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FP6

CAMELIA — Ergebnis in Kürze

Project ID: 33103
Gefördert unter: FP6-NMP
Land: Irland

Kostengünstige und hochleistungsfähige Kondensatoren

Drahtlose Geräte sind im Verlauf des letzten Jahrzehnts immer komplexer geworden. Logische Konsequenz dessen: Der Bedarf an immer kleineren kostengünstigen und wenig Strom verbrauchenden mikroelektronischen Systemkomponenten ist scheinbar unersättlich. Neue Technik für die Herstellung von Hochleistungskondensatoren haben europäische Forscher entwickelt. Sie demonstrierten deren Leistungsfähigkeit durch den Einbau in einen Herzschrittmacher.
Kostengünstige und hochleistungsfähige Kondensatoren
Die Kondensatoren - Energie speichernde elektronische Bauteile - sind in elektronischen Geräten ganz besonders wichtig. So sind zum Beispiel etwa 80% der Oberfläche der integrierten Schaltung eines Mobiltelefons für einzelne passive Komponenten, vor allem die Kondensatoren, vorgesehen.

Camelia, das Projekt mit dem Titel "Monolithic above in ultra high value capacitors for mobile and wireless communication systems" wurde entwickelt, um die Herausforderung der Einbindung von Technologie zu meistern, die darin besteht, immer mehr Leistung auf immer weniger Platz zu konzentrieren. Die Forscher wollten On-Chip-Dünnschichtkondensatoren (als Teil des Mikrochips) herstellen, womit Hochfrequenz-Entkopplungskondensatoren bereitgestellt werden können, die im Vergleich zu getrennt angeordneten Chip-Kondensatoren (als separates Bauteil) mit enormer Platzersparnis und überlegener Leistung aufwarten.
%Die Forscher untersuchten bei ihrer Suche nach geeigneten Materialien zwei Typen keramischer Werkstoffe, aus denen dünne keramische Schichten für Hochleistungskondensatoren zu fertigen sind. Die Materialien ihrer Wahl waren schließlich Kalzium-Kupfer-Titanat (Calcium Copper Titanate, CCTO) und Blei-Zirkonat-Titanat (Lead Zirconate Titanate, PZT). Obgleich PZT-Kondensatoren nicht reglementiert sind, wollten die Forscher aufgrund der Gefährdung der Gesundheit durch Blei eher den Einsatz der bleifreien CCTO-Kondensatoren optimieren. Das Team führte zahlreiche Experimente durch, um die Werkstoffe und die Abscheidungsverfahren zu charakterisieren, wobei ein Schwerpunkt die Erzeugung einer hohen Dielektrizitätskonstante war. Dieser Wert ist mit der Fähigkeit eines Kondensators, seine Aufgabe überhaupt erfüllen, d. h. Ladung speichern zu können, verbunden.

Endergebnis war die Integration von Kondensatoren mit hoher Dielektrizitätskonstante in einen Herzschrittmacher. Dabei arbeitete man mit einem Partner aus der Industrie zusammen. Man konnte eine neuartige Technologie demonstrieren, die bei niedriger Temperatur und mit Materialien mit hoher Dielektrizitätskonstante arbeitet, und für zukünftige Anwendungen bei Metall/Isolator/Metall-Entkopplungskondensatoren mit hoher Dichte oder mit ultraflachem Profil geeignet ist.

Insgesamt konnte das Camelia-Projekt wertvolles Wissens und hochwertige Technologien zum Gebiet der kostengünstigen, hochleistungsfähigen On-Chip-Dünnschichtkondensatoren beitragen. In Anbetracht der Allgegenwart von Kondensatoren in elektronischen Geräten und des stetig wachsenden Bedarfs an einer neuen Generation von Kondensatoren wie jenen vom Camelia-Projekt entwickelten Neuheiten, können diese Resultate nun die Wettbewerbsfähigkeit Europas auf dem Markt der drahtlosen elektronischen Geräte deutlich verbessern.

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Fachgebiete

Materials Technology
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