Bohren von Mikrolöchern

Die Applikationsingenieure von IPG haben sowohl Excimer- als auch

Festkörperlaser für hochwertige Mikrolochbohrungen, z. B. für das

Laserbohren in Glas, entwickelt. 

 

Das beim Excimerlaser eingesetzte "mask projection"

Schema und die beim Festkörperlaser verwendeten Galvanometer 

ermöglichen das Laserbohren von Glas, Keramik und Metall mit

hohem Durchsatz und hoher Qualität. Im Folgenden zeigen wir

Beispiele für das Laserbohren in der Mikromaterialbearbeitung

von Glas, Metallen, Polymeren, Keramik und Aluminiumoxiden.

Mikrobohranwendungen, zu denen Durchbohrungen und Sacklöcher zählen, können je nach Anwendung, z. B. Laserbohren in Glas und Keramik, senkrechte oder abgeschrägte Bohrungswandungen erfordern. Realisierbar sind Bohrungsdurchmesser von bis zu 2 Mikrometer mit einer Positionierungsgenauigkeit im Submikrometerbereich. Es sind Bohrgeschwindigkeiten von bis zu 1.000 Bohrungen pro Sekunde verfügbar.

Jedes Material weist einzigartige Herausforderungen auf, von der thermischen Beeinflussung bis zur Lasereinkopplung. IPG bietet eine breite Palette von Lasertypen und Strahlführungstechnologien an, die für jede Anwendung optimiert und als Hochgeschwindigkeits-Fertigungslösungen implementiert werden können.

 

Es besteht ein gestiegenes Interesse an der Herstellung von z. B. kleinen Laserbohrungen in Glas in variabler Form (<100 µm) mit kontrollierter Konizität oder ohne Konizität in einer Vielzahl von Materialien verschiedenster Stärken von bis zu mehreren Millimetern. Die Anforderungen an Qualität und Durchsatz nehmen stetig zu, da die Toleranzen hinsichtlich Maßhaltigkeit und Positionierung immer kleiner werden. Um die ständig steigenden Anforderungen der Industrie erfüllen zu können, müssen daher verbesserte Fertigungsverfahren mit erweiterter Prozesssteuerung und modernen Laserquellen entwickelt werden. Einige Beispiele, wie z. B. das Laserbohren in Glas, Keramik und Metall, werden im Folgenden detaillierter erläutert.


Bohren in Keramik

Die Hochgeschwindigkeitsbohrsysteme für Keramik von IPG sind zum Bohren von Mikrolöchern (in der Regel mit einem Durchmesser <100 mm) in Aluminiumoxid und Aluminiumnitrid sowie ähnlichen keramischen Werkstoffen für das Packaging elektronischer Bauteile und Interposeranwendungen optimiert.

Mit einer minimalen Bohrungsgröße <10 µm und maximalen Bohrgeschwindigkeiten von über 1.000 Bohrungen pro Sekunde eignet sich der Keramikbohrer für Anwendungen, die Bohrungen <100 µm erfordern und mit herkömmlichen CO2-Lasern schwer zu realisieren sind.

Die Abbildung zeigt 20.000 Bohrungen in 380 µm dickem Aluminiumoxid.

System: Keramikbohrer

Laser: Singlemode-QCW-Laser, Multimode-QCW-Laser, Pikosekundenlaser, gepulste UV-Nanosekundenlaser

  keramik


Bohren in Metall

Sacklöcher und Durchbohrungen in Edelstahl, Messing, Molybdän und Legierungen.

Runde und unregelmäßige Formen.

Austrittsbohrungen mit einem Durchmesser bis 5 Mikrometer. 

Die Abbildung zeigt sieben 100 mm-Bohrungen in 100 mm dickem Molybdän.

System: Mehrachsiges Bohrsystem

Laser: Singlemode-QCW-Laser, Multimode-QCW-Laser, Pikosekundenlaser, gepulste UV-Nanosekundenlaser

 

metall


Bohren in Duroplasten

Minimale Bohrungsgrößen bis 2 Mikrometer.

Rechte Seite: Tintendüse mit quadratischer Senkbohrung.

System: Polymerfolienbohrer/-schneider

Laser: Pikosekundenlaser, gepulste grüne Nanosekundenlasergepulste UV-Nanosekundenlaser

 

 

Kapton


Bohren in thermoplastischen Polymeren

Durchbohrungen und Sacklöcher in Thermoplasten. Bohrungsdurchmesser bis 2 Mikrometer. In der Regel erfolgt die Bearbeitung mit einem UV-Laser mit großem Sichtfeld für mehrere Bohrungen, um einen hohen Durchsatz zu erzielen. 

 Rechte Seite: Raster mit 30 µm-Bohrungen in 1 mm dickem ABS-Kunststoff

System: Bohrsystem für mikrofluidische Bauteile

Laser: Pikosekundenlaser, gepulste grüne Nanosekundenlaser, gepulste UV-Nanosekundenlaser

 

thermoplastisch


Bohren eines Leitblechs aus SiN

Laserbohren von kleinen Bohrungen variabler Form (<100 µm) mit kontrollierter Konizität oder ohne Konizität in einer Vielzahl von Materialien. Die IPG-Lasersysteme für die Mikromaterialbearbeitung verwenden eine proprietäre Strahlführungstechnik für das Hochgeschwindigkeitsbohren, mit der Mikrolöcher in weniger als 1 Sekunde in Materialstärken unter 250 µm und in weniger als 2 Sekunden in 380 µm dickem Siliziumnitrid hergestellt werden können.

Die Abbildung zeigt 65 x 65 µm-Bohrungen mit Seitenwänden von 10 µm in 200 µm dickem SiN.

System: Bohrsystem für Leitbleche

Laser: Pikosekundenlaser, gepulste UV-Nanosekundenlaser

 

Dünne Wände


Laserbohren Glas

Laser mit hohen Wiederholungsraten und kurzer Wellenlänge eignen sich ideal zum Laserbohren in Glas. Diese Laser bieten in Kombination mit der Arbeitsstation für Präzisionsmikrobearbeitung von IPG eine hohe Bohrungsrundheit, minimale Konizität, keinerlei Risse sowie minimale Abplatzung und ermöglichen das Laserschneiden scharfer Ecken, Laserbohren in Glas sowie die Glasbearbeitung mit dem Laser im Allgemeinen.

Die Abbildung zeigt das Laserbohren in Glas mit 1 µm-Bohrungen.

Systeme: Bohrsystem für mikrofluidische Bauteile 

Laser: Singlemode-QCW-Laser, Multimode-QCW-Laser, Pikosekundenlaser, gepulste UV-Nanosekundenlaser

 

glas

Kontakt
Wenn Sie Fragen haben oder Infomaterial anfordern möchten, kontaktieren Sie gerne unseren Vertrieb.