Was ist Lasertiefbohren in der Leiterplattenherstellung<\/h2> \n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Das Bohren von Leiterplatten zielt darauf ab, verschiedene Arten von L\u00f6chern oder Vias zu erzeugen. In der konventionellen Leiterplattenherstellung werden viele dieser L\u00f6cher durch mechanisches Bohren geformt, bei dem ein rotierender Bohrer durch Kupfer, Harz, Glasfaser und andere Laminatmaterialien schneidet.<\/p>
Beim Laserbohren wird ein anderes Verfahren angewendet. Anstatt das Material mit einem physischen Bohrer zu schneiden, wird konzentrierte Laserenergie genutzt, um Material durch Ablation zu entfernen. W\u00e4hrend der Ablation absorbiert das Material Laserenergie und wird schnell erw\u00e4rmt, zersetzt, verdampft, geschmolzen oder aus dem Bohrungsbereich ausgeworfen.<\/p>
In der Fertigung werden CO\u2082-Laser und UV-Laser unter unterschiedlichen Prozessbedingungen eingesetzt. CO\u2082-Laser werden h\u00e4ufig zur Entfernung dielektrischer Materialien verwendet, w\u00e4hrend UV-Laser eine feinere Energiekontrolle erm\u00f6glichen und f\u00fcr kleinere Strukturen oder eine schonendere Materialwechselwirkung eingesetzt werden k\u00f6nnen.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Warum Laserschneiden f\u00fcr fortschrittliche Leiterplatten entscheidend ist<\/h2> \n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Das mechanische Bohren bleibt f\u00fcr viele Standard-Leiterplattenanwendungen, einschlie\u00dflich Durchkontaktierungen, gr\u00f6\u00dferer Vias und mechanischer Befestigungsl\u00f6cher, zuverl\u00e4ssig und effizient.<\/p>
Die Lochgr\u00f6\u00dfe h\u00e4ngt jedoch direkt von der Gr\u00f6\u00dfe des Bohrers ab. Ein kleineres Loch erfordert einen d\u00fcnneren Bohrer. Je d\u00fcnner der Bohrer wird, desto zerbrechlicher und empfindlicher wird er gegen\u00fcber Verschlei\u00df, Vibration, Durchbiegung und Bruch. Diese Probleme k\u00f6nnen die Lochgenauigkeit, die Wandqualit\u00e4t, die Registrierungsstabilit\u00e4t und die Produktionseffizienz beeintr\u00e4chtigen.<\/p>
Das Laserdurchbohren umgeht diese spezifische Einschr\u00e4nkung, da es nicht auf ein physisches Schneidwerkzeug angewiesen ist. Es gibt keinen winzigen Bohrer, der in das Laminat gedr\u00fcckt wird, daher ist der Prozess nicht in gleicher Weise durch die Festigkeit des Bohrers oder Werkzeugbruch eingeschr\u00e4nkt. Dies macht das Laserdurchbohren besser geeignet f\u00fcr sehr kleine Sackl\u00f6cher und vergrabene Vias, bei denen das mechanische Bohren schwer konstant zu kontrollieren ist.<\/p>
F\u00fcr fortschrittliche Leiterplatten ist diese F\u00e4higkeit wichtig, da Mikrobohrungen helfen, den Leitungsraum zu reduzieren und kompaktelagen\u00fcberg\u00e4nge zu unterst\u00fctzen. Sie werden h\u00e4ufig in HDI-Stack-ups eingesetzt, wie z. B. 1+N+1<\/a>, 2+N+2<\/a>, gestapelte oder versetzte Vias und Via-in-Pad-Designs.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t
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Mechanisches Bohren vs. Laserbohren<\/h2> \n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Artikel<\/th>\n Mechanisches Bohren<\/th>\n Laserschneiden<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
Verarbeitungsmethode<\/td>\n Physikalisches Schneiden mit einem rotierenden Bohrer<\/td>\n Ber\u00fchrungslose Ablation mittels fokussierter Laserenergie<\/td>\n<\/tr>\n
Typischer Gebrauch<\/td>\n Durchbohrungen, gr\u00f6\u00dfere Vias, mechanische L\u00f6cher<\/td>\n Microvias, Blind Vias, Via-in-Pad-Strukturen<\/td>\n<\/tr>\n
Bohrungsgr\u00f6\u00dfenkapazit\u00e4t<\/td>\n Eingeschr\u00e4nkt durch die Festigkeit des Bohrers, die Standzeit des Werkzeugs und die Prozessstabilit\u00e4t<\/td>\n Geeignet f\u00fcr kleinere Vias und dichte HDI-Layouts<\/td>\n<\/tr>\n
