Charakterisierung der Mikrostrukturstruktur von Kupfer-TSVs

In den vergangenen Jahrzehnten wurde die Weiterentwicklung von mikroelektronischen Systemen vor allem durch Moores Gesetz geprägt. So folgte die Systemintegration dem vorhergesagten Trend und durch größere Chips, gesteigerte Zahl von Ankontaktierungen sowie feinere Strukturen wurde die Systemperformance gesteigert. Jedoch stößt diese Entwicklung in absehbarer Zeit auf technologiebedingte Grenzen, weshalb die Industrie weitere Strategien zur Verbesserung vorhandener Mikrosysteme verfolgt (More than Moore).
Einen Ansatz liefert dabei die 3D Integration. Ziel ist die Kombination verschiedener Funktionsbausteine durch das Stapeln auf Chipebene. Durch verkürzte Verbindungswege wird dann nicht nur die Performance verbessert son-dern auch Platz und Energie eingespart.

Through Silicon Vias (TSV) stellen als Durchkontaktierungstechnologie ein wesentliches Merkmal der 3D-Packages dar. Jedoch ist die Belastbarkeit und Zuverlässigkeit der TSVs selbst sowie die Auswirkung der TSV-Erzeugung auf umliegende Halbleiterstrukturen weitgehend unbekannt.

Im Rahmen der Tätigkeit als studentische Hilfskraft sollen Untersuchungen zur materialtechnischen Charakterisierung von TSVs durchgeführt und ausgewertet werden. Dazu gehört vorrangig die messtechnische Erfassung von Chipverwölbungen, Kupfer-Protrusionen, Kornorientierungen (EBSD-Messung) sowie die Auswertung von µ-Raman-Spektroskopie-Messungen.

nach Vereinbarung
Beginn ab September 2011

Dipl.-Ing. Peter Sättler
Raum: BAR E68
Telefon HA: 33056

Alternative Kontaktierungsverfahren für elektronische Bauelemente bei Anwendung von Self-Alignment

Die fortschreitende Miniaturisierung in der Elektronik führt zu immer höheren Genauigkeitsanforderungen bei der Platzierung von Bauelementen und Chips auf elektronischen Baugruppen. Toleranzbereiche von wenigen Mikrometern sind aktuell durchaus üblich und stellen entsprechend hohe Anforderungen an das Equipment. Eine Alternative stellt das so genannte Self-Alignment dar: Hier sollen spezielle Verfahren angewendet werden, um vorplatzierte Bauelemente ohne weitere Einflussnahme von außen mit hoher Genauigkeit in ihre endgültige Sollposition zu bewegen. Im Anschluss an eine solche "Selbstjustage" muss das Bauelement elektrisch und mechanisch Kontaktiert werden, wobei die speziellen Anforderungen des Self-Alignment zu berücksichtigen sind.

Letztere Problemstellung bildet den Arbeitsschwerpunkt dieser SHK-Stelle. Eine Literaturrecherche soll bestehende Lösungsansätze offen legen. Daneben ist das Einbringen neuer Ansätze aus fachfremden Gebieten durchaus erwünscht. Alle Ansätze sollen charakterisiert und abschließend hinsichtlich ihrer Eignung bewertet werden. Angesprochen sind insbesondere Studenten der Elektrotechnik, des Maschinenwesens (Fügetechnik) und der Chemie.

nach Vereinbarung
Beginn ab Juli 2011

Dipl.-Ing. Max Frömmig
Raum: BAR E/68
Telefon HA: 42510

Hochzuverlässige 3D-Mikrosysteme

Im Rahmen der Nachwuchsforschergruppe Hochzuverlässige 3D-Mikrosysteme sind verschiedene Themen zur Charakterisierung von 3D-Packages und deren Aufbau- und Verbindungswerkstoffen (Lote & Polymere), zur Entwicklung neuer Aufbau- und Verbindungstechnologien sowie der Begleitung von Experimenten mit Simulation und Prozessfolgesimulation zu bearbeiten. Dabei entsteht eine Vielzahl von Aufgaben, welche für Dich einen interessanten Einblick in die aktuelle Forschung und einen Zugang zu interessanten Themenfeldern für Deine Studien- oder Diplomarbeit ermöglichen. Du kannst Deine Kenntnisse aus Vorlesungen zur Aufbau- und Verbindungstechnik (AVT), Hybridtechnik, Messtechnik, Visuellen Inspektion, Zerstörungsfreien Prüftechnik (ZfP), Werkstoffwissenschaft (WW), Chemie, Konstruktion, Technischen Mechanik (TM), Feinwerktechnik (FWT), Numerischen Simulation (FEM), Programmierung, Fertigungssysteme ODER Optimierung nutzen und um praktische Erfahrungen erweitern.

nach Vereinbarung
Beginn ab sofort

Dipl.-Ing. Karsten Meier
Raum: BAR I/68
Telefon HA: 36594

Lotcharakterisierung unter dynamischer Beanspruchung

Im Rahmen der Nachwuchsforschergruppe Hochzuverlässige 3D-Mikrosysteme wird für die Vorbereitung und Durchführung von Experimenten zur Charakterisierung des mechanischen Verhaltens von Lotwerkstoffen bei höheren Verformungsgeschwindigkeiten eine studentische Hilfskraft gesucht.
Die Vorbereitung umfasst die Herstellung von Lotzugproben mittels Gießen sowie die Applikation von Dehnungssensoren auf den Proben. Schwachstellen in der Vorbereitungsprozedur sind ggf. zu identifizieren und durch Neugestaltung des Ablaufs oder Anpassung der Werkzeuge zu beseitigen.  Das Design (3DCAD) und der Aufbau einer modifizierten Probe kann ebenso Bestandteil der Tätigkeit sein.
Die Versuchsdurchführung umfasst neben der zerstörenden Prüfung der Lotproben die Erfassung und anschließende Speicherung sämtlicher Versuchsdaten und deren Auswertung. Auch die Begutachtung der Brucheigenschaften der getesteten Lotproben mittels Mikroskopie ist zu absolvieren.Kenntnisse in technischer Mechanik, Werkstoffkunde und Konstruktion sind wünschenswert. Der Umfang der Wochenstunden kann individuell (auf Wunsch bis 19 h/Woche) geregelt werden.

bis 19 h/Woche
Beginn ab sofort

Dipl.-Ing. Karsten Meier
Raum: BAR I/68
Telefon HA: 36594

Zerstörungsfreie Prüfung von Lötstellen (ESF-Nachwuchsforschergruppe)

Im Rahmen der Nachwuchsforschergruppe „Hochzuverlässige 3D-Mikrosysteme“ soll ein Spulensystem zur induktiven Prüfung von Lotkontakten entwickelt werden. Dabei gibt es verschiedene Teilaufgaben, die Sie entweder eigenständig bearbeiten oder bei deren Bearbeitung Sie assistieren können:
- FE-Modellierung ausgewählter Systeme in Ansys®
- Fertigung von Prototypen incl. elektronischer Verstärkerschaltung
- Testmessungen mit Prototypen
Voraussetzung sind vorhandene Grundkenntnisse in der finiten-Elemente-Simualtion. Kenntnisse elektro-magnetischer Felder sind von Vorteil. Die Fortführung der Aufgabenstellung in einer Studien- oder Diplomarbeit ist möglich.

nach Vereinbarung
Beginn ab sofort

Dipl.-Ing. Johannes Bohm
Raum: BAR E/63-2
Telefon HA: 32079