DE10225387B4

DE10225387B4 - Device for substrate treatment by means of laser radiation

Info

Publication number: DE10225387B4
Application number: DE10225387A
Authority: DE
Inventors: Paul Helmut
Original assignee: MLT Micro Laser Tech GmbH
Current assignee: MLT Micro Laser Tech GmbH
Priority date: 2002-06-07
Filing date: 2002-06-07
Publication date: 2007-09-20
Anticipated expiration: 2022-06-08
Also published as: AU2003229661A1; DE10225387A1; WO2003103887A1

Abstract

Vorrichtung zur Substratbehandlung mittels Laserstrahlung, mit einem Drehspiegel (16), durch den ein einfallender Laserstrahl in verschiedene Strahlpfade reflektierbar ist, deren Strahlen so auf das Substrat (10) fokussierbar sind, dass sich für die verschiedenen Strahlpfade unterschiedliche Positionen der betreffenden Foki auf dem Substrat (10) ergeben, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Strahlpfaden eine gemeinsame Fokussierlinse (26) zugeordnet ist, über die die betreffenden Strahlen an den betreffenden Positionen auf das Substrat (10) fokussierbar sind.contraption for substrate treatment by means of laser radiation, with a rotating mirror (16), through which an incident laser beam into different beam paths is reflectable, the rays of which can be focused on the substrate (10) are that up for the different beam paths have different positions of the respective ones Foki on the substrate (10) result, characterized in that at least two beam paths have a common focusing lens (26) is assigned over the beams in question at the positions concerned the substrate (10) are focusable.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Substratbehandlung mittels Laserstrahlung, mit einem Drehspiegel, durch den ein einfallender Laserstrahl in verschiedene Strahlpfade reflektierbar ist, deren Strahlen so auf das Substrat fokussierbar sind, dass sich für die verschiedenen Strahlpfade unterschiedliche Positionen der betreffenden Foki auf dem Substrat ergeben.The The invention relates to a device for substrate treatment by means Laser radiation, with a rotating mirror through which an incident Laser beam is reflected in different beam paths, whose Rays are focused on the substrate, that is different for the different Beam paths different positions of the respective focus on give the substrate.

Derartige Vorrichtungen werden insbesondere zum Bearbeiten von beispielsweise bandförmigen Materialien mittels Laserstrahlung verwendet, wobei das Laserlicht in mehrere quasi-simultane Bearbeitungsstellen aufgeteilt und gleichzeitig aus dem Dauerlicht des Lasers kurze Pulse sehr hoher Frequenz erzeugt werden. Die hohe Pulswiederholungsrate resultiert in entsprechend hohen Bearbeitungsgeschwindigkeiten.such Devices are used in particular for processing, for example band-shaped materials used by laser radiation, the laser light in several split and simultaneous at the same time generated from the continuous light of the laser short pulses of very high frequency become. The high pulse repetition rate results in corresponding high processing speeds.

Trotz des Einsatzes weniger oder lediglich eines einzelnen Lasers ist eine nahezu gleichzeitige Beaufschlagung des Substrats in mehreren Zielgebieten möglich. Die Anwendung mehrerer Laser verbietet sich in der Regel aus Kosten- und Platzgründen. Eine Strahlaufteilung durch so genannte Strahlteiler wäre insoweit von Nachteil, als die resultierenden Teilstrahlen eine entsprechend geringere Intensität aufweise würden, die für bestimmte Bearbeitungsverfahren nicht mehr ausreichend ist. Überdies würden die Teilstrahlen auch eine wechselnde, d.h. jedenfalls unterschiedliche Intensität und/oder räumliche Intensitätsverteilung aufweisen. So ist bei Strahlteilern häufig die unterschiedliche Beeinflussung des Strahlprofils das Hauptproblem, insbesondere bei Verschmutzungen (Strahlgeometrie).In spite of the use of less or only a single laser an almost simultaneous admission of the substrate in several Target areas possible. The use of several lasers usually prohibits and space reasons. A beam splitting by so-called beam splitters would be so far disadvantageous, as the resulting partial beams a corresponding lower intensity would show, the for certain processing methods is no longer sufficient. moreover would the partial beams also an alternating, i. certainly different intensity and / or spatial intensity distribution exhibit. For example, beam splitters often have different effects the beam profile is the main problem, especially in case of contamination (Beam geometry).

Beispielsweise bei der Perforierung von Papier mittels Laserlichtstrahlen ist es zur Erzeugung einer gleichmäßigen Lochgröße und Güte erforderlich, eine bestimmte relativ hohe und gleich bleibende Intensität des die Perforation durchführenden Laserlichtstrahls sicher zu stellen. Eine Strahlteilung wäre somit auch hier wieder ungünstig.For example in the perforation of paper by means of laser light rays it is to produce a uniform hole size and quality required, a certain relatively high and consistent intensity of the Perforation performing Laser beam to ensure. A beam splitting would thus be again unfavorable here.

Bei den bisher üblichen Vorrichtungen der eingangs genannten Art (vgl. z.B. DE-C-2918283) gelangen die nach dem Vereinzelndes Laserlichtes durch das Multiplexerprinzip bzw. den Drehspiegel erhaltenen Einzelstrahlen jeweils über eigens zugeordnete getrennte Umlenkspiegel und eine eigens zugeordnete getrennte Fokussieroptik auf das Substrat, d.h. den Werkstoff. Aufgrund der räumlichen Ausdehnung und des entsprechenden Platzbedarfs der den einzelnen Strahlengängen zugeordneten getrennten Fokussierköpfe ist der minimale Abstand zwischen zwei benachbarten Bearbeitungsspuren nun aber begrenzt. Möchte man beispielsweise zwei Bearbeitungsspuren von Perforationslöchern sehr nahe, beispielsweise in einem Abstand von 1 mm, nebeneinander auf dem bahnförmigen Werkstoff einbringen, so müssen die Fokussier- oder Bearbeitungsköpfe mit einem jeweiligen Durchmesser von z.B. etwa 30 mm zwangsläufig in Bahnlaufrichtung hintereinander angeordnet werden.at the usual Devices of the type mentioned in the introduction (cf., for example, DE-C-2918283) after separating the laser light by the multiplexer principle or the rotating mirror obtained individual beams each have their own associated separate deflection mirror and a specially assigned separate focusing optics on the substrate, i. the material. by virtue of the spatial Expansion and the corresponding footprint of the individual beam paths associated separate focus heads is the minimum distance between but two adjacent processing tracks now limited. You want for example, two processing tracks of perforation holes very close, for example, at a distance of 1 mm, side by side on the web-like To introduce material, so must the focusing or machining heads with a respective diameter from e.g. about 30 mm inevitably be arranged in the web running direction one behind the other.

Sollen beispielsweise Perforationsspuren oder -linien in einem Abstand von beispielsweise 1 mm erzeugt werden, indem z.B. das Laserlicht vor dem Strahlmultiplexer bzw. Drehspiegel entsprechend unterbrochen, d.h. gepulst wird, so hätte dies zur Folge, dass die Unterbrechung der Perforation von Spur zu Spur um den jeweiligen Versatz der betreffenden Fokussierköpfe versetzt ist.Should For example, perforation tracks or lines at a distance of 1 mm, for example, by the laser light interrupted accordingly before the beam multiplexer or rotating mirror, i.e. is pulsed, so would have This results in the interruption of the perforation of track to track offset by the respective offset of the respective Fokussierköpfe is.

Zur Vermeidung dieses Effektes wurde bereits vorgeschlagen, die einzelnen Strahlengänge jeweils über einen jeweiligen, z.B. elektrisch angetriebenen optomechanischen Schalter entsprechend zeitversetzt zu blockieren, womit eine beliebige Unterbrechung eines jeden Einzelstrahls und der jeweils resultierenden Perforationsspur erzielt werden kann (vgl. die nicht vorveröffentlichte DE 101 05 878.0 ).To avoid this effect, it has already been proposed to block the individual beam paths in each case via a respective, eg electrically driven, optomechanical switch with a time delay, whereby any interruption of each individual beam and the respectively resulting perforation track can be achieved (compare the not previously published DE 101 05 878.0 ).

