DD207347A1 - Anordnung zur materialabtragung mittels laserstrahlung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung kann ueberall dort eingesetzt werden, wo mit einem technischen Aufwand durch gezielte Bewegung des Werkstuecks eine hochgenaue und gleichmaessige Rastermaterialabtragung erreicht werden soll. Die Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine aus einem drehbaren Polarisationsrotator mit nachfolgendem Prisma bestehende Polarisationsgruppe zwischen dem Laser und der Fokussierungoptik mit nachgeordnetem Werkstueck eingefuehrt ist.

Description

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Titel derJSrfindung^

Anordnung zur Materialabtragung mittels Laserstrahlung

Anwendungsgebiet der Erfindung;

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Materialabtragung mittels Laserstrahlung. Sie kann überall dort eingesetzt werden, wo mit einem geringen technischen Aufwand durch gezielte Bewegung des Werkstückes eine hochgenaue und gleichmäßige Rastermaterialabtragung, z.B. bei der Perforation von Trägermaterialien zum Zwecke der Chipvereinzelung, erreicht werden soll. Desweiteren kann die Erfindung zur Erzeugung eines Grübchenrasters für definierte Oberflächenmattierungen oder zum Schweißen von dünnen Metallteilen angewendet werden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen: Es sind zahlreiche Verfahren und Anordnungen zur Materialabtragung mittels Laserstrahlung bekannt geworden, bei denen durch Aufspaltung eines Laserstrahlenbündels verschiedene Teilbündel erzeugt werden, die auf unterschiedliche Orte des zu bearbeitenden Werkstücks fokussiert werden.

So ist ein Verfahren zum Bearbeiten dünner Schichten von elektrischen Schaltkreisen mit Laserstrahlen bekannt geworden, bei dem aus einem parallelen Laserbündel ein divergentes Bündel erzeugt und durch eine Pacettenlinsenanordnung in Teilbündel verschiedener Richtung aufgespalten und fokussiert wird (AS 1 765 145).

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Durch die Fokussierung der teilweisen schiefen Lichtbündel entstehen unterschiedliche Brennpunkte mit schlechter Qualität. Eine Veränderung der Intensität der einzelnen Teillichtbundel untereinander ist nicht möglich.

Es ist weiterhin bekannt, über einen teildurchlässigen Spiegel das Laserstrahlenbiindel in zwei Bündel aufzuspalten, die über je einen beweglichen Umlenkspiegel die Pokussierungsoptik in zwei verschiedenen Richtungen zueinander durchlaufen und in der Pokalebene zwei voneinander getrennte Brennpunkte liefern (AS 2 014 448). Die Ausführung ist sehr kompliziert und teuer, da die Spiegel sowohl translatorisch als auch rotatorisch bewegt werden müssen. Die Teilbündel können durch Reflexionsunterschiede der Spiegel unterschiedliche, nicht veränderliche Intensitäten erhalten.

Ziel der Erfindung;

Die Erfindung verfolgt das Ziel, mit einem geringen technischen Aufwand eine schrittweise Materialabtragung mittels Laserstrahlung zu ermöglichen.

Darlegung des Wesens der Erfindung;

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Materialabtragung mittels Laserstrahlung zu schaffen, die mit einem geringen technischen Aufwand eine definierte schrittweise Materialabtragung mit verschiedenen Teilstrahlenbündeln gewährleistet und dabei eine Veränderung der Intensitäten der Teilstrahlenbündel ermöglicht. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens eine aus einem drehbaren Polarisationsrotator 2 mit nachfolgendem Prisma 3 bestehende Polarisationsgruppe * zwischen dem Laser 1 und der Pokussierungsoptik 11 mit nachgeordnetem Werkstück 12 eingefügt ist· Dabei besteht der erste drehbare Polarisationsrotator 2 bei unpolarisierter Laserstrahlung aus einem Polarisator und bei polarisierter Laserstrahlung aus einer Λ/2-Platte.

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Erfindungsgemäß ist es von Vorteil, daß das Prisma als Wollastön-Pristna ausgebildet ist.

Ausführungsbeispielt

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert·

Ein Laser 1 sendet ein Lichtstrahlenbündel aus, das durch zwei Polarisationsgruppen 4» bestehend aus einem drehbaren P-olarisationsrotator 2 mit nachfolgendem Prisma 3 in Teilstrahlenbündel 7, 8, 9» 10 aufgespalten wird und durch eine Fokussierungsoptik 11 auf die Oberfläche eines Werkstückes 12 einwirkt. Wird durch den Laser 1 ein unpolarisiertes Laserstrahlenbündel ausgesendet, so besteht der erste drehbare Polarisationsrotator 2 aus einer Polarisationseinheit, die das Laserstrahlenbündel linear oder partiell polarisiert. Bei Verwendung eines Lasers 1 mit einem polarisierten Laserstrahlenbündel wird für den drehbaren Polarisationsrotator 2 eine A/2-Platte verwendet·

Die erzeugten Teilstrahlenbündel 5,6 werden durch das Prisma 3, vorzugsweise durch ein Wollaston-Prisma, in zwei rechtwinklig zueinander polarisierten Teilstrahlenbündel aufgeteilt. Die unterschiedlichen Intensitäten der Teilstrahlenbündel erhält man durch Drehung der Polarisationsebene mittels des Polarisationsrotators 2· Entsprechend dem Aufspaltungswinkel des Prismas 3 und der Brennweite der Pokussierungsoptik 11 erhält man in einem bestimmten Abstand zueinander auf der Oberfläche des Werkstücks 12, d. h. in der Brennpunktebene der Pokussierungsoptik 11, vier Brennpunkte, die bei unterschiedlicher Intensität der Teilstrahlenbündel eine definierte Materialabtragung hervorrufen. Dabei wird das energiereichere Teilstrahlenbündel auf der Materialoberfläche einen Fleck mit größerem Durchmesser erzeugen.

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Die z.B. für die Grübchenrasterherstellung gewünschte Form der Materialabtragung wird nach vier Schritten durch vierfache Überlagerung erreicht. Dazu wird das Werkstück um genau definierte Beträge verschoben. Die so erhaltenen Oberflächenprofile des Werkstücks 12 sind auf der Zeichnung mit 12a und 12b dargestellt.

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Claims (3)

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   Eri'indungjsanspruGh:

   1. Anordnung zur Materialabtragung mittels Laserstrahlung, bei der im Strahlengang eines Lasers eine Strahlungsauf te ilimgsanordnung und ein Werkstück in der Brennpunkt· ebene einer Fokussierungsoptik angeordnet ist, gekennzeichnet dadurch, daß mindestens eine aus einem drehbaren Polarisationsrotator (2) mit nachfolgendem Prisma (3) bestehende Polarisationsgruppe (4) zwischen dem Laser (1) und der Pokussierungaoptik (11) mit nachgeordnetem Werkstück (12) eingefügt ist·
2. 2. Anordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der erste drehbare Polarisationsrotator (2) bei unpolarisierter Laserstrahlung aus einem Polarisator und bei polarisierter Laserstrahlung aus einer A/2-Platte besteht·
3. 3. Anordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Prisma (3) als Wollaston-Prisma ausgebildet ist·

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