DE102010027438A1 - Producing connection point and/or connection region on and/or in surface of substrate, comprises removing material to obtain periodic deep structure on and/or in surface by laser interference, and partially filling deep structure - Google Patents

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Abstract

Producing a connection point and/or a connection region on and/or in a surface of a substrate, comprises carrying out material removal leading to a periodic deep structure (2) on and/or in the surface of the substrate by laser interference, and at least partially filling the deep structure introduced in the surface of the substrate with an appropriate intermediary material (3) for material-fit connection. Independent claims are also included for: (1) a substrate (1) with a joint and/or a connection region produced in at least one of its surface; and (2) a component with the substrate and an element disposed with the substrate or laminating material associated with the substrate, preferably a lamination layer produced by the above mentioned method.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindungsstelle und/oder eines Verbindungsbereiches auf und/oder in einer Oberfläche eines Substrats. Bei dem Substrat kann es sich um ein beliebiges Material handeln, dessen Benetzungs- und/oder Haftungseigenschaften verbessert werden sollen.The present invention relates to a method for producing a joint and / or a bonding region on and / or in a surface of a substrate. The substrate can be any material whose wetting and / or adhesion properties are to be improved.

Aus dem Stand der Technik sind z. B. Laservorbehandlungen von Oberflächen für den anschließenden Klebe- oder Kaschiereinsatz mittels eindimensionaler oder zweidimensionaler Laserscanner-Technik in Kombination mit Fokussieroptiken bekannt: Dabei rastert der Laserstrahl die Oberfläche quasi-simultan ab und trifft, je nach Optik, senkrecht oder unter einem positionsabhängigen, variablen Winkel, auf die Probenoberfläche.From the prior art z. B. Laser pre-treatment of surfaces for the subsequent adhesive or Kaschiereinsatz using one-dimensional or two-dimensional laser scanner technology in combination with focusing optics known: The laser beam scans the surface quasi-simultaneously and hits, depending on the optics, vertically or at a position-dependent variable angle , on the sample surface.

Nachteilig hierbei ist, dass das Abrastern zu einem unregelmäßigen Energieeintrag führt, der wiederum zu unterschiedlich tiefen Strukturen und/oder undefinierten Mustern der in die Probenoberfläche eingebrachten Tiefenstruktur führt. Darüber hinaus weisen die Laserscanner-Verfahren einen hohen Wärmeeintrag in das bearbeitete Probenmaterial auf.The disadvantage here is that the scanning leads to an irregular energy input, which in turn leads to different deep structures and / or undefined patterns of introduced into the sample surface depth structure. In addition, the laser scanner methods have a high heat input into the processed sample material.

Aus dem Stand der Technik ist darüber hinaus bekannt, die Topographie einer Probenoberfläche durch Sandstrahlen mit Korund zu verändern. Wird kieselsäuremodifizierter Korund verwendet, wird neben einer Aufrauhung der Oberfläche eine SiOx-Schicht abgeschieden.It is also known from the prior art to change the topography of a sample surface by sandblasting with corundum. If silicic acid-modified corundum is used, an SiO x layer is deposited in addition to a roughening of the surface.

Nachteilig hierbei ist insbesondere, dass ein zusätzlich durchzuführender Reinigungsprozess (der dann auch vor und nach dem Sandstrahlen ausgeführt werden muss) notwendig ist. Das Sandstrahlen führt zudem zu Inhomogenitäten in der Oberfläche bzw. in der erzielten Tiefenstrukturierung dieser Oberfläche, da eine gleichmäßige Bearbeitung schwer zu kontrollieren ist. Zudem ist das Korundstrahlen für dünne Fügeteile ungeeignet und nicht in Produktionslinien integrierbar.The disadvantage here is in particular that an additional cleaning process to be performed (which must then be carried out before and after the sandblasting) is necessary. The sandblasting also leads to inhomogeneities in the surface or in the achieved deep structuring of this surface, since a uniform machining is difficult to control. In addition, corundum blasting is unsuitable for thin parts to be joined and can not be integrated into production lines.

Ausgehend vom Stand der Technik ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen einer Verbindungsstelle und/oder eines Verbindungsbereiches und/oder ein Verfahren zum Verbinden eines Materials (nachfolgend auch als Substrat bezeichnet) mit einem weiteren Material (nachfolgend auch als mit dem Substrat zu verfügendes Element oder als mit dem Substrat zu verbindendes Laminiermaterial (Laminierschicht) bezeichnet) zur Verfügung zu stellen, das zu einer Verbesserung der Benetzungs- und/oder Haftungseigenschaften des Materials und/oder zwischen dem Material und dem mit diesem Material zu verfügenden Element bzw. dem Laminiermaterial führt und mit dem eine hochfeste Verbindung zwischen einem zum Verbinden geeigneten, auf das Substrat aufzubringenden Vermittlermaterial (bei dem es sich um ein Haftvermittlermaterial oder auch um ein auf das Substrat zu laminierendes Material handeln kann) und der Substratoberfläche und/oder zwischen dem Substrat und einem damit zu verfügenden Element herstellbar ist. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sollen somit beim Anwenden des zum Verbinden geeigneten Vermittlermaterials ein verbessertes Klebe- oder Laminierverhalten und eine hochfeste Verbindung zwischen den beteiligten Materialien (Substrat, Haftvermittlermaterial und mit dem Substrat zu verfügendes Element oder Substrat und Vermittlermaterial in Form eines Laminiermaterials) erzielt werden.Based on the prior art, it is therefore an object of the present invention, a method for producing a joint and / or a connection region and / or a method for connecting a material (hereinafter also referred to as a substrate) with another material (hereinafter also as with to provide the substrate to be provided with the substrate or as to be bonded to the substrate lamination (laminating)), to improve the wetting and / or adhesion properties of the material and / or between the material and the element to be equipped with this material or laminating material and with which a high-strength connection between a suitable for bonding, applied to the substrate mediator material (which may be a bonding agent material or to be laminated to the substrate material) and the substrate surface and / or between the substrate and a to be equipped element is produced. With the method according to the invention, an improved adhesive or lamination behavior and a high-strength bond between the materials involved (substrate, adhesion promoter material and substrate or substrate to be provided with the substrate and mediator material in the form of a laminating material) should thus be achieved when applying the bonding material suitable for bonding.

Aufgabe der Erfindung ist darüber hinaus, ein entsprechendes Substrat mit einer Verbindungsstelle und/oder einem Verbindungsbereich und ein Bauteil mit einem Substrat und einem mit diesem Substrat verfügten Element oder einem auf das Substrat auflaminierten Material zur Verfügung zu stellen.The object of the invention is moreover to provide a corresponding substrate with a connection point and / or a connection region and a component with a substrate and an element arranged with this substrate or a material laminated onto the substrate.

Die vorstehende Aufgabe wird durch ein Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 1, durch ein Substrat gemäß Anspruch 10 sowie durch ein Bauteil gemäß Anspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsvarianten lassen sich dabei jeweils den abhängigen Ansprüchen entnehmen.The above object is achieved by a manufacturing method according to claim 1, by a substrate according to claim 10 and by a component according to claim 11. Advantageous embodiments can be found in each case the dependent claims.

Die gesamte nachfolgende Erfindungsbeschreibung erfolgt dabei für ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindungsstelle und/oder eines Verbindungsbereiches in Form einer Fügestelle bzw. eines Fügebereiches, bei dem also die erzeugte Tiefenstruktur (s. nachfolgend) zumindest teilweise mit einem zum stoffschlüssigen Fügen geeigneten Haftvermittlermaterial (Klebermaterial) als Vermittlermaterial aufgefüllt wird. Genau dieselbe Vorgehensweise lässt sich jedoch erfindungsgemäß für das Ausbilden einer Verbindungsstelle oder eines Verbindungsbereiches als Laminierstelle bzw. Laminierbereich realisieren: In diesem Falle wird die Tiefenstruktur mit einem Laminiermaterial anstelle eines Haftvermittlermaterials bzw. Klebermaterials aufgefüllt.In this case, the entire following description of the invention is made for a method for producing a connection point and / or a connection region in the form of a joint or a joining region, in which case the generated deep structure (see below) is at least partially covered by a bonding agent material (adhesive material) suitable for cohesive joining. is filled as mediator material. However, exactly the same procedure can be inventively realized for the formation of a joint or a connection region as a lamination or laminating: In this case, the depth structure is filled with a laminating material instead of a Haftvermittlermaterials or adhesive material.

Auch andere Materialien als Kleber- oder Laminiermaterialien, die zum Verbinden geeignet sind, können in die Tiefenstruktur eingebracht werden.Also, materials other than adhesive or laminating materials that are suitable for bonding can be incorporated into the depth structure.

Sämtliche nachfolgend erfindungsgemäß für das Fügen beschriebenen Merkmale sind somit erfindungsgemäß ebenso für das Aufbringen eines Laminiermaterials oder einer Laminierschicht auf das tiefenstrukturierte Substrat offenbart. Der einzige Unterschied besteht dann darin, dass lediglich das Laminiermaterial als Vermittlermaterial in die Tiefenstruktur des Substrates eingefüllt wird (und in der Regel auch darüber hinaus als z. B. ebene Laminierschicht aufgebracht wird): In diesem Falle werden somit lediglich zwei unterschiedliche Materialien (Substratmaterial und Laminiermaterial) benötigt, das beim Fügen (neben dem Substratmaterial und dem Haftvermittler- bzw. Klebermaterial) noch benötigte weitere, mit dem Substrat zu verfügende Material (weiteres Element) entfällt dann.All of the features described below for joining according to the invention are thus also disclosed according to the invention for the application of a laminating material or a laminating layer to the deep-structured substrate. The only difference then is that only the lamination material is filled into the deep structure of the substrate as a mediator material (and as a rule also applied, for example, as a planar lamination layer, for example): in this case only two different materials (substrate material and lamination) is required, which then required during joining (in addition to the substrate material and the adhesive or adhesive material) further, to be equipped with the substrate material (further element) is then eliminated.

