[go: up one dir, main page]

DE102008059763A1 - Method for laser processing - Google Patents

Method for laser processing Download PDF

Info

Publication number
DE102008059763A1
DE102008059763A1 DE102008059763A DE102008059763A DE102008059763A1 DE 102008059763 A1 DE102008059763 A1 DE 102008059763A1 DE 102008059763 A DE102008059763 A DE 102008059763A DE 102008059763 A DE102008059763 A DE 102008059763A DE 102008059763 A1 DE102008059763 A1 DE 102008059763A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
processing
substrate
laser
tracks
paths
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102008059763A
Other languages
German (de)
Inventor
Marc Dr.-Ing. Hüske
Christian Krieg
Gunter Dr.-Ing. Blank
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LPKF Laser and Electronics AG
Original Assignee
LPKF Laser and Electronics AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LPKF Laser and Electronics AG filed Critical LPKF Laser and Electronics AG
Priority to DE102008059763A priority Critical patent/DE102008059763A1/en
Publication of DE102008059763A1 publication Critical patent/DE102008059763A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/04—Automatically aligning, aiming or focusing the laser beam, e.g. using the back-scattered light
    • B23K26/044—Seam tracking
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F71/00—Manufacture or treatment of devices covered by this subclass

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Laserbearbeitung eines Substrats (1), bei dem mehrere Laserstrahlen auf einen jeweiligen Fokuspunkt (6) auf dem Substrat (1) abgelenkt werden. Die ursprünglichen, entlang einer geraden Referenzbahn verlaufenden, ersten Bearbeitungsbahnen werden infolge eines inhomogenen Abkühlens des Substrats (1) gekrümmt, sodass sich veränderte erste Bearbeitungsbahnen (7) bilden. Um die verfügbare Fläche des Substrats (1) optimal nutzen zu können, werden die Positionen des jeweiligen Fokuspunktes (6) der Laserstrahlen beim abschließenden Einbringen weiterer paralleler Bearbeitungsbahnen (8) in Abhängigkeit der mittels eines Sensors (9) erfassten Abweichung einer einzigen vorhergehenden Bearbeitungsbahn bestimmt. Aufgrund des erfassten Verlaufs dieser veränderten vorhergehenden Bearbeitungsbahn (7) werden alle weiteren Bearbeitungsbahnen (8) nachgeführt.The invention relates to a method for laser processing of a substrate (1), in which a plurality of laser beams are deflected onto a respective focal point (6) on the substrate (1). The original, along a straight reference path extending first processing paths are curved due to an inhomogeneous cooling of the substrate (1), so that form changed first processing tracks (7). In order to make optimal use of the available surface of the substrate (1), the positions of the respective focal point (6) of the laser beams are determined during the subsequent introduction of further parallel processing paths (8) as a function of the deviation of a single preceding processing path detected by means of a sensor (9) , Due to the detected course of this modified previous processing path (7) all other processing paths (8) are tracked.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Laserbearbeitung eines Substrats mittels eines Laserbearbeitungskopfes entlang erster Bearbeitungsbahnen, bei dem mehrere Laserstrahlen auf einen jeweiligen Fokuspunkt in einer Fokussierebene auf dem Substrat abgelenkt und die Position des jeweiligen Fokuspunktes für nachfolgend einzubringende, weitere Bearbeitungsbahnen in Abhängigkeit einer möglichen Abweichung bestimmt werden.The The invention relates to a method for laser processing a substrate by means of a laser processing head along first processing paths, in which a plurality of laser beams on a respective focal point in a focus plane deflected on the substrate and the position the respective focus point for subsequently to be introduced further processing paths depending on a possible Deviation to be determined.

Ein solches Verfahren zur Laserbearbeitung eines Substrats ist beispielsweise durch die JP 2006 041 322 A bekannt. In einem ersten Laserschreibprozess werden dabei mittels vier Laserstrahlen erste Bearbeitungsbahnen in das Substrat eingebracht. Dabei wird auch eine jedem Laser zugeordnete Markierungen eingebracht. In einem zweiten Verfahrensschritt werden die Markierung vor dem Einbringen zweiter Bearbeitungsbahnen erfasst, um so den Abstand der Laserstrahlen einstellen zu können, sodass die ersten und zweiten Bearbeitungsbahnen übereinstimmen.Such a method for laser processing of a substrate, for example by the JP 2006 041 322 A known. In a first laser writing process, first processing paths are introduced into the substrate by means of four laser beams. In this case, also associated with each laser markers is introduced. In a second method step, the marking is detected before the introduction of second processing paths so as to be able to adjust the distance of the laser beams so that the first and second processing paths coincide.

Weiterhin ist auch durch die DE 10 2004 045 408 A1 ein Verfahren zur Bearbeitung von Werkstücken mittels Laserstrahlung offenbart, wobei die unterschiedlichsten technologischen Prozesse wie Schweißen, Schneiden oder Härten durchgeführt werden können.Furthermore, by the DE 10 2004 045 408 A1 discloses a method for machining workpieces by means of laser radiation, wherein a variety of technological processes such as welding, cutting or hardening can be performed.

