronische Speiermedien entspricht. Bevorzugt wird die Außenkante des gepressten Glasrohlinges feuerpoliert, so daß eine weitere Bearbeitung der Außenkante entfällt. Ein weiteres mechanisches Verfahren, um die Glassubstrate 11 aus der Glasscheibe 1 herauszutrennen, ist das Ausbohren mittels eines Hohlbohrers, wobei der Durchmesser des Hohlbohrer dem Innendurchmesser der Harddisk entspricht.
Die Oberfläche der Glasscheibe wird beim Eintreiben der Innenbohrung in das Glassubstrat weit weniger beschädigt, wenn anstelle der Ritz-Brech- Methode mit mechanischen Schneideinrichtungen oder dem Herausbohren mittels eines Hohlbohrers auch für derartige Bearbeitungsschritte das Anritzen bzw. sogar das vollständige Durchtrennen mit Hilfe einer
Lasereinrichtung erfolgt.
Ein besonders bevorzugtes Laser-Trenn-Verfahren ist in den Figuren 2 bis 3 beschrieben.
Bei einem vollständigen Durchtrennen oder auch Ritzen und Brechen mit Hilfe einer Laser-Schneide-Einrichtung wird die Oberfläche des Glases nur in einem geringen Ausmaß beschädigt.
Die Figur 2A zeigt das Grundprinzip zum Heraustrennen eines kreisringförmigen Glassubstrates, der Harddisk 100, aus einer Glasscheibe 1 mittels eines Laserstrahls. Die als Ausgangsprodukt dienende Glasscheibe 1 hat typischerweise eine Dicke d im Bereich von 0,3 mm bis 5 mm.
Im Beispiel nach Figur 2A ist das Laserstrahlprofil so ausgebildet, daß auf der Glasscheibe 1 ein V-förmiger Brennfleck 102 entsteht, der entsprechend der zu trennenden kreisförmigen Kontur gekrümmt ist. Ihm läuft ein Kühlspot 104 nach, der die vom Laserstrahl erzeugte thermomechanische Spannung bis über die Bruchfestgikeit des Glases erhöht. Dieser Kühlspot kann zum Beispiel durch Aufblasen eines Kühlgases, vorzugsweise von kalter Luft oder eines Wasser-/Luftgemisches, realisiert werden. Der V-förmige Brennfleck kann vorzugsweise, wie beispielsweise in der EP 0 873 303 A2 beschrieben, realisiert werden.
Anstelle des dargestellten V- bzw. U-förmigen Brennfleckes 102 können auch andere Brennfleckgeometrien, zur Anwendung kommen.
Das Durchtrennen der Glasscheibe 1 erfolgt in zwei Schritten.
Im ersten Schritt gemäß Figur 2A sind die Parameter bezüglich Laserleistung, Laserstrahlprofil, Fokusablage, Vorschubgeschwiπdigkeit, d.h.
Geschwindigkeit der Relativbewegung zwischen Brennfleck 102, Glasscheibe 1 und Kühlung 104 so eingestellt, daß eine thermomechanische Spannung im Glas aufgebaut wird, die das Glas bis zu einer vorgegebenen Tiefe T ritzt. Die Ritztiefe T liegt dabei typischerweise im Bereich von 0,08 bis 0,3 mm.
Mit dieser Einstellung der Parameter kann sowohl die Außenkontur 106 für das Glassubstrat wie auch die Innenkontur 107 für die Innenbohrung des Glassubstrates geritzt werden, wobei jeweils ein mechanisch aufgebrachter Riß 108 als Startriß dient, der mit den bekannten Methoden, beispielsweise einem Schneidrädchen, erzeugt wird. Mit besonderem Vorteil wird der Startriß 108 mit einem Laserritz 110 so weitergeführt, daß dieser tangential in die Kreiskrümmung der Außen- und Innenkontur übergeht. Dieses Anritzen unterstützt ein versatzloses Trennen der in sich geschlossenen Konturen 106 und 107.
In einer ersten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, daß das Glas entlang der Trennlinie gebrochen wird, wie bei der konventionellen Ritz-Brech-Methode gemäß Figur 1 b. In einer verbesserten Ausführungsform kann vorgesehen sein, die Glasscheibe vollständig mit dem Laser zu durchtrennen.
