Technische Universität Dresden Institut für Elektronik ... · Forschungsschwerpunkte 6 2 Forschungsschwerpunkte Das Institut für Elektronik-Technologie befaßt sich in Forschung

TechnischeUniversitätDresden

Institut fürElektronik-Technologie

Technische Universität Dresden

Fakultät Elektrotechnik

Institut für Elektronik-Technologie

J a h r e s b e r i c h t 1998

Fakultät ElektrotechnikInstitut für Elektronik-Technologie

01062 Dresden

Telefon: +49 351 463 5409Fax: +49 351 463 7069

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TechnischeUniversitätDresden

Institut fürElektronik-Technologie

InhaltSeite

1 Vorwort............................................................................................ 5

2 Forschungsschwerpunkte................................................................ 6

3 Institutsmitarbeiter........................................................................... 8

4 Lehre................................................................................................ 104.1 Vorlesungen, Übungen, Praktika.......................................... 104.2 Diplomarbeiten...................................................................... 114.3 Studienarbeiten...................................................................... 114.4 Gaststudenten........................................................................ 12

5 Dissertationen.................................................................................. 12

6 Forschungsprojekte......................................................................... 136.1 Vertraglich gebundene Forschung........................................ 136.2 Beiträge aus der Forschungstätigkeit.................................... 21

7 Zentrum für mikrotechnische Produktion ZµP............................... 39

8 Weitere Aktivitäten......................................................................... 428.1 Patente................................................................................... 428.2 Bücher und Vorlesungsskripte.............................................. 428.3 Wissenschaftliche Veröffentlichungen und Vorträge........... 428.4 Wissenschaftliche Veranstaltungen am Institut.................... 478.5 Dienst- und Beratungsleistungen, Gerätepark...................... 488.6 Institutionelle und persönliche Mitgliedschaften................. 548.7 Teilnahme an Messen und Ausstellungen............................ 54

9 Gäste am Institut.............................................................................. 55

Vorwort

5

1 Vorwort

Auch im Jahre 1998 bewältigten die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter desInstituts für Elektronik-Technologie wieder sehr erfolgreich die vielfältigen undumfangreichen Aufgaben in Forschung, Lehre, Technologietransfer undÖffentlichkeitsarbeit. In den Forschungsgebieten Qualität und Zuverlässigkeittechnologischer Prozesse der Elektronik, Verfahrenstechnologie für dieHerstellung elektronischer Baugruppen und in der Dickschicht-Hybridtechniksowie der automatischen visuellen Inspektion und Bildverarbeitung wurdenneue Ergebnisse erzielt und in die Praxis überführt. AlsSchwerpunktlehrveranstaltungen wurden Eektroniktechnologie, Geräte-technologie, Technologische Prozesse, Fertigungstechnik, Prüftechnik,Lasertechnik, Baugruppentechnologie und Qualitätssicherung angeboten. Auchdie Forschungskooperation mit der Elektronik-Industrie hat sich erweitert undvertieft.Das Zentrum für mikrotechnische Produktion (ZµP) befindet sich nach derGründung im Jahre 1996 in einer stabilen Phase und hat eine vielseitigeAusstrahlung in die Klein- und mittelständische Industrie.Der Sächsische Arbeitskreis Elektronik-Technologie im VDE unterstütztebenfalls sehr wirkungsvoll das Bemühen des Instituts um eine weitereVertiefung der Kooperation im Freistaat Sachsen.Auch die Anzahl der Beiträge auf internationalen Konferenzen undAusstellungen hat weiter zugenommen und Anerkennung gefunden.

Wie es in den letzten Jahren schon zu einer guten Tradition geworden ist,möchte ich diesen Rückblick auf das Jahr 1998 zum Anlaß nehmen, allenMitarbeitern in Lehre, Forschung und Verwaltung für ihren Einsatz sowieunseren Kooperationspartnern, Freunden und Förderern für die guteZusammenarbeit sehr herzlich zu danken.

Prof. Dr.-Ing. habil. W. SauerGeschäftsführender Direktor

Forschungsschwerpunkte

6

2 Forschungsschwerpunkte

Das Institut für Elektronik-Technologie befaßt sich in Forschung und Lehre mit allen Fragenrund um die Herstellung von elektronischen Baugruppen oberhalb der Chipfertigung.Besonderes Augenmerk wird dabei auf Probleme der Schaltungsträger, der Bestückung vonBauelementen unterschiedlichster Art (vom Die, über Chip-Bauelemente bis zum BGA) aufdiese Schaltungsträger und deren technologische, qualitative und logistische Beurteilung undBehandlung gelegt. Die Spezialisierung der Professuren stellt sich wie folgt dar:

Professur für Prozeßtechnologie der ElektronikProf. Dr.-Ing. habil. Wilfried Sauer

Wissenschaftlicher Gegenstand:

Analyse und Synthese komplexer technologischer Prozesse zur Fertigung elektronischer Bau-gruppen unter besonderer Berücksichtigung stochastischer Einflußgrößen in teil- und voll-automatisierten Produktionssystemen.

Schwerpunkte:

• Modellierung und Optimierung komplexer technologischer Prozesse in flexibel auto-matisierten Fertigungseinrichtungen der Elektronik-Produktion mit Methoden der rech-nergestützten prozeßbegleitenden Simulation

• Theorie der Bestückgenauigkeit als qualitätsbestimmende Größe des Fertigungs-prozesses unter Berücksichtigung einer großen Anzahl von stochastischen und deter-minierten Einflußfaktoren

• Untersuchungen zur Zuverlässigkeit von SMT-Lötstellen zur Gewinnung objektiverKriterien für die optische Bewertung

• Qualitätsdatenerfassung und -verarbeitung einzelner und komplexer technologischerProzesse zur Fertigung elektronischer Flachbaugruppen

• Entwurf, Simulation und Anwendung von rechnergestützten Qualitätssicherungs-systemen in der Elektronikfertigung, insbesondere Anwendung der statistischenQualitätskontrolle

• Systemtheorie für technologische Prozesse.


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Professur für Verfahrenstechnologie der ElektronikProf. Dr.-Ing. habil. Klaus-Jürgen Wolter

Wissenschaftlicher Gegenstand:

Technologische Verfahren für die Fertigung elektronischer Baugruppen unter dem Aspektwachsender Anforderungen an die Packungsdichte, Verdrahtungsdichte und Zuverlässigkeitsowie automatisierter Fertigungsprozesse.

Schwerpunkte:

• Technologieentwicklung und Verfahrensoptimierung zur Mehrschicht- und Mehr-lagentechnik unter Einbeziehung neuer Materialsysteme

• Realisierung hochgenauer Dickschichtstrukturen und speziell geformter Keramik-substrate

• Applikativ orientierte Arbeiten zum Lotpastendruck im Ultra-fine-pitch-Raster• Untersuchungen zur Lasermaterialbearbeitung in der Elektronik. Beiträge zur rech-

nergestützten Bearbeitung technologischer Problemstellungen (Modellierung, Simu-lation, wissensbasierte Systeme)

• Applikative Untersuchungen zu neuen Leiterplattentechnologien

• Rechnergestützte Untersuchungen zu Algorithmen der Bildaufnahme, -verarbeitung und-auswertung. Anwendung der Bildverarbeitung für die automatische Inspektion vonLeiterplatten, Lageerkennung von Boards und Bauelementen in technologischenAusrüstungen der Elektronikmontage. Qualitätskontrolle von Lötstellen durch Röntgen-inspektion.


8

3 InstitutsmitarbeiterTel.-Nr.

Geschäftsführender Direktor Prof. Dr.-Ing. habil. Wilfried Sauer 5409

Professur Prozeßtechnologie der Elektronik

Professor Prof. Dr.-Ing. habil. Wilfried Sauer 5409

Institutssekretärin Annelies Hegewald (bis 31.08.98)Barbara Teichmann (seit 01.09.98) 5409

Oberassistent Dr.-Ing. Heinz Wohlrabe 5479

Wissenschaftliche Mitarbeiter Dr.-Ing. Reinhard Bauer 6428Dipl.-Ing. Dietmar Daniel 2079Dr.-Ing. Markus Detert 2079Dipl.-Ing. Dirk Hampel 5423Dr.-Ing. Andreas Herenz 2079Dipl.-Ing. Alexander Katzung 2478Dipl.-Ing. Martin Oppermann 5051Dr.-Ing. Gerald Weigert 6439Dipl.-Ing. Sebastian Werner 5051Dr.-Ing. Thomas Zerna 3274

Stipendiaten Dipl.-Ing. Daniel Leonescu (seit 01.10.98) 6410Dipl.-Ing. Evdalina Papazova-Sabeva 5423

Technischer Mitarbeiter Techniker Carsten Ließ 2718


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Professur Verfahrenstechnologie der Elektronik

Professor Prof. Dr.-Ing. habil. Klaus-Jürgen Wolter 6345

Sekretärin Ines Zscheile (bis 31.03.1998)Steffi Wenke (seit 01.07.1998) 6345

Wissenschaftliche Mitarbeiter Dr.rer.nat. Rolf Biedorf 6426Dr.-Ing. Safa Kareim Essa 6334Dipl.-Ing. Thomas Herzog 2086Dipl.-Ing. Marco Luniak 2086Dipl.Ing. Angelika Paproth (seit 01.04.98) 3007Dipl.-Ing. Lars Rebenklau 2478Dr.-Ing. Peter Streubel 4476

Technische Mitarbeiter Dr.-Ing. Gerald Hielscher 6428Dipl.-Ing. Günther Jahne 6426


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4 Lehre

4.1 Vorlesungen, Übungen, Praktika

Lehrveranstaltung V / Ü / P TeilnehmerBaugruppentechnologieProf. Dr.-Ing. habil. K.-J. Wolter

2 / 0 / 2 Studienrichtung Feinwerk- undMikrotechnikStudienschwerpunkt Elektronik-Technologie

Elektronik-TechnologieProf. Dr.-Ing. habil. K.-J. Wolter

2 / 0 / 2 Studienrichtung Feinwerk- undMikrotechnik

FertigungstechnikProf. Dr.-Ing. habil. W. Sauer,Prof. Dr.-Ing. habil. G. Gerlach(Institut für Festkörperelektronik)

2 / 1 / 0 Studiengang Elektrotechnik,Studiengang Wirtschaftsingenieurwesen(Fachstudium)

GerätetechnologieProf. Dr.-Ing. habil. K.-J. Wolter

2 / 1 / 0 Studienschwerpunkt Elektronik-Technologie

HybridtechnikProf. Dr.-Ing. habil. K.-J. Wolter,Dr.-Ing. R. Bauer


LasertechnikProf. Dr.-Ing. habil. K.-J. Wolter

2 / 1 / 0 Studienrichtung Feinwerk- undMikrotechnikStudienschwerpunkt Elektronik-Technologie

QualitätssicherungProf. Dr.-Ing. habil. W. Sauer


Simulation vonFertigungsprozessenDr.-Ing. G. Weigert


Technologische ProzesseProf. Dr.-Ing. habil. W. Sauer


Visuelle InspektionProf. Dr.-Ing. habil. K.-J. Wolter


Zuverlässigkeit technologischerProzesseProf. Dr.-Ing. habil. W. Sauer


Systemtheorie derElektronikproduktionProf. Dr.-Ing. habil. W. Sauer,Dr.-Ing. G. Weigert



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4.2 Diplomarbeiten

Erarbeitung einer Konzeption zur powerzyklischen Alterung von LötverbindungenF. Hammer; Prof. Dr.-Ing. habil. K.-J. Wolter, Dr.-Ing. habil. H.-J. Albrecht (Siemens AG Berlin)

Entwicklung von Verdrahtungsträgern für Chip Size PackagingJ. Zehrtner; Dr.-Ing. G. Hielscher

Beiträge zur Prozeßkontrolle und -steuerung vollautomatischer US-DrahtbonderM. Koch; Prof. Dr.-Ing. habil. K.-J. Wolter, Dr. E. John (ASEM GmbH Dresden)

Optimierte Ballmontagetechnologien für Muster- und KleinserienS. Mühle; Prof. Dr.-Ing. habil. K.-J. Wolter, Dipl.-Ing. Woldt (MPD), Dipl.-Ing. Schneider (MPD)

Untersuchungen zur Verarbeitbarkeit modifizierter Lote in der FlachbaugruppenfertigungJ. Keller; Prof. Dr.-Ing, habil. K.-J. Wolter, Dr.-Ing. habil. H.-J. Albrecht (Siemens AG Berlin)

Simulation und Optimierung einer SMT-FertigungTh. Jähnig; Dipl.-Ing. D. Hampel

Simulationssystem für die Optimierung von Fertigungsabläufen in der ElektronikI. Jurecka; Dr.-Ing. G. Weigert

Entwicklung und Implementierung eines Verfahrens zur automatischen und optimierten Einstellungvon Beleuchtungsparametern für BestückautomatenM. Hedrich; Prof. Dr.-Ing. habil. K.-J. Wolter, Dipl.-Ing. G. Wittmann (Siemens AG)

Entwicklung eines HIGH-DISPENSERS für KlebstoffeR. Springer; Prof. Dr.-Ing.habil. K.-J.Wolter, Dipl.-Ing. G. Miksch (ASEM)

Untersuchungen zur Montage von ungehäusten Bauelementen auf LeiterplattenJ. Solowjow; Dr.-Ing. P. Streubel, Prof. Dr.-Ing. K.-J. Wolter

4.3 Studienarbeiten

Ceramic-Multichipmodule for High Power ApplicationV. Strickert; Dr.-Ing. R. Bauer

Hybridtechnologie mit fotostrukturierenden DickschichtpastenS. Löffler, Dr.-Ing R. Bauer


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4.4 Gaststudenten

M. Switluk , Technische Universität Wroclaw, PolenOktober 1997 bis Februar 1998Applikation fotostrukturierbarer DickschichtpastenBetreuer: Dr.-Ing. R. Bauer

