[发明专利]用于在工件中产生大量孔的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于在由玻璃和类似玻璃的材料以及由半导体制成的薄板和基底形式的工件中产生大量孔的方法，还涉及用于执行该方法的设备和利用该方法制成的产品。

背景技术

由US4,777,338公知合成材料薄膜通过电产生的火花打孔。设置有大量电极-配对电极-对，在它们之间引导合成材料薄膜并且通过高压能量放电。在此，将该薄膜引导通过水浴器（Wasserbad），并且水浴器的温度有助于影响孔眼的尺寸。

由US6,348,675B1公知其它的用于在合成材料薄膜中产生小孔的方法。在中间放置有合成材料薄膜的情况下在电极对之间产生脉冲序列，其中，第一脉冲用于在穿孔部位上加热合成材料薄膜并且其它脉冲用于穿孔的形成和该穿孔的成形。

由US4,390,774公知在切割工件或者焊接工件的意义上以电途径来加工不具有传导能力的工件。将激光束对准到工件上，在作用期间移动该工件，并且借助于两个电极将高压施加到已升温的区域上，以便形成火花电弧（Funkenüberschlag），该火花电弧用于加工工件。在切割工件时，该工件以受控的方式烧制，或者导电性随着温度增加，如在切割玻璃时那样。当应当焊接工件时，还将活性气流或者惰性气流对准到已升温的区域上，这些气流要么与工件或电极发生反应要么与助焊剂（Flussmittel）发生反应。通过这种方式可以切割玻璃、纸张、织物、纸板、皮革、合成材料、陶瓷和半导体，或者可以焊接玻璃和合成材料，使橡胶硫化并且使合成树脂热力硬化。但是，与能够将细微孔运用到工件中相比，仪器依据其类型太笨重。

由WO2005/097439A2公知用于在电绝缘的基底的一个区域中形成一种结构、优选是孔、空腔或者通道的方法，其中能量优选以热量的形式也通过激光束引入给基底或者所述区域，并且将电压施加到所述区域上，以便在那里产生介电击穿。利用反馈机制来调节该过程。可以前后相继地产生细微的单个的孔，但是不能利用多个电极对同时进行加工。之所以如此，是因为平行的高压电极彼此影响并且单个击穿将整个电流拉向自己。

由WO2009/059786A1公知用于在电绝缘的基底的一个区域中形成一种结构、尤其是孔、空腔、通道或者留空部的方法，其中充上的电能通过该区域来放电并且将额外的能量、优选是热量引入给基底或者所述区域，以便增强基底或者所述区域的导电性并且在此触发如下电流流，其能量在基底中转化为热量，其中，电能的热量转化比率通过调制电流和功率的元件来控制。同时地没有公开用于产生多个孔的设备。

由WO2009/074338A1得知用于在电绝缘或者半导电的基底的第一区域中引入介电特性和/或光学特性改变的方法，其中，在其光学特性或者介电特性由于基底温度短暂增加而不可逆转地改变的基底上，必要时具有导电的或者半导电的或者绝缘的层，其中，电能通过电压引入装置引入给该第一区域，以便显著地加热该第一区域或者部分地或完全使其熔化，而不将材料从第一区域中挖出，其中，还可选地引入额外的能量，以便产生局部热量并且限定第一区域的部位。电能的热量转化以基底内部的电流流的形式呈现。电能的输出通过调制电流和功率的元件来调节。在基底表面上根据该方法产生的改变也包括如下的孔，这些孔已在硅酸硼玻璃或者硅基底中产生，所述硅酸硼玻璃或者硅基底已设有由石蜡组成的绝缘层或者热熔胶。也将孔产生在硅、锆石、蓝宝石、磷化铟或者砷化镓中。部分地，放电过程通过在10.6μm波长情况下的激光辐射（CO₂激光器）来启动。也示出了孔光栅，但是其具有相对宽的孔间距。同时地没有公开用于产生多个孔的设备。

由JP2006239718A公知，如何在可透射的材料内部生成丝状通道并且能使这些丝直至到达可透射的材料的底部。由此，可以有效并且准确地在可透射的材料、例如玻璃上产生细微结构。

DE3742770A1描述了由有机聚合物薄膜、玻璃或者陶瓷材料制成的平面膜片，其具有经限定的小孔大小的呈漏斗形地变细的小孔，这些小孔由激光光线来产生，方法是：将孔罩塑造到工件上。因此，为每个激光束配属有在工件中的大量小孔。