DE102008038119A1 - Arrangement of a laser machining head for removing layers, comprises a laser beam, a focusing- or imaging unit, an auto-focusing unit and a lateral position-positioning unit - Google Patents

Arrangement of a laser machining head for removing layers, comprises a laser beam, a focusing- or imaging unit, an auto-focusing unit and a lateral position-positioning unit Download PDF

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Abstract

The arrangement of a laser machining head comprises a laser beam (62), a focusing- or imaging unit (71), an auto-focusing unit (81) and a lateral position-positioning unit. The laser beam has a rectangular or quadratic cross-section. The intensity distribution of the laser beam is homogenous in a direction. The laser beam is produced by a fiber laser, and a Q-switched microlaser. The light-transmitting core has a rectangular cross-section. The microlaser is pumped with a diode laser, where the pumped volume has rectangular cross-section, and is integrated in the laser machining head. The arrangement of a laser machining head comprises a laser beam (62), a focusing- or imaging unit (71), an auto-focusing unit (81) and a lateral position-positioning unit. The laser beam has a rectangular or quadratic cross-section. The intensity distribution of the laser beam is homogenous in a direction. The laser beam is produced by a fiber laser, and a Q-switched microlaser. The light-transmitting core has a rectangular cross-section. The microlaser is pumped with a diode laser, where the pumped volume has rectangular cross-section, and is integrated in the laser machining head. The wavelength of the laser beam is converted by non-linear element to cause better absorption by the workpiece. The laser beam is formed on the workpiece by using a lens (72). A distance sensor and a servo circuit are used to regulate the longitudinal position on the workpiece. The distance sensor is acoustically and inductively or capacitively formed or is formed as radar, and is based on triangulation, Foucault's-cutting process, a process in combination with quadrant photodiodes and under utilizing astigmatism caused by a cylindrical lens or light propagation time method. LED or diode laser is used as light source. Photodiodes, charge-coupled device cells or charge-coupled device array are used as optical detectors in an image-resulting process. The servo circuit is implemented in analog to compact disk drive for auto focus. A track correction unit made of a unit is used for determining the lateral position in relation to a reference and the servo circuit is used to regulate the lateral position. The track correction unit implemented as in analog to a track guiding device (91) in the compact disk-drive. In the production of the thin-film solar, P1 is used with an ultraviolet-laser or laser having a wavelength of longer than 1200 nm and P2 and P3 are described with a visible laser beam, where the P1 or P2 is used as reference for track guiding. A process gas nozzle is integrated to the laser machining head. A suction nozzle is used in the laser machining head for disposing the particles caused by the process. An independent claim is included for a plant for high speed machining.

Description

AbstractAbstract

Die in dieser vorliegenden Patentanmeldung vorgeschlagenen Anordnungen von Laserbearbeitungsköpfen bestehen im Wesentlichen aus einem Laserstrahl, einer Fokussierungs- bzw. Abbildungseinheit, einer Autofokussierungseinheit und einer Spurführungsseinheit. Zur Reduzierung mechanischer Aufwand werden mehrere Bearbeitungsköpfe in einer oder mehreren Reihe(n) angeordnet. Die Laserbearbeitungsköpfe können jeweils mit einer eigenen Strahlquelle versorgt oder von einer gemeinsamen Strahlquelle versorgt, indem der Strahl in Multistraheln aufgeteilt wird.The arrangements proposed in this present patent application from laser processing heads consist essentially of a laser beam, a focusing or imaging unit, an autofocusing unit and a tracking unit. To reduce mechanical effort several processing heads in one or more row (s). The laser processing heads can each supplied with its own beam source or by a common Beam source supplied by dividing the beam into multi-wires becomes.

Motivation und Stand der TechnikMotivation and state of the art

Selektives Abtragen, Auftragen und Struktuierung, lokalisierte Modifikation von Eigenschaften und Dotierung mit Laserstrahlen spielen immer größere Rolle in Dünnschichttechnologie, insbesondere in Photovoltaik and in Display.selective Removal, application and structuring, localized modification of properties and doping with laser beams always play bigger role in thin-film technology, especially in photovoltaic and in display.

In Dünnschichtensolar wird Beschichten und Strukturieren abwechselnd durchgeführt, um die Solar aktiv Flächen segmentieren und elektrisch in Serie zu schalten und damit höhere Spannung zu erzeugen und die Solarleistung effektiv zu handeln. Dabei werden squentiell P1, P2 und P3 Linien per Laserablation generiert.In thin-film solar Coating and structuring are alternately performed to the solar active surfaces segment and electrically connect in series and thus higher voltage to generate and to act effectively the solar power. It will be squared P1, P2 and P3 lines generated by laser ablation.

Bei Si-Solar werden intensive Untersuchungen zum lokalen und selektiven Abtragen von dielektischen oder leitenden Schichten sowie zur lokalen Dotierung mit Laser verwendet. Im Zug der Entwicklung immer dünnere Substrate zu verwenden, werden Laser für die Produktion von Solar-Zellen unverzichtbar, da mit Laser die Prozesse berühungslos, ohne mechanische Belastung und automatisch durchgeführt werden.at Si-Solar will be intensively investigating the local and selective Ablation of dielectric or conductive layers and for local doping used with laser. In the train of development ever thinner substrates to use lasers for the production of solar cells indispensable because with the laser Processes without contact, without mechanical stress and performed automatically.

Es sind Anwendungen mit hoher Flächenrate. Z. B. in Dünnschichtensolar wird ein Solar-Panel von 1 m × 1 m innerhalb 30 sec struktuiert und in Si-Solar von 15 cm × 15 cm innerhalb 1 sec bearbeitet.It are high area rate applications. Eg in thin film solar will be a solar panel of 1 m × 1 m structured within 30 sec and in Si solar of 15 cm × 15 cm processed within 1 sec.

Bei Produktion von Dünnschichtensolar werden Laseranlagen zur selektiven Strukturierung verwendet. Solche Laseranlagen werden als Scriber genannt.at Production of thin-film solar Laser systems are used for selective structuring. Such Laser systems are called scriber.