Bei einer aus der DE 195 11 393 A1 bekannten Vorrichtung der eingangs genannten Art gelangt der am Drehspiegel reflektierte Laserstrahl auf ein aus drei einzelnen Sammellinsen bestehendes erstes Linsensystem. Dabei werden die verschiedenen Sammellinsen zeitlich nacheinander vom reflektierten Laserstrahl überstrichen. Hinter jeder der drei Sammellinsen ist jeweils ein Umlenkspiegel angeordnet. Der einfallende Laserstrahl wird durch den Drehspiegel also in drei verschiedene Strahlpfade reflektiert. Jedem dieser drei Strahlpfade ist jeweils eine getrennte Sammellinse zugeordnet. Dabei ist jeder dieser Sammellinsen jeweils ein diffraktives optisches Element vorgeschaltet, durch das der Leserstrahl in zwei Strahlenbündel aufgeteilt wird, die durch die betreffende Sammellinse an zwei verschiedenen Positionen auf das Substrat fokussiert werden.At one of the DE 195 11 393 A1 known device of the type mentioned above, the laser beam reflected at the rotating mirror reaches a first lens system consisting of three individual converging lenses. The different collecting lenses are successively swept by the reflected laser beam. Behind each of the three converging lenses a deflection mirror is arranged in each case. The incident laser beam is thus reflected by the rotating mirror in three different beam paths. Each of these three beam paths is assigned a separate converging lens. In each case, each of these collecting lenses is preceded by a diffractive optical element, by which the reader beam is split into two radiation beams, which are focused by the respective converging lens at two different positions on the substrate.

Ziel der Erfindung ist es, eine verbesserte Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der bei deutlich reduziertem baulichem und steuerungstechnischem Aufwand insbesondere auch seitlich relativ nahe nebeneinander liegende Perforationsspuren mit seitlich ausgerichteten Perforationslöchern auf dem Substrat erzeugt werden können.aim The invention is an improved device of the above to create said type, with the significantly reduced structural and control technical effort especially laterally relative close to each other perforation tracks with laterally aligned perforation can be generated on the substrate.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zumindest zwei Strahlpfaden eine gemeinsame Fokussierlinse zugeordnet ist, über die die betreffenden Strahlen an den betreffenden Positionen auf das Substrat fokussierbar sind.These Task is inventively characterized solved, that at least two beam paths have a common focusing lens is assigned over the beams in question at the positions concerned the substrate can be focused.

Aufgrund dieser Ausbildung können mehrere Bearbeitungsspuren mit nur einer Fokussieroptik quasi-simultan und im wesentlichen ohne geometrischen Versatz in Substratbewegungsrichtung erzeugt werden.Due to this design, multiple processing tracks with only one focusing optics quasi-simultaneously and essentially without geometric offset in the substrate movement direction are generated.

Zwischen dem Drehspiegel und dem Substrat kann wenigstens ein Umlenkspiegel vorgesehen sein. Die Strahlen der eine gemeinsame Fokussierlinse aufweisenden Strahlpfade können also insbesondere über den bzw. die betreffenden Umlenkspiegel auf die gemeinsame Fokussierlinse gelenkt werden.Between the rotating mirror and the substrate can be at least one deflection mirror be provided. The rays of a common focusing lens having beam paths So in particular about the respective deflection mirror or mirrors on the common focusing lens be steered.

Bei einer bevorzugten praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist den eine gemeinsame Fokussierlinse aufweisenden Strahlpfaden überdies eine gemeinsamer Umlenkspiegel zugeordnet, der die auf ihn auftreffenden Strahlen direkt auf die gemeinsame Fokussierlinse lenkt. Den betreffenden Strahlpfaden kann also eine gemeinsame Fokussieroptik zugeordnet sein, die im vorliegenden Fall die gemeinsame Fokussierlinse sowie den gemeinsamen Umlenkspiegel umfasst.at a preferred practical embodiment of the device according to the invention is moreover the beam paths having a common focusing lens associated with a common deflection mirror, which reflects the rays impinging upon it directs to the common focusing lens. The concerned Beam paths can therefore be assigned a common focusing optics be in the present case the common focusing lens as well includes the common deflection mirror.

Zwischen dem Drehspiegel und der gemeinsamen Fokussierlinse kann eine Anordnung von nebeneinander liegenden Sammellinsen vorgesehen sein, die in einem ihrer Brennweite entsprechenden Abstand vom Drehspiegel angeordnet sind.Between the rotating mirror and the common focusing lens, an arrangement be provided by juxtaposed collecting lenses, in arranged a distance corresponding to their focal length from the rotating mirror are.

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform ist in jedem Strahlpfad jeweils ein diesem zugeordneter getrennter Umlenkspiegel vorgesehen, der zwischen dem Drehspiegel und der gemeinsame Fokussierlinse angeordnet ist, um den jeweiligen vom Drehspiegel kommenden Strahl auf die ge meinsame Fokussierlinse bzw. den gemeinsamen Umlenkspiegel zu lenken. Dabei können diese den Strahlpfaden zugeordneten getrennten Umlenkspiegel insbesondere zwischen der Anordnung von nebeneinander liegenden Sammellinsen und der gemeinsamen Fokussierlinse bzw. zwischen der Anordnung von nebeneinander liegenden Sammellinsen und dem gemeinsamen Umlenkspiegel angeordnet sein.at an expedient embodiment in each beam path in each case a separate deflecting mirror associated therewith provided between the rotating mirror and the common focusing lens is arranged to the respective beam coming from the rotating mirror on the common focusing lens or the common deflection mirror to steer. It can these separate beam deflection associated with the deflecting mirror in particular between the arrangement of juxtaposed collecting lenses and the common focusing lens or between the arrangement of adjacent collecting lenses and the common deflection mirror be arranged.

Die Strahlen der eine gemeinsame Fokussierlinse aufweisenden Strahlpfade treten vorzugsweise mit unterschiedlichen Winkeln auf der gemeinsamen Fokussierlinse auf.The Beams of a common focusing lens having beam paths preferably occur at different angles on the common Focusing lens on.

Dabei können zur Erzeugung von unterschiedlichen Bearbeitungsspuren auf dem bewegten Substrat insbesondere die sich in einer zur Substratoberfläche senkrechten und quer zur Substratbewegungsrichtung verlaufende Ebene ergebenden Auftreffwinkel zueinander verschieden sein.there can for generating different processing tracks on the moving substrate in particular, in a vertical to the substrate surface and transverse to the substrate movement direction resulting plane Impact angle to each other be different.

Vorteilhafterweise sind diese Auftreffwinkel zumindest teilweise variabel einstellbar, so dass der resultierende Abstand der Bearbeitungsspuren in der jeweils gewünschten Weise eingestellt werden kann. Dabei ist beispielsweise eine stufenlose oder gestufte Einstellung der Auftreffwinkel denkbar.advantageously, these angles of incidence are at least partially variably adjustable, so that the resulting distance of the machining tracks in the respective desired Way can be set. Here, for example, a stepless or stepped adjustment of the impact angle conceivable.

