Abrégé

Systems and methods are described for forming continuous laser filaments in transparent materials. A burst of ultrafast laser pulses is focused such that a beam waist is formed external to the material being processed without forming an external plasma channel, while a sufficient energy density is formed within an extended region within the material to support the formation of a continuous filament, without causing optical breakdown within the material. Filaments formed according to this method may exhibit lengths exceeding up to 10 mm. In some embodiments, an aberrated optical focusing element is employed to produce an external beam waist while producing distributed focusing of the incident beam within the material. Various systems are described that facilitate the formation of filament arrays within transparent substrates for cleaving/singulation and/or marking. Optical monitoring of the filaments may be employed to provide feedback to facilitate active control of the process.

Classes IPC  ?

• B23K 26/06 - Mise en forme du faisceau laser, p.ex. à l’aide de masques ou de foyers multiples
• B23K 26/00 - Travail par rayon laser, p.ex. soudage, découpage ou perçage 
• B23K 26/0622 - Mise en forme du faisceau laser, p.ex. à l’aide de masques ou de foyers multiples par commande directe du faisceau laser par impulsions de mise en forme
• B23K 26/082 - Systèmes de balayage, c. à d. des dispositifs comportant un mouvement relatif entre le faisceau laser et la tête du laser
• B23K 26/38 - Enlèvement de matière par perçage ou découpage
• B23K 26/53 - Travail par transmission du faisceau laser à travers ou dans la pièce à travailler pour modifier ou reformer le matériau dans la pièce à travailler, p.ex. pour faire des fissures d'amorce de rupture
• B23K 103/00 - Matières à braser, souder ou découper
• C03B 33/02 - Découpe ou fendage des feuilles de verre; Dispositifs ou machines à cet effet
• C03B 33/033 - Appareils pour élargir des traits de coupe dans des feuilles de verre
• C03B 33/04 - Découpe ou fendage courbe, spécialement pour la fabrication des verres de lunettes
• C03B 33/07 - Découpe de produits en verre armé ou stratifié
• C03B 33/09 - Sectionnement du verre refroidi par chocs thermiques
• C03C 14/00 - Compositions de verre contenant un constituant non vitreux, p.ex. compositions contenant des fibres, filaments, trichites, paillettes ou similaires, dispersés dans une matrice de verre
• H01L 21/78 - Fabrication ou traitement de dispositifs consistant en une pluralité de composants à l'état solide ou de circuits intégrés formés dans ou sur un substrat commun avec une division ultérieure du substrat en plusieurs dispositifs individuels

Abrégé

A scanning laser apparatus for alternately processing two workstations includes a 2D laser beam scanner and a roof reflector. The roof reflector has two reflective surfaces located on the left and right sides, respectively, of the roof “ridge”. The laser beam scanner directs the laser beam to either one of the left and right reflective surfaces of the roof reflector. When the laser beam scanner directs the laser beam to the left (or right) reflective surface, the left (or right) reflective surface reflects the laser beam toward a workstation on the left (or right) side of the roof ridge. The roof reflector divides the field of view of the laser beam scanner between the workstations. While a workpiece is being removed from or mounted in the left workstation, another workpiece may undergo scanning laser processing in the right workstation, and vice versa, thereby facilitating high throughput.

Classes IPC  ?

• B23K 26/082 - Systèmes de balayage, c. à d. des dispositifs comportant un mouvement relatif entre le faisceau laser et la tête du laser
• G02B 26/08 - Dispositifs ou dispositions optiques pour la commande de la lumière utilisant des éléments optiques mobiles ou déformables pour commander la direction de la lumière
• G02B 26/10 - Systèmes de balayage
• B23K 26/08 - Dispositifs comportant un mouvement relatif entre le faisceau laser et la pièce

Abrégé

A scanning laser apparatus for alternately processing two workstations includes a 2D laser beam scanner and a roof reflector. The roof reflector has two reflective surfaces located on the left and right sides, respectively, of the roof "ridge". The laser beam scanner directs the laser beam to either one of the left and right reflective surfaces of the roof reflector. When the laser beam scanner directs the laser beam to the left (or right) reflective surface, the left (or right) reflective surface reflects the laser beam toward a workstation on the left (or right) side of the roof ridge. The roof reflector divides the field of view of the laser beam scanner between the workstations. While a workpiece is being removed from or mounted in the left workstation, another workpiece may undergo scanning laser processing in the right workstation, and vice versa, thereby facilitating high throughput.