Hierzu kann in einem zweiten Prozeßschritt gemäß Figur 2B vorgesehen sein, die vorgenannten Parameter, das heißt den Energieeintrag in das Glas so zu ändern, daß der im ersten Schritt erzeugte Riß gezielt in die Tiefe bis zur vollständigen Trennung des Glases betrieben werden kann. Der Energieeintrag ist dabei jedoch immer noch so bemessen, daß die Temperatur im Glas unterhalb der Transformationstemperatur Tg liegt, das heißt kein Aufschmelzen des Glases unter Ausbildung einer Trennfuge stattfindet. Die Trennung erfolgt ausschließlich über den Aufbau einer thermomechanischen Spannung bis über die Bruchfestigkeit des Glases.
Die veränderte Parametereinstellung ist in Figur 2B einmal durch den breiteren Brennfleck 102, verursacht durch eine Veränderung der
Fokusablage, und durch einen größeren Abstand zwischen Brennfleck 102 und Kühlspot 104 zeichnerisch deutlich gemacht.
Um beim Freilegen der getrennten Konturen die Kontur und die Oberfläche des Glassubstrates nicht zu beschädigen, erfolgt die Freilegung vorzugsweise gemäß den in der Figur 3A C dargestellten Schritten, ausgehend von dem durch Laserstrahl gemäß Figur 2B getrennten kreisringförmigen Glassubstrat mit den Konturen 106 und 107.
Wird die Innenbohrung vollständig mit einer Laser-Schneide-Einrichtung ausgeschnitten, so wird in einem ersten Schritt gemäß Figur 3B die getrennte Innenkontur 107 freigelegt. Dazu wird zwischen der zu entfernende innere, kreisförmige Glasscheibe 120, ergebend die Innenbohrung der Harddisk 100 und dem umgebende Glassubstrat 122 ei..e Temperaturdifferenz aufgebaut. In vorliegendem Beispiel wird die innere kreisförmige Scheibe gekühlt und das Glassubstrat aufgewärmt. Insbesondere das Aufwärmen des Glassubstrates ist aber nicht zwingend, da bereits durch bloßes Abkühlen der inneren kreisförmigen Glasscheibe, beispielsweise mit flüssigem Stickstoff der benötigte Temeperaturgradient aufgebaut werden kann. Ein Stempel 110, dessen Durchmesser wenige Zehntel Millimeter kleiner ist als der Durchmesser der inneren Kontur 107 in
Verbindung mit einer das Glassubstrat unterstützenden Unterlage 112, drückt danach die innere Glasscheibe, ergebend die Innenbohrung, heraus. Die innere Kontur 107, ergebend die Inneπbohrung ist dadurch freigelegt. Man erhält so das im Schritt gemäß Figur 3C dargestellte Endprodukt, das kreisförmige Glassubstrat 100 für magnetische Speichermedien, insbesondere Harddisks, mit Innenbohrung.
Die thermische Behandlung gemäß dem Schritt in Figur 3B dient nicht den Durchtrennen der Kontur, sondern lediglich zu deren Freilegung nach bereits erfolgter Trennung.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es, Harddisks splitterfrei und ohne Konturenversatz mit relativ geringem Aufwand und in kurzen Taktzeiten, das heißt kostengünstig herzustellen, was sich insbesondere dadurch mit Vorteil bemerkbar macht, weil die Harddisks einen Massenartikel darstellen.
Zur Erleichterung des Vorganges des Freilegens der Konturen entsprechend den Schritten nach Figur 3A - C wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung der Laserstrahl nicht senkrecht auf die Glasoberfläche gerichtet, sondern unter einem Winkel ß von 3° bis 20° zur Normalen, und zwar derart, daß sich bezogen auf die Trennrichtung, die Schnittkante der inneren Kontur für die Innenbohrung im Durchmesser erweitert und die Schnittkante der Außenkontur im Durchmesser verjüngt. Die innere Glasscheibe ergebend die Iπnenbohrung, die einen trapezförmigen Querschnitt zeigt, kann dann leichter herausgedrückt werden und die das Glassubstrat umgebende
Glasscheibe kann leichter abgestreift werden. Die Größe des Winkels ß, unter dem der Schnitt erzeugt wird, variiert mit der Dicke d der Glasscheibe und mit der Glasart bzw. mit der thermischen Ausdehnung des Glases, gekennzeichnet durch den thermischen Ausdehnungskoeffizienten σ, die von der Glaszusammensetzung abhängt. Je dicker die Glasscheibe und/oder je geringer die thermische Dehnung des Glases ist, desto größer soll der Winkel ß sein. Diese Abhängigkeit des Winkels ß vom verwendeten Glas soll in der folgenden tabellarischen Darstellung verdeutlicht werden:
Figure imgf000026_0001
Vorzugsweise entstammt der Laserstrahl aus einem C02-Laser, dessen Wellenlänge dem spektraken Asorptionsmaximum des zu schneidenden Glases entspricht. Dieser C02-Laser emittiert Licht im fernen infraroten
Bereich bei einer Wellenlänge von 10,6 μm. Diese Wärmestrahlung zeigt erhebliche Besonderheiten bei der Wirkung auf Materie. So wird sie von den meisten, im sichtbaren Licht transparenten Materialien stark absorbiert. Der Umstand der starken Absorption in Glas wird verwendet, um Glas zu schneiden. Bei einem Absorptionskoeffizienten von 103 cm"1 wird 95 % der
Leistung in einer 30 μm dicken Schicht absorbiert. Darüber hinaus eignet sich der COa-Laser, wie auch jeder andere Laser, der vom Material genügend stark absorbiert wird, zum abschließenden Verschmelzen und Verrunden der scharfkantig getrennten Kante.
