Laserbeschriften von Elektronik & Halbleitern

Mit der Laserkennzeichnung bzw. einem Beschriftungslaser – wie z. B. einem Faserlaser oder einem UV-Laser von KEYENCE – werden:

• Halbleiterchips
• Steckverbinder
• Wafer
• Leiterplatten (PCBs)
• Integrierte Schaltungen (ICs) und andere Halbleiterkomponenten

mit:

• Identifikationsnummern
• technischen Spezifikationen
• Barcodes
• Logos und mehr

markiert.

Herkömmliche Kennzeichnungsmethoden wie Etiketten oder Tintenstrahldruck sind oft nicht beständig genug und erfordern Verbrauchsmaterialien.

Laserbeschrifter ermöglichen die schnelle, präzise und dauerhafte Kennzeichnung selbst kleinster Bauteile in großen Stückzahlen. Dies ist besonders wichtig, da elektronische Komponenten oft mikroskopische Details erfordern. Zudem können Hersteller so flexibel auf die Nachfrage und Produktionspläne reagieren.

Die Laserbeschriftung bietet klare Vorteile:

• Dauerhafte Markierungen: Beständig gegen Hitze, Chemikalien und Abrieb
• Hochpräzise: Ideal für sehr kleine und empfindliche Komponenten
• Fälschungssicher & rückverfolgbar: Lasergravuren sind nicht entfernbar
• Äußerst schnell: Großen Mengen lassen sich in kürzester Zeit kennzeichnen
• Vielseitig: Geeignet für verschiedene Halbleiterteile wie Quarzoszillatoren, Anschlussrahmen und IC-Gehäuse
• Materialschonend: Keine Hitzeentwicklung bei UV- und Faserlasern
• Umweltfreundlich & kosteneffizient: Keine Tinte, Etiketten oder andere Verbrauchsmaterialien erforderlich

Die Laserbeschriftung von Halbleitern ist ein wichtiger Bestandteil des Fertigungsprozesses, da sie eine einfache Identifizierung von Halbleiterbauteilen ermöglicht. Halbleiter finden häufig Anwendung in Computern, tragbaren elektronischen Geräten (z. B. Mobiltelefonen, Tablets und E-Book-Readern) sowie in der Unterhaltungselektronik.

Laserbeschrifter werden in der Halbleiterindustrie nicht nur zur Identifikation verwendet, sondern auch für:

• Oberflächenstrukturierung
• Mikrobearbeitung,
• Mikrostrukturierung
• Oberflächenmodifikation

Von einzelnen Komponenten wie Leiterplatten und Steckverbindern bis zu den Verpackungen, in denen die Halbleiter versendet werden – die Laserkennzeichnung ermöglicht eine berührungslose und schonende Markierung auf unterschiedlichsten Materialien.

Typische Anwendungsfälle für die Kennzeichnung von elektronischen Bauteilen und Halbleitern sind:

• EV-Laserbeschriftung
• Barcode-Erstellung
• Manipulationssicherheit und Fälschungsschutz für Halbleiter und einzelne Komponenten
• Zuverlässige Rückverfolgbarkeit von Bauteilen
• Oberflächenmodifikation zur Verbesserung von Haftung, Reflexion usw.
• Branding und Produktanpassung
• Dauerhafte Markierungen, die anspruchsvollen Bearbeitungsprozessen standhalten, ohne an Klarheit zu verlieren
• Kennzeichnung von Leiterplatten (PCBs) sowie Schneiden von elektrischen Isolierfolien zur Segmentierung von Komponenten
• Präzise Markierungen für Oberflächenmontagegeräte (SMDs)

Es ist wichtig zu erwähnen, dass die Nutzung von Laserbeschriftern die Zusammenarbeit von Technologie und Fachleuten erfordert. Hier kommt die Unterstützung durch KEYENCE ins Spiel: Wir helfen Ihnen dabei, Ihre Anwendungen und Prozesse mit Laserbeschriftern zu optimieren.

Halbleiterbauteile werden aus folgenden Halbleitermaterialien hergestellt:

• (typischerweise) Silizium
• Germanium
• Galliumarsenid
• Silizium-Germanium

Der Fertigungsprozess beginnt mit der Wafer-Fertigung, bei der diese Materialien gereinigt und in dünne Scheiben, sogenannte Wafer, geschnitten werden. Diese Wafer werden dann einer Reihe komplexer Prozesse unterzogen, um elektrische Komponenten wie Transistoren und andere Schaltungselemente herzustellen.

Die Halbleiterfertigung ist ein hochkomplexer und präziser Prozess, bei dem selbst kleine Änderungen im Fertigungsablauf erhebliche Auswirkungen auf die Leistung des fertigen Produkts haben können. Daher ist Präzision im Herstellungsprozess von größter Bedeutung.

Die Laserbeschriftung von Halbleitern ist ein wichtiger Bestandteil des Halbleiterfertigungsprozesses, da sie eine einfache Identifizierung der Teile ermöglicht. Auch die Oberflächenbearbeitung und Barcode-Erstellung sind mit der Laserbeschriftung schnell und präzise umsetzbar.

Dabei lenkt das Laserbeschriftungssystem einen Strahl hochenergetischen Lichts auf das Halbleiterbauteil, wodurch die Oberfläche des Bauteils erhitzt wird und sich die Farbe verändert. Dieser Prozess wird als Farbumschlag bezeichnet und genutzt, um Markierungen zu erzeugen, die eine zuverlässige Rückverfolgbarkeit sicherstellen.

