BBW Lasertechnik GmbH
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Telefax: (0 80 36) 9 08 20- 28
E-Mail: info@bbw-lasertechnik.de
Gewerbering 11
83134 Prutting
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Die Einsatzmöglichkeiten von technischen Keramiken (Aluminiumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumcarbid, Zirkoniumoxid und Titandioxid), Glas oder Silizium sind aufgrund ihrer besonderen physikalischen und chemischen Eigenschaften breit gefächert. Hochleistungskeramiken sind beispielsweise abrieb- und verschleißfest, hitze- und korrosionsbeständig sowie biokompatibel und besitzen eine geringe thermische Ausdehnung und eine niedrige Dichte. Präzisionsbauteile aus diesen anorganischen Materialien finden in der Mikrosystemtechnik, in der Elektronik, in der Medizintechnik oder in der Sensorik Anwendung.
Allerdings sind die Vorteile dieser Materialien teilweise nachteilig für den Bearbeitungsprozess: Aufgrund ihrer Härte und Sprödigkeit sind sie mechanisch kaum zu schneiden. Auch die chemische Bearbeitung, beispielsweise zur Herstellung von Löchern, ist nur mit konzentrierten Säuren möglich.
Der Laser ist das Werkzeug der Wahl, um Glas- und Keramik-Bauteile schnell und genau zu ritzen, zu schneiden oder zu bohren – und das mit hoher Geometriefreiheit und ohne Werkzeugverschleiß. Das Laser-Ritzen ist eine Technologie zum Trennen von Wafern in einzelne Chips in der Back-End-Fertigung der Halbleiterindustrie. Hier wird zunächst eine 20 – 50 µm tiefe Schnittfuge in das Material eingebracht. Die Tiefe der Ritzung wird durch den Laserfokus präzise gesteuert. Anschließend wird das Material entlang dieser Fuge gebrochen. Das Ergebnis sind sauber und exakt getrennte Segmente. Beim Laserschneiden von Keramik wird eine durchgehende Schnittfuge erzeugt, als Durchbruch, Konturschnitt oder Loch. Wesentliche Merkmale der Laserbearbeitung sind feinste Strukturen mit hochwertigen Kantenstrukturen mit hohen Bearbeitungsgeschwindigkeiten.
Beim selektiven Laserabtrag werden dünnste Schichten der Keramik entfernt, um dreidimensionale Vertiefungen zu erzeugen. Durch den präzisen Energieeintrag des Lasers entstehen so feinste Strukturen. Auch Schriftzüge und Markierungen können so dauerhaft auf die Keramik aufgebracht werden – das Einbringen von Teilenummern und Kennzeichnung ermöglicht die Rückverfolgbarkeit des Bauteils.
Allerdings kann der thermische Energieeintrag in das Material zu Schädigungen, wie Brüchen oder Rissen, führen. Um den Wärmeeintrag so gering wie möglich zu halten, werden für empfindliche Bauteile Ultrakurzpulslaser für die Materialbearbeitung eingesetzt. UKP-Laser erlauben eine hochpräzise und selektive Bearbeitung von Keramik ohne Mikrorissbildung – egal, ob beim Laserbohren, Laserschneiden, Laserabtragen oder Laserstrukturieren. Präzisionsbauteile mit nahezu beliebigen Konturen, sogar mit engen Kurvenradien (< 50 µm), funktionellen Oberflächenstrukturen und Mikrobohrungen (ab 40 µm Durchmesser, zum Beispiel für Kühlkanäle oder zur Entlüftung) können sehr genau und ohne Wärmeschädigung produziert werden.
