-
Umweltfreundlichere Elektronikprodukte durch neues Molding-Verfahren
Elektronikprodukte mittels Spritzgussverfahren unter größtmöglicher Designfreiheit und vor allem umweltverträglich herzustellen, gestaltet sich äußerst schwierig. Im Rahmen des EU-Horizon Projekts MULTIMOLD arbeiten Forschende am Fraunhofer IZM gemeinsam mit internationalen Partnern an der Entwicklung eines neuen Spritzgussverfahrens, das fortschrittliche elektronische Funktionen integriert und gleichzeitig hohe Umweltstandards erfüllt. Der Schwerpunkt des Fraunhofer IZM im Projekt liegt auf der Nachhaltigkeitsbegleitung der Verfahrensentwicklung durch umfassende Ökobilanzierungen. Dabei werden die ökologischen Auswirkungen der verwendeten Materialien analysiert und die Nutzung von Ressourcen im Produktionsprozess optimiert. Ziel ist es, sicherzustellen, dass die entwickelten Verfahren nicht nur leistungsfähig, sondern auch umweltfreundlich sind. Aktuelle Verfahren zur Herstellung von In-Mold-Elektronik entsprechen oft nicht den strengen Umweltanforderungen moderner Standards. Das MULTIMOLD-Projekt…
-
Fraunhofer IZM engagiert sich in der APECS-Pilotlinie zur Förderung von Chiplet-Technologien
Das Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM gibt seine aktive Mitwirkung an der APECS-Pilotlinie bekannt, die innerhalb des Rahmens des EU Chips Acts ins Leben gerufen wurde. Die Initiative zielt darauf ab, die Entwicklung und Integration von Chiplet-Technologien voranzutreiben, um die Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Halbleiterindustrie zu stärken. Innerhalb der APECS-Pilotlinie wird das Fraunhofer IZM eine Schlüsselrolle bei der Hardware-Integration von Chiplet-Systemen einnehmen. Mit der Verfügbarkeit der Chiplet-Einzelkomponenten bedient das Institut den gesamten Prozessablauf zur Realisierung eines voll funktionsfähigen Systems. Dafür entwickeln die Forschenden moderne Interposer-Technologien auf 300 mm, hochdichte Substrate, fortschrittliche Montagetechniken und stellen die notwendigen Prozesse für die weitergehende Heterointegration hochintegrierter Systeme bereit. Das Fraunhofer IZM positioniert sich mit…
-
Auf hoher See und in der Hochleistungs-Elektronik: Neue Sensorkonzepte dank integrierter Lichtwellenleiter aus Glas
In Glas integrierte Lichtleiter haben das Potenzial, die Messqualität von Sensoren für Forschung und Industrie deutlich zu verbessern. Im Projekt „3DGlassGuard“ arbeitet ein Konsortium unter Beteiligung des Fraunhofer IZM unter anderem an einem Sensor für die Dichtemessung von Meerwasser, der einheitlichere Klimamodelle ermöglichen soll. Auch für Leistungselektronik wollen die Forschenden Sensoren mithilfe neuartiger optischer 3D-Mikrostrukturen und KI-Designprozessen in Glas realisieren. Sensoren stoßen bei elektrischen Messungen zunehmend an ihre Grenzen – vor allem, wenn sie in sensiblen Umgebungen wie in großen Energieparks oder unter Wasser eingesetzt werden. Das Problem bei den aktuellen Sensorkonzepten sind Stromverluste und kostenintensive Herstellungsprozesse. Einen Lösungsansatz bieten Sensorkonzepte auf Basis von in Glas integrierten Lichtwellenleitern. Hieran arbeitet…
-
Effizientes Schnellladen an der heimischen Steckdose dank neuartiger Transistoren
