Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Hohe Qualität und Prozesssicherheit beim Kupferschweißen

19.04.2011
Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat ein neues Verfahren entwickelt, das sich für das Mikroschweißen von Kupfer hervorragend eignet.

Mit einem Laser-Vorpuls werden die Kontaktflächen für das Schweißen vorbereitet, um eine 100 prozentige Prozesssicherheit beim Schweißergebnis zu gewährleisten.


Mit Vorpuls und Hauptpuls geschweißte Kontakte eines IC (TSOP 0.5mm pitch) auf Landeflächen einer Leiterplatte (Ilfa)

Klein und preisgünstig ist ein neues Laser-Vorpulsmodul, das den Schweißprozess von Kupfer mit einem kurzen Puls einleitet und so eine 100-prozentige Schweißwahrscheinlichkeit garantiert. Der am Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) entwickelte Prozess kann entscheidende Impulse für eine Automatisierung der Mikrofertigung wie auch für die Montage von Bauelementen auf Leiterplatten geben.

Kupferlegierungen finden vor allem in der Elektronik, Feinwerktechnik und Sensorik Anwendung. Hier werden hohe Anforderungen an Temperaturbeständigkeit sowie mechanische Belastbarkeit von geschweißten Punktverbindungen gestellt.

Das Laserstrahl-Mikroschweißen bietet dazu grundsätzlich gute Voraussetzungen. Allerdings sind Buntmetalle, insbesondere Kupfer ein schwieriger Werkstoff für Laserschweißprozesse, was sich aus ihrer hohen Reflektivität sowie einem sprunghaften Ansteigen der Absorption bei Erreichen der Schmelztemperatur erklärt. Die resultierenden Schweißergebnisse sind sehr unterschiedlich und die geringe Prozesssicherheit bedingt, dass Laser bisher nur in manuellen Anwendungen oder nach aufwändiger Oberflächenvorbereitung eingesetzt werden konnten.

Forscher der Abteilung Produktions- und Systemtechnik am LZH haben jetzt einen Prozess entwickelt, bei dem ein Laser-Vorpulsmodul mit einer Pulsspitzenleistung von max. 1 MW und einer Pulsdauer von wenigen Nanosekunden den Schweißprozess einleitet. Dieser kurzgepulste Festkörperlaser ist frequenzkonvertiert und sichert aufgrund seines hohen Absorptionsgrades stabile Anfangsbedingungen für die nachfolgende energiereiche IR-Strahlung des herkömmlichen Schweißlasers. Die eingekoppelte Schweißenergie lässt sich so sehr gut dosieren.

Für die Versuche mit dem Vorpuls-Prototyp der Firma neoLASE wurde Kupfer-Bandmaterial von 80 µm Dicke und 2 mm Breite eingesetzt. Noch nach 200 Wiederholungen zeigte sich ein gleichmäßiges Schweißbild mit einer 100-prozentigen Schweißwahrscheinlichkeit. „Dieses Ergebnis ist bereits ein Riesenerfolg.“ urteilt Dipl.-Ing. Anas Moalem, Verantwortlicher für die Prozessentwicklung. Neben der erheblich verbesserten Präzision und Qualität konnte auch das Prozessfenster hinsichtlich der Laserparameter deutlich erweitert werden. Je nach Schweißpunktdurchmesser wird zudem eine Reduktion der eingesetzten Leistung von bis zu 40 Prozent erreicht. So ermöglicht das kompakte Vorpulsmodul (13x9x4 cm) Einsparungen im Kilowattbereich beim Einsatz etablierter IR-Schweißlaser.

Die Entwicklung erfolgte im Rahmen des BMBF-geförderten und vom PTKA betreuten KMU-innovativ Projektes „Supreme“. Sie wurde von den Firmen Arteos GmbH, Ilfa GmbH, neoLASE GmbH und Sill Optics GmbH & Co. KG unterstützt.

Kontakt:
Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH)
Michael Botts
Hollerithallee 8
D-30419 Hannover
Tel.: +49 511 2788-151
Fax: +49 511 2788-100
E-Mail: m.botts@lzh.de
Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) ist eine durch Mittel des Niedersächsischen Ministeriums für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr unterstützte Forschungs- und Entwicklungseinrichtung auf dem Gebiet der Lasertechnik.