Classes IPC  ?

• B23K 26/06 - Mise en forme du faisceau laser, p.ex. à l’aide de masques ou de foyers multiples
• B23K 26/067 - Division du faisceau en faisceaux multiples, p.ex. foyers multiples
• B23K 26/082 - Systèmes de balayage, c. à d. des dispositifs comportant un mouvement relatif entre le faisceau laser et la tête du laser

Abrégé

An apparatus, and associated method, laser cuts self-wrapping, woven or braided split sleeves from a continuous feed of sleeve material by sweeping a laser beam across the continuously fed material. Instead of sweeping the laser beam straight across the material in a direction perpendicular to the longitudinal axis of the material, the sweep path is angled to follow the feed rate of the material while the laser beam cuts through the material from one side to the other. Thus, a straight cut may be completed without stopping the feed. The apparatus includes a mandrel tor expanding the material before intersection with the laser beam to open a gap at the longitudinal split. The mandrel has a wedge-shaped tip with an end-surface profile that is at an oblique angle to the direction of motion of the material. The oblique angle at least approximately matches the sweep angle of the laser beam.

Classes IPC  ?

• B23K 26/08 - Dispositifs comportant un mouvement relatif entre le faisceau laser et la pièce
• B23K 26/38 - Enlèvement de matière par perçage ou découpage
• B23K 26/70 - Opérations ou équipement auxiliaires
• B23K 26/082 - Systèmes de balayage, c. à d. des dispositifs comportant un mouvement relatif entre le faisceau laser et la tête du laser
• B23K 26/16 - Enlèvement de résidus, p.ex. des particules ou des vapeurs produites pendant le traitement de la pièce à travailler
• B23K 26/12 - Travail par rayon laser, p.ex. soudage, découpage ou perçage  sous atmosphère particulière, p.ex. dans une enceinte

Abrégé

An apparatus (100) for radial laser processing of a workpiece (180), located on a center axis (190), includes a laser beam scanner (150) directing a laser beam (170) along but offset from the center axis (190), and a bi-conical reflector system (110) including first (112) and second (114) conical mirror surfaces (112S, 114S) surrounding the center axis (190). The first conical mirror surface (112S) faces away from the center axis (190) to reflect the laser beam (170) radially outwards therefrom, toward the second conical mirror surface (114S). The second conical mirror surface (114S) faces the center axis (190) to reflect the laser beam (170) radially inwards toward the workpiece (180). The laser beam scanner (150) azimuthally scans a location of incidence of the laser beam (170) on the first conical mirror surface (112S) to scan an azimuthal angle of propagation of the laser beam (170) from the second conical mirror surface (114S) toward the workpiece (180). The apparatus enables irradiation of the entire circumference of the workpiece (180) without physically rotating the workpiece.

Classes IPC  ?

• B23K 26/082 - Systèmes de balayage, c. à d. des dispositifs comportant un mouvement relatif entre le faisceau laser et la tête du laser
• B23K 26/10 - Dispositifs comportant un mouvement relatif entre le faisceau laser et la pièce avec un support fixe
• B23K 26/06 - Mise en forme du faisceau laser, p.ex. à l’aide de masques ou de foyers multiples
• B23K 26/28 - Soudage de joints continus curvilignes

Abrégé

An apparatus for radial laser processing of a workpiece, located on a center axis, includes a laser beam scanner directing a laser beam along but offset from the center axis, and a bi-conical reflector system including first and second conical mirror surfaces surrounding the center axis. The first conical mirror surface faces away from the center axis to reflect the laser beam radially outwards therefrom, toward the second conical mirror surface. The second conical mirror surface faces the center axis to reflect the laser beam radially inwards toward the workpiece. The laser beam scanner azimuthally scans a location of incidence of the laser beam on the first conical mirror surface to scan an azimuthal angle of propagation of the laser beam from the second conical mirror surface toward the workpiece. The apparatus enables irradiation of the entire circumference of the workpiece without physically rotating the workpiece.

