PLASMAS

Printed Logic for Applications of Screen Matrix Activation Systems

Inkjetdruck und Lasersintern von Nanopartikeltinten (Leiter und Halbleiter) auf flexiblem Träger im R2R-Verfahren

Projektpartner

  • PRA TRADING LTD, United Kingdom
  • NANOTECCENTER WEIZ FORSCHUNGSGESELLSCHAFT MBH, Austria
  • INTRINSIQ MATERIALS LIMITED, United Kingdom
  • ACREO SWEDISH ICT AB, Sweden
  • FRAUNHOFER-GESELLSCHAFT ZUR FOERDERUNG DER ANGEWANDTEN FORSCHUNG E.V, Germany
  • C-TECH INNOVATION LIMITED, United Kingdom
  • 3D-Micromac AG, Germany
  • CYPRUS UNIVERSITY OF TECHNOLOGY, Cyprus
  • GEMALTO SA, France
  • PRECISION VARIONIC INTERNATIONAL LIMITED, United Kingdom

Förderkennzeichen: 604568

Bewilligungszeitraum: 01.11.2013 bis 30.04.2017

SEA4KET

Semiconductor Equipment Assessment for Key Enabling Technologies

Untersuchungen zum Vereinzeln von Chips auf SiC-Wafern mittels „thermal laser separation“ (TLS).

Projektpartner

  • FRAUNHOFER-GESELLSCHAFT ZUR FOERDERUNG DER ANGEWANDTEN FORSCHUNG E.V, Germany
  • FACHHOCHSCHULE WIENER NEUSTADT FUR WIRTSCHAFT UND TECHNIK GMBH, Austria
  • LAM RESEARCH AG, Austria
  • INTERUNIVERSITAIR MICRO-ELECTRONICA CENTRUM VZW IMEC, Belgium
  • MECHATRONIC SYSTEMTECHNIK GMBH, Austria
  • NEDERLANDSE ORGANISATIE VOOR TOEGEPAST NATUURWETENSCHAPPELIJK ONDERZOEK – TNO, Netherlands
  • HAP Handhabungs-, Automatisierungs- und Praezisionstechnik GmbH Dresden, Germany
  • ASM INTERNATIONAL N.V., Netherlands
  • COMMISSARIAT A L ENERGIE ATOMIQUE ET AUX ENERGIES ALTERNATIVES CEA, France
  • ZS-HANDLING GMBH, Germany
  • APPLIED MATERIALS ISRAEL LTD, Israel
  • EV GROUP E. THALLNER GMBH, Austria
  • ADIXEN VACUUM PRODUCTS SAS, France
  • 3D-Micromac AG, Germany
  • HQ-Dielectrics GmbH, Germany
  • E+H Metrology GmbH, Germany
  • RESEARCH CENTRE FOR NATURAL SCIENCES, HUNGARIAN ACADEMY OF SCIENCES MFA, Hungary
  • Peter Wolters GmbH, Germany
  • INFINEON TECHNOLOGIES AG, Germany
  • ASM BELGIUM NV, Belgium
  • STMICROELECTRONICS CROLLES 2 SAS, France
  • GLOBALFOUNDRIES Dresden Module One LLC & Co. KG, Germany
  • Freiberg Instruments GmbH Freiberg, Germany
  • KLA-TENCOR CORPORATION (ISRAEL), Israel
  • Cascade Microtech Dresden GmbH, Germany
  • BRUKER AXS GMBH, Germany
  • INTEL ELECTRONICS LTD, Israel

Förderkennzeichen: 611332

Bewilligungszeitraum: 01.11.2013 bis 30.04.2017

ALABO

Advanced Laser Ablation on Barrier films for Organic and large area electronic devices

Innerhalb des Projekts ALABO werden Laserstrukturierungsprozesse auf flexiblen Substraten mit Barrierebeschichtung für die effiziente Verschaltung organischer Solarzellen entwickelt. Das Konsortium wird neue Herstellungsverfahren entwickeln und damit eine verbesserte Performance der Bauelemente erreichen.

