WO2018130448A1 - Device and method for working glass elements or glass-ceramic elements by means of a laser - Google Patents

Device and method for working glass elements or glass-ceramic elements by means of a laser Download PDF

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WO2018130448A1
WO2018130448A1 PCT/EP2018/050145 EP2018050145W WO2018130448A1 WO 2018130448 A1 WO2018130448 A1 WO 2018130448A1 EP 2018050145 W EP2018050145 W EP 2018050145W WO 2018130448 A1 WO2018130448 A1 WO 2018130448A1
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WO
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glass
lens
laser beam
laser
movement
Prior art date
Application number
PCT/EP2018/050145
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German (de)
French (fr)
Inventor
Fabian Wagner
Dr. Albrecht SEIDL
Andreas Ortner
Simon Schmitt
Dr. Frank-Thomas LENTES
Dr. Volker PLAPPER
Dr. Jens Ulrich THOMAS
Laura BRUECKBAUER
Original Assignee
Schott Ag
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Publication date
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    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36Removing material
    • B23K26/362Laser etching
    • B23K26/364Laser etching for making a groove or trench, e.g. for scribing a break initiation groove
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23K2103/52Ceramics
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    • B23K2103/54Glass

Definitions

  • the invention generally relates to the processing of glass or glass ceramic parts.
  • the invention relates to a method and apparatus for separating glass or glass ceramic elements to separate parts from the elements.
  • the filamentation is known, while a damage is introduced into the glass, the particular is that this is not punctiform, such. with stealth dicing but through special optics line along the cutting edge.
  • EP 2 781 296 A1 further describes a method for producing
  • Substrate material a plurality of individual zones of internal damage is generated. Substrate material is then removed or removed by plastic deformation or material removal in a material removal or deformation step carried out after the contour definition step.
  • special optics are used to form a linear focus for producing the elongate zones of damage.
  • an axicon or optics with a targeted spherical aberration is suitable for shaping focal lines or a linear focus.
  • the special optics are currently only as fixed optics available.
  • the substrate to be processed is moved under the optics.
  • problems can arise in the case of geometries with the smallest radii, since the axes can not move the high mass of the substrate with high speeds and the necessary accelerations in a geometrically reliable manner. This is especially the case for radii smaller than 10mm, especially for radii smaller than 1 mm.
  • Pair of wedge prisms is provided to deflect the laser beam.
  • the beam is deflected so that the angle of incidence can be varied while the focus is fixed.
  • Trepanieroptik in which the laser beam can be precessed by a tumbling point.
  • Cut surface can be adjusted.
  • the workpiece is again moved, with the above-mentioned disadvantage of the high mass to be moved.
  • the invention is therefore based on the object to provide a device and a method with which dividing lines can be written by means of a laser into an element to be processed quickly and as accurately as possible.
  • the invention is based on the recognition that in the filamentation depending on
  • the invention provides a device for laser processing of a glass or
  • Glass ceramic element comprising:
  • a lens arranged in the beam path of the ultrashort pulse laser.
  • the lens is movable transversely to the beam direction, so that the position of the optical axis of the lens relative to the position of the laser beam is variable.
  • the lens is shaped so that a movement of the lens relative to the laser beam deflects the laser beam and thus shifts the point of impact of the laser beam on the glass or glass ceramic element, so that the impact point of the laser beam along a line forming a parting line can be guided by movement of the lens ,
  • Ultra short pulse laser with correspondingly high pulse power selected Ultra short pulse laser with correspondingly high pulse power selected.
  • the lens, with which the laser beam is deflected has a positive focal length, that is, a converging lens, so that this lens without further
  • Focusing lens can focus the laser beam in one focus.
  • Laser processing of a glass or glass ceramic element is based on that
  • a pulse power of the ultrashort pulse laser is set, which is sufficient to filament-shaped or elongated by the focused in glass or glass ceramic laser pulses
  • Focusing optics comprises a lens arranged in the beam path of the ultrashort pulse laser.
  • the point of impact of the laser beam can be easily adjusted by changing the position of the lens relative to the beam position.
  • a beam deflection of + -1 mm is possible without having to accept a significant deterioration of the beam geometry or the maximum intensity.
  • the lens movement device the lens is moved transversely to the beam direction during the operation of the ultrashort pulse laser, that is, while it emits a laser beam, so that the position of the optical axis of the lens is changed relative to the position of the laser beam.
  • the lens is shaped so that the movement of the lens relative to the laser beam deflects the laser beam and thus the point of impact of the laser beam on the glass or
  • Glass ceramic element shifts, wherein the impact point is guided with movement of the lens along the predetermined path forming the parting line.
  • a computing device which is adapted to deliver successive control signals to the lens movement device, so that guided by the lens movement means movement of the lens transversely to the beam direction of the impact point of the laser beam along a predetermined path forming a parting line becomes.
  • the movement of the laser beam over the glass or glass ceramic element is particularly preferably controlled by a computer.
  • the glass or glass ceramic element can be moved relative to the ultrashort pulse laser during the irradiation of the laser beam with a movement device, so that the point of impact of the laser beam is guided along a predetermined path forming the separation line, which by the superimposition of the means of the adjusting device and the moving means set positions is formed.
  • an intermittent operation can be provided in which by means of the movement means certain positions are approached on the glass or glass ceramic element, at which then the separation line is traversed by means of the lens movement according to the invention.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a device for laser processing
  • FIG. 3 shows a further embodiment of a lens movement device
  • FIG. 5 and FIG. 6 raytracing simulation of the laser beam with an eccentrically arranged lens
  • FIG. 7 and 8 are light microscope photographs of the cross section of a glass element with inserted filamentous damage
  • Fig. 12 is a glass or glass ceramic element with machined outer contour.
  • FIG. 1 shows in side view a device 1 for laser processing of a glass or glass ceramic element 2, with which filament-shaped damages 6 adjacent to one another are produced in the volume of the element 2 along a parting line.
  • the glass or glass ceramic element 2 can then be easily split along this parting line by the inserted damage.
  • the device 1 comprises an ultrashort pulse laser 10 and a focusing optics 3 with which the laser beam 7 of the ultrashort pulse laser 10 is concentrated 41 into a long focus.
  • at least one lens 4 is provided as part of the focusing optics 3.
  • this lens is preferably the material facing the front lens of the imaging optics.
  • the focusing optics 3 can also have one or more further optical elements 30, for example in order to widen the laser beam and / or to collimate it.
  • the diameter of the laser beam 7 striking the lens 4 is kept smaller than the aperture of the lens.
  • the lens 4 can be moved relative to the laser beam in a certain range, without the laser beam is shaded.
  • the ratio of the beam diameter of the laser beam 7 to the diameter of the aperture of the lens is, however, preferably at least 0.25, more preferably at least 0.5, most preferably at least 2/3, but the ratio should remain less than 1 due to the unfavorable shading ,
  • ultrashort pulse laser for example, a Nd: YAG laser with a
  • Wavelength of 1064nm With such a laser can be achieved with a pulse duration of 10ps, pulse energies of 200-250 ⁇ .
  • the laser can also be operated in burst mode, in which the pulse energy is emitted in the form of pulse packets (also referred to as bursts).
  • bursts In a burst of 1-8 single pulses, the total energy is a burst according to an embodiment 400-800 ⁇ , the burst frequency, ie the distance between the pulses of a burst 50MHz, the distance between two filaments 4 - ⁇ each generated with a burst, the repetition frequency of the bursts is between 5-200kHz.
  • the following parameters of the ultrashort pulse laser are particularly suitable for the invention:
  • the power of the ultrashort pulse laser is preferably in a range of 20 to 300
  • the pulse energy of a burst is preferably more than 400 microjoules, more preferably more than 500 microjoules.
  • the pulse duration is essentially independent of whether a laser is operated in single-pulse mode or in burst mode.
  • the pulses within a burst typically have a similar pulse length as a pulse in single pulse mode.
  • the burst frequency may be in the range of 15 MHz to 90 MHz, preferably in the range of 20 MHz to 85 MHz.
  • the number of pulses in the burst is preferably between 1 and 10 pulses, e.g. 6 or 8 pulses are.
  • the laser beam 7 of the ultrashort pulse laser 10 is subdivided into laser pulses 8 emitted in succession.
  • the pulse power of the pulse transported with the pulses is
  • Ultrashort pulse laser 10 sufficient to produce filament-shaped damage 6 within the glass or the glass-ceramic by means of the laser pulses 8 focussed in glass or glass-ceramic. These filamentous damages 6 are formed along the
  • the lens 4 is now not only used to compensate for the elongated linear focus 41 in the volume of the glass due to the large spherical aberration
  • the lens 4 is also shaped so that a change in position of the lens 4 relative to the laser beam 7 deflects the laser beam 7 and 7 shifts the impact point 71 of the laser beam 7 on the glass or glass ceramic element 2 by the thus caused change in direction of the exiting laser beam. This is used to guide the laser beam 7 and thus run the desired path along the intended dividing line.
  • a lens 4 is provided for this purpose, which has a spherical aberration which is sufficient to at a lateral displacement of the laser beam on the lens to shift the focus of the laser beam laterally.
  • a lens movement device 9 is provided.
  • the lens 4 can be moved transversely to the beam direction.
  • Such a position change transversely to the beam direction, in particular perpendicular to the beam direction leads to a change in the distance of the optical axis of the lens 4 to the Strahlmittte the laser beam 7.
  • the lens 4 can be positioned by means of the lens moving device 9 so that the laser beam, the lens optional crossed eccentrically.
  • the lens 4 itself has only a comparatively low mass and can therefore be moved very quickly.
  • the invention thus makes it possible, even in the highest geometries with smallest radii, as they are required for products in electronics and microfluidics
  • impact point 71 may move across the lens at a speed of greater than 0.05 meters per second, preferably at a speed of 0.1 meters per second, over the lens - or glass ceramic element to be moved.
  • even the narrowest curvatures of the parting line can be realized independently of the speed with which the intended dividing line is traversed.
  • Dividing line is traversed, which has a radius of curvature in the range of 0.05 mm to 1 mm.
  • a computing device 15 is provided, which successively outputs control signals to the lens movement device 9, so that the position of the lens 4 can be controllably adjusted and changed with the computing device 15.
  • the intended path on the glass or glass ceramic element 2 can be guided transversely to the beam direction of the impact point 71 of the laser beam 7.
  • a computing device 15 is connected to the lens movement device 9.
  • piezo actuators or electromagnetic actuators are suitable as part of the lens movement device 9. If necessary, several actuator types can be combined with each other.
  • the lens movement means 9 may comprise two motors for moving the lens in two mutually independent directions transverse to the beam direction and thus flexibly imaging any geometry. According to one embodiment, the
  • Lens movement device 9 thus two adjusting devices for movement along two non-parallel directions transverse to the beam direction 70 of the laser beam 7.
  • Fig. 2 shows this in plan view, ie viewed along the beam direction of the laser beam, an example of such
  • Lens movement device 9 with a lens 4 connected thereto.
  • the lens movement device 9 comprises two adjustment devices 91, 92, which can respectively displace and position the lens 4 along a direction indicated by a double arrow.
  • the two directions are in a plane preferably perpendicular to the beam direction and preferably still perpendicular to each other.
  • both adjusting devices 91, 92 can be controlled separately by the computing device 15.
  • different movement parameters can be set in this way. In general, acceleration sections or accelerated movements can also be provided.
  • movement of the lens transversely to the beam direction and relative to the beam center is effected by rotating the lens eccentrically.
  • the optical axis of the lens 4 moves on a circular path about the axis of rotation.
  • a means for eccentric rotation of the lens is provided as part of the lens movement device 9.
  • a static and / or dynamic balancing may be provided in this case in order to avoid that the rotating lens generates vibrations and transmits them to the optical system.
  • FIG. 3 shows an example of such a lens movement device 9.
  • This comprises a lens holder 33, which is rotatably mounted by means of a motor 92.
  • the optical axis 40 of the lens 4 is spaced from the axis of rotation 43 of the holder 33. Therefore, performs the optical axis 40 during rotation of the lens holder 33, a circular path 44 about the rotation axis 41.
  • the point of incidence 71 of the laser beam 7 is guided in a circular path , their Radius is generally smaller than the radius of the circular path 44 of the optical axis 40 about the axis of rotation 43rd
  • This embodiment can also be combined with the movement in two independent directions by means of two actuators as shown in the embodiment of FIG. Furthermore, the driving of the lens movement device 9 by means of
  • Computing device 15 by successive delivery of control signals to the
  • Embodiment of Fig. 3 are applied, so that the lens 4 of the focusing optics 3 is moved transversely to the beam direction 70 and the position of the optical axis 40 of the lens 4 relative to the position of the laser beam 7 changes, whereby the point of incidence 71 of the laser beam 7 on the Glass or glass ceramic element 2 is moved.
  • the movement of the lens 4 now allows a very fast and accurate guidance of the laser beam 7.
  • the deflection of the beam but also limited by the maximum possible, determined by the lens edge displacement of the lens relative to the laser beam.
  • the beam guide means of the lens 4 with another
  • a movement device 17 is provided with which the glass or glass ceramic element 2 is movable relative to the ultrashort pulse laser 10 during the irradiation of the laser beam 7, so that the point of incidence 71 of the laser beam 7 can be guided along a predetermined path forming the parting line, which is formed by the superimposition of the positions set by means of the lens movement device 9 and the movement device 17.
  • the movement device 17 and the lens movement device 9 can also be operated intermittently.
  • the moving means 17 comprises an xy table.
  • the deposited on the table glass or glass ceramic element 2 is moved relative to the laser source.
  • an embodiment as a portal system in which the optics for traversing the parting line with a suitable movement means 17 is moved over the glass or glass ceramic element 2.
  • a movement device 17 for moving the glass or glass ceramic element 2 and a further movement device 17 for moving the optics. Regardless of the specific embodiment of the movement device 17, this is according to a preferred Embodiment also as the lens movement device 9 by a
  • FIG. 4 shows a simulation of the focused laser beam 7 in the case of a lens arranged centrically, in which case the beam axis or the beam center 73 of the laser beam 7 coincides with the optical axis 4 of the biconvex lens 4.
  • the lens 4 is displaced by 0.4 millimeters from the beam center.
  • the parallel offset between the beam center 73 and the optical axis 40 is 1.0 millimeter.
  • the impact point 71 on the glass or glass ceramic element 2 is deflected relative to a position with centered lens 4 by a distance which is smaller than the displacement of the lens 4.
  • the reduction factor between the displacement The lens 4 and the displacement of the point of impact 71 is generally advantageous for inserting highly accurate small structures in a glass or glass ceramic element 2, in particular precise openings with a small diameter.
  • the lens is preferably selected according to an embodiment of the invention such that the reduction factor is in the range of 0.25 to 0.95.
  • Fig. 7 and Fig. 8 show light micrographs of the cross section of a
  • the impact point 71 is deflected on the glass or glass ceramic element with respect to a position with centered lens by a distance which is smaller than the displacement of the lens 4.
  • position centered lens is understood to mean a position in which, as shown in FIG. 4, the optical axis 40 of the lens 4 is collinear with the central axis 73 of the laser beam 7.
  • Fig. 8 shows a glass element 2, in which three filaments, respectively
  • filamentous damage 6 were inserted.
  • the mean filamentous damage 6 was inserted with centered lens 4, the two outer filamentous damage 6 with different amounts of lens deflections. It can easily be seen from this image that the length of the filament-shaped damage 6 of approximately 2600 ⁇ m is essentially unaffected by the deflection. The measured distances are 243.01 ⁇ between the left and the middle filament, and 324.08 ⁇ between the right and the middle filament.
  • FIG. 9 shows in plan view a parting line 12 on a glass or glass ceramic element 2, as it is generated by the laser beam 7 by inserting filamentary damage 6 next to one another.
  • the dividing line 12 has an abrupt change of direction. More generally, the course of the dividing line can be characterized as non-continuously differentiable. In order to ensure the later separability along such a non-continuously differentiable path, acceleration paths of the movement can also be provided, which lead to an increase in the local filament density in the vicinity of the non-differentiable points. In general, without limitation to the illustrated embodiment, therefore, the density of filamentous damage, or the number of these damages per
  • Length unit along the dividing line 12 can be varied. This variation can in particular, as in the present embodiment, be such that the density in the range of
  • Glass ceramic element 2 is traversed with a movement device 17, it can come in such abrupt changes of direction to vibrations, so that the dividing line 12 as shown deviates from the intended course 13. In particular, there is a damped oscillation of the parting line 12 around the intended course 13. As already explained, the glass or glass ceramic element 2 can now be moved relative to the movement device 17 with the movement device 17
  • Ultra short pulse laser 10 are moved during the irradiation of the laser beam 7, so that the point of incidence 71 of the laser beam 7 is guided along a predetermined path forming the parting line 12, which is formed by the superimposition of the set by means of the adjusting device 9 and the movement means 17 positions. This can be done here so that by means of the lens movement device 9, a beam deflection is imposed, which has an opposite oscillation, so that the actual parting line 12 coincides with the intended course 13.
  • the dividing line 12 ends at the edge of the glass or glass ceramic element 2.
  • a closed dividing line 12 with the point of impact 71 of the laser beam 7 is traversed.
  • an opening shaped according to the shape of the parting line 12 can be prepared by cutting.
  • Fig. 10 shows schematically an example of a typical application of the invention.
  • a disc-shaped glass or glass ceramic element 2 in which a plurality of dividing lines 12 are inserted in the form of closed curves. Becomes a
  • circular dividing lines 12 are particularly suitable.
  • the respective inner part has already been separated, so that openings 20 are obtained.
  • a separation along the parting line 12 may be followed by etching include the inserted filamentous damage 6.
  • Wet or dry chemical etching processes come into consideration.
  • the etching process proceeds faster along the filaments than at the surface of the glass, so that widening channels are created in the course of the etching.
  • the channels generated along the damage 6 connect, so that a gap running along the parting line 12 is created. In a closed dividing line 12, this gap is correspondingly annular and allows the detachment of the inner part.
  • a glass or glass ceramic element 2 as shown in FIG. 10 can also do this with a
  • Embodiment of the method according to the invention are made, in which with a moving mechanism 17 during the writing of the closed dividing line 12 by deflecting the laser beam 7 with a movement of the lens 4, the glass or
  • Glass ceramic element 2 is moved relative to the ultrashort pulse laser 10. This is the
  • Fig. 11 shows an example in the form of velocity-time diagrams.
  • the upper diagram represents the movement in the x-direction, the lower in the y-direction perpendicular to the x-direction.
  • the moving means 17 moves the glass or
  • the predetermined dividing line 12 in this example is different from that shown in Fig. 10, not circular, but square.
  • the laser beam performs a movement counter to the direction of movement of the glass or glass ceramic element 2.
  • the point of impact thus moves counter to the direction that this is impressed by the movement device 17.
  • this movement is compensated.
  • the impact point 71 thus remains stationary in the x direction.
  • the lens movement device 9 moves the laser beam perpendicular to the direction of movement of the movement device 17.
  • a slower movement occurs colinearly to the movement direction of the movement device 17.
  • the point of impact is returned to the y direction, wherein in the x-direction again the movement of the moving means 17 is being compensated.
  • the enrolled path closes.
  • the lens movement device 9 is set up to be able to move the impact point 71 of the laser beam 7 on the glass or glass ceramic element 2 faster than the relative speed of the glass. or glass ceramic element 2 with respect to the ultrashort pulse laser 10, so that the impact point 71 can be moved counter to the movement of the glass or glass ceramic element 2 exerted by the movement device 17.
  • the laser emission may be based on the speed of the movement. According to one embodiment of the invention, it is therefore provided that the laser emission is synchronized with the position of the impact point 71 or its speed.
  • the synchronization can be controlled by the appropriately configured computing device 15. Even with changes in direction, such as in curved paths or corners, as in the example of FIG. 9, a variable density of filaments along the contour is advantageous, as well as when approaching start and end points of a contour.
  • the synchronization of the laser emission with the movement or position of the impact point further includes not only turning on or off the laser emission. Rather, other laser parameters, such as the repetition rate of the bursts, their energy or the number of pulses of a burst can be synchronized.
  • Another example is the insertion of short auxiliary cuts, in which the impact point is moved back to a point after the departure of the dividing line, from which the path is continued.
  • the laser emission can be switched off when driving back.
  • the invention makes it possible to produce many small openings in disc-shaped glass or glass ceramic elements 2 quickly and economically.
  • a correspondingly machined glass or glass ceramic element is suitable, inter alia, for applications in microfluidics or in microelectronics.
