Jahresbericht 2018...HASLERRAIL Als einer der Pioniere der Eisenbahnindustrie arbeitet die HASLER-...

Konrad-Zuse-Straße 14 • D-99099 Erfurt • [email protected] • www.cismst.de

Jahresbericht 2018

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Impressum

Impressum

Herausgeber:CiS Forschungsinstitut für Mikrosensorik GmbH

Fotos und Grafiken:• CiS Forschungsinstitut für Mikrosensorik GmbH• Sebastian Reuter• IHK Gera• Martin Rohrmann• LEG Thüringen• pixabay• CERN• Max-Planck-Institut für Physik• Sophia Elizabeth Bennett• iStock.com / PBouman• Collin Wood• R. Cardella

Layout:Blueline Agentur für Kommunikation

Die in diesem Bericht enthaltenen Angaben entsprechen den bis zur Erscheinung bekannten Sachverhalten. Alle Angaben und Berechnungen beruhen auf gewissenhafter Prüfung.

Inhaltsverzeichnis

Vorwort 4

Über das CiS Forschungsinstitut 6

Streiflichter & Highlights 10

Erweiterung der technischen Infrastruktur 24

Aktuelle F&E Projekte 28

Nachwuchsförderung 42

Mitwirkung in Vereinen, Verbänden und Fachausschüssen 50

Ausgewählte Veranstaltungen 52

Publikationen & Konferenzen 2018 58

Anschriften, Ansprechpartner und Gremien 63

InhaltsverzeichnisImpressum

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25 Jahre sind eine lange Zeit. Für den Einen ist es der Zeitraum, nach dem man die Silberne Hoch-zeit feiert, für den Anderen ist es einfach ein Vier-teljahrhundert. Für das CiS bedeutet es: 25 Jahre Erfahrung. 1993 hervorgegangen aus der Erfurter Mikroelektronik bildet nach wie vor das Wissen auf dem Gebiet der Siliziumtechnologien die Ba-sis unseres erfolgreichen Wirkens.

Nach intensiver Aufbauarbeit gelang es 1998 den beherzten Gründern, mit technologischem Pio-niergeist und Mut die kleine Keimzelle CiS Insti-tut für Mikrosensorik e.V. in eine gemeinnützige GmbH zu überführen.

Diesen Status haben wir bis heute bewahrt und unser Geschäftsfeld ausgebaut.

Kommen wir zurück zum Hier und Heute. Das CiS hat sich zu einem anerkannten F&E-Part-ner für Forschung und Industrie entwickelt.

Diese positive Entwicklung beruht vor allem auf der zielstrebigen und engagierten Tätigkeit aller unserer Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter, welche

seit der Gründung mit wertvollen Ideen und Ent-wicklungen für unsere Industriepartner Know-how bereitstellen.

Mit unserer Kompetenz stellen wir uns den ge-sellschaftlichen Aufgaben eines ressourcenscho-nenden Umgangs mit Material und Energie. Dabei fokussieren wir auf die Entwicklung mikromecha-nischer und mikrooptoelektronischer Sensoren, Systeme und deren Miniaturisierung. Einen wei-teren Schwerpunkt bildet die Entwicklung extrem strahlungsharter und großformatiger Siliziumde-tektoren. Technische Eigenschaften wie Zuverläs-sigkeit, Langzeitstabilität und hohe Genauigkeit der Mikrokomponenten begründen unsere inter-nationale Reputation und eine Spitzenstellung bei Drucksensoren, Strahlungsdetektoren und mikro-optischen Bauteilen. Um unsere Innovationen zu schützen, haben wir seit unserer Gründung ca.100 Patente angemeldet und 14 an die Industrie ver-kauft. Unsere Ergebnisse bedienen Zukunftsmärk-te wie Industrie 4. 0 und Digital Health. Ebenso un-terstützen wir Großforschungseinrichtungen mit unseren Strahlungsdetektoren bei der Suche nach dem Ursprung des Universums.

