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1. WO2022008650 - METHOD AND DEVICE FOR STRUCTURING A STRUCTURAL LAYER BY MEANS OF LASER RADIATION

Publication Number WO/2022/008650
Publication Date 13.01.2022
International Application No. PCT/EP2021/068978
International Filing Date 08.07.2021
IPC
B23K 26/00 2014.1
BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
26Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
B23K 26/0622 2014.1
BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
26Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
06Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
062by direct control of the laser beam
0622by shaping pulses
B23K 26/06 2014.1
BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
26Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
06Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
B23K 26/067 2006.1
BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
26Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
06Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
067Dividing the beam into multiple beams, e.g. multi-focusing
B23K 26/352 2014.1
BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
26Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
352for surface treatment
B23K 26/364 2014.1
BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
26Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
36Removing material
362Laser etching
364for making a groove or trench, e.g. for scribing a break initiation groove
Applicants
  • FRAUNHOFER-GESELLSCHAFT ZUR FÖRDERUNG DER ANGEWANDTEN FORSCHUNG E. V. [DE]/[DE]
Inventors
  • MEYER, Fabian
  • BRAND, Andreas
  • NEKARDA, Jan
Agents
  • LEMCKE, BROMMER & PARTNER PATENTANWÄLTE PARTNERSCHAFT MBB
Priority Data
10 2020 118 019.508.07.2020DE
Publication Language German (de)
Filing Language German (DE)
Designated States
Title
(DE) VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR STRUKTURIERUNG EINER STRUKTURSCHICHT MITTELS LASERSTRAHLUNG
(EN) METHOD AND DEVICE FOR STRUCTURING A STRUCTURAL LAYER BY MEANS OF LASER RADIATION
(FR) PROCÉDÉ ET DISPOSITIF POUR FORMER DES MOTIFS SUR UNE COUCHE DE STRUCTURE PAR RAYONNEMENT LASER
Abstract
(DE) Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Strukturierung einer Strukturschicht mittels Laserstrahlung, wobei das Verfahren die Verfahrensschritte : A. Bereitstellen einer Schichtstruktur mit zumindest einer Trägerschicht und zumindest einer auf der Trägerschicht angeordneten Strukturschicht und B. Beaufschlagen der Schichtstruktur mittels Laserstrahlung, um die Strukturschicht in Teilbereichen zu entfernen aufweist. Wesentlich ist, dass in Verfahrensschritt B in einem Teilschritt B1 ein Beaufschlagen der Schichtstruktur mittels Laserstrahlung in einem ersten Bearbeitungsbereich B1 mit einer ersten Fluenz <ΦL1 der Laserstrahlung erfolgt, sodass in dem mittels Laserstrahlung beaufschlagten ersten Bearbeitungsbereich B1 eine Schwellfluenz Φs des Schichtsystems zur Ablation der Strukturschicht auf eine verringerte Schwellfluenz ΦB1 < Φs abgesenkt wird, wobei die erste Fluenz ΦL1 unterhalb der Schwellfluenz Φs des Schichtsystems liegt und in einem Teilschritt B2 ein Beaufschlagen der Schichtstruktur mittels Laserstrahlung in einem zweiten Bearbeitungsbereich B2 mit einer zweiten Fluenz <ΦL2 erfolgt, wobei die zweite Fluenz ΦL2 größer als die verringerte Schwellfluenz ΦB1 des ersten Bearbeitungsbereiches und kleiner als die Schwellfluenz Φs ist, wobei der zweite Bearbeitungsbereich B2 nur einen Teilbereich des ersten Bearbeitungsbereiches B1 überdeckt.
(EN) The invention relates to a device and a method for structuring a structural layer by means of laser radiation, wherein the method comprises the method steps: A. providing a layer structure with at least one substrate layer and at least one structural layer located on the substrate layer; and B. applying laser radiation to the layer structure in order to remove the structural layer in portions. It is essential that method step B comprises the following sub-steps: sub-step B1, in which laser radiation is applied to the layer structure in a first processing region B1 with a first fluence ΦL1 of the laser radiation so that, in the first processing region B1 to which laser radiation is applied, a threshold fluence Φs of the layer system is lowered to a reduced threshold fluence ΦΒ1 < Φs in order to ablate the structural layer, wherein the first fluence ΦL1 is below the threshold fluence Φs of the layer system; and sub-step B2, in which laser radiation is applied to the layer structure in a second processing region B2 with a second fluence ΦL2, wherein the second fluence ΦL2 is greater than the reduced threshold fluence ΦΒ1 of the first processing region and less than the threshold fluence Φs, wherein the second processing region B2 covers only a portion of the first processing region B1.
(FR) L'invention concerne un dispositif et un procédé de formation de motifs sur une couche de structure par rayonnement laser, le procédé comprenant les étapes suivantes : A disposer d'une couche de structure dotée d'au moins une couche de support et d'au moins une couche de structure appliquée sur la couche de support et B solliciter la couche de structure par un rayonnement laser de manière à éliminer la couche de structure dans des zones partielles. L'invention se caractérise principalement en ce qu'à l'étape B du procédé, dans une étape partielle B1, la couche de structure est sollicitée par rayonnement laser dans une première zone d'usinage B1 avec une première fluence ΦL1 du rayonnement laser, de sorte que dans la première zone d'usinage B1 sollicitée par rayonnement laser, une fluence de gonflement Φs du système de couches est abaissée à une fluence de gonflement réduite ΦΒ1 < Φs afin d'assurer l'ablation de la couche de structure, la première fluence ΦL1 étant inférieure à la fluence de gonflement Φs et dans une étape partielle B2, la couche de structure étant sollicitée par rayonnement laser dans une seconde zone d'usinage B2 avec une seconde fluence ΦL2, la seconde fluence ΦL2 étant supérieure à la fluence de gonflement réduite ΦΒ1 de la première zone d'usinage et inférieure à la fluence de gonflement Φs, la seconde zone d'usinage B2 ne recouvrant qu'une zone partielle de la première zone d'usinage B1.
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