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3D-Micromac stellt neue Clean Scribe-Technologie für das microDICE TLS Lasersystem vor

14.03.2018 - 11:13

3D-Micromac AG, ein führender Anbieter für Systeme in der Lasermikrobearbeitung und Rolle-zu-Rolle-Laserbearbeitung für die Photovoltaikindustrie, die Medizintechnik und die Elektronikfertigung, hat heute seine neue zum Patent angemeldete Clean Scribe-Technologie vorgestellt.

Die Clean Scribe-Technologie ist ein Verfahren, welche das partikelfreie Laserscriben für Siliziumkarbid-Wafer ermöglicht – ohne die Verwendung von teuren Waferschutzbeschichtungen. Die Clean-Scribe-Technologie wird in 3D-Micromac’s microDICE™-Lasermikrobearbeitungssystem eingesetzt, welches das TLS-Dicing™-Verfahren (thermisches Laserstrahl-Separieren) zum schnellen, defektfreien und kosteneffizienten Trennen von Wafern in Chips verwendet. Der Durchsatz wird durch Einsatz der neuen Clean-Scribe-Technologie nicht beeinträchtigt.

„Die Nachfrage der Verbraucher nach Hybrid- und Elektrofahrzeugen sowie die vermehrte Nutzung elektronischer Fahrzeugsysteme für verbesserte Treibstoffleistung und Fahrersicherheit treibt auch den Bedarf nach SiC-basierten Bauelementen in die Höhe“, konstatierte Hans-Ulrich Zühlke, Produktmanager bei 3D-Micromac. „Maximalen Ertrag bei der Herstellung von Bauteilen für die Leistungselektronik zu erzielen, ist dabei von höchster Priorität. Indem wir gleichzeitig die Kosten des Herstellungsprozesses der SiC-Leistungselektronik senken, fördern wir die Verbreitung dieser fortschrittlichen Technologien. Unsere neue Clean-Scribe-Technologie ist das jüngste Beispiel für die Bereitschaft von 3D-Micromac, unser TLS-Dicing-Verfahren kontinuierlich weiter zu entwickeln, um höhere Rentabilität, Durchsatz und Kosteneinsparungen im Packaging-Prozess zu erreichen und jene Anwendungen zu fördern, die von unserer Technologie profitieren können.“

Neue Ansätze in der Laser Scribing-Technologie

Das Scribing (Ritzen) ist ein grundlegendes Verfahren beim Dicing (Trennen) von Wafern. Das Thermische Laserstrahl Separieren (TLS) von 3D-Micromac ist ein zweistufiger Prozess, in dem zuerst mittels Laserablation in der Dicing-Straße ein initialer Scribe eingebracht wird. Normalerweise erzeugt dieses „trockene“ Laserscribing-Verfahren eine geringe Anzahl an Partikeln auf der Waferoberfläche. In einem zweiten Schritt erhitzt ein CW-Laser entlang dieses Scribes das Material punktuell. Gleichzeitig kühlt ein Aerosol aus entionisiertem Wasser (DI) die Waferoberfläche. Dies führt zur Spaltung des Wafers.

Um die Zuverlässigkeit und Geradlinigkeit des Spaltes zu verbessern, kann der initiale Scribe über die gesamte Länge der Dicing-Straße ins Material eingebracht werden. Dieser durchgängige Scribe kann zu einer höheren Partikelanzahl führen, die möglicherweise für bestimmte, besonders anspruchsvolle SiC-Anwendungen zu hoch ist. Um dies zu vermeiden, konnte früher entweder die Geschwindigkeit des Laserscribing gedrosselt werden oder es wurde eine zusätzliche Wafer-Beschichtung aufgetragen, um zu vermeiden, dass Partikel auf die Dicing-Straße fallen. Letzteres erhöht die Komplexität des Trennprozesses und führt außerdem zu höheren Herstellungskosten.

