Institut für Mikrointegration

Studentische Arbeiten

Möchten Sie Ihre Bachelor-, Studien- oder Masterarbeit bei uns schreiben? Hier finden Sie die jeweiligen Ansprechpartner.

Offene Themen

Verfügbare Themen werden auf dieser Seite veröffentlicht. Bei Anfragen zu einem spezifischen Thema können Sie sich an die angegebenen Ansprechpartner wenden, oder bei allgmeinen Fragen an Herrn Dr. Thomas Günther. Des Weiteren ist die Art der Arbeit offen, je nach Anforderung kann ein Thema als Master-, Bachelor- oder Studienarbeit bearbeitet bzw. auf Sie zugeschnitten werden.

Aufgabenstellung:

Selektive Metallisierungstechnologien spielen eine wesentliche Rolle beim Aufbau von miniaturisierten Systemen. Ziel der Arbeit sind Untersuchungen zu einem selektiven Metallisierungsprozess bestehend aus dem Auftrag einer katalytisch aktiven Tinte und der außenstromlosen Metallisierung. Vorteil des Verfahrens ist die kurze Prozesskette und die Einsetzbarkeit auf unterschiedlichen Basissubstraten wie z.B. transparente Kunststoffe, flexible Folien und additiv gefer-tigte Substrate für unterschiedliche Anwen-dungen aus verschiedenen Branchen. Bei-spielsweise ist die Erzeugung von Leiter-bahnstrukturen auf transparenten Kunststof-fen im Bereich Life Science von großem Interesse.
Im Rahmen dieser Arbeit sollen nach einem auszuarbeitenden Versuchsplan verschiede-ne Auftragsverfahren für die Aktivatortinte wie z.B. Dispensen und Sprühen untersucht werden. Um die möglichst breite Anwend-barkeit des Verfahrens zu demonstrieren werden verschiedene zu recherchierende Substratmaterialien in Betracht gezogen. Dabei spielen Aspekte der Benetzung und Haftfestigkeit eine wesentliche Rolle. Der Aufbau von leitenden Strukturen erfolgt nach dem Auftrag der Tinte durch einen außen-stromlosen Metallisierungsprozess. An-schließend erfolgt nach einem auszuarbei-tenden Prüfplan eine systematische Charak-terisierung der abgeschiedenen Schichten auf Schichtdicke, Leitfähigkeit, Homogenität und Haftfestigkeit.

Einzeltätigkeiten:

  • Recherche von relevanten Substraten
  • Applikation der Aktivatortinte auf geeigneten Substraten sowie Prozessoptimierung
  • Erstellung eines Prüfplans zur Charakterisierung der Substrate nach außenstromlosen Metallisierungsprozess
  • Elektrische Charakterisierung
  • Messung der Schichtdicke und Haftfestigkeit
  • Charakterisierung der Schichthomogenität

Beginn: ab Oktober 2019

Ansprechpartner:
Sascha Weser
Tel.: 0711 685-83724
E-Mail: Sascha.Weser@Hahn-Schickard.de

Aufgabenstellung:

Bedingt durch die Herstellung von LDS-MID Grundkörpern durch einen Spritzgussprozess kann es zu inneren Spannungen im Material kommen. Durch die inneren Spannungen wird ein Verzug der Bauteile induziert und Rissbildungen in Leiterbahnen können auftreten. Dem kann durch eine gezielte Temperaturbehandlung nach dem Spritzguss entgegengewirkt werden.
Aber auch auf die Leiterbahnen eines LDS-MID hat eine Temperaturbehandlung Auswirkungen. Die Leiterbahnen auf LDS-MID werden nach einer Laserstrukturierung durch einen außenstromlosen Kupfer-Abscheidungsprozess erzeugt. Diese Kupferschichten unterscheiden sich jedoch deutlich von galvanisch abgeschiedenen oder gewalzten Kupferschichten, wie sie in der Leiterplattentechnik eingesetzt werden. Die Duktilität der Schichten ist durch die Kornstruktur geringer und auch der elektrische Widerstand ist zirka um 50% höher als bei anderen Kupfersorten.
Da die Leitfähigkeit aber für leistungs-elektronische Anwendungen, sowie für Hochfrequenzanwendungen maßgeblich ist, besteht ein Interesse daran die Leitfähigkeit und Zuverlässigkeit von LDS-MID durch die Temperaturbehandlung zu erhöhen.