Die DE 102 97 255 T5 betrifft eine Vorrichtung zum Überwachen und Einstellen eines Laserschweißprozesses. Ein Materialbearbeitungslaserkopf umfasst unter anderem eine Laserquelle, die einen Laserstrahl zum Laserschweißen eines Werkstückes vorsieht. Ein Positionssensor, der mit dem Materialbearbeitungslaserkopf gekoppelt ist, misst die Differenz zwischen der aktuellen Position des Werkstücks und einer vorbestimmten theoretischen Position des Werkstücks. Ein Einstellmittel, das in dem Materialbearbeitungslaserkopf angeordnet ist, positioniert den Laserstrahl auf ein Signal von dem Positionssensor. Das Einstellmittel kann ein Mittel zum Reflektieren des Laserstrahls zu dem Werkstück vorsehen. Als Reflektionsmittel kann mindestens ein Spiegel vorgesehen sein, der an mindestens einer Schwenkachse befestigt ist. Das Schwenken der Spiegel kann durch einen elektrischen Antrieb vorgenommen werden.The DE 102 97 255 T5 relates to an apparatus for monitoring and adjusting a laser welding process. A material processing laser head includes, among other things, a laser source that provides a laser beam for laser welding a workpiece. A position sensor coupled to the material processing laser head measures the difference between the current position of the workpiece and a predetermined theoretical position of the workpiece. Adjusting means disposed in the material processing laser head positions the laser beam to a signal from the position sensor. The adjustment means may provide a means for reflecting the laser beam to the workpiece. As a reflection means, at least one mirror may be provided, which is fastened to at least one pivot axis. The pivoting of the mirror can be made by an electric drive.

Die DE 103 35 501 A1 bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schweißen oder Schneiden von einem oder mehreren Werkstücken entlang einer vorgegebenen Bahn, insbesondere einer Werkstückkante, mit einem stationären oder bewegten Laserkopf, der über ein Strahlleitsystem den von einer Strahlquelle einkoppelbaren Laserstrahl auf den Prozessort fokussiert, wobei der Prozess mit einem in den Strahlengang eingekoppelten optischen Erfassungssystem erfasst wird.The DE 103 35 501 A1 relates to a method and an apparatus for welding or cutting one or more workpieces along a predetermined path, in particular a workpiece edge, with a stationary or moving laser head, which focuses the laser beam which can be coupled by a beam source onto the process location via a beam guidance system, wherein the Process is detected with an optical detection system coupled into the beam path.

Die DE 198 52 302 A1 zeigt ein Laserschweißverfahren sowie eine Vorrichtung. Die Schweißvorrichtung besitzt einen Laserkopf, der einen Laserstrahl mit konstanter Ausrichtung und Orientierung emittiert, wobei das Werkstück relativ zum stationären Laserkopf bewegt wird. Über einem Lochspiegel im Strahlengang des Laserstrahls ist ein Detektor, beispielsweise eine CCD- oder CMOS-Kamera angeordnet, die das vom Bearbeitungsort reflektierte Laserlicht aufnimmt und auswertet.The DE 198 52 302 A1 shows a laser welding method and a device. The welding apparatus has a laser head which emits a laser beam of constant orientation and orientation, the workpiece being moved relative to the stationary laser head. About a hole mirror in the beam path of the laser beam, a detector, such as a CCD or CMOS camera is arranged, which receives and evaluates the laser light reflected from the processing location.

Aus der DE 197 16 293 C2 ist eine Vorrichtung zur Regelung der Fokuslage beim Laserstrahlschweißen bekannt, wobei eine außerhalb des Strahlengangs vom Laserstrahl und extern neben dem Laserkopf angeordnete CCD-Kamera eingesetzt wird.From the DE 197 16 293 C2 a device for controlling the focus position in laser beam welding is known, wherein an outside of the beam path of the laser beam and externally arranged next to the laser head CCD camera is used.

Auch die DE 698 00 179 T2 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schweißen mittels einer Laserschweißvorrichtung, bei der durch eine CCD-Kamera mittels Strahlteilern über den Strahlengang des Laserstrahls die Schweißzone erfasst und das erhaltene Bild ausgewertet werden soll.Also the DE 698 00 179 T2 discloses a method and a device for welding by means of a laser welding device, in which the welding zone is detected by a CCD camera by means of beam splitters via the beam path of the laser beam and the image obtained is to be evaluated.

Ein anderes Laserschweißverfahren nebst Vorrichtung ist aus der DE 41 06 008 C2 bekannt. Hierbei wird ein Werkstück entlang einer vorgegebenen Bahn mittels eines stationären Laserkopfes mit einer Laseroptik und mit einer beweglichen Fokussiereinrichtung geschweißt. Der von einer Strahlquelle einkoppelbare Laserstrahl wird durch gesteuerte Bewegung von einem oder mehreren Spiegeln auf den Prozessort fokussiert.Another laser welding method and device is from the DE 41 06 008 C2 known. Here, a workpiece along a predetermined path by means of a stationary laser head with a laser optics and with a movable focusing device is welded. The laser beam which can be coupled in by a beam source is focused onto the process location by controlled movement of one or more mirrors.

Ferner bezieht sich die WO 2005/119796 A1 auf ein Verfahren zur Herstellung einer Dünnfilmsolarzelle, bei dem mittels eines Laserstrahls mehrere Ausnehmungen entlang einer Bahn in eine Leitschicht auf einem Substrat eingebracht werden.Furthermore, the WO 2005/119796 A1 to a method for producing a thin-film solar cell, in which a plurality of recesses along a path are introduced into a conductive layer on a substrate by means of a laser beam.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein wesentlich vereinfachtes Verfahren zur Korrektur der Fokuslage auf dem Substrat aufgrund eines zuvor bestimmten Korrekturwertes zu schaffen.outgoing From this prior art, the invention is based on the object a much simplified method for correcting the focus position on the substrate due to a previously determined correction value to accomplish.

Die erstgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die weitere Ausgestaltung des Verfahrens ist den Unteransprüchen zu entnehmen.The the first object is inventively with a method according to the features of the claim 1 solved. The further embodiment of the method is to refer to the dependent claims.

Erfindungsgemäß wird also bei dem Verfahren aufgrund der mittels eines Sensors erfassten Abweichung einer einzigen einer der vorhergehenden Bearbeitungsbahnen von einer zugeordneten Referenzbahn ein übereinstimmender Korrekturwert für alle weiteren Bearbeitungsbahnen bestimmt, sodass also der Korrekturwert für einen Fokuspunkt zugleich als Korrekturwert für alle Fokuspunkte beim Einbringen der weiteren Bearbeitungsbahnen verwendet wird. Die Erfindung geht dabei von der überraschenden Erkenntnis aus, dass in der Praxis auftretende Abweichungen, insbesondere aufgrund von Bearbeitungsschritten zwischen dem Einbringen der als nutenförmige Ausnehmungen ausgeführten Bearbeitungsbahnen, zu ähnlichen Abweichungen führen, sodass nicht etwa wie beim Stand der Technik die Abweichungen jeder ersten Bearbeitungsbahn von einer jeweiligen Referenzbahn ermittelt werden müssen, sondern vielmehr die Erfassung einer einzigen einer Vielzahl von ersten Bearbeitungsbahnen ausreicht. Das Verfahren kann daher wesentlich vereinfacht werden, wenn die nachfolgenden Bearbeitungsbahnen in Abhängigkeit der Abweichung einer einzigen der ersten Bearbeitungsbahnen, insbesondere also zu dieser parallel eingebracht werden.According to the invention, therefore, in the method, due to the deviation, detected by means of a sensor, of a single one of the preceding machining paths from an assigned reference track, a matching correction value for determines all other processing paths, so that therefore the correction value for a focal point is also used as a correction value for all focal points when introducing the other processing paths. The invention is based on the surprising finding that occurring in practice deviations, in particular due to processing steps between the introduction of the processing grooves designed as groove recesses, lead to similar deviations, so not as in the prior art, the deviations of each first machining path of a respective reference track must be determined, but rather the detection of a single one of a plurality of first processing paths sufficient. The method can therefore be considerably simplified if the subsequent processing paths are introduced in parallel depending on the deviation of a single one of the first processing paths, in particular, so to this.

Beispielsweise können hierzu aufgrund des Korrekturwerts die gemeinsame Fokussieroptik oder mehrere, den Laserstrahlen jeweils zugeordnete Fokussieroptiken relativ zu einem Laserbearbeitungskopf insbesondere senkrecht zu den Laserstrahlen verschoben und alle Fokuspunkte auf dem Substrat dadurch abgelenkt werden, wobei die Korrektur der Fokuslage allein durch eine Verlagerung quer zu den Laserstrahlen erreicht wird.For example For this purpose, due to the correction value, the common Focusing optics or more, the laser beams respectively assigned Focusing optics relative to a laser processing head in particular shifted perpendicular to the laser beams and all focus points on deflected thereby the substrate, wherein the correction of the focus position achieved solely by a shift transversely to the laser beams becomes.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dadurch erreicht, dass nach dem Einbringen der ersten Bearbeitungsbahnen in einem nachfolgenden Bearbeitungsschritt das Substrat einer thermischen Behandlung zugeführt wird, wobei mittels eines Sensors der Verlauf einer einzigen, aufgrund der thermischen Behandlung veränderten ersten Bearbeitungsbahn relativ zu einer Referenzbahn erfasst wird, und aufgrund der mittels des Sensors erfassten Abweichung dieser veränderten ersten Bearbeitungsbahn von der Referenzbahn ein Korrekturwert für alle nachfolgend einzubringenden, weiteren Bearbeitungsbahnen bestimmt wird. Hierdurch werden die bei der thermischen Behandlung eintretenden Veränderungen, insbesondere also der veränderte Verlauf der Bearbeitungsbahnen, erfasst und aufgrund vergleichender Betrachtung mit einer Referenzbahn ein Korrekturwert für alle nachfolgend einzubringenden Bearbeitungsbahnen bestimmt. Ein einziger Korrekturwert wird also zugleich für mehrere Laserstrahlen zur Bearbeitung entlang mehrerer weiterer Bearbeitungsbahnen verwendet.A particularly advantageous embodiment of the invention Method is achieved in that after the introduction of the first Processing paths in a subsequent processing step the Substrate is supplied to a thermal treatment, wherein by means of a sensor the course of a single, due to the thermal Treatment changed first machining path relative to a reference track, and on the basis of the Sensors detected deviation of this changed first Machining path from the reference track a correction value for all subsequently introduced, further processing tracks determined becomes. As a result, the entering during the thermal treatment Changes, especially the changed Course of the processing paths, recorded and due to comparative consideration with a reference trajectory a correction value for all following determined to be introduced machining paths. A single correction value is So at the same time for multiple laser beams for processing used along several other processing paths.

