DE4207197C2 - Vorrichtung zum örtlichen Beschichten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum örtlichen Be­ schichten gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1, 3 oder 4.

Fig. 5 zeigt im Querschnitt eine konventionelle örtliche Be­ schichtungsmethode zur Bildung eines elektrischen Anschluß­ kontakts, die beispielsweise in der JP-PS 60-45278 angegeben ist.

Aus Fig. 5 geht hervor, daß ein zu beschichtendes Material 2, beispielsweise ein elektrischer Anschlußkontakt, auf einer Kathode 1 vorgesehen ist. Um das zu beschichtende Material 2 herum ist eine Maske 3 angeordnet. Eine Düse 5 zur Bildung eines Strahls 4a eines Elektrolyten ist dem zu beschichtenden Material 2 gegenüberstehend angeordnet.

Bei einem solchen konventionellen örtlichen Beschichtungs­ verfahren vom Strahltyp wird auf eine gewünschte zu be­ schichtende Stelle ein Elektrolytstrahl 4a durch Anlegen einer Spannung zwischen die Kathode 1 und eine Anode (nicht gezeigt) gespritzt. Daher kann ein örtliches Hochgeschwindig­ keits-Galvanisieren durchgeführt werden, ohne daß jedes zu beschichtende Material 2 maskiert werden muß.

Fig. 6 zeigt eine konventionelle lasergestützte örtliche Be­ schichtungsmethode, die beispielsweise in der JP-PS 59-1797 angegeben ist.

Nach Fig. 6 ist ein Galvanisierbad 4 in einen Behälter 7 aus einem Material wie etwa Quarz, das für einen Laserstrahl 6 durchlässig ist, gefüllt. Ein zu beschichtendes Material 8, das aus Glas besteht und als Kathode dient, sowie eine Anode 9 sind in das Galvanisierbad 4 so eingetaucht, daß sie einan­ der gegenüberstehen. Das zu beschichtende Material 8 weist auf seiner Oberfläche eine Metallschicht 10 auf. Das zu be­ schichtende Material 8 bzw. die Anode 9 sind an eine Strom­ quelle 11 bzw. einen Spannungsmodulator 12 angeschlossen.

Außerhalb des Behälters 7 sind eine Energiequelle 13, wie z. B. ein Laserstrahloszillator, ein Lasermodulator 14, eine Linse 15 und ein Rasterspiegel 16 angeordnet.

Der von der Energiequelle 13 erzeugte Laserstrahl 6 durch­ setzt den Lasermodulator 14 und wird dann von der Linse 15 konvergent gemacht. Nach Positionierung durch den Raster­ spiegel 16 geht der Laserstrahl 6 durch den Behälter 7 und erreicht dann das zu beschichtende Material 8. Der Laser­ strahl 6 geht ferner durch das aus Glas bestehende zu be­ schichtende Material 8 und wird auf die Metallschicht 10 fo­ kussiert. Das zu beschichtende Material 8 wird von der Strom­ quelle 11 mit einer negativen Polarität geladen, wodurch die elektrolytische Metallabscheidung stattfindet. Da die auf dem zu beschichtenden Material 8 gebildete Metallschicht 10 durch die Bestrahlung mit dem Laserstrahl 6 örtlich auf eine hohe Temperatur aufgeheizt wird, wird dabei die Abscheidungs­ geschwindigkeit gesteigert. Ferner ist eine örtliche Feinbe­ schichtung im Mikrometerbereich möglich, ohne daß das zu be­ schichtende Material 8 abgedeckt oder maskiert zu werden braucht.

Bei dem eingangs genannten konventionellen Strahl-Beschich­ tungsverfahren ohne Laser wird eine partikelförmige Schicht gebildet, und in einer Zwischen- bzw. Grenzfläche zwischen der Beschichtung und dem zu beschichtenden Material 2 bilden sich leicht Risse aus. Bei dem vorgenannten konventionellen lasergestützten Beschichtungsverfahren ist zwar die Lage des zu beschichtenden Bereichs durch den Rasterspiegel 16 bestimmt, aber die Rasterpositioniergenauigkeit ist nicht hoch. Infolgedessen kann der Laserstrahl 6 unscharf sein, oder der Einfallswinkel des Laserstrahls 6 relativ zu der Metallschicht 10 kann veränderlich sein, wodurch die Lei­ stungsdichte des Laserstrahls, der die Metallschicht 10 be­ strahlt, oder der Laserabsorptionskoeffizient der Metall­ schicht 10 sich ändern. Das kann zu Änderungen der Beschich­ tungsgüte führen.