Dabei entwickeln wir unsere bewährten technolo-gischen Plattformen ständig weiter für bestehen-de Geschäftsbeziehungen und andere Branchen wie die Energiewirtschaft. Neue Kernkompe-tenzen, Ergebnis vieler Forschungsprojekte und Industriekooperationen, erweitern unser Ange-botsspektrum für Wirtschaft und Wissenschaft. Dazu gehören beispielsweise die Aufbau- und Verbindungstechnik für LED-basierte Systeme von Ultraviolett bis Infrarot sowie Technologie-plattformen für die effiziente Serienfertigung. Bewährte Drucksensorkomponenten werden für hohe Temperaturen und raue Umgebungsbedin-gen gemacht. Im Entwicklungsprozess entstehen alternative Konzepte für eine kostengünstigere Fertigung in der Produktion. Flankiert werden alle Maßnahmen durch den Ausbau unserer Messtech-nik, zum Teil durch Eigenentwicklungen.

Dabei arbeiten wir eng mit der Industrie sowie Universitäten und Forschungseinrichtungen zu-sammen und transferieren Ergebnisse der Grund-lagenforschung in industrietaugliche kundenspe-zifische Lösungen.

Als An-Institut der Technischen Universität Ilme-nau und Mitglied der Deutschen Industriefor-schungsgemeinschaft Konrad Zuse e.V. demonst-rieren wir diese Brückenfunktion eindrucksvoll.

International sind wir in der wissenschaftlichen Community gut vernetzt. Besonders mit dem CERN verbindet uns eine langjährige fruchtbare Zusammenarbeit. Einen neuen Akzent haben wir in den Forschungsbeziehungen mit der Yokoha-ma Nationaluniversität in Japan gesetzt. Unser Fokus liegt hier bei Themen der Detektorphysik und der Energieeffizienz von mikroelektronischen Bauelementen. Nach der erfolgreichen Gründung des Deutsch-Chinesischen MEMS Smart Sensor In-stitutes in Jiangsu, China, wurde am 28.05.2018 das Institut im Beisein der Thüringer Wirtschafts-delegation unter Leitung von Minister Tiefensee feierlich eröffnet. Vorbild ist hier das Modell einer wirtschaftsnahen Forschungseinrichtung, analog dem CiS Forschungsinstitut.

Auch zukünftig möchten wir unser Wachstum wirtschaftlich stabil und kontinuierlich fortsetzen. Dabei liegt unser Augenmerk auf einer kontinuier-lichen Modernisierung der technischen Ausstat-tung, einem sparsamen Ressourceneinsatz sowie einer engen Verzahnung mit unseren mittelstän-dischen Partnern. Interessante Arbeitsaufgaben, attraktive Arbeitsbedingungen und ein facetten-reiches betriebliches Versorgungssystem bilden einen Rahmen für langjährige Mitarbeiterbindun-gen.

An dieser Stelle möchten wir uns bei allen Pro-jekt- und Kooperationspartnern für die tatkräftige Unterstützung und hervorragende Zusammenar-beit in den 25 Jahren unseres Bestehens bedan-

ken. Herzlichen Dank auch den Fördergebern der EU, des Bundes und Landes Thüringen, welche mit ihrem Beitrag zahlreiche innovative Lösungen und Entwicklungen ermöglicht haben.

Ganz besonders bedanken wir uns bei allen unse-ren MitarbeiterInnen, deren Leistungen den wis-senschaftlichen und wirtschaftlichen Gewinn un-seres Institutes begründen.

Auch in Zukunft möchten wir Ihnen als Forschungs- und Entwicklungspartner zur Seite stehen und laden Sie herzlich ein, unsere Messestände und Workshops 2019 zu besuchen. Wir freuen uns auf neue spannende Kooperationen, Erfahrungen auszutauschen und technologische Herausforde-rungen für Ihre Wertschöpfung zu meistern.

Mit unserem Jahresbericht aus 25 Jahren For-schung und Entwicklung können Sie unseren Bei-trag für Ihre Lösungen ausloten und uns näher kennenlernen. Viel Freude bei der Lektüre.

Sehr geehrte Leserin, sehr geehrter Leser,

Thomas BrockProf. Thomas Ortlepp

VorwortVorwort

Die CiS Forschungsinstitut für Mikrosensorik GmbH ist eine im Jahr 1993 gegründete ge-meinnützige, wirtschaftsnahe Forschungsein-richtung. Schwerpunkt ist die Entwicklung von Silizium-Technologien für hochwertige Mikro- sensoren und Sensorsysteme sowie Siliziumde-tektoren. Technische Eigenschaften wie Zuver-lässigkeit, Langzeitstabilität und hohe Präzision der Mikrokomponenten begründen die interna-tionale Reputation des Institutes und die Spit-zenstellung bei Drucksensoren, Strahlungsde-tektoren und mikrooptischen Systemen.

