PEARL 400S – Kompakte Wafer-Bearbeitung

Die PEARL 400S ist eine modulare Laserbearbeitungsplattform für Glaswafer, Glassubstrate für die Halbleiterindustrie und andere spröde Materialien.

Sie eignet sich ideal für Anwendungen in der Mikroelektronik, Optik, Sensorik und AR-Technologie – überall dort, wo höchste Präzision, Prozesssicherheit und Reinraumtauglichkeit gefragt sind.

Die Plattform basiert auf einem hochstabilen Granitportal und ist in verschiedenen Varianten erhältlich – jeweils optimiert für spezifische Prozessschritte wie nanoPerforation (Wafer Dicing, WD), thermische Separation (WS), Ablation oder das Mikrobohren (Wafer Ablation, WA).

Anwendungsbereiche der PEARL 400S

Glaswafer für MEMS und Sensorik

Bearbeitung von Glaswafern für mikroelektromechanische Systeme (MEMS), Drucksensoren, Beschleunigungssensoren und weitere Sensortechnologien.
Mikrooptik und Wafer Level Optics (WLO)

Strukturierung und Vereinzelung von mikrooptischen Komponenten auf Wafer-Ebene, inklusive gestapelter Wafer (Stacked Wafers) für komplexe optische Systeme.
Makro- und Mikrooptik/Molded Optics

Präzise Bearbeitung von optischen Komponenten in verschiedenen Größenordnungen, inklusive geformter (molded) Optiken für industrielle und medizintechnische Anwendungen.
Meta-Oberflächen für AR-Anwendungen und Wearables

Strukturierung von Glas für neuartige optische Funktionen, zum Beispiel für Augmented-Reality-Brillen, Head-up-Displays und tragbare Geräte.
Rotary und Linear Encoder

Hochpräzise Strukturierung und Vereinzelung von Glas- und Siliziumkomponenten für Positions- und Bewegungssensoren in der Automatisierungstechnik.
Forschung & Entwicklung/Prototyping

Präzisionsbohren, Strukturieren und Dicing für F&E-Projekte, Musterfertigung und Kleinserien – flexibel anpassbar an neue Materialien und Designs.
Vereinzelung (Dicing) von SiC und Glas

Hochpräzises Dicing von Siliziumkarbid (SiC), gehärtetem und ungehärtetem Glas – auch bei anspruchsvollen Geometrien und Beschichtungen.
Dies mit Beschichtungen und Mikrostrukturen

Bearbeitung von Einzelchips (Dies) mit funktionalen Schichten, Mikrostrukturen oder empfindlichen Oberflächen – ohne Beschädigung.
Farbanalysen und Filtertechnologien

Strukturierung und Dicing von Farbfiltern und optischen Schichten für Kameras, Sensoren und Displaytechnologien.
Glas in der Halbleitertechnik

Bearbeitung von Glas als Trägermaterial oder optische Schnittstelle in modernen Halbleiteranwendungen, zum Beispiel für Co-Packaged Optics.
Bio- und Medizintechnik
- Next Generation Sequencing (NGS): Strukturierung von Glas für DNA-Analyseplattformen.
- Lab-on-a-Chip & Mikrofluidik: Herstellung mikrofluidischer Kanäle und Strukturen auf Glas.
- DNA-Drug Discovery: Glasstrukturen für Wirkstoffforschung und Screening.
- Mikroskopie-Zubehör: Objektträger und Deckgläser – auch mit Biofilmen oder funktionalen Beschichtungen.
- Küvetten & Flow Cells: Präzise Glasbearbeitung für optische Messzellen und Durchflusskammern.

Blick in eine PEARL 400S. Zu sehen ist ein präziser Laser-Bohrprozess — Laser-Bohrprozess in einer PEARL 400S

Highlights der PEARL 400S Plattform

Kompakter Footprint – ideal für den Einsatz in Reinräumen und integrierten Produktionsumgebungen.

Kompakter Footprint – ideal für den Einsatz in Reinräumen und integrierten Produktionsumgebungen.

Kosteneffizienz – durch den Einsatz eines einzelnen Lasersystems mit klar definiertem Prozessfokus.