Bei einem Scriber wird zurzeit eine gepulste Laserstrahlquelle mit hoher Pulswiederholrate verwendet. Für Schreiben von Linien wird entweder das Substrat schnell über den Strahl bewegt oder der Strahl unter dem Substrat gescannt. Um die forderte Porduktivität von 30 sec pro Solar-Zelle zu erreichen, muß die Geschwindigkeit der relativen Bewegung zwischen Substraten und Strahlen bis zu 3 m/sec betragen. Zur Reduzierung der relativen Bewegungsgeschwindigkeit wird der Strahl bis zu 4 Strahlen mittels teilstransmittierenden Spiegels aufgeteilt. Auch in diesem Fall beträgt die typische Geschwindigkeit um 1 m/sec. Solche hohe Geschwindigkeit und damit verbundene enorme Beschleunigung ist anlagentechnisch sehr massiv (typisches Gewichte einer Anlage 9t), aufwendig und kostenintensiv. Deren Betriebs bedarf hohe Energie.at A Scriber is currently a pulsed laser beam source with high Pulse repetition rate used. For Writing lines will either overshadow the substrate quickly Beam moves or the beam is scanned under the substrate. To the demanded Porduktivität of 30 sec per solar cell, the speed of the relative Movement between substrates and rays up to 3 m / sec amount. To reduce the relative speed of movement of the Beam up to 4 beams by means of partially transmitting mirror divided up. Also in this case the typical speed is around 1 m / sec. Such high speed and associated tremendous Acceleration is very massive in terms of equipment (typical weights a system 9t), consuming and costly. Their operation needs high energy.

Bei Dünnschichtensolar bestehen die Strukturen aus vielen Linien, die im Wesentlichen parallel zu einander stehen. Auch in Si-Solar können die Strukturen in Linien zerlegt werden. In dieser vorliegenden Patentanmeldung werden Anordnungen Laserbearbeitungsköpfen angegeben, mit denen u. a. solche Anlagen einfach und kosten- und energieeffektiv realisiert werden können und somit kann die Produktionskosten von Solar-Zellen gesenkt werden.at thin-film solar The structures consist of many lines that are essentially parallel to each other stand each other. Also in Si-Solar, the structures can be in lines be disassembled. In this present patent application are arrangements Laser processing heads indicated, with which u. a. such facilities simple and cost- and energy-efficient can be realized and thus the production costs be lowered by solar cells.

Beschreibungdescription

Die in dieser vorliegenden Patentanmeldung vorgeschlagenen Anordnungen von Laserköpfen bestehen im Wesentlichen aus einem Laserstrahl (62, 8, 45), einer Fokussierungs- bzw. Abbildungseinheit (71), einer Autofokussierungseinheit (81) und einer Spurführungseinheit (91)(vgl. 4 und 5).The arrangements of laser heads proposed in this present patent application essentially consist of a laser beam ( 62 . 8th . 45 ), a focusing or imaging unit ( 71 ), an autofocusing unit ( 81 ) and a tracking unit ( 91 )(see. 4 and 5 ).

Der Laserstrahl (62) kann von einem cw- oder einem gepulsten Laser (61) stammen, der in dem Laserbearbeitungskopf integriert wird. Die Laserpulse können durch gepulstes Pumpen, oder durch aktiv oder passiv Güteschaltung erzeugt werden. Auch modegelockte Laser können verwendet werden.The laser beam ( 62 ) can be generated by a cw or a pulsed laser ( 61 ), which is integrated in the laser processing head. The laser pulses can be generated by pulsed pumping, or by active or passive Q-switching. Also, mode-locked lasers can be used.

Aufgrund der flexiblen Ausführung kann der Laserstrahl durch einen Faserlaser erzeugt werden. Dabei kann ein End des Faserlasers direkt an dem Bearbeitungskopf montiert. Somit wird der Laserstrahl direkt in den Laserkopf eingeführt.by virtue of the flexible design The laser beam can be generated by a fiber laser. there For example, one end of the fiber laser can be mounted directly on the machining head. Thus, the laser beam is introduced directly into the laser head.

Es wurde nachgewiessen, dass beim Abtrag die max. effektive Energieeffizienz mit einem rotationssymmetrischen Gauß'schen Strahl nur 37%, mit einem eindimenisonalen Top-hat-Strahl, der in einer Richtung eine homogene Intensitätsverteilung und in der anderen Richtung eine Gauß'sche Intensitätsverteilung hat, nur 48% beträgt, während die erreichbare max. Energieeffizienz mit einem zweidiomensionalen top-hat-Strahl, der in beiden Richtung eine homogene Intensitätsverteilung hat, 100% beträgt. Da mit einem Laserstrahl von rechteckiger Top-hat-Intensitätsverteilung die höchste Effizeinz beim Abtrag bzw. Auftrag erzielt wird, ist es vorteilhaft der lichtführende Kern rechteckig auszubilden.It was nachgewiessen that the removal of the max. effective energy efficiency with a rotationally symmetric Gaussian beam only 37%, with a one-dimensional Top-hat beam, which in one direction is a homogeneous intensity distribution and in the other Direction a Gaussian intensity distribution has only 48%, while the achievable max. Energy efficiency with a two-dimensional top-hat beam, which has a homogeneous intensity distribution in both directions is 100%. In order to a laser beam of rectangular top hat intensity distribution the highest Effizeinzer at the removal or order is achieved, it is advantageous the light-guiding core rectangular form.

Jenach das Absorptionsverhalten wird unterschiedlichen Wellenlänge für eine effektive Bearbeitung erforderlich. Diese Wellenlänge kann durch z. B. Frequenzverdopplung, Up-Conversion oder/und Raman-Prozess oder optische parameterische Prozesse generiert werden.Depending on The absorption behavior will be different wavelength for an effective Processing required. This wavelength can be replaced by z. B. frequency doubling, Up-conversion or / and Raman process or optical parameteric processes are generated.