Im Rahmen der nachfolgenden Erfindungsbeschreibung wird das Haftvermittlermaterial alternativ auch als Klebstoff bezeichnet, obwohl es sich hier ganz allgemein um ein beliebiges Material handeln kann, das nach Auf- und/oder Einbringen auf und/oder in die Oberfläche des Substrates zum Ausbilden einer stoffschlüssigen Verbindung des Substrates bzw. dessen Oberfläche mit dem damit zu verfügenden Element geeignet ist.In the context of the following description of the invention, the adhesion promoter material is alternatively also referred to as an adhesive, although it may in general be an arbitrary material, which after application and / or introduction on and / or in the surface of the substrate for forming a material connection of the Substrates or its surface is suitable with the element to be provided.

Nachfolgend wird die Erfindung zunächst allgemein, dann anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben. Die im Rahmen der Ausführungsbeispiele in Kombination miteinander beschriebenen Einzelmerkmale müssen dabei nicht genau in den in den Beispielen gezeigten Konfigurationen verwirklicht werden, sondern können im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch in andersartigen Kombinationen miteinander realisiert werden. Insbesondere können einzelne der in den Ausführungsbeispielen beschriebenen Verfahrensschritte auch weggelassen werden.The invention will first be described in general terms, then by means of exemplary embodiments. The individual features described in combination with one another in the context of the exemplary embodiments do not have to be realized exactly in the configurations shown in the examples, but can also be realized in different combinations with one another in the context of the present invention. In particular, individual method steps described in the exemplary embodiments can also be omitted.

Die Grundidee der vorliegenden Erfindung basiert darauf, mittels Laserinterferenz die Oberfläche des Substrates zu strukturieren, also eine sich von der Oberfläche in die Tiefe des Substrates erstreckende Tiefenstruktur (mittels des Laser-bedingten Materialabtrags) zu erzeugen und anschließend ein zum stoffschlüssigen Fügen des Substrates mit einem anderen Material geeignetes Haftvermittlermaterial in die Vertiefungen der Tiefenstruktur einzubringen. In der Regel handelt es sich bei diesen Vertiefungen um Strukturen in Mikrometergröße, so dass nachfolgend alternativ auch von Mikrovertiefungen bzw. Mikrostrukturen gesprochen wird.The basic idea of the present invention is based on structuring the surface of the substrate by means of laser interference, that is to produce a deep structure extending from the surface into the depth of the substrate (by means of the laser-related removal of material) and then a cohesive joining of the substrate with a substrate to introduce other material suitable adhesion promoter material in the wells of the depth structure. As a rule, these depressions are micrometer-sized structures, so that in the following, alternatively, micro-depressions or microstructures are also used.

Erfindungsgemäß wird hierzu eine ebene oder auch vorkonturierte (z. B. gekrümmte) Oberfläche des Substrates (oder auch des Substrates und des damit zu verfügenden Elementes; es können also auch beide zu verfügenden Oberflächen der Fügematerialien entsprechend behandelt werden) durch direkte Laserstrahl-Interferenz und/oder durch Einsatz von Mikrolinsenarrays (siehe auch nachfolgend) und unter Verwendung von gepulster oder kontinuierlicher Laserstrahlung im UV-Bereich, im sichtbaren Bereich und/oder im Infrarot-Bereich strukturiert mit einer Mikrometer- oder Sub-Mikrometer-Struktur versehen.According to the invention, for this purpose a flat or also precontoured (eg curved) surface of the substrate (or of the substrate and of the element to be provided therewith, ie both surfaces of the joining materials to be provided can be treated accordingly) by direct laser beam interference and or by using microlens arrays (see also below) and structured using a pulsed or continuous laser radiation in the UV range, in the visible range and / or in the infrared range structured with a micrometer or sub-micrometer structure.

Bei den (tiefen)-strukturierten Fügematerialien (Substrat und/oder Element) kann es sich um Kunststoffe, insbesondere Faser-verstärkte Kunststoffe, Keramiken, Metalle oder Legierungen handeln. Der Einsatzbereich der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht auf die genannten Materialien beschränkt.The (deep) -structured joining materials (substrate and / or element) may be plastics, in particular fiber-reinforced plastics, ceramics, metals or alloys. However, the field of application of the present invention is not limited to the materials mentioned.

Nach der Tiefenstrukturierung der Oberfläche des Substrates (oder beider Fügematerialien) erfolgt der Auftrag des zum stoffschlüssigen Fügen geeigneten Haftvermittlermaterials (Klebstoffauftrag) für den anschließenden stoffschlüssigen Fügevorgang. Je nachdem, welches Haftvermittlermaterial verwendet wird, sind dabei gegebenenfalls zeitliche Einschränkungen zu beachten, die ein Verfügen der beiden Fügematerialien innerhalb eines vordefinierten Zeitintervalls notwendig machen.After the deep structuring of the surface of the substrate (or both joining materials), the order of the adhesive agent suitable for cohesive joining (adhesive application) is carried out for the subsequent cohesive joining process. Depending on which adhesive agent is used, it may be necessary to consider time constraints, which make it necessary to have the two joining materials within a predefined time interval.

Hierbei können Klebstoffsysteme auf Basis der Polyaddition (beispielsweise Epoxide, Polyurethane und/oder Silikone), der Polykondensation (Formaldehyde, Polyamide und/oder Silikone), der Polymerisation (z. B. Acrylate oder Kautschukpolymere oder auch thermoplastische Elastomere) sowie physikalisch abbindende Systeme (Schmelzklebstoffe, z. B. Polyolefine) eingesetzt werden. Die genannten Klebstoffsysteme müssen entsprechend gemischt, dosiert und aufgetragen, also in die Vertiefungen eingebracht werden, was je nach den verwendeten Haftvermittlermaterialien unterschiedliche Prozessschritte notwendig machen kann: Abhängig von den Haftvermittlermaterialien und/oder auch von den konkreten Klebegeometrien des Substrates und/oder Elementes werden folgende Verfahren eingesetzt: Freifallender Tropfenauftrag, Siebdruck-Verfahren, Stempelauftrag, Nadelauftrag, Auftrag mittels Pinsel, Spachtel und/oder Rackel, Spritzen, Sprühen, Gießen und/oder Walzen. Die Aushärtungsbedingungen (Temperatur, gegebenenfalls Anwendung von UV-Strahlung, ...) der verwendeten Haftvermittlermaterialien hängen dabei von den Vernetzungsmechanismen dieser Materialien ab.Adhesive systems based on polyaddition (for example epoxides, polyurethanes and / or silicones), polycondensation (formaldehydes, polyamides and / or silicones), polymerization (eg acrylates or rubber polymers or also thermoplastic elastomers) and physically setting systems (US Pat. Hot melt adhesives, eg polyolefins). The adhesive systems mentioned must be mixed, metered and applied accordingly, that is to be introduced into the depressions, which may necessitate different process steps depending on the adhesion promoter materials used: Depending on the adhesion promoter materials and / or on the specific adhesive geometries of the substrate and / or element following are Method used: free-falling droplet application, screen printing process, stamping, needle application, brush application, spatula and / or racket, spraying, spraying, pouring and / or rolling. The curing conditions (temperature, if appropriate application of UV radiation,...) Of the adhesion promoter materials used depend on the crosslinking mechanisms of these materials.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen von Fügebereichen auf Oberflächen von Substraten umfasst somit einen ersten Schritt, bei dem auf und/oder in der Oberfläche des Substrates mittels eines Laserstrahl-Interferenz-Verfahrens durch Laserbestrahlung der Oberfläche des Substrates ein Materialabtrag aus dieser Oberfläche erfolgt, der zu einer Tiefenstrukturierung dieser Oberfläche führt. Unter einer solchen Tiefenstruktur wird das Einbringen von in der Regel mikrometer- bis submikrometergroßen Strukturen, wie beispielsweise Gräben oder Löchern, in die in der Regel vormals (zumindest lokal) ebene Oberfläche des Substrates verstanden. Bevorzugt werden periodische Tiefenstrukturen eingebracht.A method according to the invention for producing joining regions on surfaces of substrates thus comprises a first step, in which a material removal from this surface takes place on and / or in the surface of the substrate by means of a laser beam interference method by laser irradiation of the surface of the substrate a deep structuring of this surface leads. Under such a deep structure, the introduction of usually micrometer to submicron sized structures, such as trenches or holes, in the usually formerly (at least locally) flat surface of the substrate understood. Preferably, periodic depth structures are introduced.

Anschließend erfolgt in einem zweiten Schritt das Einbringen des zum stoffschlüssigen Fügen geeigneten Haftvermittlermaterials in die in der Oberfläche eingebrachte Tiefenstruktur. Die einzelnen Vertiefungen der Tiefenstruktur müssen dabei, abhängig von der Anzahl, Lage, Größe und/oder Form dieser Vertiefungen und/oder der Form der Oberfläche vor deren Tiefenstrukturierung, nicht unbedingt alle und/oder vollständig mit dem Haftvermittlermaterial aufgefüllt werden, gegebenenfalls reicht ein teilweises Auffüllen aus.Subsequently, in a second step, the introduction of the material-locking joining suitable Haftvermittlermaterials in the introduced in the surface depth structure. Depending on the number, position, size and / or shape of these depressions and / or the shape of the surface prior to their deep structuring, the individual depressions of the deep structure must not necessarily be filled with all and / or complete with the adhesion promoter material, if necessary a partial one is sufficient Fill up.

In einer ersten vorteilhaften Verfahrensvariante wird das zur Laserstrahl-Interferenz verwendete, eingestrahlte Laserlicht mit örtlich variierender Laserlichtintensität auf die Oberfläche des Substrates so eingestrahlt, dass dadurch ein örtlich variierender Materialabtrag zur Ausbildung einer Vielzahl einzelner Vertiefungen der Tiefenstruktur führt.In a first advantageous variant of the method, the irradiated laser light used for laser beam interference with locally varying laser light intensity is irradiated onto the surface of the substrate in such a way that a locally varying material removal results in the formation of a plurality of individual depressions of the deep structure.

