Löten

Unser Leistungsangebot

Mit fortschreitender Erhöhung der Integrationsdichte in hermetisch gekapselten Mikrosystemen, beispielsweise bei der Fertigung von OLEDs, und mit steigenden Ansprüchen an die Robustheit von Mikrosystemen wächst die Bedeutung des Packaging von Glas- und Elektronikbauteilen. Mit dem laserbasierten Löten lässt sich die zum Verbinden von solchen Bauteilen erforderliche Energie konzentriert und räumlich begrenzt in Materialien einbringen und gleichzeitig die Gesamterwärmung des Systems niedrig halten. Dadurch lassen sich langzeitstabile und kompakte Bauteile effizient fertigen. Das Fraunhofer ILT entwickelt unter anderem das Packaging von großformatigen, hermetischen Glas-Glas-Verbünden und von artungleichen Materialien wie Keramik und Glas oder Silizium und Glas weiter.

Beim Weich- und Hartlöten mit Laserstrahlung können für die Elektronik, Photovoltaik und Medizintechnik berührungs- und temperatursensitive Bauteile mit einem geringen Energieaufwand gefügt werden. Vor dem Hintergrund von Industrie 4.0 entwickelt das Fraunhofer ILT zudem Algorithmen zur Prozessregelung und Qualitätskontrolle für Lötanwendungen in der Materialbearbeitung. Durch eine Online-Detektion der Wärmestrahlung mit pyrometrischen Sensoren und eine Leistungsregelung lässt sich beim Laserlöten die Temperatur des Fügeprozesses auch bei wechselnden Prozessbedingungen in Echtzeit konstant halten bzw. individuell anpassen. Durch einen Aufbau aus zwei Strahlengängen ist zudem ein gleichzeitiges Löten von Bauteilvorder- und -rückseite möglich.

Das Leistungsangebot umfasst die kundenspezifische Auslegung von Optiken und Bearbeitungsköpfen für das Laserlöten, die individuelle Prozessentwicklung, die Integration in industrielle Anlagentechnik, Dienstleistungen in den Bereichen Simulation und Diagnose sowie umfassende Beratung.

Keramischer Schaltungsträger mit laserstrahlgelöteten Anschlusskontakten.
© Fraunhofer ILT, Aachen.

Keramischer Schaltungsträger mit laserstrahlgelöteten Anschlusskontakten.

Glas-Metall-Verbindungen bestehend aus einem Borosilikatglasdeckel und einer Kovarhülse.
© Fraunhofer ILT, Aachen.

Glas-Metall-Verbindungen bestehend aus einem Borosilikatglasdeckel und einer Kovarhülse.

Lasergelöteter Zellverbinder mit Abzugskraft > 4 N.
© Fraunhofer ILT, Aachen.

Lasergelöteter Zellverbinder mit Abzugskraft > 4 N.

Weichlöten

  • Löten elektronischer Komponenten
  • Weichlöten von flexiblen Substraten
  • Laserbasiertes Weichlöten in der Photovoltaik  

Hart- und Hochtemperaturlöten

  • Hartlöten temperaturempfindlicher Einsätze, z. B. in der Werkzeugindustrie
  • Hochtemperaturlöten in der Sensortechnik
  • Laserstrahl-Hartlöten

Transient-Liquid-Phase-Bonding (TLP-Löten)

  • Laser-TLP-Löten als innovatives Verfahren für die flächige Kontaktierung thermisch belasteter Bauteile

Glaslöten

  • Großformatiges, hermetisches Packaging von Glas-Glas-Verbünden (bis 100 x 100 mm²)
  • Packaging artungleicher Materialien für Sensoranwendungen (Keramik-Glas, Silizium-Glas)

Systemtechnik und Optikdesign

  • Optische Auslegung von Bearbeitungsköpfen für das Weich- und Hartlöten
  • Entwurf von Prozessregelalgorithmen für Lötanwendungen auf Basis pyrometrischer und kamerabasierter Sensoren
  • Online-Qualitätsüberwachung beim Laserstrahlhartlöten zur Detektion von Nahtfehlern in der Automobilindustrie

Broschüren

Unsere Broschüren vermitteln einen schnellen Einblick in unser Leistungsangebot »Löten«. Detaillierte Informationen und einzelne Projektergebnisse finden Sie auch im Reiter »Projektergebnisse«.

 

Broschüre »Glasbearbeitung mit Laserstrahlung«

 

Broschüre »Laser in der Photovoltaik«

 

Broschüre »Mikrofügen mit Laserstrahlung«

 

Broschüre »Prozesssensorik in der Lasermaterialbearbeitung«

Branchen

Lasertechnik trägt in unterschiedlichen Branchen zur Lösung anspruchsvoller Aufgabenstellungen bei. Ob als Werkzeug in der Automobilfertigung, als Messmittel im Umweltbereich, als Diagnose- oder Therapieinstrument in der Medizintechnik oder als Kommunikationsmedium in der Raumfahrttechnik, der Laser bietet vielfache Einsatzmöglichkeiten mit hoher Produktivität und hoher Effizienz.

Auf den Branchen-Webseiten finden Sie weitere Informationen und eine Auswahl aus unserem Angebot.

Projektergebnisse

Hier finden Sie eine Auswahl von freigegebenen Projektergebnissen (Jahresberichtsbeiträge) aus dem Leistungsangebot »Löten« der letzten Jahre als PDF-Downloads. Sie suchen weitergehende Informationen? Nehmen Sie einfach Kontakt mit uns auf – Unsere Ansprechpartner stehen Ihnen gerne für Fragen und Gespräche zur Verfügung.

Publikationen

Britten, S. W., Fiedler, W., Olowinsky, A., Gillner, A.:
Extension of the process boundaries for the soldering of elongated interconnectors with a simultaneous energy deposition
Journal of Laser Applications 27 (S2), 22005 (2015)

Mincuzzi, G., Vesce, L., Schulz-Ruhtenberg, M., Gehlen, E., Reale, A., Di Carlo, A., Brown, T. M.:
Taking temperature processing out of dye-sensitized solar cell fabrication: Fully laser-manufactured devices
Adv. Energy Mat. 4, 1400421 (8 S.) (2014)

Britten, S., Olowinsky, A. Gillner, A.:
Stress-minimized laser soldering of h-pattern multicrystalline silicon solar cells
Physics Procedia  41, 153-163 (2013)

Ungers, M., Fecker, D., Frank, S., Donst, D., Märgner, V., Abels, P., Kaierle, S.
In-situ quality monitoring during laser brazing
Physics Procedia 5, Nr 2, 493-503
2010

J. Diettrich, J. Stollenwerk, M. Kogel-Hollacher, M. Traub, C. Schnitzler
Coaxial laser brazing head
Proceedings of the Fifth International WLT-Conference on Lasers in Manufacturing 2009, Munich, June 2009
Stuttgart: AT Fachverl.
1-5, 2009