Mikrolaser können sehr kopakt realisiert werden. Es ist vorteilhaft, Mikrolaser in den Laserbearbeitungskopf zu integrieren und der Laserstrahl direkt innerhalb des Bearbeitungskopfes zu erzeugen. Ein Beispiel von Mikrolasern stellt die Microchip-Laser dar. Mikrolaser können durch Integration eines sättigbaren Absorbers passiv gütegeschaltet bzw. durch Integration einer Pockel-Zelle aktiv gütegeschaltet werden. Mikrolaser können mit Diodenlaser gepumpt werden. Die Diodenlaserstrahlen können über Lichtwellenleiter geführt werden. Einfachkeit halb können die Diodenlaser ohne Lichtwellenleiter direkt in das Laserkristall eingekoppelt werden.microlaser can be realized very neatly. It is beneficial to use microlaser integrate the laser processing head and the laser beam directly inside of the machining head. An example of microlasers represents the microchip lasers. Microlasers can by integrating a saturable Absorbers passively Q-switched or actively switched by integration of a Pockel cell. Microlasers can be pumped with diode laser. The diode laser beams can via optical fibers guided become. Simplicity can half the Diode laser without optical waveguide coupled directly into the laser crystal become.

Um die Wellenlänge des Laserstrahls an die Absorptionsverhalten des Werkstücks anzupassen, können nichtlineare Kristalle zur Frequenzkonversion wie Frequenzverdopplung, -verdreifachung oder zu optischen parameterischen Prozessen verwendet werden.Around the wavelength of the laser beam to adapt to the absorption behavior of the workpiece, can be nonlinear Frequency conversion crystals such as frequency doubling, tripling or used for optical parametric processes.

Diodenlaser sind die kompaktsten und effektivsten Strahlquellen. Deren Integration in den Laserbearbeitungskopf den Prozess vereinfact das Ganz insbesoderes.diode laser are the most compact and effective beam sources. Their integration In the laser processing head the process simplifies the whole insbesoderes.

Es wurde nachgewiessen, dass beim Abtrag die max. effektive Energieeffizienz mit einem rotationssymmetrischen Gauß'schen Strahl nur 37%, mit einem eindimenisonalen Top-hat-Strahl, der in einer Richtung eine homogene Intensitätsverteilung und in der anderen Richtung eine Gauß'sche Intensitätsverteilung hat, nur 48% beträgt, während die erreichbare max. Energieeffizienz mit einem zweidiomensionalen top-hat-Strahl, der in beiden Richtung eine homogene Intensitätsverteilung hat, 100% beträgt.It was nachgewiessen that the removal of the max. effective energy efficiency with a rotationally symmetric Gaussian beam only 37%, with a one-dimensional Top-hat beam, which in one direction is a homogeneous intensity distribution and in the other Direction a Gaussian intensity distribution has only 48%, while the achievable max. Energy efficiency with a two-dimensional top-hat beam, which has a homogeneous intensity distribution in both directions is 100%.

Ein annährender Top-hat-Strahl kann mit einer Blende aus einem Strahl mit z. B. Gauß'schem Strahlprofil ausgeschnitten werden. Das ist allerdings mit einem hohen Verlust zu verbunden. Mit einem geringen Verlust kann ein Top-hat-Strahl mittels eines Wellenleiter-Integrators, einer Anordnung aus Linsenarray, einer diffraktiven Optik oder einer Anordnung aus Phasenverzögerungsplatten und Beamdisplacer ausserhalb des Laseroszillators generiert werden.One annährender Top-hat-ray can with a diaphragm from a beam with z. B. Gaussian beam profile be cut out. But that's a big loss too connected. With a low loss, a top-hat beam can by means of a waveguide integrator, an array of lens array, a diffractive optic or a Arrangement of phase delay plates and Beamdisplacer be generated outside the laser oscillator.

Weitergehend verlustfrei kann einer Top-hat-Strahl mit einem Faserlaser, dessen lichtführender Kern einen rechteckigen Querschnitt hat, generiert wird.Proceeding lossless can be a top-hat beam with a fiber laser, whose light-guiding Core has a rectangular cross-section, is generated.

Zur Erzeugung von Laserstrahlen mit einem rechteckigen Querschnitt und einer Top-hat-Intensitätsverteilung können Modenblende mit einem rechteckigen Querschnitt verwendet werden. Weitergehend verlustfrei kann einer Top-hat-Strahl mit einem Mikrolaser, der ein Verstärkungsvolumen einen rechteckigen Querschnitt hat und die Verstärkung über den Querschnitt im Wesentlichen homogen ist, erzeugt werden. Beim Pumpen mit Diodenlasern sind die Pumpstrahlen so zu formen, daß sie in Laserkristallen einen rechteckigen Querschnitt haben und ein Top-hat-Intensitätsprofil aufweisen. Die Pumpfläche und die Modenblende können so ausgelegt werden, dass ein Multimode-Laserstrahl erzeugt wird, der eine im Wesentlichen Top-hat-Intensitätsprofil aufweist.to Generation of laser beams with a rectangular cross-section and a top hat intensity distribution can Mode hood can be used with a rectangular cross-section. Further lossless can be a top-hat beam with a microlaser, the one gain volume has a rectangular cross section and the reinforcement over the cross section substantially is homogeneous, can be generated. When pumping with diode lasers are the Shaping pump beams so that they have a rectangular cross section in laser crystals and a top hat intensity profile exhibit. The pumping area and the fashions can be designed so that a multimode laser beam is generated, which has a substantially top-hat intensity profile.

Der Laserstrahl eventuell nach der Strahlformung wird mit einer Optik aus einer Einzellinse oder mehrern Linsen auf das Werkstück fokussiert. Eine verbesserte Wiedergabe von einer Top-hat-Intensitätsverteilung auf dem Werkstück wird erreicht, wenn die Top-hat-Intensitätsverteilung mittels einer Optik, z. B. einem Teleskop abgebildet wird.Of the Laser beam possibly after the beam forming is optically focused from a single lens or multiple lenses on the workpiece. An improved rendering of a top hat intensity distribution on the workpiece is achieved when the top has intensity distribution by means of an optic, z. B. a telescope is displayed.

Die Tiefenschärfe eines Laserstrahls ist begrenzt. Wird der Laserstrahl in großer Entfernung über das Werkstück bewegt, so ist es notwendig, den Laser und dessen Formungs- und Abbildungsoptik mitzuführen. Die Mitführung des Lasers und dessen Formungsoptik ist mit Aufwand verbunden. Um dies zu vermeiden, wird das Werkstück in einer Ebene angeordnet, deren Normal unter einem definierten Winkel zu der Bewegungsrichtung steht. Der Winkel wird so bestimmt, dass der Laserstrahl z. B. mit einem Teleskop immer scharf genug auf das Werkstück abgebildet wird.The depth of field a laser beam is limited. Is the laser beam at a great distance over the workpiece moved, so it is necessary to use the laser and its shaping and Take imaging optics. The entrainment The laser and its shaping optics is associated with effort. Around To avoid this, the workpiece is arranged in a plane, their normal at a defined angle to the direction of movement stands. The angle is determined so that the laser beam z. B. with a telescope always sharp enough on the workpiece is mapped.

Der Laserstrahl hat einen bestimmten Bereich in der Ausbreitungsrichtung, wo gute Bearbeitungsergebnisse erzielt werden können. Bei einem Werkstück, dessen Form von einer Ebene abweicht, müssen der Strahl und das Werkstück in der Strahlausbreitungsrichtung (Iongitudinal) relativ positioniert. Es is mehr flexibel und praktikabel, wenn der Strahl in Relation zum Werkstück positioniert wird. Dies kann mittels einer Autofokus-Einheit (81) erfolgen. Sie besteht im Wesentlichen aus einem Iongintudialen Positionsdetektor-Einheit (Abstandssensor) und einem Servokreis.The laser beam has a certain range in the propagation direction, where good machining results can be achieved. In a workpiece whose shape deviates from a plane, the beam and the workpiece must be relatively positioned in the beam propagation direction (longitudinal). It is more flexible and practical when the beam is positioned in relation to the workpiece. This can be done by means of an autofocus unit ( 81 ) respectively. It consists essentially of a long-hour position detector unit (distance sensor) and a servo loop.

Ein akutischer Abstandssensor kann durch ein Schallerreger und einem akustischen Laufzeitdetektor gebildet werden.One acute distance sensor can be due to a sound generator and a acoustic time detector are formed.

Ein genauerer Abstandssensor kann elektrisch in Form von einem induktiven Abstandssensor, oder einem kapazitiven Abstandssensor oder einem Radar realisiert.One more accurate distance sensor may be electrical in the form of an inductive Distance sensor, or a capacitive distance sensor or a radar realized.

Mit optischen Abstandssensoren wird die höchste Auflösung erreicht. Es gibt unterschiedliche Ausführungen von optischen Abstandssensoren bzw. Verfahren, z. B. Abstandssensor auf Trianglationsbasis, das Foucaultsches-Schneidenverfahren und das Verfahren Verbindung mit Quadranten-Photodioden und unter Ausnutzung von dem durch eine zylindrische Linse verursachten Astigmatismus. Die beiden letzten Verfahren bilden die Basis des Abstandssensors von Autofokus-Einheit in CD-Geräten. Dort wird es als Einstrahl-Autofokus bzw. Drei-Strahl-Autofokus genannt.With optical distance sensors, the highest resolution is achieved. There are different designs of optical distance sensors or methods, for. B. distance sensor on triangulation basis, the Foucaultsches cutting method and the method connecting with quadrant photodiodes and taking advantage from the astigmatism caused by a cylindrical lens. The last two methods form the basis of the distance sensor from autofocus unit in CD devices. There it is called Einstrahl autofocus or three-beam autofocus.

Als kompakte Lichtquellen für die Anstandssensoren können LEDs oder Diodenlaser verwendet. In Analog zu Radar mit Mikrowellen können auch Radar mit Licht zur Abstandsbestimmung realisiert werden. Als optische Detektoren können neben Photodioden auch CCD-Zeile oder CCD-Array (zwei dimensional) verwendet werden. Für bildergebende Detektoren und aufgrund der Absorptions- und Reflektionseigenschaft ist es vorteilhaft LEDs oder Diodenlaser mit Multiwellenlängen zu verwenden. Je nach den Transmissionseigenschaften der Schichten können die Abstandssensor-Einheit durch Auflicht (Sensoren und Lichtquellen auf gleicher Seite) oder Durchlicht (Sensoren und Lichtquellen auf gegenüberliegender Seite) realisiert werden.When compact light sources for the decency sensors can LEDs or diode lasers used. In analogy to radar with microwaves can Radar can also be realized with light for distance determination. When optical detectors can in addition to photodiodes CCD line or CCD array (two dimensional) be used. For imaging detectors and due to the absorption and reflection properties It is advantageous to use LEDs or diode lasers with multi-wavelengths too use. Depending on the transmission properties of the layers can they Distance sensor unit by incident light (sensors and light sources on the same side) or transmitted light (sensors and light sources on opposite side) will be realized.

Ausgehend von der durch die Abstandssensoren gelieferten Information wird Stellgröße für einen Versteller abgeleitet. Der Versteller kann ein linearer Motor, oder ein Schrittmotor sein. Eine einfache Autofokus-Einheit kann in Analog zu der im CD Laufwerk realisiert werden.outgoing from the information provided by the distance sensors Manipulated variable for one Derived adjuster. The adjuster can be a linear motor, or be a stepper motor. A simple autofocus unit can be analog to be realized in the CD drive.

Die P1 wird in einer transparenten und leitenden Schichte erzeugt. Aufgrund der Absorptionseigenschaft von der Schichte ist es vorteilhaft, Laserstrahlen mit einer Wellenlänge länger als 1200 nm für P1 zu verwenden.The P1 is generated in a transparent and conductive layer. by virtue of the absorption property of the layer, it is advantageous Laser beams with one wavelength longer as 1200 nm for P1 to use.

Die P1, P2 und P3 Linien in Dünnschichtsolar werden so eng wie möglich neben einander geschrieben. Dabei müssen die Lagen und Orientierungen von P2 und P3 in Relation zur P1 sehr genau definiert werden. Dafür ist es notwendig, zum Schreiben von P2 die Lage von P1 gemessen wird und den Bearbeitungskopf mittels eines Servokreises entsprechend zu positionieren. In 4 und 5 symbolisiert (91) die Spurführungseinheit Im Analog zu CD-Geräte heißt es Spurführung. Für P3-Linien (P3-Spur) können P1-Spur oder P2-Spur als Referenz verwendet werden.The P1, P2 and P3 lines in thin film solar are written as close together as possible. The positions and orientations of P2 and P3 must be defined very precisely in relation to P1. For this it is necessary to measure the position of P1 to write P2 and to position the machining head accordingly by means of a servo circle. In 4 and 5 symbolizes ( 91 ) the tracking unit In analogy to CD devices it means tracking. For P3 lines (P3 track), P1 track or P2 track can be used as a reference.