M. Henke, Technische Universität Wroclaw, PolenOktober 1998 bis FebruarMultichipmodule mit hoher Integrationsdichte in Low Temperature Cofiring Ceramic MultilayerTechnologieBetreuer: Dr.- Ing. Bauer

S. Torres Baus, Universitat Politecnica Catalonia BarcelonaNovember 1998 bis März 1999Measuring od Temperature Profiles of Reflow Oven an Calculation of Machine CapabilitiesBetreuer: Dr.-Ing. Wohlrabe

D. A. Martinez, Universitat Politecnica Catalonia BarcelonaNovember 1998 bis März 1999Implementation of Quality Cost Models used in electronics Manufacturing into the SimulationSystem „ROSI“Betreuer: Dipl.-Ing. Oppermann

A. Lago Garcia, Universitat Politecnica Catalonia BarcelonaUntersuchungen zur prozeßbegleitenden Simulation von Fertigungsprozessen in derElektronikproduktionBetreuer: Dr.-Ing. Weigert, Dipl.-Ing. S. Werner

5 Dissertationen

Dr.-Ing. S. K. EssaBeiträge zur automatischen Röntgeninspektion in der ElektronikVerteidigt am 30. März 1998

Dr.-Ing. M. KeilBeiträge zur Beschreibung des Qualitätsverhaltens in der Oberflächenmontageverteidigt am 11. Juni 1998

Dr.-Ing. M. DetertEinfluß von Fertigungstoleranzen auf das Alterungsverhalten von Lötverbindungenverteidigt am 27. Juni 1998


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6 Forschungsprojekte

6.1 Vertraglich gebundene Forschung

"Innovations-, Ausbildungs- und Weiterbildungszentrum für mikrotechnischeProduktion"

Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. habil. Wilfried Sauer

Mitarbeiter: Dr.-Ing. Thomas Zerna (Koordination);Dipl.-Ing. Dietmar Daniel; Dipl.-Ing. Markus Detert; Dr.-Ing.Andreas Herenz; Carsten Ließ (Techniker)

Finanzierung: BMBF

Laufzeit: 07/95 - 06/99

Beschreibung/Ergebnisse:

Das „Zentrum für mikrotechnische Produktion“ im Kompetenznetzwerk µTP konnte seineAktivitäten auf dem Gebiet des Wissens- und Know-How-Transfers in Zusammenarbeit mit allenPartnern des Konsortiums weiter ausbauen. Durch Klausurtage mit den Experten derVerbundprojekte PROBOS, PROBAT und SIMTEST war die Möglichkeit gegeben, neuesteForschungsergebnisse auch der Industriepartner aufzubereiten und in die Transferveranstaltungen desZentrums aufzunehmen. Die Durchführung von Seminaren wurde kontinuierlich fortgesetzt.Höhepunkt im Jahr 1998 war zum einen die dreitägige Abschlußpräsentation der genanntenVerbundprojekte auf der Messe SMT 98 in Nürnberg. Die Ergebnisse der Präsentation wurden imGMM-Fachbericht 24 des VDE-Verlages veröffentlicht. Den Vertrieb dieser und anderer Unterlagenübernahm das ZµP als weitere Transferleistung. Auch die Organisation und Durchführung desnunmehr 5. Workshops

Mikrotechnische Produktion, diesmal bei der Firma Bosch Telecom Radeberg GmbH, war eineHerausforderung an das Zentrum und ein Beitrag zur Umsetzung des Transferkonzeptes.


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Verbund-Projekt "Verfahrens- und Anlagenentwicklung zum plasmagestütztenReflowlöten elektronischer Baugruppen - Erarbeiten einer plasmaverträglichenKlebetechnologie"

Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. habil. Klaus-Jürgen Wolter

Mitarbeiter: Dipl.-Ing. Thomas Herzog

Wissenschaftl. Zusammenarbeit: BuS Elektronik GmbH Riesa; Fraunhofer InstitutZuverlässigkeit und Mikrointegration (IZM) Berlin; TechnicsPlasma GmbH Kirchheim; SMT & Hybrid GmbH Weißig beiDresden

Finanzierung: BMBF

Laufzeit: 10/96 - 08/99


Die Arbeitsschwerpunkte liegen im Erarbeiten einer plasmaverträglichen Klebetechnologie, denUntersuchungen zur Auswahl plasmabeständiger Klebstoffe, der Überprüfung verschiedenerKleberauftragsverfahren und der Ermittlung plasmabedingter Einflüsse auf das Aushärteverhaltensowie die Untersuchung eventueller Oberflächenveränderungen der Kontaktwerkstoffe und dieBestimmung der Lötbeständigkeit der plasmaverträglichen Klebstoffe. Erste Entwürfe vonBauelementefixierungen für die Bauformen BGA, CSP und BC wurden erstellt.Erste Ergebnisse der bei Plasmabehandlung verbleibenden Rückstände auf dem Lot liegen vor.

"Optimierung von Fertigungsprozessen in der Elektronikproduktion durchprozeßbegleitende Simulation"


Mitarbeiter: Dr.-Ing. Gerald Weigert; Dipl.-Ing. Sebastian Werner

Finanzierung: DFG

Laufzeit: 02/94 - 09/98


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Das Experimentiersystem zur prozeßbegleitenden Simulation wurde auf der Basis der neuen Versiondes Simulationssystems ROSI grundlegend verbessert. Neben der Durchführung von Experimentenmit unterschiedlichen Modellen von Fertigungssystemen der Elektronikproduktion wurden auch diezugehörigen theoretischen Grundlagen weiterentwickelt. Die Ergebnisse wurden in einemAbschlußbericht zusammengefaßt.

Verbund-Projekt "ELPROMA - Innovative Elektronikproduktion im Maschinen-und Gerätebau"


Mitarbeiter: Dr.-Ing. Gerald Weigert; Dr.-Ing. Heinz Wohlrabe;Dipl.-Ing. Dirk Hampel; Dipl.-Ing. Martin Oppermann

Wissenschaftl. Zusammenarbeit: BMK professional electronics GmbH Augsburg; CaradonEsser GmbH Neuss; Drägerwerk AG Kiel; Lehrstuhl fürFertigungsautomatisierung und Produktionssystematik (FAPS)an der Universität Erlangen-Nürnberg; Geb. HellerMaschinenfabrik GmbH Nürtingen; HeidelbergerDruckmaschinen AG Heidelberg; Miele & Cie. GmbHGütersloh; Schlafhorst Electronics GmbH Mönchengladbach

Projektträger: Forschungszentrum Karlsruhe GmbH

Finanzierung: BMBF

Laufzeit: 04/97 - 04/99


Als Bestandteil des BMBF-Rahmenprogramms "Produktion 2000" wird das Projekt ELPROMAgefördert, um Lösungen zu spezifischen Problemstellungen der Elektronikproduktion im Maschinen-und Gerätebau zu erarbeiten. Das Institut für Elektronik-Technologie ist bei zwei Arbeitspunkten(AP) eingebunden:

Reduzierung der Qualitätssicherungskosten der Elektronikfertigung im Maschinenbau(Federführung: Institut für Elektronik-Technologie). Im Verlaufe des Jahres wurdenverschiedene Modelle zur Qualitätskostensenkung erarbeitet. Mit der Sammlung und Analyseder für die Berechnungen notwendigen Qualitätsdaten wurde begonnen.


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Optimierung der Prozeßketten bei der Elektronikproduktion im MaschinenbauEs wurde ein Simulationsmodell der Elektronikfertigung entwickelt auf dessen Grundlage dieOptimierung des Fertigungsablaufs erfolgen soll. Dafür erfolgte in einem Betrieb eineModellanpassung, und die Datenerfassung und -aufbereitung wurden durchgeführt.

Verbund-Projekt "Keramische Mikrosystem-Komponenten für die Mikrofluidik"


Mitarbeiter: Dr.-Ing. Reinhard Bauer; Dipl.-Ing. Lars Rebenklau

Wissenschaftl. Zusammenarbeit: GeSiM - Gesellschaft für Silizium-MikrosystemtechnikmbH, Rossendorf

Finanzierung: GeSiM - Gesellschaft für Silizium-MikrosystemtechnikmbH, RossendorfSächsische Aufbaubank, Bereich Technologieförderung

Laufzeit: 06/97 - 05/99


Ziel des Vorhabens ist es, Grundlagen für die industrielle Realisierung mikrosystemtechnischerKomponenten für die Mikrofluidik, auf der Basis der Low-Temperature-Cofiring-Ceramic-Multilayer-Technologie (LTCC-ML-T.) zu schaffen. Diese sollen eine mögliche, kostengünstigeAlternative zurSilizium-Technik, speziell bei kleinen Stückzahlen, bieten. Außerdem kann damit das Spektrum dereinsetzbaren Medien vergrößert werden.Unter Nutzung der LTCC-ML-Technologie werden einzelne keramische mikrofluidischeFunktionselemente realisiert. Darüber hinaus können diesen keramischen Komponenten inkomplexen keramischen Mikrofluidik-Module erzeugt werden. In diese sind elektrische undmechanische Funktionen integrierbar. Die konstruktiv-technologischen Untersuchungen zeigten dieMöglichkeiten und Grenzen der Gestaltung derartiger Baugruppen. Dabei konnten mikrofluidischeunktionselementeund ebenso erste Mikrofluidik-Module realisiert und erprobt werden.


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"Potentiometrischer Kohlendioxid-Sensor mit niederohmigem Ausgangssignal aufder Basis von Dickschichtsystemen auf keramischem Träger"

Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Klaus-Jürgen Wolter

Mitarbeiter: Dipl.-Ing. Marco Luniak

Wissenschaftl. Zusammenarbeit: Schirmer + Dr. Berthold Umwelttechnik GmbH, Waldheim

Finanzierung: SMWA

Laufzeit: 07/97 - 06/99


Ziel der Kooperation zwischen den Partnern ist die Entwicklung und Herstellung von keramischenGassensoren zur Detektion von Kohlendioxid. Dabei sollen verschiedene Konzeptionen auf Basisvon ionenleitenden Gläsern und porösem Keramikmaterial gemeinsam erarbeitet werden. Ergebnisder Kooperation soll ein miniaturisierter Gassensor sein, der bei ähnlich guten Meßergebnissen wieherkömmliche CO2-Sensoren auf Basis von Glaselektroden Vorteile in Bezug auf Robustheit,

Fertigungsorganisation und Herstellungskosten aufweist.

Verbund-Projekt "Montagegerechte Oberflächen auf Leiterplatten undMikrosystemschaltungsträgern",Teilthema: "Grundlagen Montageverhalten und Grenzflächenerscheinungen"


Mitarbeiter: Dr. rer.nat. Rolf Biedorf

Wissenschaftl. Zusammenarbeit: KSG Leiterplatten GmbH, Gornsdorf; Blasberg-GTL GmbH,Leipzig

Finanzierung: SMWA

Laufzeit: 11/96 - 10/98


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Entwickelt wurde ein Verfahren, das es ermöglicht, als montagegerechte Oberfläche auf Leiterplattenfeste Lotdepots mittels galvanotechnischer Verfahren herzustellen und für der Montage von SMD-Bauelemente im Reflow-Löten die notwendige plane, gut lötfähige Oberfläche und das erforderlicheLotmaterial bereit zu stellen. Das entwickelte Leitschicht verfahren (TopPad-Verfahren) geht von derTatsache aus, daß die Herstellung von Lotdepots auf Leiterplatten mit chemisch nicht modifizierterOberfläche der galvanischen Schicht nur auf der fertiggestellten Leiterplatte möglich ist. Kern derEntwicklungen waren die Untersuchungen zur Entwicklung der Leitschicht. Erarbeitet wurden dieVerfahren:

• Sputtern von Metallschichten

• chemisch/galvanische Metallisierung

• polymere Leitschichten.

Alle Verfahren sind qualitativ einsetzbar, zwischen den Vertragspartnern wurde jedoch das zweiteVerfahren als aussichtsreichstes Verfahren festgelegt und wurde weiter untersucht. Weiterhin wurdenUntersuchungen mit Zinn-Blei-Elektrolyten zu den Abscheidungsbedingungen, der erreichten

Topologie, den erforderlichen Toleranzen und dem Lötverhalten / Benetzungsverhalten der damithergestellten Lotdepots durchgeführt: Es erwiesen sich die Elektrolyte auf Methansulfonsäurebasisals

geeignet. Für weitere Oberflächen- und Strukturuntersuchungen wurden Messungen am Atom-Kraft-Mikroskop begonnen. Ein Pflichtenheft zur Festlegung der Leistungsparameter wurde zwischen denProjektpartnern vereinbart und in einem Statusseminar konnten gemeinsam mit dem Vertragspartnerund dem Vertreter des SMWA die Ergebnisse der bisherigen Arbeit bestätigt und die weitereZielrichtung festgelegt werden.

"Technologieentwicklung für eine mikrotechnische Gastherme für die minimalinvasive Chirurgie"

Projektleiter: Dr.-Ing. Reinhard Bauer

Mitarbeiter: Dipl.-Ing. H. Karnführ

Wissenschaftl. Zusammenarbeit: DMV Medizintechnik GmbH Hennigsdorf

Finanzierung: Förderung durch das Land Brandenburg

Laufzeit: 3/97 - 5/98


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Es wurden unterschiedliche Konzeptionen zur Realisierung der Gastherme unter Einsatz derDickschichttechnologie auf keramischen Trägern entwickelt und erprobt. Dabei zeigte sich, daß dieAnforderungen nach minimalem Druckgefälle, geringer Übertremperatur der Therme und sichererRegelung der Ausgangstemperatur vor allem mit einer Stapelbauweise sehr gut erreicht werdenkonnten. Die erprobten Testmuster zeigten sehr gute Funktionseigenschaften. Das Volumen und dieMasse der Gastherme konnte wesentlich reduziert werden, so daß eine direkte Ankopplung an denTrokar möglich erscheint.