In einer weiteren vorteilhaften Variante kann die Laserinterferenz-Einstrahlung erfolgen, indem ein oder auch mehrere Laserstrahl(en) durch ein oder auch mehrere Mikrolinsenarray(s) gestrahlt und hierdurch (jeweils) in mehrere Einzelstrahlen aufgeteilt wird/werden. Diese Einzelstrahlen werden dann auf eine Fokusfläche fokussiert. Die zu strukturierende Oberfläche des Substrates wird dann in Laserstrahlrichtung gesehen hinter dem/den Mikrolinsenarray(s) an einer vordefinierten Position angeordnet: Diese Position kann vor der Fokusfläche, im Bereich der Fokusfläche oder hinter der Fokusfläche liegen, wobei bevorzugt eine Positionierung der Oberfläche des Substrates in der Fokusfläche erfolgt.In a further advantageous variant, the laser interference irradiation can be carried out by one or more laser beam (s) through one or more microlens array (s) (s) and thereby (in each case) is divided into several individual beams / are. These individual beams are then focused on a focus area. The surface of the substrate to be structured is then arranged behind the / the microlens array (s) at a predefined position in the laser beam direction: this position can be in front of the focus area, in the area of the focus area or behind the focus area, wherein preferably a positioning of the surface of the substrate takes place in the focus area.

Alternativ dazu oder bei geeigneter Anordnung der einzelnen Systemelemente auch in Kombination damit kann der Laserinterferenz-induzierte Materialabtrag auch wie folgt erfolgen: Mehrere kohärente Laserstrahlen werden in einem Überlagerungsbereich unter vordefiniertem/n Winkel(n) zur Interferenz gebracht. Die Substratoberfläche wird hierbei an einer vordefinierten Position in diesem Überlagerungsbereich positioniert. Die mehreren Laserstrahlen können mittels eines oder mehrerer Strahlteiler(s) aus einem einzelnen, von einem einzelnen Laser emittierten Laserstrahl erzeugt und unter Verwendung von Strahlumlenkern so in den Überlagerungsbereich geführt werden, dass in diesem Überlagerungsbereich Interferenz dieser Laserstrahlen eintritt.Alternatively, or with a suitable arrangement of the individual system elements also in combination therewith, the laser interference-induced material removal can also take place as follows: Several coherent laser beams are brought into interference in a superposition area under predefined angle (s). The substrate surface is hereby positioned at a predefined position in this overlay area. The plurality of laser beams can be generated by means of one or more beam splitters (s) from a single laser beam emitted by a single laser and guided into the overlap area using beam deflectors such that interference of these laser beams occurs in this overlapping area.

Bei der in die Substratoberfläche eingebrachten Tiefenstruktur bzw. deren einzelner Vertiefungen kann es sich um ein- oder zweidimensional periodische Strukturen handeln. Die für die Abstände der einzelnen Vertiefungen, die Periodizität der Tiefenstruktur, die Tiefe der einzelnen Vertiefungen (senkrecht zur Substratoberfläche), deren laterale Ausdehnung in der Substratoberfläche und/oder die Aspektverhältnisse (z. B. bei periodisch eingebrachten linienförmigen Gräben mit dazwischen stehen bleibenden Graten) vorteilhaft zu realisierenden Größenordnungen lassen sich den abhängigen Ansprüchen entnehmen.The deep structure introduced into the substrate surface or its individual depressions may be one-dimensional or two-dimensional periodic structures. The spacings of the individual depressions, the periodicity of the deep structure, the depth of the individual depressions (perpendicular to the substrate surface), their lateral extent in the substrate surface and / or the aspect ratios (eg in the case of periodically introduced linear trenches with burrs remaining therebetween ) Advantageous to be realized orders of magnitude can be found in the dependent claims.

Insbesondere können die durch Laserinterferenz eingebrachten Tiefenstrukturen die folgenden Varianten einschließen:

  • • linienartige Muster mit periodischem Abstand d,
  • • kreuzartige Muster, die durch Mehrfachbestrahlung mit Linienmustern mit einem spezifischen Rotationswinkel von beispielsweise 30°, 60° oder 90° erreicht werden,
  • • kombinierte kreuzartige Muster mit unterschiedlichen Linienabständen d1 und d2,
  • • verschiedene Anordnungen von Vertiefungen (Löchern) mit unterschiedlichen Abständen,
  • • praktisch beliebige Formen von Vertiefungen, die mittels Mikrolinsenarrays über der Probe eingebracht werden können,
  • • praktisch beliebige Formen von Vertiefungen, die über eine Verschiebung der Probe während der Laserbestrahlung durch ein/mehrere Mikrolinsenarray(s) eingebracht werden können,
  • • praktisch beliebige Formen von Vertiefungen, die durch eine Verschiebung der Bestrahlungsoptik während der Bestrahlung mittels eines Mikrolinsenarrays einstrukturiert werden können,
  • • linienartige Muster, die über Mikrolinsenarrays eingebracht werden können,
  • • kreuzartige Muster, die durch eine Mehrfachbestrahlung mit Linienmustern mit Mikrolinsenarrays erzeugt werden können, oder
  • • beliebige Kombinationen der vorstehend aufgezählten Varianten.
In particular, the depth structures introduced by laser interference may include the following variants:
  • Line-like patterns with periodic spacing d,
  • Cross-shaped patterns achieved by multiple irradiation with line patterns with a specific rotation angle of for example 30 °, 60 ° or 90 °,
  • Combined cross-type patterns with different line distances d 1 and d 2 ,
  • Various arrangements of depressions (holes) with different distances,
  • Virtually any shape of wells that can be placed over the sample by means of microlens arrays;
  • Virtually any shape of wells that can be introduced by a displacement of the sample during the laser irradiation by one / more microlens array (s),
  • Practically any shapes of depressions which can be structured by a displacement of the irradiation optics during the irradiation by means of a microlens array,
  • Line-like patterns that can be introduced via microlens arrays,
  • Cross-shaped patterns, which can be generated by multiple irradiation with line patterns with microlens arrays, or
  • Any combination of the above enumerated variants.

Die Laserbestrahlung kann gepulst oder kontinuierlich erfolgen, wobei Laserwellenlängen im sichtbaren, im infraroten und/oder im ultravioletten Bereich verwendet werden können. Besonders bevorzugt werden Nd:YAG-gepulste Laser mit Wellenlängen von 266 nm oder 355 nm eingesetzt.The laser irradiation can be pulsed or continuous, laser wavelengths in the visible, in the infrared and / or in the ultraviolet range can be used. Particular preference is given to using Nd: YAG pulsed lasers with wavelengths of 266 nm or 355 nm.

Der entscheidende Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in der Einbringung einer präzisen periodischen Mikrometer- bzw. Sub-Mikrometer-Struktur, wodurch, in Kombination mit der durch das Einbringen der Struktur erreichten Oberflächenvergrößerung und der anschließenden Auftragung des Haftvermittlermaterials (Klebstoffs) ein optimierter Fügevorgang erreicht werden kann.The key advantage of the present invention is the introduction of a precise periodic micrometer or sub-micrometer structure, which, in combination with the achieved by the introduction of the structure surface enlargement and the subsequent application of the Haftvermittlermaterials (adhesive), an optimized joining process can be achieved can.

Die Laserstrahl-Interferenz erlaubt hierbei die Bearbeitung aller Arten von Oberflächen und von Bauteilgeometrien unter natürlichen Umgebungsbedingungen. Sie ermöglicht die Herstellung exakt definierter periodischer Mikro- oder Sub-Mikrometer-Strukturen in einem einzigen Prozessschritt. Die hohe Auflösung, die dabei erreicht werden kann, ist anderen kommerziell eingesetzten Mikrostrukturierungsverfahren überlegen.The laser beam interference allows the processing of all types of surfaces and component geometries under natural environmental conditions. It enables the production of precisely defined periodic micro or sub-micrometer structures in a single process step. The high resolution that can be achieved is superior to other commercially used microstructuring methods.

Das direkte Laserinterferenz-Strukturierungsverfahren gemäß der Erfindung (ohne Einsatz von Mikrolinsenarrays) zeichnet sich darüber hinaus auch besonders dadurch aus, dass große Flächen in kurzer Zeit auf nahezu jedes Material strukturiert werden können. Kein anderes Verfahren bewirkt ein solch homogenes und definiert strukturiertes Muster an einer Fügeteiloberfläche. Die erfindungsgemäße Oberflächenprägung bzw. Strukturierung durch Laserinterferenz kann die Klebeschichtmorphologie und das damit strukturabhängige, mechanische Verhalten des Substrates und/oder damit zu verfügenden Elementes wirksam verbessern. Moreover, the direct laser interference patterning method according to the invention (without the use of microlens arrays) is characterized in particular by the fact that large areas can be structured on almost any material in a short time. No other method produces such a homogeneous and defined pattern on a joining part surface. The surface embossing or structuring by laser interference according to the invention can effectively improve the adhesive layer morphology and the structure-dependent, mechanical behavior of the substrate and / or element to be provided therewith.

Die erfindungsgemäße Laserstrahl-Interferenz-Methode zur Bauteilvorbehandlung für das anschließende Einbringen des Haftvermittlermaterials, also für die eigentliche Fügung, erlaubt außerdem einen sehr geringen Füge- bzw. Klebespalt. Bei niederviskosen Klebstoffen können die erzeugten Oberflächenstrukturen zudem äußerst effektiv verzahnen.The inventive laser beam interference method for component pretreatment for the subsequent introduction of the Haftvermittlermaterials, ie for the actual joining, also allows a very small joining or adhesive gap. In the case of low-viscosity adhesives, the surface structures produced can also interlock extremely effectively.

