Forschungsvereinigungen müssen für die Antragstellung im Rahmen der IGF autorisiert sein. Noch nicht autorisierte Forschungsvereinigungen können einen Antrag auf Autorisierung im Förderprogramm Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF) stellen, wenn die Kriterien gemäß der Anlage Förderrichtline erfüllt sind.
Die Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF) ist ein europaweit einzigartiges, themenoffenes und vorwettbewerbliches Förderprogramm des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWE), das kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) einen einfachen Zugang zu praxisorientierter Forschung ermöglicht.
Eine Kurzdarstellung veranschaulicht den Prozess von der Idee bis zur Veröffentlichung des Forschungsergebnisses.
Hier finden Sie eine Übersicht aller IGF-Forschungsvereinigungen.
IGF bewegt: Erhalten Sie in Bild und Ton Einblicke in die IGF.
Mit den Mitteln der IGF werden im transnationalen Netzwerk CORNET auch Projekte gemeinsam mit internationalen Kooperationspartnern durchgeführt ...
Im Rahmen des IGF-Kongresses wurde das IGF-Projekt des Jahres 2025 gewählt. Unter 23 Einreichungen hat der Wissenschaftliche Rat der IGF drei Finalisten nominiert. Das Gewinner-Team wurde durch das Publikum gewählt.
Ein kleiner Ausschnitt der bisher rund 12000 geförderten Projekte bietet einen Einblick in die Vielfalt der Forschungsthemen.
Die Projektdatenbank der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) umfasst rund 12000 abgeschlossene und laufende IGF-Vorhaben seit dem Jahr 1995 und wird regelmäßig aktualisiert.
Hier finden Sie Veranstaltungen mit Bezug zu IGF-Forschungsvorhaben.
Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank
Die Projektdatenbank der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) umfasst rund 12000 abgeschlossene und laufende IGF-Vorhaben seit dem Jahr 1995 und wird regelmäßig aktualisiert.
Suchen Sie nach einem exakten Begriff, setzen Sie diesen bitte in Anführungszeichen.
Möchten Sie sich einige Vorhaben als Auswahlliste abspeichern, können Sie diese mithilfe des Kästchens markieren und als PDF anzeigen lassen.
Die Suchergebnisliste zeigt alle Vorhaben in einem PDF-Dokument an.
Weitere Filter finden Sie in der erweiterten Suche.
Additive Fertigung leistungselektronischer Schaltungsträger
Laufzeit:01.05.2018 - 30.04.2021Vorhaben-Nr. 20144 N
Forschungsvereinigung:
Forschungseinrichtungen:
-
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg Department Maschinenbau Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik
-
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg Department Werkstoffwissenschaften Lehrstuhl III Glas und Keramik
Vorhabenbeschreibung:
Ziel des Forschungsvorhabens ist es zum DCB- (direct copper bonded) und AMB-Prozess (active metal brazing) anhand des Selektiven Laserschmelzens (SLM) ein alternatives Herstellungsverfahren für keramische Schaltungsträger zu entwickeln. Eine stoffschlüssige Verbindung von Aluminiumoxidkeramiken mit Kupfer, realisiert durch einen Bondingprozess (DCB) ist seit Jahren Stand der Technik. Um mit einem additiven Ansatz eine vergleichbare Verbindung zu erzeugen, sollen leitende Kupferstrukturen auf bereits vorgefertigten Keramiksubstraten (Al2O3 und Si3N4) und im Anschluss auf mit Cu2O dotierten keramischen Substraten durch Selektives Laserschmelzen (SLM) aufgebracht werden. Ziel ist es, möglichst dichtes Kupfer mit hoher Haftfestigkeit auf den Substraten zu fertigen.
Aufgrund der geringen Absorption von Kupfer bei einer Laserstrahlung mit einer Wellenlänge von ca. 1070 nm und der sehr guten Wärmeleitfähigkeit von 400 W/mK sind hohe Energieeinträge nötig, um den Werkstoff vollkommen in die flüssige Phase zu überführen. Gegensätzlich dazu steht die Thermoschockempfindlichkeit der Aluminiumoxidkeramik. Um die schlechten Thermoschockeigenschaften der Aluminiumoxidkeramiken zu steuern und kontrollieren, werden die Substrate mittels Laser und beheizbarer Bauplattform vorgewärmt, um den Temperaturgradienten, bei der nachfolgenden Belichtung zum Schmelzen von Kupfer, zu verringern. Außerdem wird der Sauerstoffpartialdruck von bisher 6000 ppm auf ca. 500 ppm reduziert, um die beobachtbaren Oxidationen der Kupferstrukturen zu vermeiden. Weiterhin ist eine erhöhte Haftfestigkeit aufgrund der Cu2O Dotierung im keramischen Substrat zu erwarten. Besagte Haftfestigkeiten werden anhand von Schertests ermittelt und strukturiert mittels statistischen Versuchsplänen (DoE) ausgewertet und dargestellt.
Die Forschungsergebnisse ermöglichen KMU einen tiefen und detaillierten Einblick in eine neue Technologie der additiven Schaltungsträgerherstellung basierend auf dem Selektiven Laserschmelzen.
Ergebniszusammenfassung:
Die erzielten Ergebnisse können in zwei Kategorien eingeteilt werden:
1. Verarbeitung von Reinkupfer im Prozess des Selektiven Laserschmelzens
2. Herstellung eines Metall-Keramik-Verbunds im Prozess des Selektiven Laserschmelzens
Im Hinblick auf Punkt 1 besteht die Herausforderung Kupfer oder andere Buntmetalle mittels Laserstrahlung der Wellenlänge um ca. 1 µm zu verarbeiten. Dies liegt in der hohen Reflektivität und Wärmeleitfähigkeit jener Materialien begründet. In vorliegendem Forschungsprojekt wurde diese Problematik anhand einer Anlagenoptimierung mit darauf gefolgten Prozessstudien gelöst. Anhand eines 500 W-Lasers sowie dem notwendigen optischen Aufbau, um einen geringen Fokusspot zu erzielen, konnten ausreichende Intensitäten erreicht werden, um den Werkstoff Kupfer aufzuschmelzen und entsprechend zu verarbeiten. Parameteruntersuchungen grenzen letztendlich das optimale Prozessfenster ein. Dichtewerte von >99 % konnten somit erzielt werden. Weiterer Forschungsbedarf besteht jedoch in der noch vorliegenden Geometrie- und Richtungsabhängigkeit bei der Verarbeitung des Materials. Insbesondere in Form von einer Anpassung von Scanvektorlängen kann diese Herausforderung reguliert werden.
Hinsichtlich Punkt 2 konnte im Forschungsprojekt ein Materialverbund von Kupfer und Aluminiumoxid im additiven Prozess des Selektiven Laserschmelzens erstmalig hergestellt werden. Hohe Haftfestigkeiten von ca. 30 MPa im Mittel deuten auf eine stoffschlüssige Verbindung hin. Weiterhin können elektrische Leitfähigkeiten von ca. 35 MS/m im gedruckten Zustand und Temperaturwechselbeständigkeiten von >500 Zyklen erreicht werden. Eine nachträgliche Wärmebehandlung verbessert genannte Eigenschaften deutlich. Mögliche Anwendungsfelder beinhalten den Sektor Leistungselektronik mit vertikalen Integrationsmöglichkeiten sowie die Hochfrequenztechnik.