Technologieforum

Materialforschung mit UKP-Laserquelle

Eine Ultrakurzpuls-Laserquelle eröffnet Materialforschern der Universität Bayreuth auf den Gebieten der Gassensorik, der Hochfrequenztechnik und der Mikrosystemtechnik neue Möglichkeiten. Der Laser kann Schichten und Beschichtungen auf empfindlichen Oberflächen hochpräzise strukturieren; gehärtete oder gebrannte technische Substrate lassen sich damit exakt schneiden.

Der ProtoLaser R4 von LPKF ist in der Lage, Laserpulse einer Länge von nur 1,5 ps zu erzeugen. Somit tritt bei der Materialbearbeitung nahezu keine Wärmeübertragung mehr auf: Das punktgenau vom Laserstrahl getroffene Material verdampft sofort. Infolgedessen ist es umso leichter möglich, Oberflächen auf der Mikrometerskala kontrolliert zu strukturieren und zu gravieren, ohne dass die angrenzenden Bereiche geschädigt werden. Weitere Beispiele sind das Abtragen durchsichtiger und äußerst dünner Schichten vom Untergrund oder das Ablösen von Metalllagen auf Kunststofffolien. Zudem ist auch das punktgenaue Schneiden und Fräsen keramischer Materialien wie Aluminiumoxid möglich.

Das neue Laserbearbeitungssystem sei wertvoll für die Erforschung und Entwicklung von Funktionsmaterialien, beispielsweise hochempfindlicher Sensoren oder ultrafein strukturierter Leiterplatten, erklärt Professor Ralf Moos, Inhaber des Lehrstuhls für Funktionsmaterialien der Universität Bayreuth. Auf dem Campus der Universität Bayreuth werde es allen natur- und technikwissenschaftlichen Forschungsbereichen zugänglich sein, ebenso externen Forschungspartnern.

Für vielfältige Materialien geeignet

Der ProtoLaser R4 ist für die Forschung an verschiedenartigen Werkstoffen entwickelt worden. Er verfügt über eine 515-nm-Pikosekunden-Laserquelle mit Galvo-Scaneinheit und ist standardmäßig mit einer Fiducial-Alignment-Kamera, einem X/Y/Z-Vakuumtisch und der Software CircuitPro PL ausgestattet.

Das Strukturieren von Schichten und Beschichtungen ist bereits vielfach erprobt. Der auf 15 μm fokussierte Strahl kann Leiterbahnbreiten bis hinunter zu 1 mil (25 μm) und Abstände bis zu 15 μm strukturieren. Auf Dünnschichtkeramik und auf Glas sind je nach Metalldicke und Schälfestigkeit 10 μm Auflösung möglich.

Der Laser ermöglicht das Strukturieren und Gravieren beispielsweise von Si, SiN, CoFe, GaN, FR4, Taconic, CuFLON/ PTFE, Al2O3 und LTCC. Die Gravur mit Tiefenkontrolle von Metallen wie Kupfer, Nickel, Messing oder Wolfram ist ebenso möglich wie die von Kunststoffen wie Polyimid/Kapton. Außerdem ist er für das Bohren und Schneiden diverser Materialien für die Elektrotechnik sowie von Gold, Kupfer, Nickel, Platin, Messing und Wolfram geeignet.

Quelle und Bild: www.lpkf.com

Anwender: www.funktionsmaterialien.de