Die vorliegende Erfindung umfasst darüber hinaus die Verwendung der vorstehend beschriebenen, erfindungsgemäßen Verfahren im Bereich der Medizintechnik, Optik, Sensorik und in Bereichen, in denen Oberflächenverwerfungen sowie undefinierte Klebstoffmengen einen entscheidenden negativen Einfluss auf das Gesamtsystem haben. Darüber hinaus sind insbesondere auch in anderen Hochtechnologiebereichen, wie beispielsweise im Bereich der Elektronik oder im Bereich des Flugzeugbaus, Anwendungen der beschriebenen Verfahren möglich.The present invention moreover encompasses the use of the methods according to the invention described above in the field of medical technology, optics, sensor technology and in areas in which surface distortions and undefined adhesive quantities have a decisive negative influence on the overall system. In addition, applications of the described methods are also possible in particular in other high-technology areas, such as in the field of electronics or in the field of aircraft construction.

Nachfolgend werden das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren und durch dieses ausgebildete, erfindungsgemäße Substrate und Bauteile anhand mehrerer Ausführungsbeispiele beschrieben.The production process according to the invention and the substrates and components according to the invention formed by this process will be described below with reference to several exemplary embodiments.

Es zeigen:Show it:

1 eine Skizze für ein Substrat mit Fügebereich, das erfindungsgemäß herstellbar ist. 1 a sketch for a substrate with joint area, which can be produced according to the invention.

2 verschiedene Tiefenstrukturformen (nachfolgend alternativ auch als Vertiefungsstrukturformen bezeichnet) der vorliegenden Erfindung. 2 various depth structure shapes (hereinafter alternatively referred to as well structure shapes) of the present invention.

3 eine Mikrolinsen-Array-Konfiguration zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens. 3 a microlens array configuration for carrying out a manufacturing method according to the invention.

4 verschiedene Mikrolinsen-Arrays für den Aufbau gemäß 3. 4 different microlens arrays for the construction according to 3 ,

5 einen direkten Laser-Interferenz-Strukturierungsaufbau für ein Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung in Zwei-Strahl-Konfiguration. 5 a direct laser interference structuring structure for a manufacturing method according to the present invention in two-beam configuration.

6 einen entsprechenden Aufbau wie in 5 in Drei-Strahl-Konfiguration. 6 a corresponding structure as in 5 in three-beam configuration.

7 einen entsprechenden Aufbau wie in 5 in Vier-Strahl-Konfiguration. 7 a corresponding structure as in 5 in four-beam configuration.

8 eine Prinzipskizze zur erfindungsgemäßen Erzeugung einer Vertiefungsstruktur in einer Substratbasis durch ein Herstellungsverfahren gemäß 5 bis 7. 8th a schematic diagram for generating a recess structure according to the invention in a substrate base by a manufacturing method according to 5 to 7 ,

9 ein erfindungsgemäßes Bauteil bestehend aus einem Substrat mit Fügebereich und einem mit diesem Substrat verfügten Element. 9 an inventive component consisting of a substrate with joining region and an element disposed with this substrate.

1 zeigt in einem Querschnitt senkrecht zur Schichtebene S eines erfindungsgemäß hergestellten Substrats 1 den Aufbau eines solchen Substrats. Das Substrat ist hier eine ebene Kupferplatte der Dicke 5 mm, die mit einem weiteren Element hochfest verklebt werden soll. 1 shows in a cross section perpendicular to the layer plane S of a substrate according to the invention 1 the structure of such a substrate. The substrate is here a flat copper plate of thickness 5 mm, which is to be glued high-strength with another element.

Wie mit Bezug auf die 3 bis 8 nachfolgend noch ausführlich beschrieben wird, erfolgt zunächst eine Laserstrukturierung des noch ebenen Substrats, bei der ein (in der Schichtebene S des Substrats 1 gesehen) lokal variierender Intensitätseintrag in eine Oberfläche 1a des Substrats 1 dadurch realisiert wird, dass diese Oberfläche 1a mit einer Vielzahl einzelner Laser(teil)strahlen bestrahlt wird. Die Laserintensität wird dabei so eingeregelt, dass lokal am Ort des Auftreffens der einzelnen Laserstrahlen ein Materialabtrag aus der Oberfläche 1a bzw. im Substrat 1 erfolgt.How about the 3 to 8th will be described in detail, first takes place a laser structuring of the still planar substrate, in which a (in the layer plane S of the substrate 1 seen locally varying intensity input into a surface 1a of the substrate 1 realized by that this surface 1a is irradiated with a large number of individual laser (partial) beams. The laser intensity is adjusted so that locally at the location of the impact of the individual laser beams, a material removal from the surface 1a or in the substrate 1 he follows.

Die Intensität der Laserstrahlen (Nd:YAG gepulster Laser mit Frequenzverdreifachung der Wellenlänge 355 nm) wird hierbei durch Überlagerung von mehreren Strahlen (3 bis 8) so eingeregelt, dass die durch den Materialabtrag im Interferenzmaximum realisierten, einzelnen Vertiefungen 2a, 2b, ... eine Tiefe h senkrecht zur Schichtebene S von ca. 5 μm erhalten, dass also senkrecht zur Schichtebene gesehen ca. 1/1000stel des Substrats lokal abgetragen (z. B. verdampft oder aufgeschmolzen) wird.The intensity of the laser beams (Nd: YAG pulsed laser with frequency tripling of wavelength 355 nm) is determined by superposition of several beams ( 3 to 8th ) adjusted so that the individual recesses realized by the material removal in the interference maximum 2a . 2 B , ... a depth h perpendicular to the layer plane S of about 5 microns obtained, so seen perpendicular to the layer plane about 1 / 1000th of the substrate locally removed (eg evaporated or melted) is.

Durch Kontrolle des Auftreffwinkels β von z. B. zwei Laserstrahlen (5) kann die Periodizität p der Interferenzmuster variiert werden (in der Schichtebene S gesehen). Auf diese Art und Weise entsteht eine Vielzahl einzelner, geradliniger, parallel zueinander und in konstanten Abständen d voneinander verlaufender Gräben als Vertiefungen 2a, 2b, ... in der Oberfläche 1a. Der Abstand d benachbarter Gräben (also die Periodizität p der erzeugten eindimensionalen Vertiefungsstruktur 5) beträgt hier ca. 15 μm. Die erzeugte Grabenbreite in der Schichtebene S und senkrecht zu den Grabenlängsachsen beträgt ca. l = 7,5 μm. Es ergibt sich somit ein Aspektverhältnis A = h/l = 5/7,5. Anstelle der Gräben können jedoch auch Säulen oder Löcher bzw. Lochmuster als Vertiefungen einstrukturiert werden.By controlling the impact angle β of z. B. two laser beams ( 5 ), the periodicity p of the interference patterns can be varied (seen in the layer plane S). In this way, a plurality of individual, rectilinear, parallel to each other and at constant intervals d extending trenches as wells 2a . 2 B , ... in the surface 1a , The distance d of adjacent trenches (ie the periodicity p of the generated one-dimensional pit structure 5 ) is about 15 microns here. The generated trench width in the layer plane S and perpendicular to the trench longitudinal axes is about l = 7.5 microns. This results in an aspect ratio A = h / l = 5 / 7.5. Instead of the trenches but also columns or holes or hole pattern can be structured as wells.

Nach der Laserstrukturierung der Oberfläche 1a wird das Substrat 1 mit der Tiefenstruktur 2 zur Abscheidung des Klebematerials 3 in den erzeugten Vertiefungen 2a, 2b einem Siebdruckprozess unterworfen. Im vorliegenden Fall wird ein zum Verkleben der Cu-Platte 1 geeignetes Epoxidmaterial in die Vertiefungen 2a, 2b, ... eingedruckt.After the laser structuring of the surface 1a becomes the substrate 1 with the deep structure 2 for the deposition of the adhesive material 3 in the generated wells 2a . 2 B subjected to a screen printing process. In the present case, one for bonding the Cu plate 1 suitable epoxy material in the wells 2a . 2 B , ... imprinted.

2 zeigt verschiedene periodische Vertiefungsstrukturen 3, die durch Laserstrukturierung und parallel zur Schichtebene S verlaufend in der Oberfläche 1a ausgebildet werden können. So zeigt 2a) eine eindimensionale Vertiefungsstruktur 2 in Form einer Grabenstruktur G1, bei der eine Vielzahl von parallelen Gräben beabstandet voneinander verläuft. Der Abstand d unmittelbar benachbarter Gräben bzw. die Periodizität p in Richtung R1 senkrecht zu den Grabenlängsachsen kann beispielsweise zwischen 0,2 μm und 100 μm betragen. 2 shows different periodic pit structures 3 , which by laser structuring and parallel to the layer plane S running in the surface 1a can be trained. So shows 2a) a one-dimensional deepening structure 2 in the form of a trench structure G1, in which a plurality of parallel trenches spaced from each other. The distance d of immediately adjacent trenches or the periodicity p in the direction R1 perpendicular to the trench longitudinal axes can be, for example, between 0.2 μm and 100 μm.

2b) zeigt eine Überlagerung zweier solcher Grabenstrukturen unter einem Winkel α ≠ 0° (hier: α = 70°): Beispielsweise kann zunächst mithilfe eines Zylinderlinsen-Mikrolinsen-Arrays die erste Grabenstruktur G1 (Grabenabstand d1) in Richtung R1 erzeugt werden, bevor das Substrat 1 um α gedreht wird, um anschließend durch erneute Laserbestrahlung durch das Zylinderlinsen-Mikrolinsen-Array (oder mit einem linienartigen Interferenzmuster) die zweite Grabenstruktur G2 (Grabenabstand d2) in Richtung R2 (die dann um α in Bezug auf die Richtung R1 gedreht ist) zu erzeugen. 2 B) shows a superposition of two such trench structures at an angle α ≠ 0 ° (here: α = 70 °): For example, first using a cylindrical lens microlens array, the first trench structure G1 (trench distance d1) are generated in the direction of R1, before the substrate 1 is rotated by α, and then by renewed laser irradiation by the cylindrical lens microlens array (or with a line-like interference pattern) the second trench structure G2 (trench spacing d2) in the direction R2 (which is then rotated by α with respect to the direction R1) produce.