Werkzeugverschlei\u00df<\/td>\n Bohrer verschlei\u00dfen und k\u00f6nnen brechen<\/td>\n Kein mechanischer Verschlei\u00df des Bohrers im Bohrloch<\/td>\n<\/tr>\n
Hauptprozessrisiko<\/td>\n Graten, Bohrerwanderung, Bruch des Bohrers, Verschmieren<\/td>\n Unterbohren, Pad-Besch\u00e4digung, R\u00fcckst\u00e4nde, Karbonisierung<\/td>\n<\/tr>\n
Materialwechselwirkung<\/td>\n Schneidet Kupfer, Harz und Glas mechanisch<\/td>\n Verschiedene Materialien absorbieren Laserenergie unterschiedlich.<\/td>\n<\/tr>\n
Schwerpunkt Prozesssteuerung<\/td>\n Bohrerqualit\u00e4t, Spindelgenauigkeit, Vorschubgeschwindigkeit, Passgenauigkeit<\/td>\n Laserenergie, Fokussierung, Impulssteuerung, Ausrichtung, Reinigung, Beschichtung<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t
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Schl\u00fcsselkontrollen bei der Lasermaterialbearbeitung<\/h2> \n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Die Qualit\u00e4t des Laserbohrens wird nicht durch eine einzelne Ger\u00e4teeinstellung bestimmt. Sie ist eng mit beiden verbunden Microvia-Design<\/a> und Prozesssteuerung<\/a>. Im Folgenden werden einige der wichtigsten zu ber\u00fccksichtigenden Faktoren aufgef\u00fchrt:<\/p>\n
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Kontrollfaktor<\/th>\n Warum es wichtig ist<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
Via Diameter<\/td>\n Kleinere Vias sparen Routingplatz, erfordern jedoch eine pr\u00e4zisere Ausrichtung, Reinigung und Galvanisierungskontrolle.<\/td>\n<\/tr>\n
Dielektrikumsdicke<\/td>\n Eine dickere Dielektrikumsschicht erh\u00f6ht die Via-Tiefe und kann die Galvanisierung erschweren.<\/td>\n<\/tr>\n
Seitenverh\u00e4ltnis<\/td>\n Eine tiefe, schmale Durchkontaktierung l\u00e4sst sich schwieriger zuverl\u00e4ssig plattieren als eine flache.<\/td>\n<\/tr>\n
Kupferdicke<\/td>\n Die Kupferschichtdicke beeinflusst die Bildung von Kupferfenstern, die Laserrespuesta und die Integrit\u00e4t des Zielpads.<\/td>\n<\/tr>\n
Erfassungs- und Zielbereich-Design<\/td>\n Unzureichende Padgr\u00f6\u00dfe verringert die Registrierungstoleranz und erh\u00f6ht das Verbindungsrisiko.<\/td>\n<\/tr>\n
Lasertyp<\/td>\n Abh\u00e4ngig von der Dielektrikum- und Kupferstruktur k\u00f6nnen CO\u2082-, UV- oder kombinierte Laserprozesse ausgew\u00e4hlt werden.<\/td>\n<\/tr>\n
Laserenergie-Steuerung<\/td>\n Leistung, Pulsdauer, Frequenz, Fokus und Pulsanzahl beeinflussen das Lochprofil und die thermische Wirkung.<\/td>\n<\/tr>\n
Optische Ausrichtung<\/td>\n Die Ausrichtung der Kamera oder des CCDs hilft dem Via, genau auf dem Zielpad zu landen.<\/td>\n<\/tr>\n
Reinigung nach dem Bohren<\/td>\n Plasmatrockenreinigung, Entschichtungs- und Mikroporierungsverfahren helfen bei der Entfernung von R\u00fcckst\u00e4nden vor der Metallisierung.<\/td>\n<\/tr>\n
Kupferbeschichtung<\/td>\n Die gebohrte Via muss ohne Hohlr\u00e4ume, d\u00fcnnes Kupfer oder schwache Bodenverbindung plattiert werden.<\/td>\n<\/tr>\n
Inspektion<\/td>\n AOI<\/a>, R\u00f6ntgenaufnahmen, Mikroschnitte und elektrische Pr\u00fcfungen helfen, die Qualit\u00e4t und Durchg\u00e4ngigkeit der Leiterbahnen zu verifizieren.<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n
Aus diesem Grund, ein HDI PCB-Lieferant<\/a> sollte nicht nur nach seinem minimalen Laserbohrdurchmesser bewertet werden. Die wichtigere Frage ist:<\/p>\n
Ob die Fabrik den gesamten Mikro-Via-Prozess von der Bohrung \u00fcber die Beschichtung bis zur Inspektion steuern kann.<\/p><\/blockquote>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t
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Unterschiedliche Laserbohrverfahren<\/h2> \n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t $\"4$ \t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Abh\u00e4ngig vom erforderlichen Via-Durchmesser, der Tiefe, dem Material und dem Bohrungsprofil k\u00f6nnen verschiedene Laserbohrverfahren eingesetzt werden.<\/p>
