Isothermes Heißprägen von beschichteten Glaswafern

Heißprägen ist ein wirtschaftliches Verfahren zur Strukturierung von Gläsern. Für Strukturen mit Abmessungen im mm‐ und μm‐Bereich und hohen Aspektverhältnissen ist es notwendig, unter isothermen Prozessbedingungen zu arbeiten. Um hierbei ein Kleben des Glases am Werkzeug zu verhindern, wurden dünne Metall‐, Kohlenstoff bzw. oxidische Schichten auf das Glassubstrat aufgebracht. Die Schichten wurden auf ihr Verhalten und ihre Eignung im Prägeprozess untersucht. Alle Schichten zeigten eine deutliche Reduzierung der Haftkräfte und eine Verschiebung der Klebetemperatur in höhere Temperaturbereiche. Einige Schichten führten sogar zur Aufhebung jeglicher Hafterscheinungen im gesamten für das Heißprägen relevanten Viskositätsbereich. Die untersuchten Schichten verhalten sich bei kleinen Umformgraden duktil, neigen jedoch bei größeren Dehnungen zur Rissbildung. Es wurden fluidische Demonstrationsstrukturen realisiert und erfolgreich in Floatglas geprägt. Die lateralen Strukturabmessungen der Kanäle und Kammern betrugen zwischen 10 μm und 2 mm bei Prägetiefen bis zu 2 mm. Das größte Aspektverhältnis von Prägetiefe zu Strukturbreite betrug dabei 3. Die erzielbaren Genauigkeiten und Oberflächenqualitäten entsprechen dabei dem des verwendeten Werkzeuges. Die Ergebnisse der Forschungen zeigen das außerordentliche Potential der neuartigen Beschichtungsstrategie für das Heißprägen von Glas.