Publications

Bartsch, Heike; Grieseler, Rolf; Mánuel, Jose; Pezoldt, Jörg; Müller, Jens
Magnetron sputtered AlN layers on LTCC multilayer and silicon substrates. - In: Coatings, ISSN 2079-6412, Bd. 8 (2018), 8, 289, insges. 19 S.

https://doi.org/10.3390/coatings8080289

Biswas, Shantonu;
Metamorphic stretchable electronics. - Ilmenau : Universitätsbibliothek, 2018. - 1 Online-Ressource (XXIV, 139 Seiten)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2018

Die jüngsten Fortschritte auf dem Gebiet der Elektronik wenden sich der Realisierung mechanischer dehnbarer Elektroniken zu. Diese sind in der Lage sich umzuwandeln um neue Formfaktoren anzunehmen. Um eine nahtlose Integration der Elektronik in unsere Alltagsgegenstände und viele weitere Anwendungsfelder zu ermöglichen, bei denen herkömmliche starre elektronische Systeme nicht ausreichen, ist mechanische Dehnbarkeit notwendig. Diese Arbeit zielt darauf ab, eine dehnbare Leiterplattentechnologie (sPCB) zu demonstrieren, die mit industriellen Herstellungsprozessen kompatibel ist. Idealerweise soll das starre Trägersubstrat der konventionellen Elektronik durch ein dehnbares Gummisubstrat mit dehnbaren Leiterbahnen ersetzt werden. Zunächst wurde eine Methode entwickelt, um eine industrietaugliche, einlagige, dehnbare Leiterplatte zu realisieren. Der dargestellte Ansatz unterscheidet sich von anderen Methoden in diesem Bereich, welche die Metallisierung auf dem Gummisubstrat aufbringen und die Komponenten anschließend darauf montieren. Dadurch leiden diese unter einer geringeren Ausrichtung und Fixierung. Stattdessen wird im dargestellten Ansatz ein harter Träger verwendet, der den Einsatz des dehnbaren Gummimaterials bis ans Ende der Prozesskette verschiebt. Diese Single-Layer-Methode wurde weiterentwickelt, um mehrschichtige, integrierte sPCB zu realisieren, bei der verschiedene Metallisierungsebenen durch vertikalen Durchkontaktierungen (VIA) miteinander verbunden werden. Auch dieses Verfahren verwendet konventionelle starre Träger für den Herstellungsprozess. Wie in der konventionellen Leiterplattentechnologie ist auch die Herstellung auf starren Trägern wichtig, da sie Folgendes ermöglicht: Ausrichtung und Registrierung, Hochtemperaturprozesse, konventionelle Chip-Bestückung durch Roboter und "On-Hard-Carrier"-Bauteiltests. Darüber hinaus ermöglicht die dargestellte Methode den direkten Einsatz handelsüblicher SMDs, was für die einfache Realisierung komplexer elektronischer Schaltungen wichtig ist. Als Endsubstrat kommt ein hochelastisches Silikonmaterial (EcoFlex) zum Einsatz, welches die Bauelementebenen einkapselt. Um die Bauelementebenen vom harten Träger auf das weiche Substrat zu übertragen, wird ein einstufiges, waferbasiertes und lösungsmittelfreies Ablöseverfahren eingesetzt, bei dem die differentielle Grenzflächenadhäsion einer Multi-Opferschichten genutzt wird. Für die hochelastischen Leiterbahnen wurde ein neues Mäander-Metallbahndesign entwickelt, welches als "spannungsadaptiv" bezeichnet wird. Die neue Mäander-Metallbahn variiert in ihrer Breite, um das einwirkende Drehmoment in den Metallbahnen, aufgrund der ungleichmäßigen Spannungsverteilung über die Mäander-Schleifen, aufzunehmen. Das spannungsadaptive Design zeigt eine signifikante Verbesserung der Spannungsverteilungen auf den Metallbahnen und führt experimentell zu einem höheren Niveau der maximalen Dehnung und der Anzahl der Dehnungszyklen. Es wurde eine breite Palette von dehnbaren Systemen demonstriert, darunter Elektronik, Optoelektronik, Akustoelektronik und Sensor-Arrays. Die Demonstratoren, auf Basis einer einzigen Metallisierungsschicht in einer Gummimatrix, enthalten Arrays mit gehäusten SMDs, LED-Nacktchips, laborgefertigte Si [my]-Transistoren und MEMS-Mikrofone. Weiterhin wird eine integrierte Multilayer-sPCB mit Chip-großen LEDs und Transistoren demonstriert, um eine adressierbare aktive Matrix zu realisieren. Dieser Prototyp demonstriert die Machbarkeit von integrierten Multilayer-sPCB und wird im Prinzip dazu führen, dass jedes heute bekannte elektronische System in ein äquivalentes dehnbares System überführt werden kann. Schließlich stellt diese Arbeit das bahnbrechende Konzept der metamorphen Elektronik vor, welche sich umwandeln kann um neue Topologien und Formfaktoren anzunehmen. Es werden verschiedene Arten von Deformationsmechanismen demonstriert, darunter das Aufblasen von gleichförmigen oder strukturierten Gummimembranen, 3D-geführte Deformationen und Vakuumformung in Kombination mit 3D-Schablonen. Die Palette der Topologien reicht dabei von halbkugelförmig, kugelförmig, konkav/konvex, pyramidenförmig, turmartig, bis hin zu komplexeren 3D-Formen, darunter Bienenaugen-Strukturen.

http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2018000172

Ispas, Adriana; Schlag, Leslie; Böttcher, René; Jacobs, Heiko O.; Bund, Andreas
Electrodeposition of aluminum and aluminum-ruthenium films in ionic liquids. - In: Meeting abstracts, ISSN 2151-2043, Bd. MA2017-02 (2017), 19, 971

https://doi.org/10.1149/MA2017-02/19/971

Alexandrov, Dimiter; Tot, Jonny; Dubreuil, Robert; Morales, Francisco Miguel; Mánuel, José Manuel; Jiménez, Juan Jesús; Lacroix, Bertrand; García, Rafael; Videkov, Valentin; Andreev, Svetozar; Tzaneva, Boriana; Bartsch, Heike; Pezoldt, Jörg; Fischer, Michael; Müller, Jens
Low temperature epitaxial deposition of GaN on LTCC substrates. - In: 2017 WiPDA, ISBN 978-1-5386-3117-1, (2017), S. 48-54

https://doi.org/10.1109/WiPDA.2017.8170501

Kaltwasser, Mahsa; Biswas, Shantonu; Stauden, Thomas; Schmidt, Udo; Bund, Andreas; Jacobs, Heiko O.
Bleifreier Lotstapel für fluidische Selbstmontage von Siliziumchips. - In: MikroSystemTechnik Kongress 2017 "MEMS, Mikroelektronik, Systeme", (2017), S. 437-439