"Untersuchungen und Applikation von Verdrahtungsträgern"


Mitarbeiter: Dr.-Ing. Gerald Hielscher

Wissenschaftl. Zusammenarbeit: TELECONNECT Dresden GmbH, Dresden

Finanzierung: TELECONNECT Dresden GmbH

Laufzeit: 01/98 - 12/98


Im Rahmen des Projekts wurde die Möglichkeit der Realisierung verschiedensterVerbindungsstrukturen auf Leiterplattenmaterial untersucht. Entsprechend der Vorgaben des AG´skonnten Applikationen angefertigt werden. Weiterhin wurden verschiedene Untersuchungen imDickschichtbereich durchgeführt. Das Projekt wurde erfolgreich abgeschlossen. Es wurdenBaugruppenmuster übergeben.

„Optimierung von Fertigungsverfahren der Elektronik-Technologie durchevolutionstheoretische Methoden“


Mitarbeiter: Dr.-Ing. Reinhard Bauer, Dipl.-Ing. Alexander Katzung


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Finanzierung: Stiftung Industrieforschung

Laufzeit: 01/98 - 12/99


Ziel des Projektes ist es, evolutionäre Optimierungsmethoden so aufzubereiten, daß sie fürIndustrieanwendungen im Bereich der elektronischen Produktion mit minimalen Aufwand anwendbarsind. Dazu wurde eine Software entwickelt, mit der ein breites Spektrum von Optimierungsaufgabenlösbar ist. Mit dieser Software wurden und werden eine Reihe von praxisrelevantenOptimierungsaufgaben gelöst. Die Ergebnisse dieses Projektes sollen vor allem kleinen undmittelständischen Unternehmen nutzbar gemacht werden.

„Bestimmung der Prozeß- und Maschinenfähigkeit von SMD-Ausrüstungen“


Mitarbeiter: Dr.-Ing. Heinz Wohlrabe

wissenschaftl. Zusammenarbeit: CYBERTRON Gesellschaft für Automation undQualitätsanalyse mbH

Finanzierung: CYBERTRON Gesellschaft für Automation undQualitätsanalyse mbH

Laufzeit: 03/98 - 02/99


Untersuchungsgegenstand ist die Adaption der aus dem Maschinenbau stammenden Definition vonProzeß- und Maschinenfähigjkeiten, speziell auf die Belange der Baugruppenproduktion mit Hilfe derSMD-Technik. Dabei wird sich besonders auf die Teilprozesse Lotpastendruck, Dispensen undBestücken konzentriert.Für die automatische Bestückung wurden besonders die schon vorhandenen Algorithmen zur Analysevon praktischen Meßergebnissen der Genauigkeit von Bestückautomaten präzisiert. Schwerpunkt wardie Ermittllung von Ursachen nachgewiesener Ungenauigkeiten, wie Fehler aus demPositioniersystem, der verwendeten Optiken usw.Völlig neu erarbeitet wurden die Grundlagen für die Überprüfung von Lotpastendruckern, u.a. dieMethodik dieser Überprüfung. Schwerpunkt hier war die Erstellung von Algorithmen für dieErmittlung der Verdrehung zwischen Substrat – Maske. Diese konnten erfolgreich bei mehrerenPraxispartnern getestet werden.Ein weiterer Schwerpunkt war die Aufstellung einer kompletten Fehlerrechnung für die verwendeteMethode.


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6.2 Beiträge aus der Forschungstätigkeit

GENERATING OF SOLID SOLDER BUMPS ON PRINTED CIRCUITBOARDS

K.-J Wolter, R. BiedorfDresden University of Technology, Germany

Department of Electrical Engineering; Electronics Technology Laboratory

ABSTRACTThe Technical University of Dresden in conjunctionwith a PCB - Manufacturer and a firm for electroplatingis investigating the promoted project "Mountingsurfaces on Printed Circuit Boards" and the possibilitiesto create solid solder deposits on PCB's byelectroplating. The aim of the project is a new method tocreate solid solder depots with an even surface.On a structured PCB with soldermask, there will be agalvanic solder film applied. This process uses anelectrical conducting and a UV-light - sensitive coating(photo resist) that is applied on the entire surface. In thenext step, the entire construction will be structured in away that the pads are free and electrical connected.Bumps will then be created by electroplating tin - lead(another materials for instance is tin-bismuth orcopper/electroless tin). Subsequently, the resist and theconducting - layer will be totally stripped. A surfacewith these kind of bumps do not have thermally orchemically induced damage, because the process of thePCB-manufacturing was already performed. By aplasma-treatment before soldering, the fluxfree

soldering of fine pitch and area array components arepossible.The technique can be used on all PCB's that are ready for arereflow -contacting for instance for DCA or another SMD. Itis favorable when fine structures around 100 µm andhigh solder depots are demanded. This technique can alsoreplace the actual stencil - print of solder, when the pitch issmall.

SURFACES TO MEET THE DEMANDS FOR THEASSEMBLY PROCESSRegardless of past construction practices, very dynamicchanges in requirements are taking place in the field ofprinted circuit board construction technique and they are asfollows:Ø The laminate now requires a higher glass transition

temperature as well as changes in flame resistance; theinsulating layers have become thinner; and the basicmaterial must now also be machinable by non-mechanical processes (e.g. Laser).


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Table 1Assembly

technologyAssembly surface

Necessarysurface

Delivered surface

Provision of soldermaterial by

Wave Soldering Solderablecopper

♦ Electro deposited tin-lead melted♦ Roller tinning♦ HAL-tinning♦ Organic cover layer (OSP)♦ Electroless Sn, NiAu, Pd..

Assemblymanufacturer (Wavesoldering machine)

Reflow-Soldering(incl. Flip-Chip,BGA etc.)

Solderable withthe necessarysolder amount

♦ HAL-tinning(quality is usually not enough)

♦ electroless tin♦ solderable metal (Ni/Au, Pd etc.

PCB manufacturer

♦ HAL-tinning +stencil printing of solder paste

♦ Copper circuit (with CSP) + stencil printingof solder paste

Assembly

♦ Solid solder depot(printing of solder paste, melting andplaning; electrodeposited solder bump)

PCB manufacturer

Wire bondingprocess

special Surface

♦ Electro deposited nickel-gold♦ Other bondable electro deposited metals♦ Inorganic protective coating (chromate)

PCB manufacturer

Adhesive bonding Special surface

♦ Electro deposited Nickel-Gold or other non-oxidising materials

♦ pure copper

PCB-manufacturer

Other bondingprocesses

Good electricalinterconnections

♦ Nickel-gold♦ other

usually PCB-manufacturer


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Ø The tracks have become smaller to allowinterconnections in the fine land pattern on siliconchips or on miniaturized components (BGA,CSP).

Ø The via's have become smaller to give more spacefor the wiring layout.

Ø Layer count and layer thickness are changingcontinuously.

Ø The land dimension will be decreasing from today's100 µm to 50 µm in the future

Ø The assembly technologies are adapting to the newsituation. While the wave soldering technique hadbeen the best solution for decades, today the reflowsoldering in its many variants is beginning todominate. The no-clean or fluxfree soldering are ingreat need.

Ø The mounting surfaces delivered by the PCBmanufacturer are now more and more adjusted tothe demands of the assembly. (Table 1)

Today the prime assembly technique of PCB's no longerlies with wave soldering, which had practically been theonly technique for decades, but now lies with reflowsoldering. The reason for this is due to the increased useof surface mount devices. These devices may also bemade machinable by wave soldering, however at greaterexpense due to the requirement for an additionalmounting step and the resulting more difficult repairs.Defects like shadow forming are often unavoidable.

Figure 1: Solid solder bump (300 x 300 x 40 mm³) inunmelted and melted (LASER-Reflow) state (surfaceLASER scan)

THE SOLID SOLDER BUMP (SOLID SOLDERDEPOT)Reasons for the manufacturing of solid solder bumps(solid solder depots SSD):- An increasing use of the reflow soldering technique

in the assembly process has resulted in therequirement to constantly maintain a sufficientamount of solder material

- The avoidance of assembly defects due to mask printingof solder pastes (65 % of assembly defects are based onmask printing)

- The necessity to obtain reliable contact with thecomponent. Therefore it is required to climb over theheight of the solder mask wherein the pad is submerged.A solid solder deposit consists of 100 % of the assemblymaterial (tin-lead). A sinking in of the surface becauseof escaping flux like by solder pastes is not possible andso is for the melting a visible height increaserecognizable.

- The fluxfree soldering of fine pitch by plasma treatmentis possible.

There are various processes for the manufacturing of solidsolder depots. Several of these current processes are shownin the following figures:

Figure 2A: Hot air levelling (dip soldering process))• Wavy, spherical surface• indefinite solder amount and solder height

Figure 2B: Solder printing (stencil printing)• limited fine pitch• frequent defects (65 % of defect number

in the assembly process)

Figure 2C: SIPAD (solder-paste melted, levelled)• Complicate process• Expensive equipment• Limited fine pitch• Limited solder amount

OPTIPAD (dip soldering, levelling)• special resist and expensive equipment


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• Limited fine pitch and solder amount

Figure 2 D HIGH-PAD (KO-PAD) (solder iselectrodeposited before manufacturing of the tracks)

• nickel or tenting technology• galvanic tin-lead, unmelted• solder with thermal and/or chemical

induced defects

Dispense processes• Dispensing of solder paste or liquid

solder balls just before assembly• serial processing of pads

Another process for the manufacturing of solid solderbumps with the aid of electroplating is represented inthis paper. The advantage of that process is:- Realisable in an uninterrupted pass by the PCB

manufacturer using their own equipment andtechnologies

- Avoiding of possible mask printing defects- Reaching of finer structures because of the limited

possibilities and the increasing expenditure of themask printing

- Providing more contact material without additives

A disadvantage of that technology is that thecomponents cannot stick to the solder bump as opposedto the solder paste. This is why the use adhesivebumping of the devices or of an adhesive flux isabsolutely necessary.

The TopPad process

25-50 µm

solder mask

tracks/pads (lands)

laminate

≈≈35µm

≈≈10µm

Figure 3: Objective for the solid solder bumps byelectroplating

The objective for the manufacturing of solid solderdepots is committed to the topology of the PCB withsolder pads, the height of the solder mask and the lateraldimensions of the PCB. Figure3 explains the necessarygeometry's.Plane and solid layers of tin-lead are cost-effective tomanufacture by electroplating using the existingelectrolytes and facilities. By means of usual

photolithography, a structural plating is possible. Thesurface of that electroplated layer is pure and plane.Possibilities to arrange that technology for manufacturingsolid solder depots in the PCB process are shown in figure 4.

If the solder bump is realised during the PCB process, cost-effective galvanic processes could be applied. But it is alsoknown that because of the following etching processes andthermal processes, the clean galvanic surface is so strongcorroded that you cannot speak about a solderability. Alsobe means of interim layers, it is impossible to preventoxidation. Therefore, a second process was given prioritytreatment, where the moun-

Ø

laminated copper

Laminated isolation

through hole plating

Electro-deposited

solid solder bumpelectrodeposited

metal resist

laminated

dry film resist

Ø

Solder mask

Integration ofgalvanicmanufacturing ofsolder bumps inthe technologicalPCB process(HighPad processetc.)

Manufacturing ofsolder bumps aftercompletion of PCB(TopPad process)

TopPadNo Etch,

No Burn in

Figure 4: Arrangement of a technology for galvanicmanufacturing of solid solder bumps in the PCB process

ting surface is realized after the PCB process and before theassembly.

The principle process is conveyed in Figure 5:

The TopPad process is based on the fact that the pads of analready structured PCB are not completely connectedtogether. The variant to realize solid solder bumps on thesepads by a currentless chemical process is excluded becauseof the necessary solder amount (layer thickness). That's whyit is recommended to build up a temporary electricallyconductivity between the pads. Possibilities for amanufacturing of such conductive layers are:• inorganic conductive materials (graphite, soot, sulfide)

N i


25

• intrinsic conductive polymers (polyaniline,polythiophen)

• applying of a metal layer over the whole PCBsurface

• applying of a conductive polymer paste

After several tests the following processes wereselected:- Sputter of aluminium: That technology is simple to

practise and the aluminium is easy to handle inchemical processes. But for the PCB manufacturer,supplementary equipment is necessary.

- Chemical plating of copper: Processes and know-how are present by the PCB manufacturer.

- Polymeric conductive ink or the combination between aconductive ink and a dry film photo resist: The realizingof conductive layers by polymeric inks should beespecially cost-effective and unproblematic. Theseconductive inks could be manufactured as photo-imageable resists and are so to structure.

Starting State 1. Interim Step:structural PCB whole space structurable conductive layer and resist layer

2. Interim Step Finish State

resist and conductive layer solid solder depots separated onstructured insulating padsgalvanic tin-lead

ElectrodepositedSolder bump

Device

Figure 5: Conductive layer process (TopPad process)

The photolithographic cover layer is usually made of adry film photo resist which has the following properties:- Plasticity to levelling the roughness of a real PCB

(height of the tracks and height of solder mask)- Excellent possibilities to very fine structuringThe selection of the electrolyte for the galvanic tin-leadalloy is oriented by the following aspects:

High plating velocity (3 - 5 µm/min)Good solderability of the alloy (few gloss

additives)Plane surfaces (certain roughness is permissiblybecause of the 50 % height increase during thereflow soldering)

CuPad

Solder mask

Basismaterial

Laminate

Resist layerConductivelayer


26

Methane sulphone acid was applied as electrolyte.

