Fraunhofer ENAS und Tohoku University Sendai präsentieren gemeinsame Forschungsergebnisse zur nano tech 2014 in Tokio

Chemnitz, / 28.1.2014

Die Forscher des Fraunhofer-Instituts für Elektronische Nanosysteme ENAS und des Fraunhofer Project Centers im japanischen Sendai zeigen auf der nano tech in Tokio vom 29. bis 31. Januar 2014 ihre gemeinsamen Forschungsergebnisse für das SLID-Bondverfahren. Die Fraunhofer-Forscher stellen außerdem zum ersten Mal in Japan eine gedruckte Testkarte zur Kontrolle des Cholesterinspiegels aus.

© Fraunhofer ENAS

Hermetisch dichte Rahmen hergestellt im SLID-Bondverfahren mittels Kupfer und Zinn.

© Fraunhofer ENAS

Professor Thomas Geßner gab im Rahmen seines Vortrages auf dem Seeds & Needs Seminar (B) am 30. Januar einen Einblick in die Anwendung von Nanotechnologien. Dabei steht Ressourceneffizienz im Vordergrund.

Wenn am 29. Januar 2014 die nano tech in Tokio, die weltgrößte Ausstellung für Nanotechnologien, ihre Tore öffnet, sind auch wieder Chemnitzer Forscher des Fraunhofer ENAS und der TU Chemnitz vor Ort. Gemeinsam mit dem Fraunhofer Project Center „NEMS/MEMS Devices and Manufacturing Technologies at Tohoku University“ aus Sendai zeigen die Wissenschaftler ihre Forschungsarbeiten für das sogenannte Solid-Liquid-Interdiffusion-Bonding (SLID-Bonden) von Wafern. Diese Fügetechnologie ist auf Chip- und Komponentenlevel bereits etabliert und wird nun auch für Waferbonden von MEMS (mikro-elektro-mechanische Systeme) und 3D-Integration weiterentwickelt. Das SLID-Bonden besitzt mehrere Vorteile. So liegen die Prozesstemperaturen in Abhängigkeit der Materialpartner zwischen 100°C und 300 °C. Ziel der Forschung ist es, die erforderlichen Schichten dieser Materialien im Nanometerbereich abzuscheiden, um eine weitere Schmelzpunkterniedrigung zu erreichen und Nanoskaleneffekte im Bereich Packaging zu nutzen. Darüber hinaus ist mit dieser Packagingtechnologie neben der hermetischen Verkapselung der MEMS auch deren elektrische Kontaktierung realisierbar. Das SLID-Bonden basiert auf einer kurzzeitigen Flüssigphase eines niedrig schmelzenden Bondpartners und der darauffolgenden isothermen Erstarrung durch Diffusion und Vermischung mit einem zweiten Bondpartner (Solid-Liquid Interdiffusion – SLID). Für die Umsetzung eines SLID-Bondprozesses stehen die Auswahl geeigneter Materialpaarungen, die präzise Abscheidung der Schichten und Schichtsysteme sowie die richtigen Bondparameter einschließlich Oberflächenvorbehandlungen der Schichten im Mittelpunkt der Untersuchungen.

Die Chemnitzer Wissenschaftler des Fraunhofer ENAS und der TU Chemnitz arbeiten seit mehrerern Jahren mit Partnern der Tohoku Universität in Sendai, Japan, zusammen. 2012 wurde das Fraunhofer Project Center „NEMS/MEMS Devices and Manufacturing Technologies at Tohoku University“ gegründet, in dem gemeinsame Forschungs- und Entwicklungsarbeit, Ausbildung und Technologietransfer vorangetrieben wird. Leiter dieses Projektcenters sind Prof. Dr. Thomas Geßner, Leiter der Fraunhofer ENAS und Direktor des Zentrums für Mikrotechnologien der TU Chemnitz, sowie Prof. Dr. Masayoshi Esashi und Prof. Dr. Shuji Tanaka von der Tohoku Universität in Sendai.

Im Rahmen seines Vortrages gibt Prof Geßner einen Einblick in die Anwendung von Nanotechnologien. Dabei steht Ressourceneffizienz im Vordergrund.

Parallel zur nano tech findet die Printable Electronics 2014 in Tokio statt. Für die Experten der gedruckten Elektronik zeigt Fraunhofer ENAS zum ersten Mal in Japan eine flexible Testkarte zur Messung des Cholesteringehaltes im Blut. Der Einwegtest ist eine gemeinsame Entwicklung des Fraunhofer ENAS mit der Universität von Westengland, der Universität Liverpool, der Dublin City Universität, Alere and VTT im EU-Projekt SIMS. Die Testkarte enthält verschiedene gedruckte Bestandteile wie ein Display, einen Biosensor und eine Batterie. Die gedruckte Batterie liefert eine Spannung von 3 Volt und versorgt das Gesamtsystem mit Energie. Forscher der Abteilung Gedruckte Funktionalitäten am Fraunhofer ENAS entwickelten diese Batterie, die auf einem Schichtsystem aus Zink und Mangandioxid basiert und im Siebdruckverfahren hergestellt wird. Das Ziel dieser Entwicklung ist die Herstellung von kostengünstigen medizinischen Einwegtests mit Hilfe preiswerter Druckverfahren.