DE10237732A1 - Laser marking by transferring marking material from carrier to surface includes second radiation phase to attach material to surface - Google Patents

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Abstract

Marking is placed on a target surface (2) by transferring marking material (4) from a carrier (5) by a scanning laser beam (3). The laser beam then also combines the marking material with the target surface (2) in a conversion phase by operating at a higher intensity. The two phases can follow each other at each element (ME) or in successive treatments of the whole surface. An Independent claim is also included for a marking device incorporating marking material (4) on a carrier (5) and a laser (7) with a focussing and scanning arrangement (12, 13, 17) that can be switched (11) between a transfer and conversion mode. The carrier (5) can have the marking material facing the target surface (2) or it can have a series of recesses with marking material facing away from the target (2) to give better definition.

Description

Die Erfindung betrifft ein Laserstrahlmarkierungsverfahren. Ferner betrifft die Erfindung eine Markierungsvorrichtung zur Laserstrahlmarkierung eines Zielsubstrats.The invention relates to a laser beam marking method. The invention further relates to a marking device for laser beam marking a Target substrate.

Ein Laserstrahlmarkierungsverfahren sowie eine hierfür geeignete Markierungsvorrichtung sind aus der US 6 177 151 B1 bekannt. Dort wird Markierungsmaterial auf einer Seite eines Trägersubstrats aufgebracht, das Trägersubstrat wird relativ zum Zielsubstrat derart angeordnet, dass die Trägersubstratseite, die das Markierungsmaterial trägt, dem Zielsubstrat zugewandt ist, und schließlich wird zur Transferierung des Markierungsmaterials dieses mit einem Transfer-Laserstrahl bestrahlt. Ein weiteres Laserstrahlmarkierungsverfahren ist aus dem Fachartikel „Meta1 deposition from a supported metal film using an excimer laser" von J. Bohandy et al., J. Appl. Phys., 60 (4), 1538, 1986, bekannt. Auch hier wird durch Bestrahlung eines Markierungsmaterials mit einem Transfer-Laserstrahl dieses hin zu einem Zielsubstrat transferiert. Aus der US 6 075 223 A sind ein Markierungsverfahren sowie eine hierfür geeignete Vorrichtung bekannt, bei dem ein Markierungsmaterial, welches Stoffe enthält, die für die Strahlung eines Lasers absorbierend sind, als dünne Schicht auf ein zu markierendes Substrat aufgebracht und anschließend durch direkte Bestrahlung mit Laserstrahlung mit dein Substrat verbunden wird. Zur Markierungstechnik nach der US 6 075 223 A existiert eine Reihe von Alternativen zur Verbindung eines Markierungsmaterial-Pulvers mit einem Zielsubstrat durch Laserbestrahlung. Beispiele derartiger Markierungsverfahren finden sich im Fachartikel „Two novel additive procecces to create circuitry: direct laser writing and direct electrostatic transfer deposition" von P. Soszek, Circuit World, 19 (4), 12, 1993, in der EP 0 277 325 A1 , in der US 4 853 252 A sowie im Fachartikel „Selective metallization of ceramic substrates" von G. Kaus, IBM Technical Disclosure Bulletin, 15 (9), 2855 (1973). Diese bekannten Verfahren haben hinsichtlich der erreichbaren Ortsauflösung für die aufzubringende Markierung beziehungsweise hinsichtlich der Handhabung des Zielsubstrats nach dem Transferschritt noch Verbesserungspotential.A laser beam marking method and a marking device suitable for this are known from the US 6 177 151 B1 known. There, marking material is applied to one side of a carrier substrate, the carrier substrate is arranged relative to the target substrate in such a way that the carrier substrate side which carries the marking material faces the target substrate, and finally, in order to transfer the marking material, the latter is irradiated with a transfer laser beam. A further laser beam marking method is known from the technical article "Meta1 deposition from a supported metal film using an excimer laser" by J. Bohandy et al., J. Appl. Phys., 60 (4), 1538, 1986 Irradiation of a marking material with a transfer laser beam transfers it to a target substrate US 6 075 223 A A marking method and a device suitable for this are known in which a marking material which contains substances which are absorbent for the radiation of a laser is applied as a thin layer to a substrate to be marked and is then connected to the substrate by direct irradiation with laser radiation. For marking technology according to the US 6 075 223 A There are a number of alternatives for connecting a marking material powder to a target substrate by laser irradiation. Examples of such marking methods can be found in the technical article "Two novel additive processes to create circuitry: direct laser writing and direct electrostatic transfer deposition" by P. Soszek, Circuit World, 19 (4), 12, 1993, in the EP 0 277 325 A1 , in the US 4,853,252 A as well as in the article "Selective metallization of ceramic substrates" by G. Kaus, IBM Technical Disclosure Bulletin, 15 (9), 2855 (1973). These known methods have with regard to the achievable spatial resolution for the marking to be applied or with regard to the handling of the target substrate after Transfer step still room for improvement.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Laserstrahlmarkierungsverfahren der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass neben einer hohen Ortsauflösung auch eine ausreichend problemlose Handhabung des Zielsubstrats nach dem Transferschritt möglich ist.It is therefore an object of the present invention a laser beam marking method of the type mentioned above to further develop that in addition to a high spatial resolution also a sufficient easy handling of the target substrate after the transfer step possible is.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Laserstrahlmarkierungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.According to the invention, this object is achieved by a laser beam marking method with the features of the claim 1.

Erfindungsgemäß wird das Markierungsmaterial mit dem Transfer/Konversions-Laserstrahl nicht nur auf das Zielsubstrat transferiert, sondern auch mit dem Zielsubstrat verbunden. Das Markierungsmaterial liegt somit nach dem Transferschritt nicht im Wesentlichen lose auf dem Zielsubstrat auf und muss daher nicht bis zu einem gegebenenfalls erst später erfolgenden Fixierungsschritt für das transferierte Markierungsmaterial mit größter Vorsicht gehandhabt werden, um die beim Transfer erreichte Ortsauflösung nicht nachträglich noch durch zum Beispiel ein laterales Verwischen des transferierten Markierungsmaterials zu gefährden. Auf diese Weise ist also neben einer Ortsauflösung, die zum Beispiel derjenigen des bekannten Verfahrens nach der US 6 177 151 B1 vergleichbar ist, auch eine gute Handhabbarkeit des Zielsubstrats gegeben. Erfindungsgemäß können nicht nur Sichtmarkierungen, also zum Beispiel Beschriftungen, sondern auch Funktionsmarkierungen erzeugt werden. Derartige Funktionsmarkierungen können zum Beispiel eine besonders hohe Leitfähigkeit aufweisen, so dass hierdurch Leiterbahnen auf dem Zielsubstrat erzeugt werden können. Funktionsmarkierungen können sich zum Beispiel auch durch Materialeigenschaften wie einen definierten elektrischen Widerstand, bestimmte magnetische Eigenschaften oder besondere katalytische Eigenschaften auszeichnen.According to the invention, the marking material is not only transferred to the target substrate with the transfer / conversion laser beam, but is also connected to the target substrate. After the transfer step, the marking material therefore does not lie essentially loosely on the target substrate and therefore does not have to be handled with great caution until a fixing step for the transferred marking material, which may take place later, in order not to subsequently add the spatial resolution achieved during the transfer, for example by endanger lateral blurring of the transferred marking material. In this way, in addition to a spatial resolution, for example that of the known method according to the US 6 177 151 B1 is comparable, there is also good manageability of the target substrate. According to the invention, not only visual markings, for example inscriptions, but also function markings can be generated. Function markings of this type can have a particularly high conductivity, for example, so that conductor tracks can be produced on the target substrate as a result. Function markings can also be characterized, for example, by material properties such as a defined electrical resistance, certain magnetic properties or special catalytic properties.

