DE102015008119A1

DE102015008119A1 - Verfahren und Vorrichtung zum stoffschlüssigen Verbinden von Mikrokörpern oder von auf Körpern angeordneten Dünnschichten oder von einem Mikrokörper mit einer auf einem Körper angeordneten Dünnschicht

Info

Publication number: DE102015008119A1
Application number: DE102015008119.5A
Authority: DE
Inventors: Danny Reuter; Christoph Meinecke; Robby Ebert; Mathias Müller
Original assignee: Technische Universitaet Chemnitz; Hochschule Mittweida FH
Current assignee: Technische Universitaet Chemnitz; Hochschule Mittweida FH
Priority date: 2015-06-22
Filing date: 2015-06-22
Publication date: 2016-12-22

Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zum stoffschlüssigen Verbinden von Mikrokörpern oder von auf Körpern angeordneten Dünnschichten oder von einem Mikrokörper mit einer auf einem Körper angeordneten Dünnschicht und mit Verwendung des Ultrakurzpulslasers realisiertes Mikrosystem. Diese zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass bei geringer thermischer Belastung und hoher geometrischer Auflösung eine stoffschlüssige Fügeverbindung zwischen den Körpern und/oder den Schichten entsteht. Dazu wird durch Bestrahlen eines Fügespaltes mit einem Laserstrahl des hochrepetierenden Ultrakurzpulslasers wenigstens ein Mikrokörper und/oder mindestens eine Dünnschicht auf eine Temperatur größer als die Schmelztemperatur des jeweiligen Materials so erwärmt, dass in Abhängigkeit der Verfahrgeschwindigkeit des Laserstrahls über den Fügespalt und der mittleren Leistung des Lasers mehr Material eines Bereichs der Mikrokörper, der Dünnschichten oder des Mikrokörpers und der Dünnschicht als Bereich der Fügeverbindung schmilzt als verdampft und sich die geschmolzenen Bereiche der Mikrokörper oder der Dünnschichten oder des Mikrokörpers und der Dünnschicht stoffschlüssig verbinden.

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zum stoffschlüssigen Verbinden von Mikrokörpern oder von auf Körpern angeordneten Dünnschichten oder von einem Mikrokörper mit einer auf einem Körper angeordneten Dünnschicht, eine Verwendung hochrepetierender Ultrakurzpulslaser zum stoffschlüssigen Verbinden von Mikrokörpern oder von auf Körpern angeordneten Dünnschichten oder von einem Mikrokörper mit einer auf einem Körper angeordneten Dünnschicht und mit Verwendung des hochrepetierendes Ultrakurzpulslasers realisiertes Mikrosystem mit den die Dünnschichten und die Elektroden aufweisenden Mikrokörpern.
Durch die Druckschrift DE 10 2006 042 280 A1 ist eine Bearbeitung von transparentem Material mit einem Ultrakurzpuls-Laser bekannt. Die Verarbeitung von optisch transparenten Materialien schließt das Ritzen, Schweißen und Markieren ein. Die Bearbeitung ist auf transparentes Material beschränkt.
Der in den Patentansprüchen 1, 4, 9 und 12 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Körper und/oder Schichten so mit Laserstrahlen eines Lasers zu bearbeiten, dass bei geringer thermischer Belastung und hoher geometrischer Auflösung eine stoffschlüssige Fügeverbindung zwischen den Körpern und/oder den Schichten entsteht und vorhanden ist.
Diese Aufgabe wird mit den in den Patentansprüchen 1, 4, 9 und 12 aufgeführten Merkmalen gelöst.
Die Verfahren und Vorrichtungen zum stoffschlüssigen Verbinden von Mikrokörpern oder von auf Körpern angeordneten Dünnschichten oder von einem Mikrokörper mit einer auf einem Körper angeordneten Dünnschicht zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass die Körper und/oder die Schichten so mit Laserstrahlen eines Lasers bearbeitet werden, dass bei geringer thermischer Belastung und hoher geometrischer Auflösung eine stoffschlüssige Fügeverbindung zwischen den Körpern und/oder den Schichten entsteht und vorhanden ist.
Dazu wird durch Bestrahlen eines Fügespaltes der Breite kleiner/gleich 1 μm der Fügeverbindung mit einem über die Länge des Fügespaltes und damit der Fügeverbindung geführten, ultrakurzen, gepulsten und hochrepetierenden Laserstrahl eines hochrepetierenden Ultrakurzpulslasers mit einer Pulsdauer kleiner/gleich 20 ps und einer Wiederholrate gleich/größer 500 kHz wenigstens ein Mikrokörper mit einer Breite rechtwinklig zum Fügespalt kleiner 50 μm und/oder mindestens eine Dünnschicht mit einer Schichtdicke kleiner 10 μm auf eine Temperatur größer als die Schmelztemperatur des jeweiligen Materials so erwärmt, dass in Abhängigkeit der Verfahrgeschwindigkeit des Laserstrahls über den Fügespalt und der mittleren Leistung des Lasers mehr Material eines Bereichs der Mikrokörper, der Dünnschichten oder des Mikrokörpers und der Dünnschicht als Bereich der Fügeverbindung schmilzt als verdampft und sich die geschmolzenen Bereiche der Mikrokörper oder der Dünnschichten oder des Mikrokörpers und der Dünnschicht stoffschlüssig verbinden.
Die Einrichtung zum stoffschlüssigen Verbinden von Mikrokörpern oder von auf Körpern angeordneten Dünnschichten oder von einem Mikrokörper mit einer auf einem Körper angeordneten Dünnschicht weist dazu eine die Mikrokörper mit einer Breite rechtwinklig zum Fügespalt kleiner 10 μm und/oder die Körper mit mindestens einer Dünnschicht mit einer Schichtdicke kleiner 10 μm durch Reibung, Adhäsion, elektrostatische Anziehung und/oder Stoffwanderung haltende und elektrostatisch bewegende Zustelleinrichtung auf, so dass ein Fügespalt der Breite kleiner/gleich 1 μm der Fügeverbindung vorhanden ist. Weiterhin umfasst die Einrichtung einen hochrepetierenden Ultrakurzpulslaser mit über die Länge des Fügespaltes und damit der sich ausbildenden Fügeverbindung mittels einer Einrichtung im Strahlengang nach dem Ultrakurzpulslaser geführten Laserstrahlen mit einer Pulsdauer kleiner/gleich 20 ps und einer Wiederholrate gleich/größer 500 kHz und einer Fokussieroptik im Strahlengang nach dem Ultrakurzpulslaser, so dass wenigstens ein Mikrokörper und/oder mindestens eine Dünnschicht auf eine Temperatur größer als die Schmelztemperatur des jeweiligen Materials so erwärmt wird, dass in Abhängigkeit der Verfahrgeschwindigkeit des Laserstrahls über den Fügespalt und der mittleren Leistung des Lasers mehr Material eines Bereichs der Mikrokörper, der Dünnschichten oder des Mikrokörpers und der Dünnschicht als Bereich der Fügeverbindung schmilzt als verdampft und sich die Mikrokörper oder die Dünnschichten oder der Mikrokörper und die Dünnschicht stoffschlüssig verbinden. Mit Verwendung hochrepetierender Ultrakurzpulslaser kann der Aufnehmer eines Beschleunigungssensors als Mikrosystem realisiert werden. Dazu wird zum stoffschlüssigen Verbinden von Dünnschichten an benachbart zueinander angeordneten und beweglichen Mikrokörpern, wobei eine Dünnschicht die Oberfläche eines ersten Mikrokörpers in Richtung des zweiten Mikrokörpers überragt, in Verbindung mit beabstandet zueinander angeordneten und mit einer Spannungsquelle verbundenen Elektroden eines Mikrosystems, so dass die den ersten Mikrokörper überragende Mikroschicht die Mikroschicht des zweiten Mikrokörpers bereichsweise überdeckt, der hochrepetierende Ultrakurzpulslaser verwendet, so dass sich der den ersten Mikrokörper überragende Bereich der Dünnschicht mit dem durch diesen Bereich überlappten Bereich der Dünnschicht des zweiten Mikrokörpers verbindet, der Abstand der Elektroden zueinander verkleinert ist und die Empfindlichkeit des Mikrosystems gegenüber der nicht miteinander verbundenen Mikrokörper größer ist. Die Elektroden können dazu jeweils kammartig ausgeführt sein, wobei die Zinken ineinandergreifen.
Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass man entgegen der Lehrmeinung mit ultrakurzen Pulsen auch nichttransparente Materialien schweißen kann. Dazu muss man einerseits die Intensität begrenzen, so dass nicht das gesamte bestrahlte Gebiet verdampft wird, und anderseits die applizierte Streckenenergie genügend hoch wählen. Dies geschieht durch den Einsatz hochrepetierender Laserquellen. Damit lassen sich extrem hoch aufgelöste Mikroschweißnähte erzeugen, sogar an dünnen Schichten.
Zum Erwärmen wird dazu wenigstens eines Mikrokörpers und/oder mindestens einer Dünnschicht jeweils von der Verbindung weg mit einer Länge kleiner 50 um auf eine Temperatur größer als die Schmelztemperatur und kleiner als die Verdampfungstemperatur des jeweiligen Materials durch Bestrahlen eines Fügespaltes der Breite kleiner/gleich 10 μm der Fügeverbindung ein ultrakurzer, gepulster und hochrepetierender Laserstrahl des hochrepetierenden Ultrakurzpulslasers mit einer Pulsdauer kleiner/gleich 20 ps und einer Wiederholrate gleich/größer 500 kHz verwendet, so dass sich die Mikrokörper oder die Dünnschichten oder der Mikrokörper und die Dünnschicht stoffschlüssig verbinden. Der Bereich der Fügeverbindung kann dazu eine Breite von kleiner 10 μm aufweisen. Natürlich können die Körper mit der Dünnschicht selbst auch Mikrokörper mit der Dünnschicht sein.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2, 3, 6 bis 8, 10 und 11 angegeben.
Mindestens ein Körper oder eine Dünnschicht besteht nach den Weiterbildungen der Patentansprüche 2 und 7 aus einem gegenüber dem Laserstrahl nichttransparenten Material. Das kann ein Metall, Kohlenstoff, ein Halbleiter oder eine Keramik sein.
Der Fügespalt ist nach den Weiterbildungen der Patentansprüche 4 und 8 als ein Stumpfstoß, Überlappstoß, Parallelstoß, T-Stoß oder Eckstoß ausgebildet.
Nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 5 ist eine den Laserstrahl über die Fügeverbindung führende Einrichtung ein Scanner im Strahlengang nach dem Ultrakurzpulslaser angeordnet.
Die Brennweite der Fokussieroptik ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 6 kleiner/gleich 30 mm.
Nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 10 wird zum stoffschlüssigen Verbinden von Dünnschichten an benachbart zueinander angeordneten und beweglichen Mikrokörpern, wobei eine Dünnschicht die Oberfläche eines ersten Mikrokörpers in Richtung des zweiten Mikrokörpers überragt, in Verbindung mit beabstandet zueinander angeordneten und mit einer Spannungsquelle verbundenen Elektroden eines Mikrosystems, so dass die den ersten Mikrokörper überragende Dünnschicht die Dünnschicht des zweiten Mikrokörpers bereichsweise überdeckt, der hochrepetierende Ultrakurzpulslaser verwendet, so dass sich der den ersten Mikrokörper überragende Bereich der Dünnschicht mit dem durch diesen Bereich überlappten Bereich der Dünnschicht des zweiten Mikrokörpers verbindet, der Abstand der Elektroden zueinander verkleinert ist und die Empfindlichkeit des Mikrosystems gegenüber der nicht miteinander verbundenen Mikrokörper größer ist.
Nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 11 wird zum stoffschlüssigen Verbinden eines ersten Mikrokörpers als Körper mit einer Dünnschicht und eines benachbart und beabstandet angeordneten und beweglichen zweiten Mikrokörpers als Körper, wobei die Dünnschicht die Oberfläche des ersten Mikrokörpers in Richtung des zweiten Mikrokörpers überragt, in Verbindung mit beabstandet zueinander angeordneten und mit einer Spannungsquelle verbundenen Elektroden eines Mikrosystems, so dass die den ersten Mikrokörper überragende Dünnschicht einen Bereich des zweiten Mikrokörpers bereichsweise überdeckt, der hochrepetierende Ultrakurzpulslaser verwendet, so dass sich der den ersten Mikrokörper überragende Bereich der Dünnschicht mit dem durch diesen Bereich überlappten Bereich des zweiten Mikrokörpers verbindet, der Abstand der Elektroden zueinander verkleinert ist und die Empfindlichkeit des Mikrosystems gegenüber der nicht miteinander verbundenen Mikrokörper größer ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen jeweils prinzipiell dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen
1 miteinander zu verbindende und verbundene Mikrokörper mit Dünnschichten,
2 miteinander zu verbindende und verbundene Mikrokörper, wobei ein Mikrokörper eine Dünnschicht besitzt,
3 Mikrokörper in Verbindung mit Elektroden.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum stoffschlüssigen Verbinden von Mikrokörpern oder von auf Körpern angeordneten Dünnschichten 2 oder von einem Mikrokörper 1 mit einer auf einem Körper angeordneten Dünnschicht 2 werden im folgenden Ausführungsbeispiel zusammen näher erläutert. Die Körper können natürlich auch Mikrokörper 1 sein.
Eine Einrichtung besteht im Wesentlichen aus einer Zustelleinrichtung für die Mikrokörper 1 und/oder Körper mit den Dünnschichten, einem hochrepetierenden Ultrakurzpulslaser, einer den Laserstrahl über die Fügeverbindung 3 führenden Einrichtung und einer Fokussieroptik im Strahlengang nach dem Ultrakurzpulslaser.
Es zeigen die
1 miteinander zu verbindende und verbundene Mikrokörper 1 mit Dünnschichten 2 und
2 miteinander zu verbindende und verbundene Mikrokörper 1, wobei ein Mikrokörper eine Dünnschicht 2 besitzt,
jeweils in prinzipiellen Darstellungen.
Die 1a und 2a zeigen jeweils die Mikrokörper 1 in einer prinzipiellen Draufsicht und die 1b und 2b die jeweilige Verbindung in einer prinzipiellen Seitenansicht.
Ein Wafer mit bewegbaren mikrosystemtechnischen Elementen von Mikrosystemen, sogenannten MEMS, befindet sich auf einem Positioniertisch. Elemente sind als Körper oder Mikrokörper 1 mit dünnen metallischen Schichten 2 aus Aluminium mit einer Dicke von 1 μm versehen. Die mikrosystemtechnischen Mikrokörper 1 werden von außen mittels elektrischer Spannung oder mechanisch mittels Mikrogreifer so zugestellt, dass ein minimaler Fügespalt mit einer Breite kleiner 1 μm, insbesondere kleiner 300 nm, entsteht. Bei der Zustellung mittels einer elektrischen Spannung werden die Halteelemente der Mikrokörper 1 oder der Mikrokörper 1 mit den Dünnschichten 2 oder jeweils die Mikrokörper 1 selbst mit einer Spannung beaufschlagt, so dass ein elektrisches Feld vorhanden ist. Das Halten der Mikrokörper 1 erfolgt durch Reibung, Adhäsion, elektrostatische Anziehung und/oder Stoffwanderung. Die Zustellung erfolgt elektrostatisch.
Zur Erzeugung der stoffschlüssigen Verbindung der Mikrokörper 1 und/oder der Dünnschichten 2 wird der fokussierte Laserstrahl über einen bekannten Bewegungsmechanismus, beispielsweise einem Scanner, bewegt. Der Ultrakurzpulslaser kann ein hochrepetierender Femtosekunden-Laser sein. Ein derartiger Laser mit einer Pulsenergie von 100 nJ erzeugt bei einer Pulsdauer von 180 fs und einem Fokusdurchmesser von 11 μm eine Spitzenintensität von ungefähr 2·10¹² W/cm². Durch eine Repetitionsrate von 1 MHz besitzt der Laser im Fügeprozess eine mittlere Leistung von 100 mW. Bei einer Verfahrgeschwindigkeit von 100 mm/s entsteht eine Streckenenergie von 10 J/m, die zum Erwärmen der Materialien am Fügespalt bis zum Schmelzen geeignet ist. Während der Einwirkung der Pulse wird die Oberfläche bis oberhalb der Schmelztemperatur so erwärmt, dass mehr Material schmilzt als verdampft. Die Wirkung ist dabei ähnlich wie bei dem bekannten Tiefschweißverfahren. Es entsteht eine stoffschlüssige Mikrofügenaht zwischen den dünnen Mikrokörpern 1 mit einer Breite von jeweils 5 μm und/oder den Dünnschichten mit einer Schichtdicke von 1 μm. Die Mikrofügenaht weist in beiden Fällen eine Breite kleiner 10 μm, beispielsweise 7 μm, auf.
