Enabler für fast alle Anwendungen

Vom Chip in Beatmungsgeräten bis hin zum Sensor in Bremsaggregaten – kaum ein Anwendungsfeld ist so vielfältig wie das der Elektronik und Mikrosystemtechnik. Ob Handy oder Uhr, Digitalkamera oder Fernsehgerät – die Applikationen sind enorm vielfältig. Die Herstellung der einzelnen Komponenten gehe mit einem hohen Grad an Komplexität einher, der vielfältige Kompetenzen in den Produktionsprozessen erfordere.

Mit welchen Herausforderungen haben Sie täglich zu tun?

Je kleiner die Bauteile, desto größer ist auch die Anfälligkeit für Kontaminationen. Besonders in der Elektronik führt dies zu immer neuen Problemen im Herstellungsprozess. Nach dem Moore’schen Gesetz verdoppelt sich die Leistungsdichte eines Computerchips alle zwei Jahre. Der Abstand zwischen zwei Leiterbahnen liegt aktuell bei 18 Nanometern und wird weiter schrumpfen. Sofern Leiterbahnbreite und ihr Abstand identisch sind, passen bereits jetzt ca. 2 500 Leiterbahnen auf den Querschnitt eines menschlichen Haares. Um so etwas zu realisieren, muss man höchste Ansprüche an die Produktionstechnik, an die verwendeten Werkstoffe und Materialien sowie an die Reinigung stellen.

Wie gehen Sie damit um?

Um den Ansprüchen gerecht zu werden, setzt das Fraunhofer IPA bei Anlagen und Prozessen auf miniaturisierte Systemlösungen. Labor- und Produktionsflächen sind kostenintensiv – und oftmals überdimensioniert. Um Ressourcen zu sparen, wird bereits bei der Entwicklung darauf geachtet, dass die Stellfläche möglichst gering bleibt. Mit mikrotechnischen Komponenten und Mini-Environments kann eine kompakte Baugröße erreicht werden, die wiederum einen höheren Reinheitsgrad erlaubt.

Auf was kommt es in Zukunft besonders an?

Auf die Mischung. Wir befinden uns gerade in einer Konsolidierungsphase. Die Miniaturisierung ist so weit fortgeschritten und der Komplexitätsgrad der Anlagen und Prozesse so hoch, dass nur noch wenige Firmen diese speziellen Technologien zu einem akzeptablen Preis anbieten können. Das liegt auch daran, dass sich die Weiterentwicklung von Material- und Handhabungstechnik mittlerweile in äußerst theoretischen, wissenschaftlichen Bereichen abspielt. Hier ist der gute Mix aus öffentlich geförderten und industriegetriebenen Projekten wichtig. Während Industrieprojekte oft unter einem hohen Realisierungsdruck stehen, ermöglichen Förderprojekte eine längerfristige, strategische Entwicklung von Themenfeldern.