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Innovative 3D-Integrationstechnologie könnte Industrieprozesse verbessern

Die neuesten technischen Spielereien auf dem Markt sind kleiner und schneller als je zuvor und die rasant avancierende 3D-Integrationstechnologie spielt bei ihrer Entwicklung eine wichtige Rolle. Bei diesem Prozess werden 2D-Blöcke übereinander gestapelt und in der 3. Dimensio...
Innovative 3D-Integrationstechnologie könnte Industrieprozesse verbessern
Die neuesten technischen Spielereien auf dem Markt sind kleiner und schneller als je zuvor und die rasant avancierende 3D-Integrationstechnologie spielt bei ihrer Entwicklung eine wichtige Rolle. Bei diesem Prozess werden 2D-Blöcke übereinander gestapelt und in der 3. Dimension verbunden, sodass die Kommunikation zwischen Chips beschleunigt werden kann. Anwendung findet er beispielsweise in miniaturisierten, implantierbaren medizinischen Geräten und Funkelementen, die in Mobiltelefonen verbaut werden. Es werden verschiedene Werkstoffe, Technologien und Funktionsbausteine gestapelt und verbunden, um hochintegrierte Mikro- und Nanosysteme für sektorübergreifende Anwendungen herzustellen.

FAB2ASM, ein von der EU unterstütztes Projekt zur Entwicklung einer neuen Fertigungstechnik für die 3D-Integration von Mikroelektronik und Mikrosystemen, wurde kürzlich abgeschlossen und konnte positive Ergebnisse veröffentlichen. Das Team beschäftigte sich mit einem erheblichen Defizit bei der Dauer und Präzision der Technologieentwicklung, das die Industrieproduktion behindert, indem es herkömmliche Roboter mit den physikalischen Gesetzmäßigkeiten der Selbstausrichtung kombiniert - hierbei richten sich winzige Chips aufgrund der Oberflächenspannung einer Flüssigkeit oder den physikalischen Kräften im Mikromaßstab aus.

Der Hauptansatz beginnt mit dem Entwurf der Bausteine und Schnittstellen. In diesem Prozess richten sich Chips, die von Hochgeschwindigkeitsrobotern zugeführt werden, ganz genau auf die Ziele aus und werden dann permanent durch Bonden fixiert, sodass dreidimensionale Geräte entstehen.

Die 3D-Integration ist ein vielversprechender Bereich der technologischen Entwicklung und besitzt enormes wirtschaftliches Potenzial. "Die Unterstützung der Entwicklung von Mikro-Fertigungsverfahren im Rahmen dieses Projekts wird es unserer Industrie ermöglichen, in einem internationalen Umfeld mit hohem Wettbewerbsdruck bestehen zu können", sagt Dr. Michael Gauthier, FAB2ASM-Koordinator.

Vor diesem Hintergrund wollte das Konsortium die Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Nano- und Mikro-Fertigung stärken, indem mit Hilfe der Integrationstechnologie innovative Produkte wettbewerbsfähig produziert werden können und gleichzeitig die Tendenz der Produktionsauslagerung in Billiglohnländer entgegengewirkt wird.

Im Gegensatz zu den meisten bisher entwickelten explorativen Selbst-Ausrichtungstechnologien verwendet FAB2ASM nicht nur die meisten industriellen Prozesse erneut, sondern verbessert auch die Leistung des Integrationsprozesse hinsichtlich Präzision und Effizienz. Die Technologie beruht auf Bestückungsautomaten und einer Maschinenvision, die nicht gleichzeitig schnell und genau sein kann. Wenn beispielsweise ein Mikrometer benötigt wird, kann die Integrationszeit sehr lang oder in einigen Fällen sogar nicht erreichbar sein.

Die Projektpartner verkörpern einen wichtigen Teil der europäischen Industrie auf dem Gebiet der Nano- und Mikro-Fertigung und hoffen, dass die Ergebnisse von FAB2ASM ihren Marktanteil an Mikrosystemgeräten um bis zu 5 % erhöht.

Das FAB2ASM-Team, bestehend aus 9 Partnern aus 6 europäischen Ländern, schloss seine Arbeit im April dieses Jahres ab. Das Projekt wurde von der EU mit 4,7 Mio. EUR im Rahmen einer allgemeinen Strategie zur Unterstützung von Forschungsarbeiten gefördert, die zur Verbesserung industrieller Fertigungsprozesse beitragen.

Quelle: Aalto University

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