Projektpartner

  • FRAUNHOFER-GESELLSCHAFT ZUR FOERDERUNG DER ANGEWANDTEN FORSCHUNG E.V, Germany
  • NEDERLANDSE ORGANISATIE VOOR TOEGEPAST NATUURWETENSCHAPPELIJK ONDERZOEK – TNO, Netherlands
  • HELIATEK GMBH, Germany
  • CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE (CNRS), PARIS, France
  • 3D-Micromac AG, Chemnitz, Germany
  • COMMISSARIAT A L ENERGIE ATOMIQUE ET AUX ENERGIES ALTERNATIVES (CEA), PARIS, France
  • SORTER SPJ, GODYNSKA, Poland

Förderkennzeichen: 644026

Bewilligungszeitraum: 01.01.2015 bis 31.12.2017

EPOS

Erforschung, Entwicklung und Integration materialeffizienter Prozesstechnologien für zukünftige Anwendungen von semitransparenter Flex-OPV

Teilprojekt: R2R-Prozesse zur Erzeugung semitransparenter Flex-OPV

Das Ziel des EPOS-Verbundprojektes besteht in der Erforschung produktionstauglicher, material- und energieeffizienter R2R-Prozesstechnologien für die komplett atmosphärische (vakuumfreie) Prozessierung semi-transparenter OPV. Die Semitransparenz wird häufig als besonderes Alleinstellungsmerkmal organischer Solarzellen propagiert (z.B. Strategische Forschungsagenda OLAE, Dez 2009 und Photonik Forschung in Deutschland, 2011). Semitransparente Solarzellen sind für eine Vielzahl von Anwendungen besonders attraktiv, z.B. zur Integration in Gebäude, den öffentlichen Raum und in Fensterelemente von Verkehrsmitteln. Damit werden Anwendungsfelder erschlossen, welche für etablierte Photovoltaik nicht oder nur eingeschränkt zugänglich sind. Für diese neuartige Funktionalität wird zukünftig ein großes Marktpotential gesehen.

Im Rahmen der vollständigen Wertschöpfungskette des EPOS-Projektverbundes sollen Ergebnisse der Grundlagenforschung im Bereich Material, Prozessierung und Systemaufbau der OPV auf die R2R-Prozess-/Fertigungstechnik übertragen werden. Dabei sind die Ausrichtung der OPV-Zelle auf die zukunftsweisenden End-Anwendungen in den Bereichen Architektur und Textil Voraussetzung für die erfolgreiche künftige Kommerzialisierung der OPVTechnologie.

Von herausragender Bedeutung ist außerdem die Verfügbarkeit eines standardisierten elektronischen Interface (SEI) in Form einer flexiblen bzw. semiflexiblen Mikroleiterplatte zur intelligenten Zusammenschaltung von flexiblen OPV-Zellen zum Modul, welches beim Fertigungsprozess in das Modul integriert wird.

Die Verfügbarkeit der R2R-Anlagentechnik ist die Voraussetzung für die Verwertung der Forschungsergebnisse durch die angestrebte wirtschaftliche Massenfertigung von OPV und wirkt dabei über die Vermarktung der Produktionstechnik als Multiplikator.

Durch Einsatz von Drucktechnologien ohne Vakuumtechnik und Lithographie kann organische Photovoltaik potentiell energieeffizient, preiswert und massenhaft produziert werden. Semi-transparente OPV adressiert neue Anwendungsszenarien, und tritt somit nicht in direkte Konkurrenz mit bereits gut entwickelter anorganischer Photovoltaik. Damit muss die OPV nicht erst etablierte PV aus bestehenden Anwendungen verdrängen, sondern es erschließen sich zusätzliche Anwendungen für die Photovoltaik, die auch einen schnelleren Markteintritt für diese neue Technologie ermöglichen.

