Löttechnik Laser-Selektivlöten: Reifer Prozess für die Automobilelektronik

Autor / Redakteur: Alberto Ghirelli * / Franz Graser

Durch Laserlöten lassen sich einige Herausforderungen in der Elektronik-Produktion meistern – speziell im Bereich Automotive, wo es um hohe Stückzahlen und Qualitätsanforderungen geht.

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Selektivlötsystem FT60 „Firefly“ von Seica.
Selektivlötsystem FT60 „Firefly“ von Seica.
(Bild: Seica)

In weniger als 50 Jahren ist die Lasertechnik zur Grundlage für zahlreiche Anwendungen geworden, die heute eine hohe technische Reife erreicht haben und für die kommenden Jahre noch zahlreiche neue Entwicklungen versprechen.

Ganz allgemein lässt sich sagen, dass bei Verwendung geeigneter Materialien und unter Beachtung spezieller Randbedingungen bestimmte physikalische Gesetzmäßigkeiten ausgenutzt werden können, um einen Laserstrahl zu erzeugen, der nichts anderes ist, als eine genau definierte elektromagnetische Welle.

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Es handelt sich dabei jedoch nicht um eine allgemeine elektromagnetische Welle, sondern eher um eine Strahlung mit der Eigenschaft, einen kohärenten Fluss – sowohl in räumlicher, als auch in zeitlicher Sicht – zu emittieren. Von diesem Fluss leiten sich zwei wichtige Aspekte des Strahls ab:

Der Strahl ist monochromatisch, besteht also aus einem sehr engen Bereich von Wellenlängen, der je nach Typ und verwendetem Material, von infrarotem bis zu ultraviolettem Licht angesiedelt sein kann.

Der Strahl ist kollimiert, besteht also aus einem Satz paralleler, unidirektionaler Sub-Elemente.

Insbesondere die zweite Eigenschaft, die Kollimation, führt zu der Fähigkeit des Lasers, Energie mit einer wesentlich höheren Dichte (Energie je Fläche) transportieren zu können als herkömmliche Lichtquellen. Das heißt: ein Laser kann als Energiequelle betrachtet werden, die fähig ist, ohne direkten Kontakt Energie in kleine und definierte Bereiche eines Zielobjekts einzukoppeln.

Über die Auswahl der geeigneten Wellenlänge lässt sich der Laserstrahl für die beteiligten Prozesse und Materialen optimieren, um die beste Übertragung sowie maximalen Energieeintrag zu erreichen.

Der Laserstrahl kann ausgehend von der Quelle über Glasfasern oder ein System von Spiegeln gezielt auf ein Ziel ausgerichtet werden. Die Spiegel können starr oder beweglich angeordnet werden. Sogenannte Spiegelgalvanometer können den Strahl, falls erforderlich, präzise auf sein Ziel lenken.

Ein wesentliches Element der Übertragungskette des Lasers ist die Optik, deren Aufgabe es ist, den Strahl auf den gewünschten Punkt und in der gewünschten Weise zu fokussieren.

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