Die Spurführung können in Analog zu CD-Geräten mittels eines Einstrahl-Zweiachsen-Systems oder eines Dreistrahl-Zweiachsen-Systems realisiert werden.The tracking can in analogy to CD devices realized by means of a single-beam two-axis system or a three-beam two-axis system become.

Zur Vermessung der Spur können neben Photodioden auch CCD-Zeile oder CCD-Array in Verbindung mit einer Beleuchtungsquelle verwedent werden. Als kompakte Lichtquellen für die Anstandssensoren können LEDs oder Diodenlaser verwendet. Für bildergebende Detektoren und aufgrund der Absorptions- und Reflektionseigenschaft ist es vorteilhaft LEDs oder Diodenlaser mit Multiwellenlängen zu verwenden. Je nach den Transmissionseigenschaften der Schichten können die Abstandssensor-Einheit durch Auflicht (Sensoren und Lichtquellen auf gleicher Seite) oder Durchlicht (Sensoren und Lichtquellen auf gegenüberliegender Seite) realisiert werden.to Measuring the track can in addition to photodiodes CCD line or CCD array in conjunction with a lighting source verwedent. As compact light sources for the Decency sensors can LEDs or diode lasers used. For imaging detectors and because of the absorption and reflection property it is advantageous to use LEDs or diode lasers with multi-wavelengths. Depending on the transmission properties of the layers, the Distance sensor unit by incident light (sensors and light sources on the same side) or transmitted light (sensors and light sources on opposed Page).

Für die Verstellung des Bearbeitungskopfs kann linieare Motoren oder Schrittmotoren oder Servomotoren verwendet werden.For the adjustment of the machining head can be linear motors or stepper motors or servo motors are used.

Zur Erhöhung der Prozesssicherheit kann zu dem Laserbearbeitungskopf eine Prozessgasdüse integriert werden. Für die Entsorgung der durch Prozess verursachten Partikeln wird eine Absaugendüse verwendet.to increase The process safety can be integrated into the laser processing head, a process gas nozzle become. For the disposal of the particles caused by the process becomes a Suction nozzle used.

Für viele Situationen ist es vorteilhaft, mehrere Laserbearbeitungsköpfe parallel entlang einer Linie oder in Form von einer Matrix anzuordnen, um die erforderliche Bearbeitungsgeschwindigkeit bzw. Produktivität zu erreichen.For many In situations it is advantageous to have several laser processing heads in parallel along a line or in the form of a matrix to order to achieve the required processing speed or productivity.

Die Laserbearbeitungsköpfe können so ausgeführt werden, dass sie unabhängig von einander sind.The Laser processing heads can so executed become independent are from each other.

Die Laserbearbeitungsköpfe können gruppiert werden. Jede Gruppe der Laserbearbeitungsköpfe kann mit einer gemeinsamen Düse mit Prozessgas (51) versorgt werden. Gleiches gilt auch für die Absaugung (53) und die Beleuchtung.The laser processing heads can be grouped. Each group of laser processing heads can be equipped with a common nozzle with process gas ( 51 ) are supplied. The same applies to the suction ( 53 ) and the lighting.

Jedem Laserbearbeitungskopf kann eine eigene Strahlquelle (61) zugeordnet werden. Die Laserstrahlquellen können in den jeweiligen Laserkopf integriert werden.Each laser processing head can have its own beam source ( 61 ) be assigned. The laser beam sources can be integrated into the respective laser head.

Wie bei Prozessgasversorgung und Absaugung können die Laserbearbeitungsköpfe gruppiert werden. Jede Gruppe wird mit einer gemeinsamen Laserstrahlquelle versorgt. Als Strahlquellen werden Excimer-Laser, Faserlaser, Scheiben und/oder Slablaser verwendet werden. Der von einer externen Laserstrahlquellen emittierte Strahl kann mittels teiltransmittierende Optik sequenziell in Multistrahlen aufgespalten. Er kann auch durch Verwendung von einer Anordnung von Phasenverögerungsplatten und polarisierenden Elementen sequenziell aufgespalten. Er kann auch räumlich in Querschnitt mitttels eines Linsenarrays (46 in 8) oder eines Spiegelsarrays (42 in 7) oder eines Prismenarrays aufgeteilt werden.As with process gas supply and extraction, the laser processing heads can be grouped. Each group is supplied with a common laser beam source. The beam sources used are excimer lasers, fiber lasers, discs and / or slab lasers. The beam emitted by an external laser beam source can be split sequentially into multi-beams by means of partially transmitting optics. It can also be split sequentially using an array of phase retardation plates and polarizing elements. It can also be spatially in cross section by means of a lens array ( 46 in 8th ) or a mirror array ( 42 in 7 ) or a prism array be shared.

Bei der räumlichen Aufteilung des Strahls über den Querschnitt wird der Strahl vorher so transformiert, daß der Strahl (3) vor Aufteilung eine homogene Intensitätsverteilung (ein Tophat Intensitätsprofil) hat.In the spatial distribution of the beam over the cross section of the beam is previously transformed so that the beam ( 3 ) has a homogeneous intensity distribution (a Tophat intensity profile) prior to division.

Die so erzeugten Strahlen können mit optischen Anordung aus z. B. Spiegln in den jeweiligen Laserbearbritungskopf direkt zugeführt werden. Eine flexible Anordnung wird erreicht, wenn die Strahlen in ein Lichtwellenleiterarray eingekoppelt werden und die Strahlen über die Lichtwellenlleiter in die Bearbeitungsköpfe transportiert werden.The thus generated rays can with optical arrangement of z. B. Spiegln in the respective laser burnishing head fed directly become. A flexible arrangement is achieved when the rays be coupled into an optical waveguide array and the rays on the Fiber optic conductors are transported in the processing heads.

