[发明专利]一种玻璃基板的加工方法

说明书

本发明公开了一种玻璃基板打孔方法，包括：(1)沉积碳化硅层；(2)预加热处理：将含有所述碳化硅层的玻璃基板转移至预热腔中，维持预加热温度60～180s，且预加热温度为600～800℃；(3)激光脉冲打孔；(4)抛光清洗。本发明通过在玻璃基板上预先沉积一层碳化硅薄膜，利用碳化硅薄膜高导热系数以及低热膨胀系数的特性，同时配合预加热处理，使激光诱导的瞬态应力大幅削弱，从而使打孔后玻璃基板上的裂纹和缺陷显著降低；同时，该方法能够很好的控制得到预期厚度的玻璃基板，避免了传统浸蚀方式所带来的不确定性损失。

技术领域

本发明涉及玻璃加工技术领域，特别是一种玻璃基板打孔方法。

背景技术

随着工业的发展，以玻璃为代表的透明硬脆材料的微加工越来越重要，其中玻璃深孔加工是工艺和制造的难点。由于硬脆材料在加工孔的过程中，容易碎裂，如传统机械加工钻孔方式，非常容易使得整个材料裂开，有着成品率相对较低、污染严重、加工时间长以及加工精度差等缺点；而激光加工由于其效率高、精度高等优点逐渐成为微加工的主流加工方式。在使用激光打孔技术加工上述关键零部件的深孔尤其是通孔时，锥度和深径比是衡量孔的重要质量指标，锥度越大说明所加工的孔的质量越差，深径比越大越难加工。

传统的激光打孔方法在对玻璃这类脆性材料进行加工时，往往会在孔的周围以及孔的内壁上形成较多裂纹，这是由于激光在烧蚀过程中，形成较强的温度梯度，诱导产生瞬态应力和残余应力，从而造成了打孔后裂纹的产生。现有技术中，为了消除激光烧蚀后所产生的裂纹和缺陷，通常在激光打孔后用强碱溶液对玻璃片的打孔区域进行浸蚀，将激光烧蚀后所产生的裂纹和缺陷在浸蚀后变得平整，使最终玻璃基板上的裂纹减少。然而上述现有方法在处理后往往还会残留较多的裂纹和缺陷，其原因在于，现有方法并未从根本上解决或削弱激光诱导产生瞬态应力和残余应力而导致裂纹产生这一问题；同时，化学浸蚀的方式也会对玻璃基板产生不确定性的减薄损失。故需要提出一种新的激光打孔手段用于解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种玻璃基板打孔方法，用于解决现有技术针对激光诱导裂纹产生未有较好处理手段的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种玻璃基板打孔方法，包括如下步骤：

(1)沉积碳化硅层：采用激光化学气相沉积法，在玻璃基板上待打孔的区域处沉积碳化硅层；

(2)预加热处理：将含有碳化硅层的玻璃基板转移至，维持预加热温度60～180s，且预加热温度为600～800℃；

(3)激光脉冲打孔：在预加热温度条件下，采用脉冲激光依次贯穿碳化硅层和玻璃基板，完成打孔；

(4)抛光清洗：激光脉冲打孔后，对碳化硅层打磨抛光，并用清洗剂洗净，得到打孔的玻璃基板。

其中，步骤(1)具体包括：将玻璃基板置于冷壁式激光化学气相沉积反应器的反应腔中，并抽至真空；向反应腔内通入碳源气体和氢气，维持真空度在10～1000Pa范围内，用连续激光辐照玻璃基板表面，至预设沉积温度辐照5～10s后迅速撤去激光并停止通入碳源气体和氢气气体，形成碳化硅层。

优选的，碳源气体为六甲基二硅烷。

优选的，碳源气体的流量为5～15sccm。

优选的，氢气的流量为2～4sccm。

优选的，预设沉积温度为1050～1150℃。

优选的，连续激光的波长为900～1500nm。

优选的，步骤(3)中，采用CO₂激光器发射脉冲激光，其功率密度为0.5～20kW，脉冲持续时间为0.01～0.11ms。