Die neue Clean-Scribe-Technologie von 3D-Micromac nutzt ein zum Patent angemeldetes Laserscribing-Verfahren, welches Polyimid- und Metallpartikel in der Dicing-Straße eliminiert und eine nahezu partikelfreie Oberfläche – ohne Verwendung teurer Schutzbeschichtungen – garantiert. Die Clean Scribe-Technologie ersetzt den „trockenen“ Laserscribe, durch Verwendung eines Aerosolsprays, welches eine extrem geringe Menge (weniger als 20 ml/min) an entionisiertem (DI) Wasser nutzt, um die während der Laserablation entstehenden Partikel zu entfernen. Da der TLS-Prozess ebenfalls entionisiertes Wasser für das Trennen der Wafer verwendet, sind keine zusätzlichen Systeme oder Verbrauchsmittel für die Clean-Scribe-Technologie notwendig. Clean Scribe erreicht diese Resultate ohne Durchsatzverluste – so dass auch weiterhin Trenngeschwindigkeiten von bis zu 300 mm pro Sekunde erreicht werden. Die Kompatibilität des Clean Scribes mit dem TLS-Verfahren in 3D-Micromac‘s microDICE-System ist somit gegeben.

TLS-Dicing garantiert einen wesentlich höheren Durchsatz, höheren Ertrag und größere Funktionalität gegenüber herkömmlichen Wafer-Trenntechnologien. So ist der Durchsatz beim TLS bis zu 15-mal größer im Vergleich zum Trennen mit mechanischen Wafersägen. Der laserbasierte TLS-Prozess arbeitet kraft- und berührungslos, ohne Abnutzung von Werkzeugen und benötigt keine teuren Verbrauchsmittel für die Oberflächenreinigung. Dies ermöglicht enorme Kosteneinsparungen im Herstellungsprozess der SiC-Bauelemente.

In Kombination mit der Clean-Scribe-Technologie ist das TLS-Dicing perfekt für das Trennen von Siliziumkarbid (SiC)-Wafern geeignet, welche durch das besonders harte und spröde Material nur bedingt für das Trennen mit herkömmlichen Technologien geeignet sind. Deshalb ist das microDICE-System von 3D-Micromac ein unentbehrliches Werkzeug zur Bearbeitung von SiC-basierten Bauelementen für die Leistungselektronik, für Solarwechselrichtern und die Optoelektronik.

http://3d-micromac.de

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3D-Micromac stellt neue Clean Scribe-Technologie für das microDICE TLS Lasersystem vor

14.03.2018 - 11:13

3D-Micromac AG, ein führender Anbieter für Systeme in der Lasermikrobearbeitung und Rolle-zu-Rolle-Laserbearbeitung für die Photovoltaikindustrie, die Medizintechnik und die Elektronikfertigung, hat heute seine neue zum Patent angemeldete Clean Scribe-Technologie vorgestellt.

Die Clean Scribe-Technologie ist ein Verfahren, welche das partikelfreie Laserscriben für Siliziumkarbid-Wafer ermöglicht – ohne die Verwendung von teuren Waferschutzbeschichtungen. Die Clean-Scribe-Technologie wird in 3D-Micromac’s microDICE™-Lasermikrobearbeitungssystem eingesetzt, welches das TLS-Dicing™-Verfahren (thermisches Laserstrahl-Separieren) zum schnellen, defektfreien und kosteneffizienten Trennen von Wafern in Chips verwendet. Der Durchsatz wird durch Einsatz der neuen Clean-Scribe-Technologie nicht beeinträchtigt.

