DAHLIA

Entwicklung eines hochintegrierten digitalen Hochleistungsbelichters für die Belichtung von Lötstopplacken (DAHLIA)

Laserdioden für industrielle Fertigungsprozesse

Die industrielle Platinenfertigung ist heute immer noch deutlich durch analoge Filmbelichtung dominiert. Die digitale Belichtung bietet gegenüber analogen Verfahren verschiedene Vorteile, denn sie ermöglicht eine sehr große Flexibilität und Kosteneinsparungen. Darüber hinaus steigen stetig die Anforderungen an Auflösung und Registriergenauigkeit beim Belichten, die mit herkömmlichen Filmbelichtern immer schwieriger zu erfüllen sind, sodass der Bedarf an digitaler Technik zunimmt. Diodenlaser sind bezüglich Anschaffungskosten, Lebensdauer und Wartungsaufwand außerordentlich attraktiv, sie wären daher die ideale Lichtquelle für digitale Belichter. Problematisch ist allerdings die derzeit und auch in absehbarer Zukunft viel zu geringe Leistung. Prinzipiell ist bekannt, dass durch inkohärente, spektral dichte Überlagerung mehrerer Lichtquellen die Gesamtleistung ohne Einbußen in der Strahlqualität erhöht werden kann.

Hochleistungsbelichter für Lötstopplacke

Durch inkohärente spektrale Überlagerung vieler Quellen kann die Leistung prinzipiell auf das notwendige Maß ge- steigert werden. Der für die Belichtung sehr schmale Spektralbereich sowie dessen Lage (nahes UV) macht jedoch die grundlegende Erarbeitung neuer Module und Systeme notwendig. Um eine sehr große Ausgangsleistung und eine hohe Brillanz realisieren zu können, müssen die Verluste aller Komponenten minimiert werden. Dies umfasst die spektrale Kompression der Laserdioden als auch die Darstellung der für die Überlagerung eingesetzten Dünnschichtfilter. Zugleich ermöglicht der Einsatz neuer schnellerer Scansysteme eine erheblich feinere digitale Rasterung, wodurch sich ein deutlicher Qualitätsvorteil erreichen lässt.

Im Rahmen des DAHLIA-Projektes haben sich die Industriepartner Limata, Omicron-Laserage und LFK Oertel zusammengetan, um einen neuen digitalen Belichter zu entwickeln, der auf Laserdiodentechnik mit spektraler Superposition basiert. Hiermit sollen bei kurzen Taktzeiten auch Lacke belichtet werden können, die eine hohe Lichtmenge benötigen, wie z.B. Lötstopplacke. Zwei auf Ihrem Forschungsgebiet jeweils führende Institute der Fraunhofer Gesellschaft unterstützen die Partner mit Grundlagenuntersuchungen zur Scanner- bzw. Dünnschichttechnik. Durch die Einführung einer digitalen Belichtungstechnik hoher Energiedichte eröffnet sich ein breites Einsatzfeld in der Leiterplattenfertigung. Darüber hinaus können aber auch Hochleistungssysteme bei Diodenlasern in anderen volks- wirtschaftlich bedeutenden Themen zum Einsatz kommen. Beispiele sind die Laser-Materialbearbeitung, Medizintech- nik oder Mikroskopiesysteme für die Materialanalyse.

Projektdetails

Koordinator

Dipl.-Ing.Sönke-Nils Baumann
Omicron-Laserage Laserprodukte GmbH
Raiffeisenstr. 5 e, 63110Rodgau
+49 6106 8224-12

Projektvolumen

1.629.031 EUR (57,4% Förderanteil durch das BMBF)

Projektdauer

01.12.2015 - 30.11.2018

Projektpartner

Omicron-Laserage Laserprodukte GmbHRodgau
Limata GmbHIsmaning
Fraunhofer-Institut für Siliziumtechnologie (ISIT)Itzehoe
Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik (IST)Braunschweig
LFG-Eckhard Oertel e.K. (assoziierter Partner)Gera