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Freitag, 02 September 2022 12:00

iMaps Mitteilungen 08/2022

von Redaktion
Geschätzte Lesezeit: 6 - 11 Minuten

 

IMAPS Herbstkonferenz 2022

München, 20.-21. Oktober 2022

Die Herbstkonferenz der IMAPS Deutschland gilt als wichtige Plattform für fachliche Diskussionen zwischen Industrie und Hochschule sowie Produktion und Forschung, um den Wirtschaftsstandort Deutschland weiter zu stärken und voranzubringen. Die Konferenz bietet den bewährten Mix aus fachlichem Austausch, persönlichem Gegenüber, Ausstellung, Vortragsreihen und Festigung von Netzwerken.

Die Schwerpunkte der Tagung sind:

  • Entwurf, Modellierung, Simulation im Baugruppendesign
  • Materialien, Prozesse, Verbindungstechnologien
  • Technologien der Systemintegration
  • Qualität und Zuverlässigkeit.

Die Konferenz wird zum jetzigen Zeitpunkt als Präsenzveranstaltung in München geplant. Sollte sie nicht in Präsenz stattfinden können, wird die Konferenz auf einer Online-Plattform durchgeführt.

Nutzen Sie bitte für die Anmeldung folgenden Link: https://www.conftool.net/imaps-herbstkonferenz-2022

CICMT 2022 Nachlese

Nach zwei Jahren Online-Veranstaltungen wurde die internationale CICMT Konferenz (‚Ceramic Interconnect and Ceramic Microsystems Technologies') vom 13. bis 15. Juli 2022 in Wien wieder im Präsenzformat abgehalten. Sie wurde von IMAPS Deutschland in Zusammenarbeit mit der Technischen Universität Wien organisiert und in den Räumlichkeiten der Wirtschaftskammer Österreich ausgetragen. Die knapp 80 Teilnehmer/innen aus 12 Ländern haben sich auf die Möglichkeit des face-to-face Austausches und der Netzwerkpflege gefreut. Sieben Aussteller – Lithoz, HIPS Wachstumskern, Micro-Hybrid Electronic, Keko Equipment, Microtronic, Budatec und F&S BONDTEC – haben die Veranstaltung unterstützt und auf der begleitenden Fachausstellung ihre Produkte und Dienstleistungen präsentiert.

Die Konferenz wurde von einer Fachausstellung begleitet, an der sieben Unternehmen und Einrichtungen ihre Produkte präsentiert habenDie Konferenz wurde von einer Fachausstellung begleitet, an der sieben Unternehmen und Einrichtungen ihre Produkte präsentiert haben

plus 2022 08 0043An den drei Konferenztagen wurden insgesamt 40 Vorträge in 10 technischen Parallelsessions präsentiert, die einem breiten Themenspektren gewidmet waren: Neue Materialen, Anwendungen, Integrierte passive Bauelemente, Metallisierung, Prozesstechnologie, Si-/LTCC Substrate, RF- und Mikrowellentechnologie sowie Additive Manufacturing. Die deutsche Community war mit 23 Vorträgen am stärksten vertreten, gefolgt von Slowenien (4), USA (4) und Österreich (3).

An jedem Tag wurde das Programm mit einer Keynote Präsentation eingeführt. Der erste Plenarvortrag von Andrés-Fabián Lasagni aus der TU Dresden, einem der Leiter vom Center for Advanced Micro-Photonics, wurde dem Thema ‚How to Improve Surface Functions Using Laser-Based Fabrication Methods' gewidmet. Insbesondere die Methode des Direct Laser Interference Patterning kann zu der schnellen und effektiven Oberflächenbehandlung unterschiedlicher Substratmaterialen beitragen. Dabei werden zwei bis drei Laserstrahlen zu einer Überlagerung an der Objektoberfläche gebracht. Die so entstehenden Interferenzmuster weisen eine Streifen- oder Gitterstruktur auf und können gleichzeitig bis zu 1 Mio. individueller Punkte pro Quadratmillimeter erzeugen. Die Oberflächeneigenschaften sollen damit für die gewünschte Anwendung funktionalisiert werden; Insbesondere die Wasserbenetzbarkeit, die Biokompatibilität und die Farbe können mit dem Verfahren modifiziert werden.

