Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Die derzeitige Herstellung von Feinstleiterstrukturen geht \u00fcber \u00c4tzprozesse (Subtraktivtechnik). Hierbei wird von ganzfl\u00e4chig mit Metallen (Cu) belegten Substratmaterialien ausgegangen, die \u00fcber fotolithografische Prozesse strukturiert und nach dem Stripp-Prozess ge\u00e4tzt werden. Das zu entwickelnde Verfahren umgeht diese Prozessschritte durch das umweltfreundliche Verfahren der Laserstrukturierung und ben\u00f6tigt die Prozessschritte der Fotolithographie und des \u00c4tzens zur Strukturherstellung nicht mehr. Es ist Ziel des Projektes, eine Technologie zur Herstellung von Feinstleiterstrukturen und Anwendung der D\u00fcnnfilmtechnik in Kombination mit der Laserablation zu entwickeln.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDas zu entwickelnde Verfahren geht von flexiblen Folienmaterialien aus, die durch physikalische Beschichtung (Bedampfung, VALICO-Verfahren) mit laserstrukturierbaren Schichten versehen werden. Hier ist besonders der Aspekt der Haftung solcher Schichten zu untersuchen und geeignete Haftvermittlerschichten sind auszuw\u00e4hlen. Anschlie\u00dfend wird mit Hilfe eines Lasers (Excimerlaser) im Bereich < 20\u00b5m strukturiert. Hier werden Untersuchungen bez\u00fcglich Optimierung Laserenergie, Abtragsverhalten, Kantensteilheiten und Effektivit\u00e4t erforderlich. Die so strukturierten Folien m\u00fcssen zur Erzielung von funktionellen Eigenschaften, wie elektrische Leitf\u00e4higkeit, Bondbarkeit, L\u00f6tbarkeit usw. mit weiteren Schichten (Cu, Ni, Au) versehen werden. Hier gilt es, neue Verfahren der Metallisierung im Hinblick auf Aktivierung und Selektivit\u00e4t zu entwickeln.\n\n\nErgebnisse und Diskussion\n\nAusgehend von den Zielsetzungen des Projektes, der Entwicklung umweltfreundlicher Technologien zur Herstellung von Feinstleiterstrukturen unter Anwendung der D\u00fcnnfilmtechnik in Kombination mit der Laserablation und additiven Prozessen zum Schichtaufbau, wurden in Kooperation zwischen ROWO Coating Herbolzheim, LPKF Laser & Electronics AG Garbsen und dem Fraunhofer Institut IZM Berlin folgende Ergebnisse erzielt:\n-\tAufbau und Inbetriebnahme einer Laboranlage zur Ressourcen schonenden Herstellung metallisierter Kunststofffolien.\n-\tErarbeitung eines Prozessfensters zur Beschichtung von Kleinformaten.\n-\tAuswahl geeigneter Strahlquellen f\u00fcr die Laserstrukturierung.\n-\tOptimierung der Parameter zur abproduktfreien Feinstleiterstrukturierung mittels Lasertechnologie.\n-\tAufbau eines stromlosen Kupferbades zum abfallarmen additiven Schichtaufbau im Technikumma\u00dfstab, versehen mit den Optionen f\u00fcr eine gesicherte Reproduzierbarkeit der Schichtqualit\u00e4t.\n-\tAufbau eines galvanischen Kupferbades zur Verst\u00e4rkung von Metallschichten zur Durchf\u00fchrung der Messung von Haftkr\u00e4ften nach IPC-Richtlinien.\n-\tArbeiten zur Reinigung und Aktivierung d\u00fcnner Metallschichten als Voraussetzung f\u00fcr die Folgeschichten.\n-\tErarbeitung von Vorschl\u00e4gen zum Aufbau von Folgeschichten als Ausgangsgr\u00f6\u00dfe f\u00fcr die Anforderungen der Aufbau- und Verbindungstechnik.\n-\tDurchf\u00fchrung von Klima- und Zuverl\u00e4ssigkeitspr\u00fcfungen durch TechnoLab Berlin.