Alternativ oder zusätzlich können über die sich in einer zur Substratoberfläche senkrecht und in Substratbewegungsrichtung verlaufenden Ebene ergebenden Auftreffwinkel insbesondere auch die Bearbeitungspositionen in Substratbewegungsrichtung variabel einstellbar sein. Über die betreffenden Auftreffwinkel kann also insbesondere der zeitliche Versatz sowie der durch die Substratbewegung bedingte Versatz der Strahlen der verschiedenen Strahlpfade so kompensiert werden, dass sich quer zur Substratbewegungsrichtung nebeneinander liegende Arbeitspositionen ergeben. Es ist somit beispielsweise eine genaue Nebeneinanderlage von Perfo rationslöchern zweier oder mehrerer benachbarter Perforationsspuren möglich.alternative or additionally can over that yourself in one to the substrate surface perpendicular and extending in the substrate movement direction level Impact angle in particular the processing positions variable in substrate movement direction be adjustable. about the relevant impact angle can thus in particular the temporal Offset and caused by the substrate movement offset the Rays of the different beam paths are compensated so that Transverse to the direction of substrate movement adjacent work positions result. It is thus for example an exact juxtaposition of Perfo rationslöchern two or several adjacent perforation tracks possible.

Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist zur Einstellung der Auftreffwinkel zumindest ein Teil der Umlenkspiegel entsprechend variabel einstellbar. Die betreffenden Umlenkspiegel können dazu z.B. entsprechend geschwenkt oder verkippt und/oder parallel verschoben werden.According to one preferred practical embodiment the device according to the invention is at least a part of the deflection mirror for adjusting the angle of impact according to variably adjustable. The relevant deflection mirrors can to e.g. correspondingly pivoted or tilted and / or parallel be moved.

Vorteilhafterweise sind Mittel für eine jeweilige vorübergehende Unterbrechung der Strahlung vorgesehen.advantageously, are means for a respective temporary Interruption of the radiation provided.

Dabei können insbesondere Mittel für eine jeweilige vorübergehende Unterbrechung des einfallenden Laserstrahls vorgesehen sein. In diesem Fall ergibt sich also jeweils eine vorgelagerte Laserlichtunterbrechung. Dabei können die Unterbrechungszeiten insbesondere variabel einstellbar sein.there can in particular funds for a respective temporary Interruption of the incident laser beam may be provided. In In this case, an upstream laser light interruption thus results in each case. It can the interruption times in particular be variably adjustable.

Zur Perforation von beispielsweise Zigarettenmundstückpapier können also z.B. zwei, drei oder vier, erforderlichenfalls auch mehr, Einzelstrahlen im Bereich eines gemeinsamen Bearbeitungskopfes zusammengeführt werden, um eine Perforation mit einer entsprechenden Anzahl von Perforationsreihen zu erhalten. Wird nun beispielsweise das von außen zugeführte Laserlicht unterbrochen oder gepulst, wird entsprechend die Perforation unterbrochen, wobei die genannten Perforationsspuren die Unterbrechung zumindest im wesentlichen direkt nebeneinander aufweisen. Ein Vorteil einer solchen Ausführungsform besteht darin, dass beliebige Tastverhältnisse, d.h. beliebig unregelmäßige Unterbrechungen erzeugt werden können.to Perforation of, for example, cigarette mouth paper can thus e.g. two, three or four, if necessary, more, single rays in the area of a common Machining head merged be a perforation with an appropriate number of To get perforation rows. Now, for example, that of externally supplied laser light interrupted or pulsed, the perforation is interrupted accordingly, said perforation tracks interrupting at least have substantially directly next to each other. An advantage of one such embodiment is that any duty cycle, i. generates any irregular interruptions can be.

Um zu vermeiden, dass während des Ein- und Ausschaltens der Laserquelle durch ein eventuelles unkontrolliertes Überschwingen oder langsames Abklingen der Laserleistung Ungenauigkeiten bei der Perforation auftreten, ist gemäß einer bevorzugten praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung der Fächerwinkel des Drehspiegels größer gewählt, als dies zum Überstreichen der Strahlpfade erforderlich ist. Die Laserquelle kann somit während der sich ergebenden Überhangzonen ein- bzw. ausgeschaltet werden.In order to prevent inaccuracies in the perforation occurring during the switching on and off of the laser source by a possible uncontrolled overshoot or slow decay of the laser power, is in accordance with a preferred practical embodiment of the invention selected according to the apparatus of the fan angle of the rotating mirror greater than is required for sweeping the beam paths. The laser source can thus be turned on or off during the resulting overhang zones.

Soll insbesondere auch bei einem Dauerbetrieb des Lasers für eine entsprechende Strahlungsunterbrechung gesorgt werden, so kann gemäß einer zweckmäßigen praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung beispielsweise ein Teil der Spiegelflächen des Drehspiegels gekrümmt sein, um den einfallenden Laserstrahl aufzuweiten und entsprechend zu schwächen.Should especially during continuous operation of the laser for a corresponding Radiation interruption can be taken, so may according to a convenient practical embodiment the device according to the invention For example, a part of the mirror surfaces of the rotating mirror to be curved to expand the incident laser beam and weaken accordingly.

Um eine möglichst starke Aufweitung und entsprechend starke Schwächung des einfallenden Laserstrahls zu erreichen, sind gemäß einer bevorzugten praktischen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung die betreffenden Spiegelflächen jeweils sowohl in Umfangsrichtung und/oder in Axialrichtung des Drehspiegels sphärisch oder nicht sphärisch gekrümmt. Ist als Drehspiegel beispielsweise ein Polygon-Drehspiegel vorgesehen, so können die gekrümmten Spiegelflächen im zur Drehachse senkrechten Querschnitt betrachtet beispielsweise eine Kontur besitzen, die jeweils entlang eines zur Drehachse konzentrischen Kreises verläuft. Dabei kann der Außenradius beispielsweise der Schlüsselweite des Polygons entsprechen. Die weitere Krümmung in Axialrichtung dient der weiteren Aufweitung und Abschwächung, wodurch der reflektierte Strahl praktisch unwirksam wird. Das betreffende Polygon kann also beispielsweise sektorenweise zylindrische Abschnitte besitzen, die in Axialrichtung zusätzlich eine Verrundung besitzen.Around one possible strong expansion and correspondingly strong attenuation of the incident laser beam to reach are according to one preferred practical embodiment of the device according to the invention the relevant mirror surfaces respectively both in the circumferential direction and / or in the axial direction of the rotating mirror spherical or not spherical curved. If, for example, a polygonal rotating mirror is provided as a rotating mirror, so can the curved ones mirror surfaces considered in the vertical axis to the axis of rotation, for example have a contour, each along a concentric to the axis of rotation Circle runs. Here, the outer radius for example, the wrench size of Polygons match. The further curvature in the axial direction is used the further widening and weakening, causing the reflected Beam is practically ineffective. The polygon in question can therefore For example, have sector-wise cylindrical sections, the in the axial direction in addition have a rounding.

Ein betreffendes Polygon kann also beispielsweise einen oder mehrere Abschnitte aufweisen, in denen gekrümmte Bereiche entsprechende Aussetzer in der Perforation erzeugen, während die restlichen Spiegelflächen oder Facetten konventionell plan bearbeitet sind und eine normale Anordnung von Perforationslöchern ergeben.One For example, the polygon in question may be one or more Have sections in which curved areas corresponding misfires in the perforation while producing the remaining mirror surfaces or facets are conventionally planed and a normal one Arrangement of perforation holes result.

