Laser-Mikromaterialbearbeitung als Dienstleistung »Wir übernehmen die Rolle des Technologiescouts«

Lars Ederleh, LaserMicronics: »Wir übernehmen quasi die Rolle des Technologiescouts. Erst prüfen wir, wie ein Prozess sicher funktioniert, dann optimieren wir die Abläufe und erhöhen die
Wirtschaftlichkeit, schließlich produzieren wir.«

Die Laser-Mikromaterialbearbeitung ermöglicht neue Produktions- und Anwendungsbereiche in der Elektronikfertigung und bescherte der LPKF-Tochter LaserMicronics in den letzten 24 Monaten ein Umsatzwachstum von über 40 Prozent. Der Laserspezialist berät Unternehmen bei der Fertigung mit Lasertechnik und arbeitet als Auftragsfertiger für Prototypen und Serien.

LaserMicronics sorgt dafür, dass die Einführung laserbasierter Fertigungsverfahren für die Unternehmen nicht zum Hürdenlauf wird, denn besonders in kleineren und mittelständischen Firmen fehlt es oft noch an Erfahrung und Prozesswissen in diesem Bereich. »Wir helfen, wenn ein Kunde eine Produktion mit Lasertechnologie plant. Das heißt, wir stellen Machbarkeits- und Rentabilitätsbetrachtungen an, unterstützen bei der Prozessoptimierung und stehen auch für die Auftragsproduktionen bereit«, beschreibt Lars Ederleh, Geschäftsführer von LaserMicronics, die strategische Ausrichtung seines Unternehmens. Ihm kommt zugute, dass er mit dem Mutterunternehmen LPKF Laser & Electronics einen starken Partner rund um Lasersysteme und -technologie direkt vor der Haustür hat.

LaserMicronics unterstützt LPKF beispielsweise bei der Produkt- oder Verfahrensentwicklung für potenzielle Laserkunden. Die Kunden profitieren vom Einsatz leistungsfähiger Lasersysteme, den Steuerungs- und Maschinenbaukompetenzen und schließlich vom Wissen der Physiker und Ingenieure für die optimale Konfiguration der Fertigungsanlage. Dazu kommen weit reichende Erfahrungen über die Wechselwirkung zwischen Laserenergie und verwendetem Material. Als Produktionsdienstleister fertigt LaserMicronics in enger Kooperation mit den Kunden Prototypen, Vor- und Kleinserien sowie Großserien: »Wir übernehmen quasi die Rolle des Technologiescouts. Erst prüfen wir, wie ein Prozess sicher funktioniert, dann optimieren wir die Abläufe und erhöhen die Wirtschaftlichkeit, schließlich produzieren wir«, erläutert Ederleh.

Dass die Beratungs- und Fertigungsdienstleistungen von LaserMicronics auf breite Resonanz stoßen, davon zeugt die Umsatzsteigerung von 40 Prozent in den letzten 24 Monaten. Auch die Mitarbeiterzahl konnte das Unternehmen von anfangs 12 auf mittlerweile 20 steigern. Räumlich hat die LPKF-Tochter sich vergrößert und vor kurzem ein neues Produktionsgebäude am Standort Garbsen bezogen. Parallel zum Umzug hat LaserMicronics die Ausstattung mit Lasersystemen erweitert, um der boomenden Nachfrage nach der von LPKF entwickelten LDS-Technologie Rechnung zu tragen, wie Ederleh betont: »Wir erhalten in den letzten Monaten immer mehr Anfragen zu diesem Gebiet und werden unsere Kapazitäten und Fertigungstiefe auf diesem Gebiet ausweiten.«

