Projektdaten

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Thermomechanische Spannungs- und Verformungseffekte in reaktiven AI/Ni-Multilagen für das Entbonden

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In der ersten Projektphase ging es darum, die Auswirkungen mechanischer und thermomechanischer Spannungen auf die Umwandlungsreaktion und die Phasenbildung in reaktiven Ni/AI-Multilagen-Systemen (RMS) zu ermitteln. Dies umfasste sowohl intrinsische und extrinsische Spannungen, die aus mechanischer Belastung resultieren, als auch Spannungen, die durch geometrische Begrenzungen, wie Passivierungsschichten, verursacht werden. Bislang konnte gezeigt werden, dass extrinsisch aufgebrachte Spannungen keinen signifikanten Einfluss auf das Reaktionsverhalten des Al/Ni-Reaktiv-Mehrschichtsystems (RMS) und dessen Phasenbildung haben. Bei den Untersuchungen zeigte sich jedoch, dass es nach bzw. während der Reaktion bei bestimmten Substraten, insbesondere auf einkristallinem Silizium, zu einer Rissbildung bzw. Delamination des reaktiven Multlagensystems kommt. Darüber hinaus wurden die Reaktionsgeschwindigkeit und die Temperatur dadurch Weise verändert. Daher sind die intrinsischen thermomechanischen Spannungen während und nach der Reaktion viel wichtiger als die extrinsischen Spannungen. Die nächste Projektphase wird diese intrinsischen Spannungen berücksichtigen und zielt darauf ab, diese intrinsischen Spannungen· für eine selektive Delaminierung der Schichten "auf Knopfdruck" zu nutzen. Dazu müssen die entsprechenden thermomechanischen Eigenschaften weiter charakterisiert und für Debonding-Prozesse maßgeschneidert werden. Debonding- und Delaminationsanwendungen sind für die Demontage und das Recycling im Bereich der Mikrosystemtechnik von großer Bedeutung. Einzelne Komponenten lassen sich nur schwer oder nicht wirtschaftlich vom Gesamtsystem trennen, was die Nachhaltigkeit und Kreislaufv.tirtschaft (Ressourcenschonung) stark beeinträchtigt. Im Bereich der Anwendung wird die Integration des RMS in ein mikroelektronisches System notwendig sein. Neben der spannungsinduzierten Delamination sind detaillierte Untersuchungen zur Langzeitstabilität notwendig.