In der zweiten Keynote ‚Structured Glass Substrates for Packaging of Electronic Components' hat Martin Letz von SCHOTT AG über die Neuentwicklungen seines Unternehmens im Bereich der hoch performanten Elektroniksubstrate berichtet. Glas wird zwar schon seit geraumer Zeit als Trägermaterial für die elektronischen Schaltungen eingesetzt, allerdings erlauben erst die aktuellen technologischen Fortschritte das Glas als potenzielle Alternative für die Herstellung von Umverdrahtungsebenen mit hoher Dichte der Durchkontaktierungen zu betrachten.

plus 2022 08 0044Der steigende Bedarf an High Performance Computing, getrieben vor allem durch Anwendungen wie autonomes Fahren und Machine Learning, führt zur Notwendigkeit der weiteren Miniaturisierung. Dabei geht es nicht nur um die Miniaturisierung bei der monolithischen Integration sondern mehr und mehr um die Miniaturisierung vom Package: der Einsatz von Chiplets, immer höher werdenden Schalt- und Arbeitsfrequenzen, führen zu der Notwendigkeit die Verbindungslänge zwischen den Elementen des Systems zu reduzieren um die Verlustleistung zu minimieren. Die Interposer-Lösungen auf Basis von organischen und keramischen Leiterplatten müssen in den Hochleistungsbereichen dem Silizium-Interposer weichen, die siliziumbasierte Lösung ist allerdings mit hohen Kosten verbunden. Wie Herr Letz gezeigt hat, kann Glass potenziell Silizium ersetzen und zwar mit nur 10 % der Kosten.

Die Hauptproblematik bei dem Strukturieren von Glas liegt beim Verlust von der mechanischen Stabilität durch das Einbringen der Oberflächendefekte im Prozess. Die vor kurzem eingeführten SCHOTT FLEXINITY Glassubstrate bleiben auch nach der Erzeugung von Ausschnitten und Bohrungen defektfrei, das Glaswafer bleibt mechanisch ausreichend stabil, um nach der Laserbearbeitung den weiteren Prozessschritten unterzogen zu werden. Bei der Technologievariante FLEXINITY Connect lassen sich bei der Substratgröße von über 500mm und -dicke von 540µm mehr als 1 Mio. Durchkontaktierungen mit einem Durchmesser von bis zu 50µm (Via-Pitch ab 1,5-Fachen Durchmesserwert) realisieren.

Da Gläser mit einem breiten Spektrum an elektrischen und mechanischen Eigenschaften zur Verfügung stehen, können Anwendungen mit sehr breitem Spektrum realisiert werden: außer Packaging beim High Performance Computing, können zum Beispiel 5G und 6G Module mit den entsprechenden Antennenstrukturen implementiert werden, LiDAR- und Radar- sowie Medizinanwendungen sind genauso möglich. Die Hauptschwierigkeiten für einen breiten Einsatz sollen die momentan noch mangelnde Technologiereife bei der Substratmetallisierung und noch schwach entwickelte Produktionslogistik sein.

Technische Vorträge wurden in zwei Parallelsessions präsentiertTechnische Vorträge wurden in zwei Parallelsessions präsentiert

Das Konferenzdinner im traditionsreichen ‚Schweizerhaus‘ am Wiener PraterDas Konferenzdinner im traditionsreichen ‚Schweizerhaus‘ am Wiener PraterDer dritte Plenarvortrag ‚Volumetric 3D Printing of High Performance Ceramics' von Christophe Moser aus der École polytechnique fédérale de Lausanne wurde den Technologien für die additive Fertigung von keramischen Erzeugnissen gewidmet. Der Schwerpunkt lag dabei auf dem volumetrischen Drucken mittels tomografischer Rückprojektion. Bei der volumetrischen Aushärtung von Fotopolymeren muss die dreidimensionale Form des Objektes durch die entsprechende räumliche Intensitätsverteilung im Volumen des Fotopolymers erzeugt werden. Es kann zum Beispiel durch die computergenerierte holografische Projektion erfolgen, allerdings reicht die verfügbare Auflösung der Projektionssysteme bei weitem nicht aus, um eine praktisch relevante Anwendung zu ermöglichen. Deswegen wird momentan die tomografische Rückprojektion als alternative Methode benutzt.

Das Prinzip kann am einfachsten als die Umkehrung einer Tomografieaufnahme verstanden werden. In diesem Ansatz wird ein zylindrisches Gefäß, gefüllt mit einem flüssigen Fotopolymer um die senkrechte Achse rotiert und seitlich mit der dem aktuellen Winkel entsprechenden Projektion des Objektes belichtet. Bei der richtigen Anpassung der Lichtdosis auf die Fotoempfindlichkeit der Emulsion wird nach einer oder wenigen vollen Umdrehungen das dreidimensionale Objekt als ausgehärtetes Polymer erzeugt. Auch keramische 3D-Körper können mit diesem Verfahren erzeugt werden, dafür wird ein sogenanntes ‚proceramic Polymer' eingesetzt, das nach der Polymerisation unter Zersetzung in eine keramische Struktur umgewandelt werden kann. Herr Moser hat in seinem Vortrag einige Beispiele von gedruckten dreidimensionalen Objekten aus Siliziumoxycarbid-Keramik und Quarzglas präsentiert. Die Limitierungen der präsentierten volumetrischen Methode liegen momentan vor allem in der begrenzten Zahl der einsetzbaren Materialen – die fotoempfindliche Emulsion muss hohe Transparenz aufweisen und zähflüssig sein. Zwar existieren schon Methoden für die Kompensation der Streuung in der Flüssigkeit, sie sind allerdings vorerst bei der kleinen Konzentration der streuenden Partikel wirksam.

Großer Resonanz zwischen den Teilnehmerinnen und Teilnehmer der Konferenz erfreuten sich die Führungen bei der in Wien ansässigen Fa. Lithoz, die zusätzlich zu den Vortragssessions organisiert worden sind. Lithoz GmbH ist Weltmarkt- und Innovationsführer bei den Maschinen und Materialien für die additive Keramikfertigung mittels der LCM Methode (Lithographic Ceramic Manufacturing). Gegründet in 2011 als Spinn-Off der TU Wien hat sich die Firma zu einem wichtigen Akteur in der Branche entwickelt und wurde 2021 als ein der fünf besten österreichischen Start-Ups von der Initiative Spinn-Off Österreich ausgezeichnet.

plus 2022 08 0048

Führung bei der  Lithoz GmbH in WienFührung bei der Lithoz GmbH in WienDie Besucher/innen konnten die Maschinen der CeraFab- und CeraFab Multi-Reihen in Aktion sehen. Anhand der zahlreichen Muster wurde das breite Portfolio an verfügbaren Materialen für viele mögliche Einsatzbereiche vorgestellt. Lithoz liefert zum Beispiel Materiallösungen für den 3D-Druck aus den Standardkeramiken wie Aluminiumoxid, Zirkoniumdioxid und Siliziumnitrid. Dabei werden die typischen relativen Dichten von mehr als 99 % erreicht, die mechanischen und die elektrischen Eigenschaften entsprechen den konventionell hergestellten Keramiken. Im Medizinbereich finden Tricalciumphosphat und Hydroxylapatit als Knochenersatz und in den patientenspezifischen resorbierbaren Implantaten Einsatz.

In diesem Jahr trägt IMAPS Deutschland noch eine Konferenz aus – die traditionelle Herbstkonferenz in München am 20. und 21. Oktober. Die nächste Ceramic Interconnect and Ceramic Microsystems Technologies Konferenz soll am 8.-11. Mai 2023 in Albuquerque, USA gemeinsam mit HiTEC und Power Packaging durchgeführt werden. Merken Sie sich die Termine vor!

Glas nun elektrisch leitend – neuartiges Verfahren ermöglicht integrierte metallische Mikrostrukturierung in Glas für die Sensorik

Geschützt vor Umwelteinflüssen, elektrisch und thermisch leitend sowie lithographisch sehr fein aufgelöst – dünne metallische Mikrostrukturen bieten in Glas hervorragende Eigenschaften für vielfältige Anwendungen. So könnten Sensorelemente aus ihnen hergestellt werden, die unter extrem rauen Bedingungen vor Korrosion geschützt sind, formstabil bleiben und ihre Funktion gewährleisten. Das am Fraunhofer IZM entwickelte Verfahren bietet neue Möglichkeiten, elektrisch leitfähige Elemente in Glas zu integrieren, wobei der elektrische Strom mit Hilfe von metallischen Mikrostrukturen in Glas und nicht auf dem Glas geleitet wird.

Glas wird zunehmend als Basismaterial für elektrische Schaltungen genutzt. Dies ist auf die besonderen Eigenschaften von Glas zurückzuführen: Zum einen die hohe Dimensionsstabilität über einen breiten Temperaturbereich, weiterhin die Verfügbarkeit in großen Formaten (z. B. im Vollformat 610mm x 457mm²), ein hoher elektrischer Wiederstand, eine glatte Oberfläche und eine hohe dielektrische Konstante (z. B. 5,0 @77 GHz).

Möglicher Biosensor mit integrierten metallischen Strukturen in Glas für die Detektion von Enzymreaktionen oder Antigen-Antikörper-Interaktionen Möglicher Biosensor mit integrierten metallischen Strukturen in Glas für die Detektion von Enzymreaktionen oder Antigen-Antikörper-Interaktionen

Bereits seit längerer Zeit werden aus diesem Grund elektrische Strukturen aus dünnen Metallschichten wie Leiterbahnen homogen auf und durch Glassubstrate hergestellt. Damit wird der elektrische Kontakt zu den Bauteilen in der Ebene, aber auch zur elektrischen Durchkontaktierung mittels der ‚Through Glass Via'-Technik (TGV) für mehrlagige Aufbauten über mehrere Ebenen realisiert.

