Elektronik und Mikrosystemtechnik

In der Elektronik zählen die weitere Miniaturisierung und eine höhere Integration zu den relevanten Trends. Dank der erfolgreichen Entwicklung der EUV-Lithographie lässt sich das Mooresche Gesetz mit noch kleineren Strukturen fortsetzen. Für die Umsetzung und Evaluierung dieser Technologie entwickeln die Experten des Fraunhofer ILT die notwendigen Strahlquellen und die entsprechende Messtechnik.

Neben der Strukturerzeugung auf Nanometerskala spielt die Aufbau- und Verbindungstechnik für leistungsfähige Elektronikkomponenten eine entscheidende Rolle. Die steigenden Anforderungen nach höherer Integrationsdichte und höheren Einsatztemperaturen bei gleichzeitig höherer Robustheit werden am Fraunhofer ILT mit neuen Verschaltungstechnologien bedient, die sowohl im Backend- als auch Leistungsbereich elektronischer Komponenten Einsatz finden. Dies gilt insbesondere für die E-Mobility, bei der hohe Stromtragfähigkeit mit kleinem Bauraum gekoppelt ist. Gemeinsam mit Industriepartnern werden am Fraunhofer ILT neue Verbindungstechniken für die Batteriekontaktierung und IGBT-Leistungsbauteile entwickelt, die in leistungsfähige Fertigungssysteme integriert werden.

Weitere Kompetenzen des Fraunhofer ILT liegen in der Strukturierung und Funktionalisierung von Oberflächen sowie in der 3D-Volumenstrukturierung. So lassen sich durch selektives Laser-Ätzen mikroskopische Strukturen in Glas- oder Saphir-Substrate einbringen, mit denen mikrofluidische Systeme für biochemische Analysen realisiert werden.

Additiv gefertigte fühlende Bauteile

Vollständig additiv gefertigtes, sensorintegriertes Bauteil mit drahtloser Telemetrie.
© Fraunhofer ILT, Aachen.
Vollständig additiv gefertigtes, sensorintegriertes Bauteil mit drahtloser Telemetrie.

Die Erhebung von Bauteilzustandsdaten wie thermische und mechanische Belastung bildet die Grundlage für Predictive Maintenance-, Big Data- und KI-Ansätze. Dafür müssen Bauteile mit geeigneten Sensoren versehen werden. Additive Fertigungsmethoden wie das Laser Powder Bed Fusion (LPBF) bieten vielfältige Möglichkeiten für die Herstellung applikationsangepasster Bauteile. Laserbasierte Beschichtungsansätze ermöglichen den additiven Aufbau von Sensorik auf Oberflächen, z. B. durch die nasschemische Deposition von elektrisch isolierenden und leitenden Materialien mittels Druckverfahren sowie anschließender thermischer Nachbehandlung mittels Laserstrahlung.

Das Fraunhofer ILT kombiniert verschiedene Fertigungsmethoden, um gedruckte Leichtbauteile mit gedruckten Sensoren auszustatten. Die Kombination von LPBF mit digitalen Druck- und Lasernachbehandlungsverfahren in einer innovativen Prozesskette ebnet dabei den Weg zur Herstellung »fühlender« Bauteile. Die so hergestellte Komponente ermöglicht im eingebauten Zustand die permanente Bauteilüberwachung zur Dokumentation der Belastung und zur Erkennung von Überlastzuständen.

Potenzielle Anwendungsfelder sind klassische Bereiche wie Getriebetechnik, Großmaschinen, Energieerzeugung, Schienenfahrzeuge und Aerospace. Die Fertigung von Bauteil und Sensor in einem Schritt ermöglicht zudem die Erschließung neuer Anwendungsfelder wie den Automotive-Bereich, Consumer Electronics und den Werkzeugbau.

Laserbasiertes Mikrofügen für vielfältige Verbindungen

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Von der Medizintechnik, über Hybridverbindungen für den Leichtbau bis hin zur Batterie- und Brennstoffzellenproduktion für die Zukunft der Mobilität: Wissenschaftler des Fraunhofer ILT entwickeln vielfältige Verbindungstechniken für die unterschiedlichsten Anwendungen. Die Lasertechnik erlaubt eine hochpräzise und materialschonende Verschweißung und die Erzeugung kleinster Nahtstrukturen. Hierfür stehen eine moderne Anlagentechnik sowie ein breites Spektrum an verschiedenen Laserstrahlquellen zur Verfügung, um maßgeschneiderte Lösungen für Industrie und Wissenschaft zu entwickeln.

Projekte mit Beteilung des Fraunhofer ILT

Strategische
Fraunhofer Projekte

Eine Auswahl von strategischen Projekten mit Beteiligung des Fraunhofer ILT finden Sie auf unserer Cluster-Webseite.

Laufende
Verbundprojekte

Hier finden Sie eine Auswahl von aktuellen Verbundprojekten mit Beteiligung des Fraunhofer ILT.

Abgeschlossene
Verbundprojekte

Hier finden Sie eine Auswahl von abgeschlossenen Verbundprojekten mit Beteiligung des Fraunhofer ILT.

Jahresberichte

In unseren aktuellen Jahresberichtsbeiträgen finden Sie weitere Projektergebnisse.

Ansprechpartner für Projektanfragen

Dr. Achim Lenenbach (komissarisch)

»Messtechnik und EUV-Strahlquellen« 

 

Telefon +49 241 8906-124
-> E-Mail senden

 

Dipl.-Ing. Hans-Dieter Hoffmann

»Laser und Laseroptik« 

 

Telefon +49 241 8906-206
-> E-Mail senden

Prof. Arnold Gillner

»Abtragen und Fügen« 

 

Telefon +49 241 8906-148
-> E-Mail senden

 

Jasmin Saewe M.Sc.

»Laser Powder Bed Fusion« 

 

Telefon +49 241 8906-135
-> E-Mail senden

 

Dr. Thomas Schopphoven

»Laserauftrag­schweißen« 

 

Telefon +49 241 8906-8107
-> E-Mail senden

 

Dr. Jochen Stollenwerk (kommissarisch)

»Funktionale Schichten und Oberflächen« 

 

Telefon +49 241 8906-411
-> E-Mail senden