Aufgrund der unterschiedlichen Absorptionsbanden der einzelnen Materialien wird vorzugsweise ein in der Wellenlänge abstimmbarer Laser eingesetzt. So kann für jedes Material die Wellenlänge eingestellt werden, bei der dieses die stärkste Absorption zeigt, so daß die Energieverluste minimiert werden.
Beispielsweise ist die Absorptionskante im Glas sehr stark von der
Wellenlänge des Lasers abhängig, da die verwendete Strahlung an der Schulter einer Vibrationsbande der oxidischen Bindung liegt. Es gibt spezielle C02-Laser, die mit Hilfe eins Interferenzgitters die emittierte Wellenlänge von 9,4 bis 11 ,8 μm verändern können. Das Absorptionssspektrum hängt auch sehr empfindlich von der chemischen
Zusammensetzung des Glases ab. Eine höhere oder niedrigere Absorptionskante wird abhängig von den thermischen und mechanischen Eigenschaften der Glasmischung zu unterschiedlichen Ergebnissen beim Absprengen führen. Deshalb wird die Wellenlänge auf die Glassorte optimiert.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von Glassubstraten für elektronische Speichermedien, umfassend die nachfolgenden Schritte: 1.1 Herstellen eines gepressten Glasrohlinges, wobei
1.2 der Außendurchmesser des gepressten Glasrohlinges im wesentlichen dem Außendurchmesser des Glassubstrates für Speichermedien entspricht,
1.3 Nachbearbeiten der Oberfläche des Substrates mit Läpp- und Polierprozessen und/oder Schleifen mit Läpp-Kinematik, dadurch gekennzeichnet, daß
1.4 beim Pressvorgang sowie den einzelnen Nachbearbeitungschritten keine die Funktion des elektronischen Speichermediums einschränkende Mikrorisse entstehen, so daß der Schritt des chemischen Vorspannens zur Stabilisierung der Mikrorisse entfällt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß in jedes Substrat eine Innenbohrung eingebracht wird.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenkante des gepressten Glasrohlinges feuerpoliert ist, so daß die Bearbeitung der Außenkante entfällt.
