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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Positionier- und/oder Laserbearbeitungsverfahren
für zumindest
ein Werkstück
sowie eine Positionier- und/oder Laserbearbeitungsvorrichtung für zumindest
ein Werkstück.
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Derartige
Verfahren bzw. Vorrichtungen finden insbesondere Anwendung im Rahmen
der Mikro-Fertigung bzw. Mikro-Bearbeitung von Werkstücken, wie
insbesondere bei der Laserstrukturierung. Beispielsweise werden
bei der Laserstrukturierung von Verdrahtungskomponenten, wie Leiterplatten oder
Multi-Chip-Modulen, (Mikro-) Strukturen in vorbestimmten Bereichen,
sogenannten Strukturfenstern, hergestellt, wobei die Verdrahtungskomponente unter
einer Abbildungsoptik eines Laserstrahles angeordnet und ein Laserstrahl
zur Strukturierung des Strukturfensters mittels einer Ablenkeinheit über den zu
strukturierenden Bereich bewegt wird. Die Verdrahtungskomponente
selbst ist dabei auf einem Werkstückträger (Positioniertisch) gehalten.
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Die
Genauigkeit der Positionierung bzw. Bearbeitung derartiger Verfahren
und Vorrichtungen ist aufgrund der häufig benötigten Strukturfeinheit der zu
fertigenden Mikrostrukturen von wesentlicher Bedeutung, wobei sowohl
die Lage der Strukturfenster auf den Verdrahtungskomponenten (Werkstücken) als
auch die Lage der Mikrostrukturen in den einzelnen Strukturfenstern
eine bedeutende Rolle spielen. Um ein sicheres Trennen von (parallel
verlaufenden) Leiterbahnen sicherstellen zu können, sind zudem auch entsprechend
feine Abstände
zwischen diesen Leiterbahnen zu berücksichtigen.
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Dabei
bestimmen die einem bestimmten Positionier- bzw. Bearbeitungsprozess
anhaftenden Ungenauigkeiten im wesentlichen Maße die letztendlich erreichbaren
Strukturabmessungen (Strukturfeinheiten). Derartige Ungenauigkeiten
beruhen insbesondere auf einer Genauigkeitsklasse eines entsprechenden
Antriebssystems eines jeweiligen Werkstückträger-Positioniersystems, wobei
jedes Antriebssystem abhängig
von der Genauigkeitsklasse desselben einen minimalen kleinsten Stellwert
(minimales Stellinkrement) abarbeiten kann, ohne dass der Werkstückträger tatsächlich bewegt
wird. Ein Grund für
ein solches Spiel ist in der reibungsbedingten und richtungsemp findlichen
Wirkung von Losen und Nachgiebigkeiten, beispielsweise von Kugelumlaufspindeln
relativ zu den Führungen
derselben, zu finden.
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Ein
Positionierfehler in der Größenordnung der
Genauigkeitsklasse des Antriebssystems des Werkstückträgers, führt jedoch
zu einer deutlichen Lageabweichung des Strukturfensters auf dem
Werkstück.
Bei Betrachtung solcher Lageabweichungen ist zudem zu beachten,
dass die Lage der Mikrostrukturen in den Strukturfenstern eine noch
höhere
Positioniergenauigkeit benötigt
als die Lage der Strukturfenstermitte relativ zu Referenzpunkten
auf den zum Teil sehr großen
Werkstücken
(Vorlagen), beispielsweise 600 × 500
mm.
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Die
aus dem vorgenannten Ungenauigkeiten resultierenden Fehler werden
i.a. mittels einer Anpassung von Ablenkwerten des Laserstrahles
während
der Bearbeitung der Werkstücke
kompensiert. Da jedoch auch ein Antrieb einer Ablenkeinheit des Laserstrahles
eine bestimmte Genauigkeitsklasse, d.h. ein minimales Stellinkrement,
und zusätzlich eine
bestimmte Langzeitdrift aufweist, kann der vorgenannte Lagefehler
aufgrund des Antriebssystems des Positioniertisches auch mittels
einer abgestimmten Steuerung der Ablenkeinheit nur in unzureichender
Weise kompensiert werden.
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Weist
eine derartige Mikro-Fertigung bzw. Mikro-Bearbeitung eines Werkstückes weiterhin mehrere
aufeinanderfolgende Fertigungsschritte auf, welche jeweils mit bestimmten
Ungenauigkeiten behaftet sind, ergeben sich aufgrund der Aufsummierung
der einzelnen prozessbedingten Lagefehler teils erhebliche Folgefehler.
Solche Folgefehler können beispielsweise
dazu führen,
dass konzentrische Leiterbahnen um Bohrungen derart versetzt sind,
dass die Bohrung außerhalb
und somit ohne Verbindung zum entsprechenden Lötauge entsteht.
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Aus
der
DE 44 37 284 ist
ein Verfahren zur Kalibrierung einer Steuerung zur Ablenkung eines Laserstrahles
bekannt, bei dem ein lichtempfindliches Medium an vorgewählten Positionen
zur Erzeugung eines Testbildes mit einem Laserstrahl bestrahlt wird.
Anschließend
werden digitalisierte Einzelbilder von Ausschnitten des Testbildes
erzeugt, welche zu einem Gesamtbild zusammengeführt werden. Aus dem Gesamtbild
werden Korrekturdaten für
die Steuerung der Ablenkung des Laserstrahles ermittelt. Die entsprechende
Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens weist eine erste Vorrichtung zum Erzeugen des Testbildes
und eine zweite Vorrichtung zum Auswerten des Testbildes auf.
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Aus
der
US 4,584,455 ist
eine Laserbearbeitungsmaschine bekannt, die zusätzlich zu einem Bearbeitungs-Laserstrahl
einen zu diesem überlagerten Beobachtungs-Laserstrahl aufweist,
wobei eine Position des Beobachtungs-Laserstrahls auf dem Werkstück mittels
einer Kamera bestimmt und mit einer Soll-Position verglichen wird.
Eine Korrektur des Bearbeitungs-Laserstrahls erfolgt bezüglich der
ermittelten Differenzlage. Der Bearbeitungs- und der Beobachtungs-Laserstrahl
weisen unterschiedliche Wellenlängen
auf, wobei der Beobachtungs-Laserstrahl eine Wellenlänge im Wellenbereich
des sichtbaren Lichtes aufweist.