Forschende des Fraunhofer IZM haben nun eine Technologie entwickelt, mit der sich metallische elektrische Leiterbahnen in Glas integrieren lassen. Die Vorteile dabei: Die für Glas typische glatte Oberfläche bleibt erhalten und es existieren keine Haftungsprobleme an der Grenzfläche zwischen dem Glas und der metallischen Lage, da diese in die Glasmatrix eingebaut ist. Daher muss kein Haftvermittler – meist ein weiteres Metall – verwendet werden.

Die Forschenden haben es bei der Verfahrensentwicklung geschafft, die Bildung von metallischen Strukturen in Dünnglas zu kontrollieren. Mit dem Ziel homogene elektrische Leiter nahe der Glasoberfläche zu bilden, analysierten sie Materialien und Prozesse. Der Schlüssel zum Erfolg ist die Materialauswahl sowie die angepasste Prozessführung. Diese metallische Schicht kann einige 100 Nanometer hauchdünn oder auch einige Mikrometer dick sein, so dass sie mit dem bloßen Auge durch die starke Reflexion auf dem Glas erkennbar ist. Es entsteht ein spiegelähnlicher Effekt an der Glasoberfläche. Diese flächige metallische Schicht kann über eine Länge von einigen Millimetern bis zu mehr als 10 Zentimetern hergestellt werden. Ebenso gut können die metallischen Strukturen auch selektiv eingebracht werden, so dass elektrische Leiterbahnen im Glas entstehen.

Mit dieser neuen Form der Integration von elektrischen Leiterbahnen in und nicht auf das Glas lassen sich einige neuartige Anwendungen realisieren. Beispielsweise könnten so Mikrovakuumkammern aus Glas elektrisch kontaktiert werden, ohne dass die elektrischen Leitungen die Hermetizität reduzieren. Außerdem könnten diese Leiterbahnen in widrigen Bedingungen, bei denen auf das Glas aufgebrachte Leiterbahnen nicht standhalten würden, für sensorische Zwecke eingesetzt werden. Wie in der Abbildung könnten so winzige Mikroelektroden in Analysegeräten wie elektrochemischen Biosensoren verwendet werden, um biochemische Prozesse wie Enzymreaktionen oder Antigen-Antikörper-Interaktionen nachzuweisen.

Hier sind die Forscher vom Fraunhofer IZM bestrebt weiterzumachen: Um die Technologie nach den erfolgreichen Machbarkeitsstudien zur Anwendungsreife zu bringen suchen sie nun Projektpartner aus der Sensorindustrie und Forschung. Darüber hinaus ist das vollständige Vergraben der elektrischen Leiterbahnen, wie es bei den Lichtwellenleitern bereits der Fall ist, angestrebt. Zudem soll die Technologie für TGVs und Wärmeleitstrukturen genutzt werden können.

Veranstaltungskalender

 

Ort

Zeitraum

Name

Veranstalter

Sibiu, RO

13.-16. September 2022

ESTC 2022

IEEE-CPMT, IMAPS Europe

Berlin

26.-29. Sept. 2022

ESREF 2022

IZM / TU Berlin

Boston, MA

3.- 6. Oktober 2022

Internationales Symposium

IMAPS US

München

20./21. Oktober 2022

Herbstkonferenz

IMAPS D

München

15.-18. November 2022

SEMICON EUROPA

SEMI Europa

Dieser Kalender gilt unter Vorbehalt. Bitte beachten Sie die Informationen und Hinweise der Veranstalter auf den entsprechenden Webseiten!

IMAPS Deutschland – Ihre Vereinigung für Aufbau- und Verbindungstechnik

IMAPS Deutschland, Teil der ‚International Microelectronics and Packaging Society' (IMAPS), stellt seit 1973 in Deutschland das Forum für alle dar, die sich mit Mikroelektronik und Aufbau- und Verbindungstechnik beschäftigen. Mit fast 300 Mitgliedern verfolgen wir im Wesentlichen drei wichtige Ziele:

  • wir verbinden Wissenschaft und Praxis
  • wir sorgen für den Informationsaustausch unter unseren Mitgliedern und
  • wir vertreten den Standpunkt unserer Mitglieder in internationalen Gremien.

Impressum

IMAPS Deutschland e. V.
Kleingrötzing 1, D-84494 Neumarkt-St. Veit

1. Vorsitzender: Prof. Dr.-Ing. Martin Schneider-Ramelow, Institutsleiter Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration (IZM),
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Schatzmeister
(bei Fragen zu Mitgliedschaft und Beitrag):
Ernst G. M. Eggelaar, Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!

Ausführliche Kontaktinformationen zu den Vorstandsmitgliedern finden Sie unter www.imaps.de

(Vorstand)

     

    Weitere Informationen

    • Ausgabe: 8
    • Jahr: 2022
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