Forschende am Fraunhofer IZM erproben im Projekt EnerConnect bidirektional sperrende Transistoren aus Galliumnitrid (GaN). Ziel ist es, mit ihrer Hilfe eine Schaltung zu entwickeln, die in aktiven Wechsel- und Gleichrichtern der nächsten Generation zum Einsatz kommen soll. Durch den Einsatz der neuartigen Bauteile kann eine Wandlerstufe eingespart und somit ein Wirkungsgrad von 99% erreicht werden. Das Laden von Elektroautos an der Garagensteckdose ist zwar grundsätzlich möglich, im Vergleich zur Nutzung von Schnellladestationen aber ineffizient: Bei der Umwandlung des Wechselstroms aus dem Netz in den vom Fahrzeug benötigten Gleichstrom kommt es zu teilweise erheblichen Ladeverlusten. Auch die immer weiter verbreiteten Wallboxen verhindern diese Verluste nicht vollständig. Im Rahmen des BMBF-geförderten Projekts…
-
Neue Simulationsmodelle bringen komplexe Mikroelektronik-Produkte schneller und günstiger an den Markt
Zuverlässige mikroelektronische Systeme müssen vor ihrem Produkt-Release langwierig und kostenintensiv qualifiziert werden. Unter der Leitung des Fraunhofer IZM forschen namhafte Unternehmen, Forschungseinrichtungen und Universitäten daran, diese Tests durch neue Simulationsansätze deutlich schneller, flexibler und günstiger umzusetzen. Ein wichtiger Schritt bei der Entwicklung von mikroelektronischen Systemen sind Qualifizierungstests zur Überprüfung der Zuverlässigkeit. Für die Durchführung der Tests muss zunächst ein Prototyp aufgebaut werden, der teilweise langwierigen Experimenten unterzogen wird. Anschließende Änderungen im Design müssen wiederum auf den Prototypen übertragen werden, was diesen Prozess teuer, langsam und nur begrenzt anpassbar macht. Eine Alternative, um diese Nachteile zu umgehen, stellt die Verwendung von Simulationsmodellen dar. Doch sind die üblichen, detaillierten Simulationsansätze nur für…
-
Wegbereiter für die Halbleiterzukunft: Chiplet Center of Excellence nimmt Arbeit auf
Dresden: Drei Fraunhofer-Institute haben in Dresden eine zukunftsweisende Forschungsinitiative gestartet: das Chiplet Center of Excellence (CCoE). Gemeinsam mit der Wirtschaft wollen sie die Einführung von Chiplet-Technologien vorantreiben. Dafür werden erstmals für die Automobilindustrie Workflows und Methoden für das Elektronik-Design, die Umsetzung von Demonstratoren sowie die Bewertung der Zuverlässigkeit entwickelt. »Chiplets werden in den nächsten Jahren eine wichtige Rolle für die globale Halbleiterindustrie spielen. Denn diese Technologie bietet die größten Freiheitsgrade bei der passgenauen Gestaltung von elektronischen Systemen. Umso wichtiger ist es, dass die europäische Wirtschaft einen abgestimmten Fahrplan für die Entwicklung eigener Produkte und den Einsatz von Chiplets hat.« Davon ist Andy Heinig, Abteilungsleiter am Fraunhofer IIS/EAS und Leiter des…
-
Neue Doppelspitze am Fraunhofer IZM: Prof. Ulrike Ganesh und Prof. Martin Schneider-Ramelow
Das Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM in Berlin bekommt eine zweite Institutsleitung: Prof. Ulrike Ganesh wird ab August 2024 Prof. Martin Schneider-Ramelow ergänzen und gemeinsam mit ihm die strategische Ausrichtung des Mikroelektronik-Instituts weiterentwickeln und gestalten. Das Fraunhofer IZM entwickelt kleinste Elektronik und integriert diese effizient, robust und zuverlässig in die verschiedensten Systeme, vom Smartphone bis zum Auto, vom Herzschrittmacher bis zur Industrieanlage. Um in dem hochdynamischen Umfeld global wettbewerbsfähig und innovativ zu bleiben und dem steigenden Bedarf in Wirtschaft und Industrie langfristig gerecht zu werden, ergänzt seit dem 1. August Prof. Ulrike Ganesh die Institutsleitung der Berliner Forschungs-Einrichtung. Die renommierte Expertin auf dem Gebiet der Charakterisierung und Fehleranalyse von…