  • a so-called interposer made of glass can be produced. This is an insulating substrate through which
  • the interposer thus serves, for example, as a support and for the redistribution of contacts of a chip. It will be apparent to those skilled in the art that the invention is not limited to the specific ones
  • a lens movement device 9 can be provided, which comprises both an arrangement according to FIG. 2, as well as according to FIG. 3. This can be offered, for example, to realize an embodiment similar to FIG. 11.
  • a first, linear lens movement device 9 can be provided, which compensates for the movement of the glass or glass ceramic element 2. With the eccentric rotation according to the embodiment shown in Fig. 3 then a circular dividing line is traversed.
  • dividing lines 12 can be made.
  • Auxiliary cuts for special geometries or outer contours are also possible, in which the simultaneous movement of the lens and the material makes it possible to produce filaments along a predetermined path. An example of this is shown in Fig. 12.
  • Glass ceramic element 2 has an outer contour 24 which is substantially circular.
  • the outer contour 24 additionally has a fine structure in the form of teeth 25.
  • Such a contour can be produced by traversing the outer contour by means of the movement device 17, while by means of the lens movement device 9 a deflection of the laser beam is superimposed, which imprints the fine structure on the parting line.
  • a dividing line can be produced by superimposing a deflection of the laser beam 7 generated by the lens movement on a relative movement between glass or glass ceramic element 2 and ultrashort pulse laser.
  • a plurality of glasses are in principle suitable. Preference is given to lithium aluminosilicate glasses, lithium aluminosilicate glass ceramics, soda lime glasses, borosilicate glasses, aluminosilicate glasses and alkali metal aluminosilicate glasses.
  • the substrate may be a lithium aluminosilicate glass having the following composition (in weight%):
  • coloring oxides may be added, such as Nd 2Ü 3, Fe 2Ü 3, CoO, NiO, V 2 O 5, MnO 2 , TioO 2 , CuO, CeO 2 , Cr 2 O 3 , 0-2% by weight As 2 O 3 , Sb 2 0 3 , SnO 2 , S0 3 , Cl, F and / or CeO2 may be added as refining agents, and 0-5% by weight of rare earth oxides may also be added to introduce magnetic, photonic or optical functions into the glass sheet or plate, and the Total amount of the total composition is 100% by weight.
  • a material of the above composition may have a thermal expansion coefficient between 3-10 6 K 1 and K-1 6-10- 6 or between 3.3-10- 6 K 1 and K 5.7-10- 6.
  • the lithium aluminosilicate glass preferably has the following composition (in% by weight):
  • coloring oxides may be added, such as Nd 2Ü 3, Fe 2Ü 3, CoO, NiO, V2O5, MnO 2 , TiO 2 , CuO, CeO 2 , Cr 2 O 3 , 0-2% by weight of As 2 O 3 , Sb 2 0 3 , Sn0 2 , S0 3 , Cl, F and / or CeO 2 may be added as refining agents, and 0-5% by weight of rare earth oxides may also be added to introduce magnetic, photonic or optical functions into the glass sheet or plate, and the total amount of the total composition is 100% by weight.
  • coloring oxides may be added, such as Nd 2Ü 3, Fe 2Ü 3, CoO, NiO, V2O5, MnO 2 , TiO 2 , CuO, CeO 2 , Cr 2 O 3 , 0-2% by weight of As 2 O 3 , Sb 2 0 3 , Sn0 2 , S0 3 , Cl, F and / or CeO 2 may be added as refining agents, and
  • a material of the aforementioned composition has a thermal expansion coefficient between 4.5-10 "6 K- 1 and 6-10 6 K- 1 or between 4J6-10" 6 K- 1 and 5,7-10- 6 K- 1 exhibit.
  • the lithium aluminosilicate glass more preferably has the following
  • composition (in% by weight) on:
  • coloring oxides may be added, such as Nd 2Ü 3, Fe 2Ü 3, CoO, NiO, V2O5, MnO 2 , TiO 2 , CuO, CeO 2 , Cr 2 O 3 , 0-2% by weight of As 2 O 3 , Sb 2 0 3 , SnO 2 , SO 3 , Cl, F and / or CeO 2 may be added as refining agents and may be added as refining agents, and 0-5% by weight of rare earth oxides may also be added to impart magnetic, photonic or optical functions to the refining agents Glass sheet or plate, and the total amount of the total composition is 100% by weight.
  • coloring oxides may be added, such as Nd 2Ü 3, Fe 2Ü 3, CoO, NiO, V2O5, MnO 2 , TiO 2 , CuO, CeO 2 , Cr 2 O 3 , 0-2% by weight of As 2 O 3 , Sb 2 0 3 , SnO 2 , SO 3 , Cl, F and / or CeO 2
  • a material of the above composition may have a thermal expansion coefficient between 4-10 6 K- 1 and 8-10 6 K- 1, or between 5 ⁇ 6 10 K-1 and K 7-10- 6 '1. It can also be a corresponding glass ceramic may be provided which has a thermal expansion coefficient between -0.068-10- 6 K- 1 and 1, 16-10 6 K- 1 .
  • the substrate may be a soda lime glass having the following composition (in weight percent):
  • coloring oxides may be added, such as Nd 2Ü 3, Fe 2Ü 3, CoO, NiO, V2O5, MnO 2 , TiO 2 , CuO, CeO 2 , Cr 2 O 3 , 0-2% by weight of As 2 O 3 , Sb 2 0 3 , Sn0 2 , S0 3 , Cl, F and / or CeO 2 may be added as refining agents, and 0-5% by weight of rare earth oxides may also be added to introduce magnetic, photonic or optical functions into the glass sheet or plate, and the total amount of the total composition is 100% by weight.
  • a material of the aforementioned composition may * 10 have a coefficient of thermal expansion between 5.25 to 10 6 K 1 and 10 6 K- 1 or between 5.53-10- 6 K 1 and K 9.77-10- 6.
  • the soda-lime glass preferably has the following composition (in% by weight):
  • coloring oxides may be added, such as Nd 2Ü 3, Fe 2Ü 3, CoO, NiO, V2O5, MnO 2 , TiO 2 , CuO, CeO 2 , Cr 2 O 3 , 0-2% by weight of As 2 O 3 , Sb 2 0 3 , Sn0 2 , S0 3 , Cl, F and / or CeO 2 may be added as refining agents, and 0-5% by weight of rare earth oxides may also be added to introduce magnetic, photonic or optical functions into the glass sheet or plate, and the total amount of the total composition is 100% by weight.
  • coloring oxides may be added, such as Nd 2Ü 3, Fe 2Ü 3, CoO, NiO, V2O5, MnO 2 , TiO 2 , CuO, CeO 2 , Cr 2 O 3 , 0-2% by weight of As 2 O 3 , Sb 2 0 3 , Sn0 2 , S0 3 , Cl, F and / or CeO 2 may be added as refining agents, and
  • a material of the above composition may have a thermal expansion coefficient between 4.5-10- 6 K- 1 and 11 -10 6 K-1 or between 4.94 to 10 6 K 1 and K 10.25-10- 6.
  • the soda lime glass more preferably has the following composition (in weight percent):
  • composition (% by weight)
  • coloring oxides may be added, such as Nd 2Ü 3, Fe 2Ü 3, CoO, NiO, V2O5, MnO 2 , TiO 2 , CuO, CeO 2 , Cr 2 O 3 , 0-2% by weight of As 2 O 3 , Sb 2 0 3 , Sn0 2 , S0 3 , Cl, F and / or CeO 2 may be added as refining agents, and 0-5% by weight of rare earth oxides may also be added to introduce magnetic, photonic or optical functions into the glass sheet or plate, and the total amount of the total composition is 100% by weight.
  • coloring oxides may be added, such as Nd 2Ü 3, Fe 2Ü 3, CoO, NiO, V2O5, MnO 2 , TiO 2 , CuO, CeO 2 , Cr 2 O 3 , 0-2% by weight of As 2 O 3 , Sb 2 0 3 , Sn0 2 , S0 3 , Cl, F and / or CeO 2 may be added as refining agents, and
  • a material of the above composition may have a thermal expansion coefficient between 4.5-10- 6 K- 1 and 11 -10 6 K-1, or between 4.93-10- 6 K- 1 and 10.25 -10- 6 K- 1 ,
  • the substrate is a borosilicate glass having the following composition (in weight percent):
  • coloring oxides may be added, such as Nd 2 O 3, Fe 2 O 3, CoO,
  • NiO, V2O5, Mn0 2 , T1O2, CuO, Ce0 2 , Cr 2 0 3 , 0-2 wt% As 2 0 3 , Sb 2 0 3 , Sn0 2 , S0 3 , Cl, F and / or CeO 2 may be added as refining agents, and 0-5% by weight of rare earth oxides may also be added to provide magnetic, photonic or optical functions to introduce the glass sheet or plate, and the total amount of the total composition is 100% by weight.
  • a material of the above composition may have a thermal expansion coefficient between 2,75-10- 6 K- 1 and 10-10 6 K 1 or K 6 3.0-10- between 1 and 9.01 -10 6 K.
  • the borosilicate glass more preferably has the following composition (in weight percent):
  • coloring oxides may be added, such as Nd 2 O 3, Fe 2 O 3, CoO,
  • NiO, V2O5, Mn0 2 , T1O2, CuO, Ce0 2 , Cr 2 0 3 , 0-2 wt% As 2 0 3 , Sb 2 0 3 , Sn0 2 , S0 3 , Cl, F and / or CeO 2 may be added as a refining agent, and 0-5% by weight of rare earth oxides may also be added to introduce magnetic, photonic or optical functions into the glass sheet or plate, and the total amount of the total composition is 100% by weight.
  • a material of the above composition may have a thermal expansion coefficient between 2.5-10- 6 K- 1 and 8-10 6 K- 1 or between 2.8-10- 6 K 1 and K 7.5-10- 6.
  • the borosilicate glass more preferably has the following composition (in weight percent):
  • composition (% by weight)
  • coloring oxides may be added, such as Nd 2Ü 3, Fe 2Ü 3, CoO, NiO, V2O5, MnO 2 , TiO 2 , CuO, CeO 2 , Cr 2 O 3 , 0-2% by weight of As 2 O 3 , Sb 2 0 3 , Sn0 2 , S0 3 , Cl, F and / or CeO 2 may be added as refining agents, and 0-5% by weight of rare earth oxides may also be added to introduce magnetic, photonic or optical functions into the glass sheet or plate, and the total amount of the total composition is 100% by weight.
  • coloring oxides may be added, such as Nd 2Ü 3, Fe 2Ü 3, CoO, NiO, V2O5, MnO 2 , TiO 2 , CuO, CeO 2 , Cr 2 O 3 , 0-2% by weight of As 2 O 3 , Sb 2 0 3 , Sn0 2 , S0 3 , Cl, F and / or CeO 2 may be added as refining agents, and
  • a material of the aforementioned composition may have a coefficient of thermal expansion between 3.0-10 "6 K 1 and 8-10 6 K 1 or between 3.18-10 6 K 1 and 7.5-10 6 K -1 .
  • the substrate is an alkali metal aluminosilicate glass having the following composition (in weight percent):
  • coloring oxides may be added, such as Nd 2 O 3, Fe 2 O 3, CoO,
  • NiO, V 2 O 5, MnO 2 , TIO 2 , CuO, CeO 2 , Cr 2 O 3 , 0-2 wt% As 2 O 3 , Sb 2 O 3 , SnO 2 , SO 3 , Cl, F and / or CeO 2 as refining agent, and 0 to 5% by weight of rare earth oxides may also be added to introduce magnetic, photonic or optical functions into the glass sheet or plate, and the total amount of the total composition is 100% by weight.
  • a material of the above composition may have a thermal expansion coefficient between 3.0-10- 6 K- 1 and 11 -10 6 K-1, or between 3.3-10- 6 K 1 and K 6 10-10.
  • the alkali metal aluminosilicate glass more preferably has the following
  • composition (in% by weight) on:
  • coloring oxides may be added, such as Nd 2Ü 3, Fe 2Ü 3, CoO, NiO, V2O5, MnO 2 , TiO 2 , CuO, CeO 2 , Cr 2 O 3 , 0-2% by weight of As 2 O 3 , Sb 2 0 3 , Sn0 2 , S0 3 , Cl, F and / or CeO 2 may be added as refining agents, and 0-5% by weight of rare earth oxides may also be added to introduce magnetic, photonic or optical functions into the glass sheet or plate, and the total amount of the total composition is 100% by weight.
  • coloring oxides may be added, such as Nd 2Ü 3, Fe 2Ü 3, CoO, NiO, V2O5, MnO 2 , TiO 2 , CuO, CeO 2 , Cr 2 O 3 , 0-2% by weight of As 2 O 3 , Sb 2 0 3 , Sn0 2 , S0 3 , Cl, F and / or CeO 2 may be added as refining agents, and
  • a material of the above composition may have a thermal expansion coefficient between 3J5-10- 6 K- 1 and 11 -10 6 K-1, or between 3.99-10 "6 K- 1 and 10,22-10- 6 K- 1 ,
  • the alkali aluminosilicate glass more preferably has the following composition
  • coloring oxides may be added, such as Nd 2Ü 3, Fe 2Ü 3, CoO, NiO, V2O5, MnO 2 , TiO 2 , CuO, CeO 2 , Cr 2 O 3 , 0-2% by weight of As 2 O 3 , Sb 2 0 3 , Sn0 2 , S0 3 , Cl, F and / or CeO 2 may be added as refining agents, and 0-5% by weight of rare earth oxides may also be added to introduce magnetic, photonic or optical functions into the glass sheet or plate, and the total amount of the total composition is 100% by weight.
  • coloring oxides may be added, such as Nd 2Ü 3, Fe 2Ü 3, CoO, NiO, V2O5, MnO 2 , TiO 2 , CuO, CeO 2 , Cr 2 O 3 , 0-2% by weight of As 2 O 3 , Sb 2 0 3 , Sn0 2 , S0 3 , Cl, F and / or CeO 2 may be added as refining agents, and
  • a material of the above composition may have a thermal expansion coefficient between 4.0-10 "6 K- 1 and 10-10 6 K- 1, or between 4.5-10" 6 K- 1 and 9.08-10- 6 K- ,
  • the substrate is a low aluminosilicate glass
  • coloring oxides may be added, such as Nd 2 O 3, Fe 2 O 3, CoO,
  • a material of the aforementioned composition has a thermal expansion coefficient between 2.5-10 "6 K- 1 and 7-10 6 K- 1 or between 2.8 to 10" 6 K 1 and K 6,5-10- 6 - 1 have.
  • the low alkali aluminosilicate glass more preferably has the following composition (in weight percent):
  • coloring oxides may be added, such as Nd 2Ü 3, Fe 2Ü 3, CoO, NiO, V2O5, MnO 2 , TiO 2 , CuO, CeO 2 , Cr 2 O 3 , 0-2% by weight of As 2 O 3 , Sb 2 0 3 , Sn0 2 , S0 3 , Cl, F and / or CeO 2 may be added as refining agents, and 0-5% by weight of rare earth oxides may also be added to introduce magnetic, photonic or optical functions into the glass sheet or plate, and the total amount of the total composition is 100% by weight.
  • coloring oxides may be added, such as Nd 2Ü 3, Fe 2Ü 3, CoO, NiO, V2O5, MnO 2 , TiO 2 , CuO, CeO 2 , Cr 2 O 3 , 0-2% by weight of As 2 O 3 , Sb 2 0 3 , Sn0 2 , S0 3 , Cl, F and / or CeO 2 may be added as refining agents, and
  • a material of the aforementioned composition has a thermal expansion coefficient between 2.5-10 "6 K- 1 and 7-10 6 K- 1 or between 2.8 to 10" 6 K 1 and K 6,5-10- 6 - 1 have.
  • the low alkali aluminosilicate glass more preferably has the following composition (in weight percent):
  • coloring oxides may be added, such as Nd 2Ü 3, Fe 2Ü 3, CoO, NiO, V2O5, MnO 2 , TiO 2 , CuO, CeO 2 , Cr 2 O 3 , 0-2% by weight of As 2 O 3 , Sb 2 0 3 , Sn0 2 , S0 3 , Cl, F and / or CeO 2 may be added as refining agents, and 0-5% by weight of rare earth oxides may also be added to introduce magnetic, photonic or optical functions into the glass sheet or plate, and the total amount of the total composition is 100% by weight.
  • coloring oxides may be added, such as Nd 2Ü 3, Fe 2Ü 3, CoO, NiO, V2O5, MnO 2 , TiO 2 , CuO, CeO 2 , Cr 2 O 3 , 0-2% by weight of As 2 O 3 , Sb 2 0 3 , Sn0 2 , S0 3 , Cl, F and / or CeO 2 may be added as refining agents, and
  • a material of the aforementioned composition has a thermal expansion coefficient between 2.5-10 "6 K- 1 and 7-10 6 K- 1 or between 2.8 to 10" 6 K 1 and K 6,5-10- 6 - 1 have.
  • thin glass or glass ceramic elements are furthermore particularly suitable.
  • the glass or glass ceramic elements are furthermore particularly suitable.
  • the glass or glass ceramic elements are provided according to an embodiment of the invention that the glass or
  • Glass ceramic element 2 a thickness of less than 3000 ⁇ , preferably of less than 2500 ⁇ , preferably of less than 1500 ⁇ , more preferably of less than 500 ⁇ and preferably of at least 3 ⁇ , preferably of at least 50 ⁇ , more preferably of at least 150 ⁇ .
  • Preferred thicknesses are 5, 10, 15, 25, 30, 35, 50, 55, 70, 80, 100, 130, 145, 160, 190, 210 or 280 ⁇
  • the glass or glass ceramic element 2 as thin glass ribbon or as Glass film to be formed.

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Abstract

The problem addressed by the invention is that of providing a device and a method with which break initation lines can be scribed into an element to be worked, as rapidly and true to specifications as possible, by means of a laser. To this end, a device (1) for laser-working a glass element or glass-ceramic element (2) is provided, comprising: - an ultrashort pulse laser (10), - a focussing optical system (3) to concentrate the laser beam (7) of the ultrashort pulse laser (10) to an elongated focus, the pulse power of the ultrashort pulse laser (10) being sufficient to produce filamentous damaged regions (6) inside the glass or glass-ceramic by means of the laser pulses focussed in the glass or glass-ceramic, the focussing optical system (3) comprising a lens (4) arranged in the beam path of the ultrashort pulse laser (10). A lens movement device (9) is provided, by means of which the lens (4) can be moved transversely to the beam direction (70) so that the position of the optical axis (40) of the lens (4) can be changed relative to the position of the laser beam (7). A change in position relative to the laser beam (7) shifts the incident point (71) of the laser beam on the glass element or glass-ceramic element (2) so that the incident point (71) of the laser beam (7) can be guided along a predefined path forming a break initiation line (12) by moving the lens (4).

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Bearbeitung von Glas- oder Glaskeramikelementen mittels eines Lasers  Apparatus and method for processing glass or glass ceramic elements by means of a laser
Beschreibung description
Die Erfindung betrifft allgemein die Bearbeitung von Glas- oder Glaskeramikteilen.  The invention generally relates to the processing of glass or glass ceramic parts.
Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Auftrennen von Glasoder Glaskeramikelementen, um Teile von den Elementen abzutrennen. In particular, the invention relates to a method and apparatus for separating glass or glass ceramic elements to separate parts from the elements.
Prinzipiell ist die Filamentation bekannt, dabei wird eine Schädigung ins Glas eingebracht, das besondere ist das diese nicht punktförmig ist wie z.B. bei Stealthdicing sondern durch spezielle Optiken linienförmig entlang der Schnittkante. Setzt man nun mehrere  In principle, the filamentation is known, while a damage is introduced into the glass, the particular is that this is not punctiform, such. with stealth dicing but through special optics line along the cutting edge. Now set several
Schädigungen aneinander erhält man eine Trennlinie an der man das Glas durch Einbringung von Spannung trennen kann. Damage to each other results in a dividing line where the glass can be separated by introducing tension.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Vorrichtungen zum Herstellen von Trennlinien durch intensive Laserstrahlen bekannt. Dabei wird im Glas entlang des Laserstrahls durch ultrakurze hochintensive Laserpulse ein Plasma erzeugt, welches eine filamentförmige Schädigung im Material bewirkt. Der Laserstrahl wird entlang einer vorgesehenen Spur bewegt, so dass nebeneinanderliegende Schädigungsspuren eingefügt werden. Das Glasteil kann dann an dieser Spur aufgetrennt werden.  From the prior art, various devices for producing dividing lines by intensive laser beams are known. In this case, a plasma is generated in the glass along the laser beam by ultrashort high-intensity laser pulses, which causes a filament-shaped damage in the material. The laser beam is moved along an intended track, so that adjacent damage tracks are inserted. The glass part can then be separated on this track.
Verfahren zur Herstellung von filamentförmigen Schädigungen zur Trennvorbereitung sind beispielsweise aus der WO 2012/006736 A2 und DE 10 2012 110 971 A1 bekannt.  Processes for producing filamentous damage for release preparation are known, for example, from WO 2012/006736 A2 and DE 10 2012 110 971 A1.
Die EP 2 781 296 A1 beschreibt weiterhin ein Verfahren zum Herstellen von  EP 2 781 296 A1 further describes a method for producing
Innenkonturen, wobei in einem Konturdefinitionsschritt mittels eines über das Substrat geführten Laserstrahls entlang einer die zu erzeugende Kontur kennzeichnende Konturlinie im Inner contours, wherein in a contour definition step by means of a guided over the substrate laser beam along a contour of the contour to be generated in the
Substratmaterial eine Vielzahl einzelner Zonen innerer Schädigungen erzeugt wird. In einem nach dem Konturdefinitionsschritt durchgeführten Materialabtrags- oder Verformungsschritt wird dann Substratmaterial durch plastische Verformung oder Materialabtrag herausgelöst, beziehungsweise abgelöst. Substrate material a plurality of individual zones of internal damage is generated. Substrate material is then removed or removed by plastic deformation or material removal in a material removal or deformation step carried out after the contour definition step.
Vielfach werden spezielle Optiken eingesetzt, um einen linienförmigen Fokus zur Erzeugung der langgestreckten Schädigungszonen zu formen. Insbesondere ist ein Axikon oder eine Optik mit gezielter sphärischer Aberration zur Formung von Brennlinien, beziehungsweise eines linienförmigen Fokus geeignet. Die speziellen Optiken sind derzeit nur als Festoptiken verfügbar. Zur Bearbeitung wird das zu bearbeitende Substrat dabei unter der Optik bewegt. Bei hohen Geschwindigkeiten im Bereich bis zu 2m/s kann es bei Geometrien mit kleinsten Radien allerdings zu Problemen kommen, da die Achsen die hohe Masse des Substrats nicht mit den hohen Geschwindigkeiten und den dadurch nötigen Beschleunigungen geometrietreu bewegen können. Dies ist vor allem für Radien kleiner 10mm, besonders bei Radien kleiner als 1 mm der Fall. In many cases special optics are used to form a linear focus for producing the elongate zones of damage. In particular, an axicon or optics with a targeted spherical aberration is suitable for shaping focal lines or a linear focus. The special optics are currently only as fixed optics available. For processing, the substrate to be processed is moved under the optics. At high speeds in the range of up to 2m / s, however, problems can arise in the case of geometries with the smallest radii, since the axes can not move the high mass of the substrate with high speeds and the necessary accelerations in a geometrically reliable manner. This is especially the case for radii smaller than 10mm, especially for radii smaller than 1 mm.
Eine Weiterentwicklung gerade für Substrate mit hohen Massen, sind hierbei  A further development, especially for substrates with high masses, are here
Portalsysteme, dabei wird nicht das Substrat unter der Optik sondern die Optik über das Substrat bewegt. Durch die geringere Masse lassen sich so auch kleinere Radien 4-1 Omm mit höheren Geschwindigkeiten geometrietreu herstellen. Jedoch ist hier die zu beschleunigende Masse relativ hoch und dies reicht nicht aus um kleinste Radien <1 mm geometrietreu herzustellen. Nachteil ist hierbei, das der Strahlweg nicht starr aufgebaut ist, was leicht zur Dejustage führen kann. Des Weiteren ändert sich die Länge des Strahlwegs wodurch Strahldurchmesser und Delays beeinflusst werden. Portal systems, not the substrate under the optics but the optics is moved over the substrate. As a result of the lower mass, even smaller radii 4-1 Omm can be manufactured with higher speeds and with the correct geometry. However, here is the mass to be accelerated relatively high and this is not enough to produce smallest radii <1 mm geometrically true. Disadvantage here is that the beam path is not rigid, which can easily lead to misalignment. Furthermore, the length of the beam path changes, which affects beam diameter and delays.
Aus der JP 2016/105178 ist eine Laserbearbeitungsvorrichtung bekannt, bei welcher ein From JP 2016/105178 a laser processing apparatus is known in which a
Paar von Keilprismen vorgesehen ist, um den Laserstrahl abzulenken. Mittels der Prismen wird der Strahl so abgelenkt, dass der Einfallswinkel bei festgehaltenem Fokus variiert werden kann. Mithin handelt es sich hier um eine sogenannte Trepanieroptik, bei welcher der Laserstrahl um einen Taumelpunkt präzessiert werden kann. Mittels dieser Optik kann dann durch Einstellung des Winkels des Strahls zur Werkstück-Normale die Neigung der mit dem Laser erzeugtenPair of wedge prisms is provided to deflect the laser beam. By means of the prisms, the beam is deflected so that the angle of incidence can be varied while the focus is fixed. Thus, this is a so-called Trepanieroptik, in which the laser beam can be precessed by a tumbling point. By means of this optics can then by adjusting the angle of the beam to the workpiece normal, the inclination of the generated by the laser
Schnittfläche eingestellt werden. Um den Fokus entlang einer vorgesehenen Trennlinie zu führen, wird aber wiederum das Werkstück bewegt, mit dem oben genannten Nachteil der hohen zu bewegenden Masse. Cut surface can be adjusted. In order to guide the focus along an intended dividing line, however, the workpiece is again moved, with the above-mentioned disadvantage of the high mass to be moved.
Der Erfindung liegt mithin die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, mit dem schnell und möglichst vorgabentreu Trennlinien mittels eines Lasers in ein zu bearbeitendes Element eingeschrieben werden können.  The invention is therefore based on the object to provide a device and a method with which dividing lines can be written by means of a laser into an element to be processed quickly and as accurately as possible.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst.  This object is solved by the subject matter of the independent claims.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen angegeben. Advantageous developments of the invention are specified in the respective dependent claims.
Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass bei der Filamentierung je nach  The invention is based on the recognition that in the filamentation depending on
Strahldurchmesser und verwendeter Linse eine Ablenkung des Laserstrahls durch Positionierung der Linse ohne merkliche Beeinflussung der Qualität der erzeugten Filamente möglich ist. Demgemäß sieht die Erfindung eine Vorrichtung zur Laserbearbeitung eines Glas- oder Beam diameter and lens used a deflection of the laser beam by positioning the lens is possible without significantly affecting the quality of the filaments produced. Accordingly, the invention provides a device for laser processing of a glass or
Glaskeramikelements vor, umfassend: Glass ceramic element comprising:
- einen Ultrakurzpulslaser,  an ultrashort pulse laser,
- eine Fokussierungsoptik, um den Laserstrahl des Ultrakurzpulslasers zu einem langgezogenen Fokus zu konzentrieren, und durch die mit der in Glas oder Glaskeramik fokussierten Laserpulse filamentförmige Schädigungen innerhalb des Glases oder der  - Focusing optics to focus the laser beam of the ultrashort pulse laser to a long focus, and by the focused in glass or glass ceramic laser pulses filamentous damage within the glass or the
Glaskeramik zu erzeugen, wobei die Fokussierungsoptik To produce glass ceramic, wherein the focusing optics
- eine im Strahlengang des Ultrakurzpulslasers angeordnete Linse umfasst. Mit einer Linsenbewegungs-Einrichtung ist die Linse quer zur Strahlrichtung bewegbar, so dass die Lage der optischen Achse der Linse relativ zur Lage des Laserstrahls veränderbar ist. Die Linse ist so geformt, dass eine Bewegung der Linse relativ zum Laserstrahl den Laserstrahl ablenkt und damit den Auftreffpunkt des Laserstrahls auf dem Glas- oder Glaskeramikelement verschiebt, so dass durch Bewegung der Linse der Auftreffpunkt des Laserstrahls entlang eines eine Trennlinie bildenden vorgegebenen Pfades führbar ist.  a lens arranged in the beam path of the ultrashort pulse laser. With a lens movement device, the lens is movable transversely to the beam direction, so that the position of the optical axis of the lens relative to the position of the laser beam is variable. The lens is shaped so that a movement of the lens relative to the laser beam deflects the laser beam and thus shifts the point of impact of the laser beam on the glass or glass ceramic element, so that the impact point of the laser beam along a line forming a parting line can be guided by movement of the lens ,
Um das Einfügen der filamentförmigen Schädigungen zu ermöglichen, wird ein  To allow insertion of filamentous damage, a
Ultrakurzpulslaser mit entsprechend hoher Pulsleistung gewählt.  Ultra short pulse laser with correspondingly high pulse power selected.
Besonders bevorzugt weist die Linse, mit der der Laserstrahl abgelenkt wird, eine positive Brennweite auf, ist also eine Sammellinse, so dass diese Linse ohne weitere  Particularly preferably, the lens, with which the laser beam is deflected, has a positive focal length, that is, a converging lens, so that this lens without further
fokussierende Linse den Laserstrahl in einem Fokus konzentrieren kann. Focusing lens can focus the laser beam in one focus.
Ein mit der Vorrichtung ausführbares erfindungsgemäßes Verfahren zur  An executable with the device inventive method for
Laserbearbeitung eines Glas- oder Glaskeramikelements basiert darauf, dass  Laser processing of a glass or glass ceramic element is based on that
- mit der Fokussierungsoptik der Laserstrahl des Ultrakurzpulslasers zu einem langgezogenen Fokus im Glas- oder Glaskeramikelement konzentriert wird, wobei  - Focused with the focusing optics of the laser beam of the ultrashort pulse laser to a long focus in the glass or glass ceramic element, wherein
- eine Pulsleistung des Ultrakurzpulslasers eingestellt wird, die ausreicht, um durch die mit der in Glas oder Glaskeramik fokussierten Laserpulse filamentförmige, beziehungsweise langgestreckte - A pulse power of the ultrashort pulse laser is set, which is sufficient to filament-shaped or elongated by the focused in glass or glass ceramic laser pulses
Schädigungen innerhalb des Glases oder der Glaskeramik zu erzeugen, wobei die To produce damage within the glass or the glass-ceramic, wherein the
Fokussierungsoptik eine im Strahlengang des Ultrakurzpulslasers angeordnete Linse umfasst. Focusing optics comprises a lens arranged in the beam path of the ultrashort pulse laser.
Mit der Erfindung lässt sich der Auftreffpunkt des Laserstrahls durch Änderung der Position der Linse gegenüber der Strahlposition in einfacher Weise einstellen. So ist zum Beispiel bei einem Strahldurchmesser von 12 mm und einer Bikonvexlinse mit einem Durchmesser von 16 mm eine Strahlablenkung von +-1 mm möglich, ohne eine signifikante Verschlechterung der Strahlgeometrie oder der Maximalintensität in Kauf nehmen zu müssen. Mittels der Linsenbewegungs-Einrichtung wird die Linse während des Betriebs des Ultrakurzpulslasers, also während dieser einen Laserstrahl abgibt, quer zur Strahlrichtung bewegt, so dass die Lage der optischen Achse der Linse relativ zur Lage des Laserstrahls verändert wird. Die Linse so geformt ist, dass die Bewegung der Linse relativ zum Laserstrahl den Laserstrahl ablenkt und damit den Auftreffpunkt des Laserstrahls auf dem Glas- oderWith the invention, the point of impact of the laser beam can be easily adjusted by changing the position of the lens relative to the beam position. For example, with a beam diameter of 12 mm and a biconvex lens with a diameter of 16 mm, a beam deflection of + -1 mm is possible without having to accept a significant deterioration of the beam geometry or the maximum intensity. By means of the lens movement device, the lens is moved transversely to the beam direction during the operation of the ultrashort pulse laser, that is, while it emits a laser beam, so that the position of the optical axis of the lens is changed relative to the position of the laser beam. The lens is shaped so that the movement of the lens relative to the laser beam deflects the laser beam and thus the point of impact of the laser beam on the glass or
Glaskeramikelement verschiebt, wobei der Auftreffpunkt unter Bewegung der Linse entlang des die Trennlinie bildenden vorgegebenen Pfades geführt wird. Glass ceramic element shifts, wherein the impact point is guided with movement of the lens along the predetermined path forming the parting line.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, wie die Bewegung des Laserstrahls über die Oberfläche gesteuert wird. Gemäß einer Ausführungsform ist eine Recheneinrichtung vorgesehen, welche dazu eingerichtet ist, sukzessive Steuersignale an die Linsenbewegungs- Einrichtung abzugeben, so dass durch die von der Linsenbewegungs-Einrichtung ausgeübte Bewegung der Linse quer zur Strahlrichtung der Auftreffpunkt des Laserstrahls entlang eines eine Trennlinie bildenden vorgegebenen Pfades geführt wird. Besonders bevorzugt wird also die Bewegung des Laserstrahls über das Glas- oder Glaskeramikelement durch einen Rechner gesteuert.  There are several ways in which the movement of the laser beam across the surface is controlled. According to one embodiment, a computing device is provided which is adapted to deliver successive control signals to the lens movement device, so that guided by the lens movement means movement of the lens transversely to the beam direction of the impact point of the laser beam along a predetermined path forming a parting line becomes. Thus, the movement of the laser beam over the glass or glass ceramic element is particularly preferably controlled by a computer.
Um größere Bewegungen zu ermöglichen, kann mit einer Bewegungseinrichtung das Glas- oder Glaskeramikelement relativ zum Ultrakurzpulslaser während des Einstrahlens des Laserstrahls bewegt werden, so dass der Auftreffpunkt des Laserstrahls entlang eines die Trennlinie bildenden vorgegebenen Pfades geführt wird, der durch die Überlagerung der mittels der Stelleinrichtung und der Bewegungseinrichtung eingestellten Positionen gebildet wird. Auch kann ein intermittierender Betrieb vorgesehen werden, bei dem mittels der Bewegungseinrichtung bestimmte Positionen auf dem Glas- oder Glaskeramikelement angefahren werden, an denen dann mittels der erfindungsgemäßen Linsenbewegung die Trennlinie abgefahren wird.  To enable larger movements, the glass or glass ceramic element can be moved relative to the ultrashort pulse laser during the irradiation of the laser beam with a movement device, so that the point of impact of the laser beam is guided along a predetermined path forming the separation line, which by the superimposition of the means of the adjusting device and the moving means set positions is formed. Also, an intermittent operation can be provided in which by means of the movement means certain positions are approached on the glass or glass ceramic element, at which then the separation line is traversed by means of the lens movement according to the invention.
Die Erfindung wird nachfolgend genauer anhand der beigeschlossenen Figuren näher erläutert. Es zeigen:  The invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying figures. Show it:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zur Laserbearbeitung, 1 shows a first embodiment of a device for laser processing,
Fig. 2 eine Linsenbewegungs-Einrichtung,  2 a lens movement device,
Fig. 3 eine weitere Ausführungsform einer Linsenbewegungs-Einrichtung,  3 shows a further embodiment of a lens movement device,
Fig. 4 eine Raytracing-Simulation des Laserstrahls bei zentrisch angeordneter Linse, 4 shows a raytracing simulation of the laser beam with a centrically arranged lens,
Fig. 5 und Fig. 6 Raytracing-Simulationes des Laserstrahls bei exzentrisch angeordneter Linse, Fig. 7 und Fig. 8 lichtmikroskopische Aufnahmen des Querschnitts eines Glaselements mit eingefügten filamentförmigen Schädigungen, 5 and FIG. 6 raytracing simulation of the laser beam with an eccentrically arranged lens, FIG. 7 and 8 are light microscope photographs of the cross section of a glass element with inserted filamentous damage,
Fig. 9 eine Trennlinie auf einem Glas- oder Glaskeramikelement mit einer Abweichung vom vorgesehenen Verlauf,  9 shows a parting line on a glass or glass ceramic element with a deviation from the intended course,
Fig. 10 ein Glas- oder Glaskeramikelement mit einer Vielzahl von Trennlinien,  10 is a glass or glass ceramic element with a plurality of dividing lines,
Fig. 11 Geschwindigkeits-Zeit-Diagramme der Linsenbewegungs-Einrichtung,  11 shows speed-time diagrams of the lens movement device,
Fig. 12 ein Glas- oder Glaskeramikelement mit bearbeiteter Aussenkontur.  Fig. 12 is a glass or glass ceramic element with machined outer contour.
Fig. 1 zeigt in Seitenansicht eine Vorrichtung 1 zur Laserbearbeitung eines Glas- oder Glaskeramikelements 2, mit der im Volumen des Elements 2 entlang einer Trennlinie nebeneinanderliegende filamentförmige Schädigungen 6 erzeugt werden. Das Glas- oder Glaskeramikelement 2 kann dann entlang dieser Trennlinie durch die eingefügten Schädigungen einfach auftgetrennt werden. Die Vorrichtung 1 umfasst einen Ultrakurzpulslaser 10 und eine Fokussierungsoptik 3, mit welcher der Laserstrahl 7 des Ultrakurzpulslasers 10 zu einem langgezogenen Fokus konzentriert 41 wird. Dazu ist mindestens eine Linse 4 als Bestandteil der Fokussierungsoptik 3 vorgesehen. Im Falle eines optischen Aufbaus, der aus mehreren strahlformenden Elementen besteht, ist diese Linse vorzugsweise die dem Material zugewandte Frontlinse der Abbildungsoptik. Neben der Linse 3 kann die Fokussierungsoptik 3 auch ein oder mehrere weitere optische Elemente 30 aufweisen, etwa um den Laserstrahl aufzuweiten und/oder zu kollimieren. Allgemein, ohne Beschränkung auf das dargestellte Beispiel, wird gemäß einer Ausführungsform der Erfindung der Durchmesser des auf die Linse 4 treffenden Laserstrahls 7 kleiner gehalten, als die Apertur der Linse. Damit kann die Linse 4 gegenüber dem Laserstrahl in einem gewissen Bereich bewegt werden, ohne dass der Laserstrahl abgeschattet wird. Das Verhältnis von Strahldurchmesser des Laserstrahls 7 zum Durchmesser der Apertur der Linse beträgt dabei aber vorzugsweise mindestens 0,25, besonders bevorzugt mindestens 0,5, ganz besonders bevorzugt mindestens 2/3, wobei das Verhältnis aufgrund der ungünstigen Abschattung aber kleiner als 1 bleiben sollte. FIG. 1 shows in side view a device 1 for laser processing of a glass or glass ceramic element 2, with which filament-shaped damages 6 adjacent to one another are produced in the volume of the element 2 along a parting line. The glass or glass ceramic element 2 can then be easily split along this parting line by the inserted damage. The device 1 comprises an ultrashort pulse laser 10 and a focusing optics 3 with which the laser beam 7 of the ultrashort pulse laser 10 is concentrated 41 into a long focus. For this purpose, at least one lens 4 is provided as part of the focusing optics 3. In the case of an optical structure consisting of a plurality of beam-forming elements, this lens is preferably the material facing the front lens of the imaging optics. In addition to the lens 3, the focusing optics 3 can also have one or more further optical elements 30, for example in order to widen the laser beam and / or to collimate it. In general, without limitation to the illustrated example, according to an embodiment of the invention, the diameter of the laser beam 7 striking the lens 4 is kept smaller than the aperture of the lens. Thus, the lens 4 can be moved relative to the laser beam in a certain range, without the laser beam is shaded. The ratio of the beam diameter of the laser beam 7 to the diameter of the aperture of the lens is, however, preferably at least 0.25, more preferably at least 0.5, most preferably at least 2/3, but the ratio should remain less than 1 due to the unfavorable shading ,
Als Ultrakurzpulslaser eignet sich beispielsweise ein Nd:YAG Laser mit einer  As ultrashort pulse laser, for example, a Nd: YAG laser with a
Wellenlänge von 1064nm. Mit einem solchen Laser lassen sich bei einer Pulsdauer von 10ps, Pulsenergien von 200-250μϋ erzielen. Der Laser kann insbesondere auch im Burst-Modus betrieben werden, bei welchem die Pulsenergie in Form von Pulspaketen (auch als Bursts bezeichnet) abgegeben wird. In einem Burst mit 1-8 Einzelpulsen beträgt die Gesamtenergie eines Bursts gemäß einem Ausführungsbeispiel 400-800 μϋ, die Burstfrequenz, also der Abstand zwischen den Pulsen eines Bursts 50MHz, der Abstand zwischen zwei mit jeweils einem Burst erzeugten Filamenten 4 - δμιη, wobei die Wiederholfrequenz der Bursts zwischen 5-200kHz liegt. Wavelength of 1064nm. With such a laser can be achieved with a pulse duration of 10ps, pulse energies of 200-250μϋ. In particular, the laser can also be operated in burst mode, in which the pulse energy is emitted in the form of pulse packets (also referred to as bursts). In a burst of 1-8 single pulses, the total energy is a burst according to an embodiment 400-800 μϋ, the burst frequency, ie the distance between the pulses of a burst 50MHz, the distance between two filaments 4 - δμιη each generated with a burst, the repetition frequency of the bursts is between 5-200kHz.