At the figure 6 such a solid solder bump manufacturedby means of a plastic dry film photo resist is to be seen:

Figure 6: SEM image of the side of a 300 µm tin-lead solder bump on a copper pad (in the foregroundthe solder mask)

THE ASSEMBLY PROCESSThe use of printed circuit boards with solid solderdeposits needs an activating-process. The surface iscovered with a small layer of oxide and organiccontaminations. This layer must be removed before theassembly process. This is possible with:- use a no-clean-flux. It must be adhesive - the

devices hold on to the board during the assemblyprocess

- use a plasma-based reflow-soldering processThe last process is the fluxfree soldering of fine-pitchand area array components (µBGA’s) possible. Theplasma treatment before soldering results in theactivating and depassivating of the solder deposits andcontact pins. The TopPad-Process guarantee a verysmall cover layer of oxide. The plasma cleaning reliablyreduce oxides and organic contaminations from thesolder deposits and from the contact pins of the devices.

This process demands a special plasma cleaning moduleintegrated in the assembly line. Then the assemblyprocess take this form (Figure 7):


27

Figure 7: Assambly process

REFERENCES[1] Patent DE 197 16 044.1 R. Biedorf, Verfahren zur Herstellung von festen Lotdepots auf Leiterplatten[2] K.-J. Wolter, R. Biedorf, “Generating of Solid Solder Bumps on printed Circuit Boards für Direct Chip Attachment

(DCA)”, ISSE’98 21st International Spring Seminar on Electronics Technology, Mai 4th-7th 1998 Neusiedl

PCB’s withSSD

Adhesiveapplication

Plasmatreatment

SMD-assembly

Reflow-Soldering

Adhesivecuring


28

PROCESS CAPABILITY COEFFICIENT AND PLACING ACCURACY ASBENCHMARKING VALUES OF SMT PLACEMENT SYSTEMS

W. Sauer, H. Wohlrabe and T. ZernaDresden University of Technology

Department of Electrical EngineeringElectronics Technology Laboratory

D - 01062 DresdenGERMANY

AbstractIn most cases manufacturers of placement systems use twoparameters to describe the placement specification of theirsystem: accuracy and repeatability, respectively in x-, y- andΘ- (rotation) direction. This is not enough to determine ifone system is suitable for solving the actual and future tasksof an user. The following paper describes a method ofmeasuring the accuracy of placement systems, based on thiscalculating the machine capability and this way determiningan objective parameter to compare different systems andtheir usability.

IntroductionMachine capability coefficient is an objective parameter thattakes into consideration• the placement accuracy of the system,• the type of SMT-component that has to be placed,• the allowed tolerances of placing this component and• the stochastic character of the placement process.

At first a method is described of measuring and calculatingthe placement accuracy of a SMT placement system. Theadvantage of the presented method is the use of a self-developed portable equipment, the so called CmController,that allows fast and easy measuring not only of new systems(what is done anyway by the manufacturer) but also cyclicmeasuring of used systems to verify their actual accuracyand helps to detect sources of displacement or offsets. An“accuracy map” in correlation to the systems placement areacan be drawn. Different system-specific influences on howthe placement process is realized (e.g. pattern recognitionand correction, different vision systems, optical componentverification etc.) are taken into account because themeasuring is based on real taking components out of feedersand placing them on a board. High precision glasscomponents and boards are used to exclude possible failuresdue to unaccuracies of this parts. So far near 150 differentsystems have been evaluated. Some typical examples ofalready done measurings are presented.

Based on this results the mathematical background ofdetermining the machine capability is described in thesecond part of the paper. Therefore terms, definitions andparameters of the stochastic characterized placementprocess are discussed. The well-known accuracy model ofplacing a component with rectangular pin-pad-combinationlike QFP is modified and translated to a component withcircular pin-pad-combination like BGA. This is a veryactual point related to new packaging types like µBGA andCSP and to technologies like flip-chip. The differences dueto the mentioned component categories are shown. Anoverview about the machine capability of a placementsystem depending on some measured and/or calculatedparameters over a range of different components is given.Finaly, as a practical use of this, a schedule is discussed forbenchmarking placement systems. The major steps are:• Measuring and calculating the accuracy parameters of

the system using the above mentioned equipment andmethod.

• Definition of the range of component types (now and infuture) you want to handle. Geometric parameters ofpins/balls and size of components.

• Definition of allowed tolerances.• Calculation of machine capability coefficient.

Method of MeasuringThe principle of measuring the accuracy of variousplacement systems is as follows.The used „board“ is a glass plate and the „components“ arealso made out of glass. Both have structures with a very highaccuracy on them (inaccuracy < 0.5 µm). These structuresare similar to the structures of real boards and components.The glass components are placed on the glass board right asreal components on a real board using various placingprograms.Using the CmController the offsets of the placed glasscomponents is measured and automatically evaluated. Usingsuch glass components and boards with a very high accurcy


29

of structures the influence of tolerances of real PCB's andSMC's are neglectable.The measuring process with the CmController operates asfollows. A CCD-camera is positioned above the assembledglass plate. A camera image of one part of the plate is taken(an example is shown in figure 1). There are twogeometrical objects (in this case these are two circles) in thepicture, one object on the glass plate and one object on theassembled glass component. Due to using a high precisionglass plate the accuracy of the positioning system of theCCD-camera is not a critical parameter. It is only nessecaryto ensure, that the camera looks at the right part of the glasscomponent placed on the glass plate (see examples infigure 1). With the help of picture aquisition methods the

distances (in x- and y-direction) between the two objects arecomputed. Grey level correlation techniques are applied fora robust and highly accurate recognition of these objects. Anextension for subpixel recognition provides a measuringaccuracy of about 1/10 to 1/25 of the pixel dimension. Inthis way the distances between the objects can be measuredwith an accuracy better than 1.5 µm (see also in[2].The operation of the positioning system as well as the imagecapture and recognition is controlled by a PC.With the knowledge of the exact geometries of the glassplate and the glass dummies and the measured distances dx1,dy1, dx2 and dy2 shown in figure 1 it is possible to calculatethe offsets (∆x, ∆y and ∆Θ) of every component.

Figure 1: Principle of measuring

Mathematical Background ofMachine Capability

To describe the quality behavior of assembling it isnecessary to consider the process as a random process.Every random process is determined by its density function.With the knowlegde of the distribution of this function andthe specification limits of the process it is possible tocompute the failure probability and the yield of this process.That means, that a technological process works good if itsfailure probability is low.

General estimation of capabilitycoefficientsA simple way to estimate the failure probability of a processis the calculation of capability coefficients:

cUSL LSL

p =−

6σ(1)

• with USL and LSL as the upper and lower specificationlimit

• σ as the standard deviation of the process.

The coefficient cp (capability of process) describes thepotential of a process. Systematical deviations of theworking point to target value are not considered. So thecritical capability of a process cpk often is normally used:

( )c

USL xc

x LSL

c Min c c

pu pl

pk pu pl

=−

=−

=

3 3σ σ;

(2)

x is the mean value of the quality parameter.A variation of the process capability is the machinecapability. The examination of machine capability is used to


30

audit the quality behavior of a single machine. In addition itis only a coefficient with a short period of validity and allinfluences of the used materials and parts have to beeliminated. Sometimes it is called „short-time-capability“.

( )

cUSL x

cx LSL

c Min c c

mu ml

mk mu ml

=−

=−

=3 3σ σ

;(3)

With the knowledge of the capability coefficients it ispossible to estimate the defect rate of the observed process.A high numerical value of the capability coefficient iscorrelated with a very low (theoretical) defect rate. (forexample cp=1.33 means a defect rate of about 64 PPM). Soit is clear, that in practice capability coefficients of1.33...1.67 (and higher) are a demand. To give animpression about practical results table 1 shows aclassification of processes and machines depending on thecapability values.

Table 1: Classification of processes or machines

cp cpk cm cmk assessment ofprocess or machine

<1.33 <1.00 <1.67 <1.33 not quality-capable>1.33 >1.00 >1.67 >1.33 limited quality-capable>1.67 >1.33 >2.00 >1.67 quality-capable

The equations (1)..(3) are the so called classical definitionsof the capabilities. The characterization of a placementmachine can be carried out at first with this equations. Thatmeans the capability coefficients can be calculated for the x-, the y- and the Θ-direction (rotation of the component) of amachine. Normally the supplier of such machines gives aspecification in the following way:

x- and y-direction50 µm/4 sigmaΘ-direction 0,1 °/4 sigma

That means, the specification limits in x- and y-direction areset to 50 µm. The machine has together with the information„4sigma“ a capability of cm=1,33.Every placement machine has to have a certificate abouttheir reachable placement quality. The following data haveto be measured:

∆ ∆ ∆Θx y, ,

These are the mean values of the offsets (accuracy) in everydirection.

σ σ σ∆ ∆ ∆Θx y, ,

These are the standard deviations of the offsets (precison orrepeatability) in every direction.Measuring and calculating these data is not enough to help acostumer to decide, whether a special component can beplaced with the necessary accuracy and precison or not.

Estimation of capability coefficientof Rectangular Pin-Pad-CombinationLooking on equation (3) it is very clear, that one part ofestimating cmk is the measuring of the placement accuracyand so the evaluation of x and σ as statistical values. Theother part is the determination of the upper and lowertolerance limits.

Figure 2: Side and toe overhang

A „good“ solder joint from the point of view of quality ischaracterized by a fixed overlapping of pin and pad. Thisoverlapping depends on three placement accuracies, that arein x-, y- and Θ -direction. It is very clear, that a higheraccuracy in one of these directions allows a lower one in theother directions (detailed comments about this can be foundin [6]-[8]). Common used other values are the so called sideoverhang and toe overhang. They describe the non-coveragearea of pin and pad (see fig. 2). In most cases the sideoverhang is the important value and the toe overhang isdisregardable [8]. The acceptable side overhang is limitedby the minimum necessary isolation distance between pinand next pad. Therefore the side overhang takes underconsideration the concret geometries of the pad-layout.Acceptable levels of the side overhang (maximum SOMax)are given in [1].• Electronics class 1 50 % of the pin width• Electronics class 3 25 % of the pin width

The following data must be given, to calculate the sideoverhang:• lComp size of the component• wPin width of the pin• wPad width of the pad• ∆x, ∆y, ∆Θ concrete offsets of the component

The side overhang SOx (in x-direction; the calculation forthe y-direction is similar) is (only for small values of therotation of the component) now:


31

( )( )

SO x l w w

x l w w

SO

x Comp pad Pin

Comp pad Pin

x

≈ + − −

+ > −

∆ ∆Θ

∆ ∆Θ

1

2

1

21

2

1

2

for

= 0 otherwise

(4)

The side overhang SOx is an addition of the offsets in x-direction and in Θ-direction. This side overhang is a randomvalue, but it is clear, that this value is not normal distributed.That means at first, the classical definitions of thecapabilites cannot be used.The following adaptions bring the side overhang to a normaldistribution.1. Extension of the pin width to the pad width.

2. No usage of the absolute values of x and Θ

The sideoverhang is now :

SO x lx Comp≈ +∆ ∆Θ1

2(5)

It can be shown, that this form of the side overhang isnormal distributed

3. To calculate the capabilities, it is necessary to correct thespecification limits (only shown for the upper limit)

USL SOw wPad Pin= +

−max 2

(6)

The mean value ( SOx ) and the standard deviation (σ SOx)

of the side overhang are:

SO x l

l

x Comp

SO x Compx

≈ +

≈ +

∆ ∆Θ

∆ ∆Θ

1

2

1

42 2 2σ σ σ

(7)

Now it is possible to calculate with the classical definitions(eq. (1)..(3)) the capabilities of a placement machine toplace concrete components. A typical fine pitch placementmachine may have the following accuracy specifications:• x/y-direction 50 µm / 4sigma• rotation 0.1° / 4 sigma

Table 3: Calculated machine capabilities

Component QFP 44 QFP 160 QFP 208 QFP 264 QFP 352pitch in µm 800 650 500 400 300

SOmax. in µm 94 75 63 50 30cm 4.06 2.93 2.66 1.89 1.18

(Pin geometries and land pattern form are taken from [9])

Table 3 shows, that the placing accuracy of such a machineis sufficient to place components down to a pitch of 400 µm.A component with a 300 µm pitch cannot be placedsuccesfull from the view of the machine capability.Practical measurements show, that a lot of placementmachines in field has systematical offsets (especially in x-and y-direction). That means, the placing process is notcentered. Table 4 shows the acceptable values of such

systematical offsets, if (depending on some samplecomponents) a machine capability cmk of higher than 1.33shall be reached.

Table 4: Overview about acceptable offsets in x- andy-direction

QFP 44 QFP160

QFP208

QFP264

QFP352

permiss.Side

overhang

93,75 75 62,5 45 25

accuracyx/y in µm

accuracyΘ in °

120 0.24 *** - - - -

110 0.22 **** + - - -

100 0.2 ***** * - - -

90 0.18 >***** ** * - -

80 0.16 >***** *** ** - -

75 0.15 >***** *** ** - -

70 0.14 >***** **** *** + -

60 0.12 >***** ***** **** * -

50 0.1 >***** >***** ***** ** -

45 0.09 >***** >***** >***** ** -

40 0.08 >***** >***** >***** *** +

35 0.07 >***** >***** >***** **** *

30 0.06 >***** >***** >***** **** *

25 0.05 >***** >***** >***** ***** **

20 0.04 >***** >***** >***** ***** **

15 0.03 >***** >***** >***** >***** ***

10 µm= 0.086 ° 0.037 ° 0.038 ° 0.038 ° 0.038 °

All accuracy specifications base on 4-sigma

- no placing possible+ placing possible (without systematical offsets)* placing possible (with max. 10 µm systematical

offset)** placing possible (with max. 20 µm systematical

offset)and so on.

Remark:

Instead of 10 µm offset (in x- or (and) y-direction), it ispossible to accept a systematical offset of the rotation (thevaliue is given in the last row).

