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 Staubarmes Recycling wertvoller Rohstoffe aus Elektronikschrott
16.11.2016 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

nachricht Mikrostrukturen mit dem Laser ätzen
25.10.2016 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Mit solaren Gebäudehüllen Architektur gestalten

Solarthermie ist in der breiten Öffentlichkeit derzeit durch dunkelblaue, rechteckige Kollektoren auf Hausdächern besetzt. Für ästhetisch hochwertige Architektur werden Technologien benötigt, die dem Architekten mehr Gestaltungsspielraum für Niedrigst- und Plusenergiegebäude geben. Im Projekt »ArKol« entwickeln Forscher des Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern aktuell zwei Fassadenkollektoren für solare Wärmeerzeugung, die ein hohes Maß an Designflexibilität erlauben: einen Streifenkollektor für opake sowie eine solarthermische Jalousie für transparente Fassadenanteile. Der aktuelle Stand der beiden Entwicklungen wird auf der BAU 2017 vorgestellt.

Im Projekt »ArKol – Entwicklung von architektonisch hoch integrierten Fassadekollektoren mit Heat Pipes« entwickelt das Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern...

Im Focus: Designing Architecture with Solar Building Envelopes

Among the general public, solar thermal energy is currently associated with dark blue, rectangular collectors on building roofs. Technologies are needed for aesthetically high quality architecture which offer the architect more room for manoeuvre when it comes to low- and plus-energy buildings. With the “ArKol” project, researchers at Fraunhofer ISE together with partners are currently developing two façade collectors for solar thermal energy generation, which permit a high degree of design flexibility: a strip collector for opaque façade sections and a solar thermal blind for transparent sections. The current state of the two developments will be presented at the BAU 2017 trade fair.

As part of the “ArKol – development of architecturally highly integrated façade collectors with heat pipes” project, Fraunhofer ISE together with its partners...

Im Focus: Mit Bindfaden und Schere - die Chromosomenverteilung in der Meiose

Was einmal fest verbunden war sollte nicht getrennt werden? Nicht so in der Meiose, der Zellteilung in der Gameten, Spermien und Eizellen entstehen. Am Anfang der Meiose hält der ringförmige Proteinkomplex Kohäsin die Chromosomenstränge, auf denen die Bauanleitung des Körpers gespeichert ist, zusammen wie ein Bindfaden. Damit am Ende jede Eizelle und jedes Spermium nur einen Chromosomensatz erhält, müssen die Bindfäden aufgeschnitten werden. Forscher vom Max-Planck-Institut für Biochemie zeigen in der Bäckerhefe wie ein auch im Menschen vorkommendes Kinase-Enzym das Aufschneiden der Kohäsinringe kontrolliert und mit dem Austritt aus der Meiose und der Gametenbildung koordiniert.

Warum sehen Kinder eigentlich ihren Eltern ähnlich? Die meisten Zellen unseres Körpers sind diploid, d.h. sie besitzen zwei Kopien von jedem Chromosom – eine...

Im Focus: Der Klang des Ozeans

Umfassende Langzeitstudie zur Geräuschkulisse im Südpolarmeer veröffentlicht

Fast drei Jahre lang haben AWI-Wissenschaftler mit Unterwasser-Mikrofonen in das Südpolarmeer hineingehorcht und einen „Chor“ aus Walen und Robben vernommen....

Im Focus: Wie man eine 80t schwere Betonschale aufbläst

An der TU Wien wurde eine Alternative zu teuren und aufwendigen Schalungen für Kuppelbauten entwickelt, die nun in einem Testbauwerk für die ÖBB-Infrastruktur umgesetzt wird.

Die Schalung für Kuppelbauten aus Beton ist normalerweise aufwändig und teuer. Eine mögliche kostengünstige und ressourcenschonende Alternative bietet die an...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Aquakulturen und Fangquoten – was hilft gegen Überfischung?

16.01.2017 | Veranstaltungen

14. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

12.01.2017 | Veranstaltungen

Leipziger Biogas-Fachgespräch lädt zum "Branchengespräch Biogas2020+" nach Nossen

11.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Weltweit erste Solarstraße in Frankreich eingeweiht

16.01.2017 | Energie und Elektrotechnik

Proteinforschung: Der Computer als Mikroskop

16.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Vermeintlich junger Stern entpuppt sich als galaktischer Greis

16.01.2017 | Physik Astronomie