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Dickschichttechnik

Gegenstand

Die Dickschichttechnik ist ein Verfahren zur Herstellung keramischer elektronischer Verdrahtungsträger. Sie ist hinsichtlich der Integrationsstufe zwischen der Leiterplattentechnik sowie der Dünnschichttechnik einzuordnen. Als Funktionswerkstoff kommen gebrannte Keramiksubstrate aus Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid oder Glas zum Einsatz. Sie dienen als mechanischer Träger für Leit-, Isolations- und Widerstandspasten. Als Leitbahnmaterial werden üblicherweise Gold, Silber und Platin- sowie Palladiumlegierungen als Widerstandsmaterial Rutheniumoxid verwendet. Die Schichten werden sequentiell im Siebdruck aufgebracht. Nach einer Trocknung bilden sich während eines abschließenden Einbrandes bei Temperaturen zwischen 500 und 850°C die typischen Schichteigenschaften wie elektrischer Widerstand und Haftfestigkeit aus. Diese Technologiefolge erlaubt eine sehr einfache und flexible Herstellung von Multilayern mit mehreren Leitebenen. Die Montage elektronischer Bauelemente erfolgt mittels herkömmlicher Technologien der Aufbau- und Verbindungstechnik. Typische Einsatzgebiete derartiger Hybridbaugruppen sind elektronische Komponenten für extreme Einsatzumgebungen sowie Sensoren.

Ausblick

Die aktuellen und zukünftigen Entwicklungen der Komponenten bezüglich Größe und Anschlussraster stellen besondere Anforderungen an die Strukturierbarkeit der zugehörigen Substrate. Hierfür bietet die Dickschichttechnik hervorragende Voraussetzungen. Herausforderungen sind insbesondere die Applikation von Pasten in Strukturbreiten unterhalb von 40µm. Hierfür sind sowohl Material- als auch Prozessentwicklungen notwendig. Der Einsatz von Keramiksubstraten fur mikro-fluidische und mikro-optische Anwendungen sowie Anforderungen bezüglich der Biokompatibilität der Module erfordern beherrschte Produktionsprozesse und ein determiniertes Materialverhalten während dieser Prozesse über die gesamte Lebensdauer unter spezifizierten Einsatzbedingungen.

Leiter der Arbeitsrichtung

Dr.-Ing. Marco Luniak, geboren 1969 in Angermünde, beendete 1995 sein Studium der Elektrotechnik an der TU Dresden. In der Spezialisierungsrichtung Elektronik-Technologie wurde er schon während seines Studiums mit der Problematik der Dickschichttechnik vertraut gemacht. Nach erfolgreich abgeschlossener Diplomarbeit zum Thema "3D-Formgebung von Mehrlagen-Keramik-Baugruppen durch Umformen" wurde er 1995 wissenschaftlicher Mitarbeiter am damaligen Institut für Elektronik-Technologie der TU Dresden. Seither vertiefte er seine Erfahrungen im Bereich der Dickschichttechnik und konzentrierte  sich insbesondere auf das Forschungsgebiet der Polymeren Dickschichttechnik, auf dem er auch 2008 zum Thema "Charakterisierung der Polymeren Dickschichttechnik für den Einsatz in der Mikroelektronik" promovierte. Weitere Spezialgebiete, die durch seine Mitarbeit in verschiedenen Forschungsprojekten vertieft wurden, sind die Lasermaterialbearbeitung in der Elektronik, die topografische Charakterisierung elektronischer Baugruppen sowie die Flip-Chip-Montage.

Stand: 08.12.2010 10:44