Trennen von transparenten Werkstoffen durch selektives laserinduziertes Ätzen

  Bauteil geschnitten aus Saphir und resultierender Ausschnitt. Die Schnittfuge ist ca. 1,4 µm breit und 500 µm tief. Urheberrecht: Fraunhofer ILT Würfel geschnitten aus Saphir - Bauteil geschnitten aus Saphir und resultierender Ausschnitt. Die Schnittfuge ist ca. 1,4 µm breit und 500 µm tief.

Geformte Bauteile und Ausschnitte werden in transparenten Materialien durch selektives laserinduziertes Ätzen hergestellt.

Trennen durch selektives laserinduziertes Ätzen
Mittels ISLE (In-volume Selective Laser-induced Etching, selektives laserinduziertes Ätzen im Volumen) werden Schlitze mit großem Schachtverhältnis hergestellt. In Saphir haben wir beispielsweise einen Schlitz mit einer Breite von 1 µm, einer Höhe von 125 µm und einer Länge von 10 mm hergestellt. Durch das selektive Modifizieren von geschlossenen Flächen werden nach dem Ätzen geformte Bauteile mit einer Schnittfuge von 1-2 µm Breite in Saphire und 6-10 µm Breite in Quarzglas gefertigt. Sowohl das ausgeschnittene Mikro-Bauteil als auch die geformte Bohrung können verwendet werden und der Materialverschnitt ist äußerst gering.

  Löcher in Quarzglas mit einem Durchmesser von 133 µm und ausgeschnittener Zylinder. Die Präzision beträgt ca. 1 µm. Urheberrecht: Fraunhofer ILT Löcher in Quarzglas mit einem Durchmesser von 133 µm und ausgeschnittener Zylinder. Die Präzision beträgt ca. 1 µm.

Potentielle Anwendungen sind z.B. mikro-fluidische und -mechanische Systeme für biologische und chemische Anwendungen sowie integrierte optische Bauelemente. Weiterhin eignet sich das Verfahren für das präzise Schneiden und Trennen (cleaven) von Bauteilen aus Saphir, Quarzglas und Borosilikatgläsern und zur Herstellung von beispielsweise vorstrukturierten Wafern aus Dielektrika wie Saphir.