-
Prof. Ulrike Ganesh und Prof. Martin Schneider-Ramelow schmieden zukünftig als Doppelspitze die Strategie des Fraunhofer IZM
Das Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM freut sich, die Ernennung von Prof. Dr.-Ing. Ulrike Ganesh als zweite Institutsleitung bekannt zu geben. Ab dem 01. August 2024 wird sie die Arbeit von Prof. Martin Schneider-Ramelow ergänzen und gemeinsam mit ihm die strategische Ausrichtung des Instituts gestalten. Erfahrene Führungsriege für innovative Mikroelektronik Prof. Ulrike Ganesh, eine renommierte Expertin auf dem Gebiet der Charakterisierung und Fehleranalyse von hochentwickelten Halbleitertechnologien, bringt umfangreiche Erfahrungen aus ihrer langjährigen Tätigkeit in Forschung und Industrie mit. Ihre Karriere begann als Postdoc bei IBM in New York, dann war sie für die Forschung in der Fehleranalyse bei Qualcomm in San Diego verantwortlich. Ihre umfassenden Management-Erfahrungen baute sie anschließend…
-
Zuverlässigere Kontaktierung von Leistungshalbleitern dank neu bewerteter Drahtbondmaterialien
Zur Beurteilung der Verbindungsqualität von Bondstellen (sog. „Wedges“) zum Chip werden Schertests durchgeführt. Dabei wird die Bondstelle mit einem Meißel seitlich abgeschert und die erforderliche Kraft und das Schadensbild analysiert. Um die Vorgänge beim Schervorgang besser zu verstehen, haben Wissenschaftler*innen der TU Berlin und des Fraunhofer IZM nun erstmals modelliert, was bei der Schädigung mechanisch passiert. So können Rückschlüsse auf die material- und prozessspezifischen Einflüsse von neuartigen, widerstandsfähigen Drahtmaterialien gezogen werden. Damit lässt sich die Bondqualität neuer Werkstoffe objektiver bewerten. In der Mikro- und Leistungselektronik ist das Drahtbonden mit reinen Aluminiumdrähten nach wie vor das am meisten verbreitete Verfahren zur elektrischen Kontaktierung von Halbleiterchips. Die seit Jahrzehnten erprobte Technologie ist…
-
Wie Bioelektronik die Humanmedizin der Zukunft revolutionieren kann
Handprothesen, die Amputierten das Fingerspitzengefühl zurückgeben. Sensoren, die Krankheiten erkennen, bevor sie ausbrechen. Dank in den Körper implantierter Mikrochips könnten solche Anwendungen bald zu den herkömmlichen Therapiemethoden gehören. Am Fraunhofer IZM arbeitet die Arbeitsgruppe Technologies for Bioelectronics an biokompatiblen Gehäusen für miniaturisierte Bio-Elektronik, die zukünftig jahrzehntelang und ohne zusätzliche Eingriffe im Körper arbeiten können sollen. Im Vergleich zu bisherigen Therapie- und Diagnoseformen mit traditionellen Pharmazeutika, ermöglichen neuartige neuronale Schnittstellen eine zielgenaue Stimulation einzelner Nervenstränge und haben nicht nur das Potenzial viele Nebenwirkungen zu reduzieren, sondern auch völlig neue Behandlungsmethoden zu realisieren, beispielsweise bei Menschen mit Erblindung. Durch die Nutzung neuartiger Verkapselungs-Materialien mit hoher Biokompatibilität kann sichergestellt werden, dass elektronische Bauteile…