Nachstehend wird ein konventionelles lasergestütztes Strahl- Beschichtungsverfahren beschrieben, das zur Verbesserung des Strahl-Beschichtungsverfahrens vorgeschlagen wurde. Fig. 7 zeigt im Querschnitt das konventionelle lasergestützte Strahl-Beschichtungsverfahren gemäß "Electrochemical Science and Technology" in J. Electrochem. Soc. Band 132, S.575-2581, November 1985.

Wie Fig. 7 zeigt, ist ein Badbehälter 17 mit einer Düse 5 aus Quarz hergestellt, der von einem Laserstrahl 6 durchsetzt wird. Eine Anode 9 ist in dem Badbehälter 17 angeordnet. Der Badbehälter 17 weist ferner eine Luftzumischeinrichtung 18 und einen Galvanisierbad-Zuführungsbereich 19 auf. Außerhalb des Badbehälters 17 ist eine Linse 15 angeordnet, die den La­ serstrahl 6 auf den Bereich der Düse 5 in dem Galvanisierbad 4 fokussiert.

Bei diesem Verfahren wird der Strahl 4a des Galvanisierbades 4 auf den zu beschichtenden Bereich durch Anlegen einer Span­ nung zwischen Anode 9 und Kathode 1 ausgestoßen, während gleichzeitig der Laserstrahl 6 in das Galvanisierbad 4 fo­ kussiert wird. Infolge des Brechzahlunterschieds zwischen dem Galvanisierbad 4 und der umgebenden Atmosphäre wird der ein­ geleitete Laserstrahl 6 in dem Strahl 4a totalreflektiert und erreicht dadurch den zu beschichtenden Bereich des Materials 2. Da das zu beschichtende Material 2 mit dem Laserstrahl 6 bestrahlt wird, wird es teilweise auf eine hohe Temperatur aufgeheizt, die Abscheidungsgeschwindigkeit wird erhöht, und es kann eine dünne Schicht abgeschieden werden.

Wenn bei diesem lasergestützten Strahl-Beschichtungsverfah­ ren der Strahl 4a turbulent ist, findet keine Totalreflexion des Laserstrahls 6 in dem Strahl 4a statt, wodurch die Laser­ ausgangsleistung, die den zu beschichtenden Bereich erreicht, veränderlich ist. Infolgedessen treten Schwankungen der Be­ schichtungsgüte auf.

Die Vorrichtung zum punktgenauen laserunterstützten Elektroplattieren von Metallen auf Festkörpersubstraten gemäß US 48 26 583 soll eine elektrolytische Beschichtung einer Oberfläche ermöglichen. Hierfür wird vorgeschlagen, eine Kapillare vorzusehen, in deren Mitte ein Lichtwellenleiter angeordnet ist. Die Kapillare selbst ist von einer weiteren Kapillare umschlossen, wobei durch die erste Kapillare ein Strahl aus elektrolytischer Flüssigkeit strömt. Gleichzeitig wirkt Laserstrahlung, welche durch einen Lichtwellenleiter geführt ist auf die zu beschichtende Oberfläche ein. Die wei­ tere, zweite Kapillare dient dem Absaugen überschüssiger elektrolytischer Flüssigkeit. Eine Bewegung der ersten Kapillare unabhängig vom Lichtwellenleiter, z. B. zur Veränderung des Abstandes und/oder des Auftreffwinkels des Flüssigkeitsstrahles bzw. des Laserstrahles bezogen auf die zu beschichtende Oberfläche ist gemäß US 48 26 583 nicht mög­ lich.

Bei der EP 0 128 401 A2 wird ein Flüssigkeits- Strahlplattieren oder Strahlätzen unter Anwendung eines Laserstrahles offenbart. Konkret soll eine Kombination zwischen der Anwendung eines Laserstrahles und einem Flüssigkeitsstrahl vorgenommen werden, derart, daß der Flüssigkeitsstrahl als optischer Wellenleiter für den Laserstrahl wirkt. Es ergibt sich jedoch am Ort der Einwirkung des Flüssigkeitsstrahles eine inhomogene Verteilung der durch den Flüssigkeitsstrahl geleiteten Laserenergie, wodurch die Schichtgüte auf dem zu beschichten­ den Substrat unzureichend ist.