Eine robuste Realieierung auf Faserlaser/verstärker entsteht, indem das Licht von einem Faserlaser auf integrierter Optikbasis multiplext und in Multifaserverstärker eingekoppelt. Die Strahlen aus den Faserverstärkern werden direkt in die Laserbearbeitungsköpfe eingekoppelt. Für effektive Ablation wird der lichtleitende Kern rechteckig ausgeführt.A Robust realization on fiber laser / amplifier is created by the light from a fiber laser on an integrated optical base multiplexed and in Multi-Fiber Amplifiers coupled. The beams from the fiber amplifiers are directly in the Laser processing heads coupled. For effective ablation, the photoconductive core is made rectangular.

Zur Überwachung der Bearbeitungsqualität werden akustische Sensoren oder optische Sensoren verwendet. Mit einem akustischen Sensor wird der durch Ablationsprozeß verursachte Schall aufgenommen, gewertet und zu Stellengröße zur Prozeßkontrolle abgeleitet.For monitoring the machining quality acoustic sensors or optical sensors used. With a acoustic sensor, the sound caused by the ablation process is recorded, evaluated and to job size for process control derived.

Die abgetragene Struktur kann auch optisch z. B. mit einem CCD-Zeile oder einem CCD-Array bestimmt werden. Die so ermittelten Strukturen werden zur Qualitätskontrolle und zur Bestimmung der Stellengrößen verwendet. Eine einfache Realisierung wird erreicht, indem für die Bestimmung des Abstands, der Spurlage und der Qualität eine gemeinsame Einheit verwendet wird.The removed structure can also optically z. B. with a CCD line or a CCD array be determined. The structures thus determined become quality control and used to determine the digits. A simple realization is achieved by the determination the distance, the tracking and the quality of a common unit becomes.

Claims (31)