Einzelimpuls<\/em><\/li><\/ul>
Beim Single-Pulse-Bohren wird ein einzelner Laserpuls zur Formung des Lochs verwendet. Dies ist ein schnelles Verfahren, bietet jedoch eine begrenzte Tiefenkontrolle und ist nicht immer f\u00fcr anspruchsvollere Durchkontaktierungsstrukturen geeignet.<\/p>
Schlagwerk<\/em><\/li><\/ul>
Beim perkussiven Bohren werden mehrere Laserpulse an derselben Stelle eingesetzt. Jeder Puls tr\u00e4gt zus\u00e4tzliches Material ab, bis die erforderliche Tiefe erreicht ist.<\/p>
Trepanation<\/em><\/li><\/ul>
Das Trepanieren bewegt den Laserstrahl auf einem definierten kreisf\u00f6rmigen Pfad. Es ist n\u00fctzlich, wenn der erforderliche Lochdurchmesser gr\u00f6\u00dfer ist als der Strahl durchmesser.<\/p>
Helikal<\/em><\/li><\/ul>
Das spiralf\u00f6rmige Bohren bewegt den Laserstrahl in einer spiralf\u00f6rmigen oder helikalen Bahn. Es kann die Kontrolle \u00fcber die Bohrungsgeometrie in bestimmten Anwendungen verbessern, ist jedoch komplexer.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Wie der Laserbohrprozess funktioniert<\/h2> \n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Daten\u00fcberpr\u00fcfung<\/em><\/li><\/ol>
Vor der Produktion \u00fcberpr\u00fcfen die Ingenieure von PCBCool den Stack-up, die Bohrdatei und die Via-Struktur. Diese \u00dcberpr\u00fcfung bestimmt, ob das Design herstellbar ist und ob die Mikro-Vias zuverl\u00e4ssig beschichtet werden k\u00f6nnen.<\/p>
Kupferfensterbildung<\/em><\/li><\/ol>
Bei einigen Laserbohrverfahren, insbesondere bei der Entfernung von dielektrischem Material mit einem CO\u2082-Laser, kann es notwendig sein, die Kupferoberfl\u00e4che vor der Ablation freizulegen. Dieses Freilegen wird oft als Kupferfenster bezeichnet.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t $\"Kupferfensterbildung\"$ \t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Laserablation<\/span><\/em><\/li><\/ol>
Bei der Laserablation entfernt der Laser dielektrisches Material und bildet die Mikrovia-Vertiefung.<\/p>
Die wichtigsten Prozessparameter umfassen den Fokuspunkt des Strahls, die Laserleistung, die Pulsdauer, die Pulsfrequenz, die Pulsanzahl, die Energieverteilung, die Positioniergenauigkeit und die Bohrtiefe.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t $\"Laserablation\"$ \t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Entfernung von R\u00fcckst\u00e4nden und Entschmiere<\/span><\/em><\/li><\/ol>
Laserbohren kann R\u00fcckst\u00e4nde im Via hinterlassen, wie z. B. Harzr\u00fcckst\u00e4nde, verkohlte Materialien, Glasfaserpartikel oder Ablagerungen auf dem freiliegenden Zielpad.<\/p>
Je nach Material und Prozess kann die Vorbereitung die Plasmenreinigung, Entschichtung, chemische Reinigung, Mikro\u00e4tzung oder Oberfl\u00e4chenaktivierung umfassen.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t $\"Entfernung$ \t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Stromlose Kupferbeschichtung und Verkupferung<\/span><\/em><\/li><\/ol>
Nach dem Bohren und Reinigen muss der Via leitf\u00e4hig gemacht werden. Dies geschieht typischerweise durch eine chemische Kupferabscheidung gefolgt von einer galvanischen Kupferabscheidung.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t $\"Stromlose$ \t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Inspektion und Zuverl\u00e4ssigkeits\u00fcberpr\u00fcfung<\/em><\/li><\/ol>
Die Inspektion kann gem\u00e4\u00df Durchmesser, Position, Tiefe, Form, Kontakt mit den Zielpads, Kupferdurchg\u00e4ngigkeit, Dicke der Beschichtung, Sauberkeit der Via-Wand, Lufteinschl\u00fcsse, Besch\u00e4digungen der Pads und elektrische Leitf\u00e4higkeit erfolgen.<\/span><\/p>
