Basic investigations on laser beam joining of silicon

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...Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Kenntnis der Grundlagen des Laserstrahlfügens von einkristallinem Silizium mit Nd:YAG-Laserstrahlung. Dazu sollen zunächst die beim Aufschmelzen und Erstarren auftretenden Geometrieänderungen für verschiedene Laserparameter simuliert werden. Aus den berechneten Temperatur- und Spannungsfeldern können Rückschlüsse auf die Rissentstehung gezogen werden. Zur Kontrolle der FEM-Berechnungen werden entsprechende experimentelle Untersuchungen durchgeführt. Den zweiten Schwerpunkt des Projektes stellen die Fügeverfahren Laserstrahllöten und Laserstrahlschweißen dar. Die optimalen Parameter für das Laserstrahlfügen werden mit Hilfe von FEM-Simulationen ermittelt und in Experimenten verifiziert. Ein flexibler Versuchsaufbau mit gepulsten und cw-Nd: YAG-Lasern ermöglicht eine gezielte Temperaturführung. Die angepaßten Temperaturgradienten sollen die Entstehung von Rissen vermeiden, d.h. zu zuverlässigen Fügeverbindungen führen.