Bei dem Verfahren zum örtlichen Plattieren gemäß JP 61-124596 A ist ein Lichtwellenleiter vorgesehen, mit Hilfe dessen ein Laserstrahl auf einen Teil eines zu plattierenden Körpers einwirkt. Der Lichtleiter ist durch eine Düse unter Freilassen eines Spaltes geführt. Entlang des Leiters und durch den Spalt in der Düse fließt die Plattierungs­ flüssigkeit hin zu dem zu plattierenden Teil des Körpers. Der Laserstrahl tritt am unteren Ende des Leiters aus und wechselwirkt mit dem Flüssigkeitsstrahl.

Die Bearbeitungsvorrichtung gemäß JP 2-22 493 (A) benutzt einen Laser mit einem Arbeitskopf, wobei der Arbeitskopf eine Maske und eine Kondensorlinsenanordnung aufweist. Die Laserstrahlung wird dann durch den Arbeitskopf geleitet, der­ art, daß ein Abbild der Maske auf der Oberfläche des Materials erfolgt. Das Material befindet sich in einem Gefäß, welches mit einer Plattierungsflüssigkeit gefüllt ist. Durch eine Antriebsvorrichtung läßt sich der Arbeitskopf bezogen auf den Laser verschieben, so daß das Muster der Maske in un­ terschiedlicher Größe auf der Oberfläche des zu plattierenden Materials abgebildet werden kann. Die Maske wirkt als Schattenmaske, d. h. der Laserstrahl kann nur die offenen Bereiche des Musters durchdringen und wird von den übrigen Bereichen der Maske abgeschattet.

Gemäß der US 4 832 798 soll die Oberfläche eines Substrates zur Verbesserung der Güte der Beschichtung kurzzeitig mit Laserenergie aktiviert werden. Diese Bestrahlung mittels ei­ nes Lasers ist einem abschließenden Beschichtungsprozeß zeitlich vorgelagert. Demnach erfolgt dort keine gemeinsame Einwirkung eines galvanischen Bades bzw. eines Flüssigkeits­ strahles und eines Laserstrahles auf einen zu beschichtenden Bereich.

Die gattungsbildende US 4 766 009 zeigt ein Verfahren zum se­ lektiven Beschichten unter Nutzung eines Strahles aus einem galvanischen Bad, welcher mittels einer Düse auf einen zu be­ schichtenden Bereich aufgebracht wird, und wobei zusätzlich über einen optischen Wellenleiter Laserstrahlung dem zu be­ schichtenden Bereich zugeführt werden kann. Konkret wird der optische Wellenleiter im Inneren einer Badzuführungsleitung und im wesentlichen konzentrisch zu einer Düse angeordnet.

Die Anordnung eines Wellenleiters innerhalb der Badzuführungsleitung ist jedoch aufgrund der Dichtheitsrele­ vanz problematisch, so daß die Gefahr besteht, daß sich der Wirkungsgrad beim Aufbringen der Laserstrahlungsenergie auf den zu beschichtenden Bereich dadurch verringert, daß Absorption von Strahlung durch die galvanische Flüssigkeit innerhalb der Zuführungsleitung auftritt.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum ört­ lichen Beschichten anzugeben, bei der ein Laserstrahl einen zu beschichtenden Bereich in einem stabilen Zustand erreichen kann, so daß eine hohe Abscheidungsgeschwindigkeit und eine gleichmäßige Beschichtungsgüte des zu beschichtenden Bereiches gewährleistet ist.

Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit einer Vorrichtung gemäß den Merkmalen der Patentansprüche 1, 3 oder 4, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen umfassen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausfüh­ rungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausfüh­ rungsbeispiels der Vorrichtung zum örtlichen Beschichten;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausfüh­ rungsbeispiels der Vorrichtung;

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines dritten Ausfüh­ rungsbeispiels der Vorrichtung;

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungs­ beispiels der Vorrichtung;

Fig. 5 eine schematische Darstellung der wesentlichen Teile einer konventionellen Vorrichtung zum ört­ lichen Beschichten;

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer weiteren kon­ ventionellen Vorrichtung zum Beschichten; und;

Fig. 7 eine schematische Darstellung einer anderen kon­ ventionellen Vorrichtung zum Beschichten.

