Punktgenau und integrierbar

Wissenschaftlern am Aachener Fraunhofer ILT ist es mit Partnern aus der Industrie gelungen, ein ressourcensparendes Laserverfahren zur Oberflächenfunktionalisierung zu entwickeln. Es könne bisher nicht realisierbare Beschichtungsaufgaben lösen, heißt es.

Dafür wurden nasschemische Beschichtungsverfahren mit einem Laserverfahren kombiniert, das den aufgebrachten Werkstoff funktionalisiert. Damit lassen sich Leiterbahnen auf Glas-, Silizium- oder Polymersubstraten wie Polyethylenterephthalat (PET) erzeugen, aber auch keramische Verschleißschutz- und Korrosionsschichten aus Zirkoniumdioxid auf gehärtetem Stahl aufbringen. Beispielsweise wird bei der Beschichtung eines Glas-, Kunststoff- oder Halbleitersubstrats teures Indiumzinnoxid (ITO) mittels Inkjet-Verfahren auf das Bauteil gedruckt. Anschließend wird die fokussierte Laserstrahlung mit Hilfe eines Galvoscanners über die zu bearbeitende Fläche geführt.

Die Laserbearbeitung erhöht die Leitfähigkeit der ITO-Schicht signifikant. Die thermische Belastung des Substrats sowie der Energieaufwand sind hier im Vergleich zum Ofenprozess wesentlich geringer. Substrate, die bisher aufgrund ihrer Temperaturempfindlichkeit mit herkömmlichen Verfahren nicht bearbeitet werden konnten, lassen sich nun schonend beschichten.

Auch das ortsselektive Beschichten von Oberflächen ist mit dem Laserverfahren möglich, da sich das Licht örtlich und zeitlich exakt steuern lässt. So kann das Beschichtungsmaterial verlustfrei punktgenau an den erforderlichen Bauteilstellen funktionalisiert werden. Der zusätzliche Produktionsschritt lässt sich auch gut in bestehende Produktionsanlagen integrieren, da die eingesetzten Druck- und Laserverfahren Inline-fähig sind. Für den Hersteller bedeute dies eine enorme Zeit- und Kostenersparnis.