Qualifizierung eines laserbasierten Reinigungsprozesses in der Elektronikproduktion

Ausgangssituation:

Scannergeführte Laserstrahlung ist ein effizientes Mittel, um Oberflächeneigenschaften schnell und ortsaufgelöst modifizieren zu können. Neben der Strukturierung der Funktionsmaterialien können auch Verunreinigungen durch Ablation ohne signifikanten Wärmeeintrag abgetragen werden. Die Anwendung von Laserstrahlung ist daher eine flexibel anwendbare Alternative zu aktuell etablierten nasschemischen Reinigungsprozessen, welche neben einer besseren Umweltverträglichkeit auch eine Antwort auf die steigende Variantenvielfalt elektronischer Baugruppen sein kann.

Aufgabenstellung:

In der Arbeit soll die Reinigung von Flussmittelrückständen sowie die Applikation von Funktionsflächen mit lotabweisenden Eigenschaften (als flexible Alternative von Lötstopplack) auf metallischen Oberflächen  mittels Laserstrahlung untersucht werden. Hierfür steht am Lehrstuhl ein gepulster Ytterbium-Faserlaser mit Scanner sowie ein gepulster CO2-Laser zur Verfügung. An den Anlagen sind die Laser- und Scannerparameter frei programmierbar und sollen für die Bearbeitung von Kupferoberflächen untersucht werden. Die gereinigten Oberflächen werden anschließend gemäß der Fertigungskette zur Herstellung von leistungselektronischen Modulen mit Dickdrahtbonds kontaktiert und das Bondinterface hinsichtlich der Verbindungsqualität untersucht.

Arbeitsschwerpunkte:

  • Erarbeitung des Standes der Technik zur Bauteilreinigung in der Elektronikproduktion
  • Praktische Parameterstudien zur Bestimmung der Prozessgrenzen für einen gütegeschalteten Nahinfrarot-Laser und gepulsten CO2-Laser in Bezug auf die Reinigung von Flussmittelrückständen beim Löten sowie die Applikation von lotabweisenden Strukturen als Ersatz für Lötstopplack
  • Analyse der Oberflächen zur Beurteilung der Restverunreinigung ( z.B. Fluoreszenzmesstechnik, konfokale Lasermikroskopie, energiedispersive Röntgenspektroskopie)
  • Festigkeitsuntersuchungen an Bonddrahtverbindungen auf gereinigten Oberflächen in Form von Scher- und Pulltests
  • Dokumentation der Arbeit

Die Untersuchungen finden am Standort Auf AEG in Nürnberg statt. Bitten wenden Sie sich bei Interesse mit kurzem Lebenslauf und vollständiger Notenübersicht per Mail an christoph.hecht@faps.fau.de

Kategorien:

Forschungsbereich:

Elektronikproduktion

Art der Arbeit:

Bachelorarbeit, Projektarbeit

Studiengang:

IPEM, Maschinenbau, Mechatronik, Wirtschaftsingenieurwesen

Technologiefeld:

Aufbau und Verbindungstechnik

Kontakt:

Christoph Hecht, M. Sc.

Department Maschinenbau (MB)
Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik (FAPS, Prof. Franke)