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Aus
der
DE 198 31 340 ist
ein Verfahren zur Kalibrierung einer Laserbearbeitungsmaschine bekannt,
bei dem zunächst
eine vor einer Abbildungs-Optik positionierte Kalibrierplatte mit
einer Kamera vermessen wird, wobei mittels des Vermessens der Kalibrierplatte
ein Abbildungsfehler bestimmt wird. Anschließend wird eine Testmarkierung
mittels eines Laserstrahles auf eine Testplatte geschrieben und
eine Position der erzeugten Teststruktur vermessen, wodurch ein
optischer Versatz unter Berücksichtigung
des Abbildungsfehlers ermittelt wird. Dieser optische Versatz wird
bei einer nachfolgenden und von der Kalibrierung getrennten Bearbeitung
eines Werkstückes
berücksichtigt.
Bei den beschriebenen Kalibrierschritten des Verfahrens sind sowohl
die Testplatte als auch die Kalibrierplatte in Ruhestellung, wohingegen
die Ablenkeinheit bewegt wird.
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Aus
der
EP 0 884 128 A1 ist
eine Laserbearbeitungsmaschine bekannt, bei der ein flaches, quaderförmiges Werkstück mit dessen
rechteckiger Grundfläche
auf einem Werkstückträger angeordnet und
auf diesem mittels Vakuum ortsfest gehalten ist. Nach Aufspannen
des Werkstücks
auf dem Werkstückträger und
vor den Meß-
und Berechnungsschritten werden in den Eckbereichen der Oberseite des
Werkstückes
Positioniermarken, gleichzeitig mit den Leiterbahnen auf dem Werkstück aus dem
Material der Leiterbahnen erzeugt. Dabei ist jeweils eine Positionsmarke
in einem Eckbereich der rechteckförmigen Oberseite des Werkstückes angeordnet.
Zur Positionsbestimmung des Werkstückes werden die vier Positionsmarken
nacheinander mittels einer Verlagerung des Werkstückträgers unter
einer Abbildungsoptik einer CCD- Kamera
angeordnet, wobei die CCD-Kamera ortsfest und räumlich getrennt von der Bearbeitungseinheit
vorgesehen ist. Über
eine Positionsbestimmung der vier Positionsmarken wird eine Abweichung
einer Lage des Werkstückes
auf dem Werkstückträger bestimmt.
Ausgehend von diesen Meßdaten
werden „Fehlerdaten" generiert, mit welchen
die theoretischen Soll-Positionen der zu erzeugenden Strukturen
auf dem Werkstück
korrigiert werden. Die Signale zur Steuerung der Ablenkeinheit und
zur Positionierung des Werkstückes
werden auf Basis dieser korrigierten Sollpositionen erzeugt.
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Aus
der
DE 100 20 604
C1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kalibrieren
von Galvanometer-Scanner-Steuerungen in Laserbearbeitungseinrichtungen
zur Korrektur der Scannerdrift mittels Bildverarbeitung bekannt,
wobei der Galvanometerscanner als Ablenkeinrichtung für einen
von einem Laserresonator erzeugten Laserstrahl dient. Zur Kalibrierung
der Steuerung des Galvanometer-Scanners wird der Laserstrahl mittels
einer Focussiereinrichtung in eine Glasfaser eingekoppelt und am
freien Ende der Glasfaser über
eine Beleuchtungseinheit als homogenes Licht zur Ausleuchtung eines
Arbeitsfeldes der Laserbearbeitungseinrichtung genutzt. Dabei ist
im Arbeitsfeld ein mit Markierungen versehener Prüfkörper angeordnet,
wobei die Markierungen Sollpositionen von geplanten Auftreffpunkten des
Bearbeitungsstrahles – eines
später
im Arbeitsfeld angeordneten Werkstückes – darstellen. Das von der Beleuchtungseinheit
abgestrahlte Licht wird vom Prüfungskörper reflektiert
und über
die Focussiereinrichtung des Laserstrahles und den Galvanometer-Scanner
an eine Kamera weitervermittelt. Dementsprechend wird ein Teil des
Strahlenganges des Laserstrahles in entgegengesetzter Richtung zur Strahlausbreitung
des Laserstrahles für
die Kalibrierung genutzt, wobei die Kalibrierung der Steuerung des
Galvanometer-Scanners derart erfolgt, daß der Sacnner in seine, die
Sollposition des Auftreffpunktes des Laserstrahles bewirkende Position
gebracht wird und die Kamera das vom Prüfkörper reflektierte Bild erfaßt und digitalisiert.
Eine dadurch berechnete Korrekturtabelle dient in der Bearbeitungsphase
nachgelagert zur Kalibrierphase zum Ausgleich der Galvanometer-Scannerdrift über die
Galvanometer-Scannersteuerung.
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Die
DE 10035 446 A1 offenbart
ein Verfahren zur Korrektur eines Ablenkwinkels eines Laserstrahls,
bei welchem Korrekturwerte über
eine optische Bestimmung einer Lage zumindest einer Referenzmarke
auf dem zu bearbeitenden Substrat ermittelt werden.
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Die
Koordinaten des Positioniertisches werden über eine Interferrometer-Anordnung
inkrementell bestimmt. Bei Ermittlung eines Auflagefehlers des Substrats
auf dem Positioniertisch wird das Tischkoordinatensystem gedreht
bzw. verschoben. Bei Ermittlung einer Verzerrung des Substrates
erfolgt eine entsprechende Transformation der Koordinaten für den Laserstrahl.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung
der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine möglichst
genaue Positionierung und/oder Laserbearbeitung eines oder mehrerer
Werkstücke
gestatten. In Bezug auf das Laserbearbeitungsverfahren soll eine
präzisere Positionierung
der zu erzeugenden Mikrostrukturen in den zu strukturierenden Bereichen
der Werkstücke ermöglicht sein.
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Die
vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Positionier- und/oder
Laserbearbeitungsverfahren für
zumindest ein Werkstück
mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
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Mit
dem erfindungemäßen Verfahren
wird es auf vorteilhafte Weise möglich,
das Werkstück
vor einer Bearbeitung mit der Laserbearbeitungsmaschine anhand von
auf diesem vorhandenen Referenzstrukturen auszurichten. Zudem sind
mit dem erfindungsgemäßen Positionier-
und/oder Bearbeitungsverfahren höhere
Positioniergenauigkeiten von Mikro-Strukturen erreichbar, als es
die Genauigkeitsklassen des Antriebssystems des Werkstückträgers und des
Antriebs der Ablenkeinrichtung der Ablenkeinheit ermöglichen.