\nAusgehend von diesen umfangreichen Ergebnissen, die durch alle Projektpartner erarbeitet worden sind, sollten die noch nicht vollst\u00e4ndig abgeschlossenen Entwicklungsarbeiten nicht \u00fcbersehen werden. Sowohl durch die auf Vorschlag der Deutschen Bundesstiftung Umwelt gesplittete Zielstellung, die vom Aufbau einer Pilotrollcoater-Anlage auf eine Einzelblattvariante orientierte, als auch die w\u00e4hrend der Projektbearbeitung sich darstellenden neuen Schwerpunktaufgaben, sollten die offen gebliebenen Arbeitsaufgaben die Basis f\u00fcr Zielstellungen hinsichtlich weiterf\u00fchrender und umweltfreundlicher Technologien zur Feinstleiterstrukturierung sein.\n\n\n\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation\n\n-\tPublikation der Ergebnisse auf verschiedenen internationalen Tagungen.\n-\tPatentanmeldung unter der \u00dcberschrift Verfahren zur strukturierten Metallisierung der Oberfl\u00e4che von Substraten unter DOS DE 199 51 721 A, AT: 27.10.1999; OT: 15.06.2000.\nAusnutzung der Pr\u00e4senz auf internationalen Messen und Ausstellungen, um Kunden und Interessenten \u00fcber die Verfahrenstechnologie der Feinstleiterstrukturierung mittels Laserablation zu informieren und L\u00f6sungsm\u00f6glichkeiten durch die Bereitstellung konkreter Prototypen aufzuzeigen.\n\n\nFazit\n\nAuf der Grundlage bekannter Basistechnologien wurden die technologischen Voraussetzungen geschaffen, um durch Kombination von D\u00fcnnschichttechnik mit der Lasertechnik eine \u00e4tzfreie und damit umweltfreundliche L\u00f6sung zur Herstellung von Feinstleiterstrukturen f\u00fcr die Mikroverbindungstechnik bereitzustellen und die Eigenschaften daraus resultierender Produkte zu charakterisieren. Die Ergebnisse stellen sich so positiv dar, dass eine Weiterentwicklung zu einer anwendbaren Produktionstechnik erfolgen soll.\nUnter Zugrundelegung der Ergebnisse der Projektarbeit sind die Projektpartner in der Lage, Anwendungen f\u00fcr die Mikroverbindungstechnik (Flexschaltungen) herzustellen, die durch folgende Parameter charakterisiert werden\n-\tMetallisierung von unterschiedlichen Kunststofffolien wie Polyimid; Polyester; Kaladex mit Schichtsystemen auf der Basis Kupfer\/Chrom und Gold\/Chrom.\n-\tDie Verwendung von metallisierter Kunststofffolie, die mit einem Schichtsystem auf Basis Kupfer\/Chrom von der Firma GOULD vorliegt, f\u00fchrt zu Einsatzbereichen bei erh\u00f6hter Temperatur.\n-\tDie Laserstrukturierung der metallisierten Kunststofffolien ist durchf\u00fchrbar.\n-\tMittels der Laserstrukturierung werden Lateralabmessungen von bis zu 15 \u00b5m erzielt, d.h. bis zu 15 \u00b5m Leiterbahnbreite und bis zu 15 \u00b5m Abstand zur benachbarten Leiterbahn\/Kontaktfeld.\n-\tDie Reinigungstechnologien f\u00fcr das Laserdebries bei Abmessungen < 25 \u00b5m nach der Laserstrukturierung sind noch nicht umfassend und abschlie\u00dfend bearbeitet.\n-\tDer Schichtaufbau von stromlos Kupfer wird in einem Mac Dermid Bad mit 2 \u00b5m je Stunde Verweilzeit durchgef\u00fchrt.\n-\tDer Aufbau von stromlos Nickel ist im DEGUSSA Bad NIRUNA 811 durchf\u00fchrbar.\n-\tDie Folgemetallisierung von Gold wird im DEGUSSA Bad AURUNA 510 realisiert.\n-\tAls Pr\u00fcfspezifikation wird der Sch\u00e4ltest nach IPC-TM-650 herangezogen.\n-\tDer Sch\u00e4ltest wird vor und nach Alterungsprozessen durchgef\u00fchrt.\n-\tAls Alterungsprozesse wurden ausgew\u00e4hlt: trockene W\u00e4rme 150\u00ba C; feuchte W\u00e4rme 85\/85; schneller Temperaturwechsel -55\u00ba C bis 125\u00ba C und High Pressure Cooker. Die Alterung wurde \u00fcber verschiedene Zeitspannen durchgef\u00fchrt.\n-\tDie Goldschicht erf\u00fcllt die Bondanforderungen der Anwender.\n<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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