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.

EUV-Laser für hochauflösende Spektroskopie und Lithographie

Strahlungsquelle für extrem ultraviolettes Licht.
© Fraunhofer ILT, Aachen.

Strahlungsquelle für extrem ultraviolettes Licht.

Für zahlreiche  Fragestellungen ist die Verfügbarkeit hoher, mittlerer oder gepulster Bestrahlungsintensitäten im extremen Ultraviolett (EUV) von besonderem Interesse. Dem Spektralbereich um 13,5 nm kommt eine besondere Bedeutung zu, da mit entsprechender Laserstrahlung Chip-relevante Strukturen für die Halbleiterindustrie  erzeugt oder analysiert werden können.

Für die hochauflösende Spektroskopie und die nanoskalige Interferenzlithographie mit Wellenlängen im Bereich von 5 nm bis 50 nm werden am Fraunhofer ILT hocheffiziente EUV-Strahlquellen entwickelt. Die Technologie kann für die Charakterisierung von Optiken, Kontaminationsstudien oder für die Entwicklung von neuen Fotolacken eingesetzt werden. Darüber hinaus können ultradünne Membranen mit Dicken von ca. 20 nm, Vielschichtsysteme mit Einzelschichtdicken von unter 1 nm und periodische Gitterstrukturen mit EUV-Laserstrahlung hinsichtlich ihrer Geometrie bis in den Subnanometer-Bereich charakterisiert werden. Auch Stöchiometrie-Analysen von Membranproben und Vielschichtsystemen sind möglich.

Lasertechnik für robuste opto-mechanische Komponenten und Systeme

LIDAR-Strahlquelle im Testbetrieb.
© Fraunhofer ILT, Aachen.

LIDAR-Strahlquelle im Testbetrieb.

Das Fraunhofer ILT entwickelt laserbasierte Lötverfahren sowie präzise, sichere Montagekonzepte für den effizienten Aufbau opto-mechanischer Komponenten, die besonders robust sind und sich auch für extreme Umgebungsbedingungen eignen. Präzises Justieren ermöglicht den Aufbau von langzeitstabilen, komplexen Lasersystemen für den Einsatz in Industrie und Forschung. Hierzu entwickelte das Fraunhofer ILT mit dem »Pick&Align«-Verfahren eine vielseitige und präzise Aufbautechnologie. Mittels Aktivlötverfahren werden beispielsweise Baugruppen aus optischen, keramischen und metallischen Komponenten hergestellt. Die Lötverbindungen sind beständig sowie Organik-frei und die damit aufgebauten Systeme zeichnen sich durch besonders hohe Verkippungsstabilitäten und Temperaturbeständigkeiten aus.

Das Angebot des Fraunhofer ILT reicht von FEM-Analysen über Designvalidierung bis hin zum Aufbau von Prototypen und Umwelttests.

Projektergebnisse 2017 (Auswahl)

Projektergebnisse 2016 (Auswahl)

Hier finden Sie eine Auswahl laufender Verbundprojekte

»ADIR«

Next generation urban mining - Automated disassembly, separation and recovery of valuable materials from electronic equipment

»CeGlaFlex«

Prozesskette für formflexible keramische und glasbasierte Schalt- und Displayelemente

»i-Recycle«

»PhotonFlex«

Entwicklung und Untersuchung innovativer Technologien für die Herstellung von organischen Solarzellen

»SeQuLas«

Absorberfreies Laserschweißen von Thermoplasten

Ansprechpartner für Projektanfragen

Dipl.-Ing. Hans-Dieter Hoffmann

»Laser und Laseroptik« 

 

Telefon +49 241 8906-206
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Dr.-Ing. Arnold Gillner

»Abtragen und Fügen« 

 

Telefon +49 241 8906-148
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Prof. Dr.-Ing. Johannes Henrich Schleifenbaum

»Generative Verfahren und funktionale Schichten« 

 

Telefon +49 241 8906-398
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Prof. Dr. rer. nat. Reinhard Noll

»Messtechnik und EUV-Strahlquellen« 

 

Telefon +49 241 8906-138
-> E-Mail senden