Ein Vorteil einer solchen Ausführungsform mit gekrümmten Spiegelflächen besteht darin, dass keine Probleme mit Laserschaltflanken auftreten.One Advantage of such an embodiment with curved mirror surfaces is that there are no problems with laser switching edges.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vor dem Drehspiegel und/oder in wenigstens einem der Strahlpfade zwischen dem Drehspiegel und der gemeinsamen Fokussierlinse ein optomechanischer Schalter vorgesehen, durch den die die Strahlung unterbrechbar ist. Ein Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass anders als bei den Ausführungsformen mit Spiegelflächen unterschiedlicher Neigung oder mit teilweise gekrümmten Spiegelflächen kein festes Tastverhältnis und auch keine geometrischen Unterbrechungen mehr vorliegen und überdies die jeweilige Unterbrechung auch nicht mehr von der Polygondrehzahl abhängig sind. Ein Strahlschalter vor dem Drehspiegel oder Polygon kann insbesondere als Pulseinrichtung dienen, über die der Primärstrahl variabel unterbrechbar ist. Der Einsatz eines Strahlschalters nach dem Drehspiegel in Kombination mit der geometrischen Entzerrung macht insbesondere dann Sinn, wenn mehrere Module oder Fokussierköpfe zeitlich unterschiedlich unterbrochen werden sollen. Für diese Variante könnte dann der mechanisch einstellbare Längenausgleich entfallen.According to one further advantageous embodiment the device according to the invention is in front of the rotating mirror and / or in at least one of the beam paths between the rotating mirror and the common focusing lens Optomechanical switch provided by which the radiation is interruptible. An advantage of this embodiment is that unlike the embodiments with mirror surfaces different inclination or with partially curved mirror surfaces no solid duty cycle and there are no more geometric breaks and moreover the respective interruption no longer from the polygon speed dependent are. A beam switch in front of the rotating mirror or polygon can in particular as Pulseinrichtung serve over the primary beam variable is interruptible. The use of a beam switch after the rotating mirror in combination with the geometric equalization makes in particular then Sense if several modules or focusing heads differ in time should be interrupted. For this variant could then omitted the mechanically adjustable length compensation.

Zur Absorption der aus den Strahlpfaden herausgelenkten Strahlung bzw. Strahlungsanteilen ist vorteilhafterweise wenigstens ein Absorber vorgesehen. So kann beispielsweise beiderseits der Anordnung von nebeneinander liegenden Sammellinsen jeweils wenigstens ein Absorber vorgesehen sein.to Absorption of the radiation directed out of the beam paths or Radiation components is advantageously at least one absorber intended. For example, on both sides of the arrangement of adjacent collecting lenses in each case at least one absorber be provided.

Zweckmäßigerweise ist eine insbesondere frei programmierbare Ansteuerelektronik vorgesehen, über die insbesondere die Auftreffwinkel, mit denen die Strahlen auf die gemeinsame Fokussierlinse auftreffen, entsprechenden einstellbar sind bzw. die Strahlung entsprechend unterbrechbar ist.Conveniently, a particular freely programmable control electronics is provided via the in particular the angle of incidence with which the rays on the common focusing lens impinge, corresponding adjustable are or the radiation is interrupted accordingly.

Je nach der Anzahl von Bearbeitungs- oder Perforationsspuren kann es von Vorteil sein, wenn mehrere jeweils eine zumindest zwei Strahlpfaden gemeinsame Fokussierlinse und gegebenenfalls einen gemeinsamen Umlenkspiegel umfassende Bearbeitungseinheiten vorgesehen sind.ever according to the number of processing or perforation traces it can be advantageous if several each have at least two beam paths common Focusing lens and optionally a common deflection mirror comprehensive processing units are provided.

Ist es also beispielsweise erforderlich, zwei oder mehrere solcher z.B. aus jeweils 2, 3, 4 Perforationsspuren bestehende und gegebenenfalls unterbrechbare Perforationszonen zu erzeugen, so kann wenigstens ein weiteres entsprechendes Modul hinzugefügt werden. Ein solches weiteres Modul kann außer einer weiteren für die betreffenden zusätzlichen Strahlpfade gemeinsamen Fokussierlinse und gegebenenfalls einem gemeinsamen Umlenkspiegel beispielsweise auch eine weitere Strahlmultiplexeranordnung bzw. einen weiteren Drehspiegel umfassen, der eine entsprechende Anzahl weiterer Strahlpfade bereitstellt. Eine solche weitere Strahlmultiplexeranordnung ist jedoch nicht zwingend.is for example, it is necessary to have two or more such e.g. each consisting of 2, 3, 4 perforation tracks and optionally can produce interruptible perforation zones, so at least another corresponding module will be added. Such another Module can except another for the additional ones in question Beam paths common focusing lens and optionally one common deflection mirror, for example, a further beam multiplexer arrangement or a further rotating mirror comprising a corresponding Number of other beam paths provides. Such a further beam multiplexer arrangement is not mandatory.

Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Bearbeitungseinheiten in Substratbewe gungsrichtung relativ zueinander verstellbar. Dazu können beispielsweise eine oder mehrere z.B. mechanisch oder elektrisch antreibbare Verstelleinrichtungen vorgesehen sein.According to one preferred practical embodiment the device according to the invention are the processing units in Substratbewe supply direction relative to each other adjustable. Can do this for example one or more e.g. mechanically or electrically be provided drivable adjustment.

Die Bearbeitungseinheiten können wieder über eine insbesondere frei programmierbare Ansteuerelektronik entsprechend verstellbar sein.The Machining units can again over a particular freely programmable control electronics accordingly be adjustable.

Von Vorteil ist insbesondere, wenn die Bearbeitungseinheiten in Abhängigkeit von der Substratgeschwindigkeit und gegebenenfalls der Wiederholfrequenz der Strahlpfadunterbrechungen relativ zueinander so verstellbar sind, dass ein sich in Substratbewegungsrichtung ergebender jeweiliger Versatz zwischen den Bearbeitungspositionen und/oder Unterbrechungen zumindest im wesentlichen kompensiert wird.From Advantage is especially when the processing units in dependence from the substrate speed and optionally the repetition frequency the beam path interruptions relative to each other so adjustable are that a respective one resulting in substrate movement direction Offset between machining positions and / or breaks is at least substantially compensated.

Sollen also beispielsweise zwei oder mehrere Perforationszonen, die mittels zweier oder mehrerer entsprechender Module erzeugt werden, die gewünschte Unterbrechung der Perforation ebenfalls geometrisch zumindest im wesentlichen nebeneinander aufweisen, können das zweite oder weitere Module eine beispielsweise mechanisch oder elektrisch angetriebene Verstelleinrichtung für eine Verstellung in Substratbewegungsrichtung besitzen. Es kann somit in Abhängigkeit von der Substratgeschwindigkeit und der Wiederholfrequenz der Unterbrechung der Versatz zwischen den einzelnen Bearbeitungseinheiten oder -köpfen ausgeglichen werden. Der betreffende Versatz ergibt sich daraus, dass mehrere Bearbeitungsköpfe einen erheblichen Mindestabstand zwischen den betreffenden Bearbeitungspositionen mit sich bringen.Should So for example two or more perforation zones by means of two or more corresponding modules are generated, the desired interruption the perforation also geometrically at least substantially can side by side the second or further modules, for example mechanically or electrically driven adjusting device for an adjustment in the substrate movement direction have. It can thus be dependent from the substrate speed and the refresh rate of the interruption the offset between the individual processing units or heads is balanced become. The difference in question arises from the fact that several processing heads a considerable minimum distance between the relevant machining positions to bring oneself.

Zur Stabilisierung des Substrates können auf dessen seiner Bearbeitungsseite gegenüberliegenden Seite beispielsweise Laufrollen vorgesehen sein, wobei diese Laufrollen vorzugsweise verstellbar, d.h. z.B. verschieb bar oder versetzbar, und vorzugsweise in Bereichen außerhalb der jeweiligen Bearbeitungsposition angeordnet sind. Diese Laufrollen sollten also nicht mit Laserlicht beaufschlagt werden und sollten daher nicht direkt unter der Bearbeitungsstelle liegen.to Stabilization of the substrate can on the opposite side of its processing page, for example Rollers be provided, these rollers preferably adjustable, i. e.g. shift bar or displaceable, and preferably in Areas outside the respective processing position are arranged. These rollers So should not be charged with laser light and should Therefore, do not lie directly under the processing station.