Projektpartner

  • 3D-Micromac AG, Chemnitz
  • Bergische Universität Wuppertal
  • EXAKT Advanced Technologies GmbH, Norderstedt
  • Fraunhofer Institut für angewandte Polymerforschung, Potsdam
  • KSG Leiterplatten GmbH, Gornsdorf
  • LayTec in-line GmbH, Berlin
  • PUMA SE, Herzogenaurach
  • Sächsische Walzengravur GmbH, Frankenberg
  • Technische Universität Braunschweig, Institut für Hochfrequenztechnik
  • Technische Universität Chemnitz

Förderkennzeichen: 03EK3529A

Bewilligungszeitraum: 01.09.2014 bis 31.08.2017

OptiPerm

Erforschung der Herstellung von Funktionsfolien mit optimierten Permeationsbarrierebeschichtungen

Teilprojekt: Atmosphären-RzR-Prozessierung sensibler Materialien und Elektronenstrahlintegration

Dank der Förderung durch den Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) und den Freistaat Sachsen entwickelt die 3D-Micromac AG innerhalb des OptiPerm-Verbundprojekts eine neue Technologie sowie die erforderliche Anlagentechnik für die Rolle zu Rolle Beschichtung flexibler Substrate mit elektronenstrahlvernetzten Lackschichten.

Aufgrund des geringen spezifischen Gewichtes, der kostengünstigen Herstellung und der einfachen Prozessierung werden Kunststofffolien in vielen Industriezweigen eingesetzt. Um die Folien noch besser an die jeweiligen Anwendungen anzupassen, finden Modifikationen der Volumeneigenschaften oder Oberflächenbeschichtungen statt. Derzeitige Technologiekombinationen zur Herstellung von Funktionsfolien mit Permeationsbarriereeigenschaften basieren auf ihren Einzeltechnologien ohne ausreichende Abstimmung ihres Zusammenwirkens in technologischer und applikativer Sicht. Im Ergebnis sind Mehrfachschichtsysteme auf Foliensubstraten heute Standard, die zwar eine moderate Permeationsbarriere aufweisen, in ihren optischen und weiteren Eigenschaften aber die applikativen Anforderungen nicht ausreichend erfüllen und sehr kostenintensiv sind.

Das Zusammenspiel der einzelnen Technologien soll innerhalb des geplanten Projektes untersucht werden. Dazu sollen Grundlagenuntersuchungen zur Herstellung Optimierter Permeationsbarriereschichtsysteme für Funktionsfolien aus elektronenstrahlvernetzten Lackschichten in Kombination mit PVD-Schichten angestellt werden. Folgende, detaillierte Themen sollen dabei innerhalb des Teilprojekts der 3D-Micromac AG bearbeitet werden:

• Grundlagenuntersuchungen und Konzept einer für die Herstellung von Permeationsbarriereschichtsystemen optimierten Atmosphären-R2R-Anlage mit integriertem Elektronenstrahlmodul,
• Konzeptionierung und Realisierung eines Maschinenmoduls zur Integration eines Elektronenstrahlers für R2R-Anwendungen inkl. Integration der benötigten Strahlenschutzvorrichtungen,
• Grundlagenuntersuchungen zur Inertisierung schnell bewegter Bahnware im Wirkbereich des Elektronenstrahles,
• Grundlagenuntersuchung zur belastungsarmen Bahnführung von PVD-beschichteten Folien in R2R-Anlagen.

Projektpartner

  • VON ARDENNE GmbH, Dresden
  • 3D-Micromac AG, Chemnitz
  • GfE Fremat GmbH, Freiberg
  • IOT GmbH, Leipzig
  • Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., München
  • Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik, Dresden

Projektnummer: 100235463

Bewilligungszeitraum 15.09.2015 bis 14.09.2018

SAM³

Innovative Fehleranalytik für Erforschung, Entwurf und Qualitätssicherung von 3D integrierten „System in Package“ Technologien

Teilprojekt: Präzise laserbasierte Zielpräparation von Defektbereichen in 3D SiP Lösungen

More than More (MtM)“, „3D Integration (3D IC)“ und „System in Package (SiP)“ sind drei wesentliche Schlüsseltechnologien für höchstintegrierte mikro-/nanoelektronischer Systeme. Diese spielen inzwischen in fast allen unseren Lebensbereichen eine herausragende Rolle. Sie haben besondere Hebelwirkung für technologische Innovationen in den für Deutschland wichtigen Bereichen Mobilität, Energietechnik, Medizintechnik, Industrie4.0, Internet of Things oder Beleuchtungstechnik.