Aufgabe für den Studenten:

In der studentischen Arbeit sollen zunächst in einer Literaturrecherche die relevanten Temperatur – und Zeitbereiche recherchiert werden. Darauf aufbauend soll dann ein Versuchsplan erarbeitet werden, der die relevanten mechanischen und elektrischen Kenngrößen, verschiedene Materialien, sowie Zeit- und Temperaturbereiche für die Wärmebehandlung berücksichtigt. Nach der Layoutentwicklung und der Probenerstellung sollen dann Referenzwerte generiert werden. Durch nochmalige Vermessung der Proben nach der anschließenden Temperaturbehandlung sollen dann alle Parameter überprüft und mögliche Veränderungen quantifiziert werden.
Unklar ist weiterhin, ob eintretende Veränderungen dauerhaft sind, oder sich während der Lebenszeit wieder verändern. Um dies abzuklären können abschließend noch ein Feuchte-Wärme-Lagerungstest oder ein Temperatur-Schock-Test vorgesehen werden.

Einzeltätigkeiten:

  • Einarbeitung die LDS MID Technik und Temperaturbehandlung von Kunststoffen und Metallisierungen
  • Aufstellung eines Versuchsplanes
  • Layouterstellung
  • Bestimmung aller Referenzwerte
  • Durchführung von Temperaturbehandlungen
  • Bestimmung der aufgetretenen Verändungen durch die Temperaturbehandlung, (Klimatests) und Diskussion der Ergebnisse

Ansprechpartner:
M.Sc. Marius Wolf
Tel.: 0711 685-84345
E-Mail: Marius.Wolf@Hahn-Schickard.de

Aufgabenstellung:

Der Trend in der Mikroelektronik geht hin zu immer größeren Packungsdichten und kleineren Systemen. Insbesondere IC-Packages wurden immer weiter miniaturisiert und es wurden immer neue Kontaktierungsmethoden entwickelt. Eine besonders flächeneffiziente Kontaktierungsmethode ist das Ball-Grid-Array (BGA). BGA erlauben es, Chip-Packages bei einer großen Anzahl von Kontakten mit der darunter liegenden Leiterplatte zu verbinden.
Eine Methode zur Miniaturisierung von Systemen sind 3D Aufbautechniken wie die LDS-MID Technologie, bei der spritzgegossene Kunststoffträger mit einem Laser strukturiert und aktiviert werden und dann üblicherweise eine selektive Cu/Ni/Au Metallisierung erhalten.
Der Aufbau von BGA auf LDS-MID stellt eine Herausforderung dar, da lediglich 2 Schaltungslagen zur Entflechtung zur Verfügung stehen und der normalerweise beim Löten von BGA auf Leiterplatten eingesetzte Lötstopplack in der Regel nicht vorhanden ist.

Aufgabe für den Studenten:

Der/die Studierende soll nun im Rahmen dieser Studienarbeit Untersuchungen durchführen, in wie weit sich BGAs beim heutigen Stand der Technik auf LDS-MID löten lassen. Dazu soll zum Beginn eine Einarbeitung in die LDS-MID Technologie sowie in die Aufbautechnik von BGA erfolgen.
Auf Basis dieser Erkenntnisse und der verfügbaren Design-Rules werden dann Ansätze zur möglichen Prozessführung beim Löten von BGAs auf LDS-MID erarbeitet. Darauf aufbauend wird ein Versuchsplan erstellt. Nach der Erstellung von Layouts und Testsubstraten erfolgen Lötversuche von BGAs auf LDS-MID.
Die aufgelöteten BGAs werden dann z.B. anhand von Querschliffen, Röntgenaufnahmen und elektrischen Messungen untersucht.

Einzeltätigkeiten:

  • Einarbeitung in die Eigenschaften von BGAs und LDS-MID Technik
  • Versuchsplanung
  • Analyse der möglichen Prozessführung auf Basis der Design-Regeln von LDS-MID und versch. BGAs
  • Durchführung von Versuchen zum Aufbringen von Lötstopplack mittels Transferdruck und zum Löten von BGAs auf LDS-MID
  • Inspektion der gelöteten BGAs durch elektrische Vermessung, CT-Aufnahmen und Querschliffe
  • Dokumentation der Arbeit

Ansprechpartner:
M.Sc. Marius Wolf
Tel.: 0711 685-84345
E-Mail: Marius.Wolf@Hahn-Schickard.de

Durch unsere enge Kooperation mit Hahn-Schickard vermitteln wir auch weitere Studentische Arbeiten an die Standorte Hahn-Schickard Villingen-Schwenningen und Hahn-Schickard Freiburg. Die Angebote finden Sie auf der Homepage von Hahn-Schickard im Bereich Jobs und Karriere.

Vorteile einer studentischen Arbeit am IFM

+   anwendungsnahe Forschung

+   Industriekontakt durch die Pesonalunion mit Hahn-Schickard, Stuttgart

+   große Bandbreite an Forschungsthemen

+   umfangreiche, moderne technologische Ausstattung

+   direkte Fertigung im Haus

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