Start des bayerischen Technologiezentrums für elektrische ... - FAPS

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Laserscan-Farbmikroskop mit einer Auflösung von 1 Nanometer am FAPS verfügbar Die Beurteilung vor allem feinster Strukturen bezüglich ihrer Abmessungen und ihrer Oberflächenbeschaffenheit gewinnt für mechatronische Produkte zunehmend an Bedeutung. Auch die stetige Miniaturisierung in der Elektronikproduktion erfordert Hochgenaue Vermessung der Metallisierungs- und Lötstopplackdicke genauere Analysewerkzeuge. Um zukunftsorientiert aufgestellt zu sein, wurde am Lehrstuhl FAPS in ein Laserscan- Farbmikroskop der Firma Keyence investiert, das den Komfort eines herkömmlichen optischen Mikroskops mit den Vorzügen eines Raster-Elektronenmikroskops und der Oberflächen-/Rauigkeitsmessung kombiniert. Forschungsprojekt PADUA zur Prozessoptimierung des Schablonendrucks gestartet Anfang des Jahres sind dieArbeiten am Forschungsprojekt PADUA unter Beteiligung des Lehrstuhls FAPS gestartet. Zielsetzung des Projekts ist eine Verbesserung der Prozesssicherheit des für die Elektronikproduktion besonders kritischen Prozessschritts „Lotpastenauftrag“. An dem Vorhaben sind neben FAPS die Unternehmen diplan GmbH, ein Hersteller von Softwarelösungen für die Elektronikproduktion, sowie EKRA Automatisierungssysteme GmbH, ein Hersteller von Sieb- und Schablonendrucksystemen, beteiligt. Gemeinsam wollen die Partner unter Verwendung von innovativen 3D-Inspektionsverfahren die komplexen Wirkzusammenhänge beim Schablonendruckprozess ermitteln und beschreiben. Diese werden anschließend in verschiedene Softwaresysteme integriert, um den Fertigungsmitarbeiter beim zuverlässigen Auffinden von Fehlern sowie der schnellen Identifikation Ausgabe 3 | April 2010 FORSCHUNG Prof. Das Zusammenspiel aus einer kurzwelligen Laserlichtquelle und einer weißen Lichtquelle in Kombination mit einem Linearmaßstab in z-Richtung von 1 nm, ermöglicht die Aufnahme eines omnifokalen Farbbildes mit extrem hoher Tiefenschärfe. Der erzeugte Bilddatensatz ermöglicht, in Abhängigkeit der zu messenden Probe, ebenso hochpräzise Profil- und Rauheitsmessungen, wie 2D- und 3D-Oberflächenmessungen. Zudem ist das Mikroskop auch für große Messobjekte bis 18 cm Höhe ausgelegt. florian.schuessler@faps.uni-erlangen.de; Tel.: 0911/58058-14 und Beseitigung der Fehlerursachen zu unterstützen. Zum Teil sollen diese Abläufe auch vollautomatisch ohne eine Einwirkung des Fertigungsmitarbeiters durchgeführt werden. Durch diese Entwicklungen wird der Schablonendruckprozess besser kontrollierbar und die Fehleranfälligkeit dieses bedeutenden Prozessschritts deutlich reduziert. Auch eine Fortpflanzung von Fehlern aus dem Bereich des Pastendrucks entlang der sich anschließenden SMT-Prozesskette mit all ihren Folgekosten kann somit signifikant verringert werden. Das Vorhaben hat eine Laufzeit bis 31.10.2011 und wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie im Rahmen des „Zentralen Innovationsprogramm Mittelstand“ (ZIM) gefördert. michael.roesch@faps.uni-erlangen.de; Tel.: 0911/58058-21 markus.michl@faps.uni-erlangen.de; Tel.: 09131/85-28755 Medical Valley EMN wird Spitzencluster Im Spitzenclusterwettbewerb des Bundesministeriums für Bildung und Forschung hat sich das Medical Valley EMN (Europäische Metropolregion Nürnberg) mit seinem Antrag „ Exzellenzzentrum für Medizintech- nik" in einem hochrangig besetzten Feld von Mitbewerbern durchgesetzt. In den