Die Bestrahlung kann beim erfindungsgemäßen Laserstrahlmarkierungsverfahren von der dem Markierungsmaterial abgewandten Seite des Trägersubstrats her erfolgen. Dies vereinfacht die baulichen Anforderungen an eine Vorrichtung zur Erzeugung des Transfer-Laserstrahls. Trägersubstratmaterialien, welche für den Transfer-Laserstrahl ausreichend transparent sind, sind aus der US 6 177 151 B1 bekannt.In the laser beam marking method according to the invention, the irradiation can take place from the side of the carrier substrate facing away from the marking material. This simplifies the structural requirements for a device for generating the transfer laser beam. Carrier substrate materials which are sufficiently transparent to the transfer laser beam are from the US 6 177 151 B1 known.

Die Bestrahlung des Markierungsmaterials kann scannend erfolgen. Dies erhöht die Prozessgeschwindigkeit und -genauigkeit bei der Durchführung des Laserstrahlmarkierungsverfahrens. Die Weite des Scan-Rasters kann hierbei abhängig von der gewünschten beziehungsweise der erreichbaren Ortsauflösung der Markierung gewählt werden.The marking material can be irradiated done by scanning. This increases the process speed and accuracy when performing the Laser marking process. The width of the scan grid can dependent on this of the desired or the achievable spatial resolution of the marking.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Laserstrahlmarkierungsverfahrens wird das Markierungsmaterial erst mit einem Transfer-Laserstrahl und dann mit einem Konversions-Laserstrahl bestrahlt. Mit dem Transfer-Laserstrahl wird das Markierungsmaterial vom Trägersubstrat zum Zielsubstrat transferiert. Mit dein Konversions-Laserstrahl kann das Markierungsmaterial anschließend mit dein Zielsubstrat verbunden werden. Die erreichbare Ortsauflösung ist bei einem derartigen Laserstrahlmarkierungsverfahren gegeben durch die bessere Ortsauflösung desjenigen der beiden Schritte „Transfer" und „Verbinden". Gegebenenfalls können also beide Schritte ortsaufgelöst, zum Beispiel durch eine entsprechende Einstrahlung eines fokussierten Transfer-Laserstrahls und/oder Konversions-Laserstrahls erfolgen. Alternativ kann aber auch nur ein Laserstrahl ortsaufgelöst eingestrahlt werden. Mit dein Transfer-Laserstrahl und/oder dem Konversions-Laserstrahl können hierbei insbesondere Materialeigenschaften des Markierungsmaterials verändert werden. Ein Beispiel für eine derartige Materialeigenschaft ist die Substrathaftfähigkeit des Markierungsmaterials, die im Zuge des Transfers zunächst herabgesetzt und nach dem Transfer wieder erhöht werden muss. Auch andere Materialeigenschaften, wie zum Beispiel die oben genannten oder auch die Farbe des Markierungsmaterials, können geändert werden.In a preferred embodiment of the laser beam marking method, the marking material is first irradiated with a transfer laser beam and then with a conversion laser beam. The marking material is transferred from the carrier substrate to the target substrate with the transfer laser beam. With your conversion laser beam, the marking material can then be connected to your target substrate. In such a laser beam marking method, the achievable spatial resolution is given by the better spatial resolution of that of the two steps "transfer" and "connecting". If necessary, both steps can therefore be spatially resolved, for example by appropriate irradiation of a focused one Transfer laser beam and / or conversion laser beam take place. Alternatively, however, only a laser beam can be irradiated in a locally resolved manner. With your transfer laser beam and / or the conversion laser beam, material properties of the marking material in particular can be changed. An example of such a material property is the substrate adhesion of the marking material, which must first be reduced in the course of the transfer and increased again after the transfer. Other material properties, such as those mentioned above or the color of the marking material, can also be changed.

Sollen mehrere ausgewählte Elemente von Markierungsmaterial transferiert werden, sind zwei Strategien der sequentiellen Bestrahlung möglich: die ausgewählten Elemente des Markierungsmaterials können bei einer ersten Strategie erst jeweils mit dem Transfer- und dann mit dem Konversions-Laserstrahl bestrahlt werden, bevor das jeweils nächste Element des Markierungsmaterials bestrahlt wird. Eine derartige Sequenz minimiert den Zeitraum, während dem das transferierte Markierungselement auf dem Zielsubstrat vorliegt, ohne mit diesem bereits ausreichend fest verbunden zu sein.Should multiple selected items of marking material are two strategies sequential radiation possible: the chosen Elements of the marking material can be used in a first strategy first with the transfer and then with the conversion laser beam be irradiated before the next element of the marking material is irradiated. Such a sequence minimizes the period during which the transferred marking element is present on the target substrate, without being sufficiently firmly connected to it.

Alternativ hierzu können bei einer zweiten Strategie zunächst alle ausgewählten Elemente mit dem Transfer-Laserstrahl und dann mit dem Konversions-Laserstrahl bestrahlt werden. Eine derartige Sequenz ist prozesstechnisch insbesondere dann einfach zu realisieren, wenn sich der Transfer- und der Konversions-Laserstrahl unterscheiden, da bei einer derartigen Se quenz dann nicht ständig zwischen dem Transfer- und dem Konversions-Laserstrahl umgeschaltet werden muss.Alternatively, at a second strategy first all selected Elements with the transfer laser beam and then with the conversion laser beam be irradiated. Such a sequence is special in terms of process technology then easy to implement when the transfer and conversion laser beams distinguish, because with such a sequence then not constantly between the transfer and conversion laser beam must be switched.

Der Transfer-Laserstrahl und der Konversions-Laserstrahl können von der gleichen Strahlungsquelle erzeugt werden. Hierdurch wird nicht nur das Laserstrahlmarkierungsverfahren vereinfacht, sondern es werden auch die Anforderungen an eine hierzu benötigte Vorrichtung herabgesetzt. Dies gilt insbesondere dann, wenn der Transfer-Laserstrahl und der Konversions-Laserstrahl identisch sind, da dann ein Umschalten zwischen diesen beiden Laserstrahlen entfällt.The transfer laser beam and the Conversion laser beam can generated by the same radiation source. This will not only simplifies the laser beam marking process, but there are also the requirements for a device required for this reduced. This is especially true when the transfer laser beam and the conversion laser beam are identical since then switching between these two laser beams eliminated.

Der Transfer-Laserstrahl kann eine höhere Intensität haben als der Konversions-Laserstrahl. Eine hochintensive Bestrahlung des Markierungsmaterials führt zu Effekten, die den Transfer eher begünstigen als die Bestrahlung mit geringerer Intensität aber vergleichbarer mittlerer Leistung. Insbesondere kann der Transfer-Laserstrahl durch eine Güteschaltung erzeugt werden, die bei der Erzeugung des Konversions-Laserstrahls nicht zum Einsatz kommt. Mit einem Laseraufbau können auf diese Weise sowohl der Transfer-Laserstrahl als auch der Konversions-Laserstrahl erzeugt werden.The transfer laser beam can be one have higher intensity than the conversion laser beam. High intensity radiation of the marking material to effects that favor transfer rather than radiation with less intensity but comparable average performance. In particular, the transfer laser beam through a quality switch are generated during the generation of the conversion laser beam is not used. Using a laser assembly can do both the transfer laser beam and the conversion laser beam are generated become.

