BA/PA: Charakterisierung der Metallisierung auf Duroplastsubstraten für Sensor Packaging

Lasergebohrtes und metallisiertes Via (links) zur Kontaktierung eines Sensor-Chips (unten). Nahaufnahme der Metallisierung (rechts).

Masterarbeit für Studierende der Fachrichtungen MB, IPEM, WING, MECH
(mit verringertem Arbeitsumfang ist auch eine Projektarbeit bzw. Bachelorarbeit möglich)

Ausgangssituation:

Im Bereich der 3D-MID (3D spritzgegossene Schaltungsträger) werden zumeist Hochleistungsthermoplaste, wie LCP, als Substratmaterialien eingesetzt, welche mittels Laserdirektstrukturierung und außenstromloser Metallisierung metallisiert werden können. Bekanntermaßen sind Thermoplaste Duroplasten in Bezug auf ihre mechanische, chemische und elektrische Beständigkeit unterlegen. Jedoch kommen Duroplaste bisher nur im klassischen Packaging von integrierten Schaltkreisen (IC-Packaging) zum Einsatz und sind noch nicht in den Bereich 3D-MID vorgedrungen, da der Verarbeitungsprozess von Duroplast Materialien im Spritzguss etwas andere Verfahrensparameter aufweist als der von Thermoplasten. Des Weiteren ist die laserbasierte Metallisierung dieser Substrate bisher nur wenig erforscht. Gleichzeitig gewinnt diese Kombination, im Hinblick auf die zunehmende Verbreitung von Wearables und von miniaturisierten Medizinimplantaten, wirtschaftlich an Relevanz. Hier kommen verschiedene MEMS Sensoren auf engstem Bauraum zum Einsatz bei hohen Anforderungen an die Lebensdauer. Entsprechend ist eine möglichst widerstandsfähige, vollständige Kapselung der Chips gegen diese Umwelteinflüsse notwendig.

Arbeitsziel:

Im Rahmen der Arbeit sollen Duroplast Substrate mit den zugehörigen Prozessparametern ermittelt werden, welche hinsichtlich Haftfestigkeit, Haltbarkeit und Reproduzierbarkeit der Metallisierung vergleichbar zu ihren thermoplastischen Pendants sind bzw. diese übertreffen.

Ziel der Arbeit ist es die Metallisierung der unterschiedlichen Substratmaterialien in Bezug auf Haltbarkeit, Haftfestigkeit sowie Qualität zu charakterisieren. Basierend auf diesen Ergebnissen sollen geeignete Prozessparameter abgeleitet werden, die eine Prozessoptimierung ermöglichen.

Anforderungen:

  • Selbstständige Arbeitsweise
  • Vorkenntnisse im Bereich der statistischen Versuchsplanung (nicht zwingend erforderlich)
  • Grundkenntnisse der Elektronikproduktion (Einarbeitung möglich!)

(Mögliche) Arbeitsaufgaben:

  • Charakterisierung der Metallisierung in Abhängigkeit der Duroplastmaterialien (Prüfung der Haftfestigkeit mittels Pull-Test, Schertest; Oberflächenrauigkeitsuntersuchung, optische Analyse)
  • Elektrische Untersuchung der Metallisierung in Abhängigkeit der Duroplastmaterialien (Leitfähigkeit) unter speziellen Umweltbedingungen (Temperaturschock, Feuchtigkeit etc.)
  • ggf. Erstellung und Auswertung eines statistischen Versuchsplans (DoE) auf Basis der Einfluss und Zielgrößen
  • Vollständige Dokumentation der Arbeit

Bei Interesse und für zusätzliche Informationen, wenden Sie sich bitte per Mail an unten angegebenen Kontakt. Für die Bewerbung wird eine aktuelle Notenübersicht und Lebenslauf benötigt.

Möglicher Beginn: Ab April 2019. Anpassung des Arbeitsumfangs möglich.

Kategorien:

Fachbereich:

Elektronikproduktion

Art der Arbeit:

Bachelorarbeit, Projektarbeit

Studiengang:

Energietechnik, IPEM, Maschinenbau, Mechatronik, Wirtschaftsingenieurwesen

Technologiefeld:

Mechatronisch Integrierte Baugruppen (3D-MID)

Kontakt: