Nahinfrarot-Laser-Strukturierung und nasschemische Metallisierung von Aluminiumoxid mittels Laser-Absorptionsschicht

In dieser Arbeit wird ein innovativer Herstellungsprozess für die Laserstrukturierung von Aluminiumoxidkeramiken entwickelt, um die Möglichkeiten der LDS-Technologie auf keramische Materialien zu erweitern. Diese Weiterentwicklung ist motiviert durch die steigende Nachfrage nach robusten elektronischen Komponenten für Hochtemperatur- und Hochleistungsanwendungen, wo herkömmliche thermoplastische Materialien an ihre Grenzen stoßen.
Der Prozess verwendet eine temporäre Laser-Absorptionsschicht, die die Absorption des Nahinfrarot-Lasers bei 1.064 nm verbessert und eine effiziente Strukturierung von Aluminiumoxid bei geringerer Laserenergie ermöglicht. Die Experimente zeigen, dass insbesondere das Kreidespray als Laser-Absorptionsschicht herausragende Ergebnisse liefert, indem es eine stabile und reproduzierbare Metallisierung mit einer hohen Haftfestigkeit von über 10 N/mm² ermöglicht.
Durch die gezielte Anpassung der Laserparameter und die Analyse der aktivierten Oberflächen wird nachgewiesen, dass Gitterverzerrungen im Aluminiumoxid die katalytische Aktivität im nasschemischen Kupferbad hervorrufen. Dieses positive Ergebnis bestätigt die Forschungsthese und zeigt das Potenzial des Verfahrens für die Herstellung präziser keramischer 3D-Elektronik.
Der Prozess wird erfolgreich auf Bondversuche und die Erstellung von Antennenlayouts angewendet, was das breite Anwendungsspektrum der Methode verdeutlicht.