用于在透明材料中的钻孔的系统和方法与流程

文档序号:24831055发布日期:2021-04-27 19:05阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种物品,其包含:基板,其具有从所述基板的第一表面不断延伸至与所述基板的所述第一表面相对的所述基板的第二表面的多个镭射钻孔的穿孔,其中:所述多个镭射钻孔的穿孔的直径为10μm或更大;相邻的蚀刻穿孔之间的间距为30μm或更大;所述多个镭射钻孔的穿孔包含所述第一表面中的开口、所述第二表面中的开口及定位于所述第一表面中的所述开口与所述第二表面中的所述开口之间的腰部;所述腰部的直径为所述第一表面中的所述开口或所述第二表面中的所述开口的直径的至少75%;且所述第一表面中的所述开口的直径与所述第二表面中的所述开口的直径之间的差为3.5μm或更小。2.如权利要求1所述的物品,其中所述基板对于在390nm至700nm范围内的至少一个波长是透明的。3.如权利要求1所述的物品,其中所述基板为玻璃。4.如权利要求1所述的物品,其中所述基板的厚度在50μm至100μm范围内。5.如权利要求1所述的物品,其中所述腰部的直径为所述第一表面中的所述开口或所述第二表面中的所述开口的直径的至少80%。6.如权利要求1所述的物品,其中所述多个镭射钻孔的穿孔含有导电材料。7.一种用于在基板中形成穿孔的方法,所述方法包含:提供具有第一表面及与所述第一表面相对的第二表面的基板;以及在持续时间小于100μs的钻孔期间,在一位置处将激光脉冲的聚焦光束导引至所述基板中穿过所述基板的所述第一表面且随后穿过所述基板的所述第二表面,其中激光脉冲的所述聚焦光束具有一波长,所述基板对于所述波长至少实质上是透明的,其中在所述基板处的激光脉冲的所述聚焦光束的光学强度小于所述基板的光学击穿强度,其中激光脉冲的所述聚焦光束具有高斯能量分布,其中激光脉冲的所述聚焦光束具有大于5mhz的脉冲重复率,且其中激光脉冲的所述聚焦光束内的激光脉冲具有大于200fs的脉冲宽度。8.如权利要求7所述的方法,其中所述基板对于在电磁光谱的紫外光、可见光或红外光区域内的至少一个波长至少实质上是透明的。9.如权利要求8所述的方法,其中所述基板对于在电磁光谱的所述可见光区域内的至少一个波长至少实质上是透明的。10.如权利要求8所述的方法,其中所述基板对于在电磁光谱的红外光区域内的至少一个波长至少实质上是透明的。11.如权利要求7所述的方法,其中所述基板为玻璃。12.如权利要求7所述的方法,其中所述基板为蓝宝石。13.如权利要求7所述的方法,其中所述基板为硅晶粒。14.如权利要求7所述的方法,其中所述基板为gan晶粒。
15.如权利要求7所述的方法,其中激光脉冲的所述聚焦光束具有大于25mhz的脉冲重复率。16.如权利要求15所述的方法,其中激光脉冲的所述聚焦光束具有大于40mhz的脉冲重复率。17.如权利要求16所述的方法,其中激光脉冲的所述聚焦光束具有大于300mhz的脉冲重复率。18.如权利要求17所述的方法,其中激光脉冲的所述聚焦光束具有大于500mhz的脉冲重复率。19.如权利要求16所述的方法,其中激光脉冲的所述聚焦光束内的激光脉冲具有小于50fs的脉冲宽度。20.一种用于在基板中形成穿孔的方法,所述方法包含:提供基板,所述基板具有在30μm至150μm的范围内的厚度并且具有第一表面及与所述第一表面相对的第二表面;以及将激光脉冲的聚焦光束导引至所述基板中穿过所述基板的所述第一表面且随后穿过所述基板的所述第二表面,其中激光脉冲的所述聚焦光束具有一波长,所述基板对于所述波长至少实质上是透明的;其中在基板处的激光脉冲的所述聚焦光束的光学强度小于所述基板的光学击穿强度;其中激光脉冲的所述聚焦光束具有高斯能量分布;其中激光脉冲的所述聚焦光束具有脉冲重复率、在所述基板处的峰值光学强度及在所述基板处驱动累计加热效应的平均功率;且其中在激光脉冲的所述聚焦光束内的激光脉冲具有脉冲宽度,其中选择所述峰值光学强度、脉冲重复率、平均功率及脉冲宽度使得在小于40μs内形成所述穿孔。21.如权利要求20所述的方法,其中选择所述峰值光学强度、脉冲重复率、平均功率及脉冲宽度使得在小于30μs内形成所述穿孔。22.如权利要求21所述的方法,其中选择所述峰值光学强度、脉冲重复率、平均功率及脉冲宽度使得在小于20μs内形成所述穿孔。23.如权利要求22所述的方法,其中选择所述峰值光学强度、脉冲重复率、平均功率及脉冲宽度使得在小于10μs内形成所述穿孔。24.如权利要求21所述的方法,其中选择所述峰值光学强度、脉冲重复率、平均功率及脉冲宽度使得在5μs至15μs范围内形成所述穿孔。25.一种用于在基板中形成穿孔的方法,所述方法包含:提供基板,所述基板具有第一表面及与所述第一表面相对的第二表面;以及将激光脉冲的聚焦光束导引至所述基板中穿过所述基板的所述第一表面且随后穿过所述基板的所述第二表面,其中激光脉冲的所述聚焦光束具有一波长,所述基板对于所述波长至少实质上是透明的,且其中激光脉冲的所述聚焦光束的光束腰部相比于所述基板的所述第一表面更接近于所述基板的所述第二表面,且
其中激光脉冲的所述聚焦光束的特征在于脉冲重复率、在所述基板处的峰值光学强度及在所述基板处的平均功率,其足以:熔融所述基板中靠近所述第二表面的区域,由此在所述基板内产生熔融区;向所述第一表面传播所述熔融区;且蒸发或沸腾所述基板的材料并被定位于所述熔融区内。
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