2c) zeigt den Fall aus 2b), bei dem α = 90° ist, also zwei senkrecht zueinander ausgerichtete und in der Substratoberfläche 1a ausgebildete Grabenstrukturen G1, G2 (Kreuzgitter). 2c) shows the case 2 B) in which α = 90 °, that is two perpendicular to each other and in the substrate surface 1a formed trench structures G1, G2 (cross lattice).

2d) zeigt ein Beispiel, bei dem die Vertiefungsstruktur 2 nicht in Form von einer oder mehrerer Grabenstruktur(en) ausgebildet ist, sondern eine Vielzahl von einzelnen Löchern 2a, 2b, ... umfasst. Die Löcher sind an den Kreuzungspunkten eines quadratischen Gitters angeordnet, sodass sich hier eine zweidimensionale Periodizität der Vertiefungsstruktur in zwei zueinander senkrechten Richtungen R1 und R2 ergibt (der Lochabstand bzw. die Lochperiode d1 in Richtung R1 und der Lochabstand bzw. die Lochperiode d2 in Richtung R2 sind hier identisch). Beispielsweise ist d1 = d2 = 20 μm und es werden ein Lochdurchmesser l in der Schichtebene von 5 μm und eine Lochtiefe h senkrecht zur Schichtebene von 5 μm gewählt. 2d) shows an example where the pit structure 2 is not formed in the form of one or more trench structure (s), but a plurality of individual holes 2a . 2 B , ... includes. The holes are arranged at the crossing points of a square lattice, so that a two-dimensional periodicity of the recess structure results in two mutually perpendicular directions R1 and R2 (the hole spacing or d1 in the direction R1 and the hole spacing or d2 in the direction R2 are identical here). For example, d1 = d2 = 20 μm and a hole diameter l in the layer plane of 5 μm and a hole depth h perpendicular to the layer plane of 5 μm are selected.

2e) zeigt einen weiteren Fall einer periodischen Lochstruktur wie in 2d), wobei hier jedoch die beiden Richtungen R1 und R2, in denen die einzelnen Löcher jeweils in periodischen Abständen in Reihen angeordnet sind, nicht senkrecht aufeinander stehen, sondern einen Winkel von α = 70° ausbilden. 2e) shows another case of a periodic hole structure as in FIG 2d) However, here, however, the two directions R1 and R2, in which the individual holes are arranged in each case at periodic intervals in rows, not perpendicular to each other, but form an angle of α = 70 °.

3 zeigt einen ersten Aufbau zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Substrats 1 mit einem in seiner Oberfläche 1a eingebrachten Fügebereich 2, 3. Der Aufbau umfasst einen Laser (nicht gezeigt), beispielsweise einen UV-emittierenden Laser mit einer Wellenlänge von λ = 266 nm. Der Laserstrahl 4 dieses Lasers wird hier in gepulster Form (es kann jedoch auch ein kontinuierlicher Laserstrahl erzeugt werden, das Element 13 entfällt dann) zunächst durch eine Vorrichtung 13 zur Kontrolle der Pulsanzahl, hier einen mechanischen Shutter, gestrahlt. Hinter dem mechanischen Shutter 13 ist im Strahlengang des Laserstrahls 4 ein Homogenisator 14 angeordnet. Der Homogenisator besteht aus einem System optischer Elemente, die z. B. ein top-hat Strahlprofil generieren. Im Strahlengang 4 hinter dem Homogenisator 14 ist ein Teleskopsystem 15 zur Kontrolle des bzw. zum Einregeln eines gewünschten Strahldurchmessers angeordnet. Diesem folgt im Strahlengang 4 eine Blende (hier: Irisblende) oder auch eine Rechteckblende 16, bevor der Laserstrahl 4 schließlich auf ein Mikrolinsen-Array 5 trifft. Die Blende 16 wird dazu verwendet, den Strahlumriss und den Strahldurchmesser des Laserstrahls 4 auf eine vorbestimmte Form (z. B. rechteckig) und Größe zu bringen. Die Reihenfolge der Komponenten 13 bis 16 kann hierbei auch anders als in 3 gezeigt gewählt werden. Gegebenenfalls kann auf die Elemente 13 bis 16 verzichtet werden. 3 shows a first structure for producing a substrate according to the invention 1 with one in its surface 1a introduced joining area 2 . 3 , The structure comprises a laser (not shown), for example a UV-emitting laser with a wavelength of λ = 266 nm. The laser beam 4 This laser is here in pulsed form (but it can also be a continuous laser beam are generated, the element 13 then omitted) first by a device 13 to control the number of pulses, here a mechanical shutter, blasted. Behind the mechanical shutter 13 is in the beam path of the laser beam 4 a homogenizer 14 arranged. The homogenizer consists of a system of optical elements, the z. B. generate a top-has beam profile. In the beam path 4 behind the homogenizer 14 is a telescope system 15 arranged to control or for adjusting a desired beam diameter. This follows in the beam path 4 a diaphragm (here: iris diaphragm) or also a rectangular diaphragm 16 before the laser beam 4 finally on a microlens array 5 meets. The aperture 16 is used to calculate the beam outline and beam diameter of the laser beam 4 to bring to a predetermined shape (eg, rectangular) and size. The order of the components 13 to 16 This can be different than in 3 be selected. If necessary, you can access the elements 13 to 16 be waived.

Das Mikrolinsen-Array 5 ist hier ein Zylinderlinsen-Mikrolinsen-Array mit einer Vielzahl von in einer Ebene parallel zueinander und in konstanten Abständen voneinander angeordneten Zylinderlinsen (deren Längsachsen hier senkrecht zur dargestellten Ebene angeordnet sind). Die einzelnen Zylinderlinsen des Mikrolinsen-Arrays 5 haben einen Fokusabstand f. Durch das Mikrolinsen-Array 5 wird der Laserstrahl 4 somit in eine Vielzahl einzelner Teilstrahlen 4a, 4b, 4c, ... aufgeteilt, die in einem Abstand f hinter dem Mikrolinsen-Array 5 auf eine ebene Fläche 6 fokussiert werden.The microlens array 5 Here, a cylindrical lens microlens array with a plurality of in a plane parallel to each other and at constant distances from each other arranged cylindrical lenses (the longitudinal axes are arranged here perpendicular to the plane shown). The individual cylindrical lenses of the microlens array 5 have a focus distance f. Through the microlens array 5 becomes the laser beam 4 thus in a variety of individual sub-beams 4a . 4b . 4c , ..., split at a distance f behind the microlens array 5 on a flat surface 6 be focused.

Mithilfe eines in den drei Translationsrichtungen x, y und z eines Kartesischen Koordinatensystems bewegbaren Verschiebetisches 17 ist nun das Substrat 1 so ausgerichtet, dass die zu strukturierende Oberfläche 1a (vgl. 1) parallel zur Fokusfläche 6 ausgerichtet ist. Im gezeigten Fall fallen die Oberfläche 1a und die Fokusfläche 6 zusammen, sodass die Teilstrahlen 4a, 4b, ... auf diese Oberfläche fokussiert werden (Fokusabstand f gleich Abstand a des Arrays 5 von der Oberfläche 1a). Durch geeignete Wahl der Strahlparameter des Laserstrahls 4 werden somit am Auftreffort der Teilstrahlen 4a, 4b, ... in dem Substrat 1 die vorbeschriebenen Vertiefungsstrukturen 2 erzeugt.By means of a movable in the three translational directions x, y and z of a Cartesian coordinate system moving table 17 is now the substrate 1 aligned so that the surface to be structured 1a (see. 1 ) parallel to the focus area 6 is aligned. In the case shown, the surface is falling 1a and the focus area 6 together so that the sub-beams 4a . 4b , ... are focused on this surface (focus distance f equals distance a of the array 5 from the surface 1a ). By a suitable choice of the beam parameters of the laser beam 4 become thus at the point of impact of the partial beams 4a . 4b , ... in the substrate 1 the above-described specialization structures 2 generated.

Zur Einstellung der Strukturgröße der Vertiefungsstruktur 2 kann der Abstand a zwischen Mikrolinsen-Array 5 und Substratbasis 1 verändert werden: Durch Verfahren der Substratbasis 1 mittels des Verschiebetisches 14 in +z-Richtung wird die Fokusebene 6 hinter die Oberfläche 1a ins Innere des Substrats 1 verschoben; es werden dann Vertiefungen 2a, 2b, ... mit vergrößerter lateraler Ausdehnung 1 erzeugt. Entsprechendes geschieht bei einem Verfahren in –z-Richtung, da die Fokusebene 6 dann außerhalb des Substrats 1 und vor diesem liegt. Zur Regelung der Strukturgröße der Vertiefungsstruktur kann somit der Abstand a größer oder kleiner als der Fokusabstand f gewählt werden. Zusätzlich ist es möglich, durch Translation des Substrats 1 in x- und/oder y-Richtung mittels des Verschiebetisches 17 unterschiedliche Vertiefungsstrukturgeometrien mit kontrollierter Größe zu erzeugen.For setting the structure size of the recess structure 2 can the distance a between microlens array 5 and substrate base 1 To be changed: By moving the substrate base 1 by means of the sliding table 14 in + z-direction becomes the focal plane 6 behind the surface 1a into the interior of the substrate 1 postponed; it then becomes pits 2a . 2 B , ... with enlarged lateral extent 1 generated. The same happens in a method in -z direction, since the focal plane 6 then outside the substrate 1 and before that lies. In order to control the structure size of the recess structure, the distance a can thus be selected to be greater or smaller than the focal distance f. In addition, it is possible by translation of the substrate 1 in the x and / or y direction by means of the displacement table 17 create different well structure geometries of controlled size.

