Qualitätsoptimiertes Laserstrahl-Mikroschweissen durch örtliche und zeitliche Leistungsmodulation

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Mikroelektronische, -elektrische oder medizintechnische Komponenten erfordern zunehmend hochfeste Verbindungstechniken, die mit Kleben und Löten nicht mehr realisiert werden können. Das Laserstrahl-Mikroschweißen findet hierbei verstärkt Verwendung, wobei die Qualität und Reproduzierbarkeit insbesondere bei artungleichen Werkstoffverbindungen noch nicht ausreichend gesichert ist. Durch eine Anpassung der Energiedeposition an die Gegebenheiten von Werkstoff und Bauteilgeometrie mit einer exakten zeitlichen und örtlichen Steuerbarkeit der Laserleistung eröffnen sich neue Möglichkeiten in der Mikroverbindungstechnik. Ziel dieses Projektes ist eine Qualitätssteigerung und Erhöhung der Prozesssicherheit zum Laserstrahlschweißen metallischer Bauteile unter Nutzung einer zeitlichen und örtlichen Pulsformung von Nd:YAG- und Faserlasern. Durch zeitliche Modulationen bis 10 MHz und örtliche Modulationen bis 2 kHz wird die Phasengrenze flüssig-gasförmig unter Beibehaltung der Phasengrenze fest-flüssig beeinflusst. Verschiedene Strategien der örtlichen und zeitlichen Leistungsmodulation sollen dabei Erkenntnisse zur Vermeidung von Schweißfehler und Reduzierung der Streckenenergie bei gleichzeitiger Steigerung der Reproduzierbarkeit und Qualität bringen.