Somit werden also in besonders einfacher Weise aufgrund des erfassten Verlaufs einer einzigen der veränderten ersten Bearbeitungsbahnen alle weiteren Bearbeitungsbahnen nachgeführt, um so einerseits den mit der Erfassung aller veränderter Bearbeitungsbahnen verbundenen Aufwand zu reduzieren und andererseits die Reaktionszeit zu vermindern.Consequently So be in a particularly simple manner due to the detected Course of a single of the modified first processing tracks all other processing tracks tracked, so on the one hand with the acquisition of all modified processing paths reduce associated effort and on the other hand, the reaction time to diminish.

Selbstverständlich lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft bei einem beliebigen Verlauf der Bearbeitungsbahnen nutzen. Besonders praxisgerecht ist es hingegen, wenn die ersten Bearbeitungsbahnen oder die weiteren Bearbeitungsbahnen jeweils zueinander parallel eingebracht werden, wobei die ersten Bearbeitungsbahnen zumindest abschnittsweise gerade verlaufen.Of course can the process of the invention advantageous in any course of the machining paths use. On the other hand, it is especially practical when the first Machining tracks or the other processing paths respectively be introduced parallel to each other, wherein the first processing tracks at least partially straight.

Die zweiten Bearbeitungsbahnen folgen einem insbesondere aufgrund äußerer Einwirkungen veränderten Verlauf, sodass die weiteren Bearbeitungsbahnen gekrümmt verlaufen. Hierdurch kann die weitere Nutzung derart geschaffener Halbfertigerzeugnisse verbessert werden.The second processing tracks follow one in particular due to external Actions changed course, so that the other processing paths curved. This can further use thus obtained semi-finished products can be improved.

Die Laserstrahlen könnten unabhängig voneinander mittels einer jeweiligen Fokussieroptik auf den gewünschten Fokuspunkt abgelenkt werden. Besonders zweckmäßig ist eine Abwandlung, bei der die jeweiligen Fokuspunkte der Laserstrahlen mittels eines gemeinsamen, eine Fokussieroptik oder mehrere Einzeloptiken aufweisenden Laserbearbeitungskopfes eingestellt werden, sodass die laterale Verstellung, also die Auslenkung der Fokuspunkte, gleichermaßen und gleichzeitig für alle Laserstrahlen erfolgt und der Steuerungsaufwand somit erheblich reduziert wird.The Laser beams could be used independently a respective focusing optics to the desired focus point to get distracted. Especially useful is a Variation in which the respective focal points of the laser beams by means of a common, a focusing optics or several individual optics be adjusted with the laser processing head so that the lateral adjustment, ie the deflection of the focus points, equally and at the same time for all laser beams and the Control effort is thus significantly reduced.

Der Sensor könnte beispielsweise zur Erfassung des gesamten Verlaufs der ersten Bearbeitungsbahnen als Bilderfassungssystem ausgeführt sein. Besonders zweckmäßig ist es hingegen, wenn die Abweichung kontinuierlich oder diskontinuierlich in einem in Bearbeitungsrichtung vor dem Fokuspunkt des Laserstrahls bei dem Einbringen der weiteren Bearbeitungsbahn liegenden Bereich erfasst wird. Dabei könnten gegebenenfalls mit dem Einbringen der weiteren Bearbeitungsbahnen einhergehende Veränderungen des Verlaufs zeitgleich oder zeitversetzt, beispielsweise vor- oder nachlaufend, erfasst und der Korrekturwert entsprechend präzisiert werden.Of the For example, sensor could detect the entire Course of the first processing paths as imaging system be executed. Especially useful it is, however, if the deviation is continuous or discontinuous in one in the machining direction in front of the focal point of the laser beam in the introduction of the further processing path lying area is detected. It could possibly with the introduction the other processing paths associated changes the course at the same time or delayed, for example, forward or trailing, recorded and the correction value are specified accordingly.

