Basic investigations on laser beam joining of silicon

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Manfred Geiger
• Subject Area: Primary Shaping and Reshaping Technology, Additive Manufacturing
• Term: from 2000 to 2003
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5266584

...Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Kenntnis der Grundlagen des Laserstrahlfügens von einkristallinem Silizium mit Nd:YAG-Laserstrahlung. Dazu sollen zunächst die beim Aufschmelzen und Erstarren auftretenden Geometrieänderungen für verschiedene Laserparameter simuliert werden. Aus den berechneten Temperatur- und Spannungsfeldern können Rückschlüsse auf die Rissentstehung gezogen werden. Zur Kontrolle der FEM-Berechnungen werden entsprechende experimentelle Untersuchungen durchgeführt. Den zweiten Schwerpunkt des Projektes stellen die Fügeverfahren Laserstrahllöten und Laserstrahlschweißen dar. Die optimalen Parameter für das Laserstrahlfügen werden mit Hilfe von FEM-Simulationen ermittelt und in Experimenten verifiziert. Ein flexibler Versuchsaufbau mit gepulsten und cw-Nd: YAG-Lasern ermöglicht eine gezielte Temperaturführung. Die angepaßten Temperaturgradienten sollen die Entstehung von Rissen vermeiden, d.h. zu zuverlässigen Fügeverbindungen führen.

• DFG Programme: Research Grants