LS Laser Systems – Trimmen schnell und zuverlässig

Bereits seit 1993 entwickelt und fertigt LS Laser Systems Laser-Trimmsysteme. Die Trimmsysteme für den aktiven und passiven Abgleich von Schichtschaltungen, Sensoren, SMD-Widerständen und Chip-Kondensatoren decken dabei ein weites Anwendungsgebiet im Bereich der Elektronik, Mikroelektronik und Sensorik ab.

 

Laserabgleich | Komplettsystem | LS Laser Systems

Bild 1: Komplettsystem zum Laserabgleich


Je nach Kundenanforderung fertigt das Münchner Unternehmen kundenspezifische Lasersysteme, die je nach Applikation mit unterschiedlichen Lasertypen ausgerüstet werden. Als OEM-Laser zur Integration in Fertigungslinien stehen dem Kunden verschiedene Varianten in unterschiedlichen Leistungsklassen zur Verfügung:

• sealed-off CO2-Laser mit 10640 nm Wellenlänge
• diodengepumpte Nd:YAG-Laser
• diodengepumpte UV-Laser mit 355 nm Wellenlänge
• ps-Laser

Zur Einbindung und für den Hand-Shake mit der Linie und/oder einem Leitrechner stellt das System I/O-Schnittstellen und RS-232 Schnittstellen bereit. Daneben entwickelt LS auch kundenspezifische Stand-Alone Systeme, die wahlweise mit Drehteller, X/Y-Tisch, Rundachse sowie automatischer oder manueller Z-Achse ausgeführt sein können. Selbstverständlich lassen sich diese Komplettanlagen auch mit einer automatischen Zuführung ergänzen.

 

Lasertrimmen optimiert Elektronikanwendungen

Das Lasertrimmen ist die gezielte Veränderung der Eigenschaften einer elektronischen Schaltung durch einen Laserschnitt. Dazu wählt der Anwender die entsprechenden Bauteile aus und bearbeitet diese mit dem Laser. So ändert ein Schicht- oder SMD-Widerstand durch seitliches Einschneiden seinen Stromlinienverlauf (Verengung) und erhöht dadurch den Widerstandswert. Bei Kondensatoren verringert der Abtrag der Deckelektrode die Kapazität.


LS Laser Systems | Hybridschaltungen | Laser-Abgleich

Bild 2: Hybridschaltungen

Lasertrimmsysteme sind schon seit vielen Jahren auf den Markt. Speziell in der Dick- und Dünnfilmtechnik sind sie nicht aus dem Produktionsprozess wegzudenken. Die Hybridtechnik wird aber immer mehr von der SMD-Technik verdrängt, so dass Lasertrimmen auch hier Einzug nahm. Ist doch ein SMD-Widerstand nichts anderes als ein Dicksichtwiderstand und im Regelfall sowieso mit Laser auf seinen Endwert abgeglichen. Benutzt man nun nicht abgeglichene Widerstände, so lassen sich diese nach dem Bestücken in der Schaltung abgleichen. Gerade in der SMD-Technik und der Sensorik ist ein starker Zuwachs an Systemintegrationen zu finden. Denn diese Technologie bietet dem Hersteller von SMD-Schaltungen die Möglichkeit das aufwendige Selektieren und Einlöten von vorgetrimmten Chip-Widerständen oder den Einsatz von Potentiometern zu vermeiden. Er gewinnt dabei eine höhere Zuverlässigkeit und einen erhöhten Durchsatz, bei verringertem Personaleinsatz.

Soll ein Widerstand auf einen bestimmten ohmschen Wert getrimmt werden, so spricht man von Passivabgleich. Wird hingegen das Verhalten der gesamten Schaltung durch den Abgleich verändert, bezeichnet man dies als Aktivabgleich. Während des Trimmvorgangs wird das jeweilige Ausgangssignal ständig gemessen und mit dem programmierten Sollwert verglichen. Bei Erreichen des Sollwertes wird der Laserschnitt automatisch gestoppt.