Als Referenzbahn kann grundsätzlich eine Gerade zwischen einem Anfangs- und einem Endpunkt einer ersten Bearbeitungsbahn gebildet werden. Eine andere, ebenfalls besonders praxisnahe Abwandlung wird dadurch erreicht, dass als Referenzbahn eine Kante des Substrats verwendet wird, wobei die Bearbeitungsbahn mittels eines optischen Sensors erfasst wird.When Reference track can basically be a straight line between one Start and an end point of a first processing path formed become. Another, also very practical modification is achieved in that as a reference path, an edge of the substrate is used, wherein the machining path by means of an optical sensor is detected.

Dabei erweist sich eine Abwandlung als besonders vielversprechend, bei der mittels des Verfahrens eine Dünnschichtsolarzelle auf dem Substrat hergestellt wird. Hierdurch gelingt es, auch in solche Substrate eine gewünschte Strukturierung einzubringen, die aufgrund vorhergehender thermischer Einflüsse eine insbesondere in der Ebene des Substrates, also zweidimensional verformte Oberflächenbeschaffenheit aufweisen. Eine gegebenenfalls unbrauchbare Fläche einer Dünnschichtsolarzelle bei dem Einbringen der nachfolgenden Strukturierung kann somit auf ein Minimum reduziert werden, indem diese unter Einhaltung eines möglichst geringen Abstands gegenüber der vorhandenen Strukturierung in das Substrat eingebracht wird.In this case, a modification proves to be particularly promising, in which by means of the method, a thin-film solar cell is produced on the substrate. This makes it possible, even in such Substrates to introduce a desired structuring, which have a particular surface in the plane of the substrate, so two-dimensionally deformed surface due to previous thermal influences. An optionally unusable surface of a thin-film solar cell during the introduction of the subsequent structuring can thus be reduced to a minimum by introducing it into the substrate while maintaining the smallest possible distance from the existing structuring.

Die Erfindung lässt verschiedene Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt jeweils in einer Prinzipdarstellung inThe Invention allows various embodiments to. To further clarify its basic principle is one of them shown in the drawing and will be described below. These shows each in a schematic diagram in

1 ein mit mehreren parallelen ersten Bearbeitungsbahnen versehenes Substrat; 1 a substrate provided with a plurality of parallel first processing paths;

2 das in der 1 gezeigte Substrat mit aufgrund einer Zwischenbehandlung veränderten ersten Bearbeitungsbahnen; 2 that in the 1 shown substrate having changed due to an intermediate treatment first processing tracks;

3 das in den 1 und 2 gezeigte Substrat beim Einbringen von zweiten Bearbeitungsbahnen parallel zu den veränderten ersten Bearbeitungsbahnen. 3 that in the 1 and 2 shown substrate during introduction of second processing paths parallel to the modified first processing paths.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Laserbearbeitung eines Substrats 1 wird nachstehend anhand der 1 bis 3 näher dargestellt. Bei dem Verfahren werden zunächst in einem ersten Bearbeitungsschritt mittels eines Laserbearbeitungskopfes 2 in Pfeilrichtung 3 mehrere parallele erste Bearbeitungsbahnen 4 entlang einer jeweiligen Referenzbahn 5 in das Substrat 1 eingebracht. Hierzu werden zugleich mehrere Laserstrahlen mittels einer an dem gemeinsamen Laserbearbeitungskopf 2 angeordneten Fokussieroptik auf einen jeweiligen Fokuspunkt 6 auf das Substrat 1 abgelenkt.The inventive method for laser processing of a substrate 1 will be described below on the basis of 1 to 3 shown in more detail. In the method, initially in a first processing step by means of a laser processing head 2 in the direction of the arrow 3 several parallel first processing tracks 4 along a respective reference track 5 in the substrate 1 brought in. For this purpose, a plurality of laser beams at the same time by means of a common laser processing head 2 arranged focusing optics on a respective focal point 6 on the substrate 1 distracted.

Anschließend erfolgt eine Beschichtung des als Glassubstrat ausgeführten Substrats 1 unter hoher Temperatur, wobei es in der Folge zu einer inhomogenen Abkühlung und damit zu einem Temperaturgradienten bzw. bei Temperaturausgleich zu einem Verformungszustand des Substrats 1 kommen kann. Die ursprünglich entlang der geraden Referenzbahn 5 verlaufenden ersten Bearbeitungsbahnen 4 werden dadurch gekrümmt. In 2 sind in überzeichneter Darstellung derart veränderte erste Bearbeitungsbahnen 7 dargestellt.Subsequently, a coating of the substrate designed as a glass substrate takes place 1 under high temperature, which leads to an inhomogeneous cooling and thus to a temperature gradient or at temperature compensation to a deformation state of the substrate as a result 1 can come. The original along the straight reference path 5 extending first processing tracks 4 are curved by it. In 2 are in überzeicher representation such modified first processing tracks 7 shown.

