Aufbau- und Verbindungstechnik für Elektronik-Baugruppen der Höchstintegration

Die vorliegende kumulative Habilitationsschrift spiegelt den Kerngedanken der wissenschaftlichen Schule zur Aufbau- und Verbindungstechnik der Elektronik, wie sie an der Technischen Universität Dresden gepflegt wird, wider. Dieser Grundsatz besteht in der ganzheitlichen Betrachtung der Elektronik-Technologie in ihrer Einheit von verfahrenstechnologischen und prozesstechnologischen Fragestellungen. Der grundlegende Trend für zukünftige Elektronikprodukte ist die Systemintegration. In die Gestaltung der Systeme werden neue, auch nichtelektronische Funktionalitäten eingebunden. Mikromechanisch-optische Systeme, wie beispielsweise in modernen Videoprojektoren eingesetzt, integrieren in kleinstem Volumen Elektronik, Optik und mechanische Aktorik. Gelingt es zukünftig, effiziente Energiespeicher oder –kollektoren (Energy Harvesting) sowie Niedrigenergie-Displays ebenfalls in solche Systeme zu integrieren, so können völlig neuartige autarke, miteinander kommunizierende Systeme geschaffen werden. Die Qualifizierung von neuen Materialien ist in der AVT von immenser Bedeutung. Die Trends im Packaging bringen den Einsatz neuer, skalierter und modifizierter Materialien mit sich. Die Integration dieser Materialien, ihre Prozessierbarkeit und ihr Einfluss auf die Qualität und Zuverlässigkeit der Produkte stellen eine permanente Herausforderung dar. Die Entwicklung speziell angepasster Technologien kann trotz des damit verbundenen Kostenaufwandes notwendig und vorteilhaft sein. Produkte aus z.B. sicherheitsrelevanten Hochtechnologie-Bereichen rechtfertigen den zusätzlichen Aufwand, insbesondere auch unter Zuverlässigkeitsaspekten. Die in der Elektronikproduktion angewandten Technologien und Prozesse sind permanent auch bezüglich der Wirtschaftlichkeit zu hinterfragen. Die Einsparung eines einzigen Teilprozesses kann in der Massenproduktion zu beträchtlichen Kostensenkungen führen. Natürlich darf dies nicht mit einer Verringerung der Qualität oder Zuverlässigkeit „erkauft“ werden. Daher sind die Untersuchung der Prozessparameter und die Abschätzung von deren Auswirkungen von entscheidender Bedeutung. Positioniervorgänge sind in der Elektronikproduktion in vielfältiger Form direkt und indirekt anzutreffen. Die Positioniergenauigkeit kann systematisch dargestellt und als zufallsbestimmte Prozessgröße in ihr Umfeld eingeordnet werden. Stabile und beherrschte Montageprozesse sind nur unter Beachtung des stochastischen Charakters ihrer Parameter möglich. Die produktbezogene Analyse anhand von Maschinen- und Prozessfähigkeiten ist ein wesentliches Werkzeug zur Qualitätsverbesserung. Eng verknüpft mit den Technologien der Aufbau- und Verbindungstechnik sind prozesstechnologische Aspekte der Elektronikproduktion. Zuverlässige technologische Prozesse sind die Voraussetzung für robuste und beherrschte Produktionsabläufe. Trotzdem sind im Sinne der Sicherung einer hohen Produktqualität Prüfprozesse als Mittel des Qualitätsmanagements unerlässlich. Da sie jedoch einen erheblichen Kostenfaktor innerhalb der Produktion ausmachen, ist ihr gezielter Einsatz angebracht. Modelle für die Planung von Prüf- und Reparaturprozessen im technologischen Ablauf einer Elektronikproduktion in Abhängigkeit von Fehlerquoten können mit dem Ziel der Kostenminimierung eingesetzt werden.