Erstes Ausführungsbeispiel

Fig. 1 zeigt schematisch das erste Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zum örtlichen Beschichten. Dabei sind gleiche oder entsprechende Teile wie in den Fig. 5-7 mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Nach Fig. 1 ist eine Laserstrahldurchtrittsdüse 34 zum Aus­ stoßen des Strahls 4a des Galvanisierbades 4 auf den zu be­ schichtenden Bereich mit dem fernen Ende einer Zuführungslei­ tung 33 für das Galvanisierbad verbunden. Die Zuführungslei­ tung 33 für das Galvanisierbad besteht aus einem Material wie beispielsweise Sintertonerde, das die Wellenlänge des von dem Laserstrahlgenerator 24 erzeugten Laserstrahls nicht durch­ läßt. Die Laserstrahldurchtrittsdüse 34 besteht aus einem Ma­ terial wie Schmelzquarz, das den Laserstrahl 6 durchläßt. Eine Laserstrahleintrittsendfläche 34a und eine Laserstrahl­ austrittsendfläche 34b der Laserstrahldurchtrittsdüse 34 sind relativ zum Laserstrahl 6 optisch poliert. Zur Verstärkung des Laserstrahldurchlaßwirkungsgrads kann die Innenumfangs­ fläche der Laserstrahldurchtrittsdüse 34 vergoldet sein. Fer­ ner ist die Laserstrahlaustrittsendfläche 34b schmaler ge­ macht, so daß der Laserstrahl 6 auf einen einzigen Punkt kon­ vergent gemacht werden kann.

Der von dem Laser­ strahlgenerator 24 erzeugte Laserstrahl 6 wird von der Laser­ strahlinjektionsoptik 23 auf die an einem Teil der Endfläche der Laserstrahldurchtrittsdüse 34 vorgesehene Laserstrahlein­ trittsendfläche 34a gerichtet. Der eintretende Laserstrahl 6 erfährt an der Wand der Laserstrahldurchtrittsdüse 34 eine Totalreflexion und wird dadurch innerhalb des Wandteils der Durchturittsdüse 34 durchgelassen und tritt aus der Laser­ strahlaustrittsendfläche 34b aus, die die andere Endfläche der Laserstrahldurchtrittsdüse 34 ist.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der Laserstrahl 6 inner­ halb des Wandteils der Laserstrahldurchtrittsdüse 34 durchge­ lassen und direkt auf den zu beschichtenden Bereich abge­ strahlt, ohne daß er in dem Galvanisierbad 4 eine Totalre­ flexion erfährt.

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist der Durchlaßwirkungs­ grad des Laserstrahls geringer als bei Anwendung eines Licht­ wellenleiters. Daher muß der Wert der Laserschwingungsaus­ gangsleistung oder die Laserschwingungsdauer um 20-30% erhöht werden.

Zweites Ausführungsbeispiel

Fig. 2 ist eine schematische Darstellung des zweiten Ausfüh­ rungsbeispiels der Vorrichtung zum örtlichen Beschichten.

Dabei sind Laserstrahldurchtrittsmasken 35 und 36 aus einem für den Laserstrahl 6 durchlässigen Material wie etwa Schmelzquarz um den Bereich des zu beschichtenden Materials 2 herum so angeordnet, daß sie das zu beschichtende Material 2 örtlich abdecken.

Der vom Laserstrahlgenerator 24 erzeugte Laserstrahl 6 wird von der Laserstrahlinjektionsoptik 23 zum. Auftreffen auf eine Eintrittsendfläche 35a gebracht, die an einer Endfläche der Laserdurchtrittsmaske 35 vorgesehen ist. Der eintretende La­ serstrahl 6 wird totalreflektiert und dadurch innerhalb der Laserstrahldurchtrittsmaske 35 durchgelassen und tritt aus der die andere Endfläche bildenden Austrittsendfläche 35b aus.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der Laserstrahl 6 inner­ halb der Laserstrahldurchtrittsmaske 35 durchgelassen und di­ rekt auf den zu beschichtenden Bereich abgestrahlt, ohne daß eine Totalreflexion in dem Galvanisierbad 4 stattfindet. Da­ her können die gleichen Vorteile wie bei dem ersten Ausfüh­ rungsbeispiel erzielt werden.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist der Laserstrahldurch­ laßwirkungsgrad ebenfalls geringer als im Fall der Anwendung des Licht­ wellenleiters. Die Laserschwingungsausgangsleistung oder die Laserschwingungsdauer muß daher um 30-40% entsprechend der Breite der Laser­ strahldurchtrittsmaske 35 erhöht werden.

