Das Projekt 3DWeMo (2D und 3D Werkstoff-Morphologien für das reaktive Mikrofügen in der Elektronik) untersucht den Einfluss der Substrat-Morphologie auf eine reaktive Mehrlagenschicht. Selbst fortschreitende Reaktionen metallischer Mehrlagen, besonders solche basierend auf Ni/Al, wurden in den letzten Jahrzehnten umfangreich untersucht. Dabei lag der Schwerpunkt auf Nanofolien und gesputterten Schichtsystemen. Die Ausnutzung dieser Reaktionen zum Fügen von elektronischen Chips oder mikromechanischen Bauteilen (MEMS) bietet den Vorteil einer örtlich begrenzten Wärmebelastung. Die durch lokale Zündung ausgelöste Kettenreaktion ist schwer zu kontrollieren und die Reaktionsprodukte weisen oft hohe Spannungen auf. Es ist bekannt, dass nanoskalige Krümmungsradien die Oberflächen- und Grenzflächenenergie beeinflussen. Dies soll ausgenutzt werden, um die freie Enthalpie einer Mehrschichtfolge gezielt zu beeinflussen und somit Beschleunigung und Geschwindigkeit der Reaktionsausbreitung zu beeinflussen. Ein zusätzlicher Faktor ist die geänderte Mehrlagenmorphologie durch die Nanostruktur, welche das Fortschreiten der Reaktion ebenfalls beeinflusst. Im Projekt werden verschiedene Mehrlagen-Architekturen untersucht, wobei sowohl die Oberflächengestalt als auch der Schichtaufbau berücksichtigt wird. Deren Einfluss auf die Phasenumwandlung wird untersucht.
Somit wird die Grundlage für die Entwicklung vorgefertigter Strukturen für eine zukünftige Chipmontage gelegt. Das erworbene Wissen trägt zu maßgeschneiderter Aufbau- und Verbindungstechnik bei, die in Zukunft definierte Zündpfade für den dosierten Energieeintrag in Lotverbindungen für die Chipmontage ausnutzt.
Projektleiter: Dr.-Ing. Heike Bartsch
Projektlaufzeit: 15.11.2019 – 31.12.2025
Förderung: DFG
Partner: Fachgebiet Werkstoffe der Elektrotechnik