In einer Ausführungsform können sich Dünnschichten 2 aus Kupfer mit einer Dicke von 600 nm wenigstens bereichsweise überlappen. Durch Anwenden der gleichen Einrichtung und des gleichen Verfahrens mit den gleichen Parametern entsteht ebenfalls eine stoffschlüssige Fügeverbindung 3 mit einer Breite von 5 μm.
Dabei werden die sich überlappenden Bereiche der Dünnschichten 2 mit dem Laserstrahl beaufschlagt, so dass sich Bereiche der Dünnschichten 2 durch Schmelzen miteinander verbinden. Damit sind auch die die Dünnschichten 2 aufweisenden Mikrokörper 1 über die Dünnschichten 2 miteinander verbunden.
Die 3 zeigt Mikrokörper 1 in Verbindung mit Elektroden 4 in einer prinzipiellen Darstellung.
Dabei zeigen die 3a Mikrokörper 1 und Elektroden 4 vor der Verbindung und die 3b Mikrokörper 1 und Elektroden 4 nach der Verbindung der Mikrokörper 1 jeweils in prinzipiellen Darstellungen.
Die Mikrokörper 1 können in einer Ausführungsform dazu die Bestandteile eines Aufnehmers eines Beschleunigungssensors sein. Sie weisen eine Breite von jeweils 5 μm auf. In Verbindung mit Elektroden 4 werden diese beabstandet zueinander angeordnet hergestellt. Dazu kann ein bekanntes Ätzverfahren für das Material der Mikrokörper 1 einschließlich der Elektroden 4 angewandt werden. Zur Erhöhung der Empfindlichkeit durch Verkleinerung des Abstands der Elektroden 4 zueinander, werden die Mikrokörper 1 miteinander verbunden.
In einer ersten Ausführungsvariante können diese Dünnschichten 2 aufweisen, wobei eine erste Dünnschicht 2a den ersten Mikrokörper 1a in Richtung des zweiten Mikrokörpers 1b überragt. Durch Anlegen einer Spannung werden die beweglichen und die Elektroden 4 aufweisenden Mikrokörper 1 zueinander bewegt, wobei der überragende Bereich der ersten Dünnschicht 2a die Dünnschicht 2b des zweiten Mikrokörpers 1b bereichsweise überlappt. Die 1 zeigt prinzipiell eine derartige Verbindung.
In einer zweiten Ausführungsvariante weist einer dieser Mikrokörper als erster Mikrokörper 1a eine Dünnschicht 2 auf, die den ersten Mikrokörper 1a in Richtung des zweiten Mikrokörpers 1b überragt. Durch Anlegen einer Spannung werden die beweglichen und die Elektroden 4 aufweisenden Mikrokörper 1 zueinander bewegt, wobei der überragende Bereich der Dünnschicht 2 den zweiten Mikrokörper 1b bereichsweise überlappt. Die 2 zeigt prinzipiell eine derartige Verbindung.
Durch erfindungsgemäße Beaufschlagung dieser Bereiche der Ausführungsvarianten mit den Laserstrahlen des Ultrakurzpulslasers werden die Materialien der Dünnschichten 2 oder der Dünnschicht 2 und des zweiten Mikrokörpers 1b bereichsweise erwärmt, wobei sich die Schmelzen miteinander verbinden. Zur Verkleinerung des Abstands der Elektroden 4 zueinander ist natürlich der Abstand der Mikrokörper 1 kleiner als der Abstand der Elektroden 4 vor der Verbindung der Mikrokörper 1. Diese Abstände bestimmen den zu erzielenden Abstand der Elektroden 4 nach der Verbindung der Mikrokörper 1.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006042280 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum stoffschlüssigen Verbinden von Mikrokörpern oder von auf Körpern angeordneten Dünnschichten oder von einem Mikrokörper mit einer auf einem Körper angeordneten Dünnschicht, dadurch gekennzeichnet, dass durch Bestrahlen eines Fügespaltes der Breite kleiner/gleich 1 μm der Fügeverbindung (3) mit einem über die Länge des Fügespaltes (3) geführten, ultrakurzen, gepulsten und hochrepetierenden Laserstrahl eines hochrepetierenden Ultrakurzpulslasers mit einer Pulsdauer kleiner/gleich 20 ps und einer Wiederholrate gleich/größer 500 kHz wenigstens ein Mikrokörper (1) mit einer Breite rechtwinklig zum Fügespalt kleiner 50 μm und/oder mindestens eine Dünnschicht (2) mit einer Schichtdicke kleiner 10 μm auf eine Temperatur größer als die Schmelztemperatur des jeweiligen Materials so erwärmt wird, dass in Abhängigkeit der Verfahrgeschwindigkeit des Laserstrahls über die Fügeverbindung (3) und der mittleren Leistung des Lasers mehr Material eines Bereichs der Mikrokörper (1), der Dünnschichten (2) oder des Mikrokörpers (1) und der Dünnschicht (2) als Bereich der Fügeverbindung schmilzt als verdampft und sich die geschmolzenen Bereiche der Mikrokörper (1) oder der Dünnschichten (2) oder des Mikrokörpers (1) und der Dünnschicht (2) stoffschlüssig verbinden.
Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Körper oder eine Dünnschicht (2) aus einem gegenüber dem Laserstrahl nichttransparenten Material besteht.
Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fügespalt als ein Stumpfstoß, Überlappstoß, Parallelstoß, T Stoß oder Eckstoß ausgebildet ist.
Einrichtung zum stoffschlüssigen Verbinden von Mikrokörpern (1) oder von auf Körpern angeordneten Dünnschichten (2) oder von einem Mikrokörper (1) mit einer auf einem Körper angeordneten Dünnschicht (2), mit – einer die Mikrokörper (1) mit einer Breite rechtwinklig zum Fügespalt kleiner 50 μm und/oder die Körper mit mindestens einer Dünnschicht (2) mit einer Schichtdicke kleiner 10 μm durch Reibung, Adhäsion, elektrostatische Anziehung und/oder Stoffwanderung haltenden und elektrostatisch bewegenden Zustelleinrichtung, so dass ein Fügespalt der Breite kleiner/gleich 1 μm der Fügeverbindung (3) vorhanden ist, – einem hochrepetierenden Ultrakurzpulslaser mit über die Länge der Fügeverbindung (3) mittels einer Einrichtung im Strahlengang nach dem Ultrakurzpulslaser geführten Laserstrahlen mit einer Pulsdauer kleiner/gleich 20 ps und einer Wiederholrate gleich/größer 500 kHz und einer Fokussieroptik im Strahlengang nach dem Ultrakurzpulslaser, so dass wenigstens ein Mikrokörper (1) und/oder mindestens eine Dünnschicht (2) auf eine Temperatur größer als die Schmelztemperatur des jeweiligen Materials so erwärmt wird, dass in Abhängigkeit der Verfahrgeschwindigkeit des Laserstrahls über die Fügeverbindung (3) und der mittleren Leistung des Lasers mehr Material eines Bereichs der Mikrokörper (1), der Dünnschichten (2) oder des Mikrokörpers (1) und der Dünnschicht (2) als Bereich der Fügeverbindung schmilzt als verdampft und sich die Mikrokörper (1) oder die Dünnschichten (2) oder der Mikrokörper (1) und die Dünnschicht stoffschlüssig verbinden.
Einrichtung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die den Laserstrahl über die Fügeverbindung (3) führende Einrichtung im Strahlengang nach dem Ultrakurzpulslaser ein Scanner ist.
Einrichtung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennweite der Fokussieroptik kleiner/gleich 30 mm ist.
Einrichtung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Körper oder eine Dünnschicht (2) aus einem gegenüber dem Laserstrahl nichttransparenten Material besteht.
Einrichtung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Fügespalt als ein Stumpfstoß, Überlappstoß, Parallelstoß, T-Stoß oder Eckstoß ausgebildet ist.
