Lehrstuhl für Fertigungstechnologie, Universität Erlangen-Nürnberg

Prozessverhalten von Silizium als Werkzeugwerkstoff für das Mikroscherschneiden metallischer Folien



Datum: 14.12.2016


Autor


Berichterstatter

  • Prof. Dr.-Ing. habil. M. Merklein
  • Prof. Dr.-Ing. M. Schmidt

Der Trend zur weiteren Miniaturisierung und Funktionsintegration elektronischer Produkte und metallischer Bauteile stellt hohe Ansprüche an die Werkzeuge für mechanische Fertigungsverfahren. Da etablierte Herstellmethoden hier an ihre technischen und wirtschaftlichen Grenzen stoßen, wurde im Rahmen dieser Arbeit ein mikrosystemtechnischer Ansatz gewählt, bei dem auf Waferebene Mikroschneidstempel aus Silizium mit Breiten unter 100 µm ätztechnisch gefertigt wurden. Die zentrale Herausforderung bei der Verwendung von Silizium für Werkzeuge ist dessen hohe Sprödheit, die Rissausbreitung und Brüche während des Schneidprozesses begünstigt. Auf Basis experimenteller Untersuchungen und FE-Simulationen wurde ein grundlegendes Verständnis zum Einsatzverhalten von Silizium als Werkzeugwerkstoff zum Mikroscherschneiden dünner Kupfer-folien erarbeitet. Diese Kenntnisse wurden für eine anwendungsangepasste Schneidkantenmodifikation sowie zur Ermittlung und Vermeidung kritischer Prozessfehler genutzt, um eine Erhöhung der Werkzeugstandzeit zu erzielen.