Allgemein sind folgende Parameter des Ultrakurzpulslasers für die Erfindung besonders geeignet:  In general, the following parameters of the ultrashort pulse laser are particularly suitable for the invention:
Die Leistung des Ultrakurzpulslasers liegt vorzugsweise in einem Bereich von 20 bis 300 The power of the ultrashort pulse laser is preferably in a range of 20 to 300
Watt. Watt.
Die Pulsenergie eines Bursts beträgt bevorzugt mehr als 400 Mikrojoule, besonders bevorzugt mehr als 500 Mikrojoule.  The pulse energy of a burst is preferably more than 400 microjoules, more preferably more than 500 microjoules.
Beim Betriebs des Ultrakurzpuls-Lasers im Burst-Modus ist die Repetitionsrate die When operating the ultrashort pulse laser in burst mode, the repetition rate is
Wiederholrate der Abgabe von Bursts. Die Pulsdauer ist im Wesentlichen unabhängig davon, ob ein Laser im Einzelpulsbetrieb oder im Burst-Mode betrieben wird. Die Pulse innerhalb eines Bursts weisen typischerweise eine ähnliche Pulslänge auf, wie ein Puls im Einzelpulsbetrieb. Die Burstfrequenz kann im Bereich von 15 MHz bis 90 MHz, bevorzugt im Bereich von 20 MHz bis 85 MHz liegen. Repetition rate of burst delivery. The pulse duration is essentially independent of whether a laser is operated in single-pulse mode or in burst mode. The pulses within a burst typically have a similar pulse length as a pulse in single pulse mode. The burst frequency may be in the range of 15 MHz to 90 MHz, preferably in the range of 20 MHz to 85 MHz.
Die Anzahl der Pulse im Burst liegt vorzugsweise zwischen 1 und 10 Pulsen, z.B. 6 oder 8 Pulsen liegen.  The number of pulses in the burst is preferably between 1 and 10 pulses, e.g. 6 or 8 pulses are.
Der Laserstrahl 7 des Ultrakurzpulslasers 10 ist in zeitlich hintereinander abgegebene Laserpulse 8 untergliedert. Dabei ist die mit den Pulsen transportierte Pulsleistung des  The laser beam 7 of the ultrashort pulse laser 10 is subdivided into laser pulses 8 emitted in succession. The pulse power of the pulse transported with the pulses is
Ultrakurzpulslasers 10 ausreichend, um durch die mit der in Glas oder Glaskeramik fokussierten Laserpulse 8 filamentförmige Schädigungen 6 innerhalb des Glases oder der Glaskeramik zu erzeugen. Diese filamentförmigen Schädigungen 6 bilden sich dabei entlang des Ultrashort pulse laser 10 sufficient to produce filament-shaped damage 6 within the glass or the glass-ceramic by means of the laser pulses 8 focussed in glass or glass-ceramic. These filamentous damages 6 are formed along the
langgestreckten, vorzugsweise linienförmigen Fokus 41 aus. elongated, preferably linear focus 41.
Die Linse 4 wird nun nicht nur dafür verwendet, um den wegen der großen sphärischen Aberration langgezogenen linienhaften Fokus 41 im Volumen des Glas- oder  The lens 4 is now not only used to compensate for the elongated linear focus 41 in the volume of the glass due to the large spherical aberration
Glaskeramikelements 2 zu erzeugen. Vielmehr ist die Linse 4 auch so geformt, dass eine Positionsänderung der Linse 4 relativ zum Laserstrahl 7 den Laserstrahl 7 ablenkt und durch die so bewirkte Richtungsänderung des austretenden Laserstrahls 7 den Auftreffpunkt 71 des Laserstrahls 7 auf dem Glas- oder Glaskeramikelement 2 verschiebt. Dies wird eingesetzt, um den Laserstrahl 7 zu führen und so den gewünschten Pfad entlang der vorgesehenen Trennlinie abzufahren. Allgemein, ohne Beschränkung auf die dargestellten Ausführungsbeispiele ist dazu eine Linse 4 vorgesehen, die eine sphärische Aberration aufweist, die hinreichend ist, um bei einer seitlichen Verschiebung des Laserstrahls auf der Linse den Fokus des Laserstrahls seitlich zu verschieben. To produce glass ceramic element 2. Rather, the lens 4 is also shaped so that a change in position of the lens 4 relative to the laser beam 7 deflects the laser beam 7 and 7 shifts the impact point 71 of the laser beam 7 on the glass or glass ceramic element 2 by the thus caused change in direction of the exiting laser beam. This is used to guide the laser beam 7 and thus run the desired path along the intended dividing line. In general, without limitation to the illustrated embodiments, a lens 4 is provided for this purpose, which has a spherical aberration which is sufficient to at a lateral displacement of the laser beam on the lens to shift the focus of the laser beam laterally.
Damit der Auftreffpunkt 71 des Laserstrahls 7 entlang des die Trennlinie bildenden vorgegebenen Pfades bewegt werden kann, ist eine Linsenbewegungs-Einrichtung 9  In order that the point of incidence 71 of the laser beam 7 can be moved along the predetermined path forming the dividing line, a lens movement device 9 is provided
vorgesehen, mittels der die Linse 4 quer zur Strahlrichtung bewegt werden kann. Eine solche Positionsänderung quer zur Strahlrichtung, insbesondere senkrecht zur Strahlrichtung führt zu einer Änderung des Abstands der optischen Achse der Linse 4 zur Strahlmittte des Laserstrahls 7. Mit anderen Worten kann die Linse 4 mittels der Linsenbewegungseinrichtung 9 so positioniert werden, dass der Laserstrahl die Linse wahlweise exzentrisch durchquert. provided by means of which the lens 4 can be moved transversely to the beam direction. Such a position change transversely to the beam direction, in particular perpendicular to the beam direction leads to a change in the distance of the optical axis of the lens 4 to the Strahlmittte the laser beam 7. In other words, the lens 4 can be positioned by means of the lens moving device 9 so that the laser beam, the lens optional crossed eccentrically.
Die Linse 4 selbst weist nur eine vergleichsweise niedrige Masse auf und lässt sich daher sehr schnell bewegen. Die Erfindung ermöglicht es so, selbst Geometrien mit kleinsten Radien, wie sie für Produkte in der Elektronik und Microfluidik gefordert werden, in höchsten  The lens 4 itself has only a comparatively low mass and can therefore be moved very quickly. The invention thus makes it possible, even in the highest geometries with smallest radii, as they are required for products in electronics and microfluidics
Geschwindigkeiten geometrietreu herzustellen. Speeds to produce geometrically true.
So kann der Auftreffpunkt 71 ohne Beschränkung auf die spezielle Konstruktion des in Fig. 1 dargestellten Beispiels mittels einer Bewegung der Linse mit einer Geschwindigkeit von mehr als 0,05 Metern pro Sekunde, vorzugsweise mit einer Geschwindigkeit bis 0,1 Meter pro Sekunde über das Glas- oder Glaskeramikelement bewegt werden. Gleichzeitig können unabhängig von der Geschwindigkeit, mit der die vorgesehene Trennlinie abgefahren wird, auch engste Krümmungen der Trennlinie realisiert werden. Dazu ist gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass durch die Bewegung der Linse 4 eine  Thus, without limitation to the specific construction of the example illustrated in FIG. 1, impact point 71 may move across the lens at a speed of greater than 0.05 meters per second, preferably at a speed of 0.1 meters per second, over the lens - or glass ceramic element to be moved. At the same time, even the narrowest curvatures of the parting line can be realized independently of the speed with which the intended dividing line is traversed. For this purpose, it is provided according to an embodiment of the method according to the invention that by the movement of the lens 4 a
Trennlinie abgefahren wird, die einen Krümmungsradius im Bereich von 0,05 mm bis 1 mm aufweist. Dividing line is traversed, which has a radius of curvature in the range of 0.05 mm to 1 mm.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Recheneinrichtung 15 vorgesehen, welche sukzessive Steuersignale an die Linsenbewegungs-Einrichtung 9 abgibt, so dass die Position der Linse 4 mit der Recheneinrichtung 15 steuerbar eingestellt und verändert werden kann. Auf diese Weise kann durch die von der Linsenbewegungs-Einrichtung 9 ausgeübte Bewegung der Linse 4 rechnergesteuert quer zur Strahlrichtung der Auftreffpunkt 71 des Laserstrahls 7 den vorgesehenen Pfad auf dem Glas- oder Glaskeramikelement 2 entlang geführt werden. Dementsprechend ist bei dem Beispiel der Fig. 1 eine Recheneinrichtung 15 an die Linsenbewegungs-Einrichtung 9 angeschlossen. Allgemein sind beispielsweise Piezo-Aktoren oder elektromagnetische Aktoren als Bestandteil der Linsenbewegungseinrichtung 9 geeignet. Gegebenenfalls können auch mehrere Aktor-Typen miteinander kombiniert werden. According to a preferred embodiment of the invention, a computing device 15 is provided, which successively outputs control signals to the lens movement device 9, so that the position of the lens 4 can be controllably adjusted and changed with the computing device 15. In this way, by virtue of the movement of the lens 4 by the lens movement device 9 in a computer-controlled manner, the intended path on the glass or glass ceramic element 2 can be guided transversely to the beam direction of the impact point 71 of the laser beam 7. Accordingly, in the example of FIG. 1, a computing device 15 is connected to the lens movement device 9. In general, for example, piezo actuators or electromagnetic actuators are suitable as part of the lens movement device 9. If necessary, several actuator types can be combined with each other.
Die Linsenbewegungs-Einrichtung 9 kann zwei Motoren umfassen, um die Linse in zwei voneinander unabhängigen Richtungen quer zur Strahlrichtung bewegen zu können und so flexible jegliche Geometrie abzubilden. Gemäß einer Ausführungsform umfasst die  The lens movement means 9 may comprise two motors for moving the lens in two mutually independent directions transverse to the beam direction and thus flexibly imaging any geometry. According to one embodiment, the
Linsenbewegungs-Einrichtung 9 also zwei Stelleinrichtungen zur Bewegung entlang zweier nicht paralleler Richtungen quer zur Strahlrichtung 70 des Laserstrahls 7. Fig. 2 zeigt dazu in Aufsicht, also entlang der Strahlrichtung des Laserstrahls betrachtet, ein Beispiel einer solchen Lens movement device 9 thus two adjusting devices for movement along two non-parallel directions transverse to the beam direction 70 of the laser beam 7. Fig. 2 shows this in plan view, ie viewed along the beam direction of the laser beam, an example of such
Linsenbewegungs-Einrichtung 9 mit einer damit verbundenen Linse 4. Die Linsenbewegungs- Einrichtung 9 umfasst zwei Stelleinrichtungen 91 , 92, welche die Linse 4 jeweils entlang einer durch einen Doppelpfeil angedeuteten Richtung verschieben und positionieren können. Die beiden Richtungen liegen in einer Ebene vorzugsweise senkrecht zur Strahlrichtung und vorzugsweise weiterhin senkrecht zueinander. Wie dargestellt können beide Stelleinrichtungen 91 , 92 getrennt voneinander durch die Recheneinrichtung 15 ansteuerbar sein. Für die beiden Richtungen können auf diese Weise unterschiedliche Bewegungsparameter eingestellt werden. Generell können auch Beschleunigungsstrecken, beziehungsweise beschleunigte Bewegungen vorgesehen werden. Lens movement device 9 with a lens 4 connected thereto. The lens movement device 9 comprises two adjustment devices 91, 92, which can respectively displace and position the lens 4 along a direction indicated by a double arrow. The two directions are in a plane preferably perpendicular to the beam direction and preferably still perpendicular to each other. As shown, both adjusting devices 91, 92 can be controlled separately by the computing device 15. For the two directions different movement parameters can be set in this way. In general, acceleration sections or accelerated movements can also be provided.
Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird eine Bewegung der Linse quer zur Strahlrichtung und relativ zur Strahlmitte dadurch bewirkt, dass die Linse exzentrisch rotiert wird. Auf diese Weise bewegt sich die optische Achse der Linse 4 auf einer Kreisbahn um die Drehachse. Demgemäß ist nach dieser Ausführungsform eine Einrichtung zur exzentrischen Rotation der Linse als Bestandteil der Linsenbewegungs-Einrichtung 9 vorgesehen. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann hierbei bevorzugt eine statische und/oder dynamische Auswuchtung vorgesehen werden, um zu vermeiden, dass die rotierende Linse Schwingungen erzeugt und auf das optische System überträgt.  According to yet another embodiment of the invention, movement of the lens transversely to the beam direction and relative to the beam center is effected by rotating the lens eccentrically. In this way, the optical axis of the lens 4 moves on a circular path about the axis of rotation. Accordingly, according to this embodiment, a means for eccentric rotation of the lens is provided as part of the lens movement device 9. According to a development of the invention, a static and / or dynamic balancing may be provided in this case in order to avoid that the rotating lens generates vibrations and transmits them to the optical system.
Fig. 3 zeigt ein Beispiel einer solchen Linsenbewegungs-Einrichtung 9. Diese umfasst eine Linsenhalterung 33, welche mittels eines Motors 92 drehbar gelagert ist. Die optische Achse 40 der Linse 4 ist beabstandet zur Drehachse 43 der Halterung 33. Daher vollführt die optische Achse 40 bei Rotation der Linsenhalterung 33 eine Kreisbahn 44 um die Drehachse 41. Auf diese Weise wird auch der Auftreffpunkt 71 des Laserstrahls 7 auf einer Kreisbahn geführt. Deren Radius ist dabei im Allgemeinen kleiner als der Radius der Kreisbahn 44 der optischen Achse 40 um die Drehachse 43. FIG. 3 shows an example of such a lens movement device 9. This comprises a lens holder 33, which is rotatably mounted by means of a motor 92. The optical axis 40 of the lens 4 is spaced from the axis of rotation 43 of the holder 33. Therefore, performs the optical axis 40 during rotation of the lens holder 33, a circular path 44 about the rotation axis 41. In this way, the point of incidence 71 of the laser beam 7 is guided in a circular path , their Radius is generally smaller than the radius of the circular path 44 of the optical axis 40 about the axis of rotation 43rd
Auch diese Ausführungsform kann mit der Bewegung in zwei unabhängigen Richtungen mittels zweier Aktoren wie sie das Ausführungsbeispiel der Fig. 2 zeigt, kombiniert werden. Weiterhin kann das Ansteuern der die Linsenbewegungs-Einrichtung 9 mittels der  This embodiment can also be combined with the movement in two independent directions by means of two actuators as shown in the embodiment of FIG. Furthermore, the driving of the lens movement device 9 by means of
Recheneinrichtung 15 durch sukzessive Abgabe von Steuersignalen auch auf die Computing device 15 by successive delivery of control signals to the
Ausführungsform der Fig. 3 angewendet werden, so dass die Linse 4 der Fokussierungsoptik 3 quer zur Strahlrichtung 70 bewegt wird und sich die Lage der optischen Achse 40 der Linse 4 relativ zur Lage des Laserstrahls 7 verändert, wodurch der Auftreffpunkt 71 des Laserstrahls 7 auf dem Glas- oder Glaskeramikelement 2 bewegt wird. Embodiment of Fig. 3 are applied, so that the lens 4 of the focusing optics 3 is moved transversely to the beam direction 70 and the position of the optical axis 40 of the lens 4 relative to the position of the laser beam 7 changes, whereby the point of incidence 71 of the laser beam 7 on the Glass or glass ceramic element 2 is moved.
Die Bewegung der Linse 4 ermöglicht nun zwar eine sehr schnelle und exakte Führung des Laserstrahls 7. Auf der anderen Seite ist die Ablenkung des Strahls aber auch begrenzt durch die maximal mögliche, durch den Linsenrand bestimmte Verschiebung der Linse gegenüber dem Laserstrahl. In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist daher vorgesehen, dass die Strahlführung mittels der Linse 4 mit einem weiteren  Although the movement of the lens 4 now allows a very fast and accurate guidance of the laser beam 7. On the other hand, the deflection of the beam but also limited by the maximum possible, determined by the lens edge displacement of the lens relative to the laser beam. In a preferred embodiment of the invention it is therefore provided that the beam guide means of the lens 4 with another
Bewegungsmechanismus kombiniert wird. Demgemäß ist in Weiterbildung der Erfindung eine Bewegungseinrichtung 17 vorgesehen, mit welcher das Glas- oder Glaskeramikelement 2 relativ zum Ultrakurzpulslaser 10 während des Einstrahlens des Laserstrahls 7 bewegbar ist, so dass der Auftreffpunkt 71 des Laserstrahls 7 entlang eines die Trennlinie bildenden vorgegebenen Pfades führbar ist, der durch die Überlagerung der mittels der Linsenbewegungs-Einrichtung 9 und der Bewegungseinrichtung 17 eingestellten Positionen gebildet wird. Selbstverständlich können die Bewegungseinrichtung 17 und die Linsenbewegungs-Einrichtung 9 dazu auch intermittierend betrieben werden.  Movement mechanism is combined. Accordingly, in a development of the invention, a movement device 17 is provided with which the glass or glass ceramic element 2 is movable relative to the ultrashort pulse laser 10 during the irradiation of the laser beam 7, so that the point of incidence 71 of the laser beam 7 can be guided along a predetermined path forming the parting line, which is formed by the superimposition of the positions set by means of the lens movement device 9 and the movement device 17. Of course, the movement device 17 and the lens movement device 9 can also be operated intermittently.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform umfasst die Bewegungseinrichtung 17 einen x-y-Tisch. Hier wird also das auf dem Tisch abgelegte Glas- oder Glaskeramikelement 2 gegenüber der Laserquelle bewegt. Ebenso möglich ist eine Ausführung als Portalsystem, bei welchem die Optik zum Abfahren der Trennlinie mit einer geeigneten Bewegungseinrichtung 17 über das Glas- oder Glaskeramikelement 2 bewegt wird. Weiterhin kann auch sowohl eine Bewegungseinrichtung 17 zur Bewegung des Glas- oder Glaskeramikelements 2, als auch eine weitere Bewegungseinrichtung 17 zur Bewegung der Optik vorgesehen werden. Unabhängig von der speziellen Ausführungsform der Bewegungseinrichtung 17 ist diese gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ebenfalls wie die Linsenbewegungs-Einrichtung 9 durch eine In the embodiment shown in Fig. 1, the moving means 17 comprises an xy table. Here, therefore, the deposited on the table glass or glass ceramic element 2 is moved relative to the laser source. Also possible is an embodiment as a portal system, in which the optics for traversing the parting line with a suitable movement means 17 is moved over the glass or glass ceramic element 2. Furthermore, it is also possible to provide both a movement device 17 for moving the glass or glass ceramic element 2 and a further movement device 17 for moving the optics. Regardless of the specific embodiment of the movement device 17, this is according to a preferred Embodiment also as the lens movement device 9 by a
Recheneinrichtung 15 gesteuert. Computer 15 controlled.
