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Schwingst du noch oder bondest du schon?

Mineralguss als stabile Basis in der Bondtechnologie
Schwingst du noch oder bondest du schon?

Den stetig steigenden dynamischen Anforderungen in der High-End-Bondtechnologie stellen sich gemeinsam die Technologieführer F&K Delvotec und Epucret Mineralgusstechnik, die beide seit über 30 Jahren in ihren Bereichen Kompetenzen bündeln und zu innovativen Lösungen führen.

Epucret, Wangen & F&K Delvotec, Ottobrunn

Mit preisgekrönten Drahtbondern und Bondsystemen gilt F&K Delvotec als führender Hersteller von Produktionsequipment für diskrete Bauteile, ICs, Hybridsysteme und Sen- soren sowie Multichipmodule, COB-Anwen-dungen und MEMS. Das Geheimnis des Erfolges beschreibt der geschäftsführende Gesellschafter Dr. Farhad Farassat: „Unsere herausragenden Lösungen auf der Basis von hochpräzisen und hochqualitativen Maschinen, die großen Anforderungen gerecht werden, unsere entschiedene Kundenorien- tierung sowie der ausgezeichnete Service und Support haben viele Unternehmen über-zeugt. Wichtig ist auch der intensive und vertrauensvolle Meinungsaustausch mit un- seren Anwendern über technische Sachver-halte.“
So entstand zum Beispiel der neueste Drahtbonder, der mit weitem Abstand den weltweit größten Arbeitsbereich von fast einem Quadratmeter bietet. Er wurde gezielt für Solarzellen und Batteriemodule entwickelt und ist schon jetzt ein Renner auf dem Markt. Die meisten Komponenten sind wie der Bondkopf identisch mit dem Standardmodell, also hundertfach bewährt – aber der Arbeitsbereich ist 22-mal so groß. Für den Test dieser großen Bauteile bietet das Unternehmen mit dem 5700C gleich noch den größten Bondtester der Welt an. Mit diesen Geräten wurde die Ent-wicklung in der Technologie des Drahtbon- dens vor allem in folgenden Bereichen vorangetrieben:
  • Verbesserung der Bondqualität durch Optimierung der Steuerung des Bondprozesses,
  • Zerstörungsfreie Qualitätsüberwachung und -dokumentation des Bonds,
  • Optimierung von Pad-Abstand und -Größe,
  • Verbesserung der Geschwindigkeit.
Mineralguss als Schwingungsbremse
Insbesondere beim letztgenannten Punkt gewinnt das dynamische Verhalten des kompletten Drahtbonders zunehmend an Bedeutung, da dadurch vor allem das präzise Arbeiten beeinflusst wird. Schnellere Positionierzeiten, kürzere Bond- und Testzyklen sowie hohe Beschleunigungen verstärken mechanische Resonanzen und führen damit zu einer stärkeren Anregung der gesamten Maschinenstruktur. Die geforderte Genauigkeit und Prozess- sicherheit gerät buchstäblich ins „Schwingen“. Um dies zu verhindern gibt es verschiedene Stellschrauben: Neben der geometrischen Anordnung der Maschinenkomponenten, ihren Nachgiebigkeiten, Fügestellen und Masseverteilungen wird die dynamische Steifigkeit maßgeblich von der Schwingungsdämpfung eines Werkstoffes beeinflusst. Auf dieser Erkenntnis beruht die Entwicklungsarbeit der Epucret Mineralgusstechnik. Seit mehr als 30 Jahren setzt sich das Unternehmen intensiv mit den Eigenschaften von Mineralguss als innovativer Gestellwerkstoff auseinander.
Das Ergebnis: In vielen Bereichen bietet der Werkstoff mehr als nur eine Alternative zu Stahl, Granit oder Aluminium. Der Polyme-rbeton besitzt eine bis zu zehnmal bessere Schwingungsdämpfung als Metalle. We- sentlich kleinere Amplituden sowie eine starke Reduzierung der Eigenschwingungen erhöhen nachweisbar die Positioniergenauigkeiten und die mögliche Zyklenanzahl. Aufgrund seiner technischen Überlegenheit hat sich Mineralguss als eine Basis von zukunftsorientierten Maschinen und Geräten in der Elektronik- und Mikrofertigung durchgesetzt.
Integration und Systemcharakter
Neben bester Schwingungsdämpfung punktet Mineralguss durch seine umweltschonende Herstellung und Verwertung sowie die hohen Integrationspotenziale. Ausgewählte Mineralien, ein geringer Anteil an Bindemitteln auf E- poxidharzbasis sowie diverse Additive bilden die Grundlage für den Hightech-Werkstoff. Nach Vermischung entsteht eine gießfähige Masse, die in eine präzise ausgearbeitete Form gefüllt wird.
