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 Forschungsprojekt zu optimierten Oberflächen von Metallpulver-Spritzguss-Werkzeugen
17.08.2017 | Hochschule Pforzheim

nachricht Umweltfreundliche Alternative zum verbotenen Hartverchromen mit Chrom(VI)
10.08.2017 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Im Focus: Exotic quantum states made from light: Physicists create optical “wells” for a super-photon

Physicists at the University of Bonn have managed to create optical hollows and more complex patterns into which the light of a Bose-Einstein condensate flows. The creation of such highly low-loss structures for light is a prerequisite for complex light circuits, such as for quantum information processing for a new generation of computers. The researchers are now presenting their results in the journal Nature Photonics.

Light particles (photons) occur as tiny, indivisible portions. Many thousands of these light portions can be merged to form a single super-photon if they are...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

Sensibilisierungskampagne zu Pilzinfektionen

15.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Scharfe Röntgenblitze aus dem Atomkern

17.08.2017 | Physik Astronomie

Fake News finden und bekämpfen

17.08.2017 | Interdisziplinäre Forschung

Effizienz steigern, Kosten senken!

17.08.2017 | Messenachrichten