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Nach
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
wird eine Ist-Position einer Referenzstruktur und/oder eine Ist-Position
des Werkstückes
mit einer höheren
Genauigkeit als der Positioniergenauigkeit eines Antriebssystems
des Werkstückträgers und/oder
des Werkstückes
und/oder eines Antriebes einer Ablenkeinrichtung der Ablenkeinheit
bestimmt.
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Die
Referenzstruktur kann in einem zu strukturierenden Bereich des Werkstückes angeordnet sein.
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Eine
Abbildung der Referenzstruktur zur Bestimmung der Ist-Position der
Referenzstruktur kann mittels einer ersten Abbildungsoptik, die
im Strahlengang des Laserstrahles angeordnet ist, der Ablenkeinheit
und einer denselben nachgeordneten weiteren optischen Erfassungseinrichtung
erzeugt werden.
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Gemäß einem
ebenfalls bevorzugten Ausführungsbeispiel
wird eine Abbildung der Referenzstruktur zur Bestimmung der Ist-Position
der Referenzstruktur mittels einer ersten Abbildungsoptik, welche
in einem vom Strahlengang des Laserstrahls unabhängigen Scan-Strahlengang angeordnet
ist, und einer der Abbildungsoptik nachgeordneten optischen Erfassungseinrichtung
erzeugt.
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Die
beiden vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele zur Erzeugung
einer Abbildung der Referenzstruktur können sowohl unabhängig, d.h. als
echte Alternativen, als auch gemeinsam in einem Ausführungsbeispiel
gemeinsam eingesetzt werden, beispielsweise als redundantes System
zur Vermeidung von Fertigungsausfällen.
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Bevorzugterweise
wird die Ist-Position der Referenzstruktur in einer Steuereinheit
mittels eines Bildverarbeitungsverfahrens relativ zu einer Mitte
eines Abbildungsbereiches der entsprechenden Abbildungsoptik ermittelt.
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Es
ist zudem vorteilhaft, wenn eine Ist-Position der Mitte des zu strukturierenden
Bereiches mittels der Ist-Position des Werkstückes und Parametern des Werkstückes und/oder
des zu strukturierenden Bereiches berechnet wird. Dabei kann diese Ist-Position der Mitte
des zu strukturierenden Bereiches in die Berechnung des Korrekturwertes
eingehen.
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Gemäß einem
weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
wird eine erste Korrekturvariable auf Basis eines Unterschiedes
zwischen der Ist-Position der Referenzstruktur und der Sollposition
der Referenzstruktur berechnet, wobei die Korrekturvariable in die
Berechnung des Korrekturwertes eingeht und zu einer Korrektur der
Ist-Position des Werkstückes genutzt
wird.
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Weiterhin
kann eine zweite Korrekturvariable auf Basis eines Unterschiedes
zwischen der Ist-Position des Werkstückes und einer Sollposition
des Werkstückes
berechnet werden, wobei die zweite Korrekturvariable in die Berechnung
des Korrekturwertes eingeht und zu einer Korrektur der errechneten
Ablenkwerte des Laserstrahles in der Ablenkeinheit genutzt wird.
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Gemäß einem
ebenfalls bevorzugten Ausführungsbeispiel
wird eine Teststruktur mittels des Laserstrahles und der Ablenkeinheit
in das Werkstück
eingeformt, eine Position der Teststruktur ermittelt und eine dritte
Korrekturvariable bestimmt, wobei die dritte Korrekturvariable in
die Berechnung des Korrekturwertes einfließt. Dabei kann das Abbild der Teststruktur
mittels einer Abbildungsoptik, welche im Scan-Strahlengang angeordnet ist, und der
derselben nachgeordneten optischen Erfassungseinrichtung und/oder
mittels der im Strahlengang des Laserstrahles angeordneten ersten
Abbildungsoptik, der Ablenkeinheit und der denselben nachgeordneten ersten
optischen Erfassungseinrichtung erzeugt werden. Weiterhin kann die
Referenzstruktur und die Teststruktur im Wechsel unter der zweiten
Abbildungsoptik, welche im Scan-Strahlengang angeordnet ist, und
der im Strahlengang des Laserstrahles angeordneten ersten Abbildungsoptik
positioniert werden, wobei ein Vergleichsmeßsystem Positionen der Referenzstruktur
und der Teststruktur bestimmt. Zudem kann die Position der Teststruktur
in der Steuereinheit ermittelt werden, wobei aus einem Unterschied
zwischen der Position der Teststruktur zur Mitte des Abbildungsbereiches
der entsprechenden Abbildungsoptik zumindest die dritte Korrekturvariable zur
Anpassung der Position des Werkstückes mittels des Werkstückträgers und
der errechneten Ablenkwerte des Laserstrahles in der Ablenkeinheit
berechnet wird.
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Es
ist weiterhin vorteilhaft, wenn ein Abbild des Abbildungsbereiches
in der ersten optischen Erfassungseinrichtung bei einem konstanten
Ablenkwinkel der Ablenkeinheiterzeugt wird.
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Die
vorgenannte Aufgabe wird in vorrichtungstechnischer Hinsicht erfindungsgemäß durch eine
Positionier- und/oder Laserbearbeitungsvorrichtung mit den Merkmalen
des Anspruches 17 gelöst.
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Die
erfindungsgemäße Positionier-
und/oder Bearbeitungsvorrichtung ist besonders zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Positionier-
und/oder Bearbeitungsverfah rens geeignet, wobei es auf vorteilhafte
Weise möglich
ist, Fehler der Positionierung und/oder Laserbearbeitung zu korrigieren.
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Gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Positionier- und/oder Laserbearbeitungsvorrichtung umfasst diese
einen Werkstückträger zur Positionierung
des Werkstückes,
ein Werkstückträger-Positioniersystem
mit zumindest einem Antriebssystem, zumindest ein Vergleichsmeßsystem
und zumindest ein Mikrostellglied, wobei ein Stellweg des Mikrostellgliedes
und ein Stellweg des Antriebssystems des Werkstückträgers parallel oder in Reihe
geschalten sind.
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Vorteilhafterweise
ist eine Positioniergenauigkeit des Mikrostellgliedes höher als
eine Positioniergenauigkeit des Antriebssystems des Werkstückträgers.
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Gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Positionier- und/oder Laserbearbeitungsvorrichtung weist diese
eine erste Abbildungsoptik auf, die in dem Strahlengang des Laserstrahles
angeordnet ist, wobei eine mittels derselben erzeugte Abbildung
des zu strukturierenden Bereiches in einer ersten optischen Erfassungseinrichtung,
insbesondere einer CCD-Kamera, erfassbar ist.
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Gemäß einem
weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Positionier- und/oder Laserbearbeitungsvorrichtung weist diese
eine zweite, in einem Scan-Strahlengang angeordnete Abbildungsoptik auf,
wobei der Scan-Strahlengang eine zweite optische Erfassungseinrichtung,
insbesondere eine zweite CCD-Kamera, aufweist.
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Bevorzugterweise
weist die Positionier- und/oder Laserbearbeitungsvorrichtung einen Strahlteiler
auf, wobei der Strahlteiler im Strahlengang des Laserstrahles angeordnet
ist.
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Weiterhin
kann das Mikrostellglied vorteilhafterweise zumindest einen adaptronischen
Mikro-Aktor aufweisen. Dabei kann der adaptronische Mikro-Aktor
einen Piezo-Aktor, einen magneto-/elektrorheologischen oder einen
magneto-/elektrostriktiven Aktor oder einen Formgedächtnis-Aktor
umfassen.
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Bevorzugterweise
weist die Positionier- und/oder Laserbearbeitungsvorrichtung ein
Lagemeßsystem,
insbesondere ein Vergleichs-Längenmeßsystem,
zur Erfassung einer Ist-Position des Werkstückes auf. Vorteilhafterweise
ist das Vergleichslängenmeßsystem
mit dem Werkstückträger verbunden.
Weiterhin kann das Vergleichslängenmeßsystem
eine größere Messgenauigkeit
als das Werkstückträger-Positioniersystem
aufweisen, wobei das Werkstückträger-Positioniersystem
eine Positioniergenauigkeit von vier Mikrometern (±4μm) aufweisen
kann.
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Gemäß einem
weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist die Ist-Position des Werkstückes
mit einer höheren
Messgenauigkeit als der Positioniergenauigkeit des Antriebssystems
des Werkstückträgers ermittelbar.
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Vorzugsweise
umfasst die Referenzstruktur eine an einer Werkstückoberfläche des
Werkstückes vorhandene
Textur und/oder eine Kontur oder Marke des Werkstückes und/oder
eine in einem vorhergehenden Arbeitsschritt ausgeformte Struktur.
Im Besonderen umfasst die Referenzstruktur eine im Werkstück ausgeformte
Bohrung und/oder eine an der Werkstückoberfläche des Werkstückes ausgeformte Leiterbahn.
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Weitere
bevorzugte Ausführungsbeispiele sind
Gegenstand weiterer abhängiger
Patentansprüche.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen
in Verbindung mit den dazugehörigen
Zeichnungen näher
erläutert. In
diesen zeigen:
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1 eine
räumliche
Darstellung eines Ausführungsbeispieles
einer Positionier- und/oder
Bearbeitungsvorrichtung für
Werkstücke
mit einer Laserbearbeitungsmaschine,
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2 eine
Prinzipdarstellung der Positionier- und/oder Bearbeitungsvorrichtung
für Werkstücke mit
einer Laserbearbeitungsmaschine nach 1,
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3 ein
Ablaufschemata eines Ausführungsbeispieles
eines Positionier- und/oder Bearbeitungsverfahrens für Werkstücke mit
einer Laserbearbeitungsmaschine,
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4 ein
Ablaufschemata eines weiteren Ausführungsbeispieles des Positionier- und/oder Bearbeitungsverfahrens
für Werkstücke mit
einer Laserbearbeitungsmaschine, und
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5 ein
Ablaufschemata einer weiteren Ausführungsbeispieles des Positionier- und/oder Bearbeitungsverfahrens
für Werkstücke mit
einer Laserbearbeitungsmaschine.
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In 1 ist
ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Positionier- und/oder
Bearbeitungsvorrichtung für
Werkstücke
mit einer Laserbearbeitungsmaschine in räumlicher Darstellung gezeigt.
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Das
zu bearbeitende Werkstück 8 ist
beispielhaft als eine ebene Leiterplatte dargestellt, wobei der
zu strukturierende Bereich B des Werkstückes 8 ebenfalls beispielhaft
durch eine rechteckige Umrandung abgegrenzt ist. In dem zu strukturierenden
Bereich B sind die mit einem Laserstrahl L eingeformten Strukturen
durch mehrere Linien und einen Kreis angedeutet.
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Zur
Erzeugung solcher Strukturen (insbesondere Mikrostrukturen) wird
der Laserstrahl L über eine
erste Abbildungsoptik 5a auf der Oberfläche des Werkstückes 8 im
Bereich des zu strukturierenden Bereiches B abgebildet und insbesondere
auch fokussiert. Der Strahlengang des Laserstrahles L umfaßt dabei
eine Laserquelle 1, eine Einrichtung zur Laserstrahlformung 2,
eine Ablenkeinrichtung 4 und die erste Abbildungsoptik 5a.
Mit der im Strahlengang des Laserstrahles L angeordneten Ablenkeinheit 4 ist der
Laserstrahl L über
den zu strukturierenden Bereich B des Werkstückes 8 führbar.
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Wie
in 1 gezeigt, ist das Werkstück 8 auf einem Werkstückträger 7 angeordnet,
wobei der Werkstückträger 7 mittels
eines in 1 nur teilweise sichtbaren Antriebssystems 12 bewegbar
ist. Das Antriebssystem 12 des Werkstückträgers 7 umfasst pro
Bewegungsachse je einen Servomotor, eine Kugelumlaufspindel und
ein direktes Liniearmesssystem. Eine Genauigkeitsklasse des Antriebssystems trägt beispielsweise ± 4μm bei einer
minimalen Auflösung
(minimales Stellinkrement) von 2μm.
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Auf
dem Werkstückträger 7 sind
zudem mehrere Mikrostellglieder 11 angeordnet, wobei das Werkstück 8 mittels
der Mikrostellglieder 11 gemäß dem in 1 gezeigten
Ausführungsbeispiel
auf dem Werkstückträger 7 positionierbar
ist. Weiterhin weisen die Mikrostellglieder 11 gemäß dem in 1 gezeigten
bevorzugten Ausführungsbeispiel
jeweils zumindest einen adaptronischen Mikro-Aktor auf, wobei der
adaptronische Mikro-Aktor einen Piezoaktor, einen magneto-/elektrorheologischen
oder einen magneto-/elektrostriktiven Aktor oder einen Formgedächtnis-Aktor
umfassen kann.
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Aus
einem Vergleich der verwendeten Mikrostellglieder 11 zu
dem Antriebssystem 12 des Werkstückträgers 7 wird deutlich,
dass eine Positioniergenauigkeit des Antriebssystems 12 niedriger
ist, als eine Positioniergenauigkeit der Mikrostellglieder 11.