Ist das Material ausgehärtet, kann das Mineralgussgestell entformt werden. Je nach Kundenanforderung geht die Arbeit der Epucret- Experten weiter. Ziel von Geschäftsführer Dr. Utz-Volker Jackisch ist es, dem Anwender soviel Zeit und Kosten wie möglich zu sparen. Aus Mineralguss fertigt das Produktionsteam mit hochpräzisen Gießformen bei Herstellungstemperaturen von maximal 45 °C hoch integrative Komponenten. Damit enthält der Mineralgussrohling bereits verschiedene Funktionen wie beispielsweise:
  • Medienzu- bzw. -abführungen durch Eingießen von Rohrleitungssystemen (Hydraulik-, Pneumatik-, Druckluft-, Schmier- und Elektroleitungen),
  • Elektrische und elektronische Baugruppen und Systeme, Sensoren, Aktoren, Erdungen, Abschirmungen,
  • Röntgenstrahlabsorbierende Wirkung.
Darüber hinaus können präzise Montage- und Führungsflächen durch die Abformtechnologie spanlos auf den Mineralgussrohling aufgebracht und als Basis für Systemlösungen verwendet werden. Diese Vorteile nutzt F&K Delvotec in ihrer neuen Drahtbondergeneration G5 konsequent:
  • Genauigkeit: Die hohe Formgenauigkeit des Mineralgussrohlings, der in einer präzisen und langlebigen Stahlform gegossen wird, ohne nachträgliche mechanische Fräs- oder Schleifbearbeitung, reduziert den Montageaufwand des Bonders.
  • Integration und Systemcharakter: Im Mineralgussrohling sind bereits alle Gewin-de und Anschlusselemente eingegossen. Da- rüber hinaus beschafft und montiert der Lieferant des Mineralgussgestelles Einschübe, Bleche, Türen, Maschinenfüße sowie Transportmittel. So wird eine hochgradig komplettierte Systemlösung in Ottobrunn angeliefert, die dazu beiträgt, dass die Montageverweilzeit und damit auch die Platz- und Kapitalbindung reduziert werden konnten.
  • Schwingungsdämpfung: Die hohe Dynamik des Bondprozesses mit über acht Verschweißstellen in der Sekunde stellt hohe Anforderungen an die dynamische Trägheit der Maschinenbasis. Das 600 kg schwere Mineral- gussgestell nimmt die Reaktionskräfte in Folge der hohen Beschleunigungen optimal auf, so dass eine Verbindung mit dem Fundament, um die Maschine am „Wandern“ zu hindern, nicht notwendig ist. Die höhere Werkstoffdämpfung von Mineralguss verbessert das Eigenschwingungsverhaltens der Maschine.
Nachhaltige Technologien im Einsatz
„Der Maschinen- und Gerätebau zählt zu den wichtigsten Industriezweigen in Deutschland. Entsprechend groß ist die Verantwortung für Mensch und Umwelt. Vor allem die Innovationskraft dieser Branche wird entscheidend zu einer Umweltoffensive beitragen“, erläutert Dr. Utz-Volker Jackisch.
Auch Dr. Farassat nimmt bei seinen Kunden eine neue Sensibilität für nachhaltige Technologie wahr: „Nicht ohne Grund erfreuen sich Leistungsmodule zur verbrauchsabhängigen Stromregelung derzeit eines sehr dynamischen Marktes, der sich auch in nächster Zeit erfolgreich entwickeln wird.“
Kombinierte Generator-Motor-Systeme in Hybridkraftfahrzeugen werden mit einer sehr ausgefeilten Leistungsregelung gesteuert, die eine große Anzahl von Dickdrahtbonds enthält – und damit entsprechendes Verbesserungspotenzial auf der Energie- und Kostenseite. Beim Heavy-Ribbon-Bonding, welches Delvotec seit Jahren weiterentwickelt, werden statt Drähten breite Aluminiumbänder eingesetzt, um so eine grö-ßere, aber gleichzeitig flachere Geometrie zu nutzen.
Auch bei der Herstellung von Mineralguss wird Energie gespart. Maschinengestelle entstehen bei dieser Technologie im so genannten Kaltgussverfahren, das heißt ohne externe Wärmezufuhr.
„Im Vergleich zur Verarbeitung von Grauguss, der bei über 1000 °C vergossen wird, können etwa bis zu 30 Prozent weniger Primärenergie anfallen“, unterstreicht Dr. Jackisch.
Wer bei Maschinenbetten auf Mineralguss setzt, erhält aber nicht nur ein energieeffizient hergestelltes Produkt. Mineralguss verfügt außerdem über eine hervorragende Schwingungsdämpfung. Bei Werkzeugmaschinen beispielsweise lassen sich auf diese Art die Standzeiten von Werkzeugen nachweisbar erhöhen. Die Folge: Werkzeuge müssen erst später nachgeschliffen werden, was zu Energieeinsparungen führt.
Aber auch die problemlose Ablagerung auf Bauschuttdeponien sowie die Wiederverwertung als Recyclingbaustoff unterstreichen die Nachhaltigkeit von Mineralguss.
Dr. Farassat und Dr. Jackisch sind sich einig: „Wer einmal Technologieführer ist, muss ganzen Einsatz zeigen, um diese Position zu sichern. Die konsequente Weiterentwicklung unserer innovativen Produkte und Technologien dient diesem Ziel, damit auch unsere Kunden ihren Vorsprung halten.“

