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3D-Micromac unveils clean scribe technology on microDICE TLS laser dicing system

14.03.2018 - 11:24

3D-Micromac AG, a leading supplier of laser micromachining and roll-to-roll laser systems for the photovoltaic, medical device and electronics markets, today unveiled its Clean Scribe technology.

The Clean Scribe technology is a new patent-pending feature for its microDICE™ laser micromachining system that enables particle-free scribing of silicon carbide (SiC) wafers without the need for expensive coatings and without impacting wafer dicing throughput. Clean Scribe works seamlessly with 3D-Micromac’s TLS-Dicing™ (Thermal-Laser-Separation) process integrated into the microDICE system to provide fast, damage-free and cost-effective wafer dicing with no additional material or equipment overhead.

“Consumer demand for hybrid and electric vehicles, as well as growing use of automotive electronic systems for improved fuel efficiency and driver safety, is fueling the need for SiC-based power devices,” stated Hans-Ulrich Zühlke, product manager at 3D-Micromac. “Maximizing yield on the production of power devices is paramount to ensuring consumer safety for these applications. At the same time, driving down costs throughout the SiC power device manufacturing process is crucial to enabling wider adoption of these advanced vehicles by consumers. Our new Clean Scribe technology is the latest example of 3D-Micromac’s commitment to continuous innovation of our TLS-Dicing process in order to achieve greater yield, throughput and cost savings in device pre-packaging as well as to expand the applications that can benefit from our technology.”

New Laser Scribing Approaches Needed

Scribing is an essential step in wafer dicing. 3D-Micromac’s TLS-Dicing approach is a two-step process involving the use of a short ablation laser to produce an initial scribe at the beginning of each cut in the dicing street in order to initiate a crack. This “dry” scribe process generates a very low number of particles. Then, in the second step, a continuous wave laser is passed along this line to heat up the material locally, which is then rapidly cooled by spraying with deionized (DI) water, cleaving the wafer.

To enhance the reliability and straightness of the cleave, the initial scribe can be performed across the entire length of the dicing street. However, this “continuous scribe” can generate a greater number of particles, which may be too much for certain particularly demanding SiC applications. To avoid this, customers previously needed to reduce the speed of the scribing process or apply an additional wafer coating step before dicing to prevent particles from falling into the dicing street. However, this step adds significantly to process complexity and cost.

3D-Micromac’s new Clean Scribe technology uses a patent-pending laser scribing process that eliminates polyimide and metal particles in the dicing street, enabling a virtually particle-free surface without the need for expensive coatings. Clean Scribe replaces the “dry” scribe approach with an aerosol spray that uses an extremely small amount of DI water (less than 20 ml/min) to wash away the particles during the laser processing step. Since the TLS-Dicing process already uses DI water and compressed air for the cleaving step, no additional systems or consumables are needed with Clean Scribe. At the same time, Clean Scribe achieves these results with no loss of throughput – enabling wafer dicing speeds of up to 300mm/sec.

Clean Scribe works seamlessly with 3D-Micromac’s TLS-Dicing process in the microDICE system. TLS-Dicing provides significantly higher throughput, higher yields and greater functionality compared to traditional die-separation technologies. For example, throughput is up to 15X greater compared to saw dicing. A forceless and contactless machining process, TLS-Dicing eliminates tool wear and requires no expensive consumables for surface cleaning – resulting in cost savings of up to an order of magnitude or more. TLS-Dicing in combination with Clean Scribe is ideally suited for silicon carbide (SiC) wafers, which are extremely hard and brittle and thus make dicing with traditional technologies challenging and expensive. As a result, the microDICE system from 3D-Micromac is an essential tool in the manufacture of SiC-based power devices, solar inverters and optoelectronics.

http://3d-micromac.com

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3D-Micromac unveils clean scribe technology on microDICE TLS laser dicing system

14.03.2018 - 11:24

3D-Micromac AG, a leading supplier of laser micromachining and roll-to-roll laser systems for the photovoltaic, medical device and electronics markets, today unveiled its Clean Scribe technology.

The Clean Scribe technology is a new patent-pending feature for its microDICE™ laser micromachining system that enables particle-free scribing of silicon carbide (SiC) wafers without the need for expensive coatings and without impacting wafer dicing throughput. Clean Scribe works seamlessly with 3D-Micromac’s TLS-Dicing™ (Thermal-Laser-Separation) process integrated into the microDICE system to provide fast, damage-free and cost-effective wafer dicing with no additional material or equipment overhead.

“Consumer demand for hybrid and electric vehicles, as well as growing use of automotive electronic systems for improved fuel efficiency and driver safety, is fueling the need for SiC-based power devices,” stated Hans-Ulrich Zühlke, product manager at 3D-Micromac. “Maximizing yield on the production of power devices is paramount to ensuring consumer safety for these applications. At the same time, driving down costs throughout the SiC power device manufacturing process is crucial to enabling wider adoption of these advanced vehicles by consumers. Our new Clean Scribe technology is the latest example of 3D-Micromac’s commitment to continuous innovation of our TLS-Dicing process in order to achieve greater yield, throughput and cost savings in device pre-packaging as well as to expand the applications that can benefit from our technology.”

New Laser Scribing Approaches Needed

Scribing is an essential step in wafer dicing. 3D-Micromac’s TLS-Dicing approach is a two-step process involving the use of a short ablation laser to produce an initial scribe at the beginning of each cut in the dicing street in order to initiate a crack. This “dry” scribe process generates a very low number of particles. Then, in the second step, a continuous wave laser is passed along this line to heat up the material locally, which is then rapidly cooled by spraying with deionized (DI) water, cleaving the wafer.

To enhance the reliability and straightness of the cleave, the initial scribe can be performed across the entire length of the dicing street. However, this “continuous scribe” can generate a greater number of particles, which may be too much for certain particularly demanding SiC applications. To avoid this, customers previously needed to reduce the speed of the scribing process or apply an additional wafer coating step before dicing to prevent particles from falling into the dicing street. However, this step adds significantly to process complexity and cost.

3D-Micromac’s new Clean Scribe technology uses a patent-pending laser scribing process that eliminates polyimide and metal particles in the dicing street, enabling a virtually particle-free surface without the need for expensive coatings. Clean Scribe replaces the “dry” scribe approach with an aerosol spray that uses an extremely small amount of DI water (less than 20 ml/min) to wash away the particles during the laser processing step. Since the TLS-Dicing process already uses DI water and compressed air for the cleaving step, no additional systems or consumables are needed with Clean Scribe. At the same time, Clean Scribe achieves these results with no loss of throughput – enabling wafer dicing speeds of up to 300mm/sec.

Clean Scribe works seamlessly with 3D-Micromac’s TLS-Dicing process in the microDICE system. TLS-Dicing provides significantly higher throughput, higher yields and greater functionality compared to traditional die-separation technologies. For example, throughput is up to 15X greater compared to saw dicing. A forceless and contactless machining process, TLS-Dicing eliminates tool wear and requires no expensive consumables for surface cleaning – resulting in cost savings of up to an order of magnitude or more. TLS-Dicing in combination with Clean Scribe is ideally suited for silicon carbide (SiC) wafers, which are extremely hard and brittle and thus make dicing with traditional technologies challenging and expensive. As a result, the microDICE system from 3D-Micromac is an essential tool in the manufacture of SiC-based power devices, solar inverters and optoelectronics.

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Photos of LASYS

  • LASYS 2020: PM Nr. 3

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    LASYS und BMWi bieten 2020 erneut eine Plattform für Start-ups.BILDNACHWEIS MESSE STUTTGART
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  • LASYS 2020: PM Nr. 3

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    Junge Unternehmen aus Deutschland profitieren vom geförderten Gemeinschaftsstand des BMWi zur LASYS 2020.BILDNACHWEIS MESSE STUTTGART
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  • LASYS 2020: PM Nr. 3

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    Vom 16. bis 18. Juni 2020 können sich Start-ups zu besonders attraktiven Konditionen vorzustellen einem internationalen Fachpublikum präsentieren.BILDNACHWEIS MESSE STUTTGART
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  • Lasys 2020: PM Nr. 1

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    Prof. Dr. Thomas Graf, Direktor des Instituts für Strahlwerkzeuge (IFSW) der Universität Stuttgart und Veranstalter der Stuttgart Lasertage.BILDNACHWEIS MESSE STUTTGART
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    Vom 16. bis 18. Juni 2020 öffnet die LASYS – Internationale Fachmesse für Laser-Materialbearbeitung – in Stuttgart bereits zum siebten Mal ihre Tore. (Hauptbild)BILDNACHWEIS MESSE STUTTGART
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  • Lasys 2020: PM Nr. 1

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    An drei Messetagen stehen dann Lasersysteme, laserspezifische Maschinensubsysteme und Strahlquellen im Fokus von Ausstellern und Fachbesuchern.BILDNACHWEIS MESSE STUTTGART
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    Die LASYS 2020 in Stuttgart ist der „Place to be(am).BILDNACHWEIS MESSE STUTTGART
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  • Lasys 2020: PM Nr. 1