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Wie
aus 1 entnehmbar, ist ein Stellweg der Mikrostellglieder 11 einem
Stellweg des Antriebssystems 12 des Werkstückträgers 7 übergeordnet. Es
ist jedoch ebenso denkbar, die Mikrostellglieder 11 und
das Antriebssystem 12 des Werkstückträgers 7 in Reihe anzuordnen,
wenn eine summare Position, d.h. die aus den Stellwegen der Mikrostellglieder 11 und
des Antriebssystems 11 resultierende Gesamtverschiebung
des Werkstückes 8,
mittels eines gemeinsamen Lagemeßsystems erfasst wird. Dementsprechend
ist die vorliegende Positionier- und Bearbeitungsvorrichtung nicht
auf die in 1 gezeigte Anordnung der Mikrostellglieder 11 auf
der Oberseite des Werkzeugträgers 7 beschränkt.
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Zur
Erfassung einer Ist-Position P2 des Werkstückes 8 ist ein Vergleichslängenmeßsystem 9 vorgesehen,
wobei das Vergleichslängenmeßsystem 9 mit
dem Werkstückträger 7 verbunden
ist. Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel
ist das Vergleichslängenmeßsystem 9 an
einer Seitenfläche des
Werkstückträgers 7 angebracht,
wobei das Vergleichslängenmeßsystem 9 vorliegend
ein inkrementales Längenmeßsystem
mit sehr hoher Genauigkeit umfasst, beispielsweise ein Phasengitter
auf Glas mit einer Genauigkeitsklasse von ±1 μm. Die Teilungsperiode beträgt in diesem
Fall 8 μm,
wobei insbesondere mit einer PC-Zählerkarte (beispielsweise 1024 Zählimpulse)
das Messsignal interpolierbar und eine Auflösung von ca. 4 nm erreichbar
ist.
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Mit
einem solchen inkrementalen Längenmeßsystem
kann die Position des Werkstückträgers 7 und
dementsprechend die Position P2 des Werkstückes 8 hochpräzise auf ±1μm genau erfasst
werden, bei einer Positioniergenauigkeit des Antriebssystems 12 von
ca. ±4μm. Aus der
Differenz zwischen der mittels dem Antriebssystem 12 theoretisch einzustellenden
Soll-Position S2 des Werkstücks 8 und
der mit dem Längenmeßsystem 9 ermittelten Ist-Position
des Werkstückträgers 7,
und damit der Ist-Position P2 des Werkstücks 8, wird eine zweite Korrekturvariable
K2 für
die Ablenkung des Laserstrahles L mittels der Ablenkeinheit 4 berechnet.
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Auf
Basis dieser Korrekturvariablen K1 und K2 und des resultierenden
Korrekturwertes K ist eine deutliche Erhöhung der Bearbeitungsgenauigkeit
erreichbar.
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Die
Korrektur muss selbstverständlich
nicht stets kumulativ sowohl auf eine Korrektur der Ablenkung des
Laserstrahles L als auch auf eine Korrektur der Feinpositionierung
des Werkstücks 8 gerichtet sein.
Vielmehr kann in Abhängigkeit
von der zu erreichenden Genauigkeit auch eine Korrektur einer der beiden
beschriebenen Stellgrößen (Ablenkung
oder Positionierung) ausreichend sein. Dementsprechend ist die vorliegende
Positionier- und/oder Bearbeitungsvorrichtung nicht auf das beschriebene
Ausführungsbeispiel
mit einer gemeinsamen, gleichzeitigen Verwendung der Korrekturvariablen
K1 und K2 beschränkt.
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Der
Werkstückträger 7 ist
dabei in einer Ebene im wesentlichen senkrecht zur Ausbreitungsrichtung
des auf die Werkstückoberfläche auftreffenden Laserstrahles
L bewegbar. In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel
ist diese Ebene horizontal und die Ausbreitungsrichtung des Laserstrahls
L vertikal. Andere und auch nicht-orthogonale Systeme sind möglich.
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Wie
vorstehend beschrieben, ist die erste Abbildungsoptik 5a in
dem Strahlengang des Laserstrahles L angeordnet. Eine mittels dieser
ersten Abbildungsoptik 5a erzeugte Abbildung des zu strukturierenden
Bereiches B oder eines Ausschnittes des zu strukturierenden Bereiches
B ist mittels einer ersten optischen Erfassungseinrichtung 6a erfassbar, wobei
bei dieser Anordnung zudem ein Strahlteiler 3, welcher
beispielsweise in 2 gezeigt ist, im Strahlengang
des Laserstrahles L zwischen der ersten Abbildungsoptik 5a und
der Laserstrahlquelle angeordnet ist. Die erste opti sche Erfassungseinrichtung 6a ist
gemäß dem in 1 gezeigten
Ausführungsbeispiel
als CCD-Kamera 6a ausgebildet.
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In
dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Positionier-
und/oder Bearbeitungsvorrichtung zudem eine zweite Abbildungsoptik 5b auf,
die in einem Scan-Strahlengang
Z angeordnet ist. Ein mittels der zweiten Abbildungsoptik 5b erzeugbares
Abbild des zu strukturierenden Bereiches B oder eines Teilausschnittes
desselben ist mittels einer, in dem Scan-Strahlengang Z angeordneten,
als zweite optische Erfassungseinrichtung 6b vorgesehenen
CCD-Kamera erfassbar, die benachbart zur Ablenkeinheit 4 angeordnet
ist.
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In 2 ist
das Ausführungsbeispiel
der Positionier- und/oder Bearbeitungsvorrichtung für Werkstücke in einer
Laserbearbeitungsmaschine nach 1 schematisch
als Ersatzschaltbild dargestellt. Insbesondere sind aus 2 der
Strahlengang des Laserstrahles L, der Scan-Strahlengang Z zur Abbildung
des zu strukturierenden Bereiches B und die innerhalb der Vorrichtung
ausgetauschten Messsignale (Sig1, Sig2) bzw. Steuersignale (Sig3,
Sig4) entnehmbar.
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Der
mittels der Anordnung aus Laserstrahlquelle 1 und Einrichtung
zur Laserstrahlformung 2 geformte Laserstrahl L wird mittels
der Ablenkeinheit 4 und der ersten Abbildungsoptik 5a auf
die zu strukturierenden Bereiche B der Oberfläche des Werkstückes 8 projiziert.
