System- und Prozeßtechnik für das simultane Löten mit Diodenlaserstrahlung von elektronischen Bauelementen

Die Elektronikproduktion bedarf einer leistungsfähigen und wirtschaftlichen Fügetechnologie, die den Trends zur Miniaturisierung und Funktionsintegration gerecht wird. Die etablierten Löttechniken stoßen jedoch zunehmend an ihre Grenzen, z. B. bei schwer zugänglichen Lötstellen oder bei thermisch empfindlichen Bauelementen und Substraten. Einen Lösungsansatz für derartige fügetechnische Aufgabenstellungen bietet das simultane Laserstrahllöten. Gegenstand der Dissertation ist deshalb, die system- und prozeßtechnischen Grundlagen für diese Fügetechnologie zu schaffen. Hierzu wurde ein Lötsystem konzipiert und als Versuchsanlage mit prototypenhaftem Charakter aufgebaut, dessen wesentliche Komponente ein Lötkopf mit vier Diodenlasern und einer adaptiven Strahlformung zur Erzeugung variabler Lichtlinien ist. Durch die prozeßtechnischen Untersuchung konnte gezeigt werden, dass das simultane Laserstrahllöten geeignet ist, oberflächenmontierbare Bauelemente unterschiedlicher Bauformen sowohl auf Standardsubstrate als auch auf dreidimensionale, thermoplastische Schaltungsträger zu fügen. The electronic production requires a powerful and economic joining technology which copes with the trends to minitaurisation and integration. But more and more established soldering techniques border their limits e. g. when solder joints are difficult to access or when substrates or electronic devices have a low thermal resistance. The simulataneous laser soldering offers a solution for such joining tasks. Therefore the aim of the Dr.-Thesis is to provide the basic of the system and process technology for this joining methode. A prototype of a laser soldering machine was developed, which mainly consists of a soldering head with four diode lasers and an adaptive beam shaping for generating variable light lines. The investigations have shown that the simultaneous laser soldering is suited to join SMDs of different shapes and sizes both on standard substrates and on 3-D MIDs.