Um die Fläche des Substrats 1 dennoch in optimaler Weise nutzen zu können, werden, wie in der 3 gezeigt, die Positionen des jeweiligen Fokuspunktes 6 der Laserstrahlen beim abschließenden Einbringen paralleler zweiter Bearbeitungsbahnen 8 in Abhängigkeit der mittels eines Sensors 9 erfassten Abweichung bestimmt, wobei aufgrund einer einzigen veränderten ersten Bearbeitungsbahn 7 ein übereinstimmender Korrekturwert für alle zweiten Bearbeitungsbahnen 8 bestimmt wird. Aufgrund des erfassten Verlaufs einer einzigen der veränderten ersten Bearbeitungsbahnen 7 werden also alle zweiten Bearbeitungsbahnen 8 nachgeführt.To the surface of the substrate 1 nevertheless be able to use in an optimal way, as in the 3 shown, the positions of the respective focal point 6 the laser beams during the final introduction of parallel second processing tracks 8th depending on the means of a sensor 9 detected deviation, due to a single modified first machining path 7 a matching correction value for all second processing paths 8th is determined. Due to the detected course of a single of the modified first processing tracks 7 So all second processing tracks 8th tracked.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - JP 2006041322 A [0002] JP 2006041322 A [0002]
  • - DE 102004045408 A1 [0003] DE 102004045408 A1 [0003]
  • - DE 10297255 T5 [0004] - DE 10297255 T5 [0004]
  • - DE 10335501 A1 [0005] - DE 10335501 A1 [0005]
  • - DE 19852302 A1 [0006] - DE 19852302 A1 [0006]
  • - DE 19716293 C2 [0007] - DE 19716293 C2 [0007]
  • - DE 69800179 T2 [0008] - DE 69800179 T2 [0008]
  • - DE 4106008 C2 [0009] - DE 4106008 C2 [0009]
  • - WO 2005/119796 A1 [0010] WO 2005/119796 A1 [0010]

Claims (13)

Verfahren zur Laserbearbeitung eines Substrats (1) mittels eines Laserbearbeitungskopfes (2) entlang erster Bearbeitungsbahnen (4), bei dem mehrere Laserstrahlen auf einen jeweiligen Fokuspunkt (6) auf dem Substrat (1) abgelenkt und die Position des jeweiligen Fokuspunktes (6) für nachfolgend einzubringende, weitere Bearbeitungsbahnen (8) in Abhängigkeit einer möglichen Abweichung bestimmt werden, wobei aufgrund der mittels eines Sensors (9) erfassten Abweichung einer einzigen vorhergehenden Bearbeitungsbahn (7) von einer zugeordneten Referenzbahn (5) ein übereinstimmender Korrekturwert für alle weiteren Bearbeitungsbahnen (8) bestimmt wird, sodass also der Korrekturwert für einen Fokuspunkt (6) zugleich als Korrekturwert für alle Fokuspunkte (6) beim Einbringen der weiteren Bearbeitungsbahnen (8) verwendet wird.Method for laser processing a substrate ( 1 ) by means of a laser processing head ( 2 ) along first processing paths ( 4 ), in which a plurality of laser beams to a respective focal point ( 6 ) on the substrate ( 1 ) and the position of the respective focal point ( 6 ) for subsequent, further processing tracks ( 8th ) are determined as a function of a possible deviation, whereby due to the use of a sensor ( 9 ) detected deviation of a single preceding machining path ( 7 ) from an associated reference track ( 5 ) a matching correction value for all further processing paths ( 8th ), so that the correction value for a focal point ( 6 ) as a correction value for all focal points ( 6 ) when introducing the further processing tracks ( 8th ) is used. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Einbringen der ersten Bearbeitungsbahnen (4) in einem nachfolgenden Bearbeitungsschritt das Substrat (1) einer thermischen Behandlung zugeführt wird, wobei mittels eines Sensors (9) der Verlauf einer einzigen, aufgrund der thermischen Behandlung veränderten ersten Bearbeitungsbahn (7) relativ zu der Referenzbahn (5) erfasst und aufgrund der mittels des Sensors (9) erfassten Abweichung dieser veränderten ersten Bearbeitungsbahn (7) von der Referenzbahn (5) ein Korrekturwert für alle nachfolgend einzubringenden, weiteren Bearbeitungsbahnen (8) bestimmt wird.A method according to claim 1, characterized in that after the introduction of the first processing tracks ( 4 ) in a subsequent processing step the substrate ( 1 ) is supplied to a thermal treatment, wherein by means of a sensor ( 9 ) the course of a single, modified due to the thermal treatment first processing path ( 7 ) relative to the reference track ( 5 ) and detected by means of the sensor ( 9 ) detected deviation of this modified first processing path ( 7 ) from the reference track ( 5 ) a correction value for all subsequent processing paths to be introduced ( 8th ) is determined. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass aufgrund des erfassten Verlaufs einer einzigen der veränderten ersten Bearbeitungsbahnen (7) alle weiteren Bearbeitungsbahnen (8) nachgeführt werden.Method according to claims 1 or 2, characterized in that due to the detected course of a single one of the modified first processing tracks ( 7 ) all other processing paths ( 8th ) are tracked. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsbahnen (4, 8) in eine Beschichtung auf einem Glassubstrat (Substrat 1) eingebracht werden.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the machining paths ( 4 . 8th ) in a coating on a glass substrate (substrate 1 ) are introduced. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Bearbeitungsbahnen (4) jeweils zueinander parallel eingebracht werden.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the first processing tracks ( 4 ) are introduced parallel to each other. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten und gegebenenfalls weitere Bearbeitungsbahnen (8) jeweils zueinander parallel eingebracht werden.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the second and possibly further processing tracks ( 8th ) are introduced parallel to each other. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Bearbeitungsbahnen (4) zumindest abschnittsweise gerade verlaufen.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the first processing tracks ( 4 ) at least partially straight. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Bearbeitungsbahnen (8) gekrümmt verlaufen.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the further processing paths ( 8th ) are curved. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Fokuspunkte (6) der Laserstrahlen mittels eines gemeinsamen, eine Fokussieroptik oder mehrere Einzeloptiken aufweisenden Laserbearbeitungskopfes (2) eingestellt werden.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the respective focal points ( 6 ) of the laser beams by means of a common, a focusing optics or multiple Einzelopttiken having laser processing head ( 2 ). Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abweichung kontinuierlich oder in zeitlichen Abständen, insbesondere zyklisch, erfasst wird.Method according to at least one of the preceding Claims, characterized in that the deviation continuously or at intervals, in particular cyclically. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Referenzbahn (5) eine Kante des Substrats (1) verwendet wird.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that as a reference track ( 5 ) an edge of the substrate ( 1 ) is used. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Sensors (9) die Bearbeitungsbahnen (7) berührungslos erfasst werden.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that by means of the sensor ( 9 ) the processing tracks ( 7 ) are detected without contact. Verwendung des Verfahrens nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche zur Herstellung eines Dünnschichtmoduls, insbesondere einer Dünnschichtsolarzelle, auf einem Substrat.Use of the method according to at least one of preceding claims for the production of a thin-film module, in particular a thin-film solar cell, on a substrate.
DE102008059763A 2008-12-01 2008-12-01 Method for laser processing Withdrawn DE102008059763A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008059763A DE102008059763A1 (en) 2008-12-01 2008-12-01 Method for laser processing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008059763A DE102008059763A1 (en) 2008-12-01 2008-12-01 Method for laser processing

