LPKF ProtoLaser 200 Laserstrukturierung von Leiterplatten

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1 LPKF ProtoLaser 200 Laserstrukturierung von Leiterplatten High-Speed Laserstrukturierung Höchste Auflösung, exakte Geometrien, beste Wiederholgenauigkeit Ideal für HF- und Mikrowellenschaltungen On-Demand-Fertigung von kundenspezifischen Kleinserien

2 LPKF ProtoLaser 200: Das Prinzip Sofort. Wann soll ein Leiterplattenprototyp fertig sein? Wie schnell eine Kleinserie aufgelegt werden? Die Antwort lautet oft: Sofort. Um diesen Anspruch näher zu kommen, wurde der LPKF ProtoLaser 200 entwickelt. Das Herzstück des LPKF ProtoLaser 200 ist ein neues LPKF Laserverfahren, mit dem das System Leiterplatten in Minuten strukturiert. Gleichzeitig wird die Präzision gegenüber herkömmlichen Systemen erheblich gesteigert. Dabei vervielfacht die Kombination mit einem integrierten X/Y-Tisch das eigentliche Arbeitsfeld des Lasers. Das Potential, exakte Geometrien auf fast jedem Substrat zu erzielen, spiegelt sich in den anspruchsvollen Einsatzfeldern des Systems: Der Produktion von Antennen, Filtern, RFIDs... und zwar sofort. Strukturierungsgeschwindigkeit: 6 cm 2 /min Minimale Schnittkanalbreite: 25 µm Minimaler Eckradius: 12,5 µm Mindestleiterbahnbreite/-abstand: 50/25 µm * * auf Keramiksubstrat mit 5 µm Metallisierung

3 Anwendungen Feinstleiterplatten Bei der Fertigung hochintegrierter Schaltungen steht bei steigenden Ansprüchen die Zuverlässigkeit des Produktes an erster Stelle. Der LPKF ProtoLaser 200 übertrifft die mit Leiterbahnbreiten und -abständen kleiner 125 µm/125 µm definierten Anforderungen der Feinstleitertechnik deutlich. HF-Schaltungen Die wegweisende werkzeuglose Lasertechnologie erlaubt den Aufbau exakter HF-Leitungsgeometrien bei hoher Strukturierungsgeschwindigkeit. Die bei HF-Anwendungen benötigte Wiederholgenauigkeit kann in der Produktentwicklung über beliebig viele Iterationsschritte ebenso wie über ganze Kleinserien hinweg exakt eingehalten werden. HF-Filter auf keramischen Substraten Bei metallbeschichteten Keramiken erweisen sich herkömmliche Strukturierungsverfahren oft als ungeeignet. Der LPKF ProtoLaser 200 dagegen zeichnet sich speziell auf diesem Terrain aus. Der Laserstrahl ist in der Lage, Metallschichten auf keramischen Trägern genauso präzise wie schnell zu entfernen bis zu einer Stärke von 300 µm! Schaltungen auf flexiblen Substraten Der LPKF ProtoLaser 200 ist dafür ausgelegt, auf flexiblen Substraten genau, zuverlässig und schonend zu arbeiten. Die flexiblen Materialien werden dabei mit Vakuum exakt plan auf dem Arbeitstisch gehalten. RFIDs auf PET-Folie In der RFID-Prototypenentwicklung gilt die Strukturierung aluminiumbeschichteter Substrate als kompliziert. Mit dem LPKF ProtoLaser 200 können jetzt Substrate wie beschichtete PET-Folien einfach und zuverlässig bearbeitet werden. Damit steht ein Werkzeug für die effiziente Prototypenfertigung in beliebiger Stückzahl zur Verfügung. Die Kleinserienproduktion von RFIDs wird einfach handhabbar, gerne auch On-Demand. Herstellung doppelseitiger Leiterplatten Für das Bohren von Leiterplatten sind LPKF Fräsbohrplotter die perfekte Ergänzung zum Laserstrukturiersystem LPKF ProtoLaser 200. Den grundlegenden Arbeitsablauf für eine zweiseitige Leiterplatte beschreiben folgende vier einfache Schritte. 1. Import der Daten Die mit dem LPKF ProtoLaser gelieferte Software verarbeitet alle gängigen Layoutformate. Die Software des LPKF Proto- Laser 200 und der LPKF ProtoMaten ist untereinander kompatibel, so dass der Datenaustausch zwischen den Systemen denkbar einfach ist. 2. Erstellen der Passermarken Die Passermarken werden mit dem LPKF Fräsbohrplotter gebohrt. Zur genauen Positionsbestimmung der Leiterplatte verfügen der LPKF ProtoLaser 200 und die LPKF ProtoMaten über eine optische Passermarkenerkennung. 3. Strukturieren der Leiterbahnen Nachdem die Passermarken erstellt wurden, strukturiert der LPKF ProtoLaser 200 die Leiterbahnen. 4. Bohren der Durchgangslöcher, Durchkontaktieren Für die Durchkontaktierung im Labor empfiehlt sich das für HF- und Mikrowellenanwendungen entwickelte chemiefreie System LPKF ProConduct. Die Durchgangslöcher werden mit einem LPKF Fräsbohrplotter gebohrt.

4 Produktmerkmale Ausstattung Geschlossenes Gerät der Laserklasse 1 Spezieller Lärmschutz für den Betrieb im Labor Integriertes Absaug- und Filtergerät Pilotlaser 230 V-Betrieb Mehrfachnutzen auf einer Fläche von 305 x 229 mm Der ProtoLaser 200 ermöglicht einen besonders produktiven Einsatz, wenn mit Mehrfachnutzen gearbeitet wird. Das heißt, ein Schaltungslayout (Nutzen) wird auf einer Leiterplatte mehrfach angeordnet. Dabei kann die Leiterplatte bis zu 305 x 229 mm groß sein. Die max. Größe eines Nutzens beträgt 100 x 100 mm. Dieser Wert ist durch den Arbeitsbereich des Lasers definiert. Passermarkenerkennung und Autofokus Eine Kamera lokalisiert anhand von Passermarken die Position der Leiterplatte und richtet die Laserbearbeitung danach aus. Über die Z-Achse wird automatisch für eine optimale Fokuslage des Lasers gesorgt. X/Y-Tisch mit Vakuumfunktion Den komfortablen Einsatz von Mehrfachnutzen ermöglicht der integrierte X/Y-Tisch mit Vakuumfunktion. Er verfährt einen Nutzen nach dem anderen in den Arbeitsbereich des Lasers. Die Vakuumfunktion fixiert die Leiterplatte. LPKF Software Mit der vielfach bewährten Software LPKF CircuitCAM und CicuitMaster hat der Anwender die direkte Kontrolle über alle Betriebsparameter des LPKF ProtoLaser 200. Darüber hinaus steht eine große Anzahl voreingestellter Profile für die Bearbeitung verschiedenster Anwendungen zur Verfügung. Alle Profile lassen sich individuell anpassen und speichern. Die Software erlaubt die reibungslose Kommunikation mit weiteren LPKF-Systemen wie den LPKF Fräsbohrplottern.

5 Strukturierungszeit Experimentelle Ergebnisse mit dem LPKF ProtoLaser 200 In Zusammenarbeit mit dem Institut für Hochfrequenztechnik und Funksysteme der Universität Hannover wurde der LPKF ProtoLaser 200 auf den Prüfstand gestellt. Die laserstrukturierten Leiterplatten übertrafen in Vergleichen Leiterplatten, die mit Ätzverfahren hergestellt wurden, in wichtigen Kriterien wie der Wiederholgenauigkeit, der Übereinstimmung mit den Simulationsergebnissen und der exakten Geometrie. Die abgebildete Leiterplatte zeigt ein Element planarer Breitband-Funknetze für symmetrische Antennenstrukturen (Frequenzbereich 1-6 GHz). Die Leiterplatte mit den Maßen 60 x 70 mm wurde in weniger als 5 Minuten strukturiert! Feinste Strukturen Präzise Kanten <5 min 85 µm 70 mm Koppelspalt als integrierter Bestandteil des Speisenetzwerkes Präzision bis ins Detail 60 mm Leiterplattengröße: 60 x 70 mm Material: FR4, 0,5 mm, 18 µm Cu Strukturierungszeit: <5 min Stripline-Übergang mit veränderlicher spezifischer Impedanz 225 µm 75 µm Dank des ProtoLasers fertigen wir 500 kundenspezifische Filter in nur einer Woche! Die Fähigkeit des Systems, Designüberarbeitungen schnell und exakt umzusetzen, machen den Proto- Laser 200 zu einer unserer wertvollsten Investitionen. Boris Yasinov, Senior Design Engineer Elcom Technologies, USA

6 Technische Daten LPKF ProtoLaser 200 Art.-Nr. Max. Layout-Bereich Verfahrbereich x 100 x 50 mm 229 x 305 mm a Strukturierungsgeschwindigkeit 6 cm 2 /min ( bezogen auf 18 µm Cu) Durchmesser fokussierter Laserstrahl Mindestleiterbahnbreite/Mindestabstand Auflösung Wiederholgenauigkeit Laserpulsfrequenz 25 µm 50 µm/25 µm b 2 µm ±2 µm c khz Maße (B/H/T) Gewicht x x mm d 650 kg Betriebstechnische Daten Anschlusswerte Druckluft Kühlung Umgebungstemperatur 230 V, Hz, 1,4 kw 8 bar, 160 l/min Luftgekühlt 20 C ±2 C Absaugsystem Anschlusswerte Gewicht Luftdurchsatz Filter 230 V, 50 Hz, 1,2 kw 45 kg 320 m 3 /h, max. Vakuumunterdruck PA Aktivkohlefilter und neuer HEPA-Filter Zubehör Kompressor Für eine konstante Druckluftversorgung. a Es können Mehrfachnutzen auf einer Fläche von 229 x 305 mm angelegt werden. Die max. Größe jedes Nutzen entspricht dem max. Layoutbereich von 100 x 100 mm. b Abhängig von Material und Laserstrahl-Parametern. c Direkte Wiederholung der Laserstrahlbewegung. d Der LPKF ProtoLaser 200 misst in der Höhe mm mit installiertem StatusLight und benötigt mm Freiraum zum Öffnen der Tür. Technische Änderungen vorbehalten. Das System stellt im Normalbetrieb ein Laserprodukt der Klasse 1 dar. Im Wartungsmodus handelt es sich um ein Laserprodukt der Klasse 4. LPKF Laser & Electronics AG Osteriede 7 D Garbsen Deutschland Telefon +49(0) Fax +49(0) LPKF-Distributor LPKF AG, EN

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