Als Markierungsmaterial kann ein Polymer-Komposit-Material mit einer polymeren Matrix und einem metallischen Füller eingesetzt sein. Prinzipiell kann als Markierungsmaterial jedes Material eingesetzt werden, mit dein gleichzeitig ein Transfer zum Zielsubstrat sowie eine Verbindung mit diesem möglich sind. Da die Strahlparameter für den Transfer-Laserstrahl einerseits und den Konversions-Laserstrahl andererseits mit entsprechendem Aufwand nahezu beliebig unabhängig voneinander eingestellt werden können, lassen sich praktisch für jede der dort genannten Markierungsmaterialien Transfer- und Konversions-Laserstrahleigenschaften angeben, die das erfindungsgemäße Laserstrahlmarkierungsverfahren ermöglichen. Das genannte Polymer-Komposit-Material, bei dem als polymere Matrix zum Beispiel ABS, als metallischer Füller zum Beispiel Ag zum Einsatz kommen können, stellt in diesem Zusammenhang relativ geringe Strahlparameteranforderungen an eine Kombination aus Transfer-Laserstrahl und Konversions-Laserstrahl. Prinzipiell ist es bei der Verwendung eines derartigen Markierungsmaterials möglich, denselben Laserstrahl als Transfer-Laserstrahl einerseits und als Konversions-Laserstrahl andererseits einzusetzen. Vorzugsweise weist das Markierungsmaterial Zusatzstoffe auf, welche die Laserstrahl-Wellenlänge des Transfer-Laserstrahls und/oder des Konversions-Laserstrahls absorbieren. Alternativ oder zusätzlich zu den vorstehend genannten Markierungsmaterial-Varianten kann auch ein Markierungsmaterial mit einem Basismaterial aus Glas, Keramik oder Metall eingesetzt sein. Beispiele derartiger Markierungsmaterialien finden sich in der US 6 075 223 A .A polymer composite material with a polymer matrix and a metallic filler can be used as the marking material. In principle, any material can be used as the marking material, with which a transfer to the target substrate and a connection to it are possible at the same time. Since the beam parameters for the transfer laser beam, on the one hand, and the conversion laser beam, on the other hand, can be set almost independently of one another with corresponding effort, practically any transfer and conversion laser beam properties that enable the laser beam marking method according to the invention can be specified for each of the marking materials mentioned therein. The polymer composite material mentioned, in which, for example, ABS can be used as the polymer matrix, Ag, for example, as the metallic filler, places relatively low beam parameter requirements on a combination of a transfer laser beam and a conversion laser beam. In principle, when using such a marking material, it is possible to use the same laser beam as a transfer laser beam on the one hand and as a conversion laser beam on the other hand. The marking material preferably has additives which absorb the laser beam wavelength of the transfer laser beam and / or of the conversion laser beam. Alternatively or in addition to the marking material variants mentioned above, a marking material with a base material made of glass, ceramic or metal can also be used. Examples of such marking materials can be found in the US 6 075 223 A ,

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Laserstrahlmarkierungsverfahrens ist das Markierungsmaterial derart in Ausnehmungen des Trägersubstrats aufgenommen, dass der Transfer in einer Vorzugsrichtung erfolgt. Dies erhöht die Flexibilität bei der Auswahl des Markierungsmaterials, da auch derartiges Markierungsmaterial zum Einsatz kommen kann, welches zu einem Transfer mit in Bezug auf die Strahlrichtung des Transfer-Laserstrahls, die im Regelfall mit der Transferrichtung übereinstimmt, lateraler Bewegungskomponente neigt. Zudem kann bei entsprechender Anordnung des Transfersubstrats zum Zielsubstrat das Transfersubstrat die Funktion „Verbinden des Markierungsmaterials" zumindest teilweise mit übernehmen. Der typische Durchmesser der Ausnehmungen kann hierbei an die gewünschte oder die erreichbare Ortsauflösung des Laserstrahlsmarkierungsverfahrens angepasst sein.In a further preferred embodiment of the laser beam marking process is the marking material such in recesses of the carrier substrate added that the transfer takes place in a preferred direction. This increases the flexibility when selecting the marking material, since such marking material is also used can be used, which is related to a transfer on the beam direction of the transfer laser beam, which is usually matches the direction of transfer, lateral movement component tends. In addition, with appropriate Arrangement of the transfer substrate to the target substrate the transfer substrate the function “Connect of the marking material "at least in part. The typical diameter of the recesses can be the desired or the achievable spatial resolution be adapted to the laser beam marking method.

Bevorzugt haben die Ausnehmungen folgende alternative Formen: zylinderförmig, wabenförmig oder rechteckig. Derartige Formen lassen sich dicht auf dem Trägersubstrat packen.The recesses are preferred following alternative forms: cylindrical, honeycomb or rectangular. Such shapes can be sealed on the carrier substrate pack.

Wenn das Trägersubstrat aus einem flexiblen Material ist, kann das Trägersubstrat räumlich optimal an das Zielsubstrat angepasst sein. Dies ist insbesondere bei einem unebenen Zielsubstrat von Vorteil. Das flexible Trägersubstrat kann dann, wenn es Ausnehmungen zur Aufnahme des Markierungsmaterials aufweist, zum Beispiel direkt auf das Zielsubstrat aufgeklebt werden. Beispiele für das flexible Material des Trägersubstrats sind ein amorpher Kunststoff wie PS, SAN, PC, PMMA oder PVC oder ein teilkristalliner Standardkunststoff wie PP oder PE. Andere Materialbeispiele für das Trägersubstrat, die insbesondere für den Transfer hochschmelzender Materialkombinationen zum Einsatz kommen können, sind Gläser oder einkristalline Verbindungen.If the carrier substrate is made of a flexible material, the carrier substrate can be spatially optimally matched to the target substrate. This is particularly advantageous for an uneven target substrate. The flexible carrier substrate can then, if there are recesses for receiving the Markma terials, for example, can be glued directly onto the target substrate. Examples of the flexible material of the carrier substrate are an amorphous plastic such as PS, SAN, PC, PMMA or PVC or a semi-crystalline standard plastic such as PP or PE. Other material examples for the carrier substrate, which can be used in particular for the transfer of high-melting material combinations, are glasses or single-crystal compounds.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Markierungsvorrichtung zur Laserstrahlmarkierung eines Zielsubstrats zu schaffen, welche neben einer hohen Markierungs-Ortsauflösung auch eine gute Handhabbarkeit des Zielsubstrats im Zuge des Laserstrahlmarkierungsverfahrens gewährleistet.Another object of the invention is a marking device for laser beam marking a To create target substrates, which in addition to a high marking location resolution good handling of the target substrate in the course of the laser beam marking process guaranteed.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Markierungsvorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 13.According to the invention, this object is achieved by a marking device with the features of claim 13.

Die Vorteile der Markierungsvorrichtung entsprechen im Wesentlichen denjenigen des Laserstrahlmarkierungsverfahrens.The advantages of the marking device correspond essentially to those of the laser beam marking method.

Eine Fokussier-Einrichtung der Führungseinrichtung erhöht die erreichbare Ortsauflösung der Markierungsvorrichtung. Beim Einsatz eines Konversi ons-Laserstrahls, der vom Transfer-Laserstrahl verschieden ist, können verschiedene Fokussiereinrichtungen für den Transfer-Laserstrahl einerseits und den Konversions-Laserstrahl andererseits vorgesehen sein. Wenn der Transfer-Laserstrahl und der Konversions-Laserstrahl von der gleichen Fokussiereinrichtung fokussiert werden, kann eine Fokalebene für beide Laserstrahlen im Bereich des zu transferierenden Markierungsmaterials so gewählt werden, dass sowohl für den Transfer als auch für die Verbindung des Markierungsmaterials ausreichende Strahlparameter vorliegen. Alternativ kann die Fokussiereinrichtung auch so ausgelegt sein, dass der Transfer-Laserstrahl in einer anderen Fokalebene fokussiert wird als der Konversions-Laserstrahl.A focusing device of the guide device elevated the achievable spatial resolution the marking device. When using a conversion laser beam, that is different from the transfer laser beam can have different focusing devices for the Transfer laser beam on the one hand and the conversion laser beam on the other hand, be provided. If the transfer laser beam and the conversion laser beam from the same focusing device can be focused, a focal plane for both laser beams in the area of the marking material to be transferred are selected so that as well as the transfer as well for the connection of the marking material sufficient beam parameters available. Alternatively, the focusing device can also be designed in this way be that the transfer laser beam is in a different focal plane is focused as the conversion laser beam.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:Embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawing. In this show:

1 eine Markierungsvorrichtung zur Laserstrahlmarkierung eines Zielsubstrats ausgehend von einem Trägersubstrat in einer schematischen und teils perspektivischen Darstellung; und 1 a marking device for laser beam marking of a target substrate starting from a carrier substrate in a schematic and partly perspective view; and

2 ein alternatives Trägersubstrat. 2 an alternative carrier substrate.

