R2R-Laserbearbeitung flexibler Substrate
Dünn, leicht und flexibel – diese Materialeigenschaften ermöglichen heutzutage vielfältige Anwendungen flexibler Substrate in der Unterhaltungselektronik, der Medizintechnik, der Fotovoltaik oder der Beleuchtungstechnik. Für die Massenproduktion werden jedoch performante Laserverfahren und Produktionsanlagen benötigt.
Der Einsatz von Laserquellen mit kurzen oder ultrakurzen Pulsen garantiert eine äußerst selektive Bearbeitung von Materialstapeln und Dünnschichtsystemen
Neben der Herstellung von Dünnschicht-Bauelementen auf starren Substraten nimmt die Herstellung flexibler Substrate im Rolle-zu-Rolle-Verfahren (R2R) stetig zu. Die Realisierung einer Mikrobearbeitungstechnologie in einem R2R-System bedeutet jedoch, die Anforderungen von Prozesslösungen für starre Substrate auf einen R2R-Handling-Ansatz für flexible Substrate zu übertragen. Da konventionelle R2R-Systeme ursprünglich für Massenproduktionsverfahren wie den Offsetdruck entwickelt wurden, sind die Genauigkeitsanforderungen in den meisten Fällen deutlich geringer als bei der Laserbearbeitung. Darüber hinaus unterscheidet sich das Substratmaterial hinsichtlich reduzierter mechanischer und thermischer Stabilität.
Kombination von Lasermikro- und R2R-Bearbeitung
Im Gegensatz zu den achsenbasierten Systemen, bei denen ein einzelnes Werkstück auf einer entsprechenden Halterung fixiert wird, müssen R2R-Systeme das Bahnmaterial entweder kontinuierlich oder schrittweise transportieren. Das Material darf dabei nicht durch eine zu hohe permanente Bahnspannung oder einen spontanen Ruck gedehnt werden. Performante R2R-Systeme sind eine Kombination aus einem dedizierten R2R-Handling und einem spezifischen Laserbearbeitungsprozess. Da der Laserprozess stark von der jeweiligen Aufgabenstellung und dem Material abhängt, ist es äußerst wichtig, dass das R2R-System eine nahtlose Integration der Laserquellen und ihrer jeweiligen Strahlengänge bietet.
Die folgenden Beispiele zeigen ein Spektrum möglicher Anwendungen. Excimer-Laser sind beispielsweise für die Dünnschichtablation oder das Laserannealing bestens geeignet. Sie werden zumeist dann eingesetzt, wenn eine homogene Flächenbelichtung bei gleichzeitig geringer Absorptionstiefe erforderlich ist. [...]
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