Bei der Laserätzung wird das Oberflächenmaterial durch den Laserstrahl geschmolzen, wodurch ein Prozess von Erwärmung, Abkühlung und Expansion entsteht, der eine präzise Markierung hinterlässt. Die Laserätzung wird als Teil der Lasergravur betrachtet. Zu den Vorteilen der Laserätzung gehören:

• Schnelligkeit: Der Prozess ist schneller im Vergleich zur Gravur.
• Flache Markierungen: Besonders gut für flache Markierungen geeignet.
• Kontaktlose Bearbeitung: Verhindert mechanische Stressfaktoren durch den Verzicht auf direkten Kontakt.
• Vielseitigkeit: Ermöglicht hoch- oder niedrigkontrastierende Markierungen auf kleinen und großen elektronischen Komponenten.
• Effizienz: Kombiniert hohe Effizienz mit konstant lesbarer Qualität, sowohl in der Einzel- als auch in der Serienproduktion.

Diese Vorteile machen den Einsatz von Laserbeschriftungssystemen in der Halbleiterindustrie besonders attraktiv. Darüber hinaus bieten unterschiedliche Laserwellenlängen jeweils spezifische Vorteile für verschiedene Ätzaufgaben. Von hybriden bis zu UV-Laserbeschriftern: Jede Wellenlänge bringt besondere Stärken für Ätzprozesse mit sich.

Allerdings ist Ätzen, trotz seiner unbestreitbaren Vielseitigkeit, nicht immer die erste Wahl für einige Hersteller. Es gibt einige Gründe, warum mehrere Laserbeschriftungsprozesse, -technologien und -techniken existieren.

Wenn es um die Technologien geht, die für die Gravur verwendet werden, stehen eine Vielzahl von Kennzeichnungssystemen zur Verfügung, um unterschiedliche Prozesse und Ergebnisse zu liefern.

Viele Hersteller nutzen beispielsweise Infrarotlaser für die Gravur von Halbleitern. Dies liegt hauptsächlich an der Wellenlänge des Lasers, die gut für die Gravur von Metalloberflächen geeignet ist, solange diese nicht wärmeempfindlich sind.

Für diejenigen, die neu in diesem Thema sind oder nach der effektivsten Art des Laserbeschriftens von elektronischen Komponenten suchen, ist es unter Umständen schwierig, eine Auswahl zu treffen.

Viele Laserbeschrifter können eine Vielzahl von Materialien sowohl gravieren als auch ätzen. Dies bietet Unternehmen eine höhere Flexibilität in der Produktion. Kontaktieren Sie uns – gemeinsam finden wir die optimale Lösung für Ihre Anforderungen.

Mikromarkierung

Laserbeschrifter haben einen sehr kleinen Strahlspot, was sie perfekt für Anwendungen mit einem sehr kleinen Kennzeichnungsbereich macht. Mikromarkierungen, die für die meisten Systeme schwierig ausführbar bis gar nicht möglich sein können – können mit dem richtigen Laser problemlos durchgeführt werden. Verschiedene Kennzeichnungsmethoden können ebenfalls ausgewählt werden, von kaum merklichen Markierungen bis hin zu tiefen Gravuren.

Kennzeichnung von Siliziumwafern

Siliziumwafer sind empfindliche Komponenten, die eine präzise Kennzeichnung erfordern. Es ist entscheidend, Oberflächenschäden durch Hitzeeinwirkung während der Kennzeichnung eines fertigen Wafers auf ein Minimum zu beschränken. Schäden während des Kennzeichnungsprozesses können zu Kontaminationsrisiken führen, die die Qualität und Leistung der fertigen Wafer beeinträchtigen. Aus diesem Grund besitzen UV- und Grünlichtlaser die optimalen Wellenlängen für diese Anwendungen. Sie bieten die kontrollierte Kennzeichnung, die erforderlich ist, ohne Oberflächenschäden zu verursachen.

Kennzeichnung LED-Keramikgehäuse

Die kompakte Bauweise von LED-Keramikgehäusen stellt traditionelle Kennzeichnungsmethoden vor einzigartige Herausforderungen. Aufgrund von Platzbeschränkungen verwenden Keramikgehäuse häufig 2D-Codes, um alle erforderlichen Rückverfolgbarkeitsinformationen unterzubringen. Durch die Integration von 2D-Codes auf LED-Keramikgehäusen können Hersteller problemlos Batchinformationen, Produktionsdetails und andere wichtige Daten einbetten. Dies optimiert den Tracking- und Identifikationsprozess, verbessert die Qualitätssicherungsmaßnahmen und gewährleistet die Einhaltung von Branchenstandards.

Entfernung der Vergoldung von Anschlüssen

In der Vergangenheit wurden Masken verwendet, um unnötige Beschichtungen zu vermeiden. Heute sind die Anschlüsse kleiner und die Abstände zwischen den Klemmen enger. Daher ist es gängige Praxis geworden, eine dünne Beschichtung aufzutragen und diese dann für mikrometergenaue Ergebnisse mit einem Laser zu entfernen.

Entfernung der Dünnschicht-Bandbeschichtung

Früher wurden speziell hergestellte oder scharfe Werkzeuge verwendet, um Dünnfilm-Beschichtungen von Spulen zu entfernen. Heute haben Laserbeschrifter diese Aufgabe übernommen, da sie stabile und wiederholbare Ergebnisse erzielen.

Entfernung der Harzbeschichtung

Chemikalien werden häufig verwendet, um Harze von defekten Formen zu entfernen, damit diese analysiert werden können. Allerdings können Reinigungsmittel und andere ätzende Chemikalien die internen Schaltungen beschädigen. Diese Methode erfordert viele Arbeitsstunden und eine präzise Anwendung - und ist somit fehleranfälliger. Der Einsatz eines Laserbeschrifters zur Entfernung von Harz spart Betriebskosten und Zeit.