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7. Februar 2002
Mikroschneiden mit Laserlicht
(he) Bauteile in der
Mikrosystemtechnik, der Medizintechnik, der Biotechnologie und der
Mikroelektronik werden immer kleiner. Um die nötige Präzision dabei zu
erreichen, werden exakt arbeitende Werkzeugmaschinen benötigt. Das
Fraunhofer-Institut präsentiert auf der auf der Hannover-Messe Industrie
2002 im April einen Laser, der mit bisher nicht erreichter Genauigkeit
arbeitet.
Feinste Schnitte, Strukturierungen und Bohrungen in
Materialien aus verschiedenen metallischen Werkstoffen, Keramikscheiben,
Polymeren oder Silizium-Wafern benötigt die Industrie heutzutage, um
Mikrostrukturen zu erzeugen. Anwendungsbeispiele sind das Bohren von
Einspritzdüsen für Verbrennungsmotoren, das Vereinzeln von Wafern oder
die Herstellung von Strahlteilern für Röntgenstrahlung.
Obwohl bei der aktuellen Laserschneidetechnik schon mit
kurzen Laserimpulsen bei Pulsdauern bis zu 15 Nanosekunden gearbeitet
wird, um eine thermische Beeinflussung zu reduzieren, sind
Aufschmelzerscheinungen unvermeidlich. Eine weitere Verminderung dieser
Effekte kann durch den Einsatz von Lasern im UV-Wellenlängenbereich
erreicht werden.
UV-Laser arbeiten mit niedrigeren Temperaturen und lassen
sich dank der kürzeren UV-Wellenlängen wesentlich besser fokussieren,
was zu geringeren Schnittfugenbreiten führt. Für dieses Aufgabengebiet
hat das Fraunhofer-Institut für
Werkstoff- und Strahltechnik IWS in Dresden eine
Mikrostrukturierungsanlage zum Schneiden, Bohren und Strukturieren
eingerichtet.
Herzstück der Anlage sind zwei diodengepumpte Festkörperlaser.
Die Pulsfrequenz erzielt das Gerät nicht durch An- und Abschaltung der
Laser. So kann der Strahl im thermischen Gleichgewicht kontinuierlich
arbeiten. Die Schneideleistungen sind beeindruckend. So erlaubt die hohe
Strahlqualität Schnittfugenbreiten von 16 µm bei Wafer-Dicken von 220 µm.
Und die Nachbearbeitung ist wenig aufwendig, da es bei Silizium kaum zum
Austrieb von Schmelze kommt. Auftretende Ablagerungen von Siliziumoxid können
leicht im Ultraschallbad entfernt werden.
Zu sehen ist die Mikroschneide-Anlage auf vom 15. bis 20.
April in Halle 6 / Stand D 18 auf der Hannover-Messe.
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