Verwendung hochrepetierender Ultrakurzpulslaser zum stoffschlüssigen Verbinden von Mikrokörpern oder von auf Körpern angeordneten Dünnschichten oder von einem Mikrokörper mit einer auf einem Körper angeordneten Dünnschicht, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erwärmen wenigstens eines Mikrokörpers (1) mit einer Breite rechtwinklig zum Fügespalt kleiner 50 μm und/oder mindestens einer Dünnschicht (2) mit einer Schichtdicke kleiner 10 μm auf eine Temperatur größer als die Schmelztemperatur des jeweiligen Materials durch Bestrahlen eines Fügespaltes der Breite kleiner/gleich 1 μm der Fügeverbindung (3) ein über die Länge des Fügespaltes geführter, ultrakurzer, gepulster und hochrepetierender Laserstrahl des hochrepetierenden Ultrakurzpulslasers mit einer Pulsdauer kleiner/gleich 20 ps und einer Wiederholrate gleich/größer 500 kHz verwendet wird, so dass in Abhängigkeit der Verfahrgeschwindigkeit des Laserstrahls über den Fügespalt und der mittleren Leistung des Lasers mehr Material eines Bereichs der Mikrokörper (1), der Dünnschichten (2) oder des Mikrokörpers (1) und der Dünnschicht (2) als Bereich der Fügeverbindung (3) schmilzt als verdampft und sich die geschmolzenen Bereiche der Mikrokörper (1) oder der Dünnschichten (2) oder des Mikrokörpers (1) und der Dünnschicht (2) stoffschlüssig verbinden.
Verwendung hochrepetierender Ultrakurzpulslaser nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zum stoffschlüssigen Verbinden von Dünnschichten (2) an benachbart zueinander angeordneten und beweglichen Mikrokörpern (1), wobei eine Dünnschicht (2a) die Oberfläche eines ersten Mikrokörpers (1a) in Richtung des zweiten Mikrokörpers (1b) überragt, in Verbindung mit beabstandet zueinander angeordneten und mit einer Spannungsquelle verbundenen Elektroden (4) eines Mikrosystems, so dass die den ersten Mikrokörper (1a) überragende Dünnschicht (2a) die Dünnschicht (2b) des zweiten Mikrokörpers (1b) bereichsweise überdeckt, der hochrepetierende Ultrakurzpulslaser verwendet wird, so dass sich der den ersten Mikrokörper (1a) überragende Bereich der Dünnschicht (2a) mit dem durch diesen Bereich überlappten Bereich der Dünnschicht (2b) des zweiten Körpers (1b) verbindet, der Abstand der Elektroden (4) zueinander verkleinert ist und die Empfindlichkeit des Mikrosystems gegenüber der nicht miteinander verbundenen Mikrokörper (1) größer ist.
Verwendung hochrepetierender Ultrakurzpulslaser nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zum stoffschlüssigen Verbinden eines ersten Mikrokörpers (1a) mit einer Dünnschicht (2) und eines benachbart und beabstandet angeordneten und beweglichen zweiten Mikrokörpers (1b), wobei die Dünnschicht (2a) die Oberfläche des ersten Mikrokörpers (1a) in Richtung des zweiten Mikrokörpers (1b) überragt, in Verbindung mit beabstandet zueinander angeordneten und mit einer Spannungsquelle verbundenen Elektroden (4) eines Mikrosystems, so dass die den ersten Mikrokörper (1a) überragende Dünnschicht (2a) einen Bereich des zweiten Mikrokörpers (1b) bereichsweise überdeckt, der hochrepetierende Ultrakurzpulslaser verwendet wird, so dass sich der den ersten Mikrokörper (1a) überragende Bereich der Dünnschicht (2a) mit dem durch diesen Bereich überlappten Bereich des zweiten Mikrokörpers (1b) verbindet, der Abstand der Elektroden (4) zueinander verkleinert ist und die Empfindlichkeit des Mikrosystems gegenüber der nicht miteinander verbundenen Mikrokörper (1) größer ist.
Mit Verwendung des hochrepetierendes Ultrakurzpulslasers nach den Patentansprüchen 9 und 10 oder 11 realisiertes Mikrosystem mit den die wenigstens eine Dünnschicht und die Elektroden aufweisenden Mikrokörpern, dadurch gekennzeichnet, dass das Mikrosystem ein Aufnehmer eines Beschleunigungssensors ist.