Der einfallende Laserstrahl kann insbesondere durch eine Linse auf den Drehspiegel fokussiert werden.Of the incident laser beam can in particular by a lens on the Turning mirror to be focused.

Als Drehspiegel kann insbesondere ein Polygon-Drehspiegel vorgesehen sein. Mit einem solchen Polygon-Drehspiegel mit entsprechend vielen Spiegelflächen oder Facetten und hoher Drehzahl können relativ hohe Frequenzen erreicht werden, so dass beispielsweise beim Einsatz der Vorrichtung zur Perforation von Zigarettenpapier der die Geschwindigkeit bestimmende Schritt nicht mehr die Perforationsfrequenz, sondern die technisch realisierbare Papiervorschubgeschwindigkeit ist. Es ist lediglich ein drehendes Teil, nämlich der Polygon-Drehspiegel erforderlich, um die hohen Zerhackungsfrequenzen zu erreichen.When Rotating mirror can be provided in particular a polygonal rotating mirror be. With such a polygonal rotating mirror with a corresponding number mirror surfaces or facets and high speed can be relatively high frequencies be achieved, so that for example when using the device for perforating cigarette paper the speed determining Step no longer the perforation frequency, but the technical realizable paper feed speed is. It's just a rotating part, namely The polygonal rotating mirror required the high chopping frequencies to reach.

Die Linsen, zwischen denen der Drehspiegel angeordnet ist, können z.B. sphärische und/oder zylindrische Sammellinsen sein. Dabei besitzen sphärische Linsen den Vorteil, dass die benötigte Reflektionsfläche/-breite auf dem Polygon und damit das Gewicht und entsprechend die Massenträgheit klein gehalten werden können.The Lenses between which the rotating mirror is disposed may be e.g. spherical and / or cylindrical collecting lenses. It has spherical lenses the advantage that the needed Reflection surface / width on the polygon and thus the weight and correspondingly the inertia small can be kept.

Der oben genannte Einsatz gekrümmter Spiegelflächen ist auch für sich betrachtet, d.h. insbesondere auch unabhängig von der Verwendung einer gemeinsamen Fokussierlinse bzw. einer gemeinsamen Fokussieroptik von erfindungswesentlicher Bedeutung. So schafft die Erfindung insbesondere auch eine Vorrichtung zur Substratbehandlung mittels Laserstrahlung, mit einem Drehspiegel, durch den ein einfallender Laserstrahl in verschie dene Strahlpfade reflektierbar ist, deren Strahlen so auf das Substrat fokussierbar sind, dass sich für die verschiedenen Strahlpfade unterschiedliche Positionen der betreffenden Foki auf dem Substrat ergeben, wobei diese Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Teil der Spiegelflächen des Drehspiegels gekrümmt ist, um den einfallenden Laserstrahl aufzuweiten und entsprechend zu schwächen. Die betreffenden Spiegelflächen können jeweils in Umfangsrichtung und/oder in Axialrichtung des Drehspiegels sphärisch oder nicht sphärisch gekrümmt sein.Of the above use of curved mirror surfaces is also for considered, i. In particular, regardless of the use of a common Focusing lens or a common focusing optics essential to the invention Importance. Thus, the invention also provides a device in particular for substrate treatment by means of laser radiation, with a rotating mirror, by the incident laser beam in various direct beam paths reflected is whose rays are focused on the substrate so that for the different beam paths have different positions of the respective ones Foki result on the substrate, this device characterized thereby is that part of the mirror surfaces of the rotating mirror curved is to expand the incident laser beam and accordingly to weaken. The relevant mirror surfaces can in each case in the circumferential direction and / or in the axial direction of the rotating mirror spherical or not spherical bent be.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:The Invention will be described below with reference to exemplary embodiments with reference closer to the drawing explains; in this show:

1 eine schematische vereinfachte Darstellung einer Vorrichtung zur Substratbehandlung mittels Laserstrahlung, 1 a simplified schematic representation of a device for substrate treatment by means of laser radiation,

2 eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung gemäß 1, 2 a schematic side view of the device according to 1 .

3 eine schematische Draufsicht der Vorrichtung gemäß 1, 3 a schematic plan view of the device according to 1 .

4 eine mit der der 1 vergleichbare Darstellung der Vorrichtung mit gepulstem Laser und 4 one with the 1 comparable representation of the device with pulsed laser and

5 eine schematische vereinfachte Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung zur Substartbehandlung mittels Laserstrahlung mit zwei Bearbeitungseinheiten. 5 a simplified schematic representation of another embodiment of the device for Substartbehandlung by means of laser radiation with two processing units.

1 zeigt in schematischer vereinfachter Darstellung eine Vorrichtung zur Behandlung eines Substrats 10 mittels Laserstrahlung. Bei dem Substrat 10 kann es sich insbesondere um eine in Richtung L bewegte Materialbahn, z.B. Verpackungsfolie, Papierbahn oder dergleichen, handeln. 1 shows a schematic simplified representation of an apparatus for treating a substrate 10 by means of laser radiation. At the substrate 10 it can in particular be a material web moved in the direction L, for example packaging film, paper web or the like.

Dabei durchläuft der von einem Laser 12 kommende Lichtstrahl eine Eintritts- oder Sammellinse 14, deren Brennpunkt beziehungsweise Strichebene auf einer Fläche eines im Strahlengang hinter der Eintrittslinse 14 angeordneten Polygon-Drehspiegels 16 liegt.It goes through a laser 12 upcoming light beam an entrance or condenser lens 14 , whose focal point or line level on a surface of the beam path behind the entrance lens 14 arranged polygonal Drehspie gels 16 lies.

Der in der 1 dargestellte Polygon-Drehspiegel 16 weist im vorliegenden Fall beispielsweise sechs Spiegelflächen oder Facetten 18 auf. Grundsätzlich ist jedoch auch eine beliebige andere Anzahl von Spiegelflächen 18 möglich. Sie hängt für eine vorgegebene Frequenz auch von der mit dem Polygon-Drehspiegel 16 erreichbaren Drehzahl ab. So verwendet man in der Praxis bei gleichem Polygondurchmesser verschiedene Facettenanzahlen und die gleiche maximale Drehzahl.The Indian 1 illustrated polygonal rotating mirror 16 In the present case, for example, has six mirror surfaces or facets 18 on. In principle, however, is also any other number of mirror surfaces 18 possible. For a given frequency, it also depends on the one with the rotating polygon mirror 16 achievable speed. For example, different facet numbers and the same maximum speed are used in practice for the same polygon diameter.

Bei sich drehendem Polygon-Drehspiegel 16 wird der einfallende, reflektierte Laserstrahl über eine Anordnung 20 von nebeneinander liegenden Sammel- oder Kollimatorlinsen 20₁ –20_n verschwenkt. Trifft der einfallende Laserstrahl auf die nächste Spiegelfläche oder Facette des Polygon-Drehspiegels 16, so springt der reflektierte Strahl zurück und überstreicht von neuem den betreffenden, die Sammellinse 20₁ –20_n umfassenden Winkelbereich.With rotating polygon turning mirror 16 is the incident, reflected laser beam over an array 20 of juxtaposed collection or collimator lenses 20 ₁ - 20 _n pivoted. The incident laser beam strikes the next mirror surface or facet of the rotating polygon mirror 16 , then the reflected beam jumps back and passes over again the relevant, the convergent lens 20 ₁ - 20 _n comprehensive angle range.

Die eine gleiche Brennweite aufweisenden Sammellinsen 20₁ –20_n sind so angeordnet, dass ihr Brennpunkt beziehungsweise ihre Brennebene mit dem Brennpunkt beziehungsweise der Brennebene der Eintrittslinse 14 auf dem Polygon-Drehspiegel 16 ungefähr oder genau zusammenfällt. Das die Sammellinsen 20₁ –20_n verlassende Licht ist daher wieder annähernd parallel gerichtet.The convergent lenses having the same focal length 20 ₁ - 20 _n are arranged so that their focal point or their focal plane with the focal point or the focal plane of the entrance lens 14 on the polygonal rotating mirror 16 roughly or exactly coincide. The collecting lenses 20 ₁ - 20 _n leaving light is therefore again almost parallel.

