In Maschinen und Fahrzeugen werden Strom und Spannung durch Leistungshalbleitermodule gesteuert. Die elektrische Kontaktierung im Modul erfolgt unter anderem über Aluminiumdr?hte, die als Bondverbindungen bezeichnet werden. Kupfer bietet im Vergleich zu Aluminium eine h?here Leitf?higkeit, Festigkeit und Haltbarkeit. Es ist jedoch schwerer zu verarbeiten und empfindlicher gegenüber Schwankungen in den Produktionsbedingungen. Daher soll die Maschine in die Lage versetzt werden, sich eigenst?ndig an ver?nderte ?u?ere Bedingungen anzupassen und Prozessziele wie Bondqualit?t oder Verschlei?verhalten optimal zu erfüllen. Leistungshalbleitermodule werden hierdurch leistungsf?higer, effizienter, kompakter und haltbarer.
Im Innovationsprojekt entwickelte die Hesse GmbH zusammen mit der Infineon Technologies AG und dem Lehrstuhl für Mechatronik und Dynamik der Universit?t Paderborn ein modellbasiertes System zur selbstoptimierten Steuerung einer Bondmaschine. ?ber eine spezielle Schnittstelle wurde das System in die Lage versetzt, prozessrelevante Maschinendaten direkt einzulesen und gleichzeitig die Maschinenparameter zur Laufzeit aktiv zu ver?ndern. Hierbei wird der aktuelle Zustand im Sinne eines Condition Monitoring ermittelt und anhand der modellgestützten Selbstoptimierung der optimale Betriebszustand ermittelt und direkt eingestellt.
In der Abschlussveranstaltung pr?sentierten die Experten der beteiligten Projektpartner die entwickelten Teilsysteme und deren Zusammenwirken sowie wichtige Projektergebnisse. Hierzu geh?ren unter anderem die Modellierung des Ultraschallsystems, der Einsatz eines datengetriebenen Lernverfahrens zur Modellierung des Ultraschall-Erweichungseffekts sowie ein Verschlei?modell für das Bondwerkzeug. Besonders ein Reibmodell mit gekoppeltem Anbindungsmodell erlaubt interessante neue Einblicke in den Verbindungsaufbau. Mit diesem Modell wird erstmals die Reibenergie im Bondkontakt fl?chig aufgel?st berechnet und die Anbindung ?rtlich und quantitativ ermittelt. Der Einsatz der Selbstoptimierung wurde den Teilnehmern an einer prototypisch modifizierten Bondmaschine gezeigt. Ein Ausblick auf m?gliche Anwendungen und zukünftige Arbeiten rundete den 必威体育 ab.
Text: Angelika Theine, Hesse Mechatronics