4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Glassubstrates nach Durchführen der Nachbearbeitungsschritte gewaschen wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Glassubstrates nach
Durchführen der Nachbearbeitungsschritte endpoliert wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch
, gekennzeichnet, daß die Herstellung der Innenbohrung nachfolgende Schritte umfasst:
6.1 Ritzen einer Trennlinie bis zu einer Tiefe TGlassubstrat in das Glassubstrat (11) mit einer mechanischen Schneideiπrichtung auf wenigstens einer
Seite des Glassubstrates
6.2 Herausbrechen des Innendurchmessers entlang der Trennlinie ergebend die Innenbohrung.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Glassubstrat eine definierte Kraft F mit Hilfe einer Drückeinrichtung aufgebracht wird, so daß der Bruch durch die Gesamtdicke des Glasbandes durchgetrieben wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Schneideinrichtung ultraschallunterstützt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung der Innenbohrung die nachfolgenden Schritte umfasst: 9.1 Ritzen einer Trennlinie bis zu einer Tiefe TGlassubstrat in das Glassubstrat
(11) mit Hilfe einer Laser-Schneide-Einrichtung auf wenigstens einer
Seite des Glassubstrates 9.2 Herausbrechen des Innendurchmessers entlang der Trennlinie ergebend die Innenbohrung.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Glassubstrat eine definierte Kraft F mit Hilfe einer Drückeinrichtung aufgebracht wird, so daß der Bruch durch die Gesamtdicke des Glasbandes durchgetrieben wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Glassubstrat auf einer Seite geritzt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Glassubstrat auf beiden Seiten geritzt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung der Innenbohrung vollständig durch Ausschneiden mit Hilfe einer Laser-Schneid e-Einrichtung vorgenommen wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das vollständige Ausschneiden der Innenbohrung die nachfolgenden Schritte umfasst:
14.1 die Prozeßparameter der Laser-Schneide-Einrichtung werden so eingestellt, daß die Glasscheibe (1) bis zu einer vorbestimmten Tiefe
TGlassubstrat entlang einer Trennlinie geritzt wird auf wenigstens einer Seite des Glassubstrates
14.2 in einem zweiten Schritt werden die Prozeßparameter so verändert, daß der im ersten Schritt erzeugte Riß in die Tiefe des Glassubstrates (11) bis zu seiner vollständigen Durchtrennung getrieben wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung der Innenbohrung mit Hilfe eines Hohlbohrers vorgenommen wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenbohrung bei einem einzelnen Glassubstrat (11) und/oder das Ausbohren des Glassubstrates aus dem Glasband von beiden Seiten der Substratfläche her mit Hilfe eines Hohlbohrers hergestellt wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung der Innenbohrung die nachfolgenden Schritte umfaßt:
17.1 es werden mehrere Glassubstrate (11) mit Hilfe von Zwischenlagen, umfassend organische oder anorganische Klebermittel mit oder ohne organische oder anorganische Füllstoffe zu einem Glas gepackt,
17.2 der Glasblock wird mit Hilfe eines Bohrers durchbohrt, so daß die Innenbohrungen der Substrate und/oder die Glassubstrate aus den Glasscheiben ausgebohrt werden 17.3 der Glasblock wird in die Glassubstrate vereinzelt.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenlagen aus wenigstens einer Schicht bestehen, die durch Sprühen oder Tauchen auf das Glassubstrat aufgebracht wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe TGlasscheibe, TGlassubstrat,
TGlasband im Bereich von ca. 1/20 bis V5 der Dicke der Glasscheibe bzw. des Glassubstrates liegt.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß auf das bearbeitete Glassubstrat eine Schutzschicht aufgebracht wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht und/oder Zwischenlage ein Polymer umfasst, das mit Wasser wieder abgelöst werden kann.
22. Verfahren nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht und/oder Zwischenlage Polyvinylalkohol mit einer mittleren Molekühlmasse > 55.000 g/mol und einem Hydrolysegrad > 95% umfasst.
23. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schutzschicht und/oder Zwischenlage ein Polymer umfasst, das in einem polaren organischen Lösungsmittel lösbar ist.
24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer ein Polyacrylat, ein Polyvinylpyrrolidon-Polyvinylacetat-
Copolymeres oder Polyvinylcaprolactam umfasst.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht und/oder Zwischenlage ein wasserunlösliches Epoxidharz umfassen.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht und/oder Zwischenlage ein Beschichtungsmaterial umfassen, das durch Trocknung an Luft, durch Bestrahlung mit IR-Strahlung oder UV-Bestrahlung aushärtet.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllstoffe dispergierende Füllstoffe umfassen.
28. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenlage Abstandshalter umfaßt, um die Scheibe oder das Substrat innerhalb des Stapels in einen definierten Abstand zu bringen oder zu halten.
29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstaπdshalter Kügelchen aus Glas oder Polymeren oder einem elektrisch leitfähigen Material umfassen.
30. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Glasblock gepreßt wird, derart, daß die einzelnen Glasscheiben oder Glassubstrate in definiertem Abstand zueinander gehalten werden.
31. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausbohren der Glassubstrate und/oder das Bohren der Inneπbohrung ultraschallunterstützt erfolgt.
32. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 31 , dadurch gekennzeichnet, daß die zu einem Glasblock gepackten
Glasscheiben und/oder Glassubstrate vor dem Vereinzeln im Glasblock weiteren Bearbeitungschritten unterworfen werden.
33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Bearbeitungsschritte die Kantenbearbeitung und/oder das
Polieren umfassen.
34. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernung der Schutzschicht und/oder der Zwischenlage mit einer Waschflüssigkeit erfolgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernung der Schutzschicht und/oder der Zwischenlage mit Ultraschall unterstützt wird.
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