Method and Device for Material-Bonded Joining of Microbodies or of Thin Layers Arranged on Bodies or of a Microbody with a Thin Layer Arranged on a Body

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This invention relates to methods and devices for joining microscale objects or thin films on substrates by creating a strong material bond using ultrafast pulsed lasers (ultrashort pulse lasers). The process achieves precise, high-resolution connections with minimal heat impact, making it especially suitable for delicate or heat-sensitive microcomponents and microstructures.

Use CasesContent extracted from patent full text and abstract with AI.

• Manufacturing of microelectronic devices and sensors
• Assembly of MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) components
• Bonding thin films in semiconductor or optoelectronic devices
• Fabrication of microfluidic chips and lab-on-chip systems
• Precision repair or modification of microstructures in scientific equipment

BenefitsContent extracted from patent full text and abstract with AI.

• Minimal thermal damage to surrounding materials, preserving sensitive components
• High geometric resolution allows for precise and small-scale joining
• Enables strong, robust material connections (metallurgical bonding)
• Suitable for a wide range of advanced micro-assembly tasks and emerging microsystem technologies
• Greater flexibility and control compared to traditional thermal joining methods

Technical Classifications (CPCs)

Inventors & Applicants

Patent Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zum stoffschlüssigen Verbinden von Mikrokörpern oder von auf Körpern angeordneten Dünnschichten oder von einem Mikrokörper mit einer auf einem Körper angeordneten Dünnschicht und mit Verwendung des Ultrakurzpulslasers realisiertes Mikrosystem. Diese zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass bei geringer thermischer Belastung und hoher geometrischer Auflösung eine stoffschlüssige Fügeverbindung zwischen den Körpern und/oder den Schichten entsteht. Dazu wird durch Bestrahlen eines Fügespaltes mit einem Laserstrahl des hochrepetierenden Ultrakurzpulslasers wenigstens ein Mikrokörper und/oder mindestens eine Dünnschicht auf eine Temperatur größer als die Schmelztemperatur des jeweiligen Materials so erwärmt, dass in Abhängigkeit der Verfahrgeschwindigkeit des Laserstrahls über den Fügespalt und der mittleren Leistung des Lasers mehr Material eines Bereichs der Mikrokörper, der Dünnschichten oder des Mikrokörpers und der Dünnschicht als Bereich der Fügeverbindung schmilzt als verdampft und sich die geschmolzenen Bereiche der Mikrokörper oder der Dünnschichten oder des Mikrokörpers und der Dünnschicht stoffschlüssig verbinden.