Während des Laserstrahl-Mikroschweißens von metallischen Folien beeinträchtigt der thermisch induzierte Verzug den reproduzierbaren Schweißprozess. Daher muss der Verzug durch Maßnahmen der Prozessführung und durch eine optimierte Spannvorrichtung minimiert werden. Dafür werden die Einflüsse auf den Verzug untersucht und Regeln für die verzugsarme Bearbeitung abgeleitet. Zusätzlich erreicht ein neuartiges Spannkonzept für metallische Folien einen minimierten Verzug zwischen den Fügepartnern.
Das Prozessfenster für Durchschweißungen wird durch die Prozessgrenzen bestimmt, welche in Abhängigkeit vom Aspektverhältnis und von der bezogenen Leistung beschrieben werden können.
Ein weiterer prozesslimitierender Einfluss ergibt sich durch den Humping-Effekt, dessen Auftreten basierend auf dem Modell der Rayleigh-Plateau-Instabilität abgeschätzt werden kann.
Der Vergleich von verschiedenen hochlegierten Stählen zeigt, dass sich die gewonnenen Ergebnisse im Mikroschweißen übertragen lassen. Während der Bearbeitung von Titan- und Aluminiumwerkstoffen können die gleichen Prozessphänomene im Mikroschweißprozess beobachtet und determiniert werden.
Aktualisiert: 2021-12-13
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Die vorliegende Arbeit beschreibt einen neuartigen Ablauf zur Herstellung eines Vibrationssensors auf Waferebene. Die Besonderheit des Sensors liegt in der Reduktion des Spaltmaßes der kapazitiven Elektroden im Anschluss an die Strukturerzeugung. Dies gelingt unter Nutzung des Mikroschweißprozess von Siliziumelementen. Hierbei sieht die innovative Fertigungstechnologie eine Strukturhöhe von 100 μm vor. Zusätzlich wird die Erarbeitung einer Struktur für die Durchführung eines Mikrozugversuchs auf Waferebene beschrieben. Dieser dient der Bestimmung der maximal ertragbaren Zugkraft mikromechanischer Schweißverbindungen und ermöglicht die fertigungsbegleitende Prozesskontrolle. Auf Basis der Messwerte lassen sich Rückschlüsse auf die Geometrie der Schweißstruktur ableiten als auch ein zerstörungsfreies Modell für die Vorhersage der Verbindungsfestigkeit entwickeln. Die Ergebnisbewertung umfasst die qualitative als auch quantitative Charakterisierung der Mikroschweißverbindung sowie die Bewertung des Vibrationssensors in Form eines Funktionsdemonstrators.
Aktualisiert: 2021-09-08
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