nächsten Jahren fließen daher mehr als 80 Mio € (davon 40 Mio € als Fördersumme) in die Metropolregion für Projekte von Industrieunternehmen und deren Forschungspartner. Ziel ist es, die Entwicklung innovativer Technologien, Produkte und Dienstleistungen zu ermöglichen, die die Gesundheitsversorgung deutlich verbessern werden. Der Erfolg im Spitzencluster-Wettbewerb stellt eine große Auszeichnung für die Region und ganz besonders für die Universität Erlangen-Nürnberg dar, denn hier ist Medizintechnik ein Schwerpunkt in Forschung und Lehre. Eine Vielzahl von Lehrstühlen unterschiedlichster Fachrichtungen beschäftigt sich mit Fragestellungen rund um die Medizintechnik. Auch der Lehrstuhl FAPS war mit einem Teilprojekt an der erfolgreichen Beantragung des Spitzenclusters „Medizintechnik“ beteiligt. Bereits seit einigen Jahren engagiert er sich vertieft in diesem Bereich. Durch die intelligente Adaption der Kompetenzen aus der Produktions- und Automatisierungstechnik auf die klinischen Anforderungen gelingt es, in unterschiedlichen Anwendungsgebieten innovative Lösungen für medizintechnische Fragestellungen zu finden. Neben der Kinematikentwicklung und Sensorintegration für medizinische Großgeräte stehen insbesondere die Ablaufplanung und Optimierung im Fokus derArbeiten. Dr.-Ing. Jörg Franke christian.ziegler@faps.uni-erlangen.de; Tel.: 09131/85-27176 Innovative Kinematiken für Strahlentherapiegeräte 2
Integration von Makro-MID-Technologie im Pkw Im Februar 2010 endete das Projekt IMTP (Integration von Makro-MID-Technologie im Pkw), das von der Bayerischen Forschungsstiftung gefördert worden war. In Zusammenarbeit mit LEONI Technology & Innovation (Nürnberg), DST Dräxlmaier Systemtechnik GmbH (Vilsbiburg) und dem Institut für Physik an der Fakultät für Elektrotechnik der Bundeswehruniversität ® (München) wurde das Flamecon Verfahren als Metallisierungsprozess für Makro-MID imAutointerieur vorangebracht. Aufgabe des Lehrstuhls FAPS war die Erstellung eines Plug-ins für CATIA V5, um sowohl thermische Berechnungen zu integrieren als auch eine CAD/CAM-Kette ® für das Flamecon - Verfahren zu implementieren. Am Institut für Physik der Bundeswehruniversität wurden verschiedene Formen ® der Flamecon -Be- schichtung auf ihre elektrischen und thermischen Eigenschaften hin untersucht. Die Erkenntnisse aus diversen numerischen Berechnungsverfahren flossen in handhabbare Formeln ein, die am FAPS wiederum in ein Plug-in für CATIA V5 integriert wurden. Mit einer eige- nen graphischen Oberfläche ist das Tool in der Lage, die Ergebnisse aus den integrierten Berechnungen direkt in eine automatische Konstruktionsfunktion für Heizmäander umzusetzen. Dies erfolgt vor dem Hintergrund, dass eine effizient beheizbare Armauflage mit angenehmer Haptik im Laufe des Projekts IMTP als Musterbauteil identifiziert wurde. Aus den automatisch geschaffenen CAD-Daten werden direkt Steuerdaten für höchstminiaturisierter Bauelemente aufzustellen. In einem weiteren Arbeitspaket zur Kontaktierung von Siliziumhalbleitern wurde das Jetten von schmelzflüssigem Lot zur Bereitstellung kleinster Lotvolumina auf dem Schaltungsträger untersucht. Hierdurch ist es möglich, gezielt mehr Lotvolumen für die Kontaktierung bereitzustellen und so die Zuverlässigkeit zu erhöhen. Innerhalb der Prozessuntersuchungen für das Reflowlöten waren zwei Aspekte Gegenstand der Forschung. Einerseits Zur Emeritierung von Prof. Klaus Feldmann beauftragte das Institut den