Rückblick: FMD @ MST Kongress 2023

3D-Druck mittels zwei-Protonen-Litographie

Unser FMD-Institut Fraunhofer IPMS präsentierte den Institutsteil Integrated Silicon Systems (ISS), dessen Alleinstellungsmerkmal es ist, dass die Fertigung direkt auf assemblierten Chips, PCBs und MEMS stattfindet. Scope: Die Expert:innen beim Fraunhofer IPMS können nahezu beliebige Strukturen bei Auflösungen im Submikrometerbereich erzeugen. Neben der Gestaltung und Fertigung wird auch die Charakterisierung mittels hochauflösender Mikroskopie und Metallisierung angeboten.

Dieses Exponat zeigt die Fähigkeiten der FMD-Expert:innen am Fraunhofer IPMS in der additiven Fertigung, genauer gesagt in der Mikrofabrikation hochauflösender Strukturen auf Substrate und Wafer für Anwendungen in der Optik, Akustik und Mikrofluidik.

Sämtliche Infos, Papers und Webinare zu der 2-Photonen-Litographie finden Sie auf der Fraunhofer IPMS Webseite zum Institutsteil Integrated Silicon Systems (ISS).

Unser FMD-Institut Fraunhofer IZM präsentierte zwei Technologie-Highlights, die einen wichtigen Beitrag zur grünen Elektronikfertigung leisten sollen: SieVei 4.0 und GlaRa.

SieVei 4.0: Smart Secure Items für Vertrauenswürdige Produktionsnetzwerke.

Ziel ist die Entwicklung eines Konzeptes zur manipulationssicheren Nachverfolgbarkeit der Fertigungskette von Elektronikbaugruppen und -komponenten. Dazu wurden innovative sogenannte »Secure Smart Items« (SSI) in einen elektrischen Schaltungsträger eingebettet, um den Zustand von Baugruppen im industriellen Umfeld zu überwachen. Durch den Einsatz von SSI lassen sich sicherheitsrelevante und vertrauenswürdige elektronische Baugruppen, etwa für die Energieversorgung oder Industrie 4.0, realisieren, wodurch ein Beitrag zu vertrauenswürdiger Elektronik geleistet wird. Das Projekt schlägt die Brücke von klassischer Sensorik zu KI-basierten, sicherheitsrelevanten und vertrauenswürdigen Elektroniksystemen.

GlaRa: Glasinterposer-Technologie zur Realisierung hochkompakter Elektroniksysteme für Hochfrequenzanwendungen

Um in der Radarsensorik vor dem Hintergrund strengerer Umweltanforderungen wettbewerbsfähig zu bleiben, können Hochfrequenztechnologien aus Glas eine sinnvolle Lösung darstellen.

In diesem Projekt realisieren die FMD-Expert:innen des Fraunhofer IZM daher die nächste Generation von Radarsensoren für die Industrie- und Prozessmesstechnik. Die hier vorgestellte Interposer-Technologie auf Basis von Glas für breitbandige Millimeterwellenmodule bei Frequenzen über 100 GHz als System-in-Package (SiP) schließt eine wichtige Lücke, die Standardpackages nicht abdecken.

Als Teil des Kompetenzzentrums »Green ICT @ FMD« verfolgt unser FMD-Institut IHP in seinem Vorhaben zwei Hauptziele zur optimierten Elektronikproduktion: Die Entwicklung energiesparender Kommunikationssystemkomponenten und das Voranschreiten in der ressourcenoptimierten Elektronikproduktion. Die wichtigsten Schwerpunkte dabei sind die Verringerung des Materialverbrauchs und die Erforschung alternativer Kontaktierungsmethoden im Bereich des Wafer Level Packaging (WLP).

Das IHP forscht intensiv an der Entwicklung eines CMOS-kompatiblen Aluminium-Aluminium Bondprozess mit dem Ziel, zuverlässige elektrische Verbindungen bei niedrigen Bondtemperaturen zu realisieren. Dazu hat das IHP einen Hochvakuum-Bonder installiert, der zusammen mit der anschließenden Bearbeitung der Wafer unter Ultrahochvakuum ein oxidfries Al-Al Waferbonden bei Temperaturen unter 300 Grad Celsius ermöglicht. Das Ergebnis ist ein zuverlässiges, hohlraumfreies Al-Al-Bonden mit Kontaktwiderständen im mΩ-Bereich und einer Justiergenauigkeit von unter 1 µm.

Das Programm des MikroSystemTechnik (MST) Kongresses 2023 in Dresden startete mit einem besonderen Highlight: Der Verleihung des »Green ICT Awards«. Dieser wurde im Rahmen des Kompetenzzentrums »Green ICT @ FMD« erstmalig verliehen, um Bachelor- und Masterabschlussarbeiten zu ressourcenschonender Informations- und Kommunikationstechnologie (IKT) auszuzeichnen. Der Award ist mit einem Preisgeld von insgesamt 4000 Euro dotiert.

Herzlichen Glückwunsch an die drei Gewinner:innen!

Hier geht es zur Pressemitteilung der Award-Verleihung.
Zwei Statements aus Politik und Forschung zeigen, dass die Initiative auf sehr positive Resonanz gestoßen ist:

Prof. Sabine Döring, Staatssekretärin im Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF):
»Der Green ICT Award ist eine hervorragende Möglichkeit, Studierende für Nachhaltigkeit im Bereich Mikroelektronik zu begeistern und den Forschungstalenten eine Plattform zu geben, um ihre Entwicklungen der Branche vorzustellen.«

Prof. Albert Heuberger, Vorsitzender des Lenkungskreises der FMD und Sprecher des Fraunhofer-Verbunds Mikroelektronik:
»Der Award soll zur frühzeitigen Sensibilisierung von Studierenden für das Thema Ressourcenschonung beitragen. Das ist wichtig, um einen nachhaltigen Paradigmenwechsel anzustoßen und mit Mikroelektronik einen erheblichen Beitrag zur Energieeinsparung und damit zur Reduktion von CO2-Emissionen zu leisten.«

Bei dem  umfangreichen Programm des MST Kongresses waren zahlreiche Expert:innen der FMD vertreten.

Sowohl bei Fachvorträgen als auch den Poster Sessions gaben die Wissenschafter:innen Einblicke in viele Forschungsbereiche, unter anderem: Materialien, Optische Komponenten, Gesundheit und Quantentechnologie.

Damit ermöglichten sie einen umfassenden Überblick über den aktuellen Stand der Forschung und Entwicklung auf dem Gebiet der Mikroelektronik in Deutschland.

Zwei Beispiele finden Sie im folgenden Abschnitt.