Michael Botts | LZH
Weitere Informationen:
http://www.lzh.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht Innovation macht 3D-Drucker für kleinere und mittlere Unternehmen rentabel
24.03.2017 | Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm

nachricht Neues energieeffizientes Verfahren zur Herstellung von Kohlenstofffasern
13.03.2017 | Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Atome rennen sehen - Phasenübergang live beobachtet

Ein Wimpernschlag ist unendlich lang dagegen – innerhalb von 350 Billiardsteln einer Sekunde arrangieren sich die Atome neu. Das renommierte Fachmagazin Nature berichtet in seiner aktuellen Ausgabe*: Wissenschaftler vom Center for Nanointegration (CENIDE) der Universität Duisburg-Essen (UDE) haben die Bewegungen eines eindimensionalen Materials erstmals live verfolgen können. Dazu arbeiteten sie mit Kollegen der Universität Paderborn zusammen. Die Forscher fanden heraus, dass die Beschleunigung der Atome jeden Porsche stehenlässt.

Egal wie klein sie sind, die uns im Alltag umgebenden Dinge sind dreidimensional: Salzkristalle, Pollen, Staub. Selbst Alufolie hat eine gewisse Dicke. Das...

Im Focus: Kleinstmagnete für zukünftige Datenspeicher

Ein internationales Forscherteam unter der Leitung von Chemikern der ETH Zürich hat eine neue Methode entwickelt, um eine Oberfläche mit einzelnen magnetisierbaren Atomen zu bestücken. Interessant ist dies insbesondere für die Entwicklung neuartiger winziger Datenträger.

Die Idee ist faszinierend: Auf kleinstem Platz könnten riesige Datenmengen gespeichert werden, wenn man für eine Informationseinheit (in der binären...

Im Focus: Quantenkommunikation: Wie man das Rauschen überlistet

Wie kann man Quanteninformation zuverlässig übertragen, wenn man in der Verbindungsleitung mit störendem Rauschen zu kämpfen hat? Uni Innsbruck und TU Wien präsentieren neue Lösungen.

Wir kommunizieren heute mit Hilfe von Funksignalen, wir schicken elektrische Impulse durch lange Leitungen – doch das könnte sich bald ändern. Derzeit wird...

Im Focus: Entwicklung miniaturisierter Lichtmikroskope - „ChipScope“ will ins Innere lebender Zellen blicken

Das Institut für Halbleitertechnik und das Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, beide Mitglieder des Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), der Technischen Universität Braunschweig, sind Partner des kürzlich gestarteten EU-Forschungsprojektes ChipScope. Ziel ist es, ein neues, extrem kleines Lichtmikroskop zu entwickeln. Damit soll das Innere lebender Zellen in Echtzeit beobachtet werden können. Sieben Institute in fünf europäischen Ländern beteiligen sich über die nächsten vier Jahre an diesem technologisch anspruchsvollen Projekt.

Die zukünftigen Einsatzmöglichkeiten des neu zu entwickelnden und nur wenige Millimeter großen Mikroskops sind äußerst vielfältig. Die Projektpartner haben...

Im Focus: A Challenging European Research Project to Develop New Tiny Microscopes

The Institute of Semiconductor Technology and the Institute of Physical and Theoretical Chemistry, both members of the Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), at Technische Universität Braunschweig are partners in a new European research project entitled ChipScope, which aims to develop a completely new and extremely small optical microscope capable of observing the interior of living cells in real time. A consortium of 7 partners from 5 countries will tackle this issue with very ambitious objectives during a four-year research program.

To demonstrate the usefulness of this new scientific tool, at the end of the project the developed chip-sized microscope will be used to observe in real-time...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Industriearbeitskreis »Prozesskontrolle in der Lasermaterialbearbeitung ICPC« lädt nach Aachen ein

28.03.2017 | Veranstaltungen

Neue Methoden für zuverlässige Mikroelektronik: Internationale Experten treffen sich in Halle

28.03.2017 | Veranstaltungen

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Atome rennen sehen - Phasenübergang live beobachtet

30.03.2017 | Physik Astronomie

Herzerkrankungen: Wenn weniger mehr ist

30.03.2017 | Medizin Gesundheit

Flipper auf atomarem Niveau

30.03.2017 | Physik Astronomie