FSLA™ – Flow Supported Laser Ablation

Einzigartige Laserbearbeitungstechnologie zur Erzeugung von Freiformgeometrien in Glas und Saphir

Für die Herstellung von geraden, zylindrischen Löchern oder hinterschnittenen Geometrien in transparenten Materialien hat 3D-Micromac den sogenannte FSLA™ -Prozess (Flow Supported Laser Ablation) entwickelt. Bei dem zum Patent angemeldeten Abtragungsprozess kommt ein Ultrakurzpulslaser mit typischen Pulsdauern von weniger als 20 ps zum Einsatz, mit dem eine Rückseitenbearbeitung durchgeführt wird. Der Laserfokus wird dabei kontinuierlich ins Material verschoben. Zusätzlich wird die Rückseite des Substrates mit einem Medium angeströmt. Diese Strömung wird gezielt an den Ablationsprozess angepasst und führt zu einem Abtransport der Ablationsprodukte. Außerdem wird verhindert, dass sich Wärme im Substrat ansammelt. Fließmedien und Additive können je nach Anwendung variieren. Sowohl das Volumen als auch der Druck des Stromes müssen an die Lasereinstellungen angepasst werden. Mit gut ausgerichteten Einstellungen können Materialstärken zwischen 50 µm und 50 mm auf diese Weise bearbeitet werden.

FSLA™ eignet sich für die Bearbeitung aller Arten von gehärteten oder ungehärteten Gläsern, als auch von Saphirgläsern. Die bearbeitbaren Materialdicken liegen zwischen 50 µm bis 50 mm. Abtragsraten von bis zu 10 mm³/Minute sind erreichbar. Das maximal erzielbare Aspektverhältnis liegt bei ca. 1:20 – abhängig vom gewünschten Lochdurchmesser. Die sonst für Laserverfahren typischen Lochkonizitäten werden mit FSLA™ vermieden. Komplexe Geometrien lassen sich problemlos erreichen. Durch die schädigungsarme Verarbeitung gibt es praktisch kein Chipping.

Typische Defekte entlang der Kante der abgetragenen Strukturen sind weniger als 5 µm groß. Es wird eine sehr geringe zusätzliche Spannung in das Material eingebracht. Die minimal erreichbare Wandrauheit liegt bei Glaswerkstoffen um Ra 0.5 µm und bei Saphir bei Ra 1 µm. Ein typischer Rz in Glas beträgt ungefähr 5 µm. Die Biegefestigkeit des Materials wird praktisch nicht beeinträchtigt.

Die FSLA™ -Technologie eröffnet völlig neue Möglichkeiten für die Herstellung von Bohrlöchern, Düsen und für Oberflächenmodifikationen. Darüber hinaus ermöglicht FSLA™ die Herstellung komplexer Komponenten für Mikrofluidik-Anwendungen, Bewegungselemente für Mikroantriebe oder Abformungswerkzeuge. Im Bereich der Displayfertigung ist es möglich, Öffnungen für Bauteile oder Durchkontaktierungen sowohl in gehärtetem Glas als auch in Saphir in höchster Qualität und Formgenauigkeit zu erzeugen.

Kontakt

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René Liebers
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