Eine in 1 insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnete Markierungsvorrichtung dient zur Laserstrahlmarkierung eines Zielsubstrats 2. Hierzu wird mittels eines Laserstrahls 3 eine Markierungsmaterialschicht 4, welche von einem Trägersubstrat 5 getragen ist, hoch ortsaufgelöst auf das Zielsubstrat 2 übertragen. Sowohl das Zielsubstrat 2 als auch das Trägersubstrat 5 sind eben und rechteckig, können im Prinzip aber auch jede andere Form annehmen. Das Trägersubstrat 5 kann alternativ auch aus eineim flexiblen Material sein. Hierzu gehören zum Beispiel amorphe Kunststoffe wie PS, SAN, PC, PMMA, PVC sowie teilkristalline Standardkunststoffe wie PP oder PE.One in 1 overall with the reference symbol 1 designated marking device is used for laser beam marking of a target substrate 2 , To do this, use a laser beam 3 a layer of marking material 4 which from a carrier substrate 5 is carried on the target substrate at a high spatial resolution 2 transfer. Both the target substrate 2 as well as the carrier substrate 5 are flat and rectangular, but can in principle also take any other shape. The carrier substrate 5 can alternatively be made of a flexible material. These include, for example, amorphous plastics such as PS, SAN, PC, PMMA, PVC and semi-crystalline standard plastics such as PP or PE.

Das Markierungsmaterial, welches die Markierungsmaterialschicht 4 aufbaut, ist ein Polymer-Komposit-Material und besteht aus einer polymeren Matrix und einem metallischen Füller. Als polymere Matrix kann zum Beispiel ABS vorgesehen sein. Ein metallisches Füllmaterial ist zum Beispiel Silber. Zudem kann das Markierungsmaterial einen den Laserstrahl 3 absorbierenden Zusatzstoff enthalten.The marking material, which is the marking material layer 4 is a polymer composite material and consists of a polymer matrix and a metallic filler. ABS, for example, can be provided as the polymer matrix. A metallic filler is, for example, silver. The marking material can also block the laser beam 3 contain absorbent additive.

Zur Veranschaulichung dieser ortsaufgelösten Übertragung ist das Zielsubstrat 2 in 1 durch ein gestricheltes Liniennetz schematisch schachbrettartig in Zielzonen Zi,j unterteilt. Der Index i bezeichnet hierbei die in der perspektivischen Darstellung der 1 horizontal verlaufenden „Zeilen" der Zielzonen und der Index j bezeichnet die in der perspektivischen Darstellung der 1 schräg von links unten nach rechts oben verlaufenden „Spalten" der Zielzonen. Die Zielzone in 1 links unten ist demnach mit Z11 , bezeichnet und die in 1 rechts oben liegende Zielzone mit Z48. Die Zielzonen haben eine typische Ausdehnung von 50 μm × 50 μm.The target substrate is to illustrate this spatially resolved transfer 2 in 1 schematically divided into target zones Z i, j by a dashed line network. The index i denotes the perspective representation of the 1 horizontally running "lines" of the target zones and the index j denotes those in the perspective representation of the 1 diagonally from bottom left to top right "columns" of the target zones. The target zone in 1 bottom left is therefore designated with Z 11 , and the in 1 Target zone at the top right with Z 48 . The target zones have a typical extension of 50 μm × 50 μm.

Auf der Zielzone Z34 liegt ein in 1 schematisch als quaderförmiger Block dargestelltes Markierungselement 6, welches aus Markierungsmaterial besteht und von der Markierungsmaterialschicht 4 hin zum Zielsubstrat 2 transferiert ist. Alle anderen Zielzonen auf dem Zielsubstrat 2 sind leer.On the target zone Z 34 lies an in 1 Marking element shown schematically as a cuboid block 6 , which consists of marking material and the marking material layer 4 towards the target substrate 2 is transferred. All other target zones on the target substrate 2 are empty.

In gleicher Weise wie das Zielsubstrat 2 in Zielzonen Zi.j unterteilt ist, ist auch die Markierungsmaterialschicht 4 in Markierungselement-Zonen MEi,j unterteilt. Der Zielzone Z11 ist also ein dieser benachbart angeordnetes Markierungselement ME11 zugeordnet. Die Markierungsmaterialschicht 4 ist komplett bis auf das fehlende Markierungselement ME34, welches als Markierungselement 6 auf das Zielsubstrat 2 übertragen ist. Zur Veranschaulichung ist das fehlende Markierungselement ME34 der Markierungsmaterialschicht 4 in 1 mit durchgezogenen Linien dargestellt.In the same way as the target substrate 2 is divided into target zones Z ij , is also the marking material layer 4 divided into marker element zones ME i, j . The target zone Z 11 is therefore assigned a marking element ME 11 arranged adjacent to it. The marking material layer 4 is complete except for the missing marking element ME 34 , which is used as a marking element 6 on the target substrate 2 is transferred. The missing marking element ME 34 of the marking material layer is for illustration 4 in 1 shown with solid lines.

Zur Erzeugung des Laserstrahls 3 dient ein in 1 stark schematisch wiedergegebener Laser 7. Dieser weist zwei Endspiegel 8, 9 auf. Der in 1 linke Endspiegel 8 ist für den Laserstrahl 3 vollständig reflektierend ausgeführt. Der in 1 rechte Endspiegel 9 ist für den Laserstrahl 3 teildurchlässig. Zwischen den Endspiegeln 8, 9 ist ein Festkörper-Lasermedium 10 angeordnet. Zwischen dem Festkörper-Lasermedium 10 und dem in 1 rechten Endspiegel 9 ist als Güteschaltungsmedium ein Q-Switch-Element 11 angeordnet. Der Laser 7 ist ein Festkörperlaser. Als Festkörper-Lasermedium 10 kommen in Frage: Nd:YAG, Nd:YLF oder Nd:YV04.To generate the laser beam 3 serves an in 1 highly schematically represented laser 7 , This has two end mirrors 8th . 9 on. The in 1 left end mirror 8th is for the laser beam 3 completely reflective. The in 1 right end mirror 9 is for the laser beam 3 partially transparent. Between the end mirrors 8th . 9 is a solid-state laser medium 10 arranged. Between the solid-state laser medium 10 and the in 1 right end mirror 9 is a Q-Switch element as a quality switching medium 11 arranged. The laser 7 is a solid-state laser. As a solid-state laser medium 10 come into question: Nd: YAG, Nd: YLF or Nd: YV0 4 .

Alternative Laser 7 sind zudem frequenzkonvertierte gütegeschaltete Festkörperlaser, zum Beispiel ein frequenzverdreifachter Nd:YAG-Laser mit einer Wellenlänge von 355 nm. Weitere Alternativen sind ein Diodenlaser oder ein Faserlaser.Alternative lasers 7 are also frequency-converted, Q-switched solid-state lasers, for example a frequency-tripled Nd: YAG laser a wavelength of 355 nm. Other alternatives are a diode laser or a fiber laser.

