Faserlaser-Keramikbearbeitung für die Elektroindustrie (FalKE)

Neue Verarbeitungsmethoden für die Elektroindustrie

Im Zuge zunehmender Miniaturisierung stößt die Elektronikindustrie bei der hochpräzisen Materialbearbeitung von keramischen Substraten an technische Verarbeitungsgrenzen. Im Rahmen des Projekts “Faserlaser-Keramikbearbeitung für die Elektroindustrie (FalKE)” wurden grundlegende Untersuchungen zum Einsatz des Faserlasers bei der Bearbeitung von Keramiksubstraten durchgeführt und mit Bearbeitungsergebnissen von CO2-Lasern verglichen. Für die Versuche wurden die am häufigsten eingesetzten Hochleistungskeramiken Aluminiumoxid (Al2O3) und Aluminiumnitrid (AlN) verwendet.

Im Anschlussvorhaben “Falke-Valid” zeigte die Untersuchung, dass die Festigkeit von mit Faserlasern geschnittener Keramik deutlich über der von CO2-Laser geschnittenen Proben liegt. Zudem konnte durch digitale Modulation bei geringeren Geschwindigkeiten die Festigkeit der Proben bis nahe an das unbearbeitete Material gesteigert werden. Mittels digitaler Modulation wurde auch die Herstellung komplexer Innen- und Außenkonturen ermöglicht, was die Freiheitsgrade im Schaltungsdesign erhöht. Untersuchungen zur Temperaturwechselbeständigkeit im Reflow-Lötofen haben gezeigt, dass die mit Faserlaser geschnittenen Keramiken typische Temperaturbelastungen in der Prozesskette unbeschadet überstehen. Die einzigartige Strahlqualität und Zuverlässigkeit der Faserlaser-Technologie sind deutliche Vorteile, die eine breite industrielle Anwendung stützen.

Von der Grundlage zum qualifizierten Forschungsergebnis Forschungsförderung

Das Projekt “Faserlaser-Keramikbearbeitung für die Elektroindustrie (FalKE)” wurde durch die Bayerische Forschungsstiftung mit rund 50.000 € gefördert. Die Förderung wurde eingesetzt, um grundlegende Untersuchungen zum Einsatz von Faserlasern in der Keramikbearbeitung durchzuführen. Die durchwegs positiven Projektergebnisse haben Anlass zu Folgestudien gegeben.

Die Anschlussförderung mit dem Titel Faserlaser-Keramikbearbeitung für die Elektroindustrie (FalKE-Valid) wurde im Programm zur Validierung von Forschungsergebnissen und Erfindungen (Validierungsprogramm) des Bayerischen Staatsministeriums für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie mit 300.000 € gefördert und durch den Projektträger Bayern begleitet. Das Ziel der Förderung war die technologische Absicherung der technologischen und wirtschaftlichen Anschlussfähigkeit, insbesondere der Transfer in die
industrielle Forschung.

 

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