„Die Nachfrage der Verbraucher nach Hybrid- und Elektrofahrzeugen sowie die vermehrte Nutzung elektronischer Fahrzeugsysteme für verbesserte Treibstoffleistung und Fahrersicherheit treibt auch den Bedarf nach SiC-basierten Bauelementen in die Höhe“, konstatierte Hans-Ulrich Zühlke, Produktmanager bei 3D-Micromac. „Maximalen Ertrag bei der Herstellung von Bauteilen für die Leistungselektronik zu erzielen, ist dabei von höchster Priorität. Indem wir gleichzeitig die Kosten des Herstellungsprozesses der SiC-Leistungselektronik senken, fördern wir die Verbreitung dieser fortschrittlichen Technologien. Unsere neue Clean-Scribe-Technologie ist das jüngste Beispiel für die Bereitschaft von 3D-Micromac, unser TLS-Dicing-Verfahren kontinuierlich weiter zu entwickeln, um höhere Rentabilität, Durchsatz und Kosteneinsparungen im Packaging-Prozess zu erreichen und jene Anwendungen zu fördern, die von unserer Technologie profitieren können.“

Neue Ansätze in der Laser Scribing-Technologie

Das Scribing (Ritzen) ist ein grundlegendes Verfahren beim Dicing (Trennen) von Wafern. Das Thermische Laserstrahl Separieren (TLS) von 3D-Micromac ist ein zweistufiger Prozess, in dem zuerst mittels Laserablation in der Dicing-Straße ein initialer Scribe eingebracht wird. Normalerweise erzeugt dieses „trockene“ Laserscribing-Verfahren eine geringe Anzahl an Partikeln auf der Waferoberfläche. In einem zweiten Schritt erhitzt ein CW-Laser entlang dieses Scribes das Material punktuell. Gleichzeitig kühlt ein Aerosol aus entionisiertem Wasser (DI) die Waferoberfläche. Dies führt zur Spaltung des Wafers.

Um die Zuverlässigkeit und Geradlinigkeit des Spaltes zu verbessern, kann der initiale Scribe über die gesamte Länge der Dicing-Straße ins Material eingebracht werden. Dieser durchgängige Scribe kann zu einer höheren Partikelanzahl führen, die möglicherweise für bestimmte, besonders anspruchsvolle SiC-Anwendungen zu hoch ist. Um dies zu vermeiden, konnte früher entweder die Geschwindigkeit des Laserscribing gedrosselt werden oder es wurde eine zusätzliche Wafer-Beschichtung aufgetragen, um zu vermeiden, dass Partikel auf die Dicing-Straße fallen. Letzteres erhöht die Komplexität des Trennprozesses und führt außerdem zu höheren Herstellungskosten.

Die neue Clean-Scribe-Technologie von 3D-Micromac nutzt ein zum Patent angemeldetes Laserscribing-Verfahren, welches Polyimid- und Metallpartikel in der Dicing-Straße eliminiert und eine nahezu partikelfreie Oberfläche – ohne Verwendung teurer Schutzbeschichtungen – garantiert. Die Clean Scribe-Technologie ersetzt den „trockenen“ Laserscribe, durch Verwendung eines Aerosolsprays, welches eine extrem geringe Menge (weniger als 20 ml/min) an entionisiertem (DI) Wasser nutzt, um die während der Laserablation entstehenden Partikel zu entfernen. Da der TLS-Prozess ebenfalls entionisiertes Wasser für das Trennen der Wafer verwendet, sind keine zusätzlichen Systeme oder Verbrauchsmittel für die Clean-Scribe-Technologie notwendig. Clean Scribe erreicht diese Resultate ohne Durchsatzverluste – so dass auch weiterhin Trenngeschwindigkeiten von bis zu 300 mm pro Sekunde erreicht werden. Die Kompatibilität des Clean Scribes mit dem TLS-Verfahren in 3D-Micromac‘s microDICE-System ist somit gegeben.

TLS-Dicing garantiert einen wesentlich höheren Durchsatz, höheren Ertrag und größere Funktionalität gegenüber herkömmlichen Wafer-Trenntechnologien. So ist der Durchsatz beim TLS bis zu 15-mal größer im Vergleich zum Trennen mit mechanischen Wafersägen. Der laserbasierte TLS-Prozess arbeitet kraft- und berührungslos, ohne Abnutzung von Werkzeugen und benötigt keine teuren Verbrauchsmittel für die Oberflächenreinigung. Dies ermöglicht enorme Kosteneinsparungen im Herstellungsprozess der SiC-Bauelemente.