Typische Wellenlängen für den Laserstrahl 3 liegen zwischen 800 und 1800 nm. Alternativ können auch Wellenlängen im Bereich zwischen 400 und 800 nm oder im Bereich zwischen 200 und 400 nm vorgesehen sein.Typical wavelengths for the laser beam 3 lie between 800 and 1800 nm. Alternatively, wavelengths in the range between 400 and 800 nm or in the range between 200 and 400 nm can also be provided.

Der vom in 1 rechten Endspiegel 9 durchgelassene Laserstrahl 3 durchtritt zunächst eine ebenfalls stark schematisch wiedergegebene Bündelformungsoptik 12. Diese passt den Durchmesser sowie die Divergenz des Laserstrahls 3 an die Erfordernisse der nachfolgenden Strahlführung an. Bei der Bündelführungsoptik 12 kann es sich zum Beispiel um ein Objektiv handeln. Nach Durchtritt durch die Bündelführungsoptik 12 wird der Laserstrahl 3 von einem galvanischen Scannerspiegel 13 um circa 90° umgelenkt. Der galvanische Scannerspiegel 13 ist um eine in einer Spiegelebene des galvanischen Scannerspiegels 13 und gleichzeitig in der Zeichenebene der 1 liegende erste Schwenkachse 14 sowie um eine ebenfalls in der Spiegelebene liegende und senkrecht auf der Zeichenebene der 1 stehende zweite Schwenkachse 15 schwenkbar, wie durch die Pfeile 14a, 15a angedeutet.The one in 1 right end mirror 9 transmitted laser beam 3 first passes through a bundle shaping optic which is also shown in a highly schematic manner 12 , This fits the diameter as well as the divergence of the laser beam 3 to the requirements of the subsequent beam guidance. With the bundle guide optics 12 it can be a lens, for example. After passing through the bundle guide optics 12 becomes the laser beam 3 from a galvanic scanner mirror 13 deflected by approximately 90 °. The galvanic scanner mirror 13 is around one in a mirror plane of the galvanic scanner mirror 13 and at the same time in the drawing plane of the 1 lying first pivot axis 14 as well as one that is also in the mirror plane and perpendicular to the plane of the drawing 1 standing second pivot axis 15 swiveling, as by the arrows 14a . 15a indicated.

Nach der Reflexion am galvanischen Scannerspiegel 13 durchtritt der Laserstrahl 3 eine Planfeldoptik 17, die im einfachsten Fall als Plankonvexlinse ausgebildet sein kann. Im Anschluss daran durchtritt der Laserstrahl 3 zunächst das Trägersubstrat 5 und danach an der Stelle des Markierungselements ME34 die Markierungsmaterialschicht 4. Anschließend trifft der Laserstrahl 3 das Zielsubstrat 2 im Bereich der Zielzone Z34. Die Bündelformungsoptik 12, der galvanische Scanner 13 und die Planfeldoptik 17 bilden eine optische Führungseinrichtung zur Führung des Laserstrahls 3 vom Laser 7 zum Trägersubstrat 5.After reflection on the galvanic scanner mirror 13 passes through the laser beam 3 a flat field optics 17 , which in the simplest case can be designed as a plano-convex lens. The laser beam then passes through 3 first the carrier substrate 5 and then at the location of the marking element ME 34 the marking material layer 4 , Then the laser beam hits 3 the target substrate 2 in the area of the target zone Z 34 . The bundle shaping optics 12 , the galvanic scanner 13 and the flat field optics 17 form an optical guide device for guiding the laser beam 3 from the laser 7 to the carrier substrate 5 ,

Die Fokussierwirkung der Planfeldoptik 17 ist derart, dass der Fokus des Laserstrahls 3 in guter Näherung mittig zwischen der Markierungsmaterialschicht 4 und dem Markierungselement 6 auf der Zielzone Z34 in einer Fokalebene 18 liegt. Im Bereich des fehlenden Markierungselements ME34 und im Bereich des Markierungselements 6 auf der Zielzone Z34 hat der Laserstrahl 3 daher im Wesentlichen den gleichen Durchmesser und damit die gleiche Intensität.The focusing effect of the plan field optics 17 is such that the focus of the laser beam 3 in a good approximation in the middle between the marking material layer 4 and the marker element 6 on the target zone Z 34 in a focal plane 18 lies. In the area of the missing marking element ME 34 and in the area of the marking element 6 the laser beam has on target zone Z 34 3 therefore essentially the same diameter and therefore the same intensity.

Die Markierungsvorrichtung 1 arbeitet folgendermaßen:
Zunächst wird die Markierungsmaterialschicht 4 in an sich bekannter Weise auf das Trägersubstrat 5 aufgebracht. Anschließend wird das Trägersubstrat 5 relativ zum Zielsubstrat 2 so angeordnet, dass die Seite des Trägersubstrats 5, die das Markierungsmaterial 4 trägt, dem Zielsubstrat 2 zugewandt ist. Die Substrate 2 und 5 werden hierbei aneinander so angenähert, dass der Luftspalt zwischen der Markierungsmaterialschicht 4 und dem Zielsubstrat 2 senkrecht zu den Substraten 2, 5 nur eine sehr geringe Ausdehnung im Bereich einiger 10 bis einiger 100 μm hat.The marking device 1 works as follows:
First, the marking material layer 4 in a manner known per se onto the carrier substrate 5 applied. Then the carrier substrate 5 relative to the target substrate 2 arranged so that the side of the carrier substrate 5 that the marking material 4 carries, the target substrate 2 is facing. The substrates 2 and 5 are approximated so that the air gap between the marking material layer 4 and the target substrate 2 perpendicular to the substrates 2 . 5 only a very small expansion in the range of a few 10 up to some 100 μm.

Anschließend wird mit dem Laser 7 zunächst ein Transfer-Laserstrahl 3 erzeugt. Hierbei arbeitet das Q-Switch-Element 11, sodass der Transfer-Laserstrahl als eine intermittierende Strahlung mit einer Impulsdauer unterhalb 1 μs vorliegt. Der galvanische Scannerspiegel 13 wird von einer in der Zeichnung nicht dargestellten Steuereinrichtung angesteuert, sodass der Transfer-Laserstrahl 3 in vorgegebener Weise die Markierungsmaterialschicht 4 derart abrastert, dass vorgegebene Markierungselemente MEi,j von einer ebenfalls vorgegebenen Anzahl von Impulsen des Transfer-Laserstrahls 3 getroffen werden. Dies führt dazu, dass die Haftung der vom Transfer-Laserstrahl 3 getroffenen Markierungselemente MEi,jam Trägersubstrat 5 aufgehoben wird und im Anschluss daran auf die jeweiligen Zielzonen Zi,j des Zielsubstrats 2 transferiert werden. Nach Abschluss des Scan-Vorgangs für den Transfer-Laserstrahl 3 liegt daher ein vorgegebenes Muster von Markierungselementen 6 auf den vorgegebenen Zielzonen Zi,j des Zielsubstrats 2 vor.Then use the laser 7 first a transfer laser beam 3 generated. The Q-Switch element works here 11 , so that the transfer laser beam is present as an intermittent radiation with a pulse duration below 1 μs. The galvanic scanner mirror 13 is controlled by a control device, not shown in the drawing, so that the transfer laser beam 3 the marking material layer in a predetermined manner 4 scans in such a way that predetermined marking elements ME i, j from a likewise predetermined number of pulses of the transfer laser beam 3 to be hit. This leads to the adhesion of the transfer laser beam 3 marking elements ME i, j hit on the carrier substrate 5 is canceled and then to the respective target zones Z i, j of the target substrate 2 be transferred. After completion of the scanning process for the transfer laser beam 3 there is therefore a predetermined pattern of marking elements 6 on the predetermined target zones Z i, j of the target substrate 2 in front.

