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 HAWK-Ingenieurinnen und -Ingenieure entwickeln die leichteste 9to-LKW-Achse ihrer Art
17.08.2018 | HAWK Hochschule für angewandte Wissenschaft und Kunst, Fachhochschule Hildesheim/Holzminden/Göttingen

nachricht Neue Schaltschrank-Plattform für die Automobilindustrie
16.08.2018 | Rittal GmbH & Co. KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Farbeffekte durch transparente Nanostrukturen aus dem 3D-Drucker

Neues Design-Tool erstellt automatisch 3D-Druckvorlagen für Nanostrukturen zur Erzeugung benutzerdefinierter Farben | Wissenschaftler präsentieren ihre Ergebnisse diese Woche auf der angesehenen SIGGRAPH-Konferenz

Die meisten Objekte im Alltag sind mit Hilfe von Pigmenten gefärbt, doch dies hat einige Nachteile: Die Farben können verblassen, künstliche Pigmente sind oft...

Im Focus: Color effects from transparent 3D-printed nanostructures

New design tool automatically creates nanostructure 3D-print templates for user-given colors
Scientists present work at prestigious SIGGRAPH conference

Most of the objects we see are colored by pigments, but using pigments has disadvantages: such colors can fade, industrial pigments are often toxic, and...

Im Focus: Eisen und Titan in der Atmosphäre eines Exoplaneten entdeckt

Forschende der Universitäten Bern und Genf haben erstmals in der Atmosphäre eines Exoplaneten Eisen und Titan nachgewiesen. Die Existenz dieser Elemente in Gasform wurde von einem Team um den Berner Astronomen Kevin Heng theoretisch vorausgesagt und konnte nun von Genfern Astronominnen und Astronomen bestätigt werden.

Planeten in anderen Sonnensystemen, sogenannte Exoplaneten, können sehr nah um ihren Stern kreisen. Wenn dieser Stern viel heisser ist als unsere Sonne, dann...

Im Focus: Magnetische Antiteilchen eröffnen neue Horizonte für die Informationstechnologie

Computersimulationen zeigen neues Verhalten von Antiskyrmionen bei zunehmenden elektrischen Strömen

Skyrmionen sind magnetische Nanopartikel, die als vielversprechende Kandidaten für neue Technologien zur Datenspeicherung und Informationsverarbeitung gelten....

Im Focus: Unraveling the nature of 'whistlers' from space in the lab

A new study sheds light on how ultralow frequency radio waves and plasmas interact

Scientists at the University of California, Los Angeles present new research on a curious cosmic phenomenon known as "whistlers" -- very low frequency packets...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

LaserForum 2018 thematisiert die 3D-Fertigung von Komponenten

17.08.2018 | Veranstaltungen

Aktuelles aus der Magnetischen Resonanzspektroskopie

16.08.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Oktober 2018

16.08.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Bionik im Leichtbau

17.08.2018 | Verfahrenstechnologie

Klimafolgenforschung in Hannover: Kleine Pflanzen gegen große Wellen

17.08.2018 | Biowissenschaften Chemie

HAWK-Ingenieurinnen und -Ingenieure entwickeln die leichteste 9to-LKW-Achse ihrer Art

17.08.2018 | Messenachrichten

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics