Innovation mit Additive Manufacturing in der Halbleiter Industrie

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1 FIT FOR ADDITIVE MANUFACTURING Innovation mit Additive Manufacturing in der Halbleiter Industrie Ruedi Grüter Dipl. Ing. FH BESI AG: Mechanic Expert

2 BESSERE PRODUKTE MIT ADDITIVER FERTIGUNG Inhalt: BESI AG Switzerland Rollmeter Lead Frame Schnabel Einschub Stab Lead Frame Vakuum Anschluss Pick and Place System Flach Sauger Computer Chip Frage: SLM oder Giessen Uhr: Zeit: 45 min 22 Juni 2017, Von Roll Casting

3 BESI AG Switzerland Produkte Die Bonding Die Bonding Molding Plating FC Die Bonding FC Die Bonding Singulation SSI Die Bonding Die Sorting Trim & Form Wire Bonding Juni 17 3

4 BESI AG Switzerland Produkte Die Bonding «DB 2100 xp» Flip Chip Die Bonding «DB 2100 FC» SSI Die Bonding DB 2009 Juni 17 4

5 Unterschied SLM und SLS SLS: Selective Laser Sintering Wird mit Kunststoff Pulver «gesintert» SLM: Selective Laser Melting Wird mit Metall Pulver geschmolzen 5

6 SLM Beispiel Rollmeter Lead Frame Schnabel Herausforderung: Anbindung an gewölbtes 0.1mm Metallband (Rollmeter) Elektrisch leitend (ESD) Gesamthöhe nicht grösser als das Metall Band Austauschbar für grössere Produkte ohne Werkzeug Erkennung resp. Beschriftung der Grösse Ergebnis: Prototype: ca. 40.-SFR. für 6 Stück Sehr leicht & filigran gebaut mit idealer Form 6 $ Fertigungskosten bei Losgrösse 100 Flexibilität für kundenspezifische Wünsche 6

7 SLM Beispiel Rollmeter Lead Frame Schnabel 7

8 SLM Einschub Stab Lead Frame Herausforderung: Anbindung an geschliffener dünner Stab Elektrisch leitend (ESD) 2 Varianten für dünne und dicke Lead Frame Ergebnis: Prototype: 20.-SFR. für 6 Stück Sehr leicht & filigran gebaut mit idealer Form 6 $ Fertigungskosten bei Losgrösse 100 Flexibilität für Kundenspezifische Wünsche Simple einfache Lösung 8

9 SLM Einschub Stab Lead Frame 9

10 SLM Beispiel Vakuum Anschluss Herausforderung: Sehr wenig Platz, sehr leicht Robustheit bei 30g Beschleunigung Einfachere Montage der 5 Schläuche (D=3.2mm) Reduktion Knickung Schlauch Integration Filter inkl. gutem Handling 10

11 SLM Beispiel Vakuum Anschluss 11

12 SLM Beispiel Vakuum Anschluss Ergebnis: Prototype: SFr./Stück bei 5 Stück Bestellung Sehr leicht filigran gebaut mit idealer Form 55.- SFr. Fertigungskosten bei Losgrösse 50 (Preis in Asien noch offen)! Montage Aufwand auf ein Minimum reduziert, Risiko Knickung Schlauch eliminiert 12

13 SLM Flach Sauger Computer Chip Was waren die Gründe für die (Neu-)Entwicklung dieses Flachsaugers? Wir reinigt man mehrschichtige sehr dünne Computerchip (10-20 µm dick) vor dem nächsten Chip kleben, ohne dass sie brechen? 3 µm Partikel brechen den Chip auch auf dem 20 Stock! Idee Dez 2013 aus Input Konkurrenz Lösung Vorgegebene Position und Schnittstelle mit wenig Platz Integration einer technologischen Lösung mit ESD Ionisator zur Reduktion der Adhäsion der Staub Partikel für bessere Ablösung Flexible erweiterbare Blas und Saug Geometrie Ergebnis Stand 2016 : Prototyp Januar 2014 beim Kunden, Evaluation in Betrieb! Ideale Form mit erstem Teil: Ca SFr/ Stück Fertigungskosten bei Los 2 Ca SFr / Stück Fertigungskosten bei Losgrösse 25 Flexibilität für kundenspezifische Wünsche; 1h für 2. Version Technologisch in wenigen Tagen mit Konkurrenz gleichgezogen 13

14 SLM Flach Sauger Computer Chip 14

15 Bilder Serien Fertigung

16 Analyse Jan Wie hoch sind die jährlichen Stückzahlen die zum Einsatz kommen? Preis SLS Teil ohne Gewinde Nacharbeit: Erstellte Stückzahl bis Jan 2016: 190.-SFr 61 Stück Nacharbeit Gewinde 2 x M3 und ein Gewinde G1/8» 2016: Total: 160.-SFr SFr. Das Gewinde-Schneiden muss von dem Teil weg «desinged» werden!

17 Resultat Juni 2017 Improvements Herstellungskosten bei 50er Losgrössen: Startpunkt: Neue Offerte: Savings pro Stück: 350.-SFr 205.-SFr 145.-SFR

18 SLM oder Giessen Zusammenfassung SLM kann komplizierte Schnittstellen durch Formen auflösen, welche mit konventioneller Fertigung nicht realisierbar sind. SLM Teile erlauben dem Entwickler die ideale Form schnell abzubilden. Die Wirtschaftlichkeit muss via Offerten und anhand Stückzahlen geprüft werden. SLM erlaubt mit sehr hoher Festigkeit im Leichtbau Teile zu konzipieren, welche konventionell Fertigungs- und Montage-Aufwändig sein können. SLM eröffnet innovative schnelle Lösungen SLM Stückzahlen bis 1 bis ca 1000 sind Ideal bei Teilegrössen bis ca 1- max 3 dm 3 SLM wird giessen bei grösseren Stückzahlen und bei grösseren Teilen nicht ersetzen sondern einfach ergänzten! «GEHT NICHT», GIBT S NICHT!

19 BESSERE PRODUKTE MIT ADDITIVER FERTIGUNG Ruedi Grüter Dipl. Ing. FH BESI AG: Mechanic Expert