Research
Current Projects

Current Research Projects at the Institute of Micro Production Technology

  • Gallium Nitride for Advanced Power (GaN4AP)
    Das Projekt GaN for Advanced Power (GaN4AP) ist ein internationales Kooperationsprojekt, das durch die EU-Initiative ECSEL gefördert wird. Weltweit wächst die Anzahl an Hybrid- und Elektroautos stetig. Damit einhergehend wird auch eine größere Anzahl an Hochleistungselektronik in der Ladetechnik benötigt. Um den steigenden Anforderung gerecht zu werden, soll in diesem Projekt mit Partnern aus Italien, Tschechien, Frankreich und Deutschland Hochleistungstransformatoren auf Galiumnitridbasis realisiert werden. Das IMPT beteiligt sich am Projekt durch die Herstellung von Transformatoren und Induktivitäten in Planartechnik auf Printed Circuit Boards (PCBs) und Molded Interconnect Devices (MIDs). Diese sind zum Ansteuern und Filtern des elektrischen Signals essenziell. Durch die planare Struktur ist es möglich den Forderungen zur Miniaturisierung von elektrischen Systemen und gleichzeitiger Leistungssteigerung gerecht zu werden.
    Year: 2021
    Sponsors: ECSEL (EU)
    Lifespan: 2021 - 2024
  • Magnetic Measurement Advances (MagMA)
    Im Forschungsprojekt Magnetic Measurement Advances (MagMA) erarbeitet das IMPT für seinen Industriepartner GlobalFoundries mögliche Messmethoden und -einrichtungen, um die Qualität und die Eigenschaften abgeschiedener magnetischer Schichten zu bestimmen, ohne dass die Wafer die Produktionslinie verlassen müssen. Aufgrund der Limitierungen der etablierten Messverfahren erfolgt die Untersuchung der Schichten notwendigerweise an herausgetrennten Stücken des Wafers. Das hat jedoch zur Folge, dass eine weitere Bearbeitung des Wafers im Anschluss nicht mehr möglich ist, da dieser nur als Ganzes prozessiert werden kann. Das verursacht nicht nur bei der Entwicklung neuer Schichtstapel erhebliche Mehrkosten, sondern auch bei der Qualitätssicherung bestehender Systeme und Prozesse.
    Leaders: Eike Fischer
    Year: 2021
    Sponsors: GlobalFoundries
    Lifespan: 2021 - 2022
  • Kraftsensitive Führungssysteme auf Basis direktabgeschiedener bauteilindividueller Sensorik
    In den Werkzeugmaschinen der modernen Produktionstechnik stellen Kräfte eine wichtige Informationsquelle zur Prozess- und Zustandsüberwachung dar. So lassen sich mit einer Überwachung der auftretenden Prozesskräfte Werkzeugbrüche und Prozessfehler erkennen sowie Werkzeugabdrängung und Werkzeugverschleiß abschätzen. Am Beispiel einer Portalfräsmaschine kommen in diesem Projekt aufgrund der hohen Anforderungen an die notwendigen Sensoren neuartige, direktabgeschiedene Dehnungsmessstreifen (DMS) zum Einsatz. Die Herstellung geschieht dabei direkt auf den Führungswagen (siehe Abbildung), mit deren Hilfe der Fräskopf in allen drei Raumrichtungen auf Linearprofilschienen bewegt wird. Dabei entstehen besonders dünne und sensitive Sensoren, die die Kräfte und Momente hochgenau aufnehmen können. Durch Methoden zur Simulation der optimalen Sensorpositionen und Sensordatenfusion wird das volle Potenzial der Technologie ausgeschöpft.
    Year: 2021
    Sponsors: DFG
    Lifespan: 2021 - 2024
    © Bosch-Rexroth
  • Ultraschall-Silbersintern
    Die heutigen Anforderungen an Leistungselektronik sind besonders durch die E Mobilität stark gestiegen, sodass die Verbindungseigenschaften von bewährten Verfahren wie z.B. Löt- oder Klebeverfahren nicht mehr zukünftigen Anforderungen genügen. Das Silberverbindungssintern gewinnt aufgrund der überlegenen elektrischen und thermischen Eigenschaften an Bedeutung. Die langen Prozesszeiten und hohen -temperaturen sowie -drücke verhindern jedoch den flächendeckenden Einsatz des Fügeverfahrens. Hier setzt das von der DFG geförderte Projekt an und erforscht die Optimierung dieser Prozessparameter durch den Einsatz von Ultraschall. Mit Hilfe geeigneter Legierungspartner werden außerdem niedrigschmelzende Sinterpasten hergestellt, mit welchen der Prozess des Ultrasonic Transient Liquid Phase Sintering (ULTPS) etabliert werden soll.