Circular Pin-Pad-CombinationModern electronic components are characterized byincreasing integration-scale and decreasing size. This canonly be realized with components with array-structuredleads like Ball Grid Arrays (BGA) or with bare dies usingFlip-Chip-technology (FC).


32

In this cases it is necessary to modify the procedure ofdetermining the placement accuracy. Inaccuracies indifferent directions could no more be examined seperately,because any offsets, independent on the direction orrotation, has a significant influence on the coverage ofcircular pin (ball) and pad. Figure 3 shows an unacceptableplacement of a Flip Chip (200 µm pitch)

Figure 3: Unacceptable placement of a flip chip

The following paragraphs should illustrate that matter. Whatis the defect probability of placing such a componentdepending on different inaccuracies? At first only one ballshall be calculated:The density function is:

f x y f x f y( , ) ( ) ( )∆ ∆ ∆ ∆= ∗1 2 (8)

The simpliest case is the following:

µ

µ

σ σ σ

∆

∆

∆ ∆

∆

∆x

y

x y

x

y

= =

= =

= =

0

0

That means, there exist no systematical offsets (centeredprocess) and the standard deviation are equal in bothdirections (see figure 4).

Figure 4: Special case of stochastic offset

In this case the density function is:

f x y e

x y

( , )∆ ∆∆ ∆

= ⋅− ⋅

+1

2 2

1

2

2 2

2

πσσ (9)

and in circular coordinates:

f r e

r

( , )∆ ∆∆

ϕπσ

σ= ⋅− ⋅1

2 2

1

2

2

2(10)

This can be transformed into an one-dimensional form:

f rr

e

r

( )∆∆

∆

= ⋅− ⋅

σσ

2

1

2

2

2(11)

Now the yield of the process can be determined:

a e

Tr

= −−

1

1

2

2

σ (12)

Using the quotient T

tr

σ= the defect probability is:

p a et

= − =−

1

2

2 (13)

Figure 5 shows this function. Figure 6 is an example with aspecial component, the so called µBGA. The diameter ofball and pad shall be 85 µm and the acceptable qualitycriteria shall be a coverage between ball and pad ofminimum 50%.

Figure 5: Defect probability p as a function of the quotient t


33

Figure 6: Defect probability p of an µBGA as a function of standard deviation

If we try to calculate another case (a noncentered process),where one of the average offsets (x- or y-direction) is notzero ( µ ≠ 0 ), equations (9) and (10) look like this:

f x y

e e e

x y x

( , )∆ ∆

∆ ∆ ∆

= ⋅ ⋅ ⋅− ⋅ − ⋅

+ ⋅1

2 2

1

2

1

2

2

2

2 2

2 2

πσ

µσ σ

µσ

(14)


34

f r

e e e

r r

( , )

cos( )

∆ ∆

∆ ∆∆

ϕ

πσ

µσ σ

µσ

ϕ= ⋅ ⋅ ⋅

− ⋅ − ⋅⋅

⋅1

2 2

1

2

1

2

2

2

2

2 2(15)

Now the same transformation (like from equation (10) to(11)) is possible (equation (16)):

f r f r r d

e r e e d

r r

( ) ( , )

cos( )

∆ ∆ ∆ ∆ ∆

∆ ∆∆ ∆

∆

= ⋅ ⋅

= ⋅ ⋅ ⋅

∫

∫−

− ⋅⋅

ϕ ϕ

πσϕ

π

µσ σ

µσ

ϕπ

0

2

2

1

21

2

0

21

2

2 2

2 2

The calculation of the yield is now (equation (17)):

a f r d r

e re e d d r

T

r rT

r

r

=

= ⋅

∫

∫∫−

−

⋅

( )

cos( )

∆ ∆

∆ ∆ ∆

∆ ∆∆

0

2

1

2

1

2

0

2

0

1

2

2 2

2

πσϕ

µσ σ

µσ

ϕπ

There are only numerical solutions.Now it is possible to calculate for typical placementmachines a table similar table 4. Table 5 shows the usedcomponents. The tolerance radius Tr is calculated with aminimum ball to pad coverage of 50 %.

Table 5: Used array components

Numberof balls

Pitch(in µm)

Lengthbetween thecorner ballslComp, in µm

Ball- andPaddia-meter

(in µm)

Toleranceradius Tr

in µm

Flip-Chip 198 200 9800 100 40.4CSP 0.5 225 500 7000 225 90.9CSP 1.0 225 1000 14000 326 131.7

BGA225/1.27

225 1270 17780 750 303.0

BGA225/1.5

225 1500 21000 750 303.0

To calculate the yield of placing an array component it isnecessary to use equation (17) in the worst case corner ofthe component. The mean values of the offsets (in x- and y-direction ) and the standard deviation are given by:

µ

µ

σ σ σ

µ µ µ

x Comp

y Comp

x Comp

x y

x l

y l

l

= +

= +

= +

= +

∆ ∆Θ

∆ ∆Θ

Θ

1

21

2

1

42 2 2

2 2

(18)

Table 6: Acceptable systematical offsets µµr of arraycomponents

FlipChip

CSP 0,5

CSP1,0

BGA1,27

BGA1,5

accuracy(x/y) in µm

accuracyΘ in °

130 0,26 - - - >***** >*****

120 0,24 - - + >***** >*****

110 0,22 - - + >***** >*****

100 0,2 - - * >***** >*****

90 0,18 - - ** >***** >*****

80 0,16 - + *** >***** >*****

70 0,14 - * **** >***** >*****

60 0,12 - ** **** >***** >*****

50 0,1 - ** ***** >***** >*****

40 0,08 - *** >***** >***** >*****

35 0,07 + *** >***** >***** >*****

30 0,06 + **** >***** >***** >*****

25 0,05 * **** >***** >***** >*****

20 0,04 * **** >***** >***** >*****

15 0,03 * ***** >***** >***** >*****

All accuracy specifications base on 4-sigma

- no placing possible+ placing possible (without systematical offset)* placing possible (with µr <14,14 µm systematical

offset)** placing possible (with µr <28,28 µm systematical

offset)and so on.

Remark:The maximum of offset µr is an addition of the offsets in x-,y- and Θ-direction.

µ µ µ µ µr x y Comp x y Compl l≤ + + + +2 2 2 20 5Θ Θ( ) ,

The comparison of table 6 with table 4 shows, that thenecessary placing accuracy and precision to place arraycomponents (excluding flip chip) is lower than for QFP-components.

Benchmarking of placementmachines

Measurement of chipsLet’s consider a placement machine placing passivecomponents (size from 04 02 to 22 20). This machine waschecked in the following way. Ceramic chips (the dummies)were placed in 17 rows and 12 columns located in a regularmatrix. The placement angle of this chips was set up at 0°(first column), 90° (second column), 180° (third column),270° (fourth column) and so on (see figure 7).

Figure 7: Placing program for the chips


35

Table 7: Results of the measurement

x-direction y-directionaccuracy 15.0 µm 12.4 µmconfidence interval(level =95%)

8.8..21.2 µm 6.9...17.9 µm

standard deviation 32.55 µm 28.89 µmcmk (for chip 04 02) 0.87 1.01

The measurement of the placing accuracy gives at first theresults of table 7. Based on this, it is possible to draw thefirst conclusions:• there occure a systematical offsets in x- and y- direction

(based on the confidence interval)• the placement accuracy in y-direction is better than in x-

direction• the calculated machine capabilities are not good enough

for chips 04 02Table 8: Averages of the groups of various placing

angles

Average x Average yplacement angle 0° 53.4 µm 36.8 µm

placement angle 90° 0.2 µm 38.5 µmplacement angle 180° -24.4 µm -10.8 µmplacement angle 270° 30.7 µm -15.0 µm

The detected offsets are correctable (calibration of themachine). The values of the machine capabilities show, that

this machine is not capable. The high values of the standarddeviation are the reason of this unacceptable result.The next step (to find out the sources of this bad quality) isthe analysis of a correlation between the placing angle of thechips and the measured offsets. This offsets are split up intogroups (in this case exist four groups, one group with aplacement angle of 0°, one of 90° and so on) The averagesof every group shows table 8.

Figure 8: Grafical illustration of the influence of theplacement angle

270°

90° 0°

180 °

-20

-10

0

10

20

30

40

-30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60

mean x x

mean y


36

An analysis of variance shows, that there exist a significantdifference between these groups. Considering these averagesit turns out, that there is an influence between the placingangle and the measured offsets. A bended nozzle (about 25µm) could be detected. Figure 8 shows a graphicalillustration of this fact. This is also a systematical andcorrectable offset. The reason of this bad result was theoptical inspection of the chips. This inspection was carriedout before the rotation of the chips. The machine controlwas corrected (now at first the rotation and after that theinspection).

An improvement of the machine capability was to observe.This example shows the possibility to optimize the machinesplacing accuracy with a minimal expense.Another possibility to place chips with a very highproductivity is to use a chip-shooter. These machines have alot of placing heads. Using the same assembling plan andthe observation with which head the placement machinestarts the assemblage it is possible at first to getinformations about the whole machine. The second

important information is the placing accuracy of every head.A lot of practical measurements show, that there existdifferences between these heads (up to 200 µm). One reasonis a normal wear of this machines. In most cases extremedifferences have their reason in „crashs“ of the machine.With the help of the measuring such machines it is possibleto detect these heads and gives on this way the maintenanceservice the correct information for a repair.

Benchmarking of Placementmachines Fine Pitch QFPsPlacement machines for fine pitch QFPs must have a highaccuracy. Such a machine was checked. The used glasscomponent was a TQFP 120 with a pitch of 500 µm. Thesedummies were placed in a regular matrix (6 column, 4 rows,figure 9). The placement and the measurement were carriedout two times. Table 9 shows the first results.

Figure 9: Placing program for QFP-components


37

Table 9: Results of the measurement of the fine pitch machine 1

Offsets of the machinex-direction y-direction rotation

Average -35.4 µm 27.6 µm 0.18°confidence interval -36.7.....-34.2 µm 25.7.....29.6 µm 0.156......0.205 °standard deviation 10.1 µm 15.5 µm 0.19 °

calculated machine capabilities (class 3; cmk)Side-Overhang

QFP 44 (800 µm) 2.47 1.77 0.56 1.26QFP 160 (650 µm) 0.81 0.70 0.05 0.36QFP 208 (500 µm) 0.15 0.22 0.00 0.27

The machine has systematical offsets in all directions. Thecalculated machine capabilities for the side overhang oftypical QFP-components show, that only the QFP 44 can beplaced with a sufficient quality. The detected systematicaloffsets are one reason. The main source of theseunacceptable result shows the comparison between thecapabilities in x-, y- and Θ-direction. This main source is theinaccuracy of the rotation. Maintenance has to beconcentrated on the rotation unit of the machine.Another machine (fine pitch machine 2) shows after 4measurements the results in table 10. Their exists asystematical offsets in x- and y-direction. The comparison ofthe individual measurements (table 11) shows, that there atime trend of the machine could be detected . It is possibleto place components down to 400 µm pitch with a goodquality (cmk>1,33), especially because the capability of therotation is very good. A graphical placement (worst case) ofa fine-pitch component is shown in figure 10.

Table 10: Results of the fine-pitch-machine 2

x-direction y-direction rotationAverage 17.9 µm 22.5 µm -0.00296 °standarddeviation

12.61 µm 5.64 µm 0.01712 °

Table 11: Comparison of the measurements of the finepitch machine 2

averagex-direction

Averagey-direction

averageΘ-direction

measurement 1 -1.0 µm 17.9 µm -0.017 °measurement 2 18.1 µm 18.4 µm -0.0039 °measurement 3 22.7 µm 26.9 µm 0.0016 °measurement 4 30.9 µm 26.5 µm 0.0061 °

Figure 10: Graphical placement of a QFP 264-component (400 µm pitch)

Forschungsprojekte

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SummaryThe presented principle of measurement was used to assess up to this time about 150 various placementmachines. The main problems (about 85 %) are systematical offsets in various directions, with the consequence,that the specification of the machine is not reached. With the knowlegde of the concrete values it was in mostcases possible to calibrate the machines. Other problems are differences between heads and differencesdepending on the various placement angle. A lot of these problems were unknown for the users of the machines,but especially after introducing of new components (finer pitch, CSP ...) problems occur.

References[1] Joint Industry Standard, „Requirements for Soldered Electrical and Electronical Assemblys“, 1993

[2] Kaiser, C., „Contributions to Visual Sensorics in Electronics Manufacturing“, PhD thesis, DresdenUniversity of Technology, 1995

[3] M.S. Husman; Y. Guo.,“Estimating Accuracy and Precision for an SMD Placement System“NEPCON West 95 Procedings p. 27-39

[4] G. Woodhouse., „Effective Placement“ Advanced Electronics Technology Fall 1994

[5] M. Snyder; G. Westby. Universal Instruments, „Parametrization of the Fine Pitch Placement Process“1990

[6] Sauer, W.; Wolter, K.-J., Wohlrabe, H.; Kaiser, C; Keil,M, „Estimation of Machine Capabilities of PlacingMachines- Theory, practical Measurement, Examples and Results“ NEPCON West 1996 p. 152-164

[7] Wohlrabe, H.; Kaiser, C; Keil, M., „Bestimmung der Maschinen- und Prozeßfähigkeit von Bestück-ausrüstungen der SMT“, Tagung Weichlöten in Forschung und Praxis ; München 1996, Tagungsband S. 109-121

[8] „Maschinen- und Prozeßfähigkeit von Bestückausrüstungen der SMT“, Seminarunterlagen zum Seminar desZµP am Institut für Elektronik-Technologie der TU Dresden

[9] IPC -SM 782 Aug. 1993

[10] Sauer, W.; Wohlrabe, H.; Zerna, T.,“Bestimmung der Maschinenfähigkeit und Prozeßfähigkeit während derFertigung von Flachbaugruppen“ Leiterplatte ‘97, GMM-Fachtagung, 12./13.05.97, Karlsruhe, p.221-232

Zentrum für mikrotechnische Produktion - ZµP

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7 Zentrum für mikrotechnische Produktion - ZµP

Gefördert vom Bundesministerium für Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie.