Die Eintrittslinse 14 und die Sammellinsen 20₁ –20_n können beispielsweise als sphärische und/oder zylindrische Linsen vorgesehen sein.The entrance lens 14 and the collecting lenses 20 ₁ - 20 _n For example, they may be provided as spherical and / or cylindrical lenses.

Die die Linsenanordnung 20 verlassenden Lichtstrahlen werden beim vorliegenden Ausführungsbeispiel über den verschieden Strahlpfaden zugeordnete getrennte Umlenkspiegel 22 auf einen gemeinsamen Umlenkspiegel 24 gelenkt. Im vorliegenden Fall sind z. B. vier Sammellinsen 20₁ –20_n und vier getrennte Umlenkspiegel 22 vorgesehen, so dass sich vier Strahlpfade ergeben, deren Strahlen alle auf den hinter den getrennten Umlenkspiegeln 22 vorgesehenen gemeinsamen Umlenkspiegel 24 auftreffen.The the lens arrangement 20 leaving light beams are in the present embodiment over the different beam paths associated separate deflection mirror 22 on a common deflection mirror 24 directed. In the present case, for. B. four converging lenses 20 ₁ - 20 _n and four separate deflecting mirrors 22 provided so that there are four beam paths whose rays all on the behind the separate deflecting mirrors 22 provided common deflection mirror 24 incident.

Der gemeinsame Umlenkspiegel 24 lenkt die auf ihn auftreffenden Strahlen direkt auf eine den verschiedenen Strahlpfaden gemeinsame Fokussierlinse 26, über die die betreffenden Strahlen an unterschiedlichen Positionen auf das Substrat 10 fokussiert werden. Der einfallende Laserstrahl wird durch den Polygon-Drehspiegel 16 also in z. B. vier verschiedene Strahlpfade reflektiert, deren Strahlen über die gemeinsame Fokussierlinse 26 so auf das Substrat 10 fokussiert werden, dass sich für die verschiedenen Strahlpfade unterschiedliche Positionen der betreffenden Foki auf dem Substrat 10 ergeben.The common deflection mirror 24 directs the rays impinging on it directly onto a focusing lens common to the various beam paths 26 , about which the respective rays at different positions on the substrate 10 be focused. The incident laser beam is transmitted through the polygonal rotating mirror 16 So in z. B. reflected four different beam paths whose rays through the common focusing lens 26 so on the substrate 10 be focused that different positions of the respective foci on the substrate for the different beam paths 10 result.

Wie anhand der 1 zu erkennen ist, können die betreffenden Strahlen so auf die gemeinsame Fokussierlinse 26 auftreffen, dass sich zumindest in einer zur Substratoberfläche 28 senkrechten sowie quer, insbesondere senkrecht zur Bewegungsrichtung L verlaufenden Ebene voneinander verschiedene Auftreffwinkel ergeben. Diese Auftreffwinkel können zumindest teilweise variabel einstellbar sein. Dazu können beispielsweise die getrennten Umlenkspiegel 22 z. B. entsprechend verschwenkt oder ver kippt werden. Über die betreffenden Auftreffwinkel kann somit insbesondere der Abstand a zwischen den jeweiligen Bearbeitungsspuren 30 auf dem Substrat 10 in der gewünschten Weise eingestellt werden. Die jeweilige Einstellung kann beispielsweise über eine insbesondere frei programmierbare Ansteuerelektronik 32 erfolgen.As based on the 1 it can be seen, the respective rays can so on the common focusing lens 26 impinge that at least in one to the substrate surface 28 vertical and transverse, in particular perpendicular to the direction of movement L extending plane yield different angles of incidence. These impact angles can be at least partially variably adjustable. For this example, the separate deflection mirror 22 z. B. swiveled accordingly or tilts ver. In particular, the distance a between the respective machining tracks can therefore be determined via the respective impact angles 30 on the substrate 10 be set in the desired manner. The respective setting can, for example, via a particular freely programmable control electronics 32 respectively.

2 zeigt eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung gemäß 1. Wie anhand dieser 2 zu erkennen ist, können die Strahlen der verschiedenen Strahlpfade überdies so auf der gemeinsamen Fokussierlinse 26 auftreffen, dass sich auch in einer zur Substratoberfläche 28 senkrecht und in Substratbewegungsrichtung L (vgl. auch 1) verlaufenden Ebene für die verschiedenen Strahlen unterschiedliche Auftreffwinkel ergeben. Auch diese Auftreffwinkel können zumindest teilweise wieder variabel einstellbar sein. Über die betreffenden Auftreffwinkel können also entsprechend die Bearbeitungspositionen in Substratbewegungsrichtung L in der gewünschten Weise eingestellt werden. 2 shows a schematic side view of the device according to 1 , As based on this 2 can be seen, the rays of the various beam paths, moreover, so on the common focusing lens 26 impinge that also in a to the substrate surface 28 perpendicular and in the direction of substrate movement L (see also 1 ) level for the different beams give different angles of incidence. These landing angles can also be at least partially variably adjustable again. By means of the respective angles of incidence, the processing positions in the direction of substrate movement L can accordingly be set in the desired manner.

Es ist somit insbesondere auch möglich, über die betreffenden Auftreffwinkel den zeitlichen Versatz sowie den durch die Substratbewegung bedingten Versatz der Strahlen der verschiedenen Strahlpfade so zu kompensieren, dass sich quer, d. h. insbesondere senkrecht, zur Substratbewegungsrichtung L nebeneinander liegende Arbeitspositionen ergeben.It is thus also possible in particular over the relevant impact angle the time offset and the the substrate movement caused offset of the beams of the different beam paths to compensate so that transversely, d. H. in particular vertically, to the substrate movement direction L result in adjacent working positions.

Eine entsprechende Einstellung der Auftreffwinkel kann auch in vorliegendem Fall insbesondere wieder über die Ansteuerelektronik 32 (vgl. 1) erfolgen.A corresponding adjustment of the angle of incidence can also in the present case in particular again via the control electronics 32 (see. 1 ) respectively.

3 zeigt eine schematische Draufsicht der Vorrichtung gemäß 1. In dieser 3 ist nochmals dargestellt, wie durch eine entsprechende Justage der entsprechenden Auftreffwinkel der sich in Substratbewe gungsrichtung L ergebende Fokusversatz z. B. so definiert werden kann, dass der Substratvorschub sowie der zeitliche Versatz kompensiert wird, um anschließend zumindest im wesentlichen nebeneinander liegende Perforationslöcher in dem Substrat 10 zu halten. 3 shows a schematic plan view of the device according to 1 , In this 3 is shown again, as by a corresponding adjustment of the corresponding angle of incidence of the substrate in the direction of movement L yielding focus offset z. B. can be defined so that the substrate feed and the temporal offset is compensated for then at least substantially adjacent perforation holes in the substrate 10 to keep.

Grundsätzlich können auch Mittel für eine jeweilige vorübergehende Unterbrechung der Strahlung vorgesehen sein. Dabei kann beispielsweise eine jeweilige vorübergehende Unterbrechung des einfallenden Laserstrahles und somit eine vorgelagerte Laserlichtunterbrechung vorgesehen sein.In principle, funds may also be available for a respective temporary interruption of the beam be provided. In this case, for example, a respective temporary interruption of the incident laser beam and thus an upstream laser light interruption can be provided.

4 zeigt in schematischer vereinfachter Darstellung eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung zur Substratbehandlung mittels Laserstrahlung mit gepulstem Laser. 4 shows a schematic simplified representation of another embodiment of a device for substrate treatment by means of laser radiation with pulsed laser.