Anstelle eines Verschiebetisches (mit oder ohne Rotationsachse) kann auch ein Roboter verwendet werden. Hierbei können sowohl die Komponenten 5 und 13 bis 16 als auch die Substratbasis 1 mit dem Verschiebetisch und/oder Roboter gekoppelt werden. Bei einem Anordnen der Komponenten 5 und 13 bis 16 an einem entsprechenden Verschiebetisch oder Roboter ist es vorteilhaft, fasergekoppelte Laser zu verwenden.Instead of a sliding table (with or without rotation axis), a robot can be used. Here, both the components 5 and 13 to 16 as well as the substrate base 1 be coupled with the translation table and / or robot. When arranging the components 5 and 13 to 16 at a corresponding translation table or robot, it is advantageous to use fiber-coupled lasers.

4a) skizziert noch einmal, wie über eine Veränderung des Abstandes a relativ zum Fokusabstand f (Variation des Abstandes der Oberfläche 1a relativ zum Mikrolinsen-Array) die Strukturgröße, die der Schicht 3 einstrukturiert wird, geändert werden kann. 4b) bis f) zeigt, dass unterschiedliche Mikrolinsen-Arrays verwendet werden können: Linienerzeugende Mikrolinsen-Arrays mit zylindrischen (4b)) Mikrolinsen, punkterzeugende Mikrolinsen mit gekreuzten zylindrischen (4c)) Mikrolinsen, mit hexagonalen (4d)) oder quadratischen (4e)) Linsenanordnungen und quadratische Mikrolinsen-Arrays (4f)). Alle dies Mikrolinsen-Arrays 5 aus den 4b) bis 4f) können somit im in 3 gezeigten Aufbau verwendet werden. 4a) again sketched how about a change of the distance a relative to the focal distance f (variation of the distance of the surface 1a relative to the microlens array) the feature size that of the layer 3 is restructured, can be changed. 4b) to f) shows that different microlens arrays can be used: Line-generating microlens arrays with cylindrical ( 4b) ) Microlenses, dot-forming microlenses with crossed cylindrical ( 4c) ) Microlenses, with hexagonal ( 4d) ) or square ( 4e) ) Lens arrays and square microlens arrays ( 4f) ). All of these microlens arrays 5 from the 4b) to 4f) can thus be in 3 shown construction can be used.

Beim in den 3 und 4 gezeigten Aufbau lassen sich unterschiedliche Laserwellenlängen verwenden. Für gepulste Laser (mit Pulslängen z. B. im Nanosekunden-, Pikosekunden- oder Femtosekunden-Bereich) können verschiedene Prozesse wie Abtrag, Aufschmelzen, Phasenumwandlung, lokales Härten usw. bei der Ausbildung der Vertiefungsstruktur 2 in der Oberfläche 1a erreicht werden. Ebenso sind direkte Oberflächenmodifikationen mit einem Laserpuls möglich. Die Anzahl der Laserpulse kann variiert werden, um die Form und Tiefe der Oberflächenmodifikationen 2 zu kontrollieren. Auch kann die Laserintensität variiert werden, um unterschiedliche Geometrien der Modifikationen 2 zu erhalten.When in the 3 and 4 shown construction can use different laser wavelengths. For pulsed lasers (with pulse lengths eg in the nanosecond, picosecond or femtosecond range), various processes such as erosion, reflow, phase transformation, local hardening, etc. can be used to form the well structure 2 in the surface 1a be achieved. Likewise, direct surface modifications are possible with a laser pulse. The number of laser pulses can be varied to suit the shape and depth of the surface modifications 2 to control. Also, the laser intensity can be varied to different geometries of the modifications 2 to obtain.

5 zeigt einen Aufbau für eine direkte Laser-Interferenz-Strukturierung für die Herstellung der Tiefenstruktur 2 eines erfindungsgemäßen zum Fügen vorbereiteten Substrats 1, 2, 3. Ein gepulster Laserstrahl 7 mit vordefinierter Intensität wird zunächst durch eine Vorrichtung 13 zur Kontrolle der Pulsanzahl (hier: mechanischer Shutter) gestrahlt (alternativ dazu kann auch ein kontinuierlicher Laserstrahl verwendet werden, in diesem Falle kann die Vorrichtung 13 gegebenenfalls entfallen). Im Strahlengang nach der Vorrichtung 13 ist ein Homogenisator (hier: eine zylindrische oder rechteckige Blende) 14 angeordnet. Der den Homogenisator verlassende Laserstrahl wird über ein Teleskopsystem 15, mit dem der Strahldurchmesser auf eine vordefinierte, gewünschte Größe (z. B. 5 mm) gebracht wird, gestrahlt. Dem Teleskopsystem 12 folgt eine Blende (z. B. Irisblende) oder eine Rechteckblende 16, um auf eine vordefinierte, gewünschte Form (z. B. rechteckig) und Strahlgröße zu kommen, und ein vordefiniertes Strahlprofil einzustellen. 5 shows a structure for a direct laser interference patterning for the production of the deep structure 2 a substrate according to the invention prepared for joining 1 . 2 . 3 , A pulsed laser beam 7 with predefined intensity is first through a device 13 to control the number of pulses (here: mechanical shutter) blasted (alternatively, a continuous laser beam can be used, in this case, the device 13 possibly omitted). In the beam path after the device 13 is a homogenizer (here: a cylindrical or rectangular aperture) 14 arranged. The laser beam leaving the homogenizer is passed through a telescope system 15 , with which the beam diameter is brought to a predefined, desired size (eg 5 mm), blasted. The telescope system 12 follows an aperture (eg iris diaphragm) or a rectangular diaphragm 16 to arrive at a predefined desired shape (eg rectangular) and beam size, and to set a predefined beam profile.

Im Strahlengang nach der Blende 16 folgt ein erster, hier auch einziger Strahlteiler 10a, mit dem der Laserstrahl 4 in zwei Teilstrahlen 4a und 4b aufgetrennt wird. Der erste Teilstrahl 4a wird über zwei in dessen Strahlengang angeordnete Strahlumlenker in Form von Spiegeln 11a und 11b umgelenkt und schließlich unter einem vordefinierten Winkel auf die Oberfläche 1a (hier nicht gezeigt) eingestrahlt. Die Substratbasis 1 ist hier, ähnlich wie in 3 gezeigt, auf einem Verschiebetisch 17 angeordnet. Der den Strahlteiler 10a verlassende zweite Teilstrahl 4b wird über einen weiteren Spiegel 11c umgelenkt und ebenfalls unter einem definierten Winkel auf die Oberfläche 1a eingestrahlt. Die beiden vorgenannten Einstrahlungswinkel der beiden Teilstrahlen 4a und 4b sind so ausgebildet, dass die beiden Teilstrahlen unter einem Winkel β von z. B. 40° aufeinander zulaufen und sich in einem Überlagerungsbereich U kreuzen bzw. überlagern. In diesem Überlagerungsbereich U, in dem sich die beiden Teilstrahlen 4a, 4b kreuzen, also überlagern, ist das Substrat 1 angeordnet, in dessen Oberfläche die Vertiefungsstruktur 2 einzubringen ist. Der Winkel β zwischen den beiden Laserstrahlen 4a, 4b kann variiert werden, um Strukturen unterschiedlicher Periodizität zu erzeugen.In the beam path after the aperture 16 follows a first, here also the only beam splitter 10a with which the laser beam 4 in two partial beams 4a and 4b is separated. The first partial beam 4a is arranged over two beam deflectors arranged in the beam path in the form of mirrors 11a and 11b deflected and finally at a predefined angle to the surface 1a (not shown here). The substrate base 1 is here, similar to in 3 shown on a sliding table 17 arranged. The the beam splitter 10a leaving second partial beam 4b gets over another mirror 11c deflected and also at a defined angle to the surface 1a irradiated. The two aforementioned irradiation angle of the two partial beams 4a and 4b are formed so that the two partial beams at an angle β of z. B. 40 ° to each other and cross in a superposition area U or overlay. In this overlapping area U, in which the two partial beams 4a . 4b Cross, that is overlay, is the substrate 1 arranged in the surface of the recess structure 2 is to bring. The angle β between the two laser beams 4a . 4b can be varied to produce structures of different periodicity.

Mithilfe des Verschiebetisches 17 kann ein Verschieben des Substrats 1 erfolgen, so dass große, ebene wie nicht ebene (z. B. zylinderförmige) Oberflächen tiefenstrukturiert 2 werden können. Die Verschiebung kann orthogonal zur Hauptstrahlachse (z. B. lateral oder vertikal), oder parallel zur Hauptstrahlachse erfolgen und/oder aus einer Rotation des Elements 1 bestehen. Die laterale Ausdehnung l und/oder die Tiefe h der Strukturen 2 können über die Strahlintensität, Bestrahlungsdauer und/oder Pulsanzahl eingestellt werden.Using the sliding table 17 can be a shifting of the substrate 1 so that large, flat as well as non-planar (eg cylindrical) surfaces deep-structured 2 can be. The displacement may be orthogonal to the main beam axis (eg, lateral or vertical), or parallel to the main beam axis, and / or rotation of the element 1 consist. The lateral extent l and / or the depth h of the structures 2 can be set via the beam intensity, irradiation duration and / or number of pulses.

8 skizziert den Überlagerungsbereich U aus 5 im Detail: Beide sich unter dem Winkel β überlagernde Strahlen 4a, 4b bilden im Überlagerungsbereich U, in dem die Oberfläche 1a angeordnet ist, ein Interferenz-Muster (stehende Wellenstruktur) aus, an deren Maxima eine periodische Tiefenstrukturierung 2 des Substrats 1 erfolgt (an den zwischen den Maxima liegenden Knoten der Interferenz-Struktur erfolgt keine Tiefenstrukturierung, da hier die einfallende Intensität niedriger ist (evtl. auch Null)). 8th outlines the overlay area U 5 in detail: Both rays overlapping at the angle β 4a . 4b form in the overlay area U, where the surface 1a is arranged, an interference pattern (standing wave structure), at whose maxima a periodic deep structuring 2 of the substrate 1 (at the nodes of the interference structure lying between the maxima there is no deep structuring, since here the incident intensity is lower (possibly also zero)).