Die F&K Delvotec Bondtechnik GmbH, Ottobrunn wurde 1978 gegründet und ist heute weltweit präsent. Als Technologieführer im innovativen Drahtbonding folgt das Unternehmen dem Ziel, technisch perfekte Maschinen zu entwickeln und anzubieten. Die Einführung des G5 Bondsystems erschließt Kunden Zukunftstechnologien, die dem Wettbewerb überlegen sind und neue Potenziale sichern. Im Unternehmen werden über 30 Jahre Kompetenz in allen Bereichen des Drahtbondings gebündelt. Delvotec war der erste Hersteller vollautomatischer Bonder in ganz Europa und konnte sich damit profilieren. Das Unternehmen bietet Technologie „Made in Germany“. Dafür werden erhebliche Investitionen aufgewendet, um neueste Verfahren zu integrieren. Beispiel Physiktechnik: Hier kauft man ergänzende Technologieträger zu und reichert damit das Know-how an. Kerntechnologien wie Transducer und digitale Ultraschallgeneratoren entwickelt man exklusiv inhouse, um Lösungen aus einem Guss zu generieren.

Die Epucret Mineralgusstechnik GmbH & Co. KG mit Sitz in Wangen bei Göppingen hat sich auf die Herstellung von Maschinenbetten aus Mineralguss spezialisiert. Als Systemlieferant und Entwicklungspartner für den Maschinenbau darf sich das Unternehmen Weltmarktführer nennen. Jährlich verarbeitet der Spezialist rund 11.000 Tonnen Mineralguss. Dank hochpräziser Fertigungsverfahren kommen die Produkte in den unterschiedlichsten Branchen zum Einsatz, vom Werkzeugmaschinenbau, über die Elektronikfertigung bis zur Medizintechnik. Der Mineralgusshersteller gehört seit 1996 zur internationalen Rampf-Gruppe. Seit 2008 werden Epucret-Maschinengestelle für den asiatischen Markt von Rampf (Taicang) Co. Ltd., mit Sitz im Großraum Shanghai produziert und vertrieben. Ein modernes Schleifzentrum für Maschinenkomponenten und -gestelle unterschiedlichster Werkstoffe wie Mineralguss, Hartgestein, Keramik, Stahl und Guss im bayerischen Bessenbach komplettiert das Serviceangebot des Unternehmens seit 2010.
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