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    Führende nationale und internationale Hersteller treffen hier auf Geschäftspartner mit konkreten Aufgabenstellungen und individuellen Anforderungen für Laser-Systemlösungen und -Applikationen.BILDNACHWEIS MESSE STUTTGART
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    Fachbesucher können auf der LASYS die Vielfalt des Lasers live erleben – 2018 waren 116 Maschinen vor Ort – und erhalten einen Eindruck wie leicht sich Komponenten integrieren lassen.BILDNACHWEIS MESSE STUTTGART
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    Die LASYS zeigt branchen- und materialübergreifend die Lasertechnologie in der industriellen Fertigung von morgen.BILDNACHWEIS MESSE STUTTGART
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    Der Mix aus Fachmesse und hochkarätigem Rahmenprogramm versammelt alle zwei Jahre die Experten aus Industrie und Wissenschaft in Stuttgart. Fester Bestandteil sind die Stuttgarter LasertageBILDNACHWEIS MESSE STUTTGART
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  • Lasys 2020: PM Nr. 1

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    Die LASYS als internationale Fachmesse für die Laser-Materialbearbeitung richtet sich an industrielle Anwender und hat sich seit 2008 zu einem Top-Termin für die Branche entwickelt.BILDNACHWEIS MESSE STUTTGART
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  • LASYS 2020: PM Nr. 6

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    LASYS bietet Planungssicherheit – neuer Termin 21. bis 23. Juni 2022BILDNACHWEIS MESSE STUTTGART
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  • Lasys 2020: PM Nr. 4

    Lasys 2020: PM Nr. 4

    Bei der LED-Produktion beschriften die PowerLine E 8 QT Lasermarkierer von Coherent Leadframes (Träger) mit winzigen 2D-Matrixcodes, die aus Punkten von nur 43 Mikrometern Durchmesser bestehen.Coherent
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  • LASYS 2020: PM Nr. 5

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    Mit der neu entwickelten GL.smart von GFH, die bis zu 16 simultane Achsen birgt, lassen sich mittels UKP-Laserstrahlen vielseitige Mikrobearbeitungsaufgaben wirtschaftlich ausführen. Neben einer Kombinationsbearbeitung von Laserbohren, -drehen,- und -schneiden ist eine Output-Steigerung durch die Parallelbearbeitung auf zwei Stationen möglich.BILDNACHWEIS GFH GmbH
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    Mit der Einführung der BLIZZ-Laserserie von InnoLas Photonics steht ein Laser zum wirtschaftlichen Depaneling zur Verfügung. Berührungsloses, schnelles und staubarmes Laserschneiden von Platinen ist nun bei gleichzeitig sehr guter Qualität möglich, auch bei dünnen Substraten.BILDNACHWEIS InnoLas Photonics GmbH
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    Laseranlagen von LPKF ermöglichen es, dass sich mit Laser-Depaneling die Schnittflächen reduzieren lassen, da auf breitere Fräswege und größere Abstände der SMT-Komponenten zu den Schnittkanten verzichtet wird. Damit können bis zu 30 Prozent Materialersparnis erreicht werden.BILDNACHWEIS LPKF
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    Präzises Schneiden – auch flexibler Materialien – ist für Lasersysteme von LPKF kein Problem – und das bei größtmöglicher Designfreiheit.BILDNACHWEIS LPKF
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    Starr-flexible Leiterplatten werden bei ATLAS EMS in die LPKF MicroLine 2000 eingelegt. Da die Baugruppen kompakt und randnah platziert sind und das starr-flexible Material anspruchsvoll in der Bearbeitung ist, erweist sich Trennen mittels Lasertechnologie hier als ideal.BILDNACHWEIS ATLAS EMS
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    ATLAS EMS setzt ein MicroLine Lasersystem von LPKF zum Nutzentrennen ein. Die schnelle Einrichtung der jeweiligen Jobs ist hier ein wichtiger Faktor für eine effiziente Produktion.BILDNACHWEIS ATLAS EMS
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    Ein neuartiges Laser-CNC-Bearbeitungszentrum zum 3D-Lasermikroschweißen hat Schüssler Technik entwickelt. Durch hochgenaue Achsbewegungen lassen sich filigrane Bauteile in unterschiedlichsten Positionen (5+2-Achs) mühelos fügen.BILDNACHWEIS Schüssler Technik GmbH
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    LogoBILDNACHWEIS MESSE STUTTGART
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  • LASYS 2020: PM Nr. 3