Der dementsprechende Strahlengang ist in 2 durch
eine durchgezogene Linie mit dem Bezugszeichen 20 verdeutlicht,
wobei die Ausbreitungsrichtung des Laserstrahles L ebenfalls ersichtlich
ist.
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Mittels
der Abbildungsoptik 5b und der im Scan-Strahlengang Z angeordneten
optischen Erfassungseinrichtung 6b wird eine Abbildung
des zu strukturierenden Bereiches bzw. eines Teilausschnittes des
zu strukturierenden Bereiches B erzeugt, wobei der Scan-Strahlengang
Z in 2 durch eine durchgezogene Linie mit dem Bezugszeichen 30 verdeutlicht
ist. Die Ausbreitungsrichtung innerhalb des Scan-Strahlenganges Z ist ebenfalls ersichtlich.
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Ein
Meßsignal
Sig1 des Vergleichslängenmeßsystems 9 wird
an die Steuereinheit 10 übertragen. Mittels dieses Signals
Sig1 ist eine Position des Werkstückträgers 7 und ausgehend
von der Position des Werkstückträgers 7 ist
eine Ist-Position P2 des Werkstückes 8 ermittelbar.
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Von
der zweiten optischen Erfassungseinrichtung 6b wird ein
weiteres Meßsignal
Sig2 an die Steuereinheit 10 übertragen. Auf Basis des Messsignals
Sig2 sind in der Steuereinheit 10 Positionen von markanten
Strukturen (Referenzstrukturen R) im Bereich des zu strukturierenden
Bereiches B bestimmbar.
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Auf
Basis der Meßsignale
Sig1 und Sig2 kann die Steuereinheit 10 eine Korrektur
der Position des Werkstückes 8 auf
dem Werkstückträger 7 ermitteln,
welche dann von den Mikrostellgliedern 11 ausgeführt wird,
wobei dazu das Signal Sig3 an die Mikrostellglieder 11 übermittelt
wird. Entsprechend zur gewählten
Art der Mikrostellglieder 11 ist ein Ergebnis einer gewünschten
Lageänderung
des Werkstückes 8 an
die Steuereinheit 10 mittels eines Signals Sig5 rückführbar.
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Auf
Basis der Meßsignale
Sig1 und Sig2 ist in der Steuereinheit 10 zudem eine Korrektur
der Ablenkung des Laserstrahles L ermittelbar, welche mittels dem
Signal Sig4 an die Ablenkeinheit 4 weiterleitbar ist.
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Wie
vorstehend beschrieben, kann die Referenzstruktur R eine in der
Werkstückoberfläche vorhandene
Textur, eine Kontur oder Marke des Werkstückes oder eine in einem vorhergehenden
Arbeitsschritt ausgeformte Struktur umfassen, wobei die Referenzstrukturen
R sowohl innerhalb als auch außerhalb
des zu strukturierenden Bereiches B angeordnet sein können. In 1 sind
als solche mögliche
Referenzstrukturen R beispielhaft zwei Bohrungen in dem Werkstück 8 hervorgehoben.
Im Rahmen des besonders bevorzugten Ausführungsbeispieles werden jedoch
Referenzstrukturen R, welche im zu strukturierenden Bereich B angeordnet
sind, bevorzugt genutzt. Als solche Referenzstrukturen R können insbesondere
auch in einem vorhergehenden Bearbeitungsschritt eingeformte Strukturen,
wie beispielsweise die im zu strukturierenden Bereich B angedeutete
Kreisfläche
genutzt werden.
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Die
entsprechenden theoretischen Positionen S1 (Soll-Positionen) der
vorgewählten
Referenzstrukturen R sind vor Beginn des Positionier- oder Bearbeitungsschrittes
bekannt, beispielsweise ist aus einer Fertigungszeichnung eine Soll-Position
S1 einer Bohrung relativ zur Mitte des strukturierenden Bereich
B oder relativ zu einer Werkstückkante
entnehmbar.
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Das
auf dem Werkstückträger 7 vorgelegte Werkstück 8 wird
dementsprechend bezüglich
der Referenzstruktur R, die insbesondere in dem zu strukturierenden
Bereich B des Werkstückes 8 angeordnet
ist, in der ermittelten Soll-Position S1 in dem Abbildungsbereich
der zweiten Abbildungsoptik 5b positioniert. Auf Grundlage
einer gemessenen Ist-Position P1 der Referenzstruktur R und einer
mittels des Vergleichslängenmeßsystems
gemessenen Ist-Position P2 des Werkstückes 8 wird ein Korrekturwert
K für die
Positionierung des Werkstückes 8 mittels
des Werkstückträgers 7 und
für eine
Ablenkung eines Laserstrahles L mittels der Ablenkeinheit 4 berechnet.
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Zur
Einformung der (Mikro-)Strukturen wird der zu strukturierende Bereich
B des Werkstückes 8 unter
der ersten Abbildungsoptik 5a positioniert und der Laserstrahl
L mittels der Ablenkeinheit 4 über den gewünschten Bereich des zu strukturierenden
Bereiches B geführt.
Dabei werden Positionen von zu erzeugenden Strukturen in dem zu
strukturierenden Bereich B mittels des Korrekturwertes K korrigiert.
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Während dieses
Prozesses wird die Referenzstruktur R unter der im separaten Strahlengang angeordneten,
zweiten Abbildungsoptik 5b positioniert, wobei ein Vergleichsmeßsystem
Positionen der Referenzstruktur R bestimmt. Dabei wird zur Bestimmung
der Ist-Position P1 der Referenzstruktur R, wie beschrieben, eine
Abbildung der Referenzstruktur R mittels einer Anordnung, bestehend
aus der zweiten Abbildungsoptik 5b und der derselben nachgeordneten,
zweiten optischen Erfassungseinrichtung 6b erzeugt. Mittels
eines Bildverarbeitungsverfahrens wird die Ist-Position P1 der Referenzstruktur
R in der Steuereinheit 10 relativ zur Mitte des Abbildungsbereiches
der zweiten Abbildungsoptik 5b ermittelt.
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Jedoch
wird ausdrücklich
festgestellt, dass die Abbildung der Referenzstruktur R zur Bestimmung
der Ist-Position P1 der Referenzstruktur R ebenfalls mittels einer
Anordnung, bestehend aus der im Strahlengang des Laserstrahles L
angeordneten ersten Abbildungsoptik 5a, der Ablenkeinheit 4 und
einer denselben nachgeordneten optischen Erfassungseinrichtung 6a,
erzeugt werden kann.