    Year: 2021
    Sponsors: DFG
    Lifespan: 2021 - 2023
  • Quantum Valley Lower Saxony
    Das übergeordnete Ziel des QVLS besteht in dem Aufbau eines Quantencomputers mit 50 Qubit. Das IMPT ist Teil dieses exzellenten Forschungsnetzwerks mit Zugang zu einzigartiger Infrastruktur des gesamten Konsortiums. Das Team ist sowohl national als auch international hervorragend vernetzt und nimmt (neben QVLS-Q1) an wichtigen Kollaborationen, einschließlich des Exzellenzcluster „QuantumFrontiers“ teil. Das IMPT ist Teil mehrerer Teams. In QVLS T2.4 befassen wir uns aufbauend auf unserer Expertise im Bereich der Atomchip-Fertigung mit der Entwicklung und dem Aufbau eines Atomchips mit der Möglichkeit, ein Glasgehäuse auf der Oberfläche des Atomchips aufzubringen und diesen zu kapseln. In diesem Zuge evaluieren wir die Fügetechniken hinsichtlich der Hermetizität. In einer neuartigen Implementierung dieser Atomchips mit einer Gitter-basierten magneto-optischen Falle soll ferner die Integration eines optischen Gitters in die Atomchip-Oberfläche erfolgen. In QVLS T3.1 entwickeln wir Prozesse und Methoden, um einen Ionenfallen-Chip mitsamt der dazugehörigen Quantenkontrollkomponenten (CMOS-Elektronikchip, aktiver photonischer Chip, passiver optischer Interposer) zu verbinden. Das schließt alle Verbindungen zur Außenwelt (Kabel, Fasern) mit ein. Diese Ionenfallen-Packaging-Lösung wird auf Techniken der 3D-Hybridintegration basieren, um das Stapeln und Bonden von Dies aus Keramik-, Glas- und Siliziumsubstraten auf Waferebene zu ermöglichen. In QVLS T3.3 befasssen wir uns im Zuge der Miniaturisierung des Vakuumsystems und der für den Betrieb des Quantensensors notwendigen Peripherie mit der Evaluierung des Fügens von Glas auf Titan sowie dem Fügen von Komponenten unter UHV-Bedingungen (themo-kompressiv und anodisch). Ferner sind wir an der Entwicklung einer Pumptechnik beteiligt, die zunächst auf Basis von nicht verdampfbaren Gettermaterialien (NEG) ausgeführt werden soll. Weiterhin entwickeln und charakterisieren wir eine Plattform für chip-basierte Atomquellen für die Nutzung in Quantensensoren.
    Year: 2021
    Sponsors: VolkswagenStiftung & Niedersächsisches Ministerium für Wissenschaft und Kultur
    Lifespan: 2021 - 2025
  • SFB 1368 C03 – Untersuchung tribologischer Systeme für Werkzeugbeschichtungen in inerter Atmosphäre
    Im Sonderforschungsbereich 1368 „Sauerstofffreie Produktion“ werden Vorgänge und Mechanismen in den Prozessen der Fertigungstechnik untersucht, die unter sauerstofffreier Atmosphäre durchgeführt werden. Das IMPT erforscht dabei im Teilprojekt C03 den Einfluss der Atmosphäre auf tribologische Systeme für die spätere Entwicklung von Werkzeugbeschichtungen in inerter Atmosphäre. Wichtige Aspekte sind dabei unter anderem die Identifizierung und Quantifizierung grundlegender Zusammenhänge der Verschleißvorgänge in silan-dotierter Atmosphäre, Diffusions- und Adhäsionseffekte und die Untersuchung möglicher neuartiger Legierungsbildungen an den Grenzflächen.