Im Anschluss hieran wird das Q-Switch-Element 11 im Laser 7 deaktiviert und soimt ein Konversions-Laserstrahl erzeugt, der, da er in 1 den gleichen Weg zurücklegt, wie der vorstehend beschriebene Transfer-Laserstrahl, ebenfalls mit dem Bezugszeichen 3 bezeichnet wird. Der Kon versions-Laserstrahl 3 ist ein cw-Strahl. Alternativ ist es auch möglich, einen Konversions-Laserstrahl als Impulsfolge einzelner Laserstrahlungsimpulse mit im Vergleich zum Transfer-Laserstrahl langen Impulsdauern und mit einer Impulsfolgefrequenz zum Beispiel in einer Größenordnung von 10 kHz oder darüber vorzusehen.Following this is the Q switch element 11 in the laser 7 deactivated and soimt generates a conversion laser beam, which, because it is in 1 travels the same way as the transfer laser beam described above, also with the reference symbol 3 referred to as. The conversion laser beam 3 is a cw beam. Alternatively, it is also possible to provide a conversion laser beam as a pulse sequence of individual laser radiation pulses with long pulse durations compared to the transfer laser beam and with a pulse repetition frequency, for example in the order of magnitude of 10 kHz or above.

Anschließend wird mit Hilfe des galvanischen Scannerspiegels 13 das Zielsubstrat 2 in der gleichen Weise mit dem Konversions-Laserstrahl 3 abgerastert, wie dies vorstehend im Zusammenhang mit dem Transfer-Laserstrahl 3 beschrieben wurde. Auf diese Weise werden alle auf das Zielsubstrat 2 transferierten Markierungselemente 6 mit dem Konversions-Laserstrahl 3 bestrahlt. Aufgrund der höheren mittleren Leistung des Konversions-Laserstrahls 3 erwärmen sich die mit dem Konversions-Laserstrahl 3 bestrahlten Markierungselemente 6 derart, dass sie aufgrund der hierbei stattfindenden Änderung ihrer Materialeigenschaften, insbesondere ihrer Haftfähigkeit, fest mit dem Zielsubstrat 2 verbunden werden. Alternativ oder zusätzlich zu einer derartigen, vom Konversions-Laserstrahl 3 initiierten Bindung der Markierungselemente 6 an das Zielsubstrat 2 kann der Konversions-Laserstrahl 3 auch die Änderung anderer Materialeigenschaften der Markierungselemente 6 herbeiführen. Eine derartige Materialeigenschaft kann zum Beispiel die Farbe des Markierungsmaterials sein.Then using the galvanic scanner mirror 13 the target substrate 2 in the same way with the conversion laser beam 3 scanned, as described above in connection with the transfer laser beam 3 has been described. This way, everyone will be on the target substrate 2 transferred marking elements 6 with the conversion laser beam 3 irradiated. Due to the higher average power of the conversion laser beam 3 heat up with the conversion laser beam 3 irradiated marking elements 6 in such a way that, due to the change in their material properties, in particular their adhesiveness, that occurs, they firmly adhere to the target substrate 2 get connected. Alternatively or in addition to such a conversion laser beam 3 initiated binding of the marking elements 6 to the target substrate 2 can the conversion laser beam 3 also changing other material properties of the marking elements 6 cause. Such a material property can be, for example, the color of the marking material.

Das auf diese Weise mit am Zielsubstrat 2 haftenden Markierungselementen 6 markierte Zielsubstrat 2 kann dann entnommen werden.This way on the target substrate 2 adhesive marking elements 6 marked target substrate 2 can then be removed.

2 zeigt eine alternative Ausführung des Trägersubstrats 5 mit einer Markierungsmaterialschicht 4, wobei diese Komponenten die gleiche Funktion haben wie bei der Ausführungsform der Markierungsvorrichtung 1 nach 1 und daher mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden. 2 shows an alternative embodiment of the carrier substrate 5 with a marking material layer 4 , these components having the same function as in the embodiment of the marking device 1 to 1 and are therefore designated by the same reference numerals.

Das Trägersubstrat 5 weist eine Vielzahl matrixartig angeordneter Näpfe Ni,j auf, die als zylinderförmige Sackausnehmungen 19 im Trägersubstrat 5 ausgeführt sind. Wenn das Trägersubstrat 5 in der Markierungsvorrichtung 1 montiert ist, öffnen sich die Näpfe Ni,j in Richtung auf das Zielsubstrat 2. Einzelne Näpfe Ni,j sind in gleicher Weise indiziert wie die Zielzonen Zi,j und die Markierungselemente MEi,j. Insgesamt liegen drei Zeilen und sechs Spalten von Näpfen Ni,j vor, deren Abstand zueinander dem Abstand der Markierungselemente MEi,j nach 1 entspricht. Den Boden der Näpfe Ni,j bedeckt die Markierungsmaterialschicht 4. Alternative Querschnittsformen der Näpfe Ni,j können sein: wabenförmig, das heißt insbesondere symmetrisch sechseckig, rechteckig oder quadratisch.The carrier substrate 5 has a plurality of cups N i, j arranged in a matrix, which are in the form of cylindrical bag recesses 19 in the carrier substrate 5 are executed. If the carrier substrate 5 in the marking device 1 is mounted, the cups N i, j open towards the target substrate 2 , Individual bowls N i, j are indexed in the same way as the target zones Z i, j and the marking elements ME i, j . There are a total of three rows and six columns of cups N i, j , the spacing of which from one another depends on the distance between the marking elements ME i, j 1 equivalent. The bottom of the wells N i, j covers the marking material layer 4 , Alternative cross-sectional shapes of the cups N i, j can be: honeycomb-shaped, that is to say in particular symmetrically hexagonal, rectangular or square.

Nachfolgend wird ein Markierungsverfahren beschrieben, bei welchem das Trägersubstrat 5 nach 2 zum Einsatz kommt. Erläutert werden hierbei nur Unterschiede zum oben beschriebenen Verfahren in Zusammenhang mit der Markierungsvorrichtung 1 der 1.A marking method is described below in which the carrier substrate 5 to 2 is used. Only differences from the method described above in connection with the marking device are explained here 1 the 1 ,

Beim Bestrahlen der Markierungsmaterialschicht 4 in ausgewählten Näpfen Ni,j des Trägersubstrats 5 nach 2 ergibt sich aufgrund der zur Ebene des Trägersubstrats 5 senkrechten Zylinderwände der Näpfe Ni,j eine Transfer-Vorzugsrichtung senkrecht zur Ebene des Trägersubstrats 5. Diese Transfer-Vorzugsrichtung verringert die Gefahr, dass Markierungselemente MEi,j beim Transfer vorn Trägersubstrat 5 hin zum Zielsubstrat 2 auseinanderlaufen, das heißt, dass die Ortsauflösung im Zuge des Markierungsverfahrens beeinträchtigt wird. Es können daher beim Einsatz des Trägersubstrats 5 nach 2 auch Markierungsmaterialien zum Einsatz kommen, die aus relativ leichten Einzelpartikeln aufgebaut sind. Derartige Markierungsmaterialien würden ohne den Einsatz von Näpfen 19 beim Transfer zum Auseinanderlaufen senkrecht zur Transfer-Vorzugsrichtung neigen. Alternativ kann dank der Transfer-Vorzugsrichtung beim Einsatz des Trägersubstrats 5 nach 2 auch ein größerer Abstand zwischen dem Trägersubstrat 5 und dem Zielsubstrat 2 vorgesehen sein, ohne dass es zu einer Beeinträchtigung der Ortsauflösung beim Markieren kommt.When irradiating the marking material layer 4 in selected wells N i, j of the carrier substrate 5 to 2 arises on the basis of the level of the carrier substrate 5 vertical cylinder walls of the cups N i, j a preferred transfer direction perpendicular to the plane of the carrier substrate 5 , This preferred transfer direction reduces the risk that marking elements ME i, j during transfer from the carrier substrate 5 towards the target substrate 2 diverge, which means that the spatial resolution is impaired in the course of the marking process. It can therefore be used when using the carrier substrate 5 to 2 marking materials are also used, which are made up of relatively light individual particles. Such marking materials would be without the use of cups 19 When transferring, tend to diverge perpendicular to the preferred transfer direction. Alternatively, thanks to the preferred transfer direction when using the carrier substrate 5 to 2 also a larger distance between the carrier substrate 5 and the target substrate 2 be provided without impairing the spatial resolution when marking.