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Beide
vorgenannten Abbildungsmöglichkeiten
der Referenzstruktur R sind unabhängig voneinander, also eigenständig verwendbar.
Dementsprechend kann das vorliegende Verfahren ausschließlich eine
der genannten Abbildungsmöglichkeiten
der Referenzstruktur R nutzen, es ist jedoch vorteilhaft, wenn beide
Abbildungsmöglichkeiten
der Referenzstruktur R nebeneinander verwendet werden, beispielsweise
zur Überprüfung von
Messwerten oder als redundantes System zur Vermeidung von Fertigungsausfällen.
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Unabhängig vom
genutzten Verfahren zur Abbildung der Referenzstruktur R wird die
Ist-Position P1 der Referenzstruktur R und bevorzugt auch die Ist-Position
P2 des Werkstückes 8 mit
einer höheren Genauigkeit
als der Positioniergenauigkeit des Antriebssystems 12 des
Werkstückträges 7 bestimmt.
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Zur
Berechnung des Korrekturwertes K wird zudem die Ist-Position P3
der Mitte des zu strukturierenden Bereiches B genutzt, wobei die
Ist-Position P3 der Mitte des zu strukturierenden Bereiches B mittels
der Ist-Position P2 des Werkstückes 8 und
Parametern des Werkstückes 8 und
des zu strukturierenden Bereiches B berechnet wird.
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Wie
beschrieben, werden gemäß dem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
des Positionier- und/oder Bearbeitungsverfahrens sowohl die Ist-Position
P2 des Werkstückes 8 als
auch die errechneten Ablenkwerte für den Laserstrahl L korrigiert.
Dazu wird die erste Korrekturvariable K1 auf Basis eines Unterschiedes
zwischen der Ist-Position P1 der Referenzstruktur R und der Soll-Position
S1 der Referenzstruktur zur Korrektur der Ist-Position P2 des Werkstücks 8 und
die zweite Korrekturvariable K2 auf Basis des Unterschiedes zwischen
der Ist-Position P2 des Werkstückes 8 und
der Soll-Position
S2 des Werkstückes 8 zur
Korrektur der errechneten Ablenkwerte des Laserstrahles L in der
Ablenkeinheit 4 berechnet.
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Um
insbesondere dynamische Fehler einer Positionier- und/oder Bearbeitungsmaschine
auszuschließen,
wird eine Teststruktur T mittels des Laserstrahles L der Ablenkeinheit 4 und
der ersten Abbildungsoptik 5a in das Werkstück 8 eingeformt.
Dementsprechend ist der zu strukturierende Bereich B zur Einformung
der Teststruktur T unter der Abbildungsoptik 5a angeordnet.
Anschließend
wird eine Ist-Position P4 der Teststruktur T ermittelt, auf Basis
derer eine dritte Korrekturvariable K3 bestimmt wird, welche ebenfalls
in die Berechnung des Korrekturwertes K eingeht.
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Zur
Ermittlung der Ist-Position P4 wird die Teststruktur T unter die
zweite Abbildungsoptik 5b positioniert und ein Abbild der
Teststruktur T mit der zweiten optischen Erfassungseinrichtung 6b erzeugt. Eine
Bestimmung der Ist-Position P4 wird vergleichbar dem vorstehend
beschriebenen Berechnungsverfahren der Ist-Position P1 der Referenzstruktur
R durchgeführt.
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Gemäß dem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
nach 1 werden die Referenzstruktur R und die Teststruktur
T im Wechsel unter die erste Abbildungsoptik 5a des Laserstrahles
L und der zweiten Abbildungsoptik 5b der zweiten optischen
Erfassungseinrichtung 6b positioniert, wobei mit einem Vergleichsmeßsystem
die jeweiligen Positionen derselben mittels der vorstehend genannten
Bildverarbeitung der Abbildung der Referenzstruktur R und der Teststruktur
T bestimmt werden.
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Hintergrund
dieses Verfahrens ist, dass mittels der Abbildungsoptik 5b eine
gleiche Messgenauigkeit ermöglicht
ist, wie mittels des vorstehend beschriebenen Vergleichs-Längenmeßsystems 9, unabhängig von
einer auswechselbaren Vergrößerung der
Abbildungsoptik.
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Es
ist jedoch ebenso denkbar, mittels des im Strahlengang des Laserstrahles
L angeordneten Strahlteilers 3, eine Abbildung der Referenzstruktur R
bzw. der Teststruktur T mittels der ersten Abbildungsoptik 5a,
der Ablenkeinheit 4 und einer denselben nachgeordneten
ersten optischen Erfassungseinrichtung 6a zu erzeugen,
ohne dass wesentliche Änderungen
des vorstehend beschriebenen Verfahrens notwendig sind. Dabei ist
die erste Abbildungsoptik 5a auf die Wellenlänge des
Lasers (beispielsweise 1064 nm) korrigiert und erzeugt im sichtbaren Bereich
der optischen Erfassungseinrichtung (beispielsweise 800 nm) nur
in Achsmitte der Abbildungsoptik 5b ein scharfes Bild.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel des
Positionier- und/oder Bearbeitungsverfahrens wird, wie in 3 anhand
eines Verfahrensschemata schematisch gezeigt, die Referenzstruktur
R unter der ersten Abbildungsoptik 5a positioniert. Die
erste opti sche Erfassungseinrichtung 6a nimmt das durch die
erste Abbildungsoptik 5a und die feststehende Ablenkeinheit 4 erzeugte
Abbild der Referenzstruktur R des Werkstückes 8 auf. In einer
der ersten optischen Erfassungseinrichtung 6a (CCD-Kamera) nachgeschalteten
Steuereinheit 10 wird aus dem Abbild der Referenzstruktur
R die Position P1 der Referenzstruktur R im Abbild ermittelt. Aus
der gemessenen Position P1 der Referenzstruktur R relativ zur Mitte
des Abbildes der Referenzstruktur R wird ein Versatz der Referenzstruktur
R gespeichert und bei der Bearbeitung von Werkstücken 8 als Kompensation
genutzt. Die Steuerung der Mikrostellglieder 11 ist der
Steuerung des Werkstückträgers 7 übergeordnet. Ermittelte
Lagefehler werden mittels einer Steuerung der Mikrostellglieder 11 kompensiert.