Nachfolgend wird der Mechanismus der Strahlführung durch Verschiebung der Linse 4 anhand von Beispielen genauer erläutert. Fig. 4 zeigt dazu eine Simulation des fokussierten Laserstrahls 7 bei zentisch angeordneter Linse, bei der also die Strahlachse, beziehungsweise die Strahlmitte 73 des Laserstrahls 7 mit der optischen Achse 4 der bikonvexen Linse 4 zusammenfällt. Bei dem in Fig. 5 gezeigten Beispiel ist die Linse 4 um 0,4 Millimeter gegenüber der Strahlmitte verschoben. In der in Fig. 6 gezeigten Simulation beträgt der Parallelversatz zwischen Strahlmitte 73 und optischer Achse 40 1 ,0 Millimeter. Die aus der Verschiebung der Linse 4 quer zum Laserstrahl 7 resultierende Strahlablenkung und damit die Verschiebung des Auftreffpunkts 71 des Laserstrahls 7 auf dem Glas- oder Glaskeramikelement ist kleiner und in den Darstellungen der Fig. 5 und Fig. 6 nicht hervorgehoben. Bei dem Strahlversatz von 0,4 Millimetern gemäß Fig. 5 verschiebt sich der Auftreffpunkt 71 um 0,388 Millimeter, bei dem in Fig. 6 dargestellten Strahlversatz von 1 Millimetern beträgt die Verschiebung des Auftreffpunkts 71 0,979 Millimeter. Dabei bleibt, wie anhand der Simulationen zu erkennen ist, die Qualität des Fokus des Laserstrahls trotz des Versatzes im wesentlichen Wesentlichen erhalten, so dass der Vorgang des Filamentierens, beziehungsweise der Plasmabildung entlang des linienförmigen Fokus unbeeinflusst ist. Die maximale Strahlintensität des ausgelenkten Strahls liegt im  Hereinafter, the mechanism of the beam guidance by displacement of the lens 4 will be explained in more detail by way of examples. For this purpose, FIG. 4 shows a simulation of the focused laser beam 7 in the case of a lens arranged centrically, in which case the beam axis or the beam center 73 of the laser beam 7 coincides with the optical axis 4 of the biconvex lens 4. In the example shown in Fig. 5, the lens 4 is displaced by 0.4 millimeters from the beam center. In the simulation shown in FIG. 6, the parallel offset between the beam center 73 and the optical axis 40 is 1.0 millimeter. The resulting from the displacement of the lens 4 transverse to the laser beam 7 beam deflection and thus the displacement of the point of impingement 71 of the laser beam 7 on the glass or glass ceramic element is smaller and not highlighted in the illustrations of Fig. 5 and Fig. 6. In the beam offset of 0.4 millimeters shown in FIG. 5, the impact point 71 shifts by 0.388 millimeters, in the beam offset of 1 millimeter shown in Fig. 6, the displacement of the impact point 71 0.979 millimeters. As can be seen from the simulations, the quality of the focus of the laser beam remains essentially substantially despite the offset, so that the process of filamentation or the plasma formation along the linear focus is unaffected. The maximum beam intensity of the deflected beam is in
Allgemeinen bei mindestens 85 Prozent, in der Regel sogar bei mindestens 90 Prozent oder sogar bei mindestens 95% der Maximalintensität eines mittig durch die Linse 4 fokussierten Strahls. Generally at least 85 percent, usually even at least 90 percent or even at least 95% of the maximum intensity of a centrally focused through the lens 4 beam.
Allgemein ist also gemäß einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass der Auftreffpunkt 71 auf dem Glas- oder Glaskeramikelement 2 gegenüber einer Position mit zentrierter Linse 4 um eine Strecke ausgelenkt wird, die kleiner ist, als die Verschiebung der Linse 4. Der Verkleinerungsfaktor zwischen der Verschiebung der Linse 4 und der Verschiebung des Auftreffpunkts 71 ist allgemein von Vorteil, um hochgenau kleine Strukturen in ein Glas- oder Glaskeramikelement 2, insbesondere exakte Öffnungen mit kleinem Durchmesser einzufügen. Die Linse wird vorzugsweise gemäß einer Ausführungsform der Erfindung so gewählt, dass der Verkleinerungsfaktor im Bereich von 0,25 bis 0,95 liegt.  In general, according to one embodiment of the invention, it is therefore provided that the impact point 71 on the glass or glass ceramic element 2 is deflected relative to a position with centered lens 4 by a distance which is smaller than the displacement of the lens 4. The reduction factor between the displacement The lens 4 and the displacement of the point of impact 71 is generally advantageous for inserting highly accurate small structures in a glass or glass ceramic element 2, in particular precise openings with a small diameter. The lens is preferably selected according to an embodiment of the invention such that the reduction factor is in the range of 0.25 to 0.95.
Fig. 7 und Fig. 8 zeigen lichtmikroskopische Aufnahmen des Querschnitts eines  Fig. 7 and Fig. 8 show light micrographs of the cross section of a
Glaselements mit eingefügten filamentförmigen Schädigungen. Bei dem in Fig. 7 gezeigten Beispiel wurden die beiden filamentförmigen Schädigungen 6 hergestellt, indem die Linse 4 jeweils 400 Mikrometer aus der Mittenposition herausbewegt wurde. Der Abstand zwischen den beiden Linsenpositionen beträgt mithin 800 μιπ Der Abstand der filamentförmigen Schädigungen beträgt demgegenüber nur 575,95 μιη, also etwa 600 μιπ Mithin ist die Auslenkung des Auftreffpunkts um einen Faktor % gegenüber der Glass element with inserted filamentous damage. In the example shown in FIG. 7, the two filamentous damages 6 were produced by moving the lens 4 out of the center position at 400 micrometers. The distance between the two lens positions is thus 800 μιπ The distance between the filamentary damage is in contrast only 575.95 μιη, ie about 600 μιπ Consequently, the deflection of the point of impact by a factor% compared to
Auslenkung der Linse erniedrigt. Allgemein, ohne Beschränkung auf die Ausführungsbeispiele ist dazu in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass der Auftreffpunkt 71 auf dem Glas- oder Glaskeramikelement gegenüber einer Position mit zentrierter Linse um eine Strecke ausgelenkt wird, die kleiner ist, als die Verschiebung der Linse 4. Als Position mit zentrierter Linse wird eine Position verstanden, bei welcher wie in Fig. 4 gezeigt die optische Achse 40 der Linse 4 kolinear zur Mittenachse 73 des Laserstrahls 7 ist.  Deflection of the lens is lowered. In general, without limitation to the exemplary embodiments, it is provided in a further development of the invention that the impact point 71 is deflected on the glass or glass ceramic element with respect to a position with centered lens by a distance which is smaller than the displacement of the lens 4. As position centered lens is understood to mean a position in which, as shown in FIG. 4, the optical axis 40 of the lens 4 is collinear with the central axis 73 of the laser beam 7.
Fig. 8 zeigt ein Glaselement 2, in welches drei Filamente, beziehungsweise  Fig. 8 shows a glass element 2, in which three filaments, respectively
filamentförmige Schädigungen 6 eingefügt wurden. Die mittlere filamentförmige Schädigung 6 wurde mit zentrierter Linse 4, die beiden äußeren filamentförmigen Schädigung 6 mit betragsmäßig unterschiedlichen Linsenauslenkungen eingefügt. An dieser Aufnahme ist gut zu erkennen, dass die Länge der filamentförmigen Schädigungen 6 von etwa 2600 μιη durch die Auslenkung im Wesentlichen unbeeinflusst ist. Die gemessenen Abstände betragen 243,01 μιη zwischen dem linken und dem mittleren Filament, sowie 324,08 μιη zwischen dem rechten und dem mittleren Filament. filamentous damage 6 were inserted. The mean filamentous damage 6 was inserted with centered lens 4, the two outer filamentous damage 6 with different amounts of lens deflections. It can easily be seen from this image that the length of the filament-shaped damage 6 of approximately 2600 μm is essentially unaffected by the deflection. The measured distances are 243.01 μιη between the left and the middle filament, and 324.08 μιη between the right and the middle filament.
Fig. 9 zeigt in Aufsicht eine Trennlinie 12 auf einem Glas- oder Glaskeramikelement 2, wie sie vom Laserstrahl 7 durch nebeneinander Einfügen von filamentförmigen Schädigungen 6 erzeugt wird. Die Trennlinie 12 weist eine abrupte Richtungsänderung auf. Allgemeiner kann der Verlauf der Trennlinie als nicht stetig differenzierbar charakterisiert werden. Um die spätere Trennbarkeit entlang einer solchen nicht stetig differenzierbaren Strecke zu gewährleisten, können auch Beschleunigungsstrecken der Bewegung vorgesehen werden, die in der Nähe der nicht differenzierbaren Stellen zu einer Erhöhung der lokalen Filamentdichte führen. Allgemein, ohne Beschränkung auf das dargestellte Ausführungsbeispiel kann also die Dichte der filamentförmigen Schädigungen, beziehungsweise die Anzahl dieser Schädigungen pro  FIG. 9 shows in plan view a parting line 12 on a glass or glass ceramic element 2, as it is generated by the laser beam 7 by inserting filamentary damage 6 next to one another. The dividing line 12 has an abrupt change of direction. More generally, the course of the dividing line can be characterized as non-continuously differentiable. In order to ensure the later separability along such a non-continuously differentiable path, acceleration paths of the movement can also be provided, which lead to an increase in the local filament density in the vicinity of the non-differentiable points. In general, without limitation to the illustrated embodiment, therefore, the density of filamentous damage, or the number of these damages per
Längeneinheit entlang der Trennlinie 12 variiert werden. Diese Variation kann insbesondere, wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel derart erfolgen, dass die Dichte im Bereich eines Length unit along the dividing line 12 can be varied. This variation can in particular, as in the present embodiment, be such that the density in the range of
Richtungswechsels erhöht wird. Im Speziellen soll nach dem späteren Auftrennen an der Trennlinie ein Rand mit einem rechten Winkel erzeugt werden. Bei einer Vorrichtung ohne erfindungsgemäße Linsenbewegung 4, bei welcher die Trennlinie 12 allein durch Relativbewegung von Optik und Glas- oder Change of direction is increased. In particular, after the later separation at the dividing line, an edge with a right angle is to be generated. In a device without inventive lens movement 4, in which the dividing line 12 alone by relative movement of optics and glass or
Glaskeramikelement 2 mit einer Bewegungseinrichtung 17 abgefahren wird, kann es bei solchen abrupten Richtungswechseln zu Schwingungen kommen, so dass die Trennlinie 12 wie dargestellt vom vorgesehenen Verlauf 13 abweicht. Im Speziellen ergibt sich eine gedämpfte Oszillation der Trennlinie 12 um den vorgesehenen Verlauf 13. Wie bereits erläutert, kann mit der Bewegungseinrichtung 17 nun das Glas- oder Glaskeramikelement 2 relativ zum Glass ceramic element 2 is traversed with a movement device 17, it can come in such abrupt changes of direction to vibrations, so that the dividing line 12 as shown deviates from the intended course 13. In particular, there is a damped oscillation of the parting line 12 around the intended course 13. As already explained, the glass or glass ceramic element 2 can now be moved relative to the movement device 17 with the movement device 17
Ultrakurzpulslaser 10 während des Einstrahlens des Laserstrahls 7 bewegt werden, so dass der Auftreffpunkt 71 des Laserstrahls 7 entlang eines die Trennlinie 12 bildenden vorgegebenen Pfades geführt wird, der durch die Überlagerung der mittels der Stelleinrichtung 9 und der Bewegungseinrichtung 17 eingestellten Positionen gebildet wird. Dies kann hier so erfolgen, dass mittels der Linsenbewegungs-Einrichtung 9 eine Strahlablenkung aufgeprägt wird, die eine entgegengesetzte Oszillation aufweist, so dass die tatsächliche Trennlinie 12 mit dem vorgesehenen Verlauf 13 zusammenfällt. Allgemein, ohne Beschränkung auf das spezielle dargestellte Beispiel ist also gemäß einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass mit der Bewegung der Linse 4 Abweichungen des Auftreffpunktes 71 von der vorgegebenen Trennlinie 12 durch unerwünschte Bewegung des Glas- oder Glaskeramikelements 2 gegenüber dem Ultrakurzpulslaser 10, insbesondere durch Schwingungen oder Überschwingen bei einem Richtungswechsel der Bewegung ausgeglichen werden. Ultra short pulse laser 10 are moved during the irradiation of the laser beam 7, so that the point of incidence 71 of the laser beam 7 is guided along a predetermined path forming the parting line 12, which is formed by the superimposition of the set by means of the adjusting device 9 and the movement means 17 positions. This can be done here so that by means of the lens movement device 9, a beam deflection is imposed, which has an opposite oscillation, so that the actual parting line 12 coincides with the intended course 13. In general, without limitation to the specific example shown is provided according to an embodiment of the invention that with the movement of the lens 4 deviations of the impact point 71 of the predetermined separation line 12 by unwanted movement of the glass or glass ceramic element 2 against the ultrashort pulse laser 10, in particular by Vibrations or overshoots are compensated for a change of direction of the movement.
Bei dem dargestellten Beispiel endet die Trennlinie 12 am Rand des Glas- oder Glaskeramikelements 2. Ebenso ist es aber auch allgemein möglich, dass eine geschlossene Trennlinie 12 mit dem Auftreffpunkt 71 des Laserstrahls 7 abgefahren wird. Dann kann im Glasoder Glaskeramikelement 2 eine entsprechend der Form der Trennlinie 12 geformte Öffnung durch Auftrennen hergestellt werden.  In the illustrated example, the dividing line 12 ends at the edge of the glass or glass ceramic element 2. However, it is also generally possible that a closed dividing line 12 with the point of impact 71 of the laser beam 7 is traversed. Then, in the glass or glass-ceramic element 2, an opening shaped according to the shape of the parting line 12 can be prepared by cutting.
Fig. 10 zeigt schematisch ein Beispiel für eine typische Anwendung der Erfindung.  Fig. 10 shows schematically an example of a typical application of the invention.
Vorgesehen ist ein scheibenförmiges Glas- oder Glaskeramikelement 2, in der eine Vielzahl von Trennlinien 12 in Gestalt geschlossener Kurven eingefügt sind. Wird ein Provided is a disc-shaped glass or glass ceramic element 2, in which a plurality of dividing lines 12 are inserted in the form of closed curves. Becomes a
Bewegungsmechanismus eingesetzt, wie er in Fig. 3 dargestellt ist, eignen sich kreisförmige Trennlinien 12 besonders. Bei drei der Trennlinien 12 wurde bereits der jeweils innere Teil abgetrennt, so dass Öffnungen 20 erhalten werden. Allgemein, ohne Beschränkung auf das dargestellte Ausführungsbeispiel kann ein ein Auftrennen an der Trennlinie 12 das Ätzen entlang der eingefügten filamentförmigen Schädigungen 6 umfassen. Es kommen nass- oder trockenchemische Ätzprozesse in Betracht. Durch die Schädigung verläuft der Ätzprozess entlang der Filamente schneller als etwa an der Oberfläche des Glases, so dass sich im Verlauf des Ätzens erweiternde Kanäle geschaffen werden. Schließlich verbinden sich die entlang der Schädigungen 6 erzeugten Kanäle, so dass ein entlang der Trennlinie 12 verlaufender Spalt geschaffen wird. Bei einer geschlossenen Trennlinie 12 ist dieser Spalt entsprechend ringförmig und gestattet das Herauslösen des Innenteils. Movement mechanism used, as shown in Fig. 3, circular dividing lines 12 are particularly suitable. In three of the parting lines 12, the respective inner part has already been separated, so that openings 20 are obtained. In general, without being limited to the illustrated embodiment, a separation along the parting line 12 may be followed by etching include the inserted filamentous damage 6. Wet or dry chemical etching processes come into consideration. As a result of the damage, the etching process proceeds faster along the filaments than at the surface of the glass, so that widening channels are created in the course of the etching. Finally, the channels generated along the damage 6 connect, so that a gap running along the parting line 12 is created. In a closed dividing line 12, this gap is correspondingly annular and allows the detachment of the inner part.
Mit der Erfindung können kleinste Radien mit sehr hohen Geschwindigkeiten bearbeitet werden. Dabei wird nur die Linse relativ zum Strahl und Substrat bewegt um kleinste Radien oder ganze Geometrien z.B. Löcher von 0,7mm Durchmesser abzubilden. Größere Bewegungen können dann wieder mit Bewegen des Substrats ablaufen. Da die Erfindung eine sehr schnelle Strahlbewegung bei sehr geringen bewegten Massen ermöglicht, können also derartige Glasoder Glaskeramikelemente 2 mit vielen kleinen Öffnungen 20 noch in kurzer Zeit wirtschaftlich hergestellt werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung läuft das  With the invention smallest radii can be processed at very high speeds. In this case, only the lens is moved relative to the beam and substrate to smallest radii or entire geometries, e.g. Imagine holes of 0.7mm diameter. Larger movements can then proceed again with movement of the substrate. Since the invention enables a very rapid jet movement with very small moving masses, such glass or glass ceramic elements 2 with many small openings 20 can still be produced economically in a short time. According to a preferred embodiment of the invention that runs
Einschreiben der Trennlinien 12 allgemein ab, indem das Glas- oder Glaskeramikelement 2 und die Fokussierungsoptik 3 relativ zueinander mittels der Bewegungseinrichtung 17 zu einer Bearbeitungsposition bewegt, die Bewegung angehalten und dann mittels der Linsenbewegungs- Einrichtung durch Ablenkung des ansonsten gegenüber dem Glas- oder Glaskeramikelement 2 ortsfesten Lasersstrahls 7 die Trennlinie 12 abgefahren wird. Anschließend wird mittels der Bewegungseinrichtung 17 die nächste Bearbeitungsposition angefahren und dort erneut eine Trennlinie 12 abgefahren. Die Schritte werden wiederholt, bis alle vorgesehenen Trennlinien 12 abgefahren und eingefügt wurden. Auf diese Weise kann beispielsweise eine Vielzahl von in sich geschlossenen Trennlinien 12 zur Herstellung von Öffnungen 20 erzeugt werden, wie es das Beispiel der Fig. 10 zeigt. Writing the dividing lines 12 generally by moving the glass or glass ceramic element 2 and the focusing optics 3 relative to one another by means of the movement device 17 to a processing position, stopped the movement and then by means of the Linsenbewegungs- device by deflecting the otherwise opposite the glass or glass ceramic element. 2 stationary laser beam 7 the separation line 12 is traversed. Subsequently, the next processing position is approached by means of the movement device 17 and there again a separation line 12 traversed. The steps are repeated until all the dividing lines 12 have been traversed and inserted. In this way, for example, a multiplicity of self-contained separating lines 12 can be produced for producing openings 20, as the example of FIG. 10 shows.
Ein Glas- oder Glaskeramikelement 2, wie es Fig. 10 zeigt, kann dazu auch mit einer A glass or glass ceramic element 2, as shown in FIG. 10, can also do this with a
Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung hergestellt werden, bei welchem mit einem Bewegungsmechanismus 17 während des Einschreibens der geschlossenen Trennlinie 12 durch Ablenken des Laserstrahls 7 mit einer Bewegung der Linse 4 das Glas- oder Embodiment of the method according to the invention are made, in which with a moving mechanism 17 during the writing of the closed dividing line 12 by deflecting the laser beam 7 with a movement of the lens 4, the glass or
Glaskeramikelement 2 relativ zum Ultrakurzpulslaser 10 bewegt wird. Dazu wird der Glass ceramic element 2 is moved relative to the ultrashort pulse laser 10. This is the
Linsenbewegung eine Bewegungskomponente überlagert, welche die von der Lens movement superimposed on a component of motion, which the of the
Bewegungseinrichtung 17 ausgeübte Relativbewegung zwischen Ultrakurzpulslaser 10 und Glasoder Glaskeramikelement 2 kompensiert, die also der Relativbewegung entgegengesetzt ist. Auf diese Weise kann also das Einfügen der Filamente während eines Bewegens des Glas- oder Glaskeramikelements 2 gegenüber dem Ultrakurzpuls-Laser 10 erfolgen. Zur Erläuterung zeigt Fig. 11 ein Beispiel in Form von Geschwindigkeits-Zeit-Diagrammen. Das obere Diagramm stellt die Bewegung in x-Richtung, das untere in der zur x-Richtung senkrechten y-Richtung dar. Movement device 17 exerted relative movement between ultrashort pulse laser 10 and glass or glass ceramic element 2 compensated, which is therefore opposite to the relative movement. On In this way, it is possible to insert the filaments during movement of the glass or glass ceramic element 2 relative to the ultrashort pulse laser 10. For explanation, Fig. 11 shows an example in the form of velocity-time diagrams. The upper diagram represents the movement in the x-direction, the lower in the y-direction perpendicular to the x-direction.
Gezeigt ist nur die Bewegung des Auftreffpunkts, welche durch die Linsenbewegungs- Shown is only the movement of the point of impact which is caused by the lens movement.
Einrichtung 9 bewirkt wird. Die Bewegungseinrichtung 17 bewegt das Glas- oder Device 9 is effected. The moving means 17 moves the glass or
Glaskeramikelement 2 zusätzlich relativ zum Ultrakurzpulslaser 10 mit einer konstanten Geschwindigkeit vo in x-Richtung. Zum Zeitpunkt ti beginnt das Einschreiben von Glass ceramic element 2 additionally relative to the ultrashort pulse laser 10 at a constant speed vo in the x direction. At time ti, the registration of
filamentförmigen Schädigungen 6 entlang eines geschlossenen Pfads und endet zum Zeitpunkt t5. Die vorgegebene Trennlinie 12 in diesem Beispiel ist anders als in Fig. 10 gezeigt, nicht kreisförmig, sondern eckig. Im Zeitintervall ti - 1.2 führt der Laserstrahl eine Bewegung entgegen der Bewegungsrichtung des Glas- oder Glaskeramikelements 2 aus. Der Auftreffpunkt bewegt sich also entgegen der Richtung, die dieser durch die Bewegungs-Einrichtung 17 aufgeprägt bekommt. Im Intervall wird diese Bewegung gerade kompensiert. Der Auftreffpunkt 71 bleibt demzufolge in x-Richtung ortsfest. Gleichzeitig bewegt die Linsenbewegungs-Einrichtung 9 den Laserstrahl senkrecht zur Bewegungsrichtung der Bewegungseinrichtung 17. Anschließend erfolgt im Intervall t.3 - 14 eine langsamere Bewegung kolinear zur Bewegungsrichtung der Bewegungseinrichtung 17. Zum Abschluss des Einschreibens wird der Auftreffpunkt wieder in y- Richtung zurückgeführt, wobei in x-Richtung wieder die Bewegung der Bewegungseinrichtung 17 gerade kompensiert wird. Am Ende dieses Intervalls schließt sich der eingeschriebene Pfad. filamentous damage 6 along a closed path and ends at time t5. The predetermined dividing line 12 in this example is different from that shown in Fig. 10, not circular, but square. In the time interval ti - 1.2, the laser beam performs a movement counter to the direction of movement of the glass or glass ceramic element 2. The point of impact thus moves counter to the direction that this is impressed by the movement device 17. In the interval this movement is compensated. The impact point 71 thus remains stationary in the x direction. At the same time, the lens movement device 9 moves the laser beam perpendicular to the direction of movement of the movement device 17. Subsequently, in the interval t.3 - 1 4, a slower movement occurs colinearly to the movement direction of the movement device 17. At the conclusion of the writing, the point of impact is returned to the y direction, wherein in the x-direction again the movement of the moving means 17 is being compensated. At the end of this interval the enrolled path closes.
Durch die Kompensation der kontinuierlichen Bewegung des Glas- oder  By compensating for the continuous movement of the glass or
Glaskeramikelements 2 hat sich auch die LinsenbewegungsEinrichtung 9 immer weiter in x- Richtung verstellt. Die Linsenbewegungs-Einrichtung 9 wird daher abschließend wieder im Intervall ts - 1.6 auf ihre Ausgangsposition bewegt. Nun kann eine weitere Trennlinie Glass ceramic element 2 has also moved the lens movement device 9 ever further in the x direction. The lens movement device 9 is therefore finally moved again in the interval ts - 1.6 to its original position. Now, another dividing line
eingeschrieben werden. Anhand dieses Beispiels ist deutlich geworden, dass für eine be enrolled. From this example, it has become clear that for a
Kompensation der Bewegung der Bewegungseinrichtung 17 und ein gleichzeitiges Einschreiben einer Trennlinie allgemein von Vorteil ist, wenn die Linsenbewegungs-Einrichtung 9 eingerichtet ist, den Auftreffpunkt 71 des Laserstrahls 7 auf dem Glas- oder Glaskeramikelement 2 schneller bewegen zu können, als die Relativgeschwindigkeit des Glas- oder Glaskeramikelements 2 gegenüber dem Ultrakurzpuls-Laser 10, so dass der Auftreffpunkt 71 entgegen der von der Bewegungseinrichtung 17 ausgeübten der Bewegung des Glas- oder Glaskeramikelements 2 bewegt werden kann. Beiden vorstehend beschriebenen Ausführungsformen, also einerseits das einander abwechselnde Anfahren von Bewegungspositionen und Abfahren von Trennlinien und andererseits einer der Bewegung des Bewegungsmechanismus 17 überlagerten Bewegung des Laserstrahls über die Linsenbewegungs-Einrichtung ist eines gemeinsam: In den Zeiträumen zwischen dem Abfahren der Trennlinien 12 ist es für die Herstellung voneinander getrennter Öffnungen sinnvoll, keine Pulse oder Bursts einzustrahlen. Der Betrieb des Ultrakurzpulslasers kann also allgemein, ohne Beschränkung auf die beiden vorgenannten Beispiele Compensation of the movement of the movement device 17 and a simultaneous writing of a parting line is generally advantageous if the lens movement device 9 is set up to be able to move the impact point 71 of the laser beam 7 on the glass or glass ceramic element 2 faster than the relative speed of the glass. or glass ceramic element 2 with respect to the ultrashort pulse laser 10, so that the impact point 71 can be moved counter to the movement of the glass or glass ceramic element 2 exerted by the movement device 17. Both above-described embodiments, so on the one hand, the alternating approaching movement positions and traversing dividing lines and on the other hand, a movement of the movement mechanism 17 superimposed movement of the laser beam on the lens movement device is one thing in common: In the periods between the departure of the dividing lines 12, it is for the production of separate openings makes sense to irradiate no pulses or bursts. The operation of the ultrashort pulse laser can thus be general, without limitation to the two aforementioned examples
positionsabhängig erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann die Laseremission anhand der Geschwindigkeit der Bewegung erfolgen. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist daher vorgesehen, dass die Laseremission synchronisiert mit der Position des Auftreffpunktes 71 oder dessen Geschwindigkeit erfolgt. Die Synchronisierung kann von der entsprechend eingerichteten Recheneinrichtung 15 gesteuert werden. Auch bei Richtungsänderungen, wie etwa bei gekrümmten Bahnen oder Ecken, wie bei dem Beispiel der Fig. 9 ist eine variable Dichte von Filamenten entlang der Kontur vorteilhaft, ebenso beim Anfahren von Start- und Endpunkten einer Kontur. position-dependent. Alternatively or additionally, the laser emission may be based on the speed of the movement. According to one embodiment of the invention, it is therefore provided that the laser emission is synchronized with the position of the impact point 71 or its speed. The synchronization can be controlled by the appropriately configured computing device 15. Even with changes in direction, such as in curved paths or corners, as in the example of FIG. 9, a variable density of filaments along the contour is advantageous, as well as when approaching start and end points of a contour.
Ist der Laser ausgeschaltet, gibt es strenggenommen auch keinen Auftreffpunkt 71 des Laserlichts. In diesem Fall ist der gedachte Auftreffpunkt, der sich bei eingeschaltetem Laser ergäbe, zu verstehen. Die Synchronisierung der Laseremission mit der Bewegung oder Position des Auftreffpunktes beinhaltet weiterhin nicht nur ein Ein- oder Ausschalten der Laseremission. Vielmehr können auch andere Laserparameter, wie etwa die Repetionsrate der Bursts, deren Energie oder die Anzahl der Pulse eines Bursts synchronisiert werden. Ein weiteres Beispiel ist das Einfügen von kurzen Hilfsschnitten, bei denen der Auftreffpunkt nach dem Abfahren der Trennlinie wieder auf einen Punkt zurückgefahren wird, von dem aus der Pfad weitergeführt wird. Hier kann beim Zurückfahren die Laseremission ausgeschaltet werden.  If the laser is switched off, strictly speaking there is no impact point 71 of the laser light. In this case, the imaginary impingement that would result when the laser is turned on, to understand. The synchronization of the laser emission with the movement or position of the impact point further includes not only turning on or off the laser emission. Rather, other laser parameters, such as the repetition rate of the bursts, their energy or the number of pulses of a burst can be synchronized. Another example is the insertion of short auxiliary cuts, in which the impact point is moved back to a point after the departure of the dividing line, from which the path is continued. Here the laser emission can be switched off when driving back.
Die Erfindung erlaubt es, schnell und wirtschaftlich sehr viele kleine Öffnungen in scheibenförmigen Glas- oder Glaskeramikelementen 2 herzustellen. Ein entsprechend bearbeitetes Glas- oder Glaskeramikelement eignet sich unter anderem für Anwendungen in der Mikrofluidik oder in der Mikroelektronik. So kann mit der Erfindung ein sogenannter Interposer aus Glas hergestellt werden. Dieser ist ein isolierendes Substrat, durch welches  The invention makes it possible to produce many small openings in disc-shaped glass or glass ceramic elements 2 quickly and economically. A correspondingly machined glass or glass ceramic element is suitable, inter alia, for applications in microfluidics or in microelectronics. Thus, with the invention, a so-called interposer made of glass can be produced. This is an insulating substrate through which
Durchkontaktierungen hindurchgeführt sind. Die hindurchgeführten Leiter können dann auf der gegenüberliegenden Seite mit Kontaktflächen verbunden sein. Der Interposer dient so beispielsweise als Unterlage und zur Umverteilung von Kontakten eines Chips. Es ist dem Fachmann ersichtlich, dass die Erfindung nicht auf die speziellen Through holes are passed. The conductors passed through can then be connected on the opposite side with contact surfaces. The interposer thus serves, for example, as a support and for the redistribution of contacts of a chip. It will be apparent to those skilled in the art that the invention is not limited to the specific ones
Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern in vielfältiger Weise im Rahmen des Gegenstands der nachfolgenden Ansprüche abgewandelt werden kann. Auch können die Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden. So kann eine Linsenbewegungs-Einrichtung 9 vorgesehen werden, welche sowohl eine Anordnung gemäß Fig. 2, als auch gemäß Fig. 3 umfasst. Dies kann sich etwa anbieten, um eine Ausführungsform ähnlich zu Fig. 11 zu realisieren. So kann eine erste, lineare Linsenbewegungseinrichtung 9 vorgesehen werden, welche die Bewegung des Glas- oder Glaskeramikelements 2 kompensiert. Mit der exzentrischen Rotation gemäß der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform wird dann eine kreisförmige Trennlinie abgefahren. Embodiments is limited, but can be modified in many ways within the scope of the subject of the following claims. Also, the embodiments may be combined. Thus, a lens movement device 9 can be provided, which comprises both an arrangement according to FIG. 2, as well as according to FIG. 3. This can be offered, for example, to realize an embodiment similar to FIG. 11. Thus, a first, linear lens movement device 9 can be provided, which compensates for the movement of the glass or glass ceramic element 2. With the eccentric rotation according to the embodiment shown in Fig. 3 then a circular dividing line is traversed.
Selbstverständlich können nicht nur in sich geschlossene Trennlinien 12 hergestellt werden. Auch Hilfsschnitte für spezielle Geometrien oder Außenkonturen sind möglich, bei denen die gleichzeitige Bewegung von Linse und Material das Erzeugen von Filamenten entlang eines vorgegebenen Pfades ermöglicht. Ein Beispiel hierzu zeigt Fig. 12. Das Glas- oder  Of course, not only self-contained dividing lines 12 can be made. Auxiliary cuts for special geometries or outer contours are also possible, in which the simultaneous movement of the lens and the material makes it possible to produce filaments along a predetermined path. An example of this is shown in Fig. 12. The glass or
Glaskeramikelement 2 weist eine Aussenkontur 24 auf, die im wesentlichen kreisförmig ist. Die Außenkontur 24 weist zusätzlich eine Feinstruktur in Form von Zähnen 25 auf. Eine derartige Kontur kann hergestellt werden, indem mittels der Bewegungseinrichtung 17 die Außenkontur abgefahren wird, während mittels der Linsenbewegungseinrichtung 9 eine Ablenkung des Laserstrahls überlagert wird, welche auf die Trennlinie die Feinstruktur aufprägt. Allgemein, ohne Beschränkung auf das spezielle Beispiel kann also eine Trennlinie erzeugt werden, indem einer Relativbewegung zwischen Glas- oder Glaskeramikelement 2 und Ultrakurzpulslaser eine mit der Linsenbewegung erzeugte Ablenkung des Laserstrahls 7 überlagert wird. Glass ceramic element 2 has an outer contour 24 which is substantially circular. The outer contour 24 additionally has a fine structure in the form of teeth 25. Such a contour can be produced by traversing the outer contour by means of the movement device 17, while by means of the lens movement device 9 a deflection of the laser beam is superimposed, which imprints the fine structure on the parting line. In general, without being limited to the specific example, therefore, a dividing line can be produced by superimposing a deflection of the laser beam 7 generated by the lens movement on a relative movement between glass or glass ceramic element 2 and ultrashort pulse laser.
Für die erfindungsgemäße Bearbeitung sind eine Vielzahl von Gläsern prinzipiell geeignet. Bevorzugt werden Lithiumaluminosilikatgläser, Lithiumaluminosilikat- Glaskeramiken, Kalknatrongläser, Borosilikatgläser, Aluminosilikatgläser und Alkalimetall- Aluminosilikatgläser.  For the processing according to the invention a plurality of glasses are in principle suitable. Preference is given to lithium aluminosilicate glasses, lithium aluminosilicate glass ceramics, soda lime glasses, borosilicate glasses, aluminosilicate glasses and alkali metal aluminosilicate glasses.
Beispielsweise kann das Substrat ein Lithiumaluminosilikatglas mit der nachfolgenden Zusammensetzung (in Gew.-%) sein:  For example, the substrate may be a lithium aluminosilicate glass having the following composition (in weight%):
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Gegebenenfalls können färbende Oxide zugegeben werden, wie Nd2Ü3, Fe2Ü3, CoO, NiO, V2O5, Mn02, T1O2, CuO, Ce02, Cr203, 0 - 2 Gew-% As203, Sb203, Sn02, S03, Cl, F und/oder CeÜ2 können als Läutermittel zugegeben werden, und 0 - 5 Gew.-% Seltenerdoxide können ebenfalls zugegeben werden, um magnetische, Photonen- oder optische Funktionen in die Glaslage oder -platte einzuführen, und die Gesamtmenge der Gesamtzusammensetzung beträgt 100 Gew.-%. Optionally, coloring oxides may be added, such as Nd 2Ü 3, Fe 2Ü 3, CoO, NiO, V 2 O 5, MnO 2 , TioO 2 , CuO, CeO 2 , Cr 2 O 3 , 0-2% by weight As 2 O 3 , Sb 2 0 3 , SnO 2 , S0 3 , Cl, F and / or CeO2 may be added as refining agents, and 0-5% by weight of rare earth oxides may also be added to introduce magnetic, photonic or optical functions into the glass sheet or plate, and the Total amount of the total composition is 100% by weight.
Insbesondere kann ein Material der vorgenannten Zusammensetzung einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen 3-106 K 1 und 6-10-6 K-1 oder zwischen 3.3-10-6 K 1 und 5.7-10-6 K- aufweisen. Specifically, a material of the above composition may have a thermal expansion coefficient between 3-10 6 K 1 and K-1 6-10- 6 or between 3.3-10- 6 K 1 and K 5.7-10- 6.
Bevorzugt weist das Lithiumaluminosilikatglas die nachfolgende Zusammensetzung (in Gew.-%) auf:  The lithium aluminosilicate glass preferably has the following composition (in% by weight):
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Figure imgf000019_0002
Figure imgf000020_0001
Gegebenenfalls können färbende Oxide zugegeben werden, wie Nd2Ü3, Fe2Ü3, CoO, NiO, V2O5, Mn02, T1O2, CuO, Ce02, Cr203, 0 - 2 Gew.-% As203, Sb203, Sn02, S03, Cl, F und/oder CeÜ2 können als Läutermittel zugegeben werden, und 0 - 5 Gew.-% Seltenerdoxide können ebenfalls zugegeben werden, um magnetische, Photonen- oder optische Funktionen in die Glaslage oder -platte einzuführen, und die Gesamtmenge der Gesamtzusammensetzung beträgt 100 Gew.-%. Optionally, coloring oxides may be added, such as Nd 2Ü 3, Fe 2Ü 3, CoO, NiO, V2O5, MnO 2 , TiO 2 , CuO, CeO 2 , Cr 2 O 3 , 0-2% by weight of As 2 O 3 , Sb 2 0 3 , Sn0 2 , S0 3 , Cl, F and / or CeO 2 may be added as refining agents, and 0-5% by weight of rare earth oxides may also be added to introduce magnetic, photonic or optical functions into the glass sheet or plate, and the total amount of the total composition is 100% by weight.
Insbesondere kann ein Material der vorgenannten Zusammensetzung einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen 4,5-10"6 K-1 und 6-106 K-1 oder zwischen 4J6-10"6 K-1 und 5,7-10-6 K-1 aufweisen. Specifically, a material of the aforementioned composition has a thermal expansion coefficient between 4.5-10 "6 K- 1 and 6-10 6 K- 1 or between 4J6-10" 6 K- 1 and 5,7-10- 6 K- 1 exhibit.
Das Lithiumaluminosilikatglas weist noch bevorzugter die nachfolgende  The lithium aluminosilicate glass more preferably has the following
Zusammensetzung (in Gew.-%) auf: Composition (in% by weight) on:
Figure imgf000020_0002
Figure imgf000021_0001
Figure imgf000020_0002
Figure imgf000021_0001
Gegebenenfalls können färbende Oxide zugegeben werden, wie Nd2Ü3, Fe2Ü3, CoO, NiO, V2O5, Mn02, T1O2, CuO, Ce02, Cr203, 0 - 2 Gew.-% As203, Sb203, Sn02, S03, Cl, F und/oder CeÜ2 können als Läutermittel zugegeben werden, und können als Läutermittel zugegeben werden, und 0 - 5 Gew.-% Seltenerdoxide können ebenfalls zugegeben werden, um magnetische, Photonen- oder optische Funktionen in die Glaslage oder -platte einzuführen, und die Gesamtmenge der Gesamtzusammensetzung beträgt 100 Gew.-%. Optionally, coloring oxides may be added, such as Nd 2Ü 3, Fe 2Ü 3, CoO, NiO, V2O5, MnO 2 , TiO 2 , CuO, CeO 2 , Cr 2 O 3 , 0-2% by weight of As 2 O 3 , Sb 2 0 3 , SnO 2 , SO 3 , Cl, F and / or CeO 2 may be added as refining agents and may be added as refining agents, and 0-5% by weight of rare earth oxides may also be added to impart magnetic, photonic or optical functions to the refining agents Glass sheet or plate, and the total amount of the total composition is 100% by weight.
Insbesondere kann ein Material der vorgenannten Zusammensetzung einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen 4-106 K-1 und 8-106 K-1 oder zwischen 5 106 K-1 und 7-10-6 K"1 aufweisen. Es kann auch eine entsprechende Glaskeramik vorgesehen sein welche einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen -0.068-10-6 K-1 und 1 ,16-106 K-1 aufweist. Specifically, a material of the above composition may have a thermal expansion coefficient between 4-10 6 K- 1 and 8-10 6 K- 1, or between 5 6 10 K-1 and K 7-10- 6 '1. It can also be a corresponding glass ceramic may be provided which has a thermal expansion coefficient between -0.068-10- 6 K- 1 and 1, 16-10 6 K- 1 .
In einem anderen Beispiel kann das Substrat ein Kalknatronglas mit der nachfolgenden Zusammensetzung (in Gew.-%) sein:  In another example, the substrate may be a soda lime glass having the following composition (in weight percent):
Figure imgf000021_0002
Figure imgf000021_0002
Gegebenenfalls können färbende Oxide zugegeben werden, wie Nd2Ü3, Fe2Ü3, CoO, NiO, V2O5, Mn02, T1O2, CuO, Ce02, Cr203, 0 - 2 Gew.-% As203, Sb203, Sn02, S03, Cl, F und/oder CeÜ2 können als Läutermittel zugegeben werden, und 0 - 5 Gew.-% Seltenerdoxide können ebenfalls zugegeben werden, um magnetische, Photonen- oder optische Funktionen in die Glaslage oder -platte einzuführen, und die Gesamtmenge der Gesamtzusammensetzung beträgt 100 Gew.-%. Insbesondere kann ein Material der vorgenannten Zusammensetzung einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen 5,25-106 K 1 und 10*10-6 K-1 oder zwischen 5.53-10-6 K 1 und 9.77-10-6 K- aufweisen. Optionally, coloring oxides may be added, such as Nd 2Ü 3, Fe 2Ü 3, CoO, NiO, V2O5, MnO 2 , TiO 2 , CuO, CeO 2 , Cr 2 O 3 , 0-2% by weight of As 2 O 3 , Sb 2 0 3 , Sn0 2 , S0 3 , Cl, F and / or CeO 2 may be added as refining agents, and 0-5% by weight of rare earth oxides may also be added to introduce magnetic, photonic or optical functions into the glass sheet or plate, and the total amount of the total composition is 100% by weight. Specifically, a material of the aforementioned composition may * 10 have a coefficient of thermal expansion between 5.25 to 10 6 K 1 and 10 6 K- 1 or between 5.53-10- 6 K 1 and K 9.77-10- 6.