Modularer Wafer Handler – flexibel nachrüstbar: von manueller Beladung bis zur vollautomatischen Linienintegration.

Skalierbare Automatisierung – Je nach Anwendung kann ein Handler auch zwei PEARL 400S-Maschinen bedienen, oder zwei Handler können eine PEARL 400S bedienen, um einen hohen Prozessdurchsatz zu erzielen.

Zukunftssichere Investition – Start mit einer einzelnen PEARL 400S, später erweiterbar mit Wafer Handler und zusätzlicher Maschine zur Durchsatzsteigerung.

Flexible Integration – geeignet für Stand-alone-Systeme, Insellösungen oder Clusterkonzepte mit mehreren Maschinen.

Maximale Prozesssicherheit und Qualität – für saubere, spannungsfreie Schnitte und präzise Mikrostrukturierung.

Verschiedene Konfigurationen sind möglich

Grafische Darstellung der PEARL 400S mit manueller Beladung. — PEARL 400S mit manueller Beladung – ideal für F&E

Grafische Darstellung der PEARL 400S mit Wafer-Handler. — PEARL 400S mit Wafer-Handler – ideal für F&E und Produktion

Grafische Darstellung von zwei PEARL 400S mit Wafer-Handler. — Zwei PEARL 400S mit Wafer-Handler – ideal für HVM, wo der Laserprozess langsamer ist als der Be- und Entladevorgang oder wo zwei verschiedene Laserprozesse erforderlich sind

Grafische Darstellung der PEARL 400S mit zwei Wafer-Handlern. — PEARL 400S mit zwei Wafer-Handlern – ideal für HVM, wo der Laserprozess schneller ist als der Be- und Entladevorgang

PEARL 400S WD – Laser-Dicing-System für Glaswafer

Die WD-Variante (Wafer Dicing) der PEARL 400S ist speziell für das Laser-Glasschneiden (Laser Cutting) von Glaswafern und spröden Materialien konzipiert. Sie übernimmt die erste Stufe des Trennprozesses – die nanoPerforation – und bereitet das Substrat damit präzise auf die spätere Separation vor.

Der Trennprozess in zwei Schritten:

1. nanoPerforation

ein Pikosekundenlaser erzeugt eine Reihe mikroskopisch kleiner Modifikationen im Glasvolumen entlang der gewünschten Trennkontur.

2. Separation

erfolgt in einem separaten Prozessschritt, entweder:

thermisch mit der PEARL 400S WS, oder
mechanisch mit der DTX200, einem hochpräzisen Brechsystem.

Mehr über DTX 200 NX erfahren

Ob kleine Dies oder große Optiken und Eyepieces – die WD-Ausführung deckt ein breites Anwendungsspektrum ab. Bei sehr kleinen Bauteilen (< 3 mm), empfindlichen Funktionsschichten, die durch die Wärmeeinflusszone eines CO₂-Lasers Schaden nehmen könnten, oder bei Materialien mit geringem Wärmeausdehnungskoeffizienten (z. B. Lithium-Niobat, Quarzglas) ist die mechanische Separation die bessere Wahl. In allen anderen Fällen kann die thermische Separation eingesetzt werden.

Blick in eine PEARL 400S. Zu sehen ist ein präziser nanoPerforation Prozess — NanoPerforation Prozess in einer PEARL 400S

Vorteile der PEARL 400S WD

Präzise nanoPerforation als Vorbereitung für die Separation – ermöglicht sowohl thermisches als auch mechanisches Brechen.

Effizientes Prozessbalancing – durch Trennung von nanoPerforation (WD) und Separation (WS oder DTX200) kann der Durchsatz gezielt optimiert werden.

Kostenvorteil bei Skalierung – zum Beispiel durch Kombination einer WD mit mehreren kostengünstigen WS-Systemen.

Extrem geringe Ausbrüche und hohe Kantenfestigkeit.

Trockener, partikelarmer Prozess – ideal für Reinräume.

Wafergrößen bis 300 mm inclusive Film Frame oder Panels mit Kantenlänge bis 400 mm.

Spezielle Werkzeugaufnahmen für Dünngläser oder für Film Frames vorhanden.

Perfekt für MEMS, AR-Optiken, Encoder Discs, Halbleitergehäuse und Ultradünnglas.