Aufgrund der hohen Anforderungen an Miniaturisierung und Leistungsfähigkeit sind enorme Herausforderungen hinsichtlich Reduzierung von Fehlern beim Einsatz dieser Schlüsseltechnologien zu meistern. Es wird erforderlich, Ursachen von Versagensprozessen sehr genau zu lokalisieren, zu analysieren und beherrschbar zu machen.

Das Projekt SAM³ hat das Ziel, die in Deutschland existierende Kompetenz in Fehlerlokalisierung, Fehlerpräparation und Fehleranalyse durch enge Zusammenarbeit von Halbleiter- und Systemherstellern (Infineon und BOSCH), innovativen Anbietern von neuen Methoden der Fehleranalyse (3D-Micromac, MUEGGE, NanoWorld, point electronic, PVA TePla AS, SmarAct, und WITec) und der Wissenschaft (Fraunhofer IWMH mit seinem Fehleranalysekompetenzzentrum CAM und der Hochschule Reutlingen) zusammenzubringen. Miniaturisierte Systeme sollen schneller entwickelt, zuverlässiger und qualitativ besser gemacht werden.

Die technische Zielsetzung der Forschungsarbeiten von Partner 3D-Micromac AG besteht dabei in der Erforschung von Technologien zur hochgenauen laserbasierten Zielpräparation von 3D-SiP Komponenten und der Erarbeitung der dafür einsetzbaren Anlagentechnik.

Projektpartner

Deutsches Konsortium

  • Infineon Technologies AG, Regensburg, Germany
  • Robert Bosch GmbH, Reutlingen, Germany
  • 3D-Micromac AG, Chemnitz, Germany
  • MUEGGE GmbH, Reichelsheim, Germany
  • NanoWorld Services GmbH, Erlangen, Germany
  • PVA TePla Analytical Systems GmbH, Westhausen, Germany
  • point electronic GmbH, Halle (Saale), Germany
  • WITec GmbH, Ulm, Germany
  • Fraunhofer Institut für Werkstoffmechanik Halle, Halle (Saale), Germany
  • Reutlingen University, Reutlingen, Germany
  • SmarAct GmbH, Oldenburg, Germany

Französisches Konsortium

  • STMicroelectronics, Grenoble, Rousset and Tours, France
  • Thales Systèmes Aéroportés and Thales Research and Technology, France
  • Digit Concept, Secqueville-en-Bessin, France
  • Orsay Physics, Fuveau, France
  • Tours University Greman, Tours, France
  • CNRS– DR12 (LP3), Marseille, France

SAM³ ist ein gemeinsames Projekt in den CATRENE und EURIPIDES2 EUREKA Programmen. Das deutsche Konsortium wird durch das BMBF gefördert.

Förderkennzeichen: 16ES0347

Bewilligungszeitraum 01.10.2015 bis 30.09.2018

SOLAR-TLS

Entwicklung neuartiger und fertigungstauglicher Solarzelltrennverfahren basierend auf „Thermal Laser Separation“

Teilprojekt: Erforschung und Entwicklung von Verfahren und Anlagentechnik für das Solar-TLS

