In der vorliegenden Arbeit wurde eine Laserschweißanlage aufgebaut und in Betrieb genommen, mit deren Hilfe Metallgehäuse mikroelektronischer Schaltungen in definierten Atmosphären hermetisch verschlossen werden können.
Die Anlage besteht aus einem gepulsten 40W Nd:YAG Festkörperlaser, einer Handschuhbox mit integrierter 5-Achsen-Bewegungseinrichtung und einem externen Handarbeitsplatz mit 3-Achsen-Bewegungseinrichtung. Im Zuge der Installation wurden alle Komponenten zu einer Gesamtanlage integriert. Des weiteren wurde für den Handarbeitsplatz eine Steuerungssoftware entwickelt, die eine weitgehend automatisierte Erstellung von NC-Programmen aus externen HPGL-Daten ermöglicht. Nach der Installation wurde der Prozess des hermetischen Gehäuseverschlusses durch Schweißversuche erarbeitet und qualifiziert.
Inhaltsverzeichnis
- Einleitung
- Grundlagen
- Hermetischer Gehäuseverschluß
- Fehlermechanismen aufgrund von Feuchte
- Gehäuseformen
- Verschlußtechniken für hermetische Gehäuse
- Prozeßführung beim Gehäuseverschluẞ
- Prüfung hermetischer Gehäuse
- Ablaufschema
- Schweißen mit Lasern
- Einflußgrößen
- Schweißeignung
- Hermetischer Gehäuseverschluß
- Aufgabenstellung
- Anforderungen an die Laserschweißanlage
- Aufbau der geplanten Laserschweißanlage
- Der Laser
- Die Handschuhbox
- Der Handarbeitsplatz
- Installation und Inbetriebnahme der Laseranlage
- Installation
- Die CNC-Laser Schnittstelle
- Modifikation der Energiefreigabefunktion
- Inbetriebnahme
- Installation
- Entwicklung einer CNC-Steuerung
- Motivation
- Schwächen von PAL-PC
- Anforderungen an die CNC-Steuerung
- Auswahl der Datenformate
- Design
- Funktionales Modell
- Objektmodell
- Implementierung
- Ausblick
- Motivation
- Durchgeführte Schweißversuche
- Verwendete Testgehäuse
- Standardgehäuse
- Hybridgehäuse
- Konstruktion von Gehäusehalterungen
- Bestimmung der Prozeßparameter
- Durchführung
- Qualifizierung der Schweißergebnisse
- Hermetizitätsprüfung der Testgehäuse
- Metallographische Untersuchung der Schweißergebnisse
- Gehäusebeschriftung
- Diskussion der Ergebnisse
- Verwendete Testgehäuse
- Ausblick
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Diplomarbeit befasst sich mit dem Aufbau und der Inbetriebnahme einer Laserschweißanlage, die für den hermetischen Gehäuseverschluß mikroelektronischer Schaltungen eingesetzt werden soll. Die Arbeit analysiert die Herausforderungen und Anforderungen, die mit dem hermetischen Gehäuseverschluß verbunden sind, und untersucht die Eignung der Laserschweißtechnologie für diese Anwendung. Die Arbeit umfasst die Entwicklung einer CNC-Steuerung für die Anlage und die Durchführung von Schweißversuchen, um die Qualität und Zuverlässigkeit des Schweißprozesses zu beurteilen. Die Ergebnisse der Arbeit liefern wertvolle Erkenntnisse für den Einsatz von Laserschweißanlagen im Bereich der hermetischen Gehäusetechnologie.
- Hermetischer Gehäuseverschluß
- Laserschweißtechnologie
- Entwicklung einer CNC-Steuerung
- Qualifizierung des Schweißprozesses
- Anwendungen in der Mikroelektronik
Zusammenfassung der Kapitel
Die Einleitung führt in die Thematik des hermetischen Gehäuseverschlusses ein und erläutert die Notwendigkeit dieser Technologie in der Mikroelektronik. Es werden die Herausforderungen und Anforderungen an den Verschluss erläutert, sowie die Vorteile der Laserschweißtechnologie aufgezeigt. Das zweite Kapitel beschäftigt sich mit den Grundlagen des hermetischen Gehäuseverschlusses und der Laserschweißtechnologie. Es werden verschiedene Arten von Gehäusen, Verschluss-Techniken und die Einflussgrößen beim Laserschweißen erläutert. Das dritte Kapitel beschreibt die Aufgabenstellung der Diplomarbeit und definiert die Anforderungen an die zu entwickelnde Laserschweißanlage. Im vierten Kapitel werden die Installation und Inbetriebnahme der Laserschweißanlage detailliert beschrieben, inklusive der Modifikationen und Integrationen, die notwendig waren.
Das fünfte Kapitel behandelt die Entwicklung einer CNC-Steuerung für die Laserschweißanlage. Die Motivation für die Entwicklung der Steuerung wird erläutert und die Anforderungen an die Software beschrieben. Das Design der Steuerung, inklusive des funktionalen und des objektorientierten Modells, wird vorgestellt. Kapitel sechs beschreibt die Durchführung von Schweißversuchen mit der neu entwickelten Anlage. Es werden die verwendeten Testgehäuse, die Konstruktion von Gehäusehalterungen, die Bestimmung der Prozeßparameter und die Durchführung der Schweißversuche erläutert. Die Schweißergebnisse werden hinsichtlich Hermetizität und metallographischer Struktur qualifiziert. Die Arbeit schließt mit einem Ausblick auf zukünftige Entwicklungen und Anwendungen der Laserschweißtechnologie.
Schlüsselwörter
Die Schlüsselwörter dieser Arbeit sind hermetischer Gehäuseverschluß, Laserschweißen, CNC-Steuerung, Mikroelektronik, Qualifizierung, Schweißprozeß, Testgehäuse, Hermetizitätsprüfung, metallographische Untersuchung. Die Arbeit fokussiert sich auf die Anwendung der Laserschweißtechnologie für den hermetischen Gehäuseverschluß mikroelektronischer Schaltungen und die Entwicklung einer CNC-Steuerung für die automatisierte Steuerung des Schweißprozesses.
- Quote paper
- Dirk Schrödter (Author), 1998, Aufbau einer rechnergesteuerten Laserschweißanlage und deren Qualifizierung für den hermetischen Gehäuseverschluß, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/78965