    Year: 2020
    Sponsors: DFG
    Lifespan: 2020 - 2023
  • QCHIP
    Am IMPT werden sogenannte Atomchips als Bestandteil von magneto-optischen Fallen für kompakte Materiewelleninterferometer entwickelt. In Kombination mit einer aufwendigen Laserkühlung erzeugen diese Atom Chips Magnetfeldkonfigurationen, um Atome unter Ausnutzung des Zeeman Effekts zu fangen und zu kühlen. Dies stellt den ersten Schritt zur Erzeugung eines Bose-Einstein-Kondensats dar, welches als Testmasse für die Interferometrie dient. Um solche hochpräzisen Materiewelleninterferometer im Feld oder an Bord von Satelliten nutzen zu können, soll die Miniaturisierung weiter vorangetrieben werden. Die Anzahl der für die Kühlung notwendigen Laser und Elektronik kann reduziert werden, indem die Oberflächen der Atomchips mit optischen Gittern strukturiert werden. Durch die geschickte Ausnutzung von Beugungseffekten kann somit der Betrieb mit nur einem Laser erfolgen.
    Year: 2019
    Sponsors: BMWi
    Lifespan: 2019 - 2022
  • Batchgefertigte nachgiebige Mikroschleifwerkzeuge für die Endbearbeitung metallischer Oberflächen
    Dünnfilmtechnisch hergestellte Schleifwerkzeuge weisen großes Potenzial für die Fertigung hoher Oberflächengüten und für die Fertigung von Mikrostrukturen auf. Im Rahmen dieses Vorhabens ist das Ziel die Untersuchung und Modellierung der Zusammenhänge zwischen dem Herstellungsprozess und dem Einsatzverhalten der neuartigen, nachgiebigen Mikroschleifwerkzeuge
    Year: 2019
    Sponsors: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
    Lifespan: 2019 - 2022
  • KACTUS II
    Innerhalb des ersten Verbundprojekts KACTUS konnte am IMPT in Zusammenarbeit mit dem Institut für Quantenoptik (IQ) und der Humboldt Universität Berlin (HUB) eine neue Generation Atomchips entwickelt werden, welche sich durch geeignetere Materialien und bessere Fügeprozesse auszeichnen, sodass diese neue Atomchipgeneration sich durch schnelleres Schaltverhalten und bessere Vakuumeigenschaften auszeichnen. Basierend auf dieser neuartigen Plattform sollen im Rahmen von KACTUS II den Atomchips weiterführende Funktionen hinzugefügt werden, welche neben der weitergehenden Miniaturisierung auch eine drastische Reduktion der Komplexität des Gesamtaufbaus zur Folge haben werden. Hierbei steht die Untersuchung neuer Chipmaterialien, die Einbringung mehrerer stromführender Lagen pro Chip und die Verbesserung der optischen Qualität der Spiegelschicht für interferometrische Anwendungen im Vordergrund.
    Year: 2019
    Sponsors: BMWi
    Lifespan: 2019 - 2022
  • AiF
    Die Bauteilqualität von Tiefziehteilen unterliegt im Serienbetrieb gewissen Prozessschwankungen auf Grund sich ständig verändernder Eingangsgrößen. Eine umfassende Prozessüberwachung könnte in diesem Zusammenhang eine gleichbleibende Ziehteilqualität sicherstellen und die Anzahl an Ausschussteilen reduzieren. Im Rahmen des Projektes soll der Materialfluss des Tiefziehblechs mit Hilfe einer am IMPT speziell hierfür entwickelten Sensoreinheit erfasst und ausgewertet werden. Das Projekt beinhaltet u.a. die simulative Auslegung und dünnfilmtechnische Fertigung eines induktiven Sensors sowie den Aufbau eines Regelkreises im industrienahen Umfeld.
    Year: 2019
    Sponsors: Forschungsvereinigung für Stahlanwendungen (FOSTA)
    Lifespan: 2019 - 2021
  • Quantum Frontiers
    Der Exzellenzcluster QuantumFrontiers vereint die Forschungsstärken der Leibniz Universität Hannover, der TU Braunschweig und der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt in Braunschweig mit dem Ziel der Entwicklung von neuen Messkonzepten und Sensortopologien, die auf photonischen Systemen, dedizierten Halbleitersystemen, Nanostrukturen, quanten-manipulierten atomaren und molekularen Ensembles, und sogar makroskopischen Objekten basieren. Das IMPT konzentriert sich dabei schwerpunktmäßig auf die Atominterferometrie und ist mit zwei Arbeitsgruppen involviert
    Year: 2019
    Sponsors: DFG
    Lifespan: 2019 - 2025
  • PhoenixD
    Das Exzellenzcluster PhoenixD beschäftigt sich mit der Thematik optische Präzisionsgeräte schnell und kostengünstig mittels additiver Fertigung zu realisieren. Diese Vision vereint Forschende aus den Fakultäten Maschinenbau, Physik, Elektrotechnik Informatik und Chemie der Leibniz Universität Hannover und der TU-Braunschweig. Die Forschenden arbeiten gemeinsam an der Simulation, Herstellung und Anwendung optischer Systeme. Die zurzeit auf Glas basierenden Systeme sind aufwendig, meist per Hand, hergestellt und benötigen teilweise große Bauräume. Die Zusammenarbeit der unterschiedlichen Fachbereiche soll nun ein digitales Fertigungssystem erarbeiten mit denen individualisierte optische Produkte realisiert werden können.
