Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Lilliput-Lösungen für die Mikroproduktion

04.11.2003


Dünne Siliziumchips auf flexiblem Träger. © Fraunhofer ISIT


Ultra-dünner, flexibler Siliziumwafer fur Anwendungen in Handys, Hörgeraten und Smart Labels. © Fraunhofer ISIT


Bauteile geht es um tausendstel Millimeter. Neue, hochpräzise Fertigungsverfahren und -geräte präsentieren die Institute der Fraunhofer-Gesellschaft auf der Productronica in München vom 11. bis 14. November, Halle B6 Stand 504.

Die Miniaturisierung verändert die Welt. Elektronische Bauteile, mechanische Komponenten und Endgeräte werden von Jahr zu Jahr kleiner. Ein Ende der Entwicklung ist noch nicht in Sicht. Durch die Miniaturisierung werden neue technische Anwendungen möglich, die noch vor kurzem undenkbar gewesen wären: Micro-Chips zum Beispiel, die sich in die Verpackungen von Lebensmitteln oder in Kleidungsstücke integrieren lassen. Als Herzstück intelligenter Etiketten könnten sie Produktdaten wie Preis, Herstellungsdatum oder Pflegeanleitungen speichern.

Hauchdünne Chips



Weltweit arbeiten die Forscher derzeit an der Entwicklung intelligenter Etiketten, die Mikrochips enthalten. Der Rohstoff Silizium galt bisher als problematisch, weil die hauchdünnen Wafer bei der Fertigung leicht brechen. Ingenieure vom Fraunhofer-Institut für Siliziumtechnologie ISIT haben den Produktionsprozess so modifiziert, dass sich jetzt superdünne, filigrane Wafer auf professionellen Standardmaschinen weiter verarbeiten lassen: In einem ersten Schritt laminieren die Ingenieure die Wafer auf eine Folie und spannen diese anschließend in einen Rahmen. Die Wafer bekommen auf diese Weise Stabilität und können mit herkömmlicher Sägetechnik zerschnitten werden. Die einzelnen nur 50 Mikrometer dünnen Chips werden nach dem Aussägen durch einen chemischen Prozess abgelöst und abgehoben. Den kompletten Fertigungsprozess zeigen die ISIT-Forscher in einer Demonstrationslinie auf der Productronica.

Energie für alle Fälle

Für die Versorgung mobiler elektronischer Einheiten entwickeln die Experten vom Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC wiederaufladbare Lithiumpolymerbatterien. Dank neuer Elektrodenmaterialien und Elektrolyte sind sie leichter als herkömmliche Akkus, speichern mehr Energie, lassen sich in jede beliebige Form bringen und sind noch dazu biegsam. Innovativ sind zum einen die dünnen und porösen Kathodenmaterialien, die eine außergewöhnlich hohe Kapazität haben. Zum anderen die Polymerelektrolyten aus ORMOCER®, die eine gute Leitfähigkeit aufweisen, ohne die mechanische Stabilität zu beeinträchtigen.

Verbindungen schaffen

Bei der Produktion mikroelektronischer und mikromechanischer Bauteile spielen Klebstoffe eine große Rolle. Ein Problem für die Anwender ist jedoch oft die Dosierung. Sie muss nicht nur sehr präzise, sondern auch flexibel sein, weil die Losgrößen nicht immer gleich sind und die Bauteilvarianten häufig wechseln.

Ein Dosiersystem, das sehr genau arbeitet, einfach zu bedienen und flexibel einstellbar ist, stammt vom Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA. Für die Dosierung sorgt ein Förderkolben, der durch einen Schrittmotor angetrieben wird. Im Kolben sind Sensoren integriert, mit denen die Betriebsparameter, wie Druck und Medientemperatur, direkt in der Kartusche überwacht werden. Auf diese Weise kann das System automatisch auf sich ändernde Bedingungen während des Betriebs reagieren und sichert eine hohe Qualität.

Um die Klebeverbindung zu prüfen, haben die Forscher am IPA einen eigenen Messplatz entwickelt, mit dem elektronische Baugruppen in kleiner und mittlerer Stückzahl wirtschaftlich getestet werden können. Der Messplatz ist ebenfalls auf dem Fraunhofer-Stand zu sehen.

Eine Alternative zum Kleben ist das Laserlöten. Mithilfe eines Laserstrahls wird Gold oder Zinn aufgeschmolzen und auf die Verbindungsstelle aufgebracht. Mit diesem Verfahren, das Wissenschaftler vom Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF entwickelt haben, lassen sich beispielsweise elektrische Kontakte auf mikroelektronische Bauteile löten. Die so geschaffenen Verbindungen sind stabiler als Klebungen, unempfindlich gegenüber Feuchtigkeit und auch im Hochvakuum beständig. Hervorragend geeignet ist das Laserlöten für die Produktion von Geräten, von denen hohe Zuverlässigkeit erwartet wird - beispielsweise in der Medizintechnik und der Telekommunikationsbranche.

Ein weiteres Problem der Mikro-Produktionstechnik ist die genaue Positionierung von Bauteilen. Wenn bei der Herstellung optischer Baugruppen Glasfasern miteinander verbunden werden, geht es um tausendstel Millimeter. Der Stoßjustierer vom IOF bringt die Glasfaserverbindung exakt in die gewünschte Lage, indem er leichte Erschütterungen ausübt: 24 Aktoren bearbeiten die eingespannte Faser so lange, bis die Lichtdämpfung einen Minimalwert erreicht - damit ist sichergestellt, dass beim Übergang des Lichts von einer Faser auf die nächste möglichst wenig Licht verloren geht.

Computertomographie für Mikro-Bauteile

Speziell für die zerstörungsfreie Untersuchung kleiner Bauelemente zwischen fünf und fünfzig Millimetern haben Wissenschaftler und Ingenieure vom Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS ein dreidimensionales Mikro-Computertomographie-System entwickelt. Mit dem schnellen und kompakten Gerät lassen sich winzige Defekte mit einer Detailerkennbarkeit bis zu zehn Mikrometern aufspüren. Die Untersuchung des gesamten Bauteils dauert mit dem Mikro-CT-System nur eine Minute bei geringer und drei bis zehn Minuten bei hoher Auflösung.

Fachkoordinator des Messestands:
Dirk Schlenker
Telefon 07 11 / 9 70 15 08, drs@ipa.fraunhofer.de


Dr. Johannes Ehrlenspiel | Fraunhofer-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/german/events/exhibitions
http://www.productronica.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht Biokunststoffe könnten auch in Traktoren die Richtung angeben
18.10.2017 | Hochschule Hannover

nachricht IVAM-Produktmarkt „High-tech for Medical Devices“ auf der COMPAMED 2017
18.10.2017 | IVAM Fachverband für Mikrotechnik

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Im Focus: Neutron star merger directly observed for the first time

University of Maryland researchers contribute to historic detection of gravitational waves and light created by event

On August 17, 2017, at 12:41:04 UTC, scientists made the first direct observation of a merger between two neutron stars--the dense, collapsed cores that remain...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

Die jungen forschungsstarken Unis Europas tagen in Ulm - YERUN Tagung in Ulm

19.10.2017 | Veranstaltungen

Bauphysiktagung der TU Kaiserslautern befasst sich mit energieeffizienten Gebäuden

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Aufräumen? Nicht ohne Helfer

19.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Neue Biotinte für den Druck gewebeähnlicher Strukturen

19.10.2017 | Materialwissenschaften

Forscher studieren molekulare Konversion auf einer Zeitskala von wenigen Femtosekunden

19.10.2017 | Physik Astronomie