Projektdaten
2D und 3D Werkstoff-Morphologien für das reaktive Mikrofügen in der Elektronik
Hochschule
TU Ilmenau
Fakultät/Einrichtung
Zentrum für Mikro- und Nanotechnologien
Förderkategorie
DFG
Zeitraum
2023 - 2025
Drittmittelgeber
Deutsche Forschungsgemeinschaft
Stichwort
Bewilligungssumme, Auftragssumme
245.421,00 €
Abstract:
Das Projekt erforscht den Einfluss der morphologischen Merkmale und der physikalischen Eigenschaften der Fügepartner auf die mikrostrukturellen Merkmale von reaktiven Multilagen auf die thermophysikalischen Eigenschaften des Systems und die Reaktionskinetik. Endziel ist ein "geeigneter" Mikrofügeprozess mit passenden elektrischen und thermischen Eigenschaften einer hochwertigen mechanischen Verbindung. Der Schwerpunkt liegt auf der Veränderung der Oberflächen in Richtung wohldefinierter geometrisch geordneter und zufälliger Morphologien. Es wird erwartet, dass die Oberflächenmorphologie in Kombination mit den physikalischen Eigenschaften des Substrats das Wachstum der Multilagen während des Sputterns beeinflusst und sich auf die mikrostrukturellen Eigenschaften des Al/Ni RMS auswirkt. Die Substrateigenschaften können die Wärmeübertragungsbedingungen während der Selbstausbreitung verändern, indem sie die Geschwindigkeit und die Höchsttemperatur beeinflussen. Auch die Abkühlungsgeschwindigkeit wird beeinflusst, was sich auf die Mikrostruktur und Morphologie der Reaktionsprodukte auswirkt. Strategien für sequentielles und paralleles Zünden können eingesetzt werden, um Wärmeverteilung, die Vorwärmung und die Abkühlungsraten lokal zu steuern. Fügequalität und Fehleranalysen im Fügebereich werden analysiert. Damit werden Anwendungsregeln für die Auswahl geeigneter Oberflächenstrukturen und das RML-Design für qualitativ hochwertige Fügeprozesse entwickelt. Diese Einblicke in den Einsatz unterschiedlicher Architekturen für das Chipfügen werden die Entwicklung von vorgefertigten Schichtstrukturen für das zukünftige Fügen auf der Mikroskala im Electronic Packaging fördern. Die Ableitung von Designregeln für Substratmorphologie, 3D-Geometrien und MultilagenArchitektur im Hinblick auf zuverlässige Chipverbindungen in elektronischen Systemen ermöglicht maßgeschneiderte Packaging-Architektur für die reaktive elektronische Chipmontage in der Zukunft.