Dabei können, wie beispielsweise anhand dieser 4 zu erkennen ist, in Querrichtung zunächst im Wesentlichen nebeneinander liegende Unterbrechungen 34 in den Bearbeitungs- bzw. Perforationsspuren 30 erzeugt werden. Die Unterbrechungszeiten können beispielsweise variabel einstellbar sein. Eine entsprechende Ansteuerung des Lasers kann beispielsweise wieder über die Ansteuerelektronik 32 (vgl. 1) erfolgen.It can, as for example with reference to this 4 can be seen, in the transverse direction initially substantially adjacent interruptions 34 in the processing or perforation tracks 30 be generated. The interruption times can be variably adjustable, for example. A corresponding control of the laser, for example, again via the control electronics 32 (see. 1 ) respectively.

Der Fächerwinkel des Drehspiegels 16 kann zweckmäßigerweise größer gewählt werden, als dies zum Bestreichen der im vorliegenden Fall beispielsweise vier Strahlpfade erforderlich ist, so dass die Laserquelle während der sich ergebenden Überhangzonen ein- bzw. ausgeschaltet werden kann.The fan angle of the rotating mirror 16 can be suitably chosen to be larger than is required for brushing the example in the present case four beam paths, so that the laser source can be switched on or off during the resulting overhang zones.

Im Übrigen kann diese Vorrichtung zumindest im Wesentlichen einen gleichen Aufbau wie die der 1 besitzen. Einander entsprechenden Teilen sind gleiche Bezugszeichen zugeordnet.Incidentally, this device can at least substantially the same structure as that of 1 have. Corresponding parts are assigned the same reference numerals.

5 zeigt in schematischer vereinfachter Darstellung eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung zur Substratbehandlung mittels Laserstrahlung mit zwei jeweils einen gemeinsamen Umlenkspiegel 24 und eine gemeinsame Fokussierlinse 26 umfassenden Bearbeitungseinheiten oder -köpfen 36, 38. 5 shows a schematic simplified representation of another embodiment of a device for substrate treatment by means of laser radiation with two each a common deflection mirror 24 and a common focusing lens 26 comprehensive machining units or heads 36 . 38 ,

Die beiden Bearbeitungseinheiten 36, 38 sind jeweils wieder z. B. für vier Strahlpfade und entsprechend für vier Bearbeitungs- oder Perforationsspuren 30 vorgesehen. Grundsätzlich kann eine jeweilige Bearbeitungseinheit 36 bzw. 38 jedoch jeweils auch für eine andere Anzahl von Strahlpfaden bzw. Bearbeitungsspuren 30 ausgelegt sein.The two processing units 36 . 38 are each again z. B. for four beam paths and accordingly for four processing or perforation tracks 30 intended. Basically, a respective processing unit 36 respectively. 38 but also for a different number of beam paths or processing tracks 30 be designed.

Während bei der vorliegenden Ausführungsform lediglich zwei solche Bearbeitungseinheiten 36, 38 vorgesehen sind, können grundsätzlich auch mehrere solche Bearbeitungseinheiten eingesetzt werden.While in the present embodiment, only two such processing units 36 . 38 are provided, in principle, several such processing units can be used.

Wie anhand der 5 zu erkennen ist, sind die Bearbeitungseinheiten 36, 38 in Substratbewegungsrichtung L relativ zueinander versetzt. Sie können in Substratbewegungsrichtung L relativ zueinander verstellbar sein. Dazu können beispielsweise eine oder mehrere z. B. mechanisch oder elektrisch angetriebene Verstelleinrichtungen vorgesehen sein. Eine jeweilige Verstellung kann insbesondere wieder über die frei programmierbare Ansteuerelektronik 32 (vgl. auch 1) erfolgen.As based on the 5 it can be seen, are the processing units 36 . 38 in the substrate movement direction L relative to each other. They can be adjustable relative to one another in the direction of substrate movement L. For example, one or more z. B. mechanically or electrically driven adjusting devices may be provided. A particular adjustment can in particular again on the freely programmable control electronics 32 (see also 1 ) respectively.

Im vorliegendem Fall ist eine Anordnung 20 von beispielsweise acht Sammel- oder Kollimatorlinsen 20₁ –20_n vorgesehen. Entsprechend werden die von dieser Linsenanordnung 20 kommenden Strahlen über hier beispielsweise acht getrennte Umlenkspiegel 22 zu den jeweils einer Gruppe von vier Strahlpfaden gemeinsamen Umlenkspiegeln 24 gelenkt, über die die betreffenden Strahlen dann jeweils auf die zugeordnete gemeinsame Fokussierlinse 26 gelenkt werden, um eine jeweilige Bearbeitungs- oder Perforationszone von jeweils vier Bearbeitungs- oder Perforationsspuren 30 zu erzeugen. In vorliegendem Fall werden über die beiden Bearbeitungseinheiten 36, 38 also insgesamt vier Perforationsspuren 30 erzeugt.In the present case is an arrangement 20 for example, eight collection or collimator lenses 20 ₁ - 20 _n intended. Accordingly, those of this lens assembly 20 coming beams over here, for example, eight separate deflection mirror 22 to each of a group of four beam paths common deflecting mirrors 24 via which the respective rays then each to the associated common focusing lens 26 be steered to a respective processing or perforation zone of four processing or perforation tracks 30 to create. In the present case, the two machining units 36 . 38 So a total of four perforation tracks 30 generated.

Zwischen den betreffenden weiteren Umlenkspiegeln 22 und dem gemeinsamen Umlenkspiegel 24 der weiteren Bearbeitungseinheit 38 können zusätzlich Umlenkspiegel 40 vorgesehen sein, um die von den betreffenden getrennten Umlenkspiegeln 22 kommenden Strahlen auf den gemeinsamen Umlenkspiegel 24 der weiteren Bearbeitungseinheit 38 zu lenken.Between the relevant further deflecting mirrors 22 and the common deflection mirror 24 the further processing unit 38 can additionally deflecting mirror 40 be provided to those of the respective separate deflecting mirrors 22 coming rays on the common deflection mirror 24 the further processing unit 38 to steer.

Wie anhand der 5 zu erkennen ist, können die verschiedenen Bearbeitungs- oder Perforationsspuren 30 wieder Unterbrechungen 34 aufweisen. Dazu kann beispielsweise wieder ein gepulster Laser 12 verwendet werden.As based on the 5 can be seen, the various processing or perforation traces 30 again interruptions 34 exhibit. This can, for example, again a pulsed laser 12 be used.

Die Bearbeitungseinheiten 36, 38 können in Abhängigkeit von der Substratgeschwindigkeit und ebenfalls der Wiederholfrequenz der Strahlpfadunterbrechungen 34 relativ zueinander so verstellbar sein, dass ein sich in Substratbewegungsrichtung L ergebender Versatz zwischen den Bearbeitungspositionen und/oder Unterbrechungen zumindest im Wesentlichen kompensiert wird. Dadurch kann also insbesondere erreicht werden, dass die über die verschiedenen Bearbeitungseinheiten 36, 38 erzeugten Perforationen bzw. die in den verschiedenen Perforationszonen erzeugten Unterbrechungen 34 in Querrichtung betrachtet zumindest im Wesentlichen nebeneinander liegen.The processing units 36 . 38 may vary depending on the substrate speed and also the repetition frequency of the beam path breaks 34 relative to each other be adjustable so that an in the substrate movement direction L resulting offset between the processing positions and / or interruptions is at least substantially compensated. As a result, in particular, it is possible to achieve that via the various processing units 36 . 38 produced perforations or the interruptions generated in the various perforation zones 34 viewed in the transverse direction at least substantially adjacent to each other.