Laserverfahren sind vielfältig einsetzbar

Für die Lasertechnologie sprechen die Präzision, die hohe Prozesssicherheit und ein schonender Produktionsprozess. Das Spektrum der Laseranwendungen in der Fertigung und beim Prototyping ist breit. So hat LaserMicronics ein besonders präzises Verfahren für die Produktion mikrostrukturierter Layouts auf TCO/ITO (Transparent Conductive Oxide) entwickelt. TCO-Beschichtungen sind elektrisch leitfähige, unsichtbare Beschichtungen auf Glas oder Kunststoff. Ein Laser schreibt feinste leitfähige Strukturen auf transparente Trägermaterialien. Dabei lassen sich Strukturbreiten von 25 µm bei herausragender Lagegenauigkeit und freier Wahl der Geometrie produzieren. ITO-Beschichtungen sind für organische Leuchtdioden, HF-Abschirmungen, hochwertige Touchpanels, unsichtbare Antennen oder Solarelemente nutzbar. Auch zum Trennen, Bohren und Schneiden flexibler und starr-flexibler Leiterplatten ist die Lasertechnologie geeignet. »Insbesondere flexible und sehr dünne Substrate profitieren von der berührungslosen Bearbeitungsmethode, weil wir damit die einwirkenden Kräfte auf ein Minimum reduzieren können«, beschreibt Ederleh. Als Halterung genügt meist ein Vakuumtisch. Moderne Systeme mit CO2- oder UV-Lasern schneiden hochkomplexe Konturen präzise, stressfrei und ohne mechanische Belastungen. Anwendung findet das berührungslose Laserverfahren auch bei der Leiterplattennacharbeit bei bestückten und damit wertvollen Platinen. »Hier repariert der Laser, wo ansonsten das komplette Kontingent wertlos gewesen wäre«, gibt Ederleh zu bedenken.
 
Immer mehr Geräte und Motoren besitzen hochpräzise Mikroschneidteile. Sie werden mit einer Stärke bis zu 2 mm aus Edelstahl-, Nickel-, Molybdän- und Titan-Folien geschnitten. Die Lasertechnologie erlaubt eine Wiederholgenauigkeit von ±2 µm und Radien von 10 µm. »Solche Mikroschneidteile sind dank Lasertechnologie auch in geringen Stückzahlen wirtschaftlich, weil die Schneidkontur softwaregesteuert abgefahren wird und zusätzliche Werkzeuge entfallen«, erklärt der Geschäftsführer.  

Wo man auf sichere Verbindungen angewiesen ist - z.B. in der Automobilelektronik oder der Medizintechnik - hat sich das Laser-Kunststoffschweißen durchgesetzt. Es verbindet einen lasertransparenten mit einem absorbierenden Werkstoff. Der Laserstrahl fokussiert sich durch das transparente Formteil hindurch auf den absorbierenden Fügepartner und schmilzt diesen oberflächlich in der Verbindungsstelle auf. Das durchlässige Bauteil wird durch Wärmeleitung plastifiziert und mit einer definierten Kraft angepresst. In der Mikrofluidik liefert häufig allein das Laser-Kunststoffschweißen die technisch erforderlichen Schweißnahtqualitäten, wenn auf der Fläche einer Zigarettenschachtel mehrere Meter Schweißnaht angeordnet werden müssen. Eine integrierte Fügewegüberwachung oder eine Pyrometerkontrolle geben zuverlässig Auskunft über die Schweißqualität jedes Bauteils.

Enormes Potential birgt laut Ederleh die bereits erwähnte LDS-Technologie. Dreidimensionale Schaltungsträger vereinen mechanische und elektronische Funktionen auf engstem Raum. LaserMicronics wendet vor allem das patentierte LDS-Verfahren (Laser-Direktstrukturierung) an. Ein Laser bildet die Leiterbahngeometrie auf Einkomponentenspritzguss-Bauteilen ab. Diese Strukturen werden anschließend metallisiert. Millionenfach bewährt ist der Einsatz dreidimensionaler Antennen in hochwertigen Handys. Verwendung finden MID-Bauteile zudem im Medizin- und Automobilsektor.

Keramik zeichnet sich durch eine hohe Härte, Form- und Temperaturbeständigkeit aus - und ist daher schwierig zu bearbeiten. Auch hier können Laser zur Direktstrukturierung durch Verdampfen einer leitenden Beschichtung eingesetzt werden, aber auch zum exakten Bohren und Schneiden des Keramikmaterials. Für die Brennstoffzellentechnologie stellt LaserMicronics z.B. individuell geschnittene Keramik-Elektrolyte oder auch Membran-Elektroden-Einheiten (MEA) her.