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102008059763A1 true DE102008059763A1 (en) 2010-06-02

Family

ID=42134094

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102008059763A Withdrawn DE102008059763A1 (en) 2008-12-01 2008-12-01 Method for laser processing

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102008059763A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011052444A1 (en) 2011-08-05 2013-02-07 Jenoptik Automatisierungstechnik Gmbh Process for the linear structuring of a coated substrate for the production of thin-film solar cell modules
DE102012223289A1 (en) * 2012-12-14 2014-06-18 3D-Micromac Ag Multi-stage production of electronic components with coated substrate, comprises e.g. processing portion of substrate at first laser processing station and transporting portion to second laser processing station

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4106008C2 (en) 1991-02-26 1993-02-18 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung Ev, 8000 Muenchen, De
DE19852302A1 (en) 1998-11-12 2000-05-25 Fraunhofer Ges Forschung Method and device for processing workpieces with high-energy radiation
DE19716293C2 (en) 1997-04-18 2000-07-13 Daimler Chrysler Ag Device for regulating the focus position during laser beam welding
DE69800179T2 (en) 1998-02-06 2001-03-01 Swisscab S.A., Yvonand Process for the production of a metallic jacket pipe, wherein it is checked that an error-free welded connection has been produced, and device for carrying out the process
DE10335501A1 (en) 2002-07-31 2004-02-26 Kuka Schweissanlagen Gmbh Process, for welding or cutting workpieces along a predetermined edge, comprises optically acquiring and evaluating a process site using a dynamic screening unit
JP2004170455A (en) * 2002-11-15 2004-06-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Laser processing apparatus, laser processing system and solar cell
DE10297255T5 (en) 2001-09-12 2004-11-25 Fraunhofer USA, Inc., Plymouth Method and device for monitoring and setting a laser welding process
WO2005119796A1 (en) 2004-06-02 2005-12-15 Oc Oerlikon Balzers Ag Laser structuring for manufacture of thin film silicon solar cells
JP2006041322A (en) 2004-07-29 2006-02-09 Kaneka Corp Method for manufacturing photoelectric conversion device
DE102004045408A1 (en) 2004-09-14 2006-03-30 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Industrial laser robot for e.g. welding, cutting or hardening has mirror beam detector coupled through mechanical control to electronic laser head control
WO2008056116A1 (en) * 2006-11-08 2008-05-15 Oerlikon Balzers Coating (Uk) Limited Method and apparatus for laser beam alignment for solar panel scribing

