Ausgangssituation

Im Rahmen des FORnanoSatellites Projekts sollen Konzepte zur Miniaturisierung des standardisierten n × 10 cm × 10 cm × 10 cm CubeSats (wobei n die Anzahl der CubeSat Einheiten bezeichnet) untersucht werden. Die Motivation hierfür liegt darin, dass durch die Reduzierung von Größe und Gewicht des Standard CubeSats eine größere Anzahl an Einheiten verpackt und in den Orbit transportiert werden kann. Dies steigert nicht nur die Gesamtleistungsfähigkeit von Satellitennetzwerken, sondern trägt auch zur Senkung der Transportkosten bei.
Eine solche Miniaturisierung kann durch innovative additive Fertigungsverfahren erreicht werden, bei denen Leiterbahnen direkt in das Gehäuse des CubeSats integriert werden. Dies kann beispielsweise durch Druckverfahren (z. B. Aerosoljet, Piezojet, Inkjet), Plasmabeschichtungen oder Laser Direktstrukturierung (LDS) realisiert werden. Auf diese Weise lässt sich Gewicht einsparen, da auf eine herkömmliche FR4 Leiterplatte verzichtet werden kann. Eine zentrale Herausforderung dieses Ansatzes ist jedoch die Haftung der gedruckten Strukturen auf dem Substrat. Da Satelliten extremen Umgebungsbedingungen wie hohen Temperaturen und starken Vibrationen, insbesondere während des Raketenstarts, standhalten müssen, ist eine zuverlässige Adhäsion der integrierten Metallisierung auf dem Substrat zwingend erforderlich.
Im Rahmen dieser Arbeit soll daher die Lötbarkeit von SMD Bauteilen auf metallisierten Schaltungsträgern hinsichtlich ihrer Machbarkeit und Zuverlässigkeit untersucht werden. Darüber hinaus soll der automatisierte Bestückungsprozess von SMD Bauteilen auf metallisierten Schaltungsträgern analysiert werden, um die Grundlage für ein automatisiertes Produktionssystem für CubeSats zu schaffen.

Aufgabenstellung

Im Rahmen dieser Arbeit sollen folgende Schwerpunkte untersucht und erarbeitet werden:

• Einarbeitung in das Thema sowie den aktuellen Stand der Technik zur Metallisierung und Löttechnologie
• Einweisung in Metallisierungsprozesse (z. B. Piezojet, Aerosoljet, LDS, Galvanisierung) und automatisierte Bestückungsprozesse (Fritsch Bestückungssystem placeALL 520)
• Probenvorbereitung von metallisierten und bestückten Testcoupons zur Qualitäts- und Zuverlässigkeitsprüfung
• Bewertung der Qualität der Metallisierung und der SMD Bauteile hinsichtlich der Haftung unter Verwendung von Methoden wie Schertest und Hotpin Pull Test
• Durchführung von Thermoschock- und Vibrationsprüfungen gemäß den Richtlinien für Startanforderungen von SpaceX
• Strukturierte Dokumentation der Arbeit und der erzielten Ergebnisse.

Vorkenntnisse und Voraussetzungen

• Interesse an angewandter Forschung und technologischer Analyse im Satellitenbau
• Kommunikationsfähigkeit
• Sehr gute Kenntnisse der deutschen oder englischen Sprache
• Strukturierte und sorgfältige Arbeitsweise
• Arbeiten im Team

Voraussetzungen

Beginn

• Ab 15. November 2025 möglich

Sonstiges

• Bearbeitung der Arbeit kann größtenteils im Home-Office erfolgen
• Der Arbeitsumfang kann je nach Art der Arbeit angepasst werden

Bewerbung

• Email an koksiong.siah@faps.fau.de mit Lebenslauf und Notenspiegel

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