Auf der Seite des Trägersubstrats 5, die während des Markierungsverfahrens dem Zielsubstrat zugewandt ist, kann das Trägersubstrat 5 nach 2 eine dünne adhäsive Schicht 20 aufweisen. Mit Hilfe der adhäsiven Schicht 20 kann das Trägersubstrat 5 vor der Beaufschlagung der Näpfe Ni,j mit dem Laserstrahl 3 mit dem Zielsubstrat 2 lösbar haftend verbunden werden. In diesem Fall schließt das Zielsubstrat 2 die Näpfe Ni,j an der dem Napfboden gegenüberliegenden Seite ab, sodass der Durchmesser der Näpfe N i,j eine untere Grenze für die Ortsauflösung darstellt, die mit einem Laserstrahlmarkierungsverfahren, welches ein derartig haftfähiges Trägersubstrat 5 einsetzt, erzielt werden kann. Nach der Bestrahlung des Markierungsmaterials mit dem Transfer-Laserstrahl 3 ist das transferierte Markierungsmaterial auch dann in den Näpfen Ni,j eingeschlossen, wenn es nicht vollständig auf dem Zielsubstrat 2 haftet. In dieser Hinsicht übernimmt das Transfersubstrat 5 nach 2 zumindest teilweise die Funktion „Verbinden des Markierungsmaterials", die ansonsten dein Konversions-Laserstrahl 3 zukommt. Das haftfähige Trägersubstrat 5 wird nach Abschluss des Laserstrahlmarkierungsverfahrens einfach vom Zielsubstrat 2 wieder abgezogen, wobei nicht transferierte Anteile der Markierungsmaterialschicht 4 in den Näpfen Ni,j verbleiben.On the side of the carrier substrate 5 , which faces the target substrate during the marking process, the carrier substrate 5 to 2 a thin adhesive layer 20 exhibit. With the help of the adhesive layer 20 can be the carrier substrate 5 before applying the laser beam to the wells N i, j 3 with the target substrate 2 be releasably adhered. In this case, the target substrate closes 2 the bowls N i, j on the side opposite the bowl bottom, so that the diameter of the bowls N i, j represents a lower limit for the spatial resolution, which is achieved using a laser beam marking method, which is such an adhesive carrier substrate 5 uses, can be achieved. After the marking material has been irradiated with the transfer laser beam 3 the transferred marking material is enclosed in the wells N i, j even if it is not completely on the target substrate 2 liable. In this regard, the transfer substrate takes over 5 to 2 at least partially the function "connecting the marking material", which otherwise your conversion laser beam 3 due. The adhesive carrier substrate 5 will simply become from the target substrate upon completion of the laser beam marking process 2 deducted again, with non-transferred portions of the marking material layer 4 remain in the wells N i, j .

Claims (24)