renommierten Erlanger Künstler des fantastischen Realismus Michael Engelhardt, ein Ölbild anzufertigen. Ein Besuch in den Laboren am FAPS hat den Künstler zu einer beeindruckenden Konfiguration von Mensch und Technik inspiriert. Das Bild zeigt die Vernetzung von Robotern und Zuführgeräten, von Elektronikkomponenten und CAD-Anwendungen und thematisiert damit die aktuellen Herausforderungen und Potentiale der Fertigungsautomatisierung. Wichtig war dem Künstler bei aller Faszination der Technik den Menschen als prägenden Gestalter in seinem Umfeld. Überreicht wurde die Arbeit an Prof. Feldmann von Prof. Franke. Projekt “Kontaktierungsverfahren und Prozesstechnik für Ultra-Fine-Pitch- Bauelemente” realisiert Lötverbindung mit 40 µm großen Lotkugeln Im Rahmenkonzept des BMBF „Forschung für die Produktion von morgen“ hat der Lehrstuhl FAPS in den letzten Jahren das Forschungsvorhaben„Kontaktierungsverfahren und Prozesstechnik für Ultra-Fine-Pitch- Bauelemente“ bearbeitet und wird das Projekt zusammen mit den Partnern aus dem Verbund Ende April abschließen. Zielstellungen des Projektes sind zuverlässige elektrische und mechanische Lötverbindungen auf organischen Schaltungsträgern mittels Flip Chip-Technologie herzustellen und die Herausforderungen des Lötprozesses durch kleinste Bauelement- und Lötstellengeometrien zu beurteilen. In iterativen Schritten konnte innerhalb der Projektlaufzeit die Lötstellengeometrie (klassisches bleifreies Lot) von Flip Chip-Verbindungen auf organischen Substraten von 80 μm auf 40 μm reduziert und deren Zuverlässigkeit in klimatischen Tests nachgewiesen werden. Durch die Arbeiten ist es möglich, Design-Richtlinien für die Verarbeitung Ausgabe 3 | April 2010 FORSCHUNG Prof. ® die Flamecon -Fertigungszelle bei LEONI T & I erzeugt. Dazu tastet das Programm den Leiterbahnverlauf entsprechend den Vorgaben des Herstellungsprozesses ab und die resultierenden Stützpunkte werden in das Koordinatensystem des verwendeten Werkstückträgers transformiert. Durch einen Postprozessor für den bei LEONI installierten Kuka KR 30 HA wird das Robotersteuerungsprogramm kompiliert. Anhand ver- Türmodul mit Flamecon strukturiert schiedener Bauteile konnte die CAD/CAM-Kette zusammen mit LEONI erfolgreich validiert werden. christian.fischer@faps.uni-erlangen.de; Tel.: 09131/85-27177 Kleinste Lötstellen mit 40 μm Durchmesser Dr.-Ing. Jörg Franke Prof.FeldmanninÖl Prof. Feldmann im Stil des fantastischen Realismus konnte gezeigt werden, dass eine definierte aktive Schwingungsanregung des Schaltungsträgers während der Liquidusphase des Lotes zu einer besseren Selbstzentrierung elektronischer Bauelemente führt. In einem weiteren Arbeitspaket konnte nachgewiesen werden, dass durch alternative Schutzgase die Wärmeübertragung verbessert werden kann, wodurch sich die Peaktemperatur während des Konvektionslötens reduzieren lässt. Das Verbundprojekt wurde innerhalb des BMBF vom Projektträger Karlsruhe im Karlsruher Institut für Technologie gefördert und betreut. Als Partner sind SEHO Systems GmbH, Pac Tech Packaging Technologies GmbH, Micro System Engineering GmbH, KSG Leiterplatten GmbH und der Lehrstuhl MiMed der TU München am Projekt beteiligt. Die Ergebnisse werden im September in Buchform veröffentlicht. florian.schuessler@faps.uni-erlangen.de; Tel.: 0911/58058-14 3
Seite 1: Dr.-Ing. Jörg Franke NEWS NEWSProf
Seite 5 und 6: INTERN Prof. Prof. K. Feldmann übe

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