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SFB 356 Produktionssysteme in der Elektronik

Der Sonderforschungsbereich 356 "Produktionssysteme in der Elektronik" der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg hat sich seit seiner Einrichtung am 1. Juli 1992 als Ziel gesetzt, einen wissenschaftlichen und grundlagenorientierten Beitrag zur Stärkung des Forschungsfeldes Elektronikproduktion zu leisten. Dieser hochinnovative Bereich zählt zu den wichtigsten und zukunftsträchtigsten Schlüsseltechniken in der gesamten Weltwirtschaft. Zur effektiven Bearbeitung dieses Forschungsfeldes ist der SFB in drei Teilbereiche mit jeweils vier Projekten aufgeteilt, wobei sich die Forschungsarbeiten dabei übergreifend an der Fertigung einer elektronischen Baugruppe orientieren. Der Bereich A "Prozesse und Materialien" befasst sich deshalb intensiv mit der Entwicklung neuer Werkstoffe für die Produktion elektronischer Systeme. Das Gesamtziel des Sonderforschungsbereichs für die aktuelle Forschungsphase liegt in der grundlagenorientierten Bearbeitung wichtiger Fragestellungen und Herausforderungen, die sich aus den verschärften Wechselwirkungen von Technologie und Mitwelt ergeben. Der Begriff Mitwelt umfasst dabei zwei wesentliche Schwerpunkte: Einerseits die direkte Auswirkung von Umgebungseinflüssen auf die Produktion elektronischer Baugruppen und andererseits auch ökologische Aspekte, die bei Prozessen und Produkten für die Umwelt verstärkt berücksichtigt werden müssen. Im Bereich der Substrate sollen vor allem alternative Schaltungsträgermaterialien für ihre Einsatztaug-lichkeit in der Elektronikproduktion qualifiziert bzw. entsprechend optimiert werden. Der Bereich A "Prozesse und Materialien" befasst sich deshalb intensiv mit der Entwicklung neuer Werkstoffe für die Produktion elektronischer Systeme. Neben thermoplastischen Materialien in starrer und flexibler Form werden auch keramische Substratwerkstoffe untersucht bzw. gemäß den Anforderungen optimiert. Gerade keramische Substrate und thermoplastische Werkstoffe wie z.B. PEEK-Folien bieten aufgrund ihrer hohen Temperaturstabilität optimale Voraussetzungen für den Einsatz umweltfreundlicher blei-freier Lotwerkstoffe mit erhöhten Schmelztemperaturen. Der zweite Projektbereich B "Maschinen und Systeme" hat sich als Ziel gesetzt, die Herausforderungen, die sich aufgrund steigender Integrations-dichten für die Produktion von elektronischen Komponenten ergeben, grundlegend zu erforschen. Neben innovativen Ansätzen zur simultanen Bauteilbestückung und Verklebung werden in diesem Bereich vor allem verschiedene Hochleistungs- und Präzisionsbestücktechnologien sowie das Laserlöten und -schweißen qualifiziert. Auch hier ist neben der Berücksichtigung verschiedener Basismaterialien in direkter Kombination mit hochintegrierten und miniaturisierten Bauelementen die Einbeziehung der Mitwelt von zentraler Bedeutung. Es sollen deshalb z.B. verschiedene Umgebungseinflüsse hinsichtlich ihrer Auswirkung auf das Hochleistungsbestücken untersucht und mit entsprechenden Konzepten und Regelstrategien kompensiert werden. Der Projektbereich C "Qualitätssicherung" verfolgt übergreifend den Ansatz, die Prozesse der Elektronikproduktion im technologischen Grenzbereich neuer Schaltungsträger, feinerer Strukturen unter dem Einfluss der Mitwelt mit Qualitätssicherungsmaßnahmen zu unterstützen. Besonders intensiv wird dabei beispielsweise der Auftrag des Verbindungsmediums untersucht, der am Anfang der Prozesskette steht und noch immer zu den fehlerintensivsten Prozessschritten gehört. Ein weiterer zentraler Aufgabenschwerpunkt ergibt sich insbesondere aufgrund geänderter Anforderungen bedingt durch neue Lotwerkstoffe und Substratmaterialien. Diese Forschungsarbeiten werden durch die in diesem Teilbereich entwickelten Konzepte einer angepassten Versuchsmethodik unterstützt und gehen als wichtige Grundlage direkt in die Arbeiten zur Analyse des Reflow-Lötprozesses ein. Die Qualität der erzielten Lötverbindungsstellen wird unter anderem mittels Einsatz der Röntgentechnik analysiert und bewertet.
Projektleitung:
Prof. Dr.-Ing. Klaus Feldmann

Beteiligte:
Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. mult. Dr. h.c. mult. Manfred Geiger, Prof. em. Dr.-Ing. Dr. h.c. Gottfried W. Ehrenstein, Prof. a. D. Dr. Helmut Münstedt, Prof. Dr.-Ing. Prof. h.c. mult. Dr.-Ing. E.h. Dr. h.c. mult. Albert Weckenmann, Prof. a.D. Dr.-Ing. Heinz Gerhäuser, Prof. em. Dr.-Ing. Dieter Seitzer

Laufzeit: 1.7.1992 - 31.12.2004

Förderer:
Deutsche Forschungsgemeinschaft

Mitwirkende Institutionen:
Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik (FAPS)
Lehrstuhl für Fertigungstechnologie (LFT)
Lehrstuhl für Kunststofftechnik (LKT)
Lehrstuhl für Polymerwerkstoffe (LSP)
Lehrstuhl Qualitätsmanagement und Fertigungsmesstechnik (QFM)
Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen (FhG-IIS)

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