Elektronik

Elektronische Komponenten haben inzwischen in nahezu allen Produkten und Anlagen Einzug gehalten. Immer preiswertere, leistungsfähigere und kompaktere Elektronik ermöglicht neue Anwendungen und Funktionen und führt damit zu neuen Produkten sowie zu einem weiter gesteigerten Anteil der Elektronik an der Wertschöpfung.

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Unter Elektronik ist an dieser Stelle die Aufbau- und Verbindungstechnik für die Elektronik zu verstehen, einschließlich der passiven und aktiven Bauteile und Module. Forschungsgegenstand ist damit der Aufbau und die Produktion der Leiterplatte oder ihr verwandter Schaltungsträger, der mit ihr verbundenen integrierten Schaltkreise, Widerstände, Stecker, etc. und deren Montage und Verbindung zum elektronischen Schaltkreis. Die Herstellung von Halbleiterwafern fällt nicht hierunter, wohl aber die Platzierung einzelner Halbleiterchips in einem Gehäuse oder direkt auf der Leiterplatte.

Treibender Faktor in der Elektronik ist die immer weiter fortschreitende Miniaturisierung in der Halbleitertechnik und bei Bauelementen sowie die damit einhergehende Steigerung der Komplexität. Die Aufbau- und Verbindungstechnik muss in der Lage sein, für die daraus resultierenden Anforderungen geeignete Lösungen anbieten zu können.

Ziel des Projekts PROUFP ist die Entwicklung einer Prozess- und Anlagentechnik für die Montage und Lötung von Halbleitern mit einem Pitch bis herunter zu 20µm. NANOSIEB beschäftigt sich mit dem Siebdruck von Leiterbahnen, Widerständen und funktionalen Schichten auf keramischen Schaltungsträgern. Eine angepasste Drucktechnik, spezielle Pasten und neue Siebe sollen Strukturen bis 10µm Feinheit ermöglichen. FLEXJET betreibt eine Weiterentwicklung von Jet-Technologien für den hochpräzisen Auftrag von Materialien unterschiedlicher Viskosität wie Klebstoffe, Dielektrika und leitende Pasten.

Neben der Verbindungstechnik stellt die Handhabung und Positionierung der immer kleiner und empfindlicher werdenden Bauteile eine Herausforderung an die Anlagentechnik dar. Das Projekt SONICGRIP entwickelt einen Ultraschallgreifer, welcher das Bauteil nicht berührt und daher besonders schonend mit ihm umgeht. Der Greifer lässt sich in unterschiedliche Bestückungs- und Handhabungssysteme integrieren. ASSEMBLE verfolgt einen wesentlich weiter gehenden Ansatz. Sehr kleine Siliziumchips sollen sich durch physikalisch-chemische Wechselwirkungen automatisch auf einem Träger positionieren und elektrisch kontaktieren. Derartige Verfahren sind für Massenanwendungen wie Funketiketten von außerordentlichem Interesse.

Jedoch bieten auch etablierte Verfahren wie die Bondtechnik Verbesserungspotential. WIRECOAT beschichtet dünne Drähte mit Aluminium. Dies ermöglicht den Verzicht auf eine Substratheizung und einen schonenden Bondprozess bei Umgebungstemperatur. Vergleichbares gilt bei Leiterplatten für hohe Frequenzen. Hier arbeitet GIGANOBOARD an neuen Basismaterialien für einen Frequenzbereich bis 40GHz. Nanoskalige Füllstoffe sollen Signalverluste minimieren und ein effektives Wärmemanagement ermöglichen.

Die Miniaturisierung geht häufig Hand in Hand mit einer dreidimensionalen Integration. VERSIPLEKTOR entwickelt algorithmengestützte Softwarewerkzeuge für die räumliche Anordnung der Komponenten. Sie lassen sich in bestehende zweidimensionale Entwurfsumgebungen integrieren.

Die zunehmende Verkleinerung wirkt sich auch auf die Alterung von Leiterplatten aus. In Lötstellen können beispielsweise chemisch-physikalische Mechanismen zum Tragen kommen, welche bei größeren Volumina von untergeordneter Bedeutung sind. NANOPAL untersucht diese Alterungseffekte und entwickelt neue Prüfverfahren für die zerstörende und die zerstörungsfreie Prüfung.


Stand: Oktober 2009