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Gedruckte 3D-Kontakte
Projektbeschreibung:
Die StarJet-Technologie erlaubt das Drucken freifliegender Metall-Mikrotropfen direkt aus der Schmelze. Diese an der Universität Freiburg entwickelte und patentierte Technologie wird im Projekt verwendet, um eine generische neue Bonding-Technologie zu entwickeln, um elektronische Bauteile auf Leiterplatten (PCBs) zu kontaktieren. Herkömmliche drahtgebondete Komponenten weisen partiell zu geringe mechanische Stabilitäten auf, da sich die Drähte durch Vibrationen lösen oder gar brechen können. Daher gibt es in bestimmten Anwendungen den Bedarf, das Drahtbonden durch alternative Verfahren zu ersetzen. Das direkte Drucken von Metallkontakten aus der Schmelze ist ein vielsprechender Ansatz. Im Projekt wird erforscht, inwiefern die StarJet-Technologie eingesetzt werden kann, um Leiterbahnen zwischen Halbleiterbauteilen und PCBs herzustellen. Am Beispiel sogenannter Medipix-Detektoren soll ein entsprechender Prozess realisiert und untersucht werden. Die Technologie dieser Detektoren basiert auf der direkten Umwandlung von ionisierender Strahlung in digitale elektronische Bildinformation und bietet somit eine brillante Auflösung für diverse Anwendungen. Die empfindlichen Detektoren werden derzeit mittels Drahtbonden kontaktiert. Defekte eines Detektorchips sind besonders gravierend, da bis zu 100 einzelne Chips zu einer Kamera verschaltet werden und der Ausfall eines Chips den Defekt der gesamten Kamera nach sich zieht. Die Lebensdauer der Detektoren, die unter anderem auf der ISS-Raumstation zum Einsatz kommen, soll durch die neuartige Kontaktierung erhöht werden. Es wird erwartet, dass durch die direkte Metallisierung der Chips mechanisch stabilere Kontakte hergestellt werden können, womit der Hauptgrund für den Ausfall der Detektoren eliminiert wird. Darüber hinaus weist die StarJet-Technologie einen minimalen Lotverbrauch auf und kann einfach automatisiert werden, was nicht nur die Fertigung von stabileren, sondern auch ggf. von günstigeren Detektoren ermöglichen wird.
Ansprechpartner: Dr. Peter Koltay
Tel: +49 761 203-73240
Email: koltay@imtek.uni-freiburg.de
Projektlaufzeit:
Projektbeginn: 01.05.2017 Projektende: 30.04.2020
Projektleitung:
Dr. Peter Koltay (Prof. Dr. Roland Zengerle)
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Anwendungsentwicklung Prof. Dr. Roland Zengerle Georges-Koehler-Allee 103 79110 Freiburg
Telefon: +49 761 203 73211 Fax: +49 761 203 73299
http://www.imtek.de/anwendungen/
Kooperationspartner
speCTive GmbH (Freiburg)
Advacam s. r. o. (Prag)
Czech Technical University CTU (Prag)
Finanzierung:
Schlagworte:
Materialforschung, Metall, Silizium & sonstige Halbleiter, Mikrofluidik, Mikrodosierung, physikalische Sensoren, materials research, metals, silicon & other semiconductors, microfluidics, microdosing, physical sensors
Projektbezogene Publikationen:
- N. Lass, L. Riegger, R. Zengerle, P. Koltay: Enhanced Liquid Metal Micro Droplet Generationby Pneumatic Actuation Based on the StarJet Method Micromachines, 2013; 4: 49-66. : http://www.imtek.de/data/lehrstuehle/app/dokumente/publikationen/publpdf2013/lass-enhanced-liquid-metal.pdf
- A. Tropmann, N. Lass, N. Paust, T. Metz, C. Ziegler, R. Zengerle, P. Koltay: Pneumatic Dispensing of Nano- to Picoliter Droplets of Liquid Metal with the StarJet Method for Rapid Prototyping of Metal Microstructures Microfluid Nanofluid, 2012; 12: 75-84. : http://www.imtek.de/data/lehrstuehle/app/dokumente/publikationen/publpdf2012/tropmann-pneumatic-dispensing-of-nano-to-picoliter-droplets.pdf
- N. Lass, L. Riegger, A. Ernst, R. Zengerle, P. Koltay: Enhanced liquid metal micro droplet generation by pneumatic actuation based on the StarJet Method 2012: 38-41 (1st International Conference on Microfluidic Handling Systems, October 2012, Enschede, The Netherlands). : http://www.imtek.de/data/lehrstuehle/app/dokumente/conferences-pdf/conferences-2012/lass-starjet-method.pdf
- N. Lass, A. Tropmann, A. Ernst, R. Zengerle, P. Koltay: Rapid prototyping of 3D microstructures by direct printing of liquid metal at temperatures up to 500°C using the starjet technology 2011: 1452-1455 (16th International Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems Conference (TRANSDUCERS), 5-9 June 2011, Beijing China). : http://www.imtek.de/data/lehrstuehle/app/dokumente/publikationen/publpdf2011/lass-rapid-prototyping-of-3D-microstructures.pdf
- Tobias Metz, Gerhard Birkle, Christoph Ziegler, Roland Zengerle, Peter Koltay: StarJet: Pneumatische Erzeugung von Nano- bis Picoliter Tropfen flüssigen Lötzinns in einer sternförmigen Düse 2009: P 81 (Tagungsband Mikrosystemtechnik-Kongress, Berlin, 12.-14. Oktober). : http://www.imtek.de/data/lehrstuehle/app/dokumente/conferences-pdf/conferences-2009/metz-StarJet-pneumatische-erzeugung.pdf
Aktueller Forschungsbericht
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