Classes IPC  ?

• B23K 26/082 - Systèmes de balayage, c. à d. des dispositifs comportant un mouvement relatif entre le faisceau laser et la tête du laser
• B23K 26/06 - Mise en forme du faisceau laser, p.ex. à l’aide de masques ou de foyers multiples
• B23K 26/08 - Dispositifs comportant un mouvement relatif entre le faisceau laser et la pièce
• B23K 26/28 - Soudage de joints continus curvilignes

Abrégé

An apparatus, and associated method, laser cuts self-wrapping, woven or braided split sleeves from a continuous feed of sleeve material by sweeping a laser beam across the continuously fed material. Instead of sweeping the laser beam straight across the material in a direction perpendicular to the longitudinal axis of the material, the sweep path is angled to follow the feed rate of the material while the laser beam cuts through the material from one side to the other. Thus, a straight cut may be completed without stopping the feed. The apparatus includes a mandrel tor expanding the material before intersection with the laser beam to open a gap at the longitudinal split. The mandrel has a wedge-shaped tip with an end-surface profile that is at an oblique angle to the direction of motion of the material. The oblique angle at least approximately matches the sweep angle of the laser beam.

Classes IPC  ?

• B23K 26/082 - Systèmes de balayage, c. à d. des dispositifs comportant un mouvement relatif entre le faisceau laser et la tête du laser
• B23K 26/08 - Dispositifs comportant un mouvement relatif entre le faisceau laser et la pièce
• B23K 26/12 - Travail par rayon laser, p.ex. soudage, découpage ou perçage  sous atmosphère particulière, p.ex. dans une enceinte
• B23K 26/16 - Enlèvement de résidus, p.ex. des particules ou des vapeurs produites pendant le traitement de la pièce à travailler
• B23K 26/38 - Enlèvement de matière par perçage ou découpage
• D06H 7/02 - Appareils ou procédés pour couper, ou séparer d'une autre manière, spécialement adaptés à la coupe ou à la séparation des matériaux textiles transversalement
• H01B 13/012 - Appareils ou procédés spécialement adaptés à la fabrication de conducteurs ou câbles pour fabriquer des faisceaux de fils
• H02G 3/04 - Tubes ou conduits de protection, p.ex. échelles à câbles ou goulottes de câblage

Abrégé

Systems and methods are described for forming continuous curved laser filaments in transparent materials. The filaments are preferably curved and C-shaped. Filaments may employ other curved profiles (shapes). A burst of ultrafast laser pulses is focused such that a beam waist is formed external to the material being processed without forming an external plasma channel, while a sufficient energy density is formed within an extended region within the material to support the formation of a continuous filament, without causing optical breakdown within the material. Filaments formed according to this method may exhibit lengths in the range of 100 μm-10 mm. An aberrated optical focusing element is employed to produce an external beam waist while producing distributed focusing of the incident beam within the material. Optical monitoring of the filaments may be employed to provide feedback to facilitate active control of the process.

Classes IPC  ?

• B23K 26/0622 - Mise en forme du faisceau laser, p.ex. à l’aide de masques ou de foyers multiples par commande directe du faisceau laser par impulsions de mise en forme
• B23K 26/00 - Travail par rayon laser, p.ex. soudage, découpage ou perçage 
• B23K 26/06 - Mise en forme du faisceau laser, p.ex. à l’aide de masques ou de foyers multiples
• B23K 26/082 - Systèmes de balayage, c. à d. des dispositifs comportant un mouvement relatif entre le faisceau laser et la tête du laser
• B23K 26/38 - Enlèvement de matière par perçage ou découpage
• C03B 33/02 - Découpe ou fendage des feuilles de verre; Dispositifs ou machines à cet effet
• C03B 33/033 - Appareils pour élargir des traits de coupe dans des feuilles de verre
• C03B 33/04 - Découpe ou fendage courbe, spécialement pour la fabrication des verres de lunettes
• C03B 33/07 - Découpe de produits en verre armé ou stratifié
• B23K 103/00 - Matières à braser, souder ou découper
• B23K 103/16 - Matériaux composites

