Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Zuverlässige Fügeverbindungen

12.12.2000


Lasergestützte Fügeverfahren, die zuverlässige Verbindungen zwischen Siliziumsubstraten schaffen, könnten in der Mikrosystemtechnik an die Stelle der derzeit gebräuchlichen Verwendung von Klebstoffen treten. Damit
beim Erhitzen und Erstarren des spröden Materials keine Risse entstehen, müssen solche Verfahren in allen Einzelheiten überwacht und gesteuert werden. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft fördert dazu am Lehrstuhl für Fertigungstechnologie von Prof. Dr. Manfred Geiger das Forschungsprojekt "Grundlagenuntersuchungen zum Laserstrahlfügen von Silizium".

Lasergestützte Fügeverfahren sind in vielen Bereichen der Mikrosystemtechnik von Bedeutung. Beispielsweise werden mit Diodenlasern Kunststoffgehäuse für Kfz-Elektronikkomponenten verschweißt. Außerdem können die Leads elektronischer Bauteile auf metallischen Leiterbahnen mit Laserstrahlung gefügt werden. Forschungsarbeiten zu dieser Thematik werden innerhalb des Sonderforschungsbereiches 356 an der Universität Erlangen-Nürnberg durchgeführt.


Schneller als Klebetechniken

Für die Mikrosystemtechnik, speziell für die Optoelektronik, sind jedoch auch Fügeverbindungen zwischen Siliziumsubstraten von großem Interesse. So werden derzeit bei der Ankopplung von Faserarrays auf Siliziumbasis an optische Siliziumchips oder bei der Montage von Siliziumlinsen Klebestoffe verwendet. Der Einsatz lasergestützter Fügeverfahren verspricht hierbei sowohl die Fügezeit zu reduzieren als auch die Zuverlässigkeit zu erhöhen.

Ziel des Forschungsvorhabens am Lehrstuhl für Fertigungstechnologie ist die Erarbeitung der Grundlagen der Laserstrahlmaterialbearbeitung von einkristallinem Silizium mit Nd:YAG-Laserstrahlung. Dafür sollen zunächst die beim Aufschmelzen und Erstarren auftretenden Geometrieänderungen für verschiedene Laserparameter simuliert werden. Aus den berechneten Temperatur- und Spannungsfeldern können Rückschlüsse auf die Rissentstehung gezogen werden. Zur Kontrolle der FEM-Berechnungen (Finite-Elemente-Methode) werden entsprechende experimentelle Untersuchungen durchgeführt.

Den zweiten Schwerpunkt des Projektes stellen die Fügeverfahren Laserstrahllöten und Laserstrahlschweißen dar. Beim Laserstrahlfügen von Silizium können durch die thermische Belastung Risse im spröden Grundwerkstoff entstehen. Mit FEM-Simulationen werden die Temperatur- und Spannungsfelder während des Fügeprozesses und danach ermittelt. Daraus sollen Informationen über den Ort und den Zeitpunkt der Rissbildung gewonnen werden. Anschließend erfolgt ein Vergleich der Ergebnisse mit den Resultaten experimenteller Untersuchungen. Der Einsatz eines flexiblen Versuchsaufbaus mit jeweils einer gepulsten und einer cw-Nd:YAG-Laserstrahlquelle ermöglicht eine gezielte Temperaturführung, durch die die Entstehung von Rissen vermieden werden soll, um zuverlässige Fügeverbindungen zu erreichen.

* Kontakt:
Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. mult. Dr. h.c. Manfred Geiger, Dipl.-Ing. Stefan Kaufmann
Lehrstuhl für Fertigungstechnologie, Egerlandstraße 11, 91058 Erlangen
Tel.: 09131/85 -27140, Fax: 09131/930142
E-Mail: kaufmann@lft.uni-erlangen.de

Gertraud Pickel | idw

Weitere Berichte zu: Fügeverbindung Fügeverfahren Laserstrahlfügen

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht Elektronenstrahlbehandlung von 3D-Objekten
22.09.2016 | Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP

nachricht Elektrochemische Messung: Korrosivität von Kunststoffschmelzen schnell bestimmen
22.09.2016 | Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Synthese-chemischer Meilenstein: Neues Ferrocenium-Molekül entdeckt

Wissenschaftler der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) haben zusammen mit Kollegen der Freien Universität Berlin ein neues Molekül entdeckt: Die Eisenverbindung in der seltenen Oxidationsstufe +4 gehört zu den Ferrocenen und ist äußerst schwierig zu synthetisieren.

