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Individualisierung und Personalisierung sind die Schlagworte der intuitiv und angepasst nutzbaren Mikroelektronik in der Mensch-Technik-Kooperation. Aus diesem Grund ist zukünftig ein großer Bedarf an dreidimensional integrierten ‚Smart Systems‘ in vielen Bereichen des täglichen Lebens abzusehen. Solch kleine und komplexe Systeme erfordern neben den individualisierten Formen, Funktionalitäten die Integration von Nanostrukturen. In dieser Veröffentlichung wird die Generative Fertigung dreidimensional aufgebauter Systeme aus einer neuen Sicht beleuchtet. Es wird auf Generative Technologien (früher Rapid Prototyping), wie 3D-Printing, Ink-Jet- und Aerosol-Printing, Laserstrukturierung, 3D-Montagetechnik eingegangen.

Individualisation and personalisation are the buzzwords in the realm of intuitive and customised microelectronics for cooperative man-machine operation. Because of this, we are likely to see in future a growing demand for three-dimensional ‘Smart Systems’ in a wide range of applications of everyday life. Such small and complex systems demand not only individualised configurations but also functionality from integrated nanostructures. In this paper, we examine the generative manufacture of three-dimensional assemblies from a novel point of view. We review a range of generative technologies (previously known as Rapid Prototyping), such as 3D printing, Ink-Jet- and Aerosol Printing, Laser Patterning and 3D assembly techniques.

Dieser Artikel, befasst sich mit dem Aufbau von System-in-Package (SiP) Modulen, die mit Hilfe eines Generativen Fertigungsverfahrens, der Stereolithografie, hergestellt werden. Dabei werden während des Herstellungsprozesses des Trägersubstrates elektrische Komponenten integriert. Ein elektrisch leitender Klebstoff, kontaktiert anschließend diese Komponenten. Diese Machbarkeitsstudie soll eine neuartige dreidimensionale Aufbau-und Verbindungstechnik für Mikrosysteme demonstrieren.

The present article deals with the development of System-in-Package (SiP) modules, which are produced by stereolithography, an additive fabrication process. During the production process of the SIP module the necessary electrical components will be integrated into the carrier substrate. Afterwards the components will be interconnected of an electrically conductive adhesive. This method is intended to demonstrate a novel three-dimensional construction and connection technology for microsystems.

Mechanische Spannungen können die Funktion elektronischer Bauteile beeinträchtigen oder gar zu deren Ausfall führen. Neben Umweltlasten wie Temperatur und Feuchte kann bereits der Produktionsprozess selbst zu kritischen Stresseinträgen führen. Innerhalb des BMBF-Verbundprojektes iForceSens [1] wurde unter der Koordination der Robert Bosch GmbH ein Stressmess­system zur Erfassung der mechanischen Belastung von Mikrosystemen entwickelt. Damit steht den Kunden des Fraunhofer IZM ein Sensor für die Aufbau- und Verbindungstechnik zur Verfügung, mit dem sich kritische Belastungen erkennen und quantifizieren lassen. In diesem Artikel werden die Stresseinträge in zwei wichtigen Prozessschritten der Elektronikfertigung besprochen: Stresseintrag durch den Lötprozess am Beispiel verschiedener QFN Bauteile und die Verkapselung kompletter Baugruppen. Es wird gezeigt, dass der Stress-Mess-Chip als ‚Fahrtenschreiber für die Elektronikverarbeitung‘ auch Belastungen detektiert, die in numerischen Simulationen nur schwer erkannt werden können – wie Stress durch Polymerisationsschrumpf, beim Auswerfen aus der Werkzeugform oder zur Detektion von Delaminationen.

This article investigates stress measurement within electronic systems during fabrication and reliability testing. Results of an on-chip MOS stress measurement technology are investigated with a special focus on soldering and encapsulation of systems. Experimental results are compared with numerical simulations. The stress sensor is based on a MOS chip, subdivided into 60 measurement cells (300 µm grid) and needs only four electrical connections. We are able to measure the shear and both main stresses in-plane of the chip surface. The stress value of the measurement cell can be interrogated subsequently within 50 ms time steps. The main potential of this stress measurement chip is to replace selected electronic parts and to investigate all production and lifetime related loads acting on the system. The presented measurement technique enables a more accurate characterization of manufacturing processes and polymer behavior. Finally the sensor enables the choice of optimized materials minimizing production related stresses and leading to more reliable products.

Große Rechenzentren und Supercomputer könnten bald kosten- und energieeffizienter und zugleich noch leistungsfähiger werden. Dieses ehrgeizige Ziel haben sich Fraunhofer-Wissenschaftler und 17 Partner (siehe Tabelle) aus Wirtschaft und Forschung in dem EU-Projekt ‚PhoxTroT‘ gesetzt. Der Schlu?ssel dazu ist die optische Datenu?bertragung. In den nächsten vier Jahren erforschen die Projektpartner neue Synergien zwischen bestehenden Ansätzen, entwickeln neue Technologien und Strategien.

Den Aufwand für Hardware-Entwicklungsprojekte zu schätzen, ist schwer. Im Prinzip geht es darum, Aufwände für Tätigkeiten vorherzusagen, deren Art, Umfang und Anzahl einem größtenteils noch nicht klar ist. Sicher, die einzelnen Bestandteile der zu entwickelnden Hardware sind ungefähr klar, von Spannungsversorgung bis Datenspeicherung. Auch der übliche Aufwand um die einzelnen Bestandteile zu entwickeln, lässt sich aus Erfahrungswerten ableiten.