Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Innovation für die Mikromaterialbearbeitung auf der Hannover-Messe - Mikroschneiden mit Laserlicht

30.01.2002


Mittels diodengepumptem Festkörperlaser "GATOR UV" geschnittene Strukturen in Silizium-Wafern (polierte Frontseite)
(Foto: Fraunhofer IWS Dresden)


Teil eines Silizium-Wafers mit lasergeschnittenen Strukturen
Foto: Fraunhofer IWS Dresden


Auf der Hannover-Messe Industrie 15.04 - 20.04.2002 zeigen wir neueste Ergebnisse aus der Mikromaterialbearbeitung auf dem Gemeinschaftsstand "Laser Technology" in Halle 6 / Stand D 18.

Besuchen Sie uns auf der Hannover-Messe Industrie 2002 auf dem Gemeinschaftsstand "Laser Technology" in Halle 6 Stand D18.

In verschiedensten Zweigen der Mikrosystemtechnik, Medizintechnik, Biotechnologie und Mikroelektronik werden feinste Schnitte, Strukturierungen und Bohrungen in Materialien aus verschiedenen metallischen Werkstoffen, Keramikscheiben, Polymeren oder Silizium-Wafern benötigt, um Mikrostrukturen zu erzeugen. Anwendungsbeispiele sind das Bohren von Einspritzdüsen für Verbrennungsmotoren, das Schneiden von Stents für die medizinische Behandlung von arteriosklerotischen Krankheitsbildern, das Bohren von Düsenplatten für die Drucktechnik, das Vereinzeln von Wafern oder die Herstellung von Strahlteilern für Röntgenstrahlung. Stand der Technik beim Mikroschneiden ist der Einsatz diodengepumpter Nd:YAG-Laser mit Güteschaltung, die mit der Grundwellenlänge oder Frequenzverdopplung arbeiten. Obwohl dabei schon mit kurzen Laserimpulsen bei Pulsdauern bis zu 15 ns gearbeitet wird, um eine thermische Beeinflussung zu reduzieren, sind Aufschmelzerscheinungen und Schmelzablagerungen unvermeidlich.

Eine weitere Verminderung dieser Effekte kann durch den Einsatz von Lasern im UV-Wellenlängenbereich erreicht werden. Das Ablationsplasma absorbiert kürzere Wellenlängen weniger stark. Die Folge davon ist die Reduzierung der Plasmatemperatur. Dadurch gelingt es, den thermischen Einfluss auf die Schnittfuge bzw. Bohrlochwand zu vermindern, was sich in einer erhöhten Bearbeitungsqualität niederschlägt. Darüber hinaus lassen sich Laserstrahlen der kürzeren UV-Wellenlängen wesentlich besser fokussieren, was zu geringeren Schnittfugenbreiten führt, die dann eine Herstellung filigranerer Strukturen ermöglichen.

Für dieses Aufgabengebiet hat das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS in Dresden eine Mikrostrukturierungsanlage zum Schneiden, Bohren und Strukturieren realisiert. Herzstück dieser Anlage sind zwei diodengepumpte Festkörperlaser mit Frequenzverdopplung und Frequenzverdreifachung. Bei diesen Geräten handelt es sich um stabile, wartungsarme Industrielaser des Unternehmens Lambda Physik AG vom Typ "GATOR" mit folgenden Strahlparametern:

  • Wellenlänge: 355 nm und 532 nm
  • Repetitionsrate: 10 kHz
  • Pulsdauer: 15 ns
  • Mittlere Leistung: 3 W (355nm) und 13,5 W (532 nm)
  • Strahlqualität: nahe TEM00

Die Anlage ist mit einem UV-Scanner mit Planfeldoptik ausgerüstet, mit dem ein Arbeitsfeld von 100 x 100 mm2 zur Verfügung steht. Um höchste Strahlqualitäten realisieren zu können, wird der Laserstrahl nicht durch Zu- und Abschalten des Lasers, sondern mittels eines galvanisch angesteuerten Shutters geschalten, während der Laser im thermischen Gleichgewicht kontinuierlich arbeitet. Die geringe, kompakte Bauweise diodengepumpter Festkörperlaser erlauben Anlagenabmessungen, die den Aufbau eines Tischgerätes ermöglichen.

Mit der beschriebenen Anlage wurden z.B. Laserschneidarbeiten an Siliziumwafern durchgeführt. Die hohe Strahlqualität ermöglicht Schnittfugenbreiten von 16 µm bei Wafer-Dicken von 220 µm. Der Schneidprozess kann als Sublimationsschneiden bezeichnet werden, da es bei Silizium kaum zum Austrieb von Schmelze kommt. Auftretende Ablagerungen von Siliziumoxid können leicht im Ultraschallbad entfernt werden. Die Abbildungen X und Y zeigen Strukturen, die aus Silizium ausgeschnitten wurden.

Das Dresdner Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS betreibt anwendungsorientierte Forschung und Entwicklung auf den Gebieten Lasertechnik und Oberflächentechnik. Ziel ist es, den Kunden des IWS Problemlösungen anbieten zu können und sie bei der industriellen Einführung zu unterstützen.

Dr. Ralf Jaeckel | idw
Weitere Informationen:
http://www.iws.fraunhofer.de/

Weitere Berichte zu: Mikromaterialbearbeitung Silizium

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht Starker Auftritt von dormakaba auf der Messe Security Essen 2016
11.10.2016 | Kaba GmbH

nachricht Solarkollektoren aus Ultrahochleistungsbeton verbinden Energieeffizienz und Ästhetik
16.01.2017 | Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Im Focus: How gut bacteria can make us ill

HZI researchers decipher infection mechanisms of Yersinia and immune responses of the host

Yersiniae cause severe intestinal infections. Studies using Yersinia pseudotuberculosis as a model organism aim to elucidate the infection mechanisms of these...

Im Focus: Interfacial Superconductivity: Magnetic and superconducting order revealed simultaneously

Researchers from the University of Hamburg in Germany, in collaboration with colleagues from the University of Aarhus in Denmark, have synthesized a new superconducting material by growing a few layers of an antiferromagnetic transition-metal chalcogenide on a bismuth-based topological insulator, both being non-superconducting materials.

While superconductivity and magnetism are generally believed to be mutually exclusive, surprisingly, in this new material, superconducting correlations...

Im Focus: Erforschung von Elementarteilchen in Materialien

Laseranregung von Semimetallen ermöglicht die Erzeugung neuartiger Quasiteilchen in Festkörpersystemen sowie ultraschnelle Schaltung zwischen verschiedenen Zuständen.

Die Untersuchung der Eigenschaften fundamentaler Teilchen in Festkörpersystemen ist ein vielversprechender Ansatz für die Quantenfeldtheorie. Quasiteilchen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungen

Über intelligente IT-Systeme und große Datenberge

17.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Der erste Blick auf ein einzelnes Protein

18.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Das menschliche Hirn wächst länger und funktionsspezifischer als gedacht

18.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Zur Sicherheit: Rettungsautos unterbrechen Radio

18.01.2017 | Verkehr Logistik