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 Schnell, präzise, aber nicht kalt
17.05.2017 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

nachricht Neues Laserstrahl-Schweißverfahren des Fraunhofer IWS erlangt die Zertifizierung der DNV GL
16.05.2017 | 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: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Im Focus: Turmoil in sluggish electrons’ existence

An international team of physicists has monitored the scattering behaviour of electrons in a non-conducting material in real-time. Their insights could be beneficial for radiotherapy.

We can refer to electrons in non-conducting materials as ‘sluggish’. Typically, they remain fixed in a location, deep inside an atomic composite. It is hence...

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Im Focus: Neuer Ionisationsweg in molekularem Wasserstoff identifiziert

„Wackelndes“ Molekül schüttelt Elektron ab

Wie reagiert molekularer Wasserstoff auf Beschuss mit intensiven ultrakurzen Laserpulsen? Forscher am Heidelberger MPI für Kernphysik haben neben bekannten...

Im Focus: Wafer-thin Magnetic Materials Developed for Future Quantum Technologies

Two-dimensional magnetic structures are regarded as a promising material for new types of data storage, since the magnetic properties of individual molecular building blocks can be investigated and modified. For the first time, researchers have now produced a wafer-thin ferrimagnet, in which molecules with different magnetic centers arrange themselves on a gold surface to form a checkerboard pattern. Scientists at the Swiss Nanoscience Institute at the University of Basel and the Paul Scherrer Institute published their findings in the journal Nature Communications.

Ferrimagnets are composed of two centers which are magnetized at different strengths and point in opposing directions. Two-dimensional, quasi-flat ferrimagnets...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Diabetes Kongress 2017:„Closed Loop“-Systeme als künstliche Bauchspeicheldrüse ab 2018 Realität

23.05.2017 | Veranstaltungen

Aachener Werkzeugmaschinen-Kolloquium 2017: Internet of Production für agile Unternehmen

23.05.2017 | Veranstaltungen

14. Dortmunder MST-Konferenz zeigt individualisierte Gesundheitslösungen mit Mikro- und Nanotechnik

22.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Medikamente aus der CLOUD: Neuer Standard für die Suche nach Wirkstoffkombinationen

23.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Diabetes Kongress 2017:„Closed Loop“-Systeme als künstliche Bauchspeicheldrüse ab 2018 Realität

23.05.2017 | Veranstaltungsnachrichten

CAST-Projekt setzt Dunkler Materie neue Grenzen

23.05.2017 | Physik Astronomie