Projektträger: Forschungszentrum Karlsruhe GmbH

Leiter: Prof. Dr.-Ing.habil. Wilfried Sauer

Stellvertreter: Prof.Dr.-Ing.habil. Klaus-Jürgen Wolter

Koordinator: Dr.-Ing. Thomas Zerna

Telefon: 03 51 / 4 63 32 74 | 2079Fax: 03 51 / 4 63 70 69e-Mail: [email protected]: http://www.et.tu-dresden.de/iet/zphomepg.htm

Adresse: TU DresdenZentrum für mikrotechnische Produktionc/o Institut für Elektronik-Technologie01062 Dresden

Gegenwärtig wird weltweit die Technologieforschung in der Elektronik-Industrie zunehmendin leistungsstarken Kooperationsgemeinschaften durchgeführt, getragen insbesondere von derGroßindustrie im Streben nach schnellen und ganzheitlichen Lösungen unter dem ständigenDruck hoher Wachstumsraten.Für die meisten kleinen und mittelständischen Unternehmen entsteht oftmals das Problem,möglichst frühzeitig die neuesten Forschungsergebnisse zu erhalten und selbst praxiswirksamumzusetzen, auch wenn aus den verschiedensten Gründen eine eigene aktive Mitwirkung andieser Verbundforschung nicht realisierbar ist.Revolutionierende Situationen auf einem Gebiet ergeben sich immer dann, wenn weit überdem Durchschnitt liegende Zuwachsraten zu beobachten sind, so wie das gegenwärtig bei derGestaltung von Netzwerken in vielen Bereichen und verschiedenen Schichten geschieht.Kompetenz-Netzwerke bringen gute Voraussetzungen für die Lösung der aus dem obengenannten Problem entstehenden Aufgabenstellungen.

http://www.et.tu-dresden.de/iet/zphomepg.htm


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Das Transferzentrum ZµP Dresden stellt gemeinsam mit den Transferzentren fowep Erlangenund QPZ Berlin Knotenpunkte in einem solchen Kompetenz-Netzwerk für diemikrotechnischeProduktion dar und übernimmt vorrangig die Aufgaben des Technologie- und Know-How-Transfers. Alle drei Zentren sind jeweils fest eingebettet in renommierte Institute bzw.Lehrstühle mit eigener Forschung, studentischer Ausbildung sowie den Aufgaben zurBewahrung, Systematisierung und Vermehrung technologischen Wissens - frei vomeigentlichen Druck einer „eigenen“ industriellen Produktion. Somit stellen die dreiTransferzentren in ihrer gegenseitigen Abstimmung als Einheit ein leistungsfähiges Pendantzur Industrie dar.

Hier wollten und wollen die Transferzentren gemeinsam mit den Partnern desVerbundprojektes µTP Pionierarbeit leisten und auch im Sinne des Förderers BMBF und desProjektträgers FZK die erreichten Ergebnisse des Verbundprojektes, erweitert um eigeneBeiträge, multiplikatorartig der gesamten Elektronik-Industrie Deutschlands zugänglichmachen.

Neben den direkten Transferaktivitäten der Verbundprojektpartner, wie z.B. den WorkshopsMikrotechnische Produktion, wurden bisher auf der Basis eines abgestimmten Konzeptes imwesentlichen folgende Formen für den Transfer vom Verbundprojekt zu den Transferzentrengeplant bzw. realisiert:

• Aufbereitung und Auswertung technischer Forschungsberichte, zugeschnitten auf dieBelange der KMU

• Durchführung von Klausurtagen zwischen den einzelnen Arbeitsgruppen desVerbundprojektes und den Transferzentren zur Weitergabe und Diskussion vonErgebnisberichten

• Aufbereitung und Weitergabe von praktischen Demonstratoren zurErgebnisapplikationen

Die Transferzentren sehen darauf aufbauend ihre Aufgaben insbesondere in folgendenPunkten:

• Durchführung themenspezifischer Seminare, Lehrgänge, Praktika etc. für Interessentenaus der Industrie

• Vermittlung der aktuellsten wissenschaftlichen Ergebnisse an Studenten undAbsolventen

• Beratungsleistungen zur Applikation• Analysen technologischer Prozesse und erreichter Ergebnisse, Qualifikation der

Verfahren• Musterproduktion zur Unterstützung beim Einsatz neuer Technologien• u.v.a.m.

Schließlich bringen die Aufgaben des Technologie-Transfers verbunden mit den an denZentren installierten Geräten und Ausrüstungen eine beachtliche Steigerung desAusbildungsniveaus für Ingenieure auf dem Gebiet der mikrotechnischen Produktion.


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ZµP- Veranstaltungen 1998

20.01. Maschinen- und Prozeßfähigkeit von Bestückausrüstungen der SMTProf. Dr.-Ing. W. Sauer

27.01. Prozeßsimulation und –optimierungProf. Dr.-Ing. W. Sauer

11.02. Automatische visuelle InspektionProf. Dr.-Ing. habi. K.-J- Wolter

12.02. Elektrische PrüfverfahrenProf. Dr.-Ing. habil. U. Frühauf,

Institut für Grundlagen der Elektrotechnik und Elektronik21.04. Lotpastenverarbeitung

Prof. Dr.-Ing. habil. K.-J. Wolter

22.04. Moderne Bestück- und MontagetechnologienProf. Dr.-Ing. habil. W. Sauer

23.04 Lötverfahren und LeitklebenProf. Dr.-Ing. habil. K.-J. Wolter

02.07. Lasertechnik in der ElektronikProf. Dr.-Ing. habil. K.-J. Wolter

03.07. Moderne keramische VerdrahtungsträgerProf. Dr.-Ing. habil. K.-J. Wolter

07.07. Qualitätsdatengewinnung und –verarbeitungProf. Dr.-Ing. habil. W. Sauer

08.07. Maschinen- und ProzeßfähigkeitProf. Dr.-Ing. habil. W. Sauer

09.07. Zuverlässigkeit von SMD-LötstellenProf. Dr.-Ing. habil. W. Sauer

Weitere Aktivitäten

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8 Weitere Aktivitäten

8.1 Patente

Offenlegungsschrift DE 197 16 044 A1 H05k 3/22Anmeldetag 17.4.97, Offenlegungstag: 22. 10.98Verfahren zur Herstellung von festen Lotdepots auf LeiterplattenErfinder: R. Biedorf, Anmelder: TU-Dresden, Blasberg-GTL Leipzig,KSG-Leiterplatten Gornsdorf

EingereichtAktenzeichen 198 20 345.4-34 H05k 3/22Anmeldetag 7.5.98, Offenlegung voraussichtlich 11.11. 99Verfahren zur Herstellung fester, gut lötfähiger und planer Lotdepots aufLeiterplattenErfinder: R. Biedorf, Anmelder: TU-Dresden, Blasberg-GTL Leipzig,KSG-Leiterplatten Gornsdorf

8.2 Bücher und Vorlesungsskripte

Prof. Dr.-Ing.habil. K.-J. WolterVorlesungsskript „Elektroniktechnologie“TU Dresden, 1998

Prof. Dr.-Ing. habil. W. Sauer, Prof. Dr.-Ing. habil. G. Gerlach, Dr.-Ing. R. BauerVorlesungsskript „Fertigungstechnik“TU Dresden, 1998

8.3 Wissenschaftliche Veröffentlichungen und Vorträge

Bauer, R.; Golonka, L. J.; Nitsch, K.; Patela, S.; Sauer, W.; Teterycz, H.; Wolter, K.-J.RESULTS OF STUDENTS AND RESEARCH WORKER EXCHANGE BETWEENDRESDEN AND WROCLAW UNIVERSITIES OF TECHNOLOGYISSE ´98, 21st International Spring Seminar on Electronics Technology, 4.-7.5.1998, Neusiedlam See, Österreich

Bauer, R.; Wolter; K.-J.; Golonka, L. J.; Licznerski, B. W.; Nitsch, K.; Teterycz, H.Examples of Gas Sensors by Application of Thick Film Technology43rd International Scientific Colloquium;Technical University of Ilmenau; 21.-24.9.1998


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R. Bauer, L. Rebenklau, M. Luniak, K.-J. WolterMikrotechnische Applikationen mit der DickfilmtechnikDeutschen ISHM Konferenz 1998, 12./13. Oktober 1998 in München

Biedorf, R.,“Montagegerechte Oberflächen auf Leiterplatten und Mikrosystemschaltungsträgern”Abschlußbericht zum Forschungsprojekt PT 2186/425 SMWA TU Dresden 1997/1998

Biedorf, R.,Prüfung der Umweltverträglichkeit elektronischer Produkte,Vortrag im Ferdinand Braun-Institut Berlin, 14.12.98

Detert, M; Zerna, Th.:Modern Technologies of SMT require a high Level of Ability and Know-how of Engeneers,Technicians an Employees and excellent Training Courses for Students48th Electronic Comonents & Technology ConferenceSeattle, Washington, USA, May 25 - 28, 1998

Gimsa J., Howitz S., Rebenklau L.A low temperature cofiring ceramic (LTCC) chamber for characterization of internal electricparticle properties by a laseroptical methodMICRO SYSTEM Technologies 98VDE-VerlagISBN 3-8007-2421-9, pp. 697-699

Herenz, A., Daniel, D., Wolter. K.-J.„Applikation of Ultrasonic Microscopy in Electronics on Selected Examples“ 21st International Spring Seminar on Electronics Technology, May 4 to 7, 1998, Neusiedl amSee, Austria, Conference Proceedings, S. 250

Herenz, A.„Ultraschallmikroskopie“, Vortrag auf der SMT/ES&S/Hybrid ´98, Messezentrum Nürnberg,Tutorial 10 am 18.06.1998, Band: Analytik und Prozeßkontrolle

Herenz, A.„Ultraschallmikroskopie als zerstörungsfreies Prüfverfahren“, Vortrag zur 5. Sitzung desArbeitskreises Mikrosystemtechnik, Arbeitsgruppe Zerstörungsfreie Prüfung/ PhysikalischeMeßtechniken am 22.09.1998 im Siemens Mickroelectronics Center (SIEMEC) Dresden,Tagungsband

Jahne, G. / Zehrtner, J.Laserbohren von Mikro Vias am Beispiel der Herstellung von Zwischenträgern für Chip SizePackagingWissenschaftliche Berichte der 13. Internationalen Wissenschaftlichen Konferenz Mittweida1998, S. 233 bis 240

Katzung, A.; Bauer, R.; Sauer, W.:Optimisation of fabrication procedures by evolutionary methods in the electronics technology.In: 21th International Spring Seminar on Electronics Technology (ISSE 98).Neusiedl am See, Austria, May 1998, Posterpresentation


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Keil, M.; Wohlrabe, H.Prozeßfähigkeit beim LotpastendruckVortrag auf dem ZVE-Technologieforum Qualitätssicherung 98 am 10.11.98 inOberpfaffenhofen-Weßling

Oppermann, M.:„Moderne Bestücktechnik in der Elektronik“Vortrag und Proceedings im Rahmen der 7. Veranstaltung der Reihe Maschinenbau undElektronik des TZM Erfurt, 01.04.98 in Chemnitz. Oppermann, M.; Sauer, W.:„Kostenoptimale Gestaltung von Prüfprozessen“,Vortrag im Rahmen des 16. Treffens des Sächsischen Arbeitskreises Elektronik-Technologie(VDE/VDI), 23.06.98 in Bad Vilbel Oppermann, M; Wohlrabe, H.:„Praktische Anwendung von Qualitätskostenmodellen“,Vortrag und Proceedings im Rahmen des 5. Workshops „Mikrotechnische Produktion“,05./06.10.98 in Radeberg

Oppermann, M; Wohlrabe, H.Anwendung von Qualitätskostenmodellen in der ElektronikfertigungVortrag auf dem ZVE-Technologieforum Qualitätssicherung 98 am 10.11.98 inOberpfaffenhofen-Weßling

Rebenklau, L.; Bauer, R.; Wolter, K.-J.„CERAMIC MULTICHIP MODULES FOR HIGH POWER APPLICATIONS“21st. International Spring Seminar on Electronics TechnologyPosterbeitrag, 4st. to 7st. May 1998, Neusiedl am See, Austria

Schmieder, K.; Gotszalk, T.; Bauer, R.; Wolter, K.-J.; Golonka, L. J.; Licznerski, B. W.PRACTICAL TRAINING FROM A STUDENTS GROUP OF WROCLAW TECHNICALUNIVERSITY AT THE ELECTRONICS TECHNOLOGY LABORATORY OF DRESDENTECHNICAL UNIVERSITYISSE ´98, 21st International Spring Seminar on Electronics Technology, 4.-7.5.1998, Neusiedlam See, Österreich

Sauer, W.Herausforderungen an das Qualitätsmanagement durch die Optimierung von Design,Fertigung, Prüfung und DienstleistungSymposium Elektronik-Technologie ´98, Dresden 26.03.1998, Tagungsband

Sauer, W.Lifelong Learning in Electronics Technology – a challange for Universities and ElectronicsEnterprisesSIITME ´98 – 4th International Symposium, Bucharest 22. –24.09.1998


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Sauer, W.Transferkonzept und Angebote der TransferzentrenVortrag auf dem Messestand des Konsortiums µTP auf der SMT,ES&S,Hybrid 98, 16.-18.06.98, NürnbergVeröffentlicht in: GMM-Fachbericht 24, VDE-Verlag GmbH, Berlin/Offenbach, S.899-919

Sauer, W.; Zerna, T.Verbundprojekte und Know-How-Transfer am Beispiel des KompetenznetzwerkesMikrotechnische ProduktionVortrag auf der Innovationsmesse 98, Leipzig, 4.-6.11.98