Laserstrahlmarkierungsverfahren mit folgenden Verfahrensschritten: – Aufbringen eines Markierungsmaterials (4) auf einer Seite eines Trägersubstrats (5); – Anordnen des Trägersubstrats (5) relativ zu einem zu markierenden Zielsubstrat (2) derart, dass die Seite des Trägersubstrats (5), die das Markierungsmaterial (4) trägt, dem Zielsubstrat (2) zugewandt ist; – Bestrahlen des Markierungsmaterials (4) mit mindestens einem Transfer/Konversions-Laserstrahl (3) derart, dass das Markierungsmaterial (4) vom Trägersubstrat (5) zum Zielsubstrat (2) transferiert und mit dem Zielsubstrat (2) verbunden wird.Laser beam marking process with the following process steps: - application of a marking material ( 4 ) on one side of a carrier substrate ( 5 ); - arranging the carrier substrate ( 5 ) relative to a target substrate to be marked ( 2 ) such that the side of the carrier substrate ( 5 ), the marking material ( 4 ) carries, the target substrate ( 2 ) is facing; - irradiation of the marking material ( 4 ) with at least one transfer / conversion laser beam ( 3 ) such that the marking material ( 4 ) from the carrier substrate ( 5 ) to the target substrate ( 2 ) transferred and with the target substrate ( 2 ) is connected. Laserstrahlmarkierungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestrahlen von der dem Markierungsmaterial (4) abgewandten Seite des Trägersubstrats (5) her erfolgt.Laser beam marking method according to claim 1, characterized in that the irradiation of the marking material ( 4 ) opposite side of the carrier substrate ( 5 ) ago. Laserstrahlmarkierungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestrahlen des Markierungsmaterials (4) scannend erfolgt.Laser beam marking method according to claim 1, characterized in that the irradiation of the marking material ( 4 ) is done by scanning. Laserstrahlmarkierungsverfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch das Bestrahlen des Markierungsmaterials (4) erst mit einem Transfer-Laserstrahl (3) und dann mit einem Konversions-Laserstrahl (3) insbesondere derart, dass Materialeigenschaften des Markierungsmaterials (4) verändert werden, insbesondere dass das Markierungsmaterial (4) mit dem Zielsubstrat (2) verbunden wird.Laser beam marking method according to claim 1, characterized by irradiating the marking material ( 4 ) only with a transfer laser beam ( 3 ) and then with a conversion laser beam ( 3 ) in particular such that material properties of the marking material ( 4 ) are changed, in particular that the marking material ( 4 ) with the target substrate ( 2 ) is connected. Laserstrahlmarkierungsverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ausgewählte Elemente (MEi,j) des Markierungsmaterials (4) erst mit dem Transfer-Laserstrahl (3) und dann mit dem Konversions-Laserstrahl (3) bestrahlt werden, bevor das jeweils nächste Element (MEi,j) des Markierungsmaterials (4) bestrahlt wird.Laser beam marking method according to claim 4, characterized in that selected elements (ME i, j ) of the marking material ( 4 ) only with the transfer laser beam ( 3 ) and then with the conversion laser beam ( 3 ) are irradiated before the next element (ME i, j ) of the marking materials ( 4 ) is irradiated. Laserstrahlmarkierungsverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ausgewählte Elemente (MEi,j) des Markierungsmaterials (4) zunächst alle mit dem Transfer-Laserstrahl (3) und danach alle mit dem Konversions-Laserstrahl (3) bestrahlt werden.Laser beam marking method according to claim 4, characterized in that selected elements (ME i, j ) of the marking material ( 4 ) first of all with the transfer laser beam ( 3 ) and then all with the conversion laser beam ( 3 ) are irradiated. Laserstrahlmarkierungsverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Transfer-Laserstrahl (3) und der Konversions-Laserstrahl (3) von der gleichen Strahlungsquelle (7) erzeugt werden, insbesondere dass der Transfer-Laserstrahl (3) und der Konversions-Laserstrahl (3) identisch sind.Laser beam marking method according to claim 4, characterized in that the transfer laser beam ( 3 ) and the conversion laser beam ( 3 ) from the same radiation source ( 7 ) are generated, in particular that the transfer laser beam ( 3 ) and the conversion laser beam ( 3 ) are identical. Laserstrahlmarkierungsverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Transfer-Laserstrahl (3) eine höhere Intensität hat als der Konversions-Laserstrahl (3), wobei insbesondere der Transfer-Laserstrahl (3) durch eine Güteschaltung (11) erzeugt wird, die bei der Erzeugung des Konversions-Laserstrahls (3) nicht zum Einsatz kommt.Laser beam marking method according to claim 4, characterized in that the transfer laser beam ( 3 ) has a higher intensity than the conversion laser beam ( 3 ), in particular the transfer laser beam ( 3 ) by a quality switch ( 11 ) which is generated during the generation of the conversion laser beam ( 3 ) is not used. Laserstrahlmarkierungsverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Markierungsmaterial (4) ein Polymer-Komposit-Material eingesetzt wird, welches umfasst: eine polymere Matrix, einen metallischen Füller und vorzugsweise Zusatzstoffe, welche die Laserstrahl-Wellenlänge absorbieren.Laser beam marking method according to claim 4, characterized in that the marking material ( 4 ) a polymer composite material is used which comprises: a polymer matrix, a metallic filler and preferably additives which absorb the laser beam wavelength. Laserstrahlmarkierungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Markierungsmaterial (4) derart in Ausnehmungen (19) des Trägersubstrats aufgenommen ist, dass der Transfer in einer Vorzugsrichtung erfolgt.Laser beam marking method according to claim 1, characterized in that the marking material ( 4 ) in recesses ( 19 ) of the carrier substrate that the transfer takes place in a preferred direction. Laserstrahlmarkierungsverfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (19) folgende Form haben: zylinderförmig, wabenförmig, rechteckig.Laser beam marking method according to claim 10, characterized in that the recesses ( 19 ) have the following shape: cylindrical, honeycomb-shaped, rectangular. Laserstrahlmarkierungsverfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Trägersubstrat (5) ein flexibles Material eingesetzt wird, welches insbesondere aus einem amorphen Kunststoff oder aus einem teilkristallinen Kunststoff besteht.Laser beam marking method according to claim 10, characterized in that as the carrier substrate ( 5 ) a flexible material is used, which consists in particular of an amorphous plastic or a partially crystalline plastic. Markierungsvorrichtung (1) zur Laserstrahlmarkierung eines Zielsubstrats (2) – mit einem Trägersubstrat (5), – welches einseitig ein Markierungsmaterial (4) trägt, – und relativ zum Zielsubstrat (2) derart angeordnet ist, dass die Seite des Trägersubstrats (5), die das Markierungsmaterial (4) trägt, dein Zielsubstrat (2) zugewandt ist, – mit mindestens einem Laser (7) zur Erzeugung mindestens eines Konversions/Transfer-Laserstrahls (3) derart, dass das Markierungsmaterial (4) vom Trägersubstrat (5) zum Zielsubstrat (2) transferierbar und mit diesem verbindbar ist, und – mit einer optischen Führungseinrichtung (12, 13, 17) zur Führung des Transfer-Laserstrahls (3) vom Laser (7) zum Trägersubstrat (5).Marking device ( 1 ) for laser beam marking of a target substrate ( 2 ) - with a carrier substrate ( 5 ), - which on one side is a marking material ( 4 ) carries - and relative to the target substrate ( 2 ) is arranged such that the side of the carrier substrate ( 5 ), the marking material ( 4 ) carries your target substrate ( 2 ) facing - with at least one laser ( 7 ) to generate at least one conversion / transfer laser beam ( 3 ) such that the marking material ( 4 ) from the carrier substrate ( 5 ) to the target substrate ( 2 ) is transferable and can be connected to it, and - with an optical guide device ( 12 . 13 . 17 ) to guide the transfer laser beam ( 3 ) from the laser ( 7 ) to the carrier substrate ( 5 ). Markierungsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungseinrichtung (12, 13, 17) derart ausgeführt ist, dass die Bestrahlung von der dein Markierungsmaterial (4) abgewandten Seite des Trägersubstrats (4) her erfolgt.Marking device according to claim 13, characterized in that the guide device ( 12 . 13 . 17 ) is designed in such a way that the radiation from the marking material ( 4 ) opposite side of the carrier substrate ( 4 ) ago. Markierungsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungseinrichtung (12, 13, 17) eine Scan-Einrichtung (13) zur Führung des Transfer-Laserstrahls (13) umfasst.Marking device according to claim 13, characterized in that the guide device ( 12 . 13 . 17 ) a scanning facility ( 13 ) to guide the transfer laser beam ( 13 ) includes. Markierungsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungseinrichtung (12, 13, 17) eine Fokussier-Einrichtung (17) zur Fokussierung des Transfer-Laserstrahls in eine Fokalebene (18) im Bereich des Markierungsmaterials (4) umfasst.Marking device according to claim 13, characterized in that the guide device ( 12 . 13 . 17 ) a focusing device ( 17 ) to focus the transfer laser beam in a focal plane ( 18 ) in the area of the marking material ( 4 ) includes. Markierungsvorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch mindestens einen Laser (7) zur Erzeugung eines Konversions-Laserstrahls (3) derart, dass das Markierungsmaterial (4) mit dem Zielsubstrat (2) verbindbar ist.Marking device according to claim 13, characterized by at least one laser ( 7 ) to generate a conversion laser beam ( 3 ) such that the marking material ( 4 ) with the target substrate ( 2 ) is connectable. Markierungsvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungseinrichtung (12, 13, 17) derart ausgeführt ist, dass sie sowohl den Transfer-Laserstrahl (3) als auch den Konversions-Laserstrahl (3) mit denselben Führungskomponenten (12, 13, 17) führt.Marking device according to claim 17, characterized in that the guide device ( 12 . 13 . 17 ) is designed so that it both the transfer laser beam ( 3 ) as well as the conversion laser beam ( 3 ) with the same management components ( 12 . 13 . 17 ) leads. Markierungsvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Transfer-Laserstrahl (3) und der Konversionslaserstrahl (3) von der gleichen Strahlungsquelle (7) erzeugt werden, insbesondere dass der Transfer-Laserstrahl (3) und der Konversions-Laserstrahl (3) identisch sind.Marking device according to claim 17, characterized in that the transfer laser beam ( 3 ) and the conversion laser beam ( 3 ) from the same radiation source ( 7 ) are generated, in particular that the transfer laser beam ( 3 ) and the conversion laser beam ( 3 ) are identical. Markierungsvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Laser (7) zur Erzeugung des Transfer- Laserstrahls (3) eine Güteschaltungsvorrichtung (11) aufweist.Marking device according to claim 17, characterized in that the laser ( 7 ) to generate the transfer laser beam ( 3 ) a Q-switching device ( 11 ) having. Markierungsvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Markierungsmaterial (4) ein Polymer-Komposit-Material ist, welches umfasst: eine polymere Matrix, einen metallischen Füller und vorzugsweise Zusatzstoffe, welche die Laserstrahl-Wellenlänge absorbieren.Marking device according to claim 17, characterized in that the marking material ( 4 ) is a polymer composite material which comprises: a polymeric matrix, a metallic filler and preferably additives which absorb the laser beam wavelength. Markierungsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägersubstrat (5) Ausnehmungen (19) zur Aufnahme des Markierungsmaterials (4) aufweist, welche insbesondere folgende Form haben: zylinderförmig, wabenförmig, rechteckig.Marking device according to claim 13, characterized in that the carrier substrate ( 5 ) Recesses ( 19 ) to accommodate the Markie materials ( 4 ), which in particular have the following shape: cylindrical, honeycomb-shaped, rectangular. Markierungsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägersubstrat (5) aus einem flexiblen Material ist, insbesondere aus einem amorphen Kunststoff oder aus einem teilkristallinen Kunststoff.Marking device according to claim 13, characterized in that the carrier substrate ( 5 ) is made of a flexible material, in particular an amorphous plastic or a partially crystalline plastic. Markierungsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägersubstrat (5) eine adhäsive Schicht (20) aufweist, mit welcher es mit dem Zielsubstrat (2) lösbar verbunden werden kann.Marking device according to claim 13, characterized in that the carrier substrate ( 5 ) an adhesive layer ( 20 ) with which it is connected to the target substrate ( 2 ) can be releasably connected.
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