Forschungsschwerpunkt Silicon on Ceramics (SiCer) – Integrationskonzept für Nanostrukturen auf Waferebene

Die Kombination von LTCC-Mehrlagentechnik und Siliziumtechnologie im „Silicon on Ceramics“ Verfahren eröffnet eine neue Dimension der Systemintegration: Silizium und Schaltungsträger werden vor der Halbleiterfertigung gefügt. Die Verbindung erfolgt hilfsstofffrei durch Sintern.

Ermöglicht wird die Technologie durch den Einsatz des Drucksinterverfahrens und Verwendung einer im Ausdehnungskoeffizienten an Silizium angepassten Grünfolie. Die Nanostrukturierung der Siliziumoberfläche vor dem Fügen bewirkt hohe Zugfestigkeiten um 5000 N/cm².

Es entsteht ein Substrat mit kundenspezifischer Rückverdrahtung, das in MEMS-Fertigungslinien prozessiert werden kann.

Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Michael Fischer

 

 

Hochstromfähige LTCC-Mehrlagenschaltungen

Durch den Einsatz innovativer Technologien wie Prägen wird die Leiterbahndicke keramischer Schaltungsträger aus Low Temperature Cofired Ceramics (LTCC) wesentlich erhöht. Dadurch werden Mehrlagenkeramiken zu einer kostengünstigen und zuverlässigen Alternative zu klassischen Schaltungsträgern der Leistungselektronik.

In die Grünfolie werden tiefe Gräben eingeprägt und anschließend mit Paste gefüllt. Dadurch entstehen im gebrannten Zustand bis zu 50 µm starke Leiterbahnen, welche sich durch eine Verringerung des elektrischen Widerstandes und der Verluste auf ein Achtel im Vergleich zu herkömmlichen, gedruckten Leitungen auszeichnen.

Neben der verringerten Verlustleistung sorgen der gute Wärmeübergang und die Wärmeverteilung in der Keramik für eine hohe Strombelastbarkeit. Zusätzlich wird bei integrierten Bauelementen wie Spulen auch eine höhere Betriebstemperatur bei gesteigerter Güte möglich.

Ansprechpartner: Dr.-Ing. Heike Bartsch

 

 

Thermogramme von SMD-Spulen (5,8 nH bei 1,2 A): a)Kommerziell erhältliche, gewickelte Spule; b)LTCC-Induktivität mit geprägten Leiterbahnen