Sauer, W.; Oppermann, M.:IET-Oberseminar „Kostenoptimale Gestaltung von Prüfprozessen“, 22.02.98

Sauer, W.; Wohlrabe, H.; Oppermann, M.:„Experiences with Models of Optimization of Quality Costs in Electronics Industries“,ISSE’98 vom 4. bis 7.5.98 in Neusiedl (Österreich), Abstract und Poster

Sauer, W.; Oppermann, M.:„Wechselwirkungen zwischen Montage- und Prüfprozessen“,Vortrag und Proceedings, ELPROMA-Statusseminar, 19.05.98 in Heidelberg

Sauer, W.; Wohlrabe, H.; Zerna, T.Machine Capability Coefficient as a Benchmarking Value of SMT Placement SystemsISSE 98, Proceedings, S. 81-86, Neusiedel am See, Österreich, 4.-7.05.98

Sauer, W.; Wohlrabe, H.; Zerna, T.;Process Capability Coefficient and Placing Accuracy as Benchmarking Values of SMTPlacement SystemsVortrag auf der Surface Mount International (SMI) in San Jose, Kaliforniern, USA 25.08.98Proceedings S. 489- 501(Best International Paper Award)

Sauer, W.; Zerna, T.; Wohlrabe, H.Estimation of Machine Capabilities of Placing MachinesTheory and Practical ResultsVortrag auf dem ISSE 98 04-07.05.98 in Neusiedl am See ÖstereichTagungsband S.81-86

Weigert, G.; Sauer, W.:Ablaufoptimierung in flexiblen FertigungssystemenDresdner Innovationsgespräche 1998, 5. – 6. Mai 1998

Weigert, G.; Hampel,D.; Sauer, W.:Scheduling of FMS – Application of an Open Optimization SystemIn: 8th International Conference FAIM’98, Flexible Automation & Intelligent Manufacturing.Portland, Oregon, USA, July 1998, Proceedings S. 771-780


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Wohlrabe, H.Maschinen- und Prozeßfähigkeit in der Mikro-Technologie;dargestellt am Beispiel der Überprüfung der Bestückgenauigkeit von BestückautomatenVortrag an der Fachhochschule Heilbronn am 1.4.98

Wohlrabe, H.Bestimmung von Maschinen- und Prozeßfähigkeitskoeffizienten in derBaugruppenproduktion - ein ÜberblickSymposium Elektronik-Technologie 98 „Qualitätsmanagement in der Oberflächenmontageder Elektronik“ Seite 102-114

Wohlrabe, H.Qualitätsmanagement der ElektronikfertigungVortrag auf dem Statusseminar des Projektes ELPROMA am 19.05.98 bei der FirmaHeidelberger Druckmaschinen AG in Wiesloch

Wohlrabe, H.Genauigkeitsanalysen von BestückautomatenVortrag auf dem Fachseminar „Elektronische Baugruppen für das nächste Jahrhundert“ amOTTI-Technologie-Kolleg 26-27.05.98 in Regensburg

Wohlrabe, H.Process- and Machine Capability of Assembling Machines, Theory, Practical Measurement,ExamplesVortrag auf dem Placement Machine Characterization Summit der Firma UniversalInstruments Binghamton (USA, NY) 08-09.06.1998

Wohlrabe, H.; Keil, M.Genauigkeitsanalyse von Bestückautomaten, Theoerie, Messungen, Praxisbeispiele undpraktische NutzungVortrag auf der Open House Veranstaltung der Firma Universal Instruments GmbH BadVilbel am 24.06.98, Vortragsband Teil 2

Wolter, K.-J; Zerna, Th.Advanced Packaging Investigation MethodsVortrag CSI´98 Germany, Weinheim 8.-9. September 1998

Wolter, K.-J., Detert, M., Herzog, Th.:Investigations of plasma compatibility of SMT assembly adhesives3rd International Conference on Adhesive Joining and coating Technology in ElectronicsManufacture 1998Binghamton, New York, USA, September 28 - 30, 1998, pp. 152 - 155

Wolter, K.-J., Biedorf, R.,Generating of solid solder Bumps on printed circuit boards for direct Chip attachment (DCA),Vortrag zur ISSE 98, 21st International Spring Seminar on Electronics Technology 4.-7. Mai1998, Neusiedl/Austria


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Wolter, K.J., Biedorf, R.,Generating of solid solder bumps on printed circuit boards, Vortrag zur wissenschaftlichenKonferenz anläßlich der SMI-Messe San Jose, CA/USA, 25-27. 8.98 (Proceedings)

P. Vehrens, D. Hampel:Neugestaltung der Prozeßketten in der ElektronikproduktionIn: Unterlagen zum Status-Seminar Verbundprojekt ELPROMA, Wiesloch, 19.Mai 1998

Zerna, T.Advanced Packaging Investigation MethodsChip Scale International Europe 98, Weinheim, 8./9.09.98

8.4 Wissenschaftliche Veranstaltungen am Institut

Auftaktseminar zum Projekt „Optimierung von Fertigungsvergahren der Eleltronik-Technologie durch evolutionstheoretische Methoden“am 25 März 98 an der TU Dresden

Symposium Elektronik-Technologie ‘98„Qualitätsmanagement in der Oberfllächenmontage der Elektronik“

Das Institut für Elektronik-Technologie führte gemeinsam mit dem Sächsischen ArbeitskreisElektronik-Technologie und unterstützt durch den VDE-Bezirksverein Dresden und den VDIDresdner Bezirksverein das Symposium Elektronik-Technologie ‘98 zum Thema"Qualitätsmanagement in der der Elektronik-Technologie" am 26. März 1998 durch. Dabeiwurden ein umfangreiches Programm mit Vorträgen von Vertretern führender Unternehmenund Forschungseinrichtungen aus dem In- und Ausland und Laborführungen durch das Institutangeboten.

5. Workshop Mikrotechnische Produktion

In Fortsetzung der erfolgreichen Reihe „Workshops Mikrotechnische Produktion“ organisiertedas Zentrum für mikrotechnische Produktion die nunmehr 5. Veranstaltung dieser Art. DieserWorkshop wurde erstmals als zweitägige wissenschaftliche Konferenz konzipiert. Damitkonnten vor einem Fachpublikum von ca. 90 Gästen insgesamt 19 Vorträge unter demLeitthema „Herausforderungen bei der Produktion komplexer elektronischer Baugruppen“präsentiert werden. In Fortsetzung der bewährten Tradition fand auch dieser Workshop ineinem Unternehmen, diesmal der Bosch Telecom Radeberg GmbH, statt.

Veranstaltungen des Sächsischen Arbeitskreises Elektronik-Technologie (VDE/VDI)

Unter Leitung der Hochschullehrer des Institutes für Elektronik-Technologie wurden inIndustriebetrieben drei wissenschaftliche Veranstaltungen, sogenannte "Treffen", durchgeführt(ganztägig, 6 bis 8 Vorträge, Beratungen, Besichtigungen):


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- 15. Treffen am 10. Februar 1998Technologie Zentrum DresdenPraktizierter Technologietransfer

- 16. Treffen am 23. Juni 1998Universal Instruments Bad VilbelBestücktechniken für Chip Scale Packaging (CSP)

- 17. Treffen am 17. September 1998Transferzentrum Mikroelektronik e.V. ErfurtIndustrieelektronik und Sensorik

- 18. Treffen am 02. Dezember 1998BuS Elektronik RiesaLöttechnologien für Area Array Bauelemente

8.5 Dienst- und Beratungsleistungen, Gerätepark

Nachfolgend finden Sie eine Auflistung der am Institut für Elektronik-Technologie etabliertenLabors und der dort verfügbaren Geräte und Anlagen sowie der Themenschwerpunkte, zudenen Wissenschaftler des IET Sie kompetent beraten können. Bitte wenden Sie sich direkt andie jeweils genannten Ansprechpartner.

Entwurfs- und Simulationslabor

Meß-, Prüf- und Analysemethoden

Diskretes, ereignisorientiertes Simulationssystem ROSI (Eigenentwicklung) für die Simu-lation von Fertigungsabläufen in vernetzten flexiblen Fertigungssystemen Einsatzmöglich-keiten in Verbindung mit PPS-Systemen oder Systemen zur Werkstattsteuerung

• Programmiersprache C• Motif - Oberfläche• Betriebssystemumgebung UNIX (HP-UX, AIX, ULTRIX, LINUX, u.a.)• integrierte Reihenfolgeoptimierung• prozeßbegleitende Simulation möglich

Ansprechpartner: Dr.-Ing. G. Weigert Tel.: (0351) 463-6439 Fax: (0351) 463-7069

email: [email protected]


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Konsultations- und Beratungsleistungen

Analyse von Fertigungsprozessen• optimale Gestaltung von Fertigungsabläufen, speziell in der Elektronikproduktion• Einsatz von Simulationsmethoden für die Fertigungssteuerung• Lehrgänge oder Praktikum zur Theorie und Anwendung von Simulationsmethoden Ansprechpartner: Dr.-Ing. G. Weigert Tel.: (0351) 463-6439 oder -5409 Fax: (0351) 463-7069


Einsatz der SPC (Statistical Process Control)• Einsatz der statistischen Versuchsplanung (DoE Design of Experiments) und von Taguchi-

Methoden• Bestimmung von Zuverlässigkeitsparametern mit statistischen Methoden• Maschinen- und Prozeßfähigkeitsermittlung von Ausrüstungen in der Elektronik

(insbesondere von Bestückautomaten)

Ansprechpartner: Dr.-Ing. H. Wohlrabe Tel.: (0351) 463-5479 Fax: (0351) 463-7069


Seminare, Lehrgänge, Beratung und umfangreiche Dienstleistungen im Rahmen des Zentrumfür mikrotechnische Produktion (ZµP) zu allen Themenkomplexen der Produktion vonelektronischen und mikrotechnischen Baugruppen

Ansprechpartner: Dr.-Ing. T. Zerna Tel.: (0351) 463-3274 Fax: (0351) 463-7069


Diagnoselabor

Meß-, Prüf- und Analysemethoden

• Grauwertbildverarbeitung, verfügbar sind eine Reihe von Softwareprodukten (Khoros, AdOculos) sowie viele eigene Routinen

• Röntgenmikroskopie, es sind Algorithmen und Softwarelösungen für die vollautomatischeErkennung von Fehlstellen in Kontaktsystemen der Elektronik verfügbar.Offene Mikrofokus-Röntgenröhre nach dem Transmissionsprinzip,

• Energiebereich: 10 ... 160 kV,• Strahlstrom: 25 ... 200 µA,• Durchstrahlung: bis 26 mm Stahläquivalent,• Strahlfokussierung: 3 ... 200 µm,


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• Geometrische Direktvergrößerung: 3,4 ... 290-fach• Probenmanipulation: Verfahrbereich: X: 460 mm, Y: 610 mm,• maximale Probenabmessungen: l x b x h: 610 mm x 460 mm x 55 mm• maximales Gewicht: 8 kg• Fernsehkette: CCIR-Norm, Digitales Bildformat: 512 x 512 Pixel,• Bildverarbeitungssoftware zur optischen Verbesserung und Auswertung der

Bildinformation,

• Minimale Objektgröße für bildfüllende Darstellung: 1,5 mm x 1,0 mm

• Maximale Objektgröße für bildfüllende Darstellung: 70 mm x 47 mm

Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing.habil. K.-J. Wolter Tel.: (0351) 463-6345 Fax: (0351) 463-7035


Ausrüstung und Gerätetechnik

3D-Topographie-Meßplatz Rodenstock RM 600 (Laserprofilometer, besonders Ausmessungvon Oberflächenstrukturen), Zwei-Koordinaten-Meßmikroskop ZKM 01-250C (Carl Zeiss),Meßmikroskop VMG 460 (Ausmessung von Leiterplatten u.ä.)



Ultraschallmikroskop SONOSCAN D 6000 zur Inspektion von Materialproben, sowieBauelementen und Baugruppen der Mikrotechnik Eindringtiefe frequenz- und material-abhängig frei wählbare schichtweise Abrasterung des Probeninneren

Ansprechpartner: Dr.-Ing. A. Herenz Tel.: (0351) 463-2079 Fax: (0351) 463-7069


SMT-Labor


• Ausrüstungen zur Herstellung und Reparatur von Baugruppen (zweiseitig bestückt) derElektronik

• SMD-Bestückautomat UNIVERSAL GSM 1• IR-Reflow-Lötofen SEHO 4135• Vollkonvektions-Reflow-Lötofen SEHO 6340• IR-N2-Batchofen NGB 300• Dampfphasenlöteinrichtung IBL• Schwallötanlage Streckfuß GmbH


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• Siebdruck-Halbautomat MPM-SPM-AV• SMD-Reparaturarbeitsplatz von Weller



Leiterplattenlabor


Ausrüstungen für die Leiterplattenherstellung:• PC gesteuerter Fräs-Bohrplotter Fa. Bungard CCD, max. Drehzahl 60.000U/min, Bohr-

durchmesser 0.3-4mm• Einseitenbürstmaschine, Fa. Bungard, oszillierende Bürstwalze• Kleingalvanikanlage Compakta für Tentingtechnik, Fa. Bungard, max. Zuschnittgröße

300x400mm²• Labordurchlaufsprühätze, Fa. Bungard, Ätzmedium: saures Kupfer-II-Chlorid, Stripp-

küvette, Stripper Natriumhydroxid• 2 Festresistlaminatoren (Hot rol), Fa. Bungard, 1. phot. Ätzresist 40µm, Breite 300mm,

2. phot. Lotstopp 65µm, Breite 400mm• Doppelseitenbelichtungsmaschine, Fa. Bungard EXP 2000, Lampenleistung max. 4000W

UV- Strahler• Sprühentwicklungsmaschine, Fa. Bungard, Entwicklungsmedium: Natriumkarbonat• Multilayerpresse MLP 20 Ansprechpartner: Dr.-Ing. G. Hielscher Tel.: (0351) 463-2159 Fax: (0351) 463-7035

[email protected]

Ausrüstungen zur Herstellung von Siebdruckformen:• Komplettes Fertigungslabor für Siebdruckformen

Ansprechpartner: Dipl.-Ing. G. Jahne Tel.: (0351) 463 6426 Fax: (0351) 463 7035



• Herstellung doppelseitiger durchkontaktierter Leiterplatten• Herstellung von Metallschablonen für Siebdruckanwendungen


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Dickschicht-Hybrid-Labor


• Ausrüstungen für die Dickschichttechnologie:• Siebdrucker Modell A2, Fa. Baccinimax.