Bei allen vorgenannten Ausführungsbeispielen besteht keine Einschränkung hinsichtlich der Anzahl oder Form von Düsen.

Drittes Ausführungsbeispiel

Fig. 3 zeigt schematisch das dritte Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zum örtlichen Beschichten.

Nach Fig. 3 besteht das zu beschichtende Material 2 aus Kupfer oder Phosphorbronze. Die Rückseite des zu beschichten­ den Materials 2 liegt mit einer Maske 41 in Kontakt, die aus einem Metall, wie z. B. rostfreiem Stahl oder Molybdän be­ steht. Die Maske 41 ist an eine Stromquelle (nicht gezeigt) angeschlossen und bildet eine Kathode. Die Maske 41 hat eine Öffnung 41a, deren Innenumfangsfläche glattpoliert ist, so daß die Reflexion des Laserstrahls 6 verbessert wird, und de­ ren Durchmesser an der Laserstrahleintrittsseite größer als an der Laserstrahlaustrittsseite (der Seite der Öffnung, die mit dem zu beschichtenden Material 2 in Kontakt liegt) ist. Die Linse 15 ist der Öffnung 41a gegenüberstehend angeordnet. Die Düse 5 zur Bildung des Strahls 4a des Galvanisierbades 4 steht der Oberfläche des zu beschichtenden Materials 2 gegen­ über.

Bei dieser Vorrichtung zum örtlichen Beschichten wird zwi­ schen Maske 41 und Anode (nicht gezeigt) eine Spannung ange­ legt, so daß ein Strom in dem Strahl 4a fließen kann, wodurch das Galvanisierbad 4 auf den Bereich des zu beschichtenden Materials 2 aus dem fernen Ende der Düse 5 ausgestoßen wird. Der Laserstrahl 6 wird durch die Linse 15 so konvergent ge­ macht, daß der größte Teil seiner Energie in die Öffnung 41a gerichtet ist, so daß sein Durchmesser also kleiner als der­ jenige der Öffnung 41a ist, und er wird dann auf das Innere der Öffnung 41a gleichzeitig mit dem Ausstoßen des Galvani­ sierbades 4 abgestrahlt, und zwar entweder zu einem Zeit­ punkt, der gegenüber dem Austritt des Galvanisierbades 4 um eine bestimmte Zeitdauer verzögert ist, oder intermittierend. Zu diesem Zeitpunkt wird der Laserstrahl 6, da er divergent ist, an der Innenumfangsfläche der Öffnung 41a vielfach re­ flektiert, bevor er die Rückseite des zu beschichtenden Mate­ rials 2 erreicht. Infolgedessen ist die Leistungsdichte des Laserstrahls 6 gleichmäßig, und die Rückseite des zu be­ schichtenden Materials 2 kann somit ohne thermische Beschädi­ gung gleichmäßig aufgeheizt werden. Infolgedessen kann die Beschichtungsgüte gleichmäßig verbessert werden.

Die bei diesem Ausführungsbeispiel verwendete Maske 41 hat eine Dicke von 5 mm. Der Durchmesser der Öffnung 41a beträgt 1 mm an der Laserstrahleintrittsseite und 50 µm an der Laser­ strahlaustrittsseite. Eine Grundschwingung und eine Sekun­ därschwingung höherer Ordnung eines YAG-Lasers oder eines Argonionenlasers können als Laserstrahl 6 verwendet werden.

Die Schwingungsausgangsleistung liegt zwischen 5 und 10 W. Die Schwingungsdauer beträgt eine oder zwei Sekunden im Fall von kontinuierlichen Wellen bzw. zwei oder drei Sekunden im Fall von Impulsen. Als Galvanisierbad 4 kann ein neutrales galvanisches Goldabscheidungsbad vom Cyantyp eingesetzt wer­ den. Der Goldanteil im Elektrolyten beträgt 12 g/l. Die Stromdichte der galvanischen Abscheidung liegt zwischen 8 und 15 A/cm². Der Abstand zwischen dem fernen Ende der Düse 5 und dem zu beschichtenden Material 2 liegt zwischen 1 und 5 mm. Wenn beispielsweise der Abstand 1 mm beträgt, haben der Durchmesser bzw. die Dicke eines beschichteten Bereiches 42 Werte von 200 µm bzw. 5-20 µm.