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In 4 ist
ein weiteres Ausführungsbeispiel des
Positionier- und/oder Bearbeitungsverfahrens schematisch gezeigt,
wobei das Vergleichsmeßsystem 9 die
Ist-Position P2 des Werkstückes 8 mit
höherer
Genauigkeit aufnimmt als mit dem Werkstückträger 7 (Positioniertisch)
einstellbar ist. In einer dem Vergleichsmeßsystem 9 nachgeschalteten
Steuereinheit 10 wird der Versatz der ermittelten Ist-Position P2
relativ zur bekannten Soll-Position S2 des Werkstückträgers 7 ermittelt.
Auf Basis des derart ermittelten Differenzwertes wird eine Ablenkung
des Laserstrahles L mittels der Ablenkeinheit 4 bei einer
Bearbeitung der Werkstücke 8 kompensiert.
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Auch
bei den beiden unmittelbar vorstehend beschriebenen Ausführungsformen
nach 3 und 4 wird in einem weiteren Verfahrensschritt
eine Teststruktur T auf dem Werkstück 8 mit dem Laserstrahl
L geschrieben, wobei der Laserstrahl L mittels der Ablenkeinheit 4 über den
zu strukturierenden Bereich B geführt wird. Die CCD-Kamera 6a nimmt
das durch die erste Abbildungsoptik 5a und die feststehende
Ablenkeinheit 4 erzeugte Abbild der beschriebenen Teststruktur
T auf dem Werkstück 8 auf.
Hierbei ist anzumerken, dass das Abbild der Teststruktur T wiederum
auch mit der zweiten Abbildungsoptik 5b und der zweiten
optischen Erfassungseinrichtung 6b (CCD-Kamera) ermittelbar
ist. In einer der entsprechenden ersten bzw. zweiten CCD-Kamera 6a oder 6b nachgeschalteten
Steuereinheit 10 wird aus dem entsprechenden Abbild der
Teststruktur T die Position P4 der geschriebenen Teststruktur T
im Abbild ermittelt. Aus der gemessenen Position P4 der geschriebenen
Teststruktur T zur Mitte des entsprechenden Abbildes wird ein Versatz
der Teststruktur T ermittelt und eine entsprechende Korrekturvariable K3
berechnet, der in der Steuereinheit 10 gespei chert wird.
Die entsprechende Korrekturvariable K3 wird bei der Bearbeitung
von Werkstücken 8 genutzt.
Die Korrekturvariable K3 wird dabei auf die Lage der Mikrostellglieder 11 oder
auf die Ablenkwirkung der Ablenkeinheit 4 angewendet. Hierdurch
wird ein summarer Lagenfehler der Mikrostellglieder 11,
des Vergleichsmeßsystems 9 und
der Ablenkeinheit 4 kompensiert.
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In 5 ist
ein Ablaufschemata für
ein weiteres Ausführungsbeispiel
des Verfahrens dargestellt, bei dem die Ausführungsbeispiele des Verfahrens nach 3 und 4 kombiniert
sind.
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Dementsprechend
wird eine auf einem Werkstück 8 vorhandene
Referenzstruktur R, beispielsweise eine Bohrung zum Referenzieren
des Werkstückträgers 7 mit
einem bestimmten Restfehler, beispielsweise ± 4μm, der auf dem minimalen Stellinkrement
des Antriebssystems 12 des Werkstückträgers 7 beruht, unter
einer feststehenden Abbildungsoptik eines Laserstrahlers angeordnet.
Eine genaue Ist-Position des zu strukturierenden Bereiches wird
mittels eines Vergleichsmeßsystems,
bestehend aus Bildverarbeitungssystem und/oder Vergleichslängenmeßsystem,
mit einer bestimmten Genauigkeitsklasse (± 1μm) ermittelt, wobei das Vergleichslängenmeßsystem
fest mit dem Werkstückträger verbunden
ist. Die Bildverarbeitung ermittelt aus dem CCD-Kamerabild die Ist-Position P1 der Referenzstruktur
R relativ zur Mitte des entsprechenden zu strukturierenden Bereiches
B. Die Differenzen der Ist-Lage P2 des Werkstückes 8 und der Ist-Lage
P1 der Referenzstruktur R im Abbild zu den entsprechenden Soll-Positionen
S1,S2 werden in der Steuereinheit 10 so zu einer Korrektur
verwendet, derart, dass die nachfolgend mittels Laserstrahl L erzeugten Strukturen
um diese Differenzen versetzt erzeugt werden.
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Die
vorstehende Beschreibung offenbart (unter anderem) ein Ausführungsbeispiel
eines Positionier- und/oder Laserbearbeitungsverfahrens für zumindest
ein Werkstück,
bei dem ein Werkstück 8, das
auf einem Werkstückträger 7 angeordnet
ist, hinsichtlich einer Referenzstruktur R in einer vorgewählten Soll-Position
S1 in einem Abbildungsbereich einer Abbildungsoptik 5a,5b positioniert
wird. Zudem wird zumindest ein Korrekturwert K1–K3 für eine Positionierung des Werkstückes 8 und/oder
für eine
Ablenkung eines Laserstrahls L mittels einer Ablenkeinheit 4 auf
der Grundlage einer erfassten Ist-Position P1 der Referenzstruktur
R und/oder einer erfassten Ist- Position
P2 des Werkstückes 8 und/oder
einer erfassten Ist-Position des Laserstrahles L berechnet. Weiterhin
werden die Ablenkeinheit 4 und/oder der Werkstückträger 7 und/oder
das Werkstück 8 zur
Annäherung
der Ist-Position P1 der Referenzstruktur R und/oder der Ist-Position
P2 des Werkstückes 8 und/oder
der Ist-Position des Laserstrahles L an zugehörige Soll-Positionen mittels
des zumindest einen Korrekturwertes K1–K3 angesteuert.
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Die
vorstehende Beschreibung offenbart weiterhin ein Ausführungsbeispiel
einer Positionier- und/oder Laserbearbeitungsvorrichtung für zumindest
ein Werkstück,
insbesondere zur Durchführung des
vorstehend beschriebenen Verfahrens, mit einer Laserquelle, einer
Einrichtung zur Laserstrahlformung, einer Ablenkeinheit und zumindest
einer Abbildungsoptik, mit einer Einrichtung zum Festlegen einer
Werkstück-Sollposition, einer
Einrichtung zum optischen und/oder inkrementalen Erfassung einer Werkstück-Ist-Position,
einer Steuereinrichtung mit einer Komparatoreinrichtung zum Vergleich
von Werkstück-Sollposition
und Werkstück-Istposition, zur
Ableitung eines Korrekturwertes K und zur Übermittlung desselben an die
Ablenkeinheit 4 und/oder einer Einrichtung zum Festlegen
der Werkstück-Sollposition.