Abrégé

A method is provided for the internal processing of a transparent substrate in preparation for a cleaving step. The substrate is irradiated with a focused laser beam that is comprised of pulses having an energy and pulse duration selected to produce a filament within the substrate. The substrate is translated relative to the laser beam to irradiate the substrate and produce an additional filament at one or more additional locations. The resulting filaments form an array defining an internally scribed path for cleaving said substrate. Laser beam parameters may be varied to adjust the filament length and position, and to optionally introduce V-channels or grooves, rendering bevels to the laser-cleaved edges. Preferably, the laser pulses are delivered in a burst train for lowering the energy threshold for filament formation and increasing the filament length.

Classes IPC  ?

• B23K 26/53 - Travail par transmission du faisceau laser à travers ou dans la pièce à travailler pour modifier ou reformer le matériau dans la pièce à travailler, p.ex. pour faire des fissures d'amorce de rupture
• B23K 26/06 - Mise en forme du faisceau laser, p.ex. à l’aide de masques ou de foyers multiples
• B26F 3/00 - Séparation par des moyens autres que la coupe; Appareillage à cet effet
• H01L 21/263 - Bombardement par des radiations ondulatoires ou corpusculaires par des radiations d'énergie élevée
• C03B 33/02 - Découpe ou fendage des feuilles de verre; Dispositifs ou machines à cet effet
• B23K 26/00 - Travail par rayon laser, p.ex. soudage, découpage ou perçage 
• B23K 26/0622 - Mise en forme du faisceau laser, p.ex. à l’aide de masques ou de foyers multiples par commande directe du faisceau laser par impulsions de mise en forme
• B23K 26/08 - Dispositifs comportant un mouvement relatif entre le faisceau laser et la pièce
• C03C 23/00 - Autres traitements de surface du verre, autre que sous forme de fibres ou de filaments
• B23K 103/00 - Matières à braser, souder ou découper
• H01L 21/78 - Fabrication ou traitement de dispositifs consistant en une pluralité de composants à l'état solide ou de circuits intégrés formés dans ou sur un substrat commun avec une division ultérieure du substrat en plusieurs dispositifs individuels

Abrégé

Systems and methods are described for forming continuous curved laser filaments in transparent materials. The filaments are preferably curved and C-shaped. Filaments may employ other curved profiles (shapes). A burst of ultrafast laser pulses is focused such that a beam waist is formed external to the material being processed without forming an external plasma channel, while a sufficient energy density is formed within an extended region within the material to support the formation of a continuous filament, without causing optical breakdown within the material. Filaments formed according to this method may exhibit lengths in the range of 100 μm-10 mm. An aberrated optical focusing element is employed to produce an external beam waist while producing distributed focusing of the incident beam within the material. Optical monitoring of the filaments may be employed to provide feedback to facilitate active control of the process.

Classes IPC  ?

• B23K 26/0622 - Mise en forme du faisceau laser, p.ex. à l’aide de masques ou de foyers multiples par commande directe du faisceau laser par impulsions de mise en forme
• B23K 26/00 - Travail par rayon laser, p.ex. soudage, découpage ou perçage 
• C03B 33/09 - Sectionnement du verre refroidi par chocs thermiques
• C03B 33/04 - Découpe ou fendage courbe, spécialement pour la fabrication des verres de lunettes
• C03B 33/033 - Appareils pour élargir des traits de coupe dans des feuilles de verre
• B23K 26/06 - Mise en forme du faisceau laser, p.ex. à l’aide de masques ou de foyers multiples
• B23K 26/38 - Enlèvement de matière par perçage ou découpage
• C03B 33/02 - Découpe ou fendage des feuilles de verre; Dispositifs ou machines à cet effet
• C03B 33/07 - Découpe de produits en verre armé ou stratifié
• B23K 26/082 - Systèmes de balayage, c. à d. des dispositifs comportant un mouvement relatif entre le faisceau laser et la tête du laser
• B23K 103/00 - Matières à braser, souder ou découper
• B23K 103/16 - Matériaux composites

