Laserbohren mit modernster UKP-Lasertechnologie

Grafik, die den Laserbohrprozess von Sack- oder Durchgangslöchern in einem Material darstellt

Laserbohren: Leiterplatten, Arrays und andere Präzisionsbauteile

Beim Laserbohren, genauer gesagt Mikrobohren, werden Fein- und Präzisionsbohrungen (Mikro-Vias) von bis zu mehreren hundert Mikrometern Durchmesser berührungslos und ohne Krafteinwirkung in den gewünschten Werkstoff eingearbeitet.

Standardmäßig setzen wir für das Einbringen von Bohrungen in Keramik-Substraten CO₂-Laserquellen ein. Bei besonderen Kundenanforderungen und dünnen Materialien wie Folien kommt ein Ultrakurzpulslaser (UKP-Laser) zum Einsatz. Dieser sorgt dafür, dass nahezu kein Wärmeeintrag und damit keine Schädigung des Material erfolgt. Der Werkstoff verdampft an der Lasereintrittsstelle und ermöglicht dadurch nachbearbeitungsfreie Präzisionsbohrungen wie etwa für Einspritzdüsen und Durchkontaktierungen in Keramik, Glas oder Siliziumwafern sowie Bohrungen zur Herstellung von Sieben und Filtern. Unter Einsatz modernster UKP-Lasertechnologie bohren wir Sack- und Durchgangslöcher in nahezu alle gängigen Leiterplattenmaterialien.

Technische Details

Die Vorteile des Laserbohrens auf einen Blick:

für unterschiedliche Materialien geeignet
kein Werkzeugverschleiß
geringer Wärmeeintrag und keine mechanische Belastung des Materials
präzise Vias, keine Karbonisierung der Kanten
keine Nachbearbeitung notwendig
hohe Flexibilität, Genauigkeit und Wiederholbarkeit

Laserbohren von Metall, Edelstahl, Kunststoff, Keramik, Kupfer und weiteren Materialien in der Leistungselektronik und im Maschinenbau

Keramik: Inklusive AlN, SiN und SiC, die in der Elektronikindustrie weit verbreitet sind.
Glas und Silizium: Diese Materialien werden häufig in der Halbleiter- und Optikindustrie verwendet.
Kunststoff: Aufgrund seiner Vielseitigkeit und geringen Kosten wird Kunststoff in einer Vielzahl von Branchen eingesetzt.
Metalle: Einschließlich Edelstahl und Kupfer, die aufgrund ihrer hohen Festigkeit und Leitfähigkeit in vielen Anwendungen eingesetzt werden.

Je nachdem, welche Anforderungen an Bohrloch und Material gestellt werden, setzen wir zum Laserbohren unterschiedliche Bohrverfahren ein.

Laserbohren: Welche Verfahren werden eingesetzt?

Einzelpulsbohren für dünne Materialien
Beim Einzelpulsbohren durchbohrt ein Laserstrahl in nur einem Puls das Material. Dieses Verfahren kann mit oder ohne Prozessgasunterstützung erfolgen (meist Remote-Bearbeitung on-the-fly). Es eignet sich besonders für dünne Materialien von 0,005 bis 0,1 Millimetern sowie zum Perforieren von Folien aller Art und dünnen Metallfiltern.
Perkussionsbohren für tiefere Bohrungen
Das Perkussionsbohren eignet sich vor allem für tiefere Bohrungen mit bis zu 4,0 Millimetern Materialdicke, wie zum Beispiel Siliziumwafer, Spritzgussteile aus Kunststoff oder Kühlbohrungen in Turbinenschlaufen. Der Laserstrahl trifft in mehreren Einzelpulsen auf das Werkstück. Dabei wird das Material verdampft und nach oben ausgetrieben.
Trepanieren für Formbohrungen mit größeren Durchmessern und senkrechten Kanten
Für Formbohrungen von mechanisch funktionalen Löchern (Passungen) mit größeren Durchmessern oder Löcher mit Anforderungen an senkrechte Kanten wird der Laserstrahl im Bohrprozess zusätzlich noch bewegt. Das Material wird dabei nach unten ausgetrieben, während sich der Laserstrahl relativ zum Werkstück bewegt. Vorteil dieses Verfahrens ist, dass auch exakt rechtwinklige oder negativ-konische Löcher gebohrt werden können.
Tieflochbohren im wasserstrahlgeführten (Waterjet-) Verfahren
Je kleiner die Strukturbreite, desto schwieriger ist die Fertigung. Für Tieflochbohrungen mit Aspektverhältnissen bis 1:400 greifen wir daher auf das sogenannte Waterjet-Verfahren zurück. Ein dünner Wasserstrahl dient als Lichtleiter. Der Laserstrahl wird koaxial an den Wasserstrahl gekoppelt und so fokussiert durch das Werkstück geleitet. Erfahren Sie hier mehr zur wasserstrahlgeführte Laserbearbeitung.

Welche Produkte werden durch Laserbohren hergestellt?

Leiterplatten und Arrays profitieren von der Präzision und Geschwindigkeit des Laserbohrens, um komplexe Schaltungen und Verbindungen zu ermöglichen. Einspritzdüsen für Kraftstoffsysteme werden häufig durch Laserbohren hergestellt, um punktgenaue Durchflussraten zu gewährleisten. Bei der Herstellung von Sieben und Filtern nutzen wir ebenfalls die Technologie, um gleichmäßige Löcher für die Filtration zu erzeugen.

Schattenmasken, Schablonen, Lehren, Shims und Distanzbleche werden ebenfalls durch Laserbohren gefertigt, um akkurate Formen und Abmessungen zu erzielen. Die Verwendung des Laserbohrens ermöglicht es bei Rakelmasken, feine Details und komplexe Muster mit hoher Präzision zu erzeugen.

Bei Keramiksubstraten werden häufig Präzisionsbohrungen eingebracht, um elektrische Verbindungen zu ermöglichen. Schließlich werden Lochschablonen, Lochraster und Lochmatrizen durch Laserbohren gefertigt, um präzise und wiederholbare Muster herzustellen.