    Year: 2019
    Sponsors: DFG
    Lifespan: 2019 - 2025
  • SFB 653 T14 - Entwicklung und Herstellung von direktabgeschiedener Sensorik auf Baugruppen einer Bohrlochgarnitur
    Im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 653 „Gentelligente Bauteile im Lebenszyklus“ ist dieses Transferprojekt in Zusammenarbeit mit einem Industriepartner entstanden. Ziel des Projekts ist die dünnfilmtechnische Herstellung sensibler Dehnungsmessstreifen (DMS), die die mechanischen Belastungen von Bohrgarnituren detektieren können und den Umgebungsbedingungen unter Tage standhalten. Hierzu kommt eine neuartige, zum Patent angemeldete Beschichtungsanlage zum Einsatz, die es erlaubt, Sensoren direkt auf Bauteiloberflächen beliebiger Größe abzuscheiden. Das Projekt adressiert neben der Entwicklung temperaturkompensierter DMS auch den Aspekt der Abscheidung auf gewölbten Oberflächen.
    Year: 2018
    Sponsors: DFG
    Lifespan: 2018 - 2021
  • WInSiC4AP
    Das Projekt Wide Band Gap Innovative SiC for Advanced Power (WInSiC4AP) ist ein internationales Kooperationsprojekt, das durch die EU-Initiative ECSEL gefördert wird. Die über 20 Partner aus Frankreich, Italien und Deutschland entwickeln gemeinsam Halbleiterelemente und Schaltungen, die auf Siliciumcarbid beruhen.
    Year: 2017
    Sponsors: ECSEL (EU)
    Lifespan: 2017 - 2021
  • Fundamental investigation of the mechanisms of ultrasonic wedge-wedge bonding using varying topographies
    Ultrasonic wire bonding has been used in microelectronics for more than half a century. However, the underlying mechanisms are not fully understood, which prevents further improvement of this technique. This project’s aim is to find unknown mechanisms and investigate their influence on the bonding process.
    Year: 2017
    Sponsors: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
    Lifespan: 2017 - 2019
  • Compact atom chip technology for the use in zero-gravity (KACTUS)
    The goal of the KACTUS project is to further miniaturize and further develop scientific instruments for the generation of Bose-Einstein condensates, a macroscopic quantum object in which the majority of the particles are in the same quantum mechanical state. The particles all have the same wave function and thus form the basis for atom interferometry, in which the wave properties of atoms are analyzed, for example to determine the gravitational constant.
    Year: 2017
    Sponsors: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
    Lifespan: 2016 - 2019
  • Collaborative project "Light-based analytics for the quantitative determination of chlorine dioxide" (LAClO2)
    The goal of this cooperation project is the realization of an innovative sensor that can determine the concentration of chlorine dioxide using direct photometric analysis.
    Year: 2015
    Lifespan: 2015 - 2017
  • Planar Optronic Systems (PlanOS) - A05
    The aim of the project is to produce totally polymer-based, large-area sensor networks that can completely do without electronic components.
    Year: 2014
    Sponsors: German Research Foundation
    Lifespan: 2013-1017
  • FOSTA Research Project (P 1065) – Tool-Integrated Temperature Measurement for Press Hardening
    The aim of the research project, “Tool-Integrated Temperature Measurement for Press Hardening,” is temperature measuring in a press hardening tool without affecting the tool properties. The temperature measurement can be in contrast with traditionally used tactile measuring sensors due to the newly developed sensor surface and because the contacting of the sensor can be carried out much more accurately.
    Year: 2014
    Lifespan: 01.09.2014 - 31.08.2016