Viertes Ausführungsbeispiel

Fig. 4 zeigt schematisch das vierte Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zum örtlichen Beschichten.

Nach Fig. 4 ist auf einer Oberfläche eines Laserstrahldurch­ trittselements 43, das aus einem Material geringerer Wärme­ leitfähigkeit als Metall, wie z. B. aus Schmelzquarz besteht, eine Kathode 44, die eine Dünnschicht eines Metalls wie Molybdän oder Gold ist, durch Aufdampfen im Vakuum oder gal­ vanisches Abscheiden aufgebracht. Die Kathode 44 liegt mit der Rückseite des zu beschichtenden Materials 2 in Kontakt. Die andere Oberfläche des Laserstrahldurchtrittselements 43 liegt mit der Maske 41 in Kontakt, die ähnlich der bei dem dritten Ausführungsbeispiel von Fig. 3 verwendeten Maske ist.

Bei dieser Vorrichtung zum örtlichen Beschichten wird zwi­ schen Kathode 44 und Anode (nicht gezeigt) eine Spannung an­ gelegt, so daß in dem Strahl 4a ein Strom fließt, wodurch das Galvanisierbad 4 auf den Bereich des zu beschichtenden Mate­ rials 2 vom fernen Ende der Düse 5 ausgestoßen wird. Der in gleicher Weise wie beim dritten Ausführungsbeispiel auf die Öffnung 41a der Maske 41 gerichtete Laserstrahl wird an der Innenumfangsfläche der Öffnung 41a vielfach reflektiert, be­ vor er das Laserstrahldurchtrittselement 43 erreicht. Der La­ serstrahl 6 pflanzt sich in dem Laserstrahldurchtrittselement 43 fort, während er unter einem vorbestimmten Winkel diver­ giert, und erreicht dann die Kathode 44. Der die Kathode 44 erreichende Laserstrahl 6 heizt das zu beschichtende Material 2 von dessen Rückseite her auf.

Bei dem vierten Ausführungsbeispiel sind die Art des Laser­ strahls 6, das Bestrahlungsverfahren, die Schwingungsaus­ gangsleistung und die Schwingungsdauer die gleichen wie beim dritten Ausführungsbeispiel. Ferner sind die Form der Maske 41, die Art des Galvanisierbades 4 und die Stromdichte der galvanischen Abscheidung gleich wie beim dritten Ausführungs­ beispiel. Da jedoch die Kathode 44 getrennt von der Maske 41 vorgesehen ist, ist das Material der Maske 41 nicht auf ein leitfähiges Material beschränkt, wenn der Laserstrahl 6 an der Innenumfangsfläche der Öffnung 41a reflektiert werden kann.

Da bei dem vierten Ausführungsbeispiel die Leistungsdichte des Laserstrahls 6 durch Reflexion in der Öffnung 41a ebenso wie im Fall des dritten Ausführungsbeispiels vergleichmäßigt werden kann, kann das zu beschichtende Material 2 gleichmäßig aufgeheizt und somit die Beschichtungsgüte gleichmäßig ver­ bessert werden.

Da beim dritten Ausführungsbeispiel die Maske 41, die aus einem Metall besteht, so daß sie auch als Kathode dienen kann, in direktem Kontakt mit der Rückseite des zu be­ schichtenden Materials 2 liegt, kann ein Teil der vom Laser­ strahl 6 aufgebrachten Wärme in die Maske 41 austreten. Bei dem vierten Ausführungsbeispiel liegt dagegen die Kathode 44, die eine metallische Dünnschicht auf dem Laserstrahl­ durchtrittselement 43 mit geringer Wärmeleitfähigkeit ist, in direktem Kontakt mit dem zu beschichtenden Material 2. Daher sind die Wärmeverluste des Laserstrahls 6 geringer, und das zu beschichtende Material 2 kann mit gutem Wirkungsgrad auf­ geheizt werden.

