Die InnoProfile-Transfer-Initiative

Bauelemente auf der Basis akustischer Oberflächenwellen (SAW) spielen in der modernen Telekommunikationstechnik eine fundamentale Rolle – als zuverlässig arbeitende Hochfrequenzfilter sind sie in Mobiltelefonen, Funkfernbedienungen und GPS-Geräten genauso vorhanden wie in WiFi- und Bluetooth-Geräten. Zunehmend werden auch völlig neue Anwendungsgebiete für diese akustoelektronischen Bauelemente erschlossen, beispielsweise als Aktoren oder als passive Sensoren mit der Möglichkeit zur Funkfernabfrage.

Bisher eingesetzte Substrat- und Elektrodenmaterialien überschreiten dabei zunehmend ihre Grenzen, etwa wenn im Betrieb Temperaturen von bis zu 1.000 Grad Celsius oder akustische Leistungen von mehreren Watt erreicht werden. Zuverlässig arbeitende Lösungen mit hoher Lebensdauer sind hier nur durch den Einsatz völlig neuartiger Materialsysteme zu erwarten. Diese zu entwickeln ist Inhalt der InnoProfile-Transfer-Initiative HoBelAB.

Aufbauend auf den Forschungsergebnissen des vorangegangenen InnoProfile-Projekts „Akustoelektronische Mikrofluidik“ sollen hier sowohl materialwissenschaftliche Grundlagen als auch technologische Fragestellungen bearbeitet werden, die eine fertigungsnahe Basis für akustoelektronische Bauelemente mit deutlich gesteigerter Belastbarkeit bilden.
 

Die Ziele

Das Gesamtziel des Vorhabens ist die Entwicklung einer innovativen marktorientierten Technologieplattform für hochbelastbare akustoelektronische Bauelemente. Im Fokus steht dabei die Erforschung neuartiger, schädigungsresistenter und temperaturbeständiger SAW-Materialsysteme einschließlich Piezosubstrat, Elektrodenmetallisierung und Kontaktierungssystem.

Daneben soll ein reproduzierbarer, kostengünstiger und überführbarer Fertigungsprozess entwickelt werden, der als flexibles, modulares technologisches Konzept sowohl für Sensoren als auch für Aktorik-Bauelemente anwendbar ist. Durch Entwurf und Fertigung ausgewählter SAW-Bauelemente inklusive deren Testung unter den extremen Belastungsbedingungen hoher akustischer Leistung bzw. hoher Temperatur wird die Technologieplattform verifiziert und optimiert. Die zu erwartenden innovativen Lösungen werden insbesondere für die Partner in der Region eine herausragende Bedeutung haben und in verschiedenen industriellen Bereichen eingesetzt werden können.
 

Die thematischen Schwerpunkte

• Entwicklung, Charakterisierung und Testung temperatur- und leistungsbeständiger SAW-Materialsysteme für den Einsatztemperaturbereich bis 900 Grad Celsius bzw. HF-Leistungen von mehr als einem Watt. Erste Schritte sind die Entwicklung degradationsresistenter Dünnschichtsysteme für Temperaturen über 450 Grad Celsius sowie die mikroakustische Charakterisierung hochtemperaturstabiler piezoelektrischer Einkristallsubstrate.
• Entwicklung eines modularen, kosteneffizienten und fertigungsrelevanten Technologiekonzepts mit hoher Flexibilität zur Herstellung hochbelasteter SAW-Bauelemente
• Design, Herstellung und Testung von Demonstratoren für hochbelastbare akustoelektronische Bauelemente, wie z.B. drahtlose Hochtemperatursensoren auf SAW-Basis
• Lebensdauerbestimmung im Hochtemperaturbereich inklusive Untersuchung von Degradationseffekten und Schädigungsmechanismen an hochtemperaturbelasteten SAW-Elektrodensystemen

Die Partner

Die Forschungsaktivitäten der InnoProfile-Transfer-Initiative werden durch regionale Industriepartner auch finanziell unterstützt:
 

• CREAVAC – Creative Vakuumbeschichtung GmbH
• SAW Components Dresden GmbH

Kontakt

Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (IFW Dresden)
Helmholtzstraße 20
01069 Dresden

Dr. Hagen Schmidt
Institut für Festkörperforschung
Abt. Magnetische und akustische Resonanzen
Tel.: 0351 4659-278
Fax: 0351 4659-313
E-Mail: h.schmidt[at]ifw-dresden.de

Dr. Siegfried Menzel
Institut für komplexe Materialien
Abt. Mikro- und Nanostrukturen
Tel.: 0351 4659-214
Fax: 0351 4659-452
E-Mail: s.menzel[at]ifw-dresden.de


Nähere Informationen zum vorangegangenen InnoProfile-Projekt "Akustoelektronische Mikrofluidik" finden Sie hier. Weitere Informationen zum ebenfalls aus dieser InnoProfile-Initiative hervorgegangenen InnoProfile-Transfer-Verbundvorhaben MiMi finden Sie hier.

Berichterstattung aus dem "Blickpunkt" finden Sie hier.