In Kombination mit der Clean-Scribe-Technologie ist das TLS-Dicing perfekt für das Trennen von Siliziumkarbid (SiC)-Wafern geeignet, welche durch das besonders harte und spröde Material nur bedingt für das Trennen mit herkömmlichen Technologien geeignet sind. Deshalb ist das microDICE-System von 3D-Micromac ein unentbehrliches Werkzeug zur Bearbeitung von SiC-basierten Bauelementen für die Leistungselektronik, für Solarwechselrichtern und die Optoelektronik.

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Photos of LASYS

  • LASYS 2020: PM Nr. 3

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    LASYS und BMWi bieten 2020 erneut eine Plattform für Start-ups.BILDNACHWEIS MESSE STUTTGART
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    Vom 16. bis 18. Juni 2020 können sich Start-ups zu besonders attraktiven Konditionen vorzustellen einem internationalen Fachpublikum präsentieren.BILDNACHWEIS MESSE STUTTGART
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    Prof. Dr. Thomas Graf, Direktor des Instituts für Strahlwerkzeuge (IFSW) der Universität Stuttgart und Veranstalter der Stuttgart Lasertage.BILDNACHWEIS MESSE STUTTGART
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    Vom 16. bis 18. Juni 2020 öffnet die LASYS – Internationale Fachmesse für Laser-Materialbearbeitung – in Stuttgart bereits zum siebten Mal ihre Tore. (Hauptbild)BILDNACHWEIS MESSE STUTTGART
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    An drei Messetagen stehen dann Lasersysteme, laserspezifische Maschinensubsysteme und Strahlquellen im Fokus von Ausstellern und Fachbesuchern.BILDNACHWEIS MESSE STUTTGART
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    Die LASYS 2020 in Stuttgart ist der „Place to be(am).BILDNACHWEIS MESSE STUTTGART
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    Führende nationale und internationale Hersteller treffen hier auf Geschäftspartner mit konkreten Aufgabenstellungen und individuellen Anforderungen für Laser-Systemlösungen und -Applikationen.BILDNACHWEIS MESSE STUTTGART
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    Fachbesucher können auf der LASYS die Vielfalt des Lasers live erleben – 2018 waren 116 Maschinen vor Ort – und erhalten einen Eindruck wie leicht sich Komponenten integrieren lassen.BILDNACHWEIS MESSE STUTTGART
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  • Lasys 2020 PM Nr: 1

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    Die LASYS zeigt branchen- und materialübergreifend die Lasertechnologie in der industriellen Fertigung von morgen.BILDNACHWEIS MESSE STUTTGART
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    Der Mix aus Fachmesse und hochkarätigem Rahmenprogramm versammelt alle zwei Jahre die Experten aus Industrie und Wissenschaft in Stuttgart. Fester Bestandteil sind die Stuttgarter LasertageBILDNACHWEIS MESSE STUTTGART
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    Die LASYS als internationale Fachmesse für die Laser-Materialbearbeitung richtet sich an industrielle Anwender und hat sich seit 2008 zu einem Top-Termin für die Branche entwickelt.BILDNACHWEIS MESSE STUTTGART
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    LASYS bietet Planungssicherheit – neuer Termin 21. bis 23. Juni 2022BILDNACHWEIS MESSE STUTTGART
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  • Lasys 2020: PM Nr. 4

    Lasys 2020: PM Nr. 4

    Bei der LED-Produktion beschriften die PowerLine E 8 QT Lasermarkierer von Coherent Leadframes (Träger) mit winzigen 2D-Matrixcodes, die aus Punkten von nur 43 Mikrometern Durchmesser bestehen.Coherent
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  • LASYS 2020: PM Nr. 5

