IWS Dresden: Komplettsystem zur Laser-Mikrostrukturierung

23. Juni 2014
Dresdner Wissenschaftler präsentieren Komplettsystem zur Mikrostrukturierung mit dem Laser

Eine komplette Lösung für die Herstellung von Strukturen im Mikro- und Submikrometer-Maßstab hat das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS Dresden entwickelt. Mit dem Verfahren können Flächen bis zu 500 x 500 Quadratmillimetern in wenigen Minuten strukturiert werden. Die sächsischen Forscher stellen das neue System derzeit auf der Lasermesse Lasys in Stuttgart vor.

Das Fraunhofer IWS Dresden nutzt zur großflächigen Mikrostrukturierung und Funktionalisierung die direkte Laserinterferenzstrukturierung (Direct Laser Interference Patterning – DLIP). Sie ermöglicht eine großflächige und maskenlose Lithographie zur Herstellung komplexer Strukturen in einem Prozessschritt. Konventionelle Methoden sind demgegenüber entweder zu langsam (sequentielle Verfahren) oder zu unflexibel (Maskentechniken).

Die direkte Laserinterferenzstrukturierung erlaubt die Herstellung zwei-, zweieinhalb- und dreidimensionaler Mikrostrukturen auf Oberflächen sowohl bei einfacher als auch komplexer Bauteilgeometrie. Um die Interferenzstruktur zu erzeugen, werden zwei oder drei kohärente Laserstrahlen eines gepulsten Lasers auf ebenen bzw. gekrümmten Oberflächen überlagert. In den dabei erzeugten Intensitätsmaxima der Lichtwellen wird das Material über regelbare Prozessparameter wie Pulsenergie und Wellenlänge lokal abgetragen oder modifiziert.

So können die elektrischen, chemischen und/oder mechanischen Eigenschaften der Oberflächen von Polymeren, Metallen, Keramiken und Einzel- oder Multischichten periodisch variiert werden. Das am Fraunhofer IWS Dresden entwickelte System „DLIP-µFab“ erlaubt außerdem die lokale Variation der Strukturbreite, und somit die Herstellung von holographischen Strukturen direkt auf Metall.

Das kompakte System kann an die jeweiligen Kundenwünsche angepasst werden und Arrays mit Strukturbreiten von 150 Nanometer bis 20 Mikrometer herstellen. In Abhängigkeit vom verwendeten Material und der Topographie der Strukturen werden mit dem Verfahren des Fraunhofer IWS neue Anwendungen realisier- und bezahlbar, beispielsweise in der Automobilindustrie oder der Medizintechnik.
 


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