Das Kalknatronglas weist bevorzugt die nachfolgende Zusammensetzung (in Gew.-%) auf:  The soda-lime glass preferably has the following composition (in% by weight):
Figure imgf000022_0002
Figure imgf000022_0002
Gegebenenfalls können färbende Oxide zugegeben werden, wie Nd2Ü3, Fe2Ü3, CoO, NiO, V2O5, Mn02, T1O2, CuO, Ce02, Cr203, 0 - 2 Gew.-% As203, Sb203, Sn02, S03, Cl, F und/oder CeÜ2 können als Läutermittel zugegeben werden, und 0 - 5 Gew.-% Seltenerdoxide können ebenfalls zugegeben werden, um magnetische, Photonen- oder optische Funktionen in die Glaslage oder -platte einzuführen, und die Gesamtmenge der Gesamtzusammensetzung beträgt 100 Gew.-%. Optionally, coloring oxides may be added, such as Nd 2Ü 3, Fe 2Ü 3, CoO, NiO, V2O5, MnO 2 , TiO 2 , CuO, CeO 2 , Cr 2 O 3 , 0-2% by weight of As 2 O 3 , Sb 2 0 3 , Sn0 2 , S0 3 , Cl, F and / or CeO 2 may be added as refining agents, and 0-5% by weight of rare earth oxides may also be added to introduce magnetic, photonic or optical functions into the glass sheet or plate, and the total amount of the total composition is 100% by weight.
Insbesondere kann ein Material der vorgenannten Zusammensetzung einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen 4.5-10-6 K-1 und 11 -10-6 K-1 oder zwischen 4,94-106 K-1 und 10.25-10-6 K- aufweisen. Specifically, a material of the above composition may have a thermal expansion coefficient between 4.5-10- 6 K- 1 and 11 -10 6 K-1 or between 4.94 to 10 6 K 1 and K 10.25-10- 6.
Das Kalknatronglas weist noch bevorzugter die nachfolgende Zusammensetzung (in Gew.-%) auf:  The soda lime glass more preferably has the following composition (in weight percent):
Figure imgf000022_0001
Zusammensetzung (Gew.-%)
Figure imgf000022_0001
Composition (% by weight)
Li20 + Na20 + K20 5-25 Li 2 O + Na 2 O + K 2 O 5-25
MgO + CaO + SrO + BaO + ZnO 5-20  MgO + CaO + SrO + BaO + ZnO 5-20
Ti02 + Ζ1Ό2 0-5 Ti0 2 + Ζ1Ό2 0-5
P2O5 0-2  P2O5 0-2
Gegebenenfalls können färbende Oxide zugegeben werden, wie Nd2Ü3, Fe2Ü3, CoO, NiO, V2O5, Mn02, T1O2, CuO, Ce02, Cr203, 0 - 2 Gew.-% As203, Sb203, Sn02, S03, Cl, F und/oder CeÜ2 können als Läutermittel zugegeben werden, und 0 - 5 Gew.-% Seltenerdoxide können ebenfalls zugegeben werden, um magnetische, Photonen- oder optische Funktionen in die Glaslage oder -platte einzuführen, und die Gesamtmenge der Gesamtzusammensetzung beträgt 100 Gew.-%. Optionally, coloring oxides may be added, such as Nd 2Ü 3, Fe 2Ü 3, CoO, NiO, V2O5, MnO 2 , TiO 2 , CuO, CeO 2 , Cr 2 O 3 , 0-2% by weight of As 2 O 3 , Sb 2 0 3 , Sn0 2 , S0 3 , Cl, F and / or CeO 2 may be added as refining agents, and 0-5% by weight of rare earth oxides may also be added to introduce magnetic, photonic or optical functions into the glass sheet or plate, and the total amount of the total composition is 100% by weight.
Insbesondere kann ein Material der vorgenannten Zusammensetzung einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen 4.5-10-6 K-1 und 11 -10-6 K-1 oder zwischen 4.93-10-6 K-1 und 10,25 -10-6 K-1 aufweisen. Specifically, a material of the above composition may have a thermal expansion coefficient between 4.5-10- 6 K- 1 and 11 -10 6 K-1, or between 4.93-10- 6 K- 1 and 10.25 -10- 6 K- 1 ,
In einem weiteren Beispiel ist das Substrat ein Borosilikatglas mit der nachfolgenden Zusammensetzung (in Gew.-%):  In another example, the substrate is a borosilicate glass having the following composition (in weight percent):
Figure imgf000023_0001
Gegebenenfalls können färbende Oxide zugegeben werden, wie Nd2Ü3, Fe2Ü3, CoO,
Figure imgf000023_0001
Optionally, coloring oxides may be added, such as Nd 2 O 3, Fe 2 O 3, CoO,
NiO, V2O5, Mn02, T1O2, CuO, Ce02, Cr203, 0 - 2 Gew.-% As203, Sb203, Sn02, S03, Cl, F und/oder CeÜ2 können als Läutermittel zugegeben werden, und 0 - 5 Gew.-% Seltenerdoxide können ebenfalls zugegeben werden, um magnetische, Photonen- oder optische Funktionen in die Glaslage oder -platte einzuführen, und die Gesamtmenge der Gesamtzusammensetzung beträgt 100 Gew.-%. NiO, V2O5, Mn0 2 , T1O2, CuO, Ce0 2 , Cr 2 0 3 , 0-2 wt% As 2 0 3 , Sb 2 0 3 , Sn0 2 , S0 3 , Cl, F and / or CeO 2 may be added as refining agents, and 0-5% by weight of rare earth oxides may also be added to provide magnetic, photonic or optical functions to introduce the glass sheet or plate, and the total amount of the total composition is 100% by weight.
Insbesondere kann ein Material der vorgenannten Zusammensetzung einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen 2,75-10-6 K-1 und 10-106 K 1 oder zwischen 3.0-10-6 K 1 und 9,01 -10-6 K- aufweisen. Specifically, a material of the above composition may have a thermal expansion coefficient between 2,75-10- 6 K- 1 and 10-10 6 K 1 or K 6 3.0-10- between 1 and 9.01 -10 6 K.
Das Borosilikatglas weist bevorzugter die nachfolgende Zusammensetzung (in Gew.-%) auf:  The borosilicate glass more preferably has the following composition (in weight percent):
Figure imgf000024_0001
Gegebenenfalls können färbende Oxide zugegeben werden, wie Nd2Ü3, Fe2Ü3, CoO,
Figure imgf000024_0001
Optionally, coloring oxides may be added, such as Nd 2 O 3, Fe 2 O 3, CoO,
NiO, V2O5, Mn02, T1O2, CuO, Ce02, Cr203, 0 - 2 Gew.-% As203, Sb203, Sn02, S03, Cl, F und/oder CeÜ2 können als Läutermittel zugegeben werden, und 0 - 5 Gew.-% Seltenerdoxide können ebenfalls zugegeben werden, um magnetische, Photonen- oder optische Funktionen in die Glaslage oder -platte einzuführen, und die Gesamtmenge der Gesamtzusammensetzung beträgt 100 Gew.-%. NiO, V2O5, Mn0 2 , T1O2, CuO, Ce0 2 , Cr 2 0 3 , 0-2 wt% As 2 0 3 , Sb 2 0 3 , Sn0 2 , S0 3 , Cl, F and / or CeO 2 may be added as a refining agent, and 0-5% by weight of rare earth oxides may also be added to introduce magnetic, photonic or optical functions into the glass sheet or plate, and the total amount of the total composition is 100% by weight.
Insbesondere kann ein Material der vorgenannten Zusammensetzung einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen 2.5-10-6 K-1 und 8-106 K-1 oder zwischen 2.8-10-6 K-1 und 7.5-10-6 K- aufweisen. Specifically, a material of the above composition may have a thermal expansion coefficient between 2.5-10- 6 K- 1 and 8-10 6 K- 1 or between 2.8-10- 6 K 1 and K 7.5-10- 6.
Das Borosilikatglas weist noch bevorzugter die nachfolgende Zusammensetzung (in Gew.-%) auf:  The borosilicate glass more preferably has the following composition (in weight percent):
Zusammensetzung (Gew.-%)Composition (% by weight)
S1O2 63-83
Figure imgf000025_0001
S1O2 63-83
Figure imgf000025_0001
Gegebenenfalls können färbende Oxide zugegeben werden, wie Nd2Ü3, Fe2Ü3, CoO, NiO, V2O5, Mn02, T1O2, CuO, Ce02, Cr203, 0 - 2 Gew.-% As203, Sb203, Sn02, S03, Cl, F und/oder CeÜ2 können als Läutermittel zugegeben werden, und 0 - 5 Gew.-% Seltenerdoxide können ebenfalls zugegeben werden, um magnetische, Photonen- oder optische Funktionen in die Glaslage oder -platte einzuführen, und die Gesamtmenge der Gesamtzusammensetzung beträgt 100 Gew.-%. Optionally, coloring oxides may be added, such as Nd 2Ü 3, Fe 2Ü 3, CoO, NiO, V2O5, MnO 2 , TiO 2 , CuO, CeO 2 , Cr 2 O 3 , 0-2% by weight of As 2 O 3 , Sb 2 0 3 , Sn0 2 , S0 3 , Cl, F and / or CeO 2 may be added as refining agents, and 0-5% by weight of rare earth oxides may also be added to introduce magnetic, photonic or optical functions into the glass sheet or plate, and the total amount of the total composition is 100% by weight.
Insbesondere kann ein Material der vorgenannten Zusammensetzung einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen 3,0-10"6 K 1 und 8-106 K 1 oder zwischen 3,18-106 K 1 und 7,5-10-6 K-1 aufweisen. In particular, a material of the aforementioned composition may have a coefficient of thermal expansion between 3.0-10 "6 K 1 and 8-10 6 K 1 or between 3.18-10 6 K 1 and 7.5-10 6 K -1 .
In einem weiteren Beispiel ist das Substrat ein Alkalimetallaluminosilikatglas mit der nachfolgenden Zusammensetzung (in Gew.-%):  In another example, the substrate is an alkali metal aluminosilicate glass having the following composition (in weight percent):
Figure imgf000025_0002
Gegebenenfalls können färbende Oxide zugegeben werden, wie Nd2Ü3, Fe2Ü3, CoO,
Figure imgf000025_0002
Optionally, coloring oxides may be added, such as Nd 2 O 3, Fe 2 O 3, CoO,
NiO, V205, Mn02, T1O2, CuO, Ce02, Cr203, 0 - 2 Gew.-% As203, Sb203, Sn02, S03, Cl, F und/oder CeÜ2 können als Läutermittel zugegeben werden, und 0 - 5 Gew.-% Seltenerdoxide können ebenfalls zugegeben werden, um magnetische, Photonen- oder optische Funktionen in die Glaslage oder -platte einzuführen, und die Gesamtmenge der Gesamtzusammensetzung beträgt 100 Gew.-%. NiO, V 2 O 5, MnO 2 , TIO 2 , CuO, CeO 2 , Cr 2 O 3 , 0-2 wt% As 2 O 3 , Sb 2 O 3 , SnO 2 , SO 3 , Cl, F and / or CeO 2 as refining agent, and 0 to 5% by weight of rare earth oxides may also be added to introduce magnetic, photonic or optical functions into the glass sheet or plate, and the total amount of the total composition is 100% by weight.
Insbesondere kann ein Material der vorgenannten Zusammensetzung einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen 3.0-10-6 K-1 und 11 -10-6 K-1 oder zwischen 3.3-10-6 K-1 und 10-10-6 K- aufweisen. Specifically, a material of the above composition may have a thermal expansion coefficient between 3.0-10- 6 K- 1 and 11 -10 6 K-1, or between 3.3-10- 6 K 1 and K 6 10-10.
Das Alkalimetallaluminosilikatglas weist bevorzugter die nachfolgende  The alkali metal aluminosilicate glass more preferably has the following
Zusammensetzung (in Gew.-%) auf: Composition (in% by weight) on:
Figure imgf000026_0001
Figure imgf000026_0001
Gegebenenfalls können färbende Oxide zugegeben werden, wie Nd2Ü3, Fe2Ü3, CoO, NiO, V2O5, Mn02, T1O2, CuO, Ce02, Cr203, 0 - 2 Gew.-% As203, Sb203, Sn02, S03, Cl, F und/oder CeÜ2 können als Läutermittel zugegeben werden, und 0 - 5 Gew.-% Seltenerdoxide können ebenfalls zugegeben werden, um magnetische, Photonen- oder optische Funktionen in die Glaslage oder -platte einzuführen, und die Gesamtmenge der Gesamtzusammensetzung beträgt 100 Gew.-%. Optionally, coloring oxides may be added, such as Nd 2Ü 3, Fe 2Ü 3, CoO, NiO, V2O5, MnO 2 , TiO 2 , CuO, CeO 2 , Cr 2 O 3 , 0-2% by weight of As 2 O 3 , Sb 2 0 3 , Sn0 2 , S0 3 , Cl, F and / or CeO 2 may be added as refining agents, and 0-5% by weight of rare earth oxides may also be added to introduce magnetic, photonic or optical functions into the glass sheet or plate, and the total amount of the total composition is 100% by weight.
Insbesondere kann ein Material der vorgenannten Zusammensetzung einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen 3J5-10-6 K-1 und 11 -10-6 K-1 oder zwischen 3.99-10"6 K-1 und 10,22-10-6 K-1 aufweisen. Specifically, a material of the above composition may have a thermal expansion coefficient between 3J5-10- 6 K- 1 and 11 -10 6 K-1, or between 3.99-10 "6 K- 1 and 10,22-10- 6 K- 1 ,
Das Alkalialuminosilikatglas weist noch bevorzugter die nachfolgende Zusammensetzung The alkali aluminosilicate glass more preferably has the following composition
(in Gew.-%) auf:
Figure imgf000027_0001
(in% by weight) on:
Figure imgf000027_0001
Gegebenenfalls können färbende Oxide zugegeben werden, wie Nd2Ü3, Fe2Ü3, CoO, NiO, V2O5, Mn02, T1O2, CuO, Ce02, Cr203, 0 - 2 Gew.-% As203, Sb203, Sn02, S03, Cl, F und/oder CeÜ2 können als Läutermittel zugegeben werden, und 0 - 5 Gew.-% Seltenerdoxide können ebenfalls zugegeben werden, um magnetische, Photonen- oder optische Funktionen in die Glaslage oder -platte einzuführen, und die Gesamtmenge der Gesamtzusammensetzung beträgt 100 Gew.-%. Optionally, coloring oxides may be added, such as Nd 2Ü 3, Fe 2Ü 3, CoO, NiO, V2O5, MnO 2 , TiO 2 , CuO, CeO 2 , Cr 2 O 3 , 0-2% by weight of As 2 O 3 , Sb 2 0 3 , Sn0 2 , S0 3 , Cl, F and / or CeO 2 may be added as refining agents, and 0-5% by weight of rare earth oxides may also be added to introduce magnetic, photonic or optical functions into the glass sheet or plate, and the total amount of the total composition is 100% by weight.
Insbesondere kann ein Material der vorgenannten Zusammensetzung einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen 4,0-10"6 K-1 und 10-106 K-1 oder zwischen 4,5-10"6 K-1 und 9.08-10-6 K- aufweisen. Specifically, a material of the above composition may have a thermal expansion coefficient between 4.0-10 "6 K- 1 and 10-10 6 K- 1, or between 4.5-10" 6 K- 1 and 9.08-10- 6 K- ,
In einem weiteren Beispiel ist das Substrat ein Aluminosilikatglas mit niedrigem  In another example, the substrate is a low aluminosilicate glass
Alkaligehalt mit der nachfolgenden Zusammensetzung (in Gew.-%): Alkali content with the following composition (in% by weight):
Figure imgf000027_0002
Gegebenenfalls können färbende Oxide zugegeben werden, wie Nd2Ü3, Fe2Ü3, CoO,
Figure imgf000027_0002
Optionally, coloring oxides may be added, such as Nd 2 O 3, Fe 2 O 3, CoO,
NiO, V2O5, Mn02, T1O2, CuO, Ce02, Cr203, 0 - 2 Gew.-% As203, Sb203, Sn02, S03, Cl, F und/oder CeÜ2 können als Läutermittel zugegeben werden, und 0 - 5 Gew.-% Seltenerdoxide können ebenfalls zugegeben werden, um magnetische, Photonen- oder optische Funktionen in die Glaslage oder -platte einzuführen, und die Gesamtmenge der Gesamtzusammensetzung beträgt 100 Gew.-%. NiO, V2O5, Mn0 2 , T1O2, CuO, Ce0 2 , Cr 2 0 3 , 0-2 wt% As 2 0 3 , Sb 2 0 3 , Sn0 2 , S0 3 , Cl, F and / or CeO 2 can be added as a refining agent, and 0-5% by weight of rare earth oxides can also be added to introduce magnetic, photonic or optical functions into the glass sheet or plate, and the total amount of the total composition is 100% by weight. %.
Insbesondere kann ein Material der vorgenannten Zusammensetzung einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen 2,5-10"6 K-1 und 7-106 K-1 oder zwischen 2,8-10"6 K-1 und 6,5-10-6 K-1 aufweisen. Specifically, a material of the aforementioned composition has a thermal expansion coefficient between 2.5-10 "6 K- 1 and 7-10 6 K- 1 or between 2.8 to 10" 6 K 1 and K 6,5-10- 6 - 1 have.
Das Aluminosilikatglas mit niedrigem Alkaligehalt weist bevorzugter die nachfolgende Zusammensetzung (in Gew.-%) auf:  The low alkali aluminosilicate glass more preferably has the following composition (in weight percent):
Figure imgf000028_0001
Figure imgf000028_0001
Gegebenenfalls können färbende Oxide zugegeben werden, wie Nd2Ü3, Fe2Ü3, CoO, NiO, V2O5, Mn02, T1O2, CuO, Ce02, Cr203, 0 - 2 Gew.-% As203, Sb203, Sn02, S03, Cl, F und/oder CeÜ2 können als Läutermittel zugegeben werden, und 0 - 5 Gew.-% Seltenerdoxide können ebenfalls zugegeben werden, um magnetische, Photonen- oder optische Funktionen in die Glaslage oder -platte einzuführen, und die Gesamtmenge der Gesamtzusammensetzung beträgt 100 Gew.-%. Optionally, coloring oxides may be added, such as Nd 2Ü 3, Fe 2Ü 3, CoO, NiO, V2O5, MnO 2 , TiO 2 , CuO, CeO 2 , Cr 2 O 3 , 0-2% by weight of As 2 O 3 , Sb 2 0 3 , Sn0 2 , S0 3 , Cl, F and / or CeO 2 may be added as refining agents, and 0-5% by weight of rare earth oxides may also be added to introduce magnetic, photonic or optical functions into the glass sheet or plate, and the total amount of the total composition is 100% by weight.
Insbesondere kann ein Material der vorgenannten Zusammensetzung einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen 2,5-10"6 K-1 und 7-106 K-1 oder zwischen 2,8-10"6 K-1 und 6,5-10-6 K-1 aufweisen. Specifically, a material of the aforementioned composition has a thermal expansion coefficient between 2.5-10 "6 K- 1 and 7-10 6 K- 1 or between 2.8 to 10" 6 K 1 and K 6,5-10- 6 - 1 have.
Das Aluminosilikatglas mit niedrigem Alkaligehalt weist noch bevorzugter die nachfolgende Zusammensetzung (in Gew.-%) auf:
Figure imgf000029_0001
The low alkali aluminosilicate glass more preferably has the following composition (in weight percent):
Figure imgf000029_0001
Gegebenenfalls können färbende Oxide zugegeben werden, wie Nd2Ü3, Fe2Ü3, CoO, NiO, V2O5, Mn02, T1O2, CuO, Ce02, Cr203, 0 - 2 Gew.-% As203, Sb203, Sn02, S03, Cl, F und/oder CeÜ2 können als Läutermittel zugegeben werden, und 0 - 5 Gew.-% Seltenerdoxide können ebenfalls zugegeben werden, um magnetische, Photonen- oder optische Funktionen in die Glaslage oder -platte einzuführen, und die Gesamtmenge der Gesamtzusammensetzung beträgt 100 Gew.-%. Optionally, coloring oxides may be added, such as Nd 2Ü 3, Fe 2Ü 3, CoO, NiO, V2O5, MnO 2 , TiO 2 , CuO, CeO 2 , Cr 2 O 3 , 0-2% by weight of As 2 O 3 , Sb 2 0 3 , Sn0 2 , S0 3 , Cl, F and / or CeO 2 may be added as refining agents, and 0-5% by weight of rare earth oxides may also be added to introduce magnetic, photonic or optical functions into the glass sheet or plate, and the total amount of the total composition is 100% by weight.
Insbesondere kann ein Material der vorgenannten Zusammensetzung einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen 2,5-10"6 K-1 und 7-106 K-1 oder zwischen 2,8-10"6 K-1 und 6,5-10-6 K-1 aufweisen. Specifically, a material of the aforementioned composition has a thermal expansion coefficient between 2.5-10 "6 K- 1 and 7-10 6 K- 1 or between 2.8 to 10" 6 K 1 and K 6,5-10- 6 - 1 have.