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    Was die ‚lastgerechte und flexible Bauteilgestaltung‘ von E-Fahrzeugen anbelangt, verfolgt beispielweise das Fraunhofer Institut für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) den Ansatz, crash-relevante Karosseriestrukturen individuell zu verbessern. Hier die lokale Laserbehandlung einer hochbeanspruchten Zone eines crashrelevanten Karosseriestrukturbauteils im TestFraunhofer Institut für Werkstoff- und Strahltechnik
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    Diffraktive optische Elemente von Laser Components formen den optimalen Strahl für industrielle Anwendungen etwa beim Bearbeiten von Komponenten der E-MobilitätLaser Components GmbH
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    Mit Lasersystemen von Laserline, die ‚blaues Laserlicht, nutzen, kann der Energieeintrag in Kupfer so gut gesteuert werden, dass erstmals Wärmeleitungsschweißprozesse ohne Verdampfen und Dampfkapillare möglich sind. Dies ergibt spritzerfreie Prozesse.Laserline GmbH
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    Die schlüsselfertigen automatisierten Produktionsanlagen von SITEC Industrietechnologie richten den Fokus auf Wirtschaftlich- und Nachhaltigkeit bei der Produktion von Komponenten für die E-Mobilität. Neuartige automatisierte Laseranlagen schweißen in hoher Qualität die Kupfer-Hairpins am Stator des Elektromotors.SITEC Industrietechnologie GmbH
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  • LASYS 2020: PM Nr. 3

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    SITEC Industrietechnologie antwortet auf die Herausforderungen der Mobilität mit neuartigen automatisierten Laseranlagen etwa für Schweißprozesse an Baugruppen der Leistungselektronik, an Statoren oder wie hier an Bipolarplatten für Brennstoffzellen.BILDNACHWEIS MESSE STUTTGART
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    Laseranlagen von Trumpf entlacken Hairpins mit dem Laser, die anschließend ineinander verdreht und mittels Laserstrahl verschweißt werden. Mit dem Hairpin-Verfahren ist laut Trumpf eine automatisierte Produktion großer Stückzahlen von Statoren des Elektromotors wirtschaftlich möglich.Trumpf GmbH & Co. KG
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    Der Laser-Folien-Markierer LFM 100 von Bluhm Systeme ist eine innovative Mischung aus Etikettendrucker und Lasersystem, der Typenschilder laserbeschriftet. Die seewasserfeste und selbstklebende Lackfolie ist günstiger und flexibler als die üblichen Edelstahl-Typenschilder.Bluhm Systeme GmbH
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    Im Trend liegt „Natural Branding“. Bluhm Systeme hat hier das Lasersystem eSolarMark plus entwickelt, das gleich vier Früchte innerhalb eines Taktes beschriftet. Auch Backwerk lässt sich ohne Etikett mit dem Laser beschriften.Bluhm Systeme GmbH
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    Mit seiner PowerLine-Serie deckt Coherent ein breites Anwendungsspektrum beim Lasermarkieren ab: Erst kürzlich ist dem Unternehmen zusammen mit einem Partner gelungen, einen neuen Kunststoff für Ohrmarken von Tieren hinsichtlich Gesundheitsverträglichkeit und Lasermarkierbarkeit zu optimieren.Coherent
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    Um Schnelligkeit geht es beim PowerLine E Twin von Coherent. Zwei Lasermarkiereinheiten beschriften gemeinsam ein Werkstück. Das Besondere hierbei ist, dass das System über Hard- und Software-Schnittstellen wie ein einzelner Lasermarkierer gesteuert wird.Coherent
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    Zur effizienten Teilekennzeichnung hat Gravotech eine kompakte und sichere Lösung entwickelt, den Laserschutztrichter Mini-Inline. Er vereinfacht den Einsatz von Lasertechnik in Fertigungslinien und macht ihn deutlich effizienter als zuvor. Bildnachweis:Gravotech GmbH
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    Das neuartige Lasersystem WeLase von Gravotech kann durch den Einsatz unterschiedlicher Laserquellen (CO2, Faser, YAG oder Green) an fast jede Kundenanforderung angepasst werden: Lasermarkierung der nächsten Generation!Gravotech GmbH
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    Produktpersonalisierung kurbelt den Markt für Lasermarkiersysteme an. Viele Massenprodukte wie a)Brille, b)Uhrenarmband oder andere Geschenkeartikel lassen sich auf einfache Weise individualisieren. Das Lasermarkiersystem WeLase ist laut Hersteller Gravotech eine ideale Lösung für In-Store-Personalisierung.Gravotech GmbH
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    LASYS 2020: PM Nr. 4

    Produktpersonalisierung kurbelt den Markt für Lasermarkiersysteme an. Viele Massenprodukte wie a)Brille, b)Uhrenarmband oder andere Geschenkeartikel lassen sich auf einfache Weise individualisieren. Das Lasermarkiersystem WeLase ist laut Hersteller Gravotech eine ideale Lösung für In-Store-Personalisierung.Gravotech GmbH
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    Die Experten von LightPulse Laser Precision empfehlen Schwarzmarkieren mittels Ultrakurzpuls-Laser für medizintechnische Instrumente und Implantate, Schwarzmarkieren eignet sich hier sehr gut, weil es sehr kontrastreich, korrosionsbeständig und dauerhaft lesbar ist.LightPulse Laser Precision
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