Die in den 5 und 8 gezeigte direkte Laserstrahlinterferenzstrukturierungsmethode ermöglicht somit die Herstellung periodischer zweidimensionaler oder dreidimensionaler Mikrostrukturierungen auf allen Arten von zum Fügen vorzubereitenden Substraten und Bauteilgeometrien. Um eine Interferenzstruktur zu erzeugen, werden N (mit N ≥ 2) kollimierte und kohärente Laserstrahlen 4a, 4b, ... auf oder unter einer Oberfläche 1a überlagert. Hiermit ergibt sich insbesondere auch der Vorteil, dass sowohl ebene, als auch nicht ebene, gekrümmte Oberflächen strukturiert werden können, da die Interferenz in dem gesamten überlappenden Volumen der einzelnen Teilstrahlen 4a, 4b, ... stattfindet.The in the 5 and 8th Thus, the direct laser beam interference patterning technique shown makes it possible to produce periodic two-dimensional or three-dimensional microstructures on all types of substrates to be prepared for joining and component geometries. To generate an interference structure, N (with N ≥ 2) become collimated and coherent laser beams 4a . 4b , ... on or under a surface 1a superimposed. This also results in particular the advantage that both flat, and not flat, curved surfaces can be structured, since the interference in the entire overlapping volume of the individual partial beams 4a . 4b , ... takes place.

6 und 7 zeigen zwei weitere Aufbauten für direkte Laserinterferenz-Strukturierungen. Diese sind grundsätzlich wie der in 5 gezeigte Aufbau ausgebildet, sodass nachfolgend nur die Unterschiede beschrieben werden: Beim in 6 gezeigten Aufbau handelt es sich um einen Drei-Strahl-Aufbau, bei dem über zwei hintereinander in den Strahlengang des Laserstrahls 4 eingebrachte Strahlteiler 10a, 10b eine Aufspaltung in drei einzelne Teilstrahlen 4a, 4b und 4c erfolgt, die dann mithilfe entsprechender Spiegel 11a bis 11d aus drei unterschiedlichen Richtungen, also unter unterschiedlichen Winkeln auf die Oberfläche 1a eingestrahlt werden. Die drei Teilstrahlen 4a bis 4c überlappen sich somit ebenfalls in einem Überlagerungsbereich U, in dem das Substrat 1 angeordnet ist. 6 and 7 show two further structures for direct laser interference patterning. These are basically like the ones in 5 shown construction, so that only the differences are described below: When in 6 shown construction is a three-beam structure, in which two successive in the beam path of the laser beam 4 introduced beam splitter 10a . 10b a split into three individual partial beams 4a . 4b and 4c done, then using appropriate mirror 11a to 11d from three different directions, ie at different angles to the surface 1a be irradiated. The three partial beams 4a to 4c thus also overlap in a superposition area U, in which the substrate 1 is arranged.

7 zeigt eine entsprechende Vier-Strahl-Anordnung, bei der über drei hintereinander im Strahlengang der Laserstrahlung 4 angeordnete Strahlteiler 10a bis 10c eine Aufsplittung des Strahls 4 in insgesamt vier unterschiedliche Teilstrahlen 4a bis 4d erfolgt, die wiederum mittels unterschiedlich angeordneter und ausgerichteter Strahlumlenker 11a bis 11e aus vier unterschiedlichen Richtungen auf die im Überlagerungsbereich U angeordnete Oberfläche 1a eingestrahlt werden. Auch hier kreuzen bzw. überlappen sich alle vier Einzelstrahlen 4a bis 4d im Überlagerungsbereich U. 7 shows a corresponding four-beam arrangement, in which over three consecutive in the beam path of the laser radiation 4 arranged beam splitter 10a to 10c a splitting of the beam 4 in a total of four different partial beams 4a to 4d takes place, in turn, by means of differently arranged and aligned beam deflector 11a to 11e from four different directions on the arranged in the overlay area U surface 1a be irradiated. Here, too, all four individual rays intersect or overlap 4a to 4d in the overlay area U.

9 zeigt ein erfindungsgemäß hergestelltes Bauteil, bei dem ein auf seiner Oberfläche 1a mit einem Fügebereich 2, 3 versehenes Substrat 1 mit einem weiteren Element E verfügt wurde. 9 shows a component produced according to the invention, in which a on its surface 1a with a joining area 2 . 3 provided substrate 1 with a further element E has been.

Beim Substrat 1 handelt es sich um eine (vor der Tiefenstrukturierung) ebene Kunststoffplatte, die hier auf einer Metallbasis 1b aufgeschraubt ist. Nach dem Einbringen einer eindimensionalen, periodischen Tiefenstruktur in Form von parallel zueinander verlaufender Gräben 2a, 2b, ..., mit konstantem Grabenabstand d benachbarter Gräben (entsprechend der Periodizität p der Tiefenstruktur 2) wurde mit Hilfe einer Rakel ein Acrylat-basiertes Haftvermittlermaterial 3 in die Gräben 2a, 2b, ..., eingearbeitet. Die Gräben wurden hierbei vollständig, d. h. über ihre gesamte Höhe h, und darüber hinaus mit Haftvermittlermaterial 3 aufgefüllt, so dass sich auf der der Metallplatte 1b gegenüber liegenden Seite bzw. über die Oberfläche 1a des Substrates 1 hinaus stehend eine dünne, geschlossene Kleberschicht 3 zusätzlich ausbildet.At the substrate 1 it is a (before deep structuring) flat plastic plate, here on a metal base 1b is screwed on. After introducing a one-dimensional, periodic deep structure in the form of parallel trenches 2a . 2 B , ..., with constant trench spacing d of adjacent trenches (corresponding to the periodicity p of the deep structure 2 ) was using a doctor blade, an acrylate-based adhesion promoter material 3 in the trenches 2a . 2 B , ..., incorporated. The trenches in this case were complete, ie over their entire height h, and beyond with adhesion promoter material 3 filled up, so that on the metal plate 1b opposite side or over the surface 1a of the substrate 1 standing out a thin, closed adhesive layer 3 additionally trains.

Schließlich wird das mit dem Substrat 1 zu fügende weitere Element E, bei dem es sich hier um eine weitere ebene Kunststoffplatte handelt, parallel zur Oberfläche 1a bzw. zur Schichtebene S auf die Haftvermittlerschicht 3 aufgelegt und mit den Elementen 1, 1b druckverpresst.Finally, that will work with the substrate 1 to be joined another element E, which is here another flat plastic plate, parallel to the surface 1a or to the layer plane S on the adhesive layer 3 hung up and with the elements 1 . 1b druckverpresst.

Claims (11)