Ein wesentlicher Aspekt aktueller technologischer Entwicklungen im Bereich der Photovoltaik (PV) liegt in der Senkung der Kosten je abgegebener Modulleistung. Ein entscheidender Hebel ist dabei die Steigerung der „cell-to-module“ (CTM) Leistungskennzahl, d.h. die Senkung der Verluste bei Übergang von einzelnen Solarzellen zu fertigen PV-Modulen. Ein möglicher Ansatz ist dabei, Solarzellen vor der Integration in die Module zu teilen, z.B. in Halbzellen, um die elektrischen Verluste zu minimieren. Ein weiterer Aspekt, insbesondere für die nationalen Modulhersteller, ist im Bereich des Sondermodulbaus zu finden. Hierbei können spezielle Modulformen auftreten, die ebenfalls eine Teilung der Solarzellen erforderlich machen. Dabei ist nicht die CTM-Kennzahl im Fokus, sondern die Gestaltungsfreiheit hinsichtlich des Moduldesigns.

In dem Projekt SOLAR-TLS soll es darum gehen, einen industrietauglichen Solarzelltrennprozess basierend auf einer „Thermal Laser Separation“ (TLS) zu entwickeln. Das wesentliche Ziel ist es dabei, Silizium-Solarzellen zu trennen ohne wesentliche Schädigungen an der Zelle durch die Trennung zu induzieren. Im Fokus stehen dabei die elektrischen und mechanischen Eigenschaften der Zellteile nach dem Trennprozess. Diese sind im Idealfall identisch zu den Eigenschaften der kompletten Zelle vor der Trennung. Das TLS-Verfahren ist dafür ein vielversprechender technologischer Ansatz, da er im Unterschied zu einem reinen laserbasierten Verfahren keinen Materialabtrag verursacht und somit eine schädigungsarme Bruchkante sowie eine Steigerung der Lebensdauer des Halbzellmoduls ermöglicht. Im Vergleich zum Vollzellenmodul ist durch die bessere Kantenqualität eine Effizienzsteigerung von 1,5% zu erwarten.

Projektpartner

  • 3D-Micromac AG, Chemnitz
  • Hörmann ITS Cell GmbH, Kabelsketal
  • Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik, Halle
  • Hochschule Anhalt, Köthen

Förderkennzeichen: 0325893A

Bewilligungszeitraum 01.05.2016 bis 30.04.2018

POLDI

POLDI – Hochdurchsatz Technologie für Hocheffiziente (selektive) Emitter mittels Niederdruck POCI3-Diffusion und Laserdotieren

Teilvorprojekt: Anlagenentwicklung für das selektive Laserdotieren

Ziel des Gesamt-Vorhabens POLDI ist die Entwicklung von Verfahren zur wirtschaftlichen Herstellung von Hocheffizienz-Emittern mit niedriger Ladungsträgerrekombination. Dazu wird das Teilvorhaben der 3D-Micromac mit der Anlagen- und Prozessentwicklung im Bereich Laserdotieren, der Prozessintegration in den PERC Prozess sowie der Kostenkalkulation einen wichtigen Beitrag leisten.

Bei der Anlagentechnik sollen Ansätze zur weiteren substanziellen Durchsatzsteigerung entwickelt werden und die Anlagen und Komponenten an die Anforderungen der neuen Hocheffizienz- Laserprozesse angepasst werden. Am Projektende sollen Durchsätze von 5000 Wafer/h pro Anlage erreicht werden. Die Entwicklungen orientieren sich hier zunächst nahe am Stand der Technik. Es sollen Ansätze für präzise lokale Laserdotierung auf Basis von schlanken Anlagenkonzepten entwickelt werden, sowie ein Prozess auf Basis kostengünstiger Infrarot-Laser. Es soll am Projektende für selektive Emitter eine Anlagengenauigkeit von +/-10 μm zur präzisen Alignierung an die Elektrode erreicht werden.

Projektpartner

  • Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme (ISE), Freiburg
  • Centrotherm photovoltaics AG, Blaubeuren
  • 3D-Micromac AG, Chemnitz
  • Amphos GmbH, Herzogenrath

Förderkennzeichen: 0324079C

Bewilligungszeitraum: 01.09.2016 bis 31.08.2019