ULTRABEST

Erforschung einer ultraschnellen Bestückungstechnologie für elektronische Bauteile

Neuartige, schnelle und flexible Bestückungstechnologie für kleinste elektronische Bauteile

In der Elektronikfertigung sind Bestückungsprozesse allgegenwärtig. Die fortschreitende Miniaturisierung führt zu immer kleineren Bauteilen, die auf Trägersubstrate aufgebracht und kontaktiert werden müssen. Die Bestückung geschieht heute im Wesentlichen rein mechanisch, was Einschränkungen sowohl der minimal möglichen Bauteilgrößen als auch der Bestückungsrate mit sich bringt. Im Projekt ULTRABEST soll der Schritt hin zur optisch induzierten Bestückung gemacht werden. Die neuartige Bestückungstechnik, integrierte optische Online-Sensorik und selbstlernende Steuerungskonzepte ermöglichen eine sehr viel schnellere Bestückung, die auch für kleinste Bauteile geeignet sein wird und zudem sehr flexibel per Software auf unterschiedlichste Bauteilabmessungen eingerichtet werden kann.

Paradigmenwechsel bei der ultraschnellen Bauteilbestückungstechnologie mit photonischen Komponenten und Echtzeitsteuerung

Mittels herkömmlicher mechanischer Bestückungstechnologie können heute etwa 20.000 elektronische Bauteile pro Stunde auf Substratmaterialien aufgebracht werden. Voraussetzung ist dabei eine Bauteilkantenlänge ab etwa 150 μm. Die Einrichtung auf unterschiedliche Bauteilabmessungen ist zeitaufwändig. Die Bauteilbestückungstechnologie nutzt einen laserbasierten Bauteilübertragungsprozess. Untersucht und verglichen werden die Techniken LDT (Laser Die Transfer) und LIFT (Laser Induced Forward Transfer).

Der Unterschied liegt im Ort der Absorption der Laserenergie. Beim LDT-Verfahren wird sie vom zu übertragenden Bauteil absorbiert, wodurch sich dieses von einer Klebeschicht löst und auf ein Substrat übertragen wird. Beim LIFT-Verfahren befindet sich über dem Bauteil eine Absorptionsschicht. Diese wird schlagartig verdampft, wodurch das Bauteil in Richtung des Substrates beschleunigt wird. Eine Technologieentscheidung für LDT oder LIFT wird es zur Projekthalbzeit geben. Die Bestückungsanlage wird mehrere Positioniersysteme für den Bestückungskopf, einem Wafer, auf dem sich die Bauteile befinden, und einem zu bestückenden Substrat enthalten.

Eine aufwändige Echtzeitsteuerung wird eine Bestückung während der Bewegung dieser Systeme ermöglichen. Optische Online-Sensorik und eine Reihe hierarchisch aufeinander aufbauender dezentraler Steuerungssysteme wird die Bestückungsgenauigkeit sicherstellen und zudem eine Selbstlernfunktion enthalten. Ziel ist eine Eignung der Anlage für Bauteile mit einer Kantenlänge von 30-150 μm bei einer Bestückungsrate von bis zu 100.000 Bauteilen pro Stunde.

Projektdetails

Koordinator

Volker Brod
Mühlbauer GmbH & Co. KG
Josef-Mühlbauer-Platz 1, 93426Roding
+49 9461 951 1647

Projektvolumen

ca. 2,98 Mio. € (Förderquote 50,4%)

Projektdauer

01.04.2018 - 31.03.2021

Projektpartner

Mühlbauer GmbH & Co. KGRoding
Laser Zentrum Hannover e.V.Hannover
Leibniz Universität Hannover - Institut für Transport und AutomatisierungstechnikHannover
Beckhoff Automation GmbH & Co. KG (assoziierter Partner)Regensburg
Osram Opto Semiconductors GmbH (assoziierter Partner)Regensburg
Infineon Technologies AG (assoziierter Partner)Regensburg