G\u00e4ngige Inspektionsmethoden umfassen je nach Projektanforderungen AOI (Automatische Optische Inspektion), R\u00f6ntgeninspektion, Querschliffanalyse, elektrische Tests und Zuverl\u00e4ssigkeitstests.<\/p>
Bei kritischen HDI-Leiterplatten ist die Mikroschichtanalyse besonders n\u00fctzlich, da sie das tats\u00e4chliche Via-Profil, den Zustand der Beschichtung und die Verbindung zum Zielkupferpad zeigt. Sie kann Defekte aufdecken, die bei der reinen Oberfl\u00e4cheninspektion nicht sichtbar sind.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Abschlie\u00dfende Gedanken<\/h2> \n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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F\u00fcr Ingenieure und Elektronikhersteller liegt der Wert des Laserbohrens nicht nur in kleineren Lochgr\u00f6\u00dfen. Es erm\u00f6glicht PCB-Designs, in h\u00f6herdichte Strukturen \u00fcberzugehen und gleichzeitig die Herstellbarkeit auf Produktionsebene beizubehalten. In diesem Sinne stellt das Laserbohren mehr als nur eine Bohrmethode dar; es ist Teil der Fertigungsbasis f\u00fcr fortschrittliche PCB-Designs.<\/p>
Wenn Ihr Projekt HDI-Leiterplatten, lasergebohrte Microvias, Via-in-Pad-Strukturen oder Anforderungen an feine Leiterbahnen beinhaltet, PCBCool<\/a> kann den Herstellungsprozess unterst\u00fctzen. Unsere Einrichtungen<\/a> sind ausgestattet mit Vakuum\u00e4tzen<\/a> und Lasertieflochbohrmaschinen, die uns helfen, komplexe Leiterplattenprojekte zu bew\u00e4ltigen, die sowohl Pr\u00e4zision bei der Via-Herstellung als auch eine feine Leitungsbahnkontrolle erfordern.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t
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H\u00e4ufig gestellte Fragen<\/h2> \n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t
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\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\tWird Vakuum\u00e4tzen f\u00fcr jede HDI-Leiterplatte ben\u00f6tigt?\t\t\t\t\t\t\t<\/span>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/span>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\n\t\t\t\t\t
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A: Nein. Es wird haupts\u00e4chlich verwendet, wenn das Design feine Leiterbahnbreiten und -abst\u00e4nde, eine hohe Routingdichte oder strengere Anforderungen an die Leiterbahnbreitenkontrolle aufweist.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t
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\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\tQ5: Kann Vakuum\u00e4tzen bei der Impedanzkontrolle helfen?\t\t\t\t\t\t\t<\/span>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/span>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\n\t\t\t\t\t
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A: Ja, aber indirekt. Es hilft, gleichm\u00e4\u00dfigere Leiterbahnbreiten beizubehalten, w\u00e4hrend die Impedanz auch durch den Schichtaufbau, die Dielektrikumdicke, Materialeigenschaften, Kupferdicke und andere Faktoren beeinflusst wird.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Loki | Spezialist f\u00fcr internationalen Handel und Leiterplattenfertigung<\/div> \n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t
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Loki ist seit 2021 im internationalen Handel und in der Leiterplattenfertigung t\u00e4tig und verf\u00fcgt \u00fcber Erfahrung in der Leiterplattenherstellung, Montage und Kundenkommunikation. Bei PCBCool unterst\u00fctzt er die Ver\u00f6ffentlichung technischer Inhalte und hilft, Kundenanfragen mit dem zust\u00e4ndigen Account Manager zu verbinden, um eine effiziente Projektverfolgung zu gew\u00e4hrleisten.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Unterschiedliche Laserbohrverfahren<\/h2> \n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t