Verfahren zur Herstellung einer Verbindungsstelle und/oder eines Verbindungsbereichs auf und/oder in einer Oberfläche (1a) eines Substrats (1), wobei auf und/oder in der Oberfläche (1a) des Substrats (1) mittels Laserinterferenz ein zu einer bevorzugt periodischen Tiefenstruktur (2) führender Materialabtrag erfolgt, bevor anschließend die in die Oberfläche (1a) des Substrats (1) eingebrachte Tiefenstruktur (2) zumindest teilweise mit einem zum stoffschlüssigen Verbinden geeigneten Vermittlermaterial (3) aufgefüllt wird.Method for producing a joint and / or a bonding area on and / or in a surface ( 1a ) of a substrate ( 1 ), on and / or in the surface ( 1a ) of the substrate ( 1 ) by means of laser interference to a preferably periodic depth structure ( 2 ) leading material removal takes place before the surface ( 1a ) of the substrate ( 1 ) introduced deep structure ( 2 ) at least partially with a mediator suitable for material bonding ( 3 ) is refilled. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass der Materialabtrag mittels Laserinterferenz erfolgt, indem Laserlicht (4) mit in der und/oder tangential zu der Oberfläche (1a) gesehen örtlich variierender Laserlichtintensität so auf die Oberfläche (1a) eingestrahlt wird, dass dadurch auf und/oder in der Oberfläche (1a) ein örtlich variierender Materialabtrag zur Ausbildung von Vertiefungen (2a, 2b, ...) der Tiefenstruktur (2) führt.Method according to the preceding claim, characterized in that the material removal by means of laser interference takes place by laser light ( 4 ) with in and / or tangentially to the surface ( 1a ) seen spatially varying laser light intensity on the surface ( 1a ) is irradiated thereby that on and / or in the surface ( 1a ) a locally varying material removal for the formation of depressions ( 2a . 2 B , ...) of the deep structure ( 2 ) leads. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialabtrag mittels Laserinterferenz erfolgt, indem mindestens ein Laserstrahl (4) durch ein Mikrolinsenarray (5) gestrahlt und hierdurch in mehrere Einzelstrahlen (4a, 4b, ...) aufgeteilt wird, die auf eine bevorzugt ebene Fokusfläche (6) fokussiert werden, und indem die Oberfläche (1a) in Laserstrahlrichtung gesehen hinter dem Mikrolinsenarray (5) an einer vordefinierten Position vor der Fokusfläche (6), im Bereich der Fokusfläche (6) oder hinter der Fokusfläche (6), bevorzugt in der Fokusfläche (6) positioniert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the material removal by means of laser interference takes place by at least one laser beam ( 4 ) through a microlens array ( 5 ) blasted and thereby into several Single beams ( 4a . 4b , ...), which is based on a preferably flat focus area ( 6 ) and the surface ( 1a ) seen in the laser beam direction behind the microlens array ( 5 ) at a predefined position in front of the focus area ( 6 ), in the area of the focus area ( 6 ) or behind the focus area ( 6 ), preferably in the focus area ( 6 ) is positioned. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialabtrag mittels Laserinterferenz erfolgt, indem mehrere kohärente Laserstrahlen (4a, 4b, ...) in einem Überlagerungsbereich (U) unter vordefiniertem/n Winkel(n) zur Interferenz gebracht werden und indem die Oberfläche (1a) an einer vordefinierten Position in diesem Überlagerungsbereich (U) positioniert wird, wobei bevorzugt die mehreren Laserstrahlen (4a, 4b, ...) mittels mindestens eines Strahlteilers (10a, 10b, ...) aus einem einzelnen, von einem Laser emittierten Laserstrahl (4) erzeugt und unter Verwendung mindestens eines Strahlumlenkers (11a, 11b, ...) in den Überlagerungsbereich (U) geführt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the material removal by means of laser interference takes place by several coherent laser beams ( 4a . 4b , ...) are brought into interference in a superposition area (U) under predefined angle (s) and in that the surface ( 1a ) is positioned at a predefined position in this overlay area (U), wherein preferably the multiple laser beams ( 4a . 4b , ...) by means of at least one beam splitter ( 10a . 10b , ...) from a single laser beam emitted by a laser ( 4 ) and using at least one beam deflector ( 11a . 11b , ...) into the overlay area (U). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf und/oder in der Oberfläche (1a) eine periodische Tiefenstruktur (2), insbesondere eine in einer Richtung (R1) periodische Tiefenstruktur (2) oder eine in zwei zueinander unter einem Winkel (α) von ungleich 0°, bevorzugt von 90°, stehenden Richtungen (R1, R2) periodische Tiefenstruktur (2), ausgebildet wird, und/oder dass eine Vielzahl von Vertiefungen (2a, 2b, ...) der Tiefenstruktur (2) so ausgebildet wird, dass der Abstand d (d1, d2) benachbarter Vertiefungen (2a, 2b, ...) und/oder eine Periodizität p der Tiefenstruktur (2) in der und/oder tangential zu der Oberfläche (1a) zwischen 100 nm und 500 μm, bevorzugt zwischen 5 μm und 50 μm, beträgt, dass die Tiefenausdehnung h der Vertiefungen (2a, 2b, ...) senkrecht zur Oberfläche (1a) und/oder einer Tangentialfläche derselben zwischen 1 μm und 500 μm, bevorzugt zwischen 10 μm und 100 μm, beträgt, dass die laterale Ausdehnung l der Vertiefungen (2a, 2b, ...) in der und/oder tangential zu der Oberfläche (1a) zwischen 1 μm und 500 μm, bevorzugt zwischen 10 μm und 100 μm, beträgt, und/oder dass das Aspektverhältnis A = h/l von vorstehender Tiefenausdehnung h und vorstehender lateraler Ausdehnung l zwischen 0.05 und 10, bevorzugt zwischen 0.3 und 3 liegt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that on and / or in the surface ( 1a ) a periodic depth structure ( 2 ), in particular a periodic deep structure in one direction (R1) ( 2 ) or in two mutually at an angle (α) of not equal to 0 °, preferably of 90 °, stationary directions (R1, R2) periodic depth structure ( 2 ), and / or that a plurality of depressions ( 2a . 2 B , ...) of the deep structure ( 2 ) is formed so that the distance d (d1, d2) of adjacent recesses ( 2a . 2 B , ...) and / or a periodicity p of the deep structure ( 2 ) in and / or tangentially to the surface ( 1a ) between 100 nm and 500 μm, preferably between 5 μm and 50 μm, the depth extent h of the depressions ( 2a . 2 B , ...) perpendicular to the surface ( 1a ) and / or a tangential surface thereof between 1 μm and 500 μm, preferably between 10 μm and 100 μm, that the lateral extent l of the recesses ( 2a . 2 B , ...) in and / or tangential to the surface ( 1a ) between 1 .mu.m and 500 .mu.m, preferably between 10 .mu.m and 100 .mu.m, and / or that the aspect ratio A = h / l of the above depth extent h and the protruding lateral extent l lies between 0.05 and 10, preferably between 0.3 and 3. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass als periodische Tiefenstruktur (2) eine eine Vielzahl einzelner, linienförmiger, parallel zueinander und jeweils mit konstantem Grabenabstand (d, d1) voneinander verlaufende Gräben umfassende Grabenstruktur (G1) oder eine zwei solcher sich unter einem Winkel (α) von ungleich 0°, bevorzugt von 60°, kreuzender Grabenstrukturen (G1, G2) mit gleichen oder unterschiedlichen Grabenabständen (d1, d2) aufweisende Struktur ausgebildet wird, und/oder dass als periodische Tiefenstruktur (2) eine eine Vielzahl von Löchern (2a, 2b, ...) aufweisende, periodische Lochstruktur ausgebildet wird, wobei bevorzugt die Löcher dieser Lochstruktur in zwei zueinander unter einem Winkel (α) von ungleich 0°, bevorzugt von zwischen 45° und 90° einschließlich der Grenzen von 45° und 90°, stehenden Richtungen (R1, R2) jeweils in periodischen Abständen (d1, d2) ausgebildet sind.Method according to the preceding claim, characterized in that as a periodic depth structure ( 2 ) one of a plurality of individual, linear, parallel to each other and each with a constant trench spacing (d, d1) extending trenches extending trench structure (G1) or a two such at an angle (α) of not equal to 0 °, preferably from 60 °, crossing Trench structures (G1, G2) with the same or different trench spacing (d1, d2) having structure is formed, and / or that as a periodic depth structure ( 2 ) one a variety of holes ( 2a . 2 B , ...) is formed, wherein preferably the holes of this hole structure in two at an angle (α) of not equal to 0 °, preferably between 45 ° and 90 ° including the boundaries of 45 ° and 90 °, standing directions (R1, R2) are each formed at periodic intervals (d1, d2). Herstellungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserbestrahlung gepulst oder kontinuierlich und/oder mit mindestens einer Laserwellenlänge im sichtbaren, im infraroten und/oder im ultravioletten Bereich, bevorzugt mit Laserlicht eines Nd:YAG gepulsten Lasers der Wellenlänge 266 nm oder 355 nm, erfolgt und/oder dass das Substrat (1) aus Kunststoff, insbesondere aus faserverstärktem Kunststoff, aus Keramik und/oder aus Metall besteht oder mindestens eines der vorgenannten Materialien umfasst und/oder dass das Vermittlermaterial (3) ein zur Haftvermittlung mittels Polyaddition, mittels Polykondensation und/oder mittels Polymerisation geeignetes Material umfasst und/oder ein Epoxid, ein Polyurethan, ein Silikon, ein Formaldehyd, ein Polyamid, ein Acrylat, ein Kautschukpolymer und/oder ein thermoplastisches Elastomer umfasst und/oder dass das Vermittlermaterial (3) durch freifallenden Tropfenauftrag, Siebdrucken, Stempelauftrag, Nadelauftrag, Pinselauftrag, Spachtelauftrag, Rakelauftrag, Spritzen, Sprühen, Gießen und/oder Walzen in die Tiefenstruktur (2) eingebracht wird.Manufacturing method according to one of the preceding claims, characterized in that the laser irradiation is pulsed or continuous and / or with at least one laser wavelength in the visible, in the infrared and / or ultraviolet range, preferably with laser light of a Nd: YAG pulsed laser of wavelength 266 nm or 355 nm, and / or that the substrate ( 1 ) made of plastic, in particular of fiber-reinforced plastic, of ceramic and / or of metal or comprises at least one of the aforementioned materials and / or that the mediator material ( 3 ) comprises a suitable for adhesion promotion by means of polyaddition, by means of polycondensation and / or by polymerization material and / or comprises an epoxide, a polyurethane, a silicone, a formaldehyde, a polyamide, an acrylate, a rubber polymer and / or a thermoplastic elastomer and / or that the mediator material ( 3 ) by free-falling droplet application, screen printing, stamping, needle application, brush application, spatula application, doctor blade application, spraying, spraying, casting and / or rolling into the depth structure ( 2 ) is introduced. Herstellungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Verbindungsstelle oder -bereich eine Fügestelle oder ein Fügebereich hergestellt wird, indem die Tiefenstruktur (2) zumindest teilweise mit einem zum stoffschlüssigen Fügen geeigneten Haftvermittlermaterial als Vermittlermaterial (3) aufgefüllt wird, oder dass als Verbindungsstelle oder -bereich eine Laminierstelle oder ein Laminierbereich hergestellt wird, indem die Tiefenstruktur (2) zumindest teilweise mit einem Laminiermaterial als Vermittlermaterial (3) aufgefüllt wird.Manufacturing method according to one of the preceding claims, characterized in that a joint or a joining region is produced as a connection point or region, in that the depth structure ( 2 ) at least partially with a bonding agent suitable for cohesive joining as a mediator material ( 3 ) or that a lamination site or area is produced as a joint or area by 2 ) at least partially with a laminating material as mediator material ( 3 ) is refilled. Herstellungsverfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (1a) des Substrats (1) und/oder das Haftvermittlermaterial (3) an der Fügestelle und/oder dem Fügebereich nach dem Auffüllen der Tiefenstruktur mit dem Haftvermittlermaterial (3) mit einem Oberflächenabschnitt eines mit dem Substrat (1) zu verfügenden Elements (E) in Kontakt gebracht wird/werden zum Fügen des Substrats mit diesem Element (E). Manufacturing method according to the preceding claim, characterized in that the surface ( 1a ) of the substrate ( 1 ) and / or the adhesion promoter material ( 3 ) at the joint and / or the joint area after filling the depth structure with the adhesion promoter material ( 3 ) having a surface portion of one with the substrate ( 1 ) to be provided element (E) is brought into contact with the substrate with this element (E). Substrat (1) mit einer Verbindungsstelle und/oder einem Verbindungsbereich in mindestens einer (1a) seiner Oberflächen, hergestellt durch ein Herstellungsverfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.Substrate ( 1 ) with a connection point and / or a connection region in at least one ( 1a ) of its surfaces, produced by a manufacturing method according to one of the preceding claims. Bauteil mit einem Substrat (1) und mit einem mit diesem Substrat (1) verfügten Element oder einem mit diesem Substrat (1) verbundenen Laminiermaterial, insbesondere einer Laminierschicht, hergestellt durch ein Herstellungsverfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.Component with a substrate ( 1 ) and with one with this substrate ( 1 ) element or one with this substrate ( 1 ), in particular a laminating layer, produced by a production method according to one of the preceding claims.
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