Zwei Varianten für maximale Flexibilität

Wir bieten zwei Varianten unseres patentierten nanoPerforation-Verfahrens an:

nanoPerforation (nP)

die Standardlösung für präzise, saubere Schnitte bei hoher Prozesssicherheit.

Enhanced nanoPerforation (EnP)

mit noch höherer Kantenfestigkeit, reduzierten Ausbrüchen (Chipping) und größerer geometrischer Flexibilität – ideal für komplexe Schnittmuster und industrielle Hochdurchsatzanwendungen.

Ausführliche Informationen zur Technologie und den Anwendungsfeldern finden Sie auf unserer Anwendungsseite zum Laser-Glasschneiden.

Mehr über Glasschneiden erfahren

PEARL 400S WA – Laserablation & Mikrobearbeitung für Glas und spröde Materialien

Die PEARL 400S WA (Wafer Ablation) ist die Variante der PEARL-Plattform, die speziell für Laserablation, Mikrobohrungen und Oberflächenstrukturierung entwickelt wurde. Sie nutzt hochpräzise Laserprozesse zur Bearbeitung von Glas, Siliziuzmkarbid (SiC) und beschichteten Substraten – kontaktlos, spannungsfrei und mit minimaler Wärmeeinflusszone.
Dank der Auswahl zwischen Nano-, Piko- und Femtosekundenlasern bietet die WA-Variante maximale Flexibilität für unterschiedlichste Anforderungen – von robusten Bohrungen bis hin zu feinsten Mikrostrukturen.

Typische Anwendungen:

Laser-Glasbohren

Präzise Mikrobohrungen mit minimalem Chipping und hoher Kantenqualität.

Mikrostrukturierung

Für Meta-Oberflächen, optische Komponenten und mikrofluidische Systeme.

Oberflächenbearbeitung

Um Beispiel zur Funktionalisierung oder Vorbereitung weiterer Prozessschritte.

Bearbeitung dünner und empfindlicher Gläser

Auch unter 100 µm, ohne mechanische Belastung.

Ausführliche Informationen zur Glasbearbeitung durch Bohren und Strukturieren finden Sie auf unserer Anwendungsseite zum Laser Drilling.

Mehr über Glasbohren erfahren

Vorteile der PEARL 400S WA:

Minimale Wärmeeinflusszone (HAZ) – ideal für empfindliche Materialien

Hohe Bearbeitungsgeschwindigkeit – auch bei anspruchsvollen Substraten wie SiC

Flexible Bohrgeometrie – Fasen an den Loch Ein- und Ausgängen möglich

Flexible Laserintegration – Nano-, Piko- oder Femtosekundenlaser je nach Anforderung

Modularer Wafer Handler – nachrüstbar für Automatisierung und Durchsatzsteigerung

Reinraumtauglich und kompakt – ideal für integrierte Produktionsumgebungen

Skalierbar – von Einzelmaschine bis zur Clusterlösung mit mehreren PEARL-Systemen

Gemeinsame technische Daten (WD & WA)

Kategorie	Merkmal	Spezifikation
Systemgröße & Gewicht	Abmessungen (B×T×H) Mit Wafer-Handler	1400 mm × 1400 mm × 2380 mm 2600 mm × 1865 mm × 2380 mm
	Gewicht Gewicht mit Handler	~2.600 kg ~3.400 kg
Achsen & Bewegung	Bearbeitungsbereich	400 × 400 mm 600 × 600 mm
	Vorschubgeschwindigkeit	bis 1000 mm/s
	Beschleunigung	bis 10 m/s²
	Positioniergenauigkeit*	< 2,5 µm + 7,5 × 10⁻⁵ × L
	Wiederholgenauigkeit	≤ 2 µm
	Pattern Placement Accuracy	10 µm
Software & Bedienung	HMI	Touchscreen-basierte Bedienoberfläche
	CAD-Postprozessor	DXF-Import, einfache Job-Konfiguration
	cVision	Erkennung von Fiducials und Glaskanten
	MES SECS/GEM (optional)	Fertigungsintegration
Automatisierung	Wafer Handler	Wafer Handler
	Wafer ID Reader	Automatisches Auslesen der Wafer-ID