Abrégé

A method of drilling multiple orifices in and texturing a substrate is disclosed and includes the following steps. Ultrafast laser pulses are passed through a beam splitting diffractive optical element and then multiple beams are passed through a distributive-focus lens focusing assembly. The relative distance and/or angle of said distributive-focus lens focusing assembly in relation to the laser source is adjusted focusing the pulses in a distributed focus configuration creating a principal focal waist and at least one secondary focal waist. The fluence level of the at least one secondary focal waists is adjusted such that it is or they are of sufficient intensity and number to ensure propagation of multiple filaments in the substrate. Photoacoustic compressive machining is performed and forms multiple volume(s) within the substrate.

Classes IPC  ?

• B23K 26/53 - Travail par transmission du faisceau laser à travers ou dans la pièce à travailler pour modifier ou reformer le matériau dans la pièce à travailler, p.ex. pour faire des fissures d'amorce de rupture
• C03C 23/00 - Autres traitements de surface du verre, autre que sous forme de fibres ou de filaments
• B23K 26/00 - Travail par rayon laser, p.ex. soudage, découpage ou perçage 
• B23K 103/00 - Matières à braser, souder ou découper

Abrégé

A method for laser processing of Silicon includes placing a Kerr material into engagement with the Silicon forming an interface therebetween. A laser beam is applied having at least one subpulse in a burst envelope operating at a first wavelength. The laser beam passes through a distributive lens focusing assembly and to the Kerr material. The first wavelength is modified to a plurality of second wavelengths, some of which are effective for processing Silicon. Photoacoustic compression processing is produced by the laser pulse energy by a portion of second wavelengths delivered through the interface and to the Silicon which initiates Kerr Effect self focusing which is propagated in the Silicon by additional energy input to the Silicon thus producing a filament within the Silicon.

Classes IPC  ?

• B23K 26/00 - Travail par rayon laser, p.ex. soudage, découpage ou perçage 
• B23K 26/40 - Enlèvement de matière en tenant compte des propriétés du matériau à enlever
• B23K 26/06 - Mise en forme du faisceau laser, p.ex. à l’aide de masques ou de foyers multiples
• B23K 26/08 - Dispositifs comportant un mouvement relatif entre le faisceau laser et la pièce
• B23K 26/53 - Travail par transmission du faisceau laser à travers ou dans la pièce à travailler pour modifier ou reformer le matériau dans la pièce à travailler, p.ex. pour faire des fissures d'amorce de rupture
• B23K 26/364 - Gravure au laser pour faire une rainure ou une saignée, p.ex. pour tracer une rainure d'amorce de rupture
• B23K 103/00 - Matières à braser, souder ou découper

Abrégé

A method of producing a spiral cut transparent tube using laser machining includes using an ultrafast laser beam comprising a burst of laser pulses and focusing the laser beam on the transparent tube to enable relative movement between the laser beam and the transparent tube by moving the laser beam, the glass tube or both the laser beam and the glass tube. A beam waist is formed external to the surface of the transparent tube wherein the laser pulses and sufficient energy density is maintained within the transparent tube to form a continuous laser filament therethrough without causing optical breakdown. The method and delivery system makes a spiral cut in the transparent tube.

Classes IPC  ?

• C03B 33/095 - Tubes, tiges ou produits creux
• B23K 26/00 - Travail par rayon laser, p.ex. soudage, découpage ou perçage 
• C03B 33/02 - Découpe ou fendage des feuilles de verre; Dispositifs ou machines à cet effet
• C03B 33/06 - Découpe ou fendage de tubes, tiges ou produits en verre creux
• B23K 26/06 - Mise en forme du faisceau laser, p.ex. à l’aide de masques ou de foyers multiples
• B23K 26/402 - Enlèvement de matière en tenant compte des propriétés du matériau à enlever en faisant intervenir des matériaux non métalliques, p.ex. des isolants
• B23K 26/0622 - Mise en forme du faisceau laser, p.ex. à l’aide de masques ou de foyers multiples par commande directe du faisceau laser par impulsions de mise en forme
• B23K 26/382 - Enlèvement de matière par perçage ou découpage par perçage
• B23K 103/00 - Matières à braser, souder ou découper

Abrégé

A method for machining and releasing closed forms from a transparent, brittle substrate includes using a burst of ultrafast laser pulses to drill patterns of orifices in the substrate. Orifices are formed by photoacoustic compression and they extend completely or partially in the transparent substrate. A scribed line of spaced apart orifices in the transparent substrate comprise a closed form pattern in the substrate. A heat source is applied in a region about said scribed line of spaced apart orifices until the closed form pattern releases from the transparent substrate.