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    Mit der neu entwickelten GL.smart von GFH, die bis zu 16 simultane Achsen birgt, lassen sich mittels UKP-Laserstrahlen vielseitige Mikrobearbeitungsaufgaben wirtschaftlich ausführen. Neben einer Kombinationsbearbeitung von Laserbohren, -drehen,- und -schneiden ist eine Output-Steigerung durch die Parallelbearbeitung auf zwei Stationen möglich.BILDNACHWEIS GFH GmbH
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    Mit der Einführung der BLIZZ-Laserserie von InnoLas Photonics steht ein Laser zum wirtschaftlichen Depaneling zur Verfügung. Berührungsloses, schnelles und staubarmes Laserschneiden von Platinen ist nun bei gleichzeitig sehr guter Qualität möglich, auch bei dünnen Substraten.BILDNACHWEIS InnoLas Photonics GmbH
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  • LASYS 2020: PM Nr. 5

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    Laseranlagen von LPKF ermöglichen es, dass sich mit Laser-Depaneling die Schnittflächen reduzieren lassen, da auf breitere Fräswege und größere Abstände der SMT-Komponenten zu den Schnittkanten verzichtet wird. Damit können bis zu 30 Prozent Materialersparnis erreicht werden.BILDNACHWEIS LPKF
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    Präzises Schneiden – auch flexibler Materialien – ist für Lasersysteme von LPKF kein Problem – und das bei größtmöglicher Designfreiheit.BILDNACHWEIS LPKF
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    Starr-flexible Leiterplatten werden bei ATLAS EMS in die LPKF MicroLine 2000 eingelegt. Da die Baugruppen kompakt und randnah platziert sind und das starr-flexible Material anspruchsvoll in der Bearbeitung ist, erweist sich Trennen mittels Lasertechnologie hier als ideal.BILDNACHWEIS ATLAS EMS
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    ATLAS EMS setzt ein MicroLine Lasersystem von LPKF zum Nutzentrennen ein. Die schnelle Einrichtung der jeweiligen Jobs ist hier ein wichtiger Faktor für eine effiziente Produktion.BILDNACHWEIS ATLAS EMS
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    Ein neuartiges Laser-CNC-Bearbeitungszentrum zum 3D-Lasermikroschweißen hat Schüssler Technik entwickelt. Durch hochgenaue Achsbewegungen lassen sich filigrane Bauteile in unterschiedlichsten Positionen (5+2-Achs) mühelos fügen.BILDNACHWEIS Schüssler Technik GmbH
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  • LASYS 2020: PM Nr. 3

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    Was die ‚lastgerechte und flexible Bauteilgestaltung‘ von E-Fahrzeugen anbelangt, verfolgt beispielweise das Fraunhofer Institut für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) den Ansatz, crash-relevante Karosseriestrukturen individuell zu verbessern. Hier die lokale Laserbehandlung einer hochbeanspruchten Zone eines crashrelevanten Karosseriestrukturbauteils im TestFraunhofer Institut für Werkstoff- und Strahltechnik
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    Diffraktive optische Elemente von Laser Components formen den optimalen Strahl für industrielle Anwendungen etwa beim Bearbeiten von Komponenten der E-MobilitätLaser Components GmbH
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    Mit Lasersystemen von Laserline, die ‚blaues Laserlicht, nutzen, kann der Energieeintrag in Kupfer so gut gesteuert werden, dass erstmals Wärmeleitungsschweißprozesse ohne Verdampfen und Dampfkapillare möglich sind. Dies ergibt spritzerfreie Prozesse.Laserline GmbH
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    Die schlüsselfertigen automatisierten Produktionsanlagen von SITEC Industrietechnologie richten den Fokus auf Wirtschaftlich- und Nachhaltigkeit bei der Produktion von Komponenten für die E-Mobilität. Neuartige automatisierte Laseranlagen schweißen in hoher Qualität die Kupfer-Hairpins am Stator des Elektromotors.SITEC Industrietechnologie GmbH
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    SITEC Industrietechnologie antwortet auf die Herausforderungen der Mobilität mit neuartigen automatisierten Laseranlagen etwa für Schweißprozesse an Baugruppen der Leistungselektronik, an Statoren oder wie hier an Bipolarplatten für Brennstoffzellen.BILDNACHWEIS MESSE STUTTGART
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    Laseranlagen von Trumpf entlacken Hairpins mit dem Laser, die anschließend ineinander verdreht und mittels Laserstrahl verschweißt werden. Mit dem Hairpin-Verfahren ist laut Trumpf eine automatisierte Produktion großer Stückzahlen von Statoren des Elektromotors wirtschaftlich möglich.Trumpf GmbH & Co. KG
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    Der Laser-Folien-Markierer LFM 100 von Bluhm Systeme ist eine innovative Mischung aus Etikettendrucker und Lasersystem, der Typenschilder laserbeschriftet. Die seewasserfeste und selbstklebende Lackfolie ist günstiger und flexibler als die üblichen Edelstahl-Typenschilder.Bluhm Systeme GmbH
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    Im Trend liegt „Natural Branding“. Bluhm Systeme hat hier das Lasersystem eSolarMark plus entwickelt, das gleich vier Früchte innerhalb eines Taktes beschriftet. Auch Backwerk lässt sich ohne Etikett mit dem Laser beschriften.Bluhm Systeme GmbH
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    Mit seiner PowerLine-Serie deckt Coherent ein breites Anwendungsspektrum beim Lasermarkieren ab: Erst kürzlich ist dem Unternehmen zusammen mit einem Partner gelungen, einen neuen Kunststoff für Ohrmarken von Tieren hinsichtlich Gesundheitsverträglichkeit und Lasermarkierbarkeit zu optimieren.Coherent
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    Um Schnelligkeit geht es beim PowerLine E Twin von Coherent. Zwei Lasermarkiereinheiten beschriften gemeinsam ein Werkstück. Das Besondere hierbei ist, dass das System über Hard- und Software-Schnittstellen wie ein einzelner Lasermarkierer gesteuert wird.Coherent
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    Zur effizienten Teilekennzeichnung hat Gravotech eine kompakte und sichere Lösung entwickelt, den Laserschutztrichter Mini-Inline. Er vereinfacht den Einsatz von Lasertechnik in Fertigungslinien und macht ihn deutlich effizienter als zuvor. Bildnachweis:Gravotech GmbH
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    Das neuartige Lasersystem WeLase von Gravotech kann durch den Einsatz unterschiedlicher Laserquellen (CO2, Faser, YAG oder Green) an fast jede Kundenanforderung angepasst werden: Lasermarkierung der nächsten Generation!Gravotech GmbH
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    Produktpersonalisierung kurbelt den Markt für Lasermarkiersysteme an. Viele Massenprodukte wie a)Brille, b)Uhrenarmband oder andere Geschenkeartikel lassen sich auf einfache Weise individualisieren. Das Lasermarkiersystem WeLase ist laut Hersteller Gravotech eine ideale Lösung für In-Store-Personalisierung.Gravotech GmbH
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    Produktpersonalisierung kurbelt den Markt für Lasermarkiersysteme an. Viele Massenprodukte wie a)Brille, b)Uhrenarmband oder andere Geschenkeartikel lassen sich auf einfache Weise individualisieren. Das Lasermarkiersystem WeLase ist laut Hersteller Gravotech eine ideale Lösung für In-Store-Personalisierung.Gravotech GmbH
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    Die Experten von LightPulse Laser Precision empfehlen Schwarzmarkieren mittels Ultrakurzpuls-Laser für medizintechnische Instrumente und Implantate, Schwarzmarkieren eignet sich hier sehr gut, weil es sehr kontrastreich, korrosionsbeständig und dauerhaft lesbar ist.LightPulse Laser Precision
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