Die Entwicklung funktionskeramischer Werkstoffe, miniaturisierter Komponenten und Systeme steht im Fokus der Abteilung »Hybride Mikrosysteme«. Die Anwendungen liegen in den Bereichen Aufbau- und Verbindungstechnik (AVT) für Elektronik und Leistungselektronik, Sensorik sowie Energietechnik (Mikrobrennstoffzellen, Batterietechnik und Photovoltaik).

Neben der Entwicklung kundenspezifischer Pasten und Tinten für klassische Anwendungen der Hybridelektronik (z. B. Leit-, Widerstands- und Abdeckpasten für AlN) profitieren unsere Kunden vom umfangreichen Werkstoff-Know-how bei der Entwicklung bzw. Adaptierung z. B. von Magnetwerkstoffen sowie nichtlinearen Dielektrika und Widerständen (PTC, NTC). Eine besondere Kompetenz stellt die Möglichkeit dar, eigene applikationsspezifische Gläser zu entwickeln und herzustellen, welche als funktionsentscheidende Komponenten in Pasten, Tinten und Folien zum Einsatz kommen.

Für die strukturierte Abscheidung von Funktionsschichten können neben der klassischen Siebdrucktechnologie weitere maskenbasierte (Schablonen- und Gravurdruck) und digitale Druckverfahren (Aerosol- und Inkjet-Druck) entsprechend der Applikationserfordernisse eingesetzt werden. Die minimale laterale Auflösung dieser Druckverfahren liegt bei < 10 μm.

Einen Schwerpunkt unserer Aktivitäten stellt das »Kompetenzzentrum Foliengießen« dar. Am Standort Hermsdorf besteht im Technikumsmaßstab die Möglichkeit der Entwicklung und Fertigung kundenspezifischer keramischer Folien. Entsprechend der Anforderungen an die Folien und Eigenschaften der eingesetzten Schlicker werden unterschiedliche Gießverfahren genutzt (z. B. Doctor-Blade, Comma-Bar und Slot-Die).

Für die Weiterverarbeitung der keramischen Folien zu 3D-strukturierten Komponenten steht am Fraunhofer IKTS eine komplette keramische Multilayertechnologielinie (LTCC, HTCC) zur Verfügung. In Kooperation mit Industriepartnern werden zudem zwei Technika betrieben, in denen entwickelte Werkstoffe und Prozesse im semiindustriellen Umfeld mit Kunden getestet und optimiert werden können (PV-Technikum mit Roth & Rau AG, Batterietechnikum mit Thyssen-Krupp System Engineering GmbH).

Auf dem Gebiet der Aufbau- und Verbindungstechnik bieten wir unseren Kunden ein breites Spektrum an Technologien zur elektrischen Kontaktierung (Loten, Kleben, Bonden) sowie zur mechanischen und mikrostrukturellen Charakterisierung von elektrischen Verbindungen an.

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Development of functional ceramics and of miniaturized components and systems is the focus of the “Hybrid Microsystems” department. Applications lie in the areas of packaging for electronics and high-power electronics, sensors, and energy technology (micro-fuel cells and photovoltaics).

For the deposition of functional layers, both classic screen printing technology and additional mask-based (stencil and gravure printing) and digital printing processes (aerosol and inkjet printing) can be used, depending on the application requirements. In addition, a complete ceramic multilayer technology line (LTCCs, HTCCs) is available at Fraunhofer IKTS to produce 3D-structured components.

We also offer our customers a wide range of technologies for electrical contacting (soldering, gluing, bonding) and for mechanical and microstructural characterization of electrical connections.