Anordnung von Laserbearbeitungsköpfen zum Abtragen von Schichten bestehend im Wesentlichen aus einem Laserstrahl, einer Fokussierungs- oder einer Abbildungseinheit, einer Autofokussierungseinheit und einer laterale Lage-Positionierungseinheit.Arrangement of laser processing heads for removal consisting essentially of a laser beam, a layer Focusing or imaging unit, autofocusing unit and a lateral position positioning unit. Anordnung von Laserbearbeitungsköpfen nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahl einen etwa rechteckigen oder quadratischen Qeurschnitt hat.Arrangement of laser processing heads according to claim 1, characterized characterized in that the laser beam is an approximately rectangular or square Qurcut has. Anordnung von Laserbearbeitungsköpfen nach dem Anspruch 1 oder dem Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Intensitätsverteilung des Laserstrahls mindestens in einer Richtung im Wesentlich homogen ist.Arrangement of laser processing heads according to claim 1 or to claim 2, characterized in that the intensity distribution the laser beam in at least one direction substantially homogeneous is. Anordnung von Laserbearbeitungsköpfen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahl von einem Faserlaser erzeugt wird.Arrangement of laser processing heads according to one of claims 1 to 3, characterized in that the laser beam generated by a fiber laser becomes. Anordnung von Laserbearbeitungsköpfen nach dem Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der lichtführende Kern einen rechteckigen Querschnitt hat.Arrangement of laser processing heads according to claim 4, characterized characterized in that the light-guiding Core has a rectangular cross-section. Anordnung von Laserbearbeitungsköpfen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahl von einem gütegeschalteten Mikrolaser erzeugt wird.Arrangement of laser processing heads according to one of claims 1 to 3, characterized in that the laser beam from a Q-switched Microlaser is generated. Anordnung von Laserbearbeitungsköpfen nach dem Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikrolaser mit einem Diodenlaser gepumpt wird und das gepumpte Volumen einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt hat und der Mikrolaser in den Laserbearbeitungskopf integriert wird.Arrangement of laser processing heads according to claim 4, characterized characterized in that the microlaser is pumped with a diode laser and the volume pumped has a substantially rectangular cross-section and the microlaser is integrated into the laser processing head. Anordnung von Laserbearbeitungsköpfen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenlänge des Laserstrahls mittels nichtlinearen Element konvertiert wird, um bessere Absorption durch das Werkstück zu bewirken.Arrangement of laser processing heads according to one of claims 1 to 7, characterized in that the wavelength of the laser beam by means of nonlinear element is converted to better absorption through the workpiece to effect. Anordnung von Laserbearbeitungsköpfen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahl mittels einer Optik auf das Werkstück abgebildet wird.Arrangement of laser processing heads according to one of claims 1 to 8, characterized in that the laser beam by means of an optics on the workpiece is shown. Anordnung von Laserbearbeitungsköpfen nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstandssensor und ein Servokreis zu Regelung der longitudinalen Position auf dem Werkstück verwendet werden.Arrangement of laser processing heads according to one of claims 1 to 9, characterized in that a distance sensor and a servo circuit used to control the longitudinal position on the workpiece become. Anordnung von Laserbearbeitungsköpfen nach dem Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandssensor akustisch ausgebildet werden.Arrangement of laser processing heads according to claim 10, characterized in that the distance sensor is acoustically formed become. Anordnung von Laserbearbeitungsköpfen nach dem Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandssensor induktiv, oder kapazitiv oder wie Radar ausgebildet wird.Arrangement of laser processing heads according to claim 10, characterized in that the distance sensor is inductive, or capacitive or how radar is trained. Anordnung von Laserbearbeitungsköpfen nach dem Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandssensor auf der Triangulation, oder dem Foucaultsches-Schneidenverfahren, oder dem Verfahren in Verbindung mit Quadranten-Photodioden und unter Ausnutzung von dem durch eine zylindrische Linse verursachten Astigmatismus oder auf dem Lichtlaufzeitverfahren (Lidar) basiert.Arrangement of laser processing heads according to claim 10, characterized in that the distance sensor is based on triangulation, or the Foucaultsches cutting method, or the method in Connection with quadrant photodiodes and taking advantage of the caused by a cylindrical lens astigmatism or on the Light transit time method (Lidar) based. Anordnung von Laserbearbeitungsköpfen nach dem Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass LEDs oder Diodenlaser als Lichtquelle verwendet wird.Arrangement of laser processing heads according to claim 13, characterized in that LEDs or diode lasers verwen as a light source it becomes. Anordnung von Laserbearbeitungsköpfen nach dem Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass als optische Detektoren Photodioden, oder CCD-Zeile oder CCD-Array in einem Bildergebenden Verfahren verwendet werden.Arrangement of laser processing heads according to claim 13, characterized in that as optical detectors photodiodes, or CCD line or CCD array in an imaging process be used. Anordnung von Laserbearbeitungsköpfen nach dem Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Servokreis zur Autofokus in Analog zu CD Laukwerk realisiert wird.Arrangement of laser processing heads according to claim 10, characterized in that the servo circuit for autofocus in analog to CD Laukwerk is realized. Anordnung von Laserbearbeitungsköpfen nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spur-Korrektur-Einheit aus einer Einheit zur Bestimmung der lateralen Lage in Relation zu einer Referenz und einem Servokreis zu Regelung der lateralen Lage verwendet wird.Arrangement of laser processing heads according to one of claims 1 to 16, characterized in that a track correction unit a unit for determining the lateral position in relation to a Reference and a servo circuit used to control the lateral position becomes. Anordnung von Laserbearbeitungsköpfen nach dem Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Spur-Korrektur-Einheit wie in Analog zur Spurführungseinheit im CD-Laufwerk realisiert werden.Arrangement of laser processing heads according to claim 17, characterized in that the track correction unit as in analog to the tracking unit be realized in the CD drive. Anordnung von Laserbearbeitungsköpfen nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass in Produktion von Dünnschichtensolar die P1 mit einem UV-Laser oder Laser mit Wellenlänge länger als 1200 nm verwendet wird.Arrangement of laser processing heads according to one of claims 1 to 18, characterized in that in production of thin-film solar the P1 used with a UV laser or laser with wavelength longer than 1200 nm becomes. Anordnung von Laserbearbeitungsköpfen nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass in Produktion von Dünnschichtensolar die P2 mit einem sichtbaren Laserstrahl geschrieben wird und dabei die P1 als Referenz für die Spurführung verwendet wird.Arrangement of laser processing heads according to one of claims 1 to 18, characterized in that in production of thin-film solar the P2 is written with a visible laser beam while the P1 as reference for the tracking is used. Anordnung von Laserbearbeitungsköpfen nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass in Produktion von Dünnschichtensolar die P3 mit einem sichtbaren Laserstrahl geschrieben wird und dabei die P1 oder P2 als Referenz für die Spurführung verwendet wird.Arrangement of laser processing heads according to one of claims 1 to 18, characterized in that in production of thin-film solar the P3 is written with a visible laser beam while the P1 or P2 as reference for the tracking is used. Anordnung von Laserbearbeitungsköpfen nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass zu dem Laserbearbeitungskopf eine Prozessgasdüse integriert werden.Arrangement of laser processing heads according to one of claims 1 to 21, characterized in that integrated into the laser processing head a process gas nozzle become. Anordnung von Laserbearbeitungsköpfen nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass für die Entsorgung der durch Prozess verursachten Partikeln eine Absaugendüse an den Laserbearbeitungskopf verwendet wird.Arrangement of laser processing heads according to one of claims 1 to 22, characterized in that for the disposal of Process caused particles a Absaugendüse to the laser processing head is used. Anlagen zur hohen Geschwindigkeitsbearbeitung dadurch gezeichnet, dass mehrere Laserbearbeitungsköpfe nach einem der Ansprüche 1 bis 23 in einer Zeile oder in Form von einer zweidimensionalen Matrix angeordnet werden.Systems for high speed processing thereby drawn that several laser processing heads according to one of claims 1 to 23 in a row or in the form of a two-dimensional matrix to be ordered. Anlagen nach dem Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Laserbearbeitungskopf mit einer eigenen Laserstrahlquelle versorgt wird.Equipment according to claim 24, characterized that each laser processing head with its own laser beam source is supplied. Anlagen nach dem Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserbearbeitungsköpfe gruppiert werden und jeder Gruppe jeweils mit einer Laserstrahlquelle zugeordnet wird.Equipment according to claim 24, characterized that groups the laser processing heads and each group are each associated with a laser beam source becomes. Anlagen nach dem Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass alle Laserbearbeitungsköpfe mit einer gemeinsamen externen Strahlquelle versorgt wird.Equipment according to claim 24, characterized that all laser processing heads is supplied with a common external beam source. Anlagen nach dem Anspruch 26 oder dem Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass der von der externen Strahlquelle emittierte Laserstrahl in Querschnitt durch Verwendung von einem Linsenarray oder/und von einem Spiegelarray in Multistrahlen für die Laserbearbeitungsköpfe räumlich aufgeteilt werden.Equipment according to claim 26 or claim 27, characterized in that emitted from the external beam source Laser beam in cross-section through the use of a lens array and / or spatially partitioned by a mirror array into multiple beams for the laser processing heads. Anlagen nach einem der Ansprüche 24 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass zur Überwachung der Bearbeitungsqualität mindestens ein akustischer Sensor verwendet wird, wobei der akustische Sensor der durch Ablationsprozeß verursachte Schall aufnimmt und vom Signal Stellegröße abgeleitet werden.Equipment according to one of Claims 24 to 28, characterized that to monitor the machining quality at least one acoustic sensor is used, the acoustic Sensor caused by ablation process Sound picks up and be derived from the signal spot size. Anlagen nach einem der Ansprüche 24 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass zur Überwachung der Bearbeitungsqualität mindestens ein optischer Sensor verwendet wird.Equipment according to one of Claims 24 to 28, characterized that to monitor the machining quality at least one optical sensor is used. Anlagen nach dem Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Sensor aus einer CCD-Zeile oder einem CCD-Array und einer optischen Anordnung besteht und mit der CCD-Zeile oder einem CCD-Array die abgetragene Strukturen aufgenommen und zur Qualiätsgrößen ausgewertet.Equipment according to claim 30, characterized that the optical sensor from a CCD line or a CCD array and an optical arrangement and with the CCD line or a CCD array, the ablated structures recorded and evaluated for quality sizes.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102259234A (en) * 2010-05-26 2011-11-30 Ntn株式会社 Laser Patterning Device And Laser Patterning Method
DE102012111895A1 (en) * 2012-12-06 2014-06-12 Lpkf Laser & Electronics Ag Method for producing solar module, involves heating electrical contact layer to preset temperature by laser radiation so that partial recesses are formed by removing portion of semiconductor layer together with electrical contact layer
WO2022184555A1 (en) * 2021-03-02 2022-09-09 Cericom GmbH Device for processing a workpiece

Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6360085A (en) * 1986-08-29 1988-03-16 Mitsubishi Electric Corp Three-dimensional laser beam machine
EP0482240A1 (en) * 1990-10-24 1992-04-29 Siemens Solar GmbH Method of accurate processing of flat or light curved workpieces
DE4207169A1 (en) * 1992-03-06 1993-09-09 Siemens Solar Gmbh Laser operations on a workpiece with uneven surface - where distances between workpiece and laser are measured during intervals between working pulses
DE4212652A1 (en) * 1992-04-15 1993-10-28 Weidmueller Interface Laser head with inductive distance sensor for welding and cutting - comprises nozzle body overlapping coil face directed to workpiece and sealed by epoxy] resin glue
DE4217292A1 (en) * 1992-05-25 1993-12-02 Weidmueller Interface Capacitive distance measurement between workpiece and machining head e.g. of laser cutter or welding machine - comparing distance sensor signal with value derived from earlier sensor signal, e.g. formed by periodic sampling
JPH07185859A (en) * 1993-12-24 1995-07-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd Laser beam machining device
DE19736075A1 (en) * 1997-08-20 1999-03-11 Bosch Gmbh Robert Quality parameter detection arrangement for workpiece processing
JP2000005891A (en) * 1998-06-22 2000-01-11 Amada Co Ltd Laser processing device
DE19915666A1 (en) * 1999-04-07 2000-10-19 Fraunhofer Ges Forschung Method and device for selective contacting of solar cells
US6576866B1 (en) * 1998-09-17 2003-06-10 Siemens And Shell Solar Gmbh Method for structuring transparent electrode layers
JP2003311451A (en) * 2002-04-22 2003-11-05 Nippon Steel Corp Laser beam machining equipment
DE10308708A1 (en) * 2003-02-28 2004-09-09 Hentze-Lissotschenko Patentverwaltungs Gmbh & Co.Kg Apparatus for striking an object with laser beams such as in a laser imaging system having a lens array between a laser source and an array of control elements
US20040195223A1 (en) * 2002-05-13 2004-10-07 Kazuma Sekiya Finishing machine using laser beam
US20060207976A1 (en) * 2005-01-21 2006-09-21 Bovatsek James M Laser material micromachining with green femtosecond pulses
DE102005015752A1 (en) * 2005-03-29 2006-10-05 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. To shape structured surface on workpiece, the structure is checked after each working stage for the next stage to be set according to the test results
JP2007061825A (en) * 2005-08-29 2007-03-15 Seiko Epson Corp Laser irradiation device, and laser scribing method
US20070092128A1 (en) * 2005-10-21 2007-04-26 Orbotech Ltd Automatic repair of electric circuits

Patent Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6360085A (en) * 1986-08-29 1988-03-16 Mitsubishi Electric Corp Three-dimensional laser beam machine
EP0482240A1 (en) * 1990-10-24 1992-04-29 Siemens Solar GmbH Method of accurate processing of flat or light curved workpieces
DE4207169A1 (en) * 1992-03-06 1993-09-09 Siemens Solar Gmbh Laser operations on a workpiece with uneven surface - where distances between workpiece and laser are measured during intervals between working pulses
DE4212652A1 (en) * 1992-04-15 1993-10-28 Weidmueller Interface Laser head with inductive distance sensor for welding and cutting - comprises nozzle body overlapping coil face directed to workpiece and sealed by epoxy] resin glue
DE4217292A1 (en) * 1992-05-25 1993-12-02 Weidmueller Interface Capacitive distance measurement between workpiece and machining head e.g. of laser cutter or welding machine - comparing distance sensor signal with value derived from earlier sensor signal, e.g. formed by periodic sampling
JPH07185859A (en) * 1993-12-24 1995-07-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd Laser beam machining device
DE19736075A1 (en) * 1997-08-20 1999-03-11 Bosch Gmbh Robert Quality parameter detection arrangement for workpiece processing
JP2000005891A (en) * 1998-06-22 2000-01-11 Amada Co Ltd Laser processing device
US6576866B1 (en) * 1998-09-17 2003-06-10 Siemens And Shell Solar Gmbh Method for structuring transparent electrode layers
DE19915666A1 (en) * 1999-04-07 2000-10-19 Fraunhofer Ges Forschung Method and device for selective contacting of solar cells
JP2003311451A (en) * 2002-04-22 2003-11-05 Nippon Steel Corp Laser beam machining equipment
US20040195223A1 (en) * 2002-05-13 2004-10-07 Kazuma Sekiya Finishing machine using laser beam
DE10308708A1 (en) * 2003-02-28 2004-09-09 Hentze-Lissotschenko Patentverwaltungs Gmbh & Co.Kg Apparatus for striking an object with laser beams such as in a laser imaging system having a lens array between a laser source and an array of control elements
US20060207976A1 (en) * 2005-01-21 2006-09-21 Bovatsek James M Laser material micromachining with green femtosecond pulses
DE102005015752A1 (en) * 2005-03-29 2006-10-05 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. To shape structured surface on workpiece, the structure is checked after each working stage for the next stage to be set according to the test results
JP2007061825A (en) * 2005-08-29 2007-03-15 Seiko Epson Corp Laser irradiation device, and laser scribing method
US20070092128A1 (en) * 2005-10-21 2007-04-26 Orbotech Ltd Automatic repair of electric circuits

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102259234A (en) * 2010-05-26 2011-11-30 Ntn株式会社 Laser Patterning Device And Laser Patterning Method
DE102012111895A1 (en) * 2012-12-06 2014-06-12 Lpkf Laser & Electronics Ag Method for producing solar module, involves heating electrical contact layer to preset temperature by laser radiation so that partial recesses are formed by removing portion of semiconductor layer together with electrical contact layer
WO2022184555A1 (en) * 2021-03-02 2022-09-09 Cericom GmbH Device for processing a workpiece

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