DD216837A1 - Einschmelzen von absorbierenden teilchen in transparente stoffe - Google Patents
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Abstract
Mit Hilfe des Verfahrens wird das Einschmelzen einer absorbierenden Schicht in ein schwach absorbierendes bzw. transparentes Substrat mittels Laser geeigneter Wellenlänge garantiert. Eine Mehrschichtkombination wird nicht ausgeschlossen. Die eingeschriebene Struktur wird dadurch sichtbar, dass die mit Laser bestrahlten Zonen nach Behandlung mit einem geeigneten Lösungsmittel beeinflusst bleiben, während die unbestrahlten Zonen abgetragen werden. Das Verfahren lässt sich auch dann zur Anwendung bringen, wenn eine transparente oder schwach absorbierende Schicht, die auf einem stark absorbierenden Substrat aufgebracht wurde, mit dem Laser geeigneter Wellenlänge bestrahlt wird. In jedem Fall müssen die thermischen Eigenschaften von Schicht und Substrat miteinander vergleichbar sein (Schmelzpunkt, Schmelz-, Verdampfungswärme), um ein optimales Vermischen von Schicht und Substrat zu garantieren und ein vorzeitiges Verdampfen von Schicht oder Substrat (explosionsartiger Abtrag) zu verhindern.
Description
— · '/ ι
Linschiaelzen von, absorbierenden Teilchen in transoarerrse
Anwendungsgebiet üer Erfindung
.Die Erfindung betrii'fö ein Verfahren,' bei dem rn.lv Hilfe von Le^serstranlen stark absorbierende teilchen in öransparen'ce Sö.offe eingeschmolzen werden können.
Di',9 erfindungsgeinäSe .Lösung kann für das Binsenreiben von Lei öungsstruteiuren und von Xontiakt;stellen in isolierende Sübsura-cmaoeriaiien (3. 3. Quarzglas, Sapair) bzw. zwischen Mehrschichtebenen und zum Beschriften von "cransparenten LIate'rialien (z. 3. Glas) angewendet werden.
Cnaralcöeristilc der beicannren "cecQniscaen Lösungen
Ls ist beicannt, da3 folgende Verfahren zum Einbringen von . Strukturen in verschiedenste LIaterialien mittels Laser geeignet sind. . -' -.'
(1) Die '»/ellenlange des Lasers ist auf denr./erkstoff so abgestimmt, daß eine direkte Wechselwirkung garantiert wird.
In diesem Zusammenhang gehört zum Stand.der 'Technik das Einschreiben von Informationen in stark absorbierende
· ' Stoffe mittels Laserstrahl. Strahl-und Objekt werden mittels. Gomputersteuerung relativ zueinander bewegt.
In /1/ wird' ein/Verfahren beschrieben, das mit Hilfe . eines modulierten Laserstrahles einen Materialabtrag zur Urzeugung einer Struktur beschreibt. Sin Modulationssignal steuert .die Polarisationsrichtung eines Laserstrahles·, und der polarisierte Strahl wird durch einen Polarisationsanalysator auf eine ?okussierlinse'geführt. Mate- ' ' , rial:wird nur an solchen Punkten abgetragen, wo die Lei-.stungsfIu3dichte des Lasers oberhalb der Abtragsschweile liegt. .. ' . ' -'..· .. .
(2).Durch Verdampfen von Material mittels Laser werden Strukturen auf verschiedenste Substratmate.rialien aufgebracht..
/2/ beschreibt eine Abgleichmethode, bei der-Material nicht nur abgetragen, sondern auch aufgebracht werden kann. Das Verfahren besteht 'darin, daß der Laser auf eine dünne Metallfolie fokussiert wird, die sich direkt über dem betreffenden Bauelement befindet und verdampft wird.
.- Ein ähnliches Verfahren .zur Erzeugung definierter Strukturen in einem Schritt wird mit /3/ patentiert. In einem Abstand vdn,.ca. 50/im wird;über dem zu verdampfenden Substrat ein weiteres angebracht. Dieses Substrat- trägt, einen Metallfilm, der demiunteren zugewandt ist. Der'La-• serstrahl wird'auf dem. Metallfilm fokussiert. Die ent-*' stehende Dampfwolke- schlägt sich-je nach Bewegungsri.cb-_ 'tung- in der gewünschten .Leiterbahnform nieder.
Die Wechselwirkung des Laserstrahles mit d.em Material findet in einer Gasatmosphäre statt.
In; /A/ .wird ein Erfindungsanspruch formuliert, mit dem d'ie Erzeugung definierter Strukturen durch die G-asum-- , strömung .eines Substrates erreicht wird. Anstelle des G-ases kann auch eine Lösung benutzt werden, die an jenen Stellen zersetzt wird, die durch den Laser aufge- ·
heizt wurden. In beiden Fällen-bildet sich ein metallischer Niederschlag. Sin Arbeiten unter Vakuum ist nicht erforderlich· Als Trägergase kommen u.-a.- Metall-Carbönyle, -Asetyl^ -Azetonate und -Alkyle zur Anwendung.
(4). Durch die Anwendung eines Musters zwischen Laserstrahl und Werkstoff wird in.einem Schritt die gewünschte Struktur im Material erzeugt. .
Eine Strahlformung wird in /5/ durch ein Dia oder Hologramm vorgenommen. Das Dia,bzw. Hologramm wird mitdem Laserstrahl ausgeleuchtet und auf das zu bearbeitende ,Material projiziert. . ."'
Sine auf dem gleichen Verfahren beruhende Anordnung wird in /6/ beschrieben. In eine Glasplatte mit hochreflektierender Schicht wird das gewünschte Muster geätzt. Diese Stellen sind für die Laserstrahlung durchlässig.
Zur Bearbeitung dünner Metallschichten wird in /7/ eine das entsprechende Muster tragende Maske vorgeschlagen. . -. Indem sie in den Strahlengang gebracht wird, vermeidet man, den Ätzprozeß und seine Vorstufea.
In- /8/ wird die Maske zur Strahlformung im Resonator des Lasers angeordnet. In diesem Fall erweist-sich als vorteilhaft, daß die undurchsichtigen Teile der Maske ..bei hohen Leistungsdichten nicht zerstört werden.
(5) Die Schichtkombination wird der Laserstrahlung so angepaßt, daß unterschiedliche optische Eigenschaften von Schicht und Substrat zur gewünschten Strukturierung führen. . .-, '· , '
Das Lochen von Lochkarten wird in /9/ mit Hilfe eines . Laserstrahles durchgeführt. Dabei wird die Laserenergie, so dimensioniert, daß nur dort ein Loch entsteht, wo die Karte mit einer stark absorbierenden Tinte bedruckt ist.
In /10/ wird auf das zu bearbeitende Material eine
' ξ (η > 1) Schicht aufgebracht, die dazu bestimmt ist, einen Laserstrahl mit der Wellenlänge X im Vakuum au reflektieren. Die zu strukturierenden Stellen werden freigelassen. Auf diese Weise wirken die Schichten wie ein Laserspiegel·, der aufgrund eines Absorptionskoeffizienten von nahezuND auc-h noch eine hohe Zerstö'rungsschwelle aufweist.
Ziel der Erfindung "
Der Erfindung liegt die Zielstellung zugrunde, durch-Laser 1-i-c tat geeigneter Wellenlänge absorbierende Teilchen in transparente Stoffe mittels Laser einzuschmelzen.
Bei Anwendung dieses Verfahrens .
a) wird auf die Herstellung von Masken, die im Strahlengang angeordnet werden, verzichtet;
b)' entfallen die zum Teil zeitaufwendigen und kostspieligen Potolithographieschritte.
Darlegung des Wesens der Erfindung . .
Mit der Erfindung werden absorbierende Teilchen auf einem transparenten Stoff aufgebracht und nachfolgend mit dem Laser so bestrahlt, daß sie im Stoff eingeschmolzen werden« Nach dem Entfernen der absorbierenden Schicht mit einem geeigneten Lösungsmittel (z. B. Azeton, Spiritus, iJitrobenzöl) bleibt die gewünschte Struktur an jenen Stellen des Stoffes!, die mit dem Laser bestrahlt wurden.
Unterscheiden sich die thermischen Eigenschaften (z. B. Wärme leitfähigkeit., Temperaturleitfähigkeit) von aufge- . brachter Schicht und Stoff nur unbedeutend, so funktioniert das Verfahren1 auch für. transparente Schichten auf, stark absorbierenden Stoffen. . . , .