Besonders in Verbindung mit den mit der Erfindung erzeugbaren kleinen und kleinsten Strukturen eignen sich weiterhin dünne Glas- oder Glaskeramikelemente besonders. Allgemein ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass das Glas- oder  Especially in connection with the small and smallest structures which can be produced by the invention, thin glass or glass ceramic elements are furthermore particularly suitable. Generally, it is provided according to an embodiment of the invention that the glass or
Glaskeramikelement 2 eine Dicke von kleiner 3000 μιη, vorzugsweise von kleiner 2500 μιη, bevorzugt von kleiner 1500 μιη, besonders bevorzugt von kleiner 500 μιη und bevorzugt von mindestens 3 μιη, vorzugsweise von mindestens 50 μιη, besonders bevorzugt von mindestens 150 μπι aufweisen. Bevorzugte Dicken sind 5, 10, 15, 25, 30, 35, 50, 55, 70, 80, 100, 130, 145, 160, 190, 210 oder 280 μιπ Insbesondere kann das Glas- oder Glaskeramikelement 2 als Dünnglasband bzw. als Glasfolie ausgebildet sein. Bezugszeichenliste Glass ceramic element 2 a thickness of less than 3000 μιη, preferably of less than 2500 μιη, preferably of less than 1500 μιη, more preferably of less than 500 μιη and preferably of at least 3 μιη, preferably of at least 50 μιη, more preferably of at least 150 μπι. Preferred thicknesses are 5, 10, 15, 25, 30, 35, 50, 55, 70, 80, 100, 130, 145, 160, 190, 210 or 280 μιπ In particular, the glass or glass ceramic element 2 as thin glass ribbon or as Glass film to be formed. LIST OF REFERENCE NUMBERS
Vorrichtung zur Laserbearbeitung 1 Device for laser processing 1
Glas- oder Glaskeramikelement 2Glass or glass ceramic element 2
Fokussierungsoptik 3Focusing optics 3
Linse 4 filamentförmige Schädigung 6Lens 4 filamentous damage 6
Laserstrahl 7Laser beam 7
Laserpuls 8Laser pulse 8
Linsenbewegungs-Einrichtung 9Lens movement device 9
Ultrakurzpulslaser 10Ultrashort pulse laser 10
Trennlinie 12Dividing line 12
Vorgesehener Verlauf von 12 13Intended course of 12 13
Recheneinrichtung 15Computing device 15
Bewegungseinrichtung 17Moving device 17
Öffnung in 2 20Opening in 2 20
Oberfläche von 2 22Surface of 2 22
Aussenkontur von 2 24External contour of 2 24
Zahn 25 optisches Element 30Tooth 25 optical element 30
Linsenhalterung 33Lens holder 33
Optische Achse von 4 40Optical axis of 4 40
Drehachse von 33 43Rotation axis of 33 43
Fokus von 4 41Focus of 4 41
Strahlrichtung 70Beam direction 70
Auftreffpunkt des Laserstrahls auf 2 71Impact point of the laser beam on 2 71
Strahlmitte 73Beam center 73
Aktor 90, 91Actuator 90, 91
Motor 92 Engine 92

Claims

Patentansprüche claims
1. Vorrichtung (1 ) zur Laserbearbeitung eines Glas- oder Glaskeramikelements (2), umfassend: 1. Device (1) for laser processing of a glass or glass ceramic element (2), comprising:
- einen Ultrakurzpulslaser (10),  an ultrashort pulse laser (10),
- eine Fokussierungsoptik (3), um den Laserstrahl (7) des Ultrakurzpulslasers (10) zu einem langgezogenen Fokus zu konzentrieren und durch die mit der in Glas oder Glaskeramik fokussierten Laserpulse filamentförmige Schädigungen (6) innerhalb des Glases oder der Glaskeramik zu erzeugen, wobei die Fokussierungsoptik (3) - eine im Strahlengang des Ultrakurzpulslasers (10) angeordnete Linse (4) umfasst, und wobei eine Linsenbewegungs-Einrichtung (9) vorgesehen ist, mittels der die Linse (4) quer zur Strahlrichtung (70) bewegbar ist, so dass die Lage der optischen Achse (40) der Linse (4) relativ zur Lage des Laserstrahls (7) veränderbar ist, um mittels einer Positionsänderung der Linse (4) relativ zum Laserstrahl (7) den Laserstrahl (7) abzulenken und damit den Auftreffpunkt (71 ) des Laserstrahls auf dem Glas- oder Glaskeramikelement (2) zu verschieben, so dass durch Bewegung der Linse (4) der langgezogene Fokus des Laserstrahls (7) entlang eines eine Trennlinie (12) bildenden vorgegebenen Pfades führbar ist.  - Focusing optics (3) to concentrate the laser beam (7) of the ultrashort pulse laser (10) to a long focus and filament-shaped damage (6) within the glass or the glass-ceramic to create by means of laser or glass-ceramic focused laser pulses within the glass or the glass ceramic the focusing optics (3) comprises a lens (4) arranged in the beam path of the ultrashort pulse laser (10), and wherein a lens movement device (9) is provided by means of which the lens (4) is movable transversely to the beam direction (70) the position of the optical axis (40) of the lens (4) relative to the position of the laser beam (7) is variable in order to deflect the laser beam (7) by means of a change in position of the lens (4) relative to the laser beam (7) and thus the point of impact (71) of the laser beam on the glass or glass ceramic element (2) to move, so that by movement of the lens (4) of the elongated focus of the laser beam (7) along a parting line (12) forming vorg level path is feasible.
2. Vorrichtung (1) gemäß dem vorstehenden Anspruch, wobei eine Recheneinrichtung2. Device (1) according to the preceding claim, wherein a computing device
(15) vorgesehen ist, welche dazu eingerichtet ist, sukzessive Steuersignale an die Linsenbewegungs-Einrichtung (9) abzugeben, so dass durch die von der (15) is provided, which is adapted to deliver successive control signals to the lens movement device (9), so that by the
Linsenbewegungs-Einrichtung (9) ausgeübte Bewegung der Linse (4) quer zur Strahlrichtung der Auftreffpunkt (71) des Laserstrahls (7) entlang eines eine Trennlinie (12) bildenden vorgegebenen Pfades geführt wird.  Lens movement means (9) is guided movement of the lens (4) transversely to the beam direction of the point of impact (71) of the laser beam (7) along a predetermined line forming a parting line (12).
3. Vorrichtung gemäß dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinrichtung (15) eingerichtet ist.die Laseremission synchronisiert mit der Position des Auftreffpunktes (71) des Laserstrahls (7) auf dem Glas- oder 3. Device according to the preceding claim, characterized in that the computing means (15) is arranged. The laser emission synchronized with the position of the point of impingement (71) of the laser beam (7) on the glass or
Glaskeramikelement oder der Geschwindigkeit des Auftreffpunktes (71) zu steuern. Vorrichtung (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Bewegungseinrichtung (17), mit welcher das Glas- oder Glaskeramikelement (2) relativ zum Ultrakurzpulslaser (10) während des Einstrahlens des Laserstrahls (7) bewegbar ist, so dass der Auftreffpunkt (71) des Laserstrahls (7) entlang eines die Trennlinie (12) bildenden vorgegebenen Pfades führbar ist, der durch die To control glass ceramic element or the velocity of the impact point (71). Device (1) according to one of the preceding claims, characterized by a movement device (17), with which the glass or glass ceramic element (2) is movable relative to the ultrashort pulse laser (10) during the irradiation of the laser beam (7), so that the impact point ( 71) of the laser beam (7) along a parting line (12) forming the predetermined path is feasible, by the
Überlagerung der mittels der Linsenbewegungs-Einrichtung (9) und der Superposition of the means of the lens movement device (9) and the
Bewegungseinrichtung (17) eingestellten Positionen gebildet wird. Movement device (17) is set positions.
Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Linsenbewegungs-Einrichtung (9) zwei Stelleinrichtungen (91 , 92) zur Bewegung entlang zweier nicht paralleler Richtungen quer zur Strahlrichtung (70) des Laserstrahls (7) oder eine Einrichtung (93) zur exzentrischen Rotation der Linse (4) umfasst. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the lens movement device (9) has two adjusting devices (91, 92) for movement along two non-parallel directions transverse to the beam direction (70) of the laser beam (7) or a device (93) eccentric rotation of the lens (4).
Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von Strahldurchmesser des Laserstrahls (7) zum Durchmesser der Apertur der Linse Device according to one of the preceding claims, characterized in that the ratio of the beam diameter of the laser beam (7) to the diameter of the aperture of the lens
(4) mindestens 0,25, bevorzugt mindestens 0,(4) at least 0.25, preferably at least 0,
5, besonders bevorzugt mindestens 2/3 und vorzugsweise kleiner als 2, bevorzugt kleiner als 1 ist. 5, more preferably at least 2/3 and preferably less than 2, preferably less than 1.
Verfahren (1) zur Laserbearbeitung eines Glas- oder Glaskeramikelements (2), bei welchem Method (1) for laser processing of a glass or glass ceramic element (2), in which
- mit einer Fokussierungsoptik (3) der Laserstrahl (7) eines Ultrakurzpulslasers (10) zu einem langgezogenen Fokus im Glas- oder Glaskeramikelement (2) konzentriert wird, wobei  - With a focusing optics (3) of the laser beam (7) of an ultrashort pulse laser (10) is concentrated to a long focus in the glass or glass ceramic element (2), wherein
- eine Pulsleistung des Ultrakurzpulslasers (10) eingestellt wird, die ausreicht, um durch die mit der in Glas oder Glaskeramik fokussierten Laserpulse filamentförmige Schädigungen  - A pulse power of the ultrashort pulse laser (10) is set, which is sufficient to filament-shaped damage by the focused in glass or glass ceramic laser pulses
(6) innerhalb des Glases oder der Glaskeramik zu erzeugen, wobei die Fokussierungsoptik (3) eine im Strahlengang des Ultrakurzpulslasers (10) angeordnete Linse (4) umfasst, und wobei (6) within the glass or the glass ceramic, wherein the focusing optics (3) comprises a lens (4) arranged in the beam path of the ultrashort pulse laser (10), and wherein
- mittels einer Linsenbewegungs-Einrichtung (9) während des Betriebs des  by means of a lens movement device (9) during operation of the
Ultrakurzpulslasers (10) die Linse (4) quer zur Strahlrichtung (70) bewegt wird, so dass die Lage der optischen Achse (40) der Linse (4) relativ zur Lage des Laserstrahls (7) verändert wird, und die Bewegung der Linse (4) relativ zum Ultracurzpulslasers (10) the lens (4) is moved transversely to the beam direction (70), so that the position of the optical axis (40) of the lens (4) relative to the position of the Laser beam (7) is changed, and the movement of the lens (4) relative to
Laserstrahl (7) den Laserstrahl  Laser beam (7) the laser beam
(7) ablenkt und damit den Auftreffpunkt (71) des Laserstrahls auf dem Glas- oder Glaskeramikelement (2) verschiebt, und wobei der Auftreffpunkt (71) unter Bewegung der Linse (4) entlang eines eine Trennlinie (12) bildenden vorgegebenen Pfades geführt wird. (7) deflects and thus the impact point (71) of the laser beam on the glass or glass ceramic element (2) shifts, and wherein the point of impact (71) is guided with movement of the lens (4) along a predetermined line forming a parting line (12) ,
8. Verfahren gemäß dem vorstehenden Anspruch, wobei mittels einer 8. The method according to the preceding claim, wherein means of a
Recheneinrichtung (15) die Linsenbewegungs-Einrichtung (9) durch skuzessive Abgabe von Steuersignalen angesteuert wird, wobei unter Ansprechen auf die sukzessive abgegebenen Steuersignale die Linse (4) der Fokussierungsoptik (3) quer zur Strahlrichtung (70) bewegt wird, so dass sich die Lage der optischen Achse (40) der Linse (4) relativ zur Lage des Laserstrahls (7) verändert, wodurch der Auftreffpunkt (71) des Laserstrahls (7) auf dem Glas- oder Glaskeramikelement (2) bewegt wird.  Computing means (15) the lens movement means (9) is driven by scuzessive delivery of control signals, wherein in response to the successively delivered control signals, the lens (4) of the focusing optics (3) is moved transversely to the beam direction (70), so that the Position of the optical axis (40) of the lens (4) relative to the position of the laser beam (7) changed, whereby the point of incidence (71) of the laser beam (7) on the glass or glass ceramic element (2) is moved.
9. Verfahren gemäß dem vorstehenden Anspruch, bei welchem mit einer 9. The method according to the preceding claim, wherein with a
Bewegungseinrichtung (17) das Glas- oder Glaskeramikelement (2) relativ zum Ultrakurzpulslaser (10) während des Einstrahlens des Laserstrahls (7) bewegt wird, so dass der Auftreffpunkt (71) des Laserstrahls (7) entlang eines die Trennlinie (12) bildenden vorgegebenen Pfades geführt wird, der durch die Überlagerung der mittels der Stelleinrichtung (9) und der Bewegungseinrichtung (17) eingestellten Positionen gebildet wird.  Movement device (17) the glass or glass ceramic element (2) relative to the ultrashort pulse laser (10) during the irradiation of the laser beam (7) is moved so that the point of incidence (71) of the laser beam (7) along a dividing line (12) forming predetermined Path is guided, which is formed by the superimposition of the adjusting means (9) and the movement means (17) positions.
10. Verfahren gemäß dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Bewegung der Linse (4) Abweichungen des Auftreffpunktes (71 ) von der vorgegebenen Trennlinie (12) durch unerwünschte Bewegung des Glas- oder Glaskeramikelements (2) gegenüber dem Ultrakurzpulslaser (10), insbesondere durch Schwingungen oder Überschwingen bei einem Richtungswechsel der Bewegung ausgeglichen werden. 10. The method according to the preceding claim, characterized in that with the movement of the lens (4) deviations of the impact point (71) of the predetermined separation line (12) by unwanted movement of the glass or glass ceramic element (2) relative to the ultrashort pulse laser (10) , Be compensated in particular by vibrations or overshoot in a change of direction of the movement.
11. Verfahren gemäß einem der beiden vorstehenden Ansprüche, dadurch 11. The method according to one of the two preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass die Linsenbewegungs-Einrichtung (9) den Auftreffpunkt (71) des Laserstrahls (7) entgegen der von der Bewegungseinrichtung (17) ausgeübten Bewegung des Glas- oder Glaskeramikelements (2) bewegt. in that the lens movement device (9) determines the impact point (71). of the laser beam (7) moves against the motion of the glass or glass ceramic element (2) exerted by the movement device (17).
12. Verfahren gemäß einem der beiden vorstehenden Ansprüche, dadurch 12. The method according to one of the two preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass die Linsenbewegungs-Einrichtung (9) den Auftreffpunkt (71) des Laserstrahls (7) auf dem Glas- oder Glaskeramikelement (2) schneller bewegt, als die Relativgeschwindigkeit des Glas- oder Glaskeramikelements (2) gegenüber dem Ultrakurzpuls-Laser (10).  in that the lens movement device (9) moves the point of impact (71) of the laser beam (7) on the glass or glass ceramic element (2) faster than the relative speed of the glass or glass ceramic element (2) relative to the ultrashort pulse laser (10 ).
13. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Auftreffpunkt (71) mit einer Geschwindigkeit von mehr als 0,5 Metern pro Sekunde, vorzugsweise mit einer Geschwindigkeit bis 1 Meter pro Sekunde über das Glas- oder Glaskeramikelement bewegt wird. 13. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the impact point (71) at a speed of more than 0.5 meters per second, preferably at a speed of up to 1 meter per second over the glass or glass ceramic element is moved.
14. Verfahren gemäß dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des Glas- oder Glaskeramikelements (2) durch Auftrennen entlang der Trennlinie (12) abgetrennt wird. 14. The method according to the preceding claim, characterized in that a part of the glass or glass ceramic element (2) is separated by severing along the parting line (12).
15. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine geschlossene Trennlinie (12) mit dem Auftreffpunkt (71) des Laserstrahls (7) abgefahren und dann im Glas- oder Glaskeramikteil (2) eine entsprechend der Form der Trennlinie (12) geformte Öffnung (20) hergestellt wird. 15. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a closed dividing line (12) with the impact point (71) of the laser beam (7) traversed and then in the glass or glass ceramic part (2) corresponding to the shape of the dividing line (12) shaped opening (20) is produced.
16. Verfahren gemäß dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Bewegung der Linse Trennlinien (12) und entsprechend der Form der Trennlinie (12) Öffnungen (20) mit einem Durchmesser kleiner als 1 Millimeter im Glas- oder Glaskeramikelement (2) hergestellt werden. 16. The method according to the preceding claim, characterized in that produced by the movement of the lens separating lines (12) and corresponding to the shape of the parting line (12) openings (20) having a diameter smaller than 1 millimeter in the glass or glass ceramic element (2) become.
17. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Anprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Bewegung der Linse (4) eine Trennlinie (12) abgefahren wird, die einen Krümmungsradius im Bereich von 0,05 mm bis 1 mm aufweist. 17. The method according to any one of the preceding Anprüche, characterized in that the movement of the lens (4) a separating line (12) is traversed, which has a radius of curvature in the range of 0.05 mm to 1 mm.
18. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Auftrennen an der Trennlinie (12) das Ätzen entlang der eingefügten filamentförmigen Schädigungen (6) umfasst. 18. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a separation on the parting line (12) comprises the etching along the inserted filamentary damage (6).
19. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Auftreffpunkt (71) auf dem Glas- oder Glaskeramikelement (2) gegenüber einer Position mit zentrierter Linse (4) um eine Strecke ausgelenkt wird, die kleiner ist, als die Verschiebung der Linse (4). 19. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the impact point (71) on the glass or glass ceramic element (2) is deflected with respect to a position with centered lens (4) by a distance which is smaller than the displacement of the Lens (4).
20. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Glas- oder Glaskeramikelement (2) aus Lithiumaluminosilikatglas, Lithiumaluminosilikat-Glaskeramik, Kalknatronglas, Borosilikatglas, 20. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a glass or glass ceramic element (2) of lithium aluminosilicate glass, lithium aluminosilicate glass ceramic, soda lime glass, borosilicate glass,
Aluminosilikatglas oder Alkalimetall-Aluminosilikatglas bearbeitet wird.  Aluminosilicate glass or alkali metal aluminosilicate glass is processed.
21. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der filamentförmigen Schädigungen (6) pro Längeneinheit entlang der Trennlinie (12) variiert wird, insbesondere, wobei die Anzahl der filamentförmigen Schädigungen (6) pro Längeneinheit im Bereich eines Richtungswechsels der Trennlinie (12) erhöht wird. 21. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the number of filament-shaped damages (6) per unit length is varied along the dividing line (12), in particular, wherein the number of filament-shaped damages (6) per unit length in the region of a change of direction Dividing line (12) is increased.
22. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Uitrakurzpulslaser mit einem oder mehreren der nachfolgenden Parameter betrieben wird: 22. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the Uitrakurzpulslaser is operated with one or more of the following parameters:
(i) die Leistung des Ultrakurzpulslasers liegt vorzugsweise in einem Bereich von 20 bis 300 Watt;  (i) the power of the ultrashort pulse laser is preferably in a range of 20 to 300 watts;
(ii) die Pulsenergie eines Bursts beträgt mehr als 400 Mikrojoule,  (ii) the pulse energy of a burst is more than 400 microjoules,
(iii) die Repititionsrate der Bursts liegt im Bereich von 15 MHz bis 90 MHz, bevorzugt im Bereich von 20 MHz bis 85 MHz,  (iii) the repetition rate of the bursts is in the range of 15 MHz to 90 MHz, preferably in the range of 20 MHz to 85 MHz,
(iv) die Anzahl der Pulse im Burst liegt im Bereich von 1 bis 10 Pulsen.  (iv) the number of pulses in the burst is in the range of 1 to 10 pulses.
23. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch 23. The method according to any one of the preceding claims, characterized by
folgende Schritte: (i) Bewegen von Glas- oder Glaskeramikelement (2) und Fokussierungsoptik (3) relativ zueinander mittels einer Bewegungseinrichtung (17) zu einer following steps: (I) moving glass or glass ceramic element (2) and focusing optics (3) relative to one another by means of a movement device (17) to a
Bearbeitungsposition, Processing position,
(ii) Anhalten der Bewegung,  (ii) stopping the movement,
(iii) mittels der Linsenbewegungs-Einrichtung (9) durch Ablenkung des Lasersstrahls(iii) by means of the lens movement device (9) by deflection of the laser beam
(7) Abfahren einer Trennlinie (12), (7) tracing a dividing line (12),
(iv) mittels der Bewegungseinrichtung (17) Anfahren einer nächsten  (iv) by means of the movement device (17) approaching a next
Bearbeitungsposition angefahren und dort erneut Abfahren einer Trennlinie (12). Approached processing position and there again departing a parting line (12).
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