Classes IPC  ?

• C03B 33/09 - Sectionnement du verre refroidi par chocs thermiques
• C03B 33/095 - Tubes, tiges ou produits creux
• B23K 26/364 - Gravure au laser pour faire une rainure ou une saignée, p.ex. pour tracer une rainure d'amorce de rupture
• B23K 26/082 - Systèmes de balayage, c. à d. des dispositifs comportant un mouvement relatif entre le faisceau laser et la tête du laser
• C03B 33/02 - Découpe ou fendage des feuilles de verre; Dispositifs ou machines à cet effet
• B23K 26/402 - Enlèvement de matière en tenant compte des propriétés du matériau à enlever en faisant intervenir des matériaux non métalliques, p.ex. des isolants
• B23K 26/38 - Enlèvement de matière par perçage ou découpage
• C03B 33/04 - Découpe ou fendage courbe, spécialement pour la fabrication des verres de lunettes
• B23K 103/00 - Matières à braser, souder ou découper

Abrégé

A method for making an electromechanical chip using a plurality of transparent substrates, comprising the steps of: machining, using photoacoustic compression, full or partial voids in at least one of the plurality of substrates. The plurality of transparent substrates are stacked and arranged in a specific order. The transparent substrates are affixed and sealed together. The chip may be sealed by laser welding or adhesive.

Classes IPC  ?

• B81C 1/00 - Fabrication ou traitement de dispositifs ou de systèmes dans ou sur un substrat
• B23K 26/06 - Mise en forme du faisceau laser, p.ex. à l’aide de masques ou de foyers multiples
• B23K 26/00 - Travail par rayon laser, p.ex. soudage, découpage ou perçage 
• H01L 25/065 - Ensembles consistant en une pluralité de dispositifs à semi-conducteurs ou d'autres dispositifs à l'état solide les dispositifs étant tous d'un type prévu dans le même sous-groupe des groupes , ou dans une seule sous-classe de , , p.ex. ensembles de diodes redresseuses les dispositifs n'ayant pas de conteneurs séparés les dispositifs étant d'un type prévu dans le groupe
• C03B 33/02 - Découpe ou fendage des feuilles de verre; Dispositifs ou machines à cet effet
• B23K 26/40 - Enlèvement de matière en tenant compte des propriétés du matériau à enlever
• H01L 25/075 - Ensembles consistant en une pluralité de dispositifs à semi-conducteurs ou d'autres dispositifs à l'état solide les dispositifs étant tous d'un type prévu dans le même sous-groupe des groupes , ou dans une seule sous-classe de , , p.ex. ensembles de diodes redresseuses les dispositifs n'ayant pas de conteneurs séparés les dispositifs étant d'un type prévu dans le groupe
• H01L 25/11 - Ensembles consistant en une pluralité de dispositifs à semi-conducteurs ou d'autres dispositifs à l'état solide les dispositifs étant tous d'un type prévu dans le même sous-groupe des groupes , ou dans une seule sous-classe de , , p.ex. ensembles de diodes redresseuses les dispositifs ayant des conteneurs séparés les dispositifs étant d'un type prévu dans le groupe
• H01L 25/04 - Ensembles consistant en une pluralité de dispositifs à semi-conducteurs ou d'autres dispositifs à l'état solide les dispositifs étant tous d'un type prévu dans le même sous-groupe des groupes , ou dans une seule sous-classe de , , p.ex. ensembles de diodes redresseuses les dispositifs n'ayant pas de conteneurs séparés
• C03B 33/04 - Découpe ou fendage courbe, spécialement pour la fabrication des verres de lunettes

Abrégé

A process of forward deposition of a material onto a target substrate is accomplished by passing a burst of ultrafast laser pulses of a laser beam through a carrier substrate that is transparent to a laser beam. The carrier substrate is coated with a material to be transferred on the bottom side thereof. Electrons on the back side of said transparent carrier coated with the material are excited by the first few sub-pulses of the laser beam which lifts the material from the carrier substrate and subsequent sub-pulse of the laser beam send the material into space at hypersonic speed by a shock wave that drives the material with forward momentum across a narrow gap between the carrier substrate and the target substrate, and onto the target substrate.