Kann das Sollsignal der Schaltung auf einen Komparator zurückgeführt werden so ist dieses Signal direkt mit dem Laser auswertbar. Ein typisches Beispiel hierfür sind Näherungsschalter. Auch ein schneller Datentransfer über den IEEE-Bus ermöglicht einen kontinuierlichen Trimmschnitt. Voraussetzung dazu ist eine schnelle Signaländerung und ein stabiles Signal, das kurze Messzeiten < 2ms zulässt. Sind diese Bedingungen nicht erfüllt, so kann schrittweise abgeglichen werden, d.h. es wird wechselweise getrimmt und gemessen. Je näher das Signal dem Sollwert kommt, umso kleiner lässt sich dabei die Schrittweite wählen und so eine ausreichende Genauigkeit erzielen. Typische Beispiele hierzu sind Frequenzabgleiche bei niedrigen Sollfrequenzen.

Typische Signale
• Widerstand
• Spannung
• Frequenz
• Strom

Typische Applikationen
• Näherungsschalter
• Oszillatoren
• Sensoren
• Netzwerke

 

Bildverarbeitung korrigiert Toleranzen

Zur exakten Positionierung des Laserstrahls hat LS Laser Systems das bewährte Video-Edge-System entwickelt. Die Bildverarbeitung kann neben Kanten und Flächen (SMD-Widerstände) auch Muster erkennen. Damit hat der Anwender ein vielseitiges Hilfsmittel zur Korrektur seiner Bauteiltoleranzen zur Verfügung. Die Flächensuche erfasst automatisch die Fläche eines Chip-Bauelements und berechnet aus den Daten den Flächenschwerpunkt (Mittelpunkt des Bauteils), die Abmessungen sowie die Winkellage. Die konturbasierende Mustererkennung merkt sich die Kanten eines Referenzteils und vergleicht diese mit der zu suchenden Marke. Als Ergebnis wird der Versatz und die Winkellage ermittelt. Die Mustererkennung ist gegenüber der Kanten- und Flächenerkennung unkritisch bezüglich der Beleuchtung und fehlertolerant. So hat der Anwender alle Informationen zur Korrektur der Toleranzen zur Verfügung.

 

Flächensuche | Bildbearbeitung | Positionierung
Bild 3: Bildverarbeitung durch Flächensuche garantiert optimale Positionierung

 

Eine zuverlässige Bildverarbeitung ist jedoch von einer optimierten Beleuchtung abhängig. Deshalb besteht die LS-Beleuchtung aus monochromatischen Diodenclustern. Diese Cluster garantieren eine gleichmäßige und großflächige Beleuchtung des gesamten Arbeitsfeldes. Die Wellenlänge des Diodenclusters liegt nahe an der Wellenlänge des Laserstrahls und hat deshalb eine flache Sphäre nach der Abbildung durch die Planfeldlinse. Zusätzlich vermeidet dies Verzerrungen, die durch das Wellenlängenspektrum von Kaltlichtquellen entstehen. Deshalb arbeitet die Bildverarbeitung, unabhängig von der Brennweite der Planfeldlinse, im gesamten Bearbeitungsbereich zuverlässig. Optional lässt sich auch eine koaxiale Beleuchtung integrieren. Die koaxiale Beleuchtung ist besonders für Dünnfilmanwendungen auf hochreflektierenden Materialen geeignet.

 

Zusammenfassung

Die intelligente, benutzerfreundliche Software von LS Laser Systems steuert den Laservorgang beim Bearbeitungsprozess (trimmen, markieren)und kommuniziert mit der Peripherie und/oder einem Hostrechner. Soll die Laseranlage nicht in die Produktionslinie integriert werden, so lässt sich auch eine Stand-Alone Anlage als Insellösung mit Magaziniereinheiten für den Belade- und Entladevorgang realisieren.
Das große Know-How und die Erfahrungen der Laserexperten von LS Laser System bei der Konzepterstellung, Planung und Produktion von In-Line und Stand-Alone Systemen garantieren ausgereifte Anlagen. Die Laseranlagen beschriften Bauteile, Baugruppen oder Gehäuse zuverlässig und schnell oder gleichen elektronische Schaltungen zuverlässig und exakt ab. Diese Anwendungen der Lasertechnik liefern dem Anwender neue Möglichkeiten in der Baugruppen-Fertigung.

 

Kontakt

LS Laser Systems GmbH
Gollierstrasse 70
D-80339 München
Tel.: +49(0)89 502002-0
Fax: +49(0)89 502002-30
e-Mail: sales@ls-laser-systems.com
Web: www.ls-laser-systems.de

 


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