Laserstrahllöten und -schweißen für die Elektronikindustrie
24.11.2004

Abb. 1: Mikrofügen elektronischer Bauteile mittels Laserstrahlschweißen

Das Laserstrahllöten und -schweißen haben sich in den letzten Jahren als ergänzende Technologie zu den konventionellen Verfahren in der Elektronikfertigung entwickelt. Insbesondere ermöglichen sie die Verbindung von Mikrobauteilen mit dreidimensionalen Substraten. Um das Potential der Laserbearbeitung voll auszunutzen, ist jedoch eine Optimierung der Verfahren notwendig. Deshalb hat das LZH in einem vom AiF unterstützten Projekt sowohl das Löten als auch das Mikroschweißen mit dem Laser verifiziert. Ein Hauptfaktor zur Beurteilung der Verfahren war die Reproduzierbarkeit der erzielten Ergebnisse.

Die Untersuchungen wurden mit Elektronikbauteilen von Projektpartnern und unter industriellen Bedingungen durchgeführt. Zum Löten wurde ein Diodenlaser und zum Mikroschweißen ein gepulster Nd:YAG-Laser verwendet. Für die Qualitätskontrolle und die Prozessüberwachung wurden Sensoren integriert, die während des Prozesses hinreichend Informationen über den Verlauf der Verbindungen liefern.

Untersuchungen zeigten, dass Verbindungen innerhalb bestimmter Parameter eine hohe Scher- und Zugfestigkeit aufweisen. Außerdem ist eine Korrelation zwischen der Qualität der erzeugten Verbindungen und der mit Hilfe der Überwachungssensoren detektierten Signale zu erkennen.

Es wurde bewiesen, dass beide Verfahren für die Verbindung der Mikrobauteile geeignet sind. Das Laserstrahllöten bietet jedoch einen wesentlichen Vorteil durch die ausreichende Reproduzierbarkeit der Ergebnisse. Dagegen wird in den nächsten Jahren das Mikroschweißen mit dem Laser mehr an Bedeutung gewinnen, da ab Juni 2006 in Europa ein Verbot zur Verwendung von bleihaltigen Loten in Kraft tritt.

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