Classes IPC  ?

• B32B 38/00 - Opérations auxiliaires liées aux procédés de stratification
• C23C 14/28 - Evaporation sous vide par énergie éléctromagnétique ou par rayonnement corpusculaire

Abrégé

A non-ablative method and apparatus for making an economical glass hard disk (platter) for a computer hard disk drive (HDD) using a material machining technique involving filamentation by burst ultrafast laser pulses. Two related methods disclosed, differing only in whether the glass substrate the HDD platter is to be cut from has been coated with all the necessary material layers to function as a magnetic media in a computer's hard drive. Platter blanks are precisely cut using filamentation by burst ultrafast laser pulses such that the blank's edges need not be ground, the platter's geometric circularity need not be corrected and there is no need for further surface polishing. Thus the platters can be cut from raw glass or coated glass. As a result, this method reduces the product contamination, speeds up production, and realizes great reductions in the quantity of waste materials and lower production costs.

Classes IPC  ?

• C03B 33/023 - Découpe ou fendage des feuilles de verre; Dispositifs ou machines à cet effet la feuille étant en position horizontale
• C03B 33/09 - Sectionnement du verre refroidi par chocs thermiques
• G11B 5/84 - Procédés ou appareils spécialement adaptés à la fabrication de supports d'enregistrement
• C03B 33/02 - Découpe ou fendage des feuilles de verre; Dispositifs ou machines à cet effet
• B23K 26/06 - Mise en forme du faisceau laser, p.ex. à l’aide de masques ou de foyers multiples
• B23K 26/0622 - Mise en forme du faisceau laser, p.ex. à l’aide de masques ou de foyers multiples par commande directe du faisceau laser par impulsions de mise en forme
• C03B 33/04 - Découpe ou fendage courbe, spécialement pour la fabrication des verres de lunettes
• B23K 103/00 - Matières à braser, souder ou découper

Abrégé

An apparatus, system and method for the processing of orifices in materials by laser filamentation that utilizes an optical configuration that focuses the incident laser light beam in a distributed manner along the longitudinal beam axis. This distributed focusing method enables the formation of filaments over distances, and the laser and focusing parameters are adjusted to determine the filament propagation and termination points so as to develop a single/double end stopped orifice, or a through orifice. Selected transparent substrates from a stacked or nested configuration may have orifices formed therein/therethrough without affecting the adjacent substrate. These distributed focusing methods support the formation filaments with lengths well beyond ten millimeters in borosilicate glass and similar brittle materials and semiconductors.

Classes IPC  ?

• B23K 26/06 - Mise en forme du faisceau laser, p.ex. à l’aide de masques ou de foyers multiples
• B23K 26/18 - Travail par rayon laser, p.ex. soudage, découpage ou perçage  utilisant des couches absorbantes sur la pièce à travailler, p.ex. afin de marquer ou de protéger
• B23K 103/00 - Matières à braser, souder ou découper
• B23K 26/356 - Travail par rayon laser, p.ex. soudage, découpage ou perçage  pour le traitement de surface par traitement par choc
• B23K 26/382 - Enlèvement de matière par perçage ou découpage par perçage
• B23K 26/0622 - Mise en forme du faisceau laser, p.ex. à l’aide de masques ou de foyers multiples par commande directe du faisceau laser par impulsions de mise en forme

Abrégé

Systems and methods are described for forming continuous laser filaments in transparent materials. A burst of ultrafast laser pulses is focused such that a beam waist is formed external to the material being processed without forming an external plasma channel, while a sufficient energy density is formed within an extended region within the material to support the formation of a continuous filament, without causing optical breakdown within the material. Filaments formed according to this method may exhibit lengths exceeding 10 mm. In some embodiments, an aberrated optical focusing element is employed to produce an external beam waist while producing distributed focusing of the incident beam within the material. Various systems are described that facilitate the formation of filament arrays within transparent substrates for cleaving/singulation and/or marking. Optical monitoring of the filaments may be employed to provide feedback to facilitate active control of the process.

Classes IPC  ?

• H01J 9/00 - Appareils ou procédés spécialement adaptés à la fabrication de tubes à décharge électrique, de lampes à décharge électrique ou de leurs composants; Récupération de matériaux à partir de tubes ou de lampes à décharge
• B23K 26/06 - Mise en forme du faisceau laser, p.ex. à l’aide de masques ou de foyers multiples
• B23K 26/08 - Dispositifs comportant un mouvement relatif entre le faisceau laser et la pièce
• B23K 26/40 - Enlèvement de matière en tenant compte des propriétés du matériau à enlever
• C03C 14/00 - Compositions de verre contenant un constituant non vitreux, p.ex. compositions contenant des fibres, filaments, trichites, paillettes ou similaires, dispersés dans une matrice de verre
• H01L 21/78 - Fabrication ou traitement de dispositifs consistant en une pluralité de composants à l'état solide ou de circuits intégrés formés dans ou sur un substrat commun avec une division ultérieure du substrat en plusieurs dispositifs individuels
• B23K 26/00 - Travail par rayon laser, p.ex. soudage, découpage ou perçage 
• B23K 26/38 - Enlèvement de matière par perçage ou découpage
• C03B 33/09 - Sectionnement du verre refroidi par chocs thermiques

Abrégé

An apparatus, system and method for the processing of orifices in materials by laser filamentation that utilizes an optical configuration that focuses the incident laser light beam in a distributed manner along the longitudinal beam axis. This distributed focusing method enables the formation of filaments over distances, and the laser and focusing parameters are adjusted to determine the filament propagation and termination points so as to develop a single/double end stopped orifice, or a through orifice. Selected transparent substrates from a stacked or nested configuration may have orifices formed therein/therethrough without affecting the adjacent substrate. These distributed focusing methods support the formation filaments with lengths well beyond ten millimeters in borosilicate glass and similar brittle materials and semiconductors.

Classes IPC  ?

• B23K 26/00 - Travail par rayon laser, p.ex. soudage, découpage ou perçage 
• B23K 26/40 - Enlèvement de matière en tenant compte des propriétés du matériau à enlever
• B23K 26/38 - Enlèvement de matière par perçage ou découpage
• B23K 26/06 - Mise en forme du faisceau laser, p.ex. à l’aide de masques ou de foyers multiples
• B23K 26/18 - Travail par rayon laser, p.ex. soudage, découpage ou perçage  utilisant des couches absorbantes sur la pièce à travailler, p.ex. afin de marquer ou de protéger

Abrégé

A method is provided for the internal processing of a transparent substrate in preparation for a cleaving step. The substrate is irradiated with a focused laser beam that includes pulses having an energy and pulse duration selected to produce a filament within the substrate. The substrate is translated relative to the laser beam to irradiate the substrate and produce an additional filament at one or more additional locations. The resulting filaments form an array defining an internally scribed path for cleaving the substrate. Laser beam parameters may be varied to adjust the filament length and position, and to optionally introduce V-channels or grooves. The laser pulses may be delivered in a burst train for lowering the energy threshold for filament formation, increasing filament length, thermally annealing of the filament modification zone to minimize collateral damage, and increasing the processing speed compared with the use of low repetition rate lasers.

Classes IPC  ?

• B23K 26/00 - Travail par rayon laser, p.ex. soudage, découpage ou perçage 
• B23K 26/06 - Mise en forme du faisceau laser, p.ex. à l’aide de masques ou de foyers multiples
• B26F 3/00 - Séparation par des moyens autres que la coupe; Appareillage à cet effet
• H01L 21/263 - Bombardement par des radiations ondulatoires ou corpusculaires par des radiations d'énergie élevée
• C03B 33/02 - Découpe ou fendage des feuilles de verre; Dispositifs ou machines à cet effet