Präzisionslaserschneiden von Glas und Kieselglas

Was ist Laserschneiden?

Das Laserschneiden von Glas und optischen Substraten ist ein berührungsloses Materialabtragungsverfahren, bei dem ein fokussierter, hochenergetischer Laserstrahl entlang einer vorprogrammierten Schnittbahn Material abträgt, schmilzt oder einen kontrollierten Bruch hervorruft – ganz ohne mechanischen Werkzeugkontakt. Je nach Laserquelle und Substrattyp kommen drei Hauptmechanismen zum Einsatz: thermische Ablation (CO₂-Laser für dickeres Glas), Stealth-Dicing (gepulste Infrarotlaser zur Wafer-Vereinzelung) und ultraschnelle Laserablation (Pikosekunden- und Femtosekundenlaser zum kalten, spannungsfreien Schneiden beliebiger transparenter Materialien). Da keine mechanische Kraft auf das Substrat ausgeübt wird, vermeidet das Laserschneiden das Abplatzen, Mikrorisse und Kantenbeschädigungen, die beim herkömmlichen Schneiden mit Diamantscheiben auftreten. Moderne Lasersysteme können beliebige 2D-Konturen mit einer Positionsgenauigkeit von ±10 µm nachführen und sind damit die erste Wahl für komplexe Formen, gekrümmte Schnitte und die hochpräzise Entkernung von dünnem Glas, Displaysubstraten, Mikrofluidik-Chips und optischen Fenstern.

Prozessfähigkeiten

• Laserquellen: CO₂ (10,6 µm) / UV ns (355 nm) / ps (1064 nm) / fs (1030 nm)
• Dickenbereich des Substrats: 0,05 mm – 20 mm (materialabhängig)
• Schnittbreite: 20 – 100 µm (ultraschnell); 100 – 300 µm (CO₂)
• Positionsgenauigkeit: ±10 µm über die gesamte Substratfläche
• Kantenrauheit (Ra): ≤ 0,5 µm (ultraschneller Laser); ≤ 2 µm (CO₂)
• Mindestradius der Struktur: 0,1 mm Inneneckradius
• Maximale Substratgröße: 600 × 600 mm

Kompatible Materialien

Auswahl der Lasertechnologie

• CO₂ (10,6 µm): Ideal für dickes Kalk-Natron-Glas und Borosilikatglas (1–20 mm); thermisches Ritzen und kontrolliertes Brechen; hohe Geschwindigkeit, breitere Schnittfuge
• UV-Nanosekunde (355 nm): Geeignet für dünnes Glas und beschichtete Substrate; direkte Ablation; mäßige Kantenqualität
• Pikosekunde (1064 nm): Unsichtbares Zerschneiden von Wafern und dünnen Substraten; interne Modifikation ohne Oberflächenabtrag
• Femtosekunde (1030 nm): Kaltablation für alle transparenten Werkstoffe; feinster Schnittspalt, geringste Wärmeeinflusszone, beste Kantenqualität; geeignet für Saphir und Quarzglas
• Auswahlkriterium: Dicker + günstiger → CO₂; dünner + Präzision → ultraschnell (ps/fs)

Typische Anwendungsbereiche

• Trennung von Displaygläsern: Gebogene und gerade Zuschnitte für Schutzgläser von Smartphones, Tablets und Wearables
• Zerschneiden von Mikrofluidik-Chips: Komplexes Konturschneiden von mikrofluidischen Bauteilen aus Verbundglas
• Optische Fensterrohlinge: Maßgefertigte Fenster für Kameras, Sensoren und Lasersysteme
• Trennung von Halbleiterwafern: Stealth-Dicing von Silizium-, Saphir- und GaN-auf-Saphir-Wafern
• Strukturierung von Dünnschichten: Ritz- und Trennschnitte in ITO-, Metall- und dielektrischen Beschichtungen
• Luft- und Raumfahrtoptik: Saphir- und Quarzglasfenster mit komplexen Konturen für raue Umgebungsbedingungen

Kundenspezifische Spezifikationen

Wir nehmen individuelle Laserschneidaufträge auf Basis von DXF-, STEP- oder Gerber-Dateien entgegen und unterstützen sowohl Prototypen als auch Serienfertigung. Zu den individuellen Parametern gehören die Auswahl der Laserquelle, die Steuerung der Schnittbreite, Mehrdurchlaufstrategien für dicke Werkstoffe sowie integrierte Arbeitsabläufe, die das Laserschneiden mit CNC-Kantenpolieren, AR-Beschichtung und CMM-Prüfung kombinieren. Für Anwendungen in der Display- und Unterhaltungselektronik bieten wir hochdurchsatzfähiges Schneiden auf Panel-Ebene mit automatisierten Lade- und Bildverarbeitungssystemen zur Ausrichtung an. Alle geschnittenen Teile werden mit Berichten zur Kantenqualität, Maßprüfung und vollständiger Materialrückverfolgbarkeit geliefert.

Schnittqualität im Vergleich zur Materialstärke