Metallocene werden umgangssprachlich auch als Sandwichverbindungen bezeichnet. Sie bestehen aus zwei organischen ringförmigen Verbindungen, den...

Im Focus: Neue Entwicklungen in der Asphären-Messtechnik

Kompetenzzentrum Ultrapräzise Oberflächenbearbeitung (CC UPOB) lädt zum Expertentreffen im März 2017 ein

Ob in Weltraumteleskopen, deren Optiken trotz großer Abmessungen nanometergenau gefertigt sein müssen, in Handykameras oder in Endoskopen − Asphären kommen in...

Im Focus: Mit OLED Mikrodisplays in Datenbrillen zur verbesserten Mensch-Maschine-Interaktion

Das Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP arbeitet seit Jahren an verschiedenen Entwicklungen zu OLED-Mikrodisplays, die auf organischen Halbleitern basieren. Durch die Integration einer Bildsensorfunktion direkt im Mikrodisplay, lässt sich u.a. die Augenbewegung in Datenbrillen aufnehmen und zur Steuerung von Display-Inhalten nutzen. Das verbesserte Konzept wird erstmals auf der Augmented World Expo Europe (AWE), vom 18. – 19. Oktober 2016, in Berlin, Stand B25 vorgestellt.

„Augmented Reality“ (erweiterte Realität) und „Wearable Displays“ (tragbare Displays) sind Schlagworte, denen man mittlerweile fast täglich begegnet. Beide...

Im Focus: OLED microdisplays in data glasses for improved human-machine interaction

The Fraunhofer Institute for Organic Electronics, Electron Beam and Plasma Technology FEP has been developing various applications for OLED microdisplays based on organic semiconductors. By integrating the capabilities of an image sensor directly into the microdisplay, eye movements can be recorded by the smart glasses and utilized for guidance and control functions, as one example. The new design will be debuted at Augmented World Expo Europe (AWE) in Berlin at Booth B25, October 18th – 19th.

“Augmented-reality” and “wearables” have become terms we encounter almost daily. Both can make daily life a little simpler and provide valuable assistance for...

Im Focus: Künstliche Intelligenz ermöglicht die Entdeckung neuer Materialien

Mit Methoden der künstlichen Intelligenz haben Chemiker der Universität Basel die Eigenschaften von rund 2 Millionen Kristallen berechnet, die aus vier verschiedenen chemischen Elementen zusammengesetzt sind. Dabei konnten die Forscher 90 bisher unbekannte Kristalle identifizieren, die thermodynamisch stabil sind und als neuartige Werkstoffe in Betracht kommen. Das berichten sie in der Fachzeitschrift «Physical Review Letters».

Elpasolith ist ein glasiges, transparentes, glänzendes und weiches Mineral mit kubischer Kristallstruktur. Erstmals entdeckt im El Paso County (USA), kann man...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Einsteins Geburtsstadt wird für eine Woche Hauptstadt der Physik

23.09.2016 | Veranstaltungen

Industrie und Wissenschaft diskutieren künftigen Mobilfunk-Standard 5G auf Tagung in Kassel

23.09.2016 | Veranstaltungen

Fachgespräch Feste Biomasse diskutiert Fragen zum Thema "Qualitätshackschnitzel"

23.09.2016 | Veranstaltungen

 
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Das Korallenthermometer muss neu justiert werden

23.09.2016 | Biowissenschaften Chemie

Doppel-Infektion macht Erreger aggressiver

23.09.2016 | Biowissenschaften Chemie

Synthese-chemischer Meilenstein: Neues Ferrocenium-Molekül entdeckt

23.09.2016 | Biowissenschaften Chemie