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    13.12.2018

    Reaktives Fügen von Mikrosystemen (ABH028)

    • Die grenzüberschreitende Herausforderung liegt darin, dass einerseits im Süden von Baden-Württemberg und andererseits auch in den betroffenen Regionen der Schweiz sehr spezielles technologisches Know-how im Bereich der Mikrotechnik aufgebaut worden ist. Andererseits fehlt gerade in der Grenzregion die Möglichkeit einer Vernetzung und des wissenschaftlichen Austauschs, da die Netzwerke wie beispielsweise das Spitzencluster microTEC Südwest an der nationalen Grenze endet. Durch Erarbeitung eines innovativen technologischen Prozesses wird erwartet, dass sich die Forschungs- und Innovationsfähigkeit der Region dank der Erweiterung der grenzüberschreitenden Forschungskapazitäten steigern wird.

      Historisch betrachtet ist die fehlende Vernetzung auch am Beispiel der Uhrenindustrie zu erkennen. In beiden Regionen gibt es eine lange Tradition in der Fertigung von Uhren. Allerdings hat sich die Art der Produkte völlig unterschiedlich entwickelt. Einerseits ist insbesondere im Schwarzwald die Uhrenindustrie bis auf wenige Ausnahmen völlig verschwunden. Andererseits sind aus dem durch die Uhrenfertigung aufgebauten Know-how viele feinwerktechnische Unternehmen entstanden, die sich zum Teil zu modernen Technologieunternehmen weiterentwickelt haben. In diesem Zusammenhang ist ebenfalls zu erwähnen, dass die Hahn-Schickard-Gesellschaft aus der im Jahr 1955 gegründeten „Forschungsgesellschaft für Uhren- und Feingerätetechnik“ hervor ging und heute eine renommierte Gesellschaft im Bereich der Mikrosystemtechnik darstellt.

      Mittlerweile werden bei Hahn-Schickard wieder Mikrobauteile für moderne Uhren durch Mikrobearbeitung von Silizium hergestellt. Der Kunde ist ein Uhrenhersteller in der Schweiz. Dies zeigt, dass es ein hohes Potenzial für eine grenzüberschreitende Kooperation im Bereich Forschung und Entwicklung gibt. Allerdings gibt es bisher noch nicht genügend Möglichkeiten, diese Kooperation auszubauen und in eine Wertschöpfung für die Region Alpenrhein-Bodensee-Hochrhein umzusetzen.

      Im Rahmen des Projektes soll die Komplementarität der Partner genutzt, die unterschiedlichen aber ergänzenden Erfahrungen kombiniert und damit vorteilhafte Synergieeffekte erzielt werden. Beim Aufbau von Bauelementen aus der Mikroelektronik oder Mikrosensorik besteht häufig der Bedarf nach einer stressarmen, dauerhaft festen und möglichst gut wärmeleitenden Fügeverbindung mit dem Substrat. In vielen Fällen kann konventionelles Reflowlöten nicht eingesetzt werden, weil die Bauelemente entweder die auftretenden Temperaturen nicht schadlos überstehen oder nach dem Abkühlen unter hohem thermomechanischem Stress stehen, was sich negativ auf deren Eigenschaften auswirkt.

      Das reaktive Fügen ist solch ein innovatives Verfahren, das stressarme, hochfeste und gut wärmeleitende Fügeverbindungen ermöglicht, ohne die Bauteile thermisch zu belasten. Das reaktive Fügen basiert darauf, dass durch eine sehr schnell ablaufende exotherme Reaktion die Wärme für den Lötprozess praktisch nur in der Fügezone auftritt, die Bauelemente jedoch nicht erwärmt werden. Allerdings wird durch die rasche Erwärmung und Abkühlung in der Fügezone eine Stoßwelle erzeugt, die zum Ausfall von sehr empfindlichen Bauteilen, wie z.B. halbleiterbasierten Sensoren oder Peltierelementen, führen kann. Ziel dieses Projekts ist es daher, durch geeignete Maßnahmen diese Stoßwelle zu dämpfen, um dadurch den reaktiven Fügeprozess für empfindliche Bauelemente zu ermöglichen.

      Zur Verbreitung der Ergebnisse sind folgende Maßnahmen geplant:

      • wissenschaftlich-technologischer Bericht der Projektergebnisse
      • technologischer Transfer, im speziellen Prozessvorführung für interessierte Firmen
      • Workshop für die Industrie im Bereich Sensoren.

      Die erwarteten Wirkungen sind folgende:

      • Stärkung einer institutionellen Zusammenarbeit in der Region
      • Technologischer Fortschritt in der Verbindungstechnik für Mikrosysteme
      • Einführung des erarbeiteten Prozesses durch Industriepartner in der Region
      • Stärkung der Marktposition der Industriepartner.

      Weitere Informationen:

      Homepage Interreg

      Homepage Hahn-Schickard

    Medien

    • microTEC Kontakt

      Amandus Bieber
      Marketing

      Tel.: + 49 761 386909-14
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