Gerade wenn es um höchste Präzisionsanforderungen geht, setzen Maschinenbauer aus den unterschiedlichen Branchen gerne auf ein jahrtausendealtes Material, aus dem Inneren der Erde: Granit. Insbesondere dann, wenn die zu verarbeitenden Bauteile extrem klein sind, rückt die Präzision noch einmal verstärkt in den Fokus, wie in der Halbleiterindustrie beim DIE Bonden.

Der Berliner DIE Bonder-Hersteller Tresky GmbH schwört auf das Gestein aus dem Erdinneren. „Bei Granit handelt es sich um ein Tiefengestein, entstanden aus Magma innerhalb der Erdkruste, das durch seine Materialzusammensetzung eine hohe Genauigkeit ermöglicht. Wir bieten daher eine ganze Reihe an DIE Bondern an, die auf einem reinen Granitchassis basieren“, erklärt Daniel Schultze, geschäftsführender Inhaber der Tresky GmbH. Granit ist aufgrund seiner spezifischen Eigenschaften der optimale Werkstoff für die Präzisions-Bonder Made in Germany. So bietet der DIE Bonder T-8000-G, mit dem auf höchste Genauigkeit ausgelegten Granitportal, einen großen Arbeitsbereich von 590 mm x 560 mm, in dem u.a. auch 12-Zoll-Wafer verarbeitet werden können. Das Bonding-System kombiniert somit die Platziergenauigkeit von 2.5 μm @ 3 Sigma mit Vielseitigkeit und Geschwindigkeit.

Gerade der geringe thermische Ausdehnungskoeffizient sowie die sehr guten schwingungsdämpfenden Eigenschaften von Granit waren die Gründe, warum sich Schultze und sein Entwicklerteam für den Naturwerkstoff als Chassis-Grundlage entschieden haben. „Dadurch wird eine hohe Präzision im Mikrobereich ermöglicht, die gerade für unsere internationalen Kunden sehr wichtig ist. Denn aufgrund des Einsatzes von Granit arbeiten unserer DIE Bonder auch in warmen, subtropischen Regionen und nicht-klimatisierten Fertigungszentren hochpräzise,“ führt Schultze weiter aus.

Aufgrund der geringen Wärmeleitfähigkeit und höheren Wärmekapazität reagiert Granit wesentlich träger auf Temperaturänderungen als die metallischen Werkstoffe, wie beispielsweise ein aus Stahl oder Aluminium hergestelltes Maschinenchassis. Temperaturdifferenzen, gerade wenn sie kurzfristig auftreten, wie bei einem Lötprozess, der innerhalb des DIE Bonders durchgeführt werden kann, führen bei Stahl und Grauguss zu permanenten Geometrieveränderungen. Die Schwingungsdämpfung war ebenfalls ein entscheidendes Kriterium, denn auch wenn die DIE Bonder mit niedrigen Geschwindigkeiten in X und Y verfahren, sollten bei den hohen Präzisionsanforderungen in der Halbleiterindustrie unnötige Eigen- und Fremdschwingungen vermieden werden. Es spricht also viel dafür, dass Granit der optimale Werkstoff für die Präzisionsmaschinen der Tresky GmbH ist.

Alternativ standen in der Entwicklungsphase der DIE Bonder auch betonbasierende, hochfeste Konzepte zur Auswahl. Auch wenn der hier eingesetzte UHPC-Beton (Ultra High Performance Concrete) immer mehr an Bedeutung im Maschinenbau gewinnt, fiel er in punkto Herstellung für Tresky aus dem Raster. „Im Grunde genommen muss bei Mineralguss für jeden Guss eine neue Form erstellt werden, wodurch der Herstellungsprozess sehr aufwendig wird. Auch das spätere Bearbeiten des Materials ist aufgrund unserer Präzisionsanforderungen nicht ganz einfach. Somit bleibt nur noch Granit als Werkstoff übrig. Diesen importieren wir und lassen ihn in manueller Handarbeit soweit bearbeiten und polieren, dass er unseren Vorgaben entspricht und die Präzision in der Fertigung auf Endkundenseite garantiert,“ erörtert Schultze den Herstellungsprozess.

Des Weiteren ist auch die Energie- und CO2-Bilanz von Granit gegenüber Beton und Stahl positiv, da der Abbau der Granitblöcke im Steinbruch, inkl. Transport geringere Energieaufwendungen verursacht als die Herstellung von Stahl und Beton. „Granit hat somit für uns eine ganz wichtige Bedeutung und wir werden auch in Zukunft weitere Maschinen basierend auf diesem Naturwerkstoff entwickeln. Wir können also mit Fug und Recht behaupten, dass ein Gestein aus dem Erdinneren für die Genauigkeit und Funktionalität digitaler Systeme in unserer heutigen Zeit verantwortlich ist“, so Schultze.