Druckformgröße: 10" * 12", Off-Kontakt- und Kontaktdruck möglich• Siebdrucker Modell SPM, Fa. MPM

max. Druckformgröße: 20" * 20", Off-Kontakt- und Kontaktdruck möglich• Isostatischer Laminator / Presse Modell IL 4004, Fa. PTC max. Laminationsdruck: 3500 psi max. Temperatur: 85°C max. Probengröße: 75 * 120 * 20 mm³• Stanze für Tapekonfektionierung

Tapeabmessungen: 70*70 mm²• Wärmeschränke / Trockenschränke

max. Temperatur: 250 °C• Einbrenn- und Sinteröfen:

• 4-CF-77, Fa. Watkins Johnson8-Zonen-Tunnelofen mit Stahlmuffel

max. Temperatur 1050 °C, Bandbreite: 100 mm Atmosphäre: Luft, N2 (bis <5ppm Rest-O2)

• VMK 22/39/135, Fa. Linn Muffelofen mit Stahlmuffel, max. Temperatur 1050 °C Muffelgröße: ca. 130 * 90 * 120 mm³ Atmosphäre: Luft, N2 Ansprechpartner: Dr.-Ing. P. Streubel Tel.: (0351) 463 4476 Fax: (0351) 463 7035


Ausrüstungen für die Hybridtechnologie (vgl. auch Ausrüstungen für die Dickschicht-techno-logie und für die Lasertechnologie, Foto plotter)• Entwurfsarbeitsplatz• Feinlöt-Arbeitsplatz• Handhabevorrichtungen zur Nacktchipmontage• US-Bonder zur Nacktchipkontaktierung, MDB, Elektromat• TS-Bonder zur Nacktchipkontaktierung, MDB 20, Elektromat

Ansprechpartner: Dr.-Ing. P.Streubel, Dr.-Ing. R.Bauer Tel.: (0351) 463 4476 / 6428 Fax: (0351) 463 7035

email: [email protected]@iet.et.tu-dresden.de


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• Herstellung von Dickschichtträgern in der Mehrschichttechnologie und in der Mehrlagen-technologie (Substrate: Al2O3, AlN, Low Temperature Cofiring Ceramic, Pasten: Au-, Ag-, Cu-Pastensysteme, Lotpasten, Polymerpasten)

• Herstellung von Sensorelementen und Baugruppen, Beschichtung von unterschiedlichstenTrägermaterialien (z.B. Keramik- und Glassubstrate, Siliziumscheiben, starres undflexibles Leiterplattenmaterial) mit Pasten bzw. Farben mittels Siebdruckverfahren, Härtenbzw. Ausbrennen und Sintern von Pasten unter Luft oder Stickstoff

• Ausbrennen und Sintern von Keramiken unter Luft oder Stickstoff bis 1050 °C• Montage und Kontaktierung von SMD auf Hybridträgern mittels Löten, Montage und

Kontaktierung von Nacktchips auf Hybridträgern mittels Kleben und Drahtbonden

Laserlabor

Ausrüstungen für die Lasertechnologie:• CO2-Laser, Fa. Baasel Lasertech;

Leistung 120 W, Bearbeitungsfeld ca. 30 * 25 mm², Schrittweite 2 µm• Nd YAG-Laser, Fa. Baasel Lasertech

Leistung 60 W, Bearbeitungsfeld ca. 75 * 75 mm²• Nd YAG-Laser-Trimmer, Fa. Baasel Lasertech

Leistung 12 W, Bearbeitungsfeld ca. 75 * 75 mm²

Ansprechpartner: Dipl.-Ing. G. Jahne, Dr.-Ing. R. Bauer; Tel.: (0351) 463 6426 / 6428 Fax: (0351) 463 7035

email: [email protected]@iet.et.tu-dresden.de


• Keramiksubstratbearbeitung (Ritzen, Bohren, Schneiden), Bearbeitung ungesinterterKeramikfolien, Strukturierung von Metallfolien, bedingt auch Kunststoffolien, Abgleichvon Dick- und Dünnfilmwiderstandsstrukturen (Wertabgleich und Funktionsabgleich),Strukturierung, Ritzen und Beschriftung von Siliziumscheiben und ähnlichen Materialien,Laserlöten,Test und Erprobung der Baugruppen

• Mitarbeit im Sächsischen Kompetenzzentrum Laserbearbeitung


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8.6 Institutionelle und persönliche Mitgliedschaften

• DHV Deutscher Hochschulverband• DVM Deutscher Verband für Materialforschung und -prüfung e. V.• DGQ Deutsche Gesellschaft für Qualität e. V.• IMAPS The International Microelectronics And Packaging Society• IPC The Institute for Interconnecting and Packaging Electronic Circuits• ISHM International Society for Hybrid Microelectronics - Deutschland e. V.• REFA Verband für Arbeitsstudien und Betriebsorganisation e. V.• SMTA Surface Mount Technology Association• VDE Verband Deutscher Elektrotechniker• VDI Verband Deutscher Ingenieure

8.7 Teilnahme an Messen und Ausstellungen

4. Workshop µTP22. Januar 1998 in NürnbergPosterpräsentation des ZµP auf dem Stand der Transferzentren µTP.

Karlsruher Arbeitsgespräche11.-13.März 1998Beteiligung am Stand des Konsortiums µTP

SMT 9816. – 18. Juni 1998 in Nürnberg,Beteiligung am Messestand des Konsortiums µTP

Forschungsforum 983. - 6. November 1998 in LeipzigVortrag von Prof. Dr.-Ing. habil W. Sauer u. Dr.-Ing. Th. Zerna

COMTEC 9828. November 1998 in DresdenTeilnahme am Podiumsgespräch„Studium der Elektrotechnik und Informationstechnik“durch Prof. Dr.-Ing. habil. W. Sauer

Gäste am Institut

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9 Gäste am Institut

Zu Gast waren Frau/Herr Firma/Institution

Dr.-Ing. Thomas Ahrens Fraunhoferinstitut ISIT, Itzehoe

Mr. Alan J. Basterfield SONOSCAN Inc., Dorset, England

W. Baumgärtel Micro-Hybrid Electronic GmbH

Prof. Becker HTW

Dipl.-Ing. Becker Rei-tec-Ingenieurbüro Eisleben

A. Berger Micro-Hybrid Electronic GmbH

T. Betschev Privatunternehmer Bulgarien

Dr. Bey Forschungszentrum Karlsruhe

Dr. Brankowa-Wasiliewa Universität Sofia

Dipl.-Ing. Rainer Bolzenius Hella KG Hueck & Co., Lippstadt

Dr. Z. Botka Ungarn

Dr.-Ing. Edgar Bott System Microelektronik Innovation GmbH,Frankfurt/O.

Dr. R. Bukovski Privatunternehmer Tschechien

Dr.-Ing. Manfred Deger Analytik-Labor-Possendorf

Dipl.-Phys. Denzel Alcatel SEL AG

Dipl.-Ing. Dreher LPFK Garbsen

Prof. Dung Center of Aiding Techological DevelopmentHanoi

Dr.rer.nat. Peter Dürr Fraunhoferinstitut IMS, Dresden

Dr.-Ing. Dzieedzic TU Wrozlaw

Prof. Dr.-Ing. Feldmann FAPS, Unversität Erlangen

Gäste am Institut

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Dr. Fendler FHR Anlagenbau Ottendorf-Okrilla

Dipl.-Ing. Udo Freitag BOSCH Radeberg

Dr. M. Frelek Polen

Prof. Friedel Universität Wrozlaw

Dipl.-Ing. Feuerstein FAPS, Universität Erlangen

Dipl.-Ing. Gueldner AMD

Prof. Golonka TU Wrozlaw

Dr. Gollan Enthone-OMI-Vertriebsbüro Leipzig

Dipl.-Phys. Gottfried-Gottfried Fraunhoferinstitut IMS, Dresden

M. Grochulski Fa. Caparol, Polen

Dr. Grunau BMBF

Dipl.-Phys. Härtel Forschungsinstitut für Nichteisen-MetalleFreiberg

Dipl.-Ing. Haupt Cybertron GmbH Medingen

F. Hedrich Hahn Schickard Institut Villingen-Schwenningen

T. Hegyi Ungarn

Dr.-Ing. Hentschel FhG-EADQ Dresden

Dipl. Ing. Herzig Fraunhoferinstitut IMS, Dresden

Dipl.-Ing. Hocke Sächsiche Aufbaubank

Dr. Howitz Gesellschaft für Silizium-Mikrosysteme mbH

Doz. Dr. A. Huba Technische Universität Budapest

Dipl.-Ing. Jacob BuS Elektronik Riesa

Dipl.-Ing. Jamin Poly-Flex Circuits

Dipl.-Ing. Jörgens Electro-Möller, Hamburg

Z. Karakas Indicator Fluggesellschaft Ungarn

Gäste am Institut

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Dipl.-Ing. Kaiser Heidelberger Druckmaschinen AG

Dr.-Ing. Keil Cybertron GmbH Medingen

Dipl.-Ing. Keller SIEMENS AG, Regensburg

B. Kiraly Geschäftsführer Colorama KKFT Ikreny Ung.

Dr.-Ing. Gunter Kleinmichel

Kollien Dräger Protech GmbH

I. Krassimira Bulgarien

Dr.-Ing. Krautz FUBA Printed Citrcuits GmbH Dresden

Kressl Caradon Esser GmbH

Dr.rer.nat. Köhler Fraunhoferinstitut IZFP, Dresden

Dipl.-Ing. Krimi FAPS, Universität Erlangen

Dipl.-Chem. Künzelmann Sentronic GmbH

Dr.-Ing. Lange Hella KG Lippstadt

Ing. Liese Forschungszentrum Karlsruhe GmbH

Dipl.-Ing. Wolfgang Lindenau Daimler-Crysler Aerospace, Bremen

Dr.-Ing. Luchs

Dipl.-Phys. Maderstein SIEMENS AG; Amberg

Dipl.-Ing., Dipl.-Wirt.Ing. Mayer Radermacher und Partner GmbH München

N. Miklos Ungarn

Dr. Mikosch Forschungszentrum Karlsruhe GmbH

Dr. P. Misak Privatunternehmer Tschechien

J. Miteva

Dr. Möller Institut Fresenius, AngewandteFestkörperanalytik GmbH

Dr.-Ing. Neumann KSW Microtec GmbH, Dresden

Gäste am Institut

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A. Nikodemusz Ungarische Bahn AG

Prof. Nosek Technische Uniersität Liberec

Dipl.-Ing. Oschee Philips Fernmeldewerk Bautzen

Dr. R. Pal Universität Sopron

Dr. Rache BMBF

Herr Raudies Daimler-Crysler Aerospace, Bremen

Dr.-Ing. Roland AMEC Chemnitz

Herr Ronniger KARO Electronics, München

Scheibner Micro Systems Engineering GmbH & Co.,Berg/Oberfranken

Dipl.-Ing. Schimanski CEM, Itzehoe

Prof. Dr. Schreiber Fraunhofer-Institut IZFP-EADQ, Dresden

Prof. Dr.-Ing. Scheel FhI-IZM Berlin

K. Schimanz BTU Cottbus

Dipl.-Ing. Schneider DEK Printing Machines GmbH

Dr.rer.nat. Schulz Thesys Gesellschaft für MikroelektronikmbH, Erfurt

Dipl.-Ing. Seidler Teleconnect GmbH Dresden

Dipl.-Ing. Sembdner ZMD, Zentrum Mikroelektronik DresdenGmbH

Semmens SONOSCAN Inc., Bensenville, IL, USA

Sewing Hella KG Hueck & Co., Lippstadt

M. Senkyr Bahn Geschäftsbereich Güterverkehr

Doz. Dr.-Ing. Slosarcik TU Kosice

Dr. T. Stachowiak Polen

Strauß BMK proffessional electronics GmbH

Strunck Oberlausitzer Armaturenwerk undMetallgießerei GmbH

Gäste am Institut

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Dr. J. Szynka Quantum Sp. ZO.O,

Dipl.-Ing. Thieme A.S.T. Dresden

Dipl.-Ing. Thiel DMV Medizintechnik

Dipl.-Ing. Tietz Philips Fernmeldewerk Bautzen

Dipl.-Ing. Thomas Sächsische Aufbaubank

Prof. Dr.rer.nat.habil. Ullrich TU Dresden, Institut fürWerkstoffwissenschaft

Dr. K. Vassiliev Bulgarien

Dipl.-Ing. Vehrens Dräger Protech GmbH

P. Velichkova Privatunternehmer Bulgarien

Wagner SUSS Dresden GmbH, Sacka

Dr. P. Wassiliev Institut für Kältetechnik Sofia

Dipl.-Ing. Winkler Vision Engineering, Emmering

Prof. Zivcak TU Kosice

Dipl.-Ing. A. Zschiedrich Bosch Telecom Radeberg GmbH

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Technische Universität Dresden Institut für Elektronik ... · Forschungsschwerpunkte 6 2 Forschungsschwerpunkte Das Institut für Elektronik-Technologie befaßt sich in Forschung