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4106008C2 (en) 1991-02-26 1993-02-18 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung Ev, 8000 Muenchen, De
DE19716293C2 (en) 1997-04-18 2000-07-13 Daimler Chrysler Ag Device for regulating the focus position during laser beam welding
DE69800179T2 (en) 1998-02-06 2001-03-01 Swisscab S.A., Yvonand Process for the production of a metallic jacket pipe, wherein it is checked that an error-free welded connection has been produced, and device for carrying out the process
DE19852302A1 (en) 1998-11-12 2000-05-25 Fraunhofer Ges Forschung Method and device for processing workpieces with high-energy radiation
DE10297255T5 (en) 2001-09-12 2004-11-25 Fraunhofer USA, Inc., Plymouth Method and device for monitoring and setting a laser welding process
DE10335501A1 (en) 2002-07-31 2004-02-26 Kuka Schweissanlagen Gmbh Process, for welding or cutting workpieces along a predetermined edge, comprises optically acquiring and evaluating a process site using a dynamic screening unit
JP2004170455A (en) * 2002-11-15 2004-06-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Laser processing apparatus, laser processing system and solar cell
WO2005119796A1 (en) 2004-06-02 2005-12-15 Oc Oerlikon Balzers Ag Laser structuring for manufacture of thin film silicon solar cells
JP2006041322A (en) 2004-07-29 2006-02-09 Kaneka Corp Method for manufacturing photoelectric conversion device
DE102004045408A1 (en) 2004-09-14 2006-03-30 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Industrial laser robot for e.g. welding, cutting or hardening has mirror beam detector coupled through mechanical control to electronic laser head control
WO2008056116A1 (en) * 2006-11-08 2008-05-15 Oerlikon Balzers Coating (Uk) Limited Method and apparatus for laser beam alignment for solar panel scribing

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011052444A1 (en) 2011-08-05 2013-02-07 Jenoptik Automatisierungstechnik Gmbh Process for the linear structuring of a coated substrate for the production of thin-film solar cell modules
US8774490B2 (en) 2011-08-05 2014-07-08 Jenoptik Automatisierungstechnik Gmbh Method for the linear structuring of a coated substrate for the production of thin-film solar cell modules
DE102012223289A1 (en) * 2012-12-14 2014-06-18 3D-Micromac Ag Multi-stage production of electronic components with coated substrate, comprises e.g. processing portion of substrate at first laser processing station and transporting portion to second laser processing station
DE102012223289B4 (en) * 2012-12-14 2021-02-11 3D-Micromac Ag Process and manufacturing plant for the manufacture of electronic components

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102011054941B3 (en) Device useful for correcting thermal displacement of the focal position of a laser beam of a powerful laser guided to a material via optical elements for processing the material, comprises a sensor, an computing unit, and a correcting unit
DE102014117157B4 (en) Method and device for joining workpieces to a lap joint
EP1918993A1 (en) Method and device for structuring solar modules
DE102009001986A1 (en) Welding process, welding device and composite part
EP2762259A2 (en) Method for processing a surface of a workpiece by means of a laser beam
DE102011001710A1 (en) Method and device for laser beam machining of a workpiece
EP2418040B1 (en) Method of controlling a device for laser welding
DE102012221218A1 (en) Device, useful for quality assurance of products manufactured by laser beam processing, includes laser beam processing apparatus, laser beam source, deflecting unit, and unit for determining and recording temperature at processing position
DE102019115554A1 (en) Processing device for laser processing of a workpiece and method for laser processing of a workpiece
DE102013222834A1 (en) Device and method for guiding a laser beam
DE102012210012A1 (en) Method and apparatus for laser remote welding of two coated sheets
DE102009046485A1 (en) Method for joining workpieces, comprises deflecting a laser beam by means of collimating lens arrangement parallel to the optical axis of the lens system and then combining with a focusing lens arrangement on a workpiece surface
WO2012013818A1 (en) Method and device for calibrating a laser processing machine using a laser light sensor
DE202014105648U1 (en) Device for joining workpieces to a lap joint
EP0482240A1 (en) Method of accurate processing of flat or light curved workpieces
EP3034984A1 (en) Method and device for locally stabilizing a radiation spot on a remote target object
DE102008059763A1 (en) Method for laser processing
DE102014203525A1 (en) Apparatus and method for processing a workpiece
EP2144304B1 (en) Structuring device for structuring board-shaped elements, particularly thin layer solar modules, structuring process and use
DE102015119424A1 (en) Method for processing at least one workpiece
DE10004389C5 (en) Method for welding by electron beam
DE102023203086A1 (en) laser processing method and laser processing system
DE102008033113A1 (en) Welding process to produce chassis component of motor vehicle, comprises providing first and second metal sheets to be welded together, fixing edge region of first metal sheet to second metal sheet, and scanning position of the edge region
DE10157983B4 (en) Positioning and / or laser processing method and apparatus
DE102008027891A1 (en) Laser machine for simultaneously working on several workpieces using separate laser beams has galvoheads which deflect beams outwards, beams then passing through focusing system which focuses them on working plane

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: B23K0026020000

Ipc: B23K0026042000

R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: B23K0026020000

Ipc: B23K0026042000

Effective date: 20131206

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee