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Kompetenzen ENAS

Fraunhofer Allianz Nanotechnologie
 

 Nanotechnologien für Sensoren und Aktoren

  Nanostrukturen und Nanoeffekte für das Wafer Level Packaging

In der Systemintegration und dem Packaging von mikroelektronischen, mikromechanischen und mikroanalytischen Systemen werden zunehmend dreidimensionale Chip Stacking Technologien verwendet. Dabei sind Wafer- oder Chip-Verbindungsverfahren von großer Bedeutung. Die Fraunhofer ENAS forscht intensiv an neuen Niedertemperatur- Fügeprozessen. Dazu gehören u.a. Verfahren die gezielt die Schmelztemperatur-erniedrigung bei dünnen Schichten ausnutzen, das reaktives Bonden mittels nanoskaligen Multischichtsystemen, Laserbonden sowie der Einsatz von Oberflächenaktivierungsprozessen vor dem Bonden.

 

FIB präparierte Lamelle und das TEM Bild der reaktiven Ti/Al Multilayer
FIB präparierte Lamelle und das TEM Bild der reaktiven Ti/Al Multilayer. Die gesamte Schichtdicke des abgebildeten Ti/Al Multischichtsystems betrug 1500 nm mit einer Bilayerdicke von 60 nm.

  CNT-basierte Sensoren    

CNTs stellen ein Sensormaterial mit hoher Sensitivität und Selektivität dar. Die gerichtete Abscheidung der CNTs erfolgt mittels Dielektrophorese, d.h. CNT-Abscheidung aus einer hoch verdünnten Dispergierung mit hohem Ausrichtungsgrad und geringfügigen Rückständen. Erste Applikationen liegen im Bereich der Dehnungssensorik.

 

 Ausgerichtete SWNTs
Ausgerichtete SWNTs abgeschieden mittels DEP auf Elektroden-Arrays

  Sensoren basiert auf Nanokompositen    

Neuartige Materialien für Sensoren und Aktoren besitzen das Potenzial vollkommen neue Anwendungsgebiete für Smarte Systeme zu erschließen, welche aus finanziellen oder funktionellen Gründen bisher verschlossen waren. Polymer-basierte Nano- und Mikrokomposite stellen eine Gruppe dieser neuen Materialien dar. Diese Stoffgemische vereinen sowohl Eigenschaften des umgebenden (polymeren) Matrixmaterials als auch der eingebetteten mikro- oder nanoskaligen Füllstoffe. Sie eröffnen somit neue Eigenschaftskombinationen oder, auf Grund von Oberflächen- und Quanteneffekten, sogar vollkommen neuartige Materialcharakteristiken. Die Fraunhofer ENAS konzentriert sich auf die Integration derartiger Materialien in applikationsnahe Systeme. Bisher untersuchte Materialien umfassen neben mit Metalloxid- und Seltenerd-verbindungen gefüllte Elastomere, keramikgefüllte Ferroelektrika, auch Nanokomposite auf Basis leitfähiger Polymere und Quantum-Dots (Nanokristalle) für optische Anwendungen.

 

Nanokomposit

  Nano Imprinting & Mikrostrukturabformung    

Das Abformen durch Prägen von Mikro- und Nanostrukturen erlaubt die präzise Formgebung von optischen und fluidischen Strukturen mittels eines Masterwerkzeugs. Es kann prinzipiell zwischen Heiß- und Kaltprägeverfahren unterschieden werden, wobei die Prozesstemperatur beim Heißprägen von Gläsern, Keramiken und Thermoplasten über der Glasübergangstemperatur TG des jeweiligen Materials liegt. Die Forschungsarbeiten der Abteilung schließen neben der Prägeprozessentwicklung auch den Entwurf und die Herstellung von Siliziummastertools, bei Bedarf mit Antihaftbeschichtung ausgestattet, Tools mit strukturiertem Fotoresist und galvanisch abgeformte Nickeltools (UV-LIGA) ein.

   

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