Hahn-Schickard - AiF-DraculA

Dreidimensionale Schaltungsträger aus eloxiertem Aluminium

Ziel des Projekts DraculA ist die Entwicklung komplexer 3D-Schaltungsträger auf Aluminiumbasis, welche Gestaltungsfreiheit, Miniaturisierung und hohe Wärmeleitfähigkeit vereinen.

Die Anforderungen an elektronische und mechatronische Systeme wachsen stetig. Dazu zählen u.a. kurze Prozessketten bei der Herstellung, eine steigende Funktionsintegration und Leistungsfähigkeit, sowie eine hohe Zuverlässigkeit.

Spritzgegossene Schaltungsträger (MID – Molded Interconnect Devices) bieten eine hohe räumliche Gestaltungsfreiheit bei gleichzeitiger Miniaturisierung. Die eingesetzten Kunststoffe besitzen jedoch nur eine niedrige Wärmeleitfähigkeit was zu starken Einschränkungen im Bereich des Thermomanagements führt. Durch eine effektive Wärmeabfuhr direkt über das Substrat könnten sehr kompakte Bauweisen für hohe Integrations- / Leistungsdichten realisiert werden. Dies bedarf allerdings der Verwendung von alternativen Substratwerkstoffen.

Im Rahmen des Projektes DraculA soll eine Prozesskette zur Herstellung von 3D-Schaltungsträgern auf Aluminiumbasis erarbeitet werden. Um das geplante Ziel zu realisieren, muss das elektrisch leitfähige Substratmaterial zuverlässig und thermoschockbeständig isoliert werden. Die Basis bildet dabei das gängige ELOXAL-Verfahren. Des Weiteren soll eine Methodik entwickelt werden, die es ermöglicht eine selektive Metallisierung auf der entstandenen Isolationsschicht zu erzeugen. Hierzu sollen analog zur klassischen MID-Herstellung die voll 3D-fähigen Verfahren der Laserstrukturierung und außenstromlosen Metallisierung zum Einsatz kommen.

Des Weiteren werden Untersuchungen zur Zuverlässigkeit der aluminiumbasierten Schaltungsträger unter erschwerten Umweltbedingungen durchgeführt. Die Bestückung mit leistungsstarken Bauteilen und die Analyse der thermischen Eigenschaften sollen die Untersuchungen abrunden.

Forschungstätigkeiten:

  • Erzeugung hoch belastbarer Eloxal-Schichten auf 2D und 3D Grundkörpern
  • Selektive Metallisierung von Eloxal-Schichten
  • Optische, mechanische und elektrische Untersuchung der erzeugten Schichtsysteme
  • Durchführung von Umwelttests zur Bewertung der Schichtsystembelastbarkeit
Dieses Bild zeigt Simon Petillon

Simon Petillon

 

Doktorand

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