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Hochpräzise Bohrlöcher dank ‚precSYS inside‘

| Redakteur: Dr. Anna-Lena Gutberlet

Die Posalux SA stellt ein neues Maschinenkonzept für die Elektronikfertigung vor und setzt dabei das hochintegrierte 5-Achs-Scan-System precSYS der SCANLAB GmbH ein

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Bearbeitungsergebnisse rechteckige Bohrlöcher - erzeugt mit dem precSYS, integriert in ein Laserbearbeitungssystem von Posalux
Bearbeitungsergebnisse rechteckige Bohrlöcher - erzeugt mit dem precSYS, integriert in ein Laserbearbeitungssystem von Posalux
(Bild: Scanlab)

Die seit Jahren fortschreitende Miniaturisierung im Bereich der Elektronik- und Halbleiter-Industrie führt logischerweise dazu, dass auch die Anschlüsse der Halbleiter-Bauelemente immer kleiner ausfallen. Damit werden auch Teile der eingesetzten Prüfelektronik - sogenannte ‚Probe Cards‘ - ebenfalls immer kleiner ausgeführt.

Eine wesentliche Komponente der Probe Cards sind dabei die ‚guide plates‘. Diese bestehen aus einem mechanisch stabilen Substrat mit Tausenden von Mikrobohrungen, durch welche die Kontaktstifte der Probe Cards sicher und exakt geführt werden müssen, um später die Anschlüsse der Halbleiter-Bauelemente treffsicher zu kontaktieren. Als Substrate kommen dabei Keramiken zum Einsatz. Und genau diese Materialien stellen in der Bearbeitung eine Herausforderung dar.

Die von Posalux entwickelte Laserbearbeitungsmaschine kann genau diese Bedarfe bedienen. Das integrierte Scan-System von SCANLAB, gekoppelt mit einem Ultrakurzpuls-Laser (UKP-Laser), ermöglicht die Bearbeitung von unterschiedlichsten Materialien wie Metallen, Polymeren und Keramiken, ohne deren thermische Beeinflussung.

Die Scan-Lösung mit fünf Achsen zur definierten Laserstrahlführung in den Maschinenkoordinatenachsen x, y, z mit simultan überlagertem, einstellbarem Anstellwinkel (positiv oder negativ) eignet sich besonders für die Fertigung von Mikrobohrungen mit hohem Aspektverhältnis in frei wählbaren Geometrien. Dank der intuitiven Bedieneroberfläche werden das Laden eines Bohrbildes, dessen Prozessparameter-Zuordnung sowie das Scannen der Werkstückoberfläche ein quasi selbstverständlicher Ablauf für den Maschinenbediener.

Branchenkenner wissen um den Wunsch die Bohrgeometrien immer kleiner zu gestalten. Umso beeindruckender ist die Tatsache, dass das Posalux precSYS Infrarot-(IR)-Maschinenkonzept jetzt schon Applikationsspezifikationen erfüllt, die bisher nur mit grüner Wellenlänge für möglich gehalten wurden.

So hat der Einsatz bei Kunden gezeigt, dass sogar eine Vorgabe für Bohrungen von 30 µm x 30 µm Kantenlänge, bei einer Materialdicke von 300 µm und einem Steg von 10 µm, zuverlässig erreicht werden kann. Im genannten Anwendungsfall wurden 46.000 Bohrungen auf ihre Positioniergenauigkeit von +/-2 µm überprüft und es konnten durchgängig Eckradien von kleiner 5 µm erzielt werden.

Dem Anwender steht somit ein robustes Maschinenkonzept zur Bearbeitung beliebiger Geometrien im µm-Bereich sowie deren Lokalisierung auf ±2 µm genau, bei einer maximalen Bearbeitungsfläche von 300 mm x 300 mm, zur Verfügung.

Derzeit ist das precSYS Sub-System ausschließlich für Infrarotlaser mit einer Wellenlänge von 1030 nm erhältlich. Eine neue Variante, die auf grüne Laser mit einer Wellenlänge von 515 nm ausgelegt sein wird und somit noch feinere Strukturen und Eckradien erlauben wird, befindet sich derzeit in der Entwicklung. Erste Prototypen werden im Sommer 2019 verfügbar sein.

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