Merkmale der Erfindung _
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß nach , Aufbringen (Aufstreichen, Aufdampfen, Sputtern) einer für die Laserwellenlänge stark absorbierenden Schicht auf einer transparenten Unterlage ihr Einschmelzen bei angepaßter Laserenergie erfolgt. Mit einem schreibenden Laserstrahl können somit in eine transparente Unterlage beliebige Strukturen eingebracht werden, die nach Entfernen der absorbierenden Schicht mit Hilfe eines Lösungsmittels (z. B. Azeton, Spiritus,. Hitrobenzol) deutlich sichtbar werden. " . , .
•Sriindungsgemäß funktioniert das Verfahren auch dann, wenn die thermischen Eigenschaften von aufgebrachter Schicht und Unterlage vergleichbar sind und die Schicht für die Laserwellenlänge transparent, aber die Unterlage stark absorbierend ist.
Ausführungsbeispiel
Als Beispiel wurde.die Beschriftung van Milchglas mit einer aufgestrichenen Goldbronze ausgewählt. Die- Bestrahlung erfolgte mit einem Hd:YAG-Laser (X = 1,06 yum). Folgende Laseraii lage rip ar ame t er .wurden benutzt;
cw-Leistung P . = 9 W, , Brennweite der Fokussieroptik f = 75
' Bearbeitungsgeschv/indigkeit ν = 7,5 mms , Defokussierung ,Def = + 2000/am.
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u|i iiji liii nj: uji uii.
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Bild: Einschreiben einer Skala auf Milchglas, das mit Goldbronze bestrichen wurde·
!lach Entfernen der unbestrahlten Pläche mit ITitrobensol wird die eingeschriebene Struktur sichtbar. ;
Claims (3)
- Erfindangsanspruc h1. Einbringen von absorbierenden Teilchen in transparente Stoffe mit Hilfe eines schreibenden !Laserstrahles gekennzeichnet dadurch, daß die transparente Unterlage mit einer stark absorbierenden Schicht versehen wird, die nach dem Sinschmelzvorgang mit einem geeigneten Lösungsmittel entfernt wird.
- 2. Einbringen von absorbierenden Teilchen nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß mit Hilfe eines modulierten Laserstrahles eine leitende Schicht in das transparente Substrat (Dielektrikum) als Leitungsmuster mit Kontaktstellen sowie Bohrungen zur elektrischen Verbindung von Mehrschichtebenen eingebracht wird.
- 3. Einbringen von absorbierenden Teilchen nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß beliebige Strukturen mittels schreibenden Laserstrahles in stark absorbierende Unterlagen eingebracht werden, die mit einer transparenten Schicht versehen wurden, wobei thermische Eigenschaften (z. B* Wärmeleitfähigkeit, Temperaturleitfähigkeit) von Schicht und Unterlage in diesem Pail miteinander vergleichbar sind.1: x. 1 ^ S. i4· Verfahren nach Punkt 1, 2 und 3 gekennzeichnet dadurch, daß das Verschmelzen von Schicht und Unterlage sowohl im CW-Betrieb als auch im Q-switch-Betrieb des Lasers er- ; folgen kann.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD25192483A DD216837A1 (de) | 1983-06-13 | 1983-06-13 | Einschmelzen von absorbierenden teilchen in transparente stoffe |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| DD25192483A DD216837A1 (de) | 1983-06-13 | 1983-06-13 | Einschmelzen von absorbierenden teilchen in transparente stoffe |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD216837A1 true DD216837A1 (de) | 1984-12-19 |
Family
ID=5548120
Family Applications (1)
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| DD25192483A DD216837A1 (de) | 1983-06-13 | 1983-06-13 | Einschmelzen von absorbierenden teilchen in transparente stoffe |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD216837A1 (de) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4224282A1 (de) * | 1992-07-23 | 1994-01-27 | Kristina Dipl Ing Schmidt | Verfahren zur abtragenden Mikrostrukturierung von Glas |
| DE10259006A1 (de) * | 2002-12-16 | 2004-06-24 | Volkswagen Ag | Verfahren zum Einbringen einer Markierung in Glas |
-
1983
- 1983-06-13 DD DD25192483A patent/DD216837A1/de not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4224282A1 (de) * | 1992-07-23 | 1994-01-27 | Kristina Dipl Ing Schmidt | Verfahren zur abtragenden Mikrostrukturierung von Glas |
| DE10259006A1 (de) * | 2002-12-16 | 2004-06-24 | Volkswagen Ag | Verfahren zum Einbringen einer Markierung in Glas |
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