Im übrigen kann die Vorrichtung zumindest im wesentlichen wieder den gleichen Aufbau wie die der 1 besitzen. Einander entsprechenden Teilen sind gleiche Bezugszeichen zugeordnet.Moreover, the device can at least substantially the same structure as that of the 1 have. Corresponding parts are assigned the same reference numerals.

1010: Substratsubstratum
1212: Laserlaser
1414: Eintritts- oder Sammellinseentry or condenser lens
1616: Polygon-DrehspiegelRotating polygonal mirror
1818: Spiegelfläche, FacetteMirror surface, facet
2020: Linsenanordnunglens assembly
20₁–20_n 20 ₁ -20 _n: Sammellinsenconverging lenses
2222: Umlenkspiegeldeflecting
2424: gemeinsamer Umlenkspiegelcommon deflecting
2626: gemeinsame Fokussierlinsecommon focusing lens
2828: Substratoberflächesubstrate surface
3232: Ansteuerelektronikcontrol electronics
3434: Unterbrechunginterruption
3636: Bearbeitungseinheit, BearbeitungskopfProcessing unit, processing head
3838: Bearbeitungseinheit, BearbeitungskopfProcessing unit, processing head
4040: Umlenkspiegeldeflecting
aa: Spurabstandtrack pitch
LL: SubstratbewegungsrichtungSubstrate movement direction

Claims

Device for substrate treatment by means of laser radiation, with a rotating mirror ( 16 ), by means of which an incident laser beam can be reflected in different beam paths, whose beams thus impinge on the substrate ( 10 ) that different positions of the respective foci on the substrate can be focused on the different beam paths ( 10 ), characterized in that at least two beam paths have a common focusing lens ( 26 ) is assigned, via which the respective beams at the respective positions on the substrate ( 10 ) are focusable.

Apparatus according to claim 1, characterized in that between the rotating mirror ( 16 ) and the substrate ( 10 ) at least one deflection mirror ( 22 . 24 ) is provided.

Device according to claim 2, characterized in that the beams of the one common focusing lens ( 26 ) having beam paths over the or the deflection mirror ( 22 . 24 ) on the common focusing lens ( 26 ) are steered.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the one common focusing lens ( 26 ) having a common deflection mirror ( 24 ), which directs the rays impinging on it directly onto the common focusing lens ( 26 ) steers.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that between the rotating mirror ( 16 ) and the common focusing lens an arrangement ( 20 ) of adjacent collecting lenses ( 20 ₁ - 20 _n ) is provided, the corresponding in one of their focal distance from the rotating mirror ( 16 ) are arranged.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that in each beam path in each case a separate deflecting mirror associated therewith ( 22 ) provided between the rotating mirror ( 16 ) and the common focusing lens ( 26 ) is arranged to the respective, from the rotating mirror ( 16 ) to the common focusing lens ( 26 ) or the common deflection mirror ( 24 ) to steer.

Device according to claim 6, characterized in that the separate deflection mirrors ( 22 ) between the arrangement ( 20 ) of adjacent collecting lenses ( 20 ₁ - 20 _n ) and the common focusing lens ( 26 ) or between the arrangement ( 20 ) of adjacent collecting lenses ( 20 ₁ - 20 _n ) and the common deflection mirror ( 24 ) are arranged.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the beams of a common focusing lens ( 26 ) having different angles on the common focusing lens ( 26 ).

Apparatus according to claim 8, characterized in that for the production of different processing tracks ( 30 ) on the moving substrate ( 10 ) located in one to the substrate surface ( 28 ) perpendicular and transversely to the substrate movement direction (L) extending plane resulting angles of incidence are different from each other.

Device according to claim 9, characterized in that that the impact angle at least partially adjustable are.

Apparatus according to claim 10, characterized in that on the impact angle of the distance (a) between the respective processing tracks ( 30 ) is variably adjustable.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that over in a to the substrate surface ( 28 ) perpendicular and in the substrate movement direction (L) extending plane erge benden incidence angles the processing positions in the substrate movement direction (L) are variably adjustable.

Apparatus according to claim 12, characterized in that over the respective angle of incidence of the temporal offset and the displacement caused by the substrate movement of the beams of the different beam paths is so compensated that transversely to the substrate movement direction (L) result in adjacent work positions.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that for adjusting the angle of incidence at least a part of the deflecting mirror ( 22 . 24 ) is variably adjustable accordingly.

Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that means for a respective temporary Interruption of the radiation are provided.

Device according to claim 15, characterized in that that means for a respective temporary Interruption of the incident laser beam are provided.

Apparatus according to claim 15 or 16, characterized that the interruption times are variably adjustable.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the fan angle of the rotating mirror ( 16 ) is greater than required to sweep the beam paths, and that the laser source can be turned on or off during the resulting overhang zones.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the incident laser beam only by a part of the mirror surfaces ( 18 ) of the rotating mirror ( 16 ) is reflected in the respective beam paths, wherein the remaining mirror surfaces for interrupting the beam paths have a different inclination compared to the active mirror surfaces.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that a part of the mirror surfaces ( 18 ) of the rotating mirror ( 16 ) is curved to expand the incident laser beam and weaken accordingly.

Apparatus according to claim 20, characterized in that the respective mirror surfaces ( 18 ) in each case in the circumferential direction and / or in the axial direction of the rotary mirror ( 16 ) are curved.

Device according to claim 20 or 21, characterized that each spherical curved mirror surfaces are provided.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that in front of the rotating mirror ( 16 ) and / or in at least one of the beam paths between the rotating mirror ( 16 ) and the common focusing lens ( 26 ) An opto-mechanical switch is provided, through which the radiation is interruptible.

Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that to absorb the out of the beam paths out directed radiation or radiation components at least one absorber is provided.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that a particular freely programmable control electronics ( 32 ) is provided, in particular via the angle of incidence, with which the beams on the common focusing lens ( 26 ), are adjustable accordingly or the radiation is interrupted accordingly.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of focusing lenses common to at least two beam paths ( 26 ) and optionally a common deflection mirror ( 24 ) comprehensive processing units ( 36 . 38 ) are provided.

Apparatus according to claim 26, characterized in that the processing units ( 36 . 38 ) in the substrate movement direction (L) are adjustable relative to each other.

Apparatus according to claim 27, characterized in that the processing units ( 36 . 38 ) via a particular freely programmable control electronics ( 32 ) are adjustable accordingly.

Apparatus according to claim 27 or 28, characterized in that the processing units ( 36 . 38 ) as a function of the substrate speed and optionally the repetition frequency of the beam path interruptions ( 34 ) are adjustable relative to one another in such a way that a respective offset between the processing positions and / or interruptions resulting in substrate movement direction (L) is at least substantially compensated.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that for the stabilization of the substrate ( 10 ) are preferably provided on the opposite side of its machining side adjustable rollers, said rollers are preferably arranged in areas outside the respective processing positions.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the incident laser beam through a lens ( 14 ) on the rotating mirror ( 16 ) is focused.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that as rotating mirror a polygonal rotating mirror ( 16 ) is provided.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the lenses ( 14 . 20 ₁ - 20 _n ), between which the rotating mirror ( 16 ), are spherical and / or cylindrical collecting lenses.

Device for substrate treatment by means of laser radiation, with a rotating mirror ( 16 ), by means of which an incident laser beam can be reflected in different beam paths, whose beams thus impinge on the substrate ( 10 ) that different positions of the respective foci on the substrate can be focused on the different beam paths ( 10 ), characterized in that a part of the mirror surfaces ( 18 ) of the rotating mirror ( 16 ) is curved to expand the incident laser beam and weaken accordingly.

Apparatus according to claim 34, characterized in that the respective mirror surfaces ( 18 ) in each case in the circumferential direction and / or in the axial direction of the rotary mirror ( 16 ) are curved.

Device according to claim 34 or 35, characterized that each spherical curved mirror surfaces are provided.