Wieso eine Vollautomation manchmal keinen Sinn macht

Viele europäische Elektronikhersteller sind in einer speziellen Situation: sie produzieren High-Tech-Produkte mit hohen Qualitätsanforderungen, aber in zahlreichen Varianten und daher geringen Stückzahlen und häufigen Weiterentwicklungen. Da sie immer an der Spitze der Technologie sein wollen, ist es für sie besonders wichtig, neue Produkte möglichst rasch in die Fertigung und auf den Markt zu bringen. Deshalb ist eine hochautomatisierte Produktion für diese Hersteller häufig nicht so vorteilhaft: die Umrüstung automatischer Linien auf andere Produkte dauert oft länger als der Produktionslauf eines Loses. Andererseits können sie aber auch nicht einfach manuell produziert werden, schon gar nicht in Ländern mit niedrigerem Lohnniveau, denn da ist es sehr schwierig, die geforderte Fertigungsqualität zuverlässig einzuhalten. Die Lösung liegt in einem klugen Mittelweg mit Geräten mittlerer Automatisierung, die einfach zu bedienen sind, rasche Produktwechsel erlauben und dabei aber mit hoher Fertigungsqualität punkten können.

Auf dem Gebiet der Montage von Halbleiterchips und anderen miniaturisierten Bauteilen ist das Schweizer Unternehmen Dr. Tresky schon seit langer Zeit aktiv. Am Standort am Zürichsee stellt die Firma Die-Bonder und Platziergeräte für Labor und Fertigung in kleinen bis mittleren Stückzahlen her, und das für eine breite Palette an Anwendungen. „Vielseitig und genau“ ist die Philosophie für die Geräte des Hauses nun schon seit über 40 Jahren, denn die neuesten Die-Bonder-Modelle 5100 und 5300 sind dank intelligenter Programmierbarkeit so ausgelegt, dass die Kompetenz des Bedieners nur geringen Einfluss auf Präzision und Qualität des Endproduktes hat.

Die kompakte und sehr stabile Maschinenbasis für beide Modelle sorgt für eine hochpräzise Positionierung bis in den Sub-Mikrometerbereich. Dabei liegen Werkstück und Bauteilquelle nebeneinander auf der Arbeitsbühne, die in der X- und Y- Richtung von der einen Hand des Bedieners verfahren wird. Die zweite Hand besorgt die Bewegung in der Z-Achse und die Drehung des Platzierwerkzeugs. Besonders nützlich ist die völlig gerade Vertikalbewegung über den großen Bereich von 120 mm, die Winkelfehler beim Aufsetzen in jeder beliebigen Höhenlage vermeidet. Nach Wahl können die Maschinen mit oder ohne Wafertisch ausgestattet sein, sodass Chips aus vielen verschiedenen Quellen verarbeitet werden können. Die feinmechanischen Qualitäten der Geräte zeigen sich unter anderem in der Tatsache, dass auch sehr kleine Chips bis herunter zu Kantenlängen von 100 x 120 µm handhabbar sind.

Die im Kern manuelle Bedienung wird durch viele automatisierbare Elemente ergänzt, sodass die Qualität des Endprodukts nicht durch variierende Bedienung beeinflusst wird.

So sind Anpresskräfte oder auch Temperaturprofile beim Aushärten am eingebauten PC leicht zu programmieren und abzuspeichern. Das Modell 5300 hat zusätzlich eine motorisierte, programmierbare Z-Achse mit eingebauter Messung und Regelung der Aufsetzkraft. Besonders bei empfindlichen Bauteilen wie Sensoren oder mikromechanischen Chips ist das sehr wichtig, aber auch dabei, die konstante Dicke eines Kleberbettes zu ermöglichen.

Die Bandbreite der Anwendungen für beide Modelle reicht vom Die-Attach mit Klebern und Die-Bonding vom Wafer über Flip-Chip, eutektisches Die-Bonden oder Die-Bonden mit Ultraschall-Unterstützung bis hin zum 3D-Packaging auch von MEMS, MOEMS, VCEL oder Photonics, UV-Kleberaushärtung u.v.m. Darüber hinaus gibt es Anwendungen jenseits der klassischen Halbleitertechnologie wie die Mikromontage von Miniaturlinsen, Sensoren oder mechanischen Bauelementen. Beide Geräte sind im Baukastensystem aufgebaut, was Erweiterungen etwa mit einem Wafertisch oder einer beheizten Bauteilaufnahme genau nach Bedarf ermöglicht. Damit steht ein maßgeschneidertes Equipment zur Verfügung, aber ohne die hohen Kosten dafür. Durch das leichte Erlernen der Bedienung ist eine Anpassung an neue Produkte kein Problem.

Auch der kurzfristige Einsatz eines Ersatz-Halbleiters, der gerade zur Verfügung steht, stellt kein Problem dar, denn es muss kein automatischer Bestücker mühsam und zeitraubend umprogrammiert werden.