Über 1000 Installationen: Paladin – der Standard für quasi-Dauerstrich UV Laser

Seit seiner Einführung 2001 hat sich Coherents Paladin zum unangefochtenen Standard für quasi-Dauerstrich UV-Hochleistungslaser in der Materialbearbeitung entwickelt. Mit mehr als 1000 Installationen hat die Produktlinie Lasergeschichte geschrieben. Dieser Erfolg basiert auf herausragenden technischen und wirtschaftlichen Eigenschaften. Zum Beispiel:

• Die Paladin Linie kommt mit einem breiten Leistungsspektrum: 2 W, 4 W, 8 W, 10 W, 16 W. Der Anwender kann die optimale Leistung und somit das beste Preis-Leistungs-Paket für seine Anwendung wählen.
  
  
• Höchste Zuverlässigkeit und Lebensdauer werden unter anderem garantiert durch Verwendung von AAA™ Pumpdioden (Aluminium Free Active Area Technologie mit MTBFs > 40.000 Stunden), Reinraumfertigung mit Coherent's PermAlign™ Technologie (Fixieren optischer Komponenten durch Löten, dadurch beste optische Justage und Stabilität über die gesamte Lebensdauer des Lasers) und hermetische Versiegelung des Laserkopfes.
  
  
• Wartungsfreier Betrieb mit stabilen Parametern über Tausende von Stunden u.a. durch komplette Rechnersteuerung mit automatischer SHG/THG Optimierung. Stillstandsfreier Betrieb plus hoher Wirkungsgrad führen zu bester Wirtschaftlichkeit (Investition, Betrieb, Wartung) in seiner Klasse.
  
  
• Hohe UV (355 nm) Pulsspitzenleistungen, kurze Laserpulse (Picosekunden), hohe Repetitionsraten (80 bzw. 120 MHz), exzellente Strahlqualität (z.B. TEM₀₀, M² < 1.2) ermöglichen Materialbearbeitungen mit minimalen thermischen Effekten, µm-Präzision und höchster Prozessqualität.

Paladin ist heute ein anerkanntes industrielles Werkzeug, das Eingang in eine Vielzahl von Anwendungen gefunden hat. Beispiele:

LDI (Laser Direct Imaging) von Leiterplatten

Die Entwicklung hin zu Miniaturisierung, höherer Funktionalität, Flexibilität und Prozessgeschwindigkeit und zu reduzierten Kosten führt auch zu High-Density Interconnect (HDI) Leiterplatten mit einer wachsenden Zahl von Schichten, dünneren Schichten, schmaleren Leiterbahnen, kleineren Pads, Vias, Durchkontaktierungen. Die Losgrößen werden kleiner, die Lieferzeiten kürzer. Just-in-Time Manufacture ist kein Schlagwort mehr: es ist gelebter Alltag. In diesem herausfordernden Umfeld hat sich LDI, das direkte Laserbelichten von mit Photoresist beschichteten Leiterplatten, zu einer etablierten Technologie mit hunderten von Installationen etabliert.

Beim LDI-Standardverfahren wird der Laser mit schnellen Scannern Linie für Linie über die Leiterplatte gefahren und schreibt die Schaltkreisstrukturen direkt in den Photoresist. Während eines Linienscans wird der Laserstrahl gemäß der zu belichtenden Struktur ein- und ausgeschaltet. Der Prozess ist vollständig rechnergesteuert und -kontrolliert durch das Frontend-CAM-System der Anlage. Fotowerkzeuge (Filme, Masken etc.) sind nicht mehr erforderlich.

Schlüsselvorteile des LDI gegenüber herkömmlichen Verfahren sind keine mit Filmen einhergehenden Qualitätsprobleme, höhere Genauigkeit, Flexibilität, Zeit- und Kostenersparnis bei der Erstellung von kleinen und mittleren Losgrößen.

Strukturieren von Dünnschichten

FPD-Dünnschichten wie transparente ITO-Anoden werden selektiv und genau mit hoher Geschwindigkeit ohne Zerstörung des Substrats strukturiert. Der Laser ersetzt herkömmliche mechanische und chemische Verfahren. In derselben Station kann der Laser auch zur Reparatur z.B. von Kurzschlüssen oder zur Entfernung von Schichtdefekten eingesetzt werden.

Ritzen von Saphir

Bei LEDs, wie sie z.B. in FPDs und Hochleistungsanwendungen zum Einsatz kommen, werden GaN-beschichtete Saphirwafer eingesetzt. Saphir eignet sich wegen seiner Gitterpassung zu GaN, seiner hohen Transparenz und guten thermischen Leitfähigkeit. Aber das Material ist auch teuer, hart, spröde und damit schwer zu bearbeiten. Paladin's kurze, intensive UV-Laserpulse, seine herausragende Leistungsstabilität und Strahlqualität ermöglichen auch diesen kritischen Werkstoff mit sehr guter Qualität und schmalen Spuren zu bearbeiten.

Ritzen von low-k Dielektrika

Mit abnehmender Größe der integrierten Schaltkreise werden auch die Isolationsräume zwischen Leiterbahnen, Kontakten, Komponenten kleiner. Hohe Schaltkreis- geschwindigkeiten erfordern geringe Impedanzen. Das setzt Materialien mit kleiner Dielektrizitätskonstante voraus. Diese sogenannten low-k Dielektrika sind oft weich und verursachen bei der mechanischen Bearbeitung, Beispiel Singularisieren mit Diamandsäge, Absplittern (chipping) und Delamination. Paladin Kurzpuls-UV-Hochleistungslaser schneiden die low-k Epitaxialschichten "chipping-free", mit hoher Prozessgeschwindigkeiten und µm-genau.

Laser-Stereolithograpie zum Rapid Prototyping und Rapid Manufacturing

Dieses neue Verfahren erzeugt schnell  komplexe 3D-Teile aus einem Photopolymer direkt über ein CAD-Programm ohne irgendein mechanisches oder chemisches Bearbeiten. Verglichen mit dem üblicherweise eingesetzten Q-switch UV Laser ermöglicht der Quasi-Dauerstrich Paladin höhere Auflösung, feinere Konturen und glattere Oberflächen.

Heute werden Paladin-Laser in einer Vielzahl sehr unterschiedlicher Anwendungen eingesetzt. Aber das Potential dieses aufregenden Produktes und seiner Technologie ist bei weitem noch nicht ausgeschöpft. Sie haben eine heikle Anwendung und suchen nach Wegen der Bearbeitung? Dann zögern Sie nicht: kontaktieren Sie Dr. Torsten Rauch, Product Manager der Paladin Produktlinie. Gern bespricht er mit Ihnen die Möglichkeiten, aber auch Grenzen unserer Technologie.

Dr. Torsten Rauch, Tel.: +49 (0)451 3000 375, E-Mail: Torsten.Rauch@Coherent.com

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Zu Coherent, Inc.

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