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 Verkalkte Zähne retten
19.06.2018 | Julius-Maximilians-Universität Würzburg

nachricht Uhrenbestandteile aus Diamant
18.06.2018 | Schweizerischer Nationalfonds SNF

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Revolution der Rohre

Forscher*innen des Instituts für Sensor- und Aktortechnik (ISAT) der Hochschule Coburg lassen Rohrleitungen, Schläuchen oder Behältern in Zukunft regelrecht Ohren wachsen. Sie entwickelten ein innovatives akustisches Messverfahren, um Ablagerungen in Rohren frühzeitig zu erkennen.

Rückstände in Abflussleitungen führen meist zu unerfreulichen Folgen. Ein besonderes Gefährdungspotential birgt der Biofilm – eine Schleimschicht, in der...

Im Focus: Überdosis Calcium

Nanokristalle beeinflussen die Differenzierung von Stammzellen während der Knochenbildung

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universitäten Freiburg und Basel haben einen Hauptschalter für die Regeneration von Knochengewebe identifiziert....

Im Focus: Overdosing on Calcium

Nano crystals impact stem cell fate during bone formation

Scientists from the University of Freiburg and the University of Basel identified a master regulator for bone regeneration. Prasad Shastri, Professor of...

Im Focus: AchemAsia 2019 in Shanghai

Die AchemAsia geht in ihr viertes Jahrzehnt und bricht auf zu neuen Ufern: Das International Expo and Innovation Forum for Sustainable Chemical Production findet vom 21. bis 23. Mai 2019 in Shanghai, China statt. Gleichzeitig erhält die Veranstaltung ein aktuelles Profil: Die elfte Ausgabe fokussiert auf Themen, die für Chinas Prozessindustrie besonders relevant sind, und legt den Schwerpunkt auf Nachhaltigkeit und Innovation.

1989 wurde die AchemAsia als Spin-Off der ACHEMA ins Leben gerufen, um die Bedürfnisse der sich damals noch entwickelnden Iindustrie in China zu erfüllen. Seit...

Im Focus: AchemAsia 2019 will take place in Shanghai

Moving into its fourth decade, AchemAsia is setting out for new horizons: The International Expo and Innovation Forum for Sustainable Chemical Production will take place from 21-23 May 2019 in Shanghai, China. With an updated event profile, the eleventh edition focusses on topics that are especially relevant for the Chinese process industry, putting a strong emphasis on sustainability and innovation.

Founded in 1989 as a spin-off of ACHEMA to cater to the needs of China’s then developing industry, AchemAsia has since grown into a platform where the latest...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Hengstberger-Symposium zur Sternentstehung

19.06.2018 | Veranstaltungen

LymphomKompetenz KOMPAKT: Neues vom EHA2018

19.06.2018 | Veranstaltungen

Simulierter Eingriff am virtuellen Herzen

18.06.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Radar verschafft Durchblick in der Robotik

20.06.2018 | Energie und Elektrotechnik

Revolution der Rohre

20.06.2018 | Energie und Elektrotechnik

Heiratsschwindel unter Oxiden

20.06.2018 | Materialwissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics