Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

LIMBO: Innovative Fügetechnik für temperaturempfindliche Bauteile

04.11.2015

Mit LIMBO stellen Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT dem Fachpublikum auf der productronica 2015, der Weltleitmesse für Elektronikfertigung, eine bahnbrechende Neuheit vor. Die Aachener Forscher präsentieren eine völlig neue laserbasierte Fügetechnik, die für Schwung in der Elektronikproduktion sorgen soll.

Fünf Buchstaben stehen für eine Aachener Entwicklung, die Spezialisten aus der Elektronikfertigung inspirieren soll: Die Rede ist von LIMBO, dem Kürzel für »Laser Impulse Metal Bonding«.


Mit LIMBO gefügt: 200 µm dicker Verbinderleiter.

© Fraunhofer ILT, Aachen.


Querschliff einer LIMBO-Fügeverbindung zwischen einem 200 µm dicken Kupferverbinders und einer metallisierten Leiterplatte.

© Fraunhofer ILT, Aachen.

»Das neue Verfahren erweitert die Prozessgrenzen des sonst üblichen Laserschweißens und Lötens erheblich«, erklärt Dipl.-Ing. Simon Britten, Leiter des Projekts LIMBO. »Es erschließt völlig neue Anwendungsfelder beim Fügen von temperaturempfindlichen Bauteilen.« Innerhalb von drei Jahren entstand ein thermischer Fügeprozess, der die Prozessgrenzen üblicher Verfahren überwindet und nur ein Minimum an Energie in das Bauteil einbringt.

Damit wird es erstmals möglich, dicke Verbinderleiter direkt mit Kontaktstellen von Leistungselektronik-Komponenten zu verbinden. Diese sind wiederum häufig mit sensiblen, schnell schaltenden Chips, etwa für Windkraftanlagen oder Elektrofahrzeuge, ausgerüstet und bedürfen einer schonenden Bearbeitung. Im Gegensatz zum Löten sind die LIMBO-Verbindungen hochtemperaturfest und zeigen im Vergleich zum konventionellen Schweißen und Bonden nur geringste Einflüsse auf das Bauteil.

Cool gefügt

»Mit LIMBO können wir nun auch Verbinderleiter mit einer Dicke von 200 µm und mehr auf dünne Metallisierungen thermisch fügen«, sagt der Experte für Mikrofügen. Das Geheimnis besteht in dem Aufbrechen des klassischen Schweißprozesses mit den Phasen Erhitzen und Fügen. Im Gegensatz zu sonst üblichen elektrischen Verbindungen werden durch die Verfahrenstechnik Bauteil und Verbinder thermisch isoliert betrachtet. Britten: »Wir steuern den insgesamt nur weniger als 20 Millisekunden dauernden Prozess so, dass die Anbindung im Wesentlichen durch einen Schmelzetransfer erfolgt.«

Das LIMBO-Verfahren lässt sich insbesondere dort anwenden, wo die Metallisierungsschicht 10 – 20 Mikrometer Dicke aufweist und Verbinderdicken von einigen 100 Mikrometern verwendet werden. Auf der productronica demonstriert das Fraunhofer ILT das Verfahren mit einem Faserlaser (Wellenlänge: 1070 nm).

»Für das Verfahren eignen sich alle Laserstrahlquellen, die sich im Bereich von Milli- bis Mikrosekunden modulieren lassen«, erläutert der Wissenschaftler. Aufgrund der kurzen Einwirkzeit wird für den Prozess eine Laserleistung von etwa zwei Kilowatt benötigt, beim Faserlaser reichen bereits rund 500 Watt.

Experten präsentieren Einsatzmöglichkeiten für LIMBO auf der produktronica

Nach der Grundlagenarbeit des Fraunhofer ILT steht für den Projektleiter und sein Team fest, dass und wie LIMBO prozesssicher arbeitet. Dank einer niedrigen Einschweißtiefe von weniger als 20 Mikrometer kann LIMBO insbesondere für die Bearbeitung wärmeempfindlicher sensibler Bauteile eingesetzt werden, wobei die Palette für mögliche Anwendungen sehr breit ist:

Sie reicht von Hochleistungskontaktierungen in der Umrichtertechnik für alternative Energien, beispielsweise für die Wechselrichter von Windkraftanlagen, bis hin zur Leistungskontaktierung in Batterietechnik und Elektromobilität.

»Wir helfen unseren Kunden, den Prozess an ihre Anwendung mit Hilfe von Funktionsmustern anzupassen.“ Mehr über LIMBO und seine Einsatzmöglichkeiten erfahren Interessenten auf der productronica in München vom 10. bis 13. November 2015 am Fraunhofer-Gemeinschaftsstand 2017 in Halle B3.

Ansprechpartner

Dipl.-Ing. Simon Britten
Gruppe Mikrofügen
Telefon +49 241 8906-322
simon.britten@ilt.fraunhofer.de

Dr. Alexander Olowinsky
Leiter der Gruppe Mikrofügen
Telefon +49 241 8906-491
alexander.olowinsky@ilt.fraunhofer.de

Weitere Informationen:

http://www.ilt.fraunhofer.de

Petra Nolis | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht Wackelpudding mit Gedächtnis – Verlaufsvorhersage für handelsübliche Lacke
15.12.2017 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

nachricht Smarte Rollstühle, vorausschauende Prothesen
15.12.2017 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Fliegen wird smarter – Kommunikationssystem LYRA im Lufthansa FlyingLab

• Prototypen-Test im Lufthansa FlyingLab
• LYRA Connect ist eine von drei ausgewählten Innovationen
• Bessere Kommunikation zwischen Kabinencrew und Passagieren

Die Zukunft des Fliegens beginnt jetzt: Mehrere Monate haben die Finalisten des Mode- und Technologiewettbewerbs „Telekom Fashion Fusion & Lufthansa FlyingLab“...

Im Focus: Ein Atom dünn: Physiker messen erstmals mechanische Eigenschaften zweidimensionaler Materialien

Die dünnsten heute herstellbaren Materialien haben eine Dicke von einem Atom. Sie zeigen völlig neue Eigenschaften und sind zweidimensional – bisher bekannte Materialien sind dreidimensional aufgebaut. Um sie herstellen und handhaben zu können, liegen sie bislang als Film auf dreidimensionalen Materialien auf. Erstmals ist es Physikern der Universität des Saarlandes um Uwe Hartmann jetzt mit Forschern vom Leibniz-Institut für Neue Materialien gelungen, die mechanischen Eigenschaften von freitragenden Membranen atomar dünner Materialien zu charakterisieren. Die Messungen erfolgten mit dem Rastertunnelmikroskop an Graphen. Ihre Ergebnisse veröffentlichen die Forscher im Fachmagazin Nanoscale.

Zweidimensionale Materialien sind erst seit wenigen Jahren bekannt. Die Wissenschaftler André Geim und Konstantin Novoselov erhielten im Jahr 2010 den...

Im Focus: Forscher entschlüsseln zentrales Reaktionsprinzip von Metalloenzymen

Sogenannte vorverspannte Zustände beschleunigen auch photochemische Reaktionen

Was ermöglicht den schnellen Transfer von Elektronen, beispielsweise in der Photosynthese? Ein interdisziplinäres Forscherteam hat die Funktionsweise wichtiger...

Im Focus: Scientists decipher key principle behind reaction of metalloenzymes

So-called pre-distorted states accelerate photochemical reactions too

What enables electrons to be transferred swiftly, for example during photosynthesis? An interdisciplinary team of researchers has worked out the details of how...

Im Focus: Erstmalige präzise Messung der effektiven Ladung eines einzelnen Moleküls

Zum ersten Mal ist es Forschenden gelungen, die effektive elektrische Ladung eines einzelnen Moleküls in Lösung präzise zu messen. Dieser fundamentale Fortschritt einer vom SNF unterstützten Professorin könnte den Weg für die Entwicklung neuartiger medizinischer Diagnosegeräte ebnen.

Die elektrische Ladung ist eine der Kerneigenschaften, mit denen Moleküle miteinander in Wechselwirkung treten. Das Leben selber wäre ohne diese Eigenschaft...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

LED Produktentwicklung – Leuchten mit aktuellem Wissen

18.01.2018 | Veranstaltungen

6. Technologie- und Anwendungsdialog am 18. Januar 2018 an der TH Wildau: „Intelligente Logistik“

18.01.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - März 2018

17.01.2018 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fliegen wird smarter – Kommunikationssystem LYRA im Lufthansa FlyingLab

18.01.2018 | Informationstechnologie

Optimierter Einsatz magnetischer Bauteile - Seminar „Magnettechnik Magnetwerkstoffe“

18.01.2018 | Seminare Workshops

LED Produktentwicklung – Leuchten mit aktuellem Wissen

18.01.2018 | Veranstaltungsnachrichten