Bei den Ausführungsbeispielen wurde die elektrolytische Metallabscheidung beschrieben. Die Erfindung ist aber auch bei der stromlosen Abscheidung anwendbar. In diesem Fall können, wenn die Öffnung 41a mit einer Laser­ strahl-Reflexionsschicht beschichtet ist, Keramik- oder Harz­ werkstoffe als Maskenmaterialien verwendet werden.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum örtlichen Beschichten, umfassend eine Zuführungsleitung (33) zum Aufbringen eines Strahles (4a) eines Beschichtungsbades (4) auf einen zu be­ schichtenden Bereich (25) eines Materiales (2), und einen Laserstrahlgenerator (24) zur Erzeugung von Laser­ strahlung (6), die auf den zu beschichtenden Bereich (25) einwirkt, dadurch gekennzeichnet,
daß am distalen Ende der Zuführungsleitung (33) eine Düse (34) zum Leiten der Laserstrahlung (6) und Richten des Strahles (4a) des Beschichtungsbades vorgesehen ist, wo­ bei die Düse (34) an ihrem einen Ende eine Laserstrah­ lungs-Eintrittsfläche (34a) und an ihrem zum zu beschichtenden Bereich gerichteten anderen Ende eine Laserstrahlungs-Austrittsfläche (34b) aufweist und die Ein- und Austrittsflächen (34a, 34b) optisch poliert sind,
sowie daß die Laserstrahlung (6) an der Laserstrahlungs­ austrittsfläche (34b) zur direkten Bestrahlung des zu beschichtenden Bereiches (25) austritt und den Strahl des Beschichtungsbades durchdringt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung des Laserstrahlungsdurchlaßwirkungsgrades die Innenumfangsfläche der Düse (34) vergoldet ist.

3. Vorrichtung zum örtlichen Beschichten, umfassend
ein durch ein Beschichtungsbad (4) zu beschichtendes Ma­ terial (2) mit einem durch Verwendung einer Maske (35) zu beschichtenden Bereich (25) des Materials (2) und einen Laserstrahlgenerator (24) zur Erzeugung von Laser­ strahlung, welche auf den zu beschichtenden Bereich (25) einwirkt,
gekennzeichnet durch die Ausbildung der Maske (35) zum Leiten der Laserstrah­ lung, wobei die Maske (35) so auf der Oberfläche des zu beschichtenden Materiales (2) angeordnet ist, daß ein anderer als der zu beschichtende Bereich (25) abgedeckt ist, wobei die Maske (35) eine Laserstrahlungs-Ein­ trittsendfläche (35a) und eine Laserstrahlungs-Aus­ trittsendfläche (35b) aufweist, so daß die Laserstrah­ lung in die Maske (35) eintreten, diese durchdringen und direkt auf den zu beschichtenden Bereich (25) austreten und einwirken kann, und daß das Beschichtungsbad (4) durch eine Düse (5) in Form eines Strahles (4a) auf den zu beschichtenden Be­ reich (25) einwirkt.

4. Vorrichtung zum örtlichen Beschichten, umfassend ein durch ein Beschichtungsbad (4) zu beschichtendes Ma­ terial (2) mit einem durch Verwendung einer Maske (41) zu beschichtenden Bereich (42) des Materials (2) und einen Laserstrahlgenerator zur Erzeugung von Laserstrah­ lung (6), welche auf den zu beschichtenden Bereich (42) einwirkt, dadurch gekennzeichnet,
daß die Maske (41) an der Rückseite des zu beschichten­ den Materiales (2) mit dieser in Kontakt stehend ange­ ordnet ist und eine Öffnung (41a) mit polierter Innen­ umfangsfläche aufweist, so daß die Laserstrahlung (6) nach Passieren der Öffnung (41a) vielfach reflektiert auf die Rückseite des zu beschichtenden Bereiches (42) einwirkt, wobei der dem Laserstrahl (6) zugewandte laserstrahleintrittsseitige Durchmesser der Öffnung (41a) größer als der laserstrahlaustrittsseitige Durch­ messer der Öffnung (41a) ist, und
daß das Beschichtungsbad (4) durch eine Düse (5) in Form eines Strahles (4a) auf den zu beschichtenden Bereich (42) einwirkt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Maske (41) und der Rückseite des zu be­ schichtenden Materials (2) ein Laserstrahldurchtrittsele­ ment (43) angeordnet ist, welches auf seiner dem zu be­ schichtenden Material (2) zugewandten Seite eine metal­ lische Dünnschicht (44) aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Laserstrahldurchtrittselement (43) aus einem den Wellenlängenbereich der Laserstrahlung nicht absorbieren­ den Material mit geringerer Wärmeleitfähigkeit als Metall besteht.