Über das CiS Forschungsinstitut

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Mit technologischen Spezialitäten wie 3D-Struktu-rierung, Stapeltechnologien und der beidseitigen Wafer-Prozessierung gehört das CiS Forschungs-institut zu den Technologieführern in der Branche. Auf den Feldern der optischen, mikromechani-schen, piezoresistiven Sensoren sowie Silizium-detektoren unterstützt das CiS Forschungsinstitut insbesondere kleine und mittlere Unternehmen bei der Entwicklung neuer innovativer Produk-te. Schwerpunkte liegen u. a. in der Entwicklung von hochstabilen Drucksensorkomponenten für Gerätehersteller in der Prozessautomation oder speziellen Aufbau- und Verbindungstechniken für optische Sensoren, beispielsweise UV-LEDs. Wei-terhin werden Strahlungsdetektoren für Großfor-schungseinrichtungen in der Hochenergiephysik wie das CERN entwickelt und hergestellt.

Aufbauend auf einer fast 25jährigen „Competence in Silicon“ reicht die Expertise von der ange-wandten Forschung über die kundenspezifische Entwicklung bis zur Kleinserienfertigung von kundenspezifischen Mikrokomponenten. Das CiS

Forschungsinstitut verfügt ebenso über die Ge-samtheit der technologischen Teilschritte für die Mikromontage von mikroelektronischen Kompo-nenten und mikrosystemtechnischen Sensormo-dulen sowie Spezialtechnologien für kundenspe-zifische Entwicklungen.

Dieses Know-how befähigt das CiS Forschungs-institut, als zentrales Bindeglied zwischen Halb-leitertechnologien und Anwendungsfeldern zu agieren und damit den Transfer von Wissenschaft in die Wirtschaft zu gestalten. Fast die Hälfte der Leistungen erbringen die Erfurter Wissenschaft-ler und Ingenieure für Thüringer KMU – quasi als ausgelagerte F&E-Abteilung. Durch die externe Beauftragung von Entwicklungsleistungen ohne eigenes Invest in Manpower oder Anlagen stär-ken diese KMU damit ihre Wettbewerbsfähigkeit auf den globalen Märkten. Auch langfristige, stra-tegische Partnerschaften mit international agie-renden Unternehmen bilden den Schlüssel des Erfolgs der Forschungseinrichtung.

Im Jahr 2002 hat das CiS Forschungsinstitut im Erfurter Südosten eine Immobilie mit hochwertig ausgestatteten Laborräumen, Reinräumen sowie Büro- und Kommunikationsräumen bezogen.

Im Auftrag und mit Förderung durch Ministerien und Behörden der EU, des Bundes und der Länder werden geförderte, zukunftsrelevante Forschungs-projekte durchgeführt, die zu Innovationen im öf-fentlichen Nachfragebereich und in der Wirtschaft beitragen. Damit werden die Voraussetzungen geschaffen, Innovationen im privaten und öffent-lichen Sektor voranzutreiben. Unsere Forschungs-arbeiten zielen auf eine zeitnahe und diskriminie-rungsfreie Verwertung der Ergebnisse. Gewinne werden ausschließlich für gemeinnützige Zwecke verwendet. Alle Einnahmen kommen so grund-sätzlich der Forschung und Entwicklung zugute.

Das CiS Forschungsinstitut ist ein An-Institut der TU Ilmenau und unterstützt die Ausbildung und den Transfer von Ergebnissen der Grundlagenforschung in die industrielle Anwendung. Zertifiziert ist das CiS Forschungsinstitut nach DIN EN ISO 9001:2015, Gesellschafter des Instituts ist der CiS e.V.

Über das CiS ForschungsinstitutÜber das CiS Forschungsinstitut

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Am 28. Juni 2018 war es soweit. Gemeinsam mit 100 Gästen aus Forschung, Politik und Wirtschaft feierten wir unser 25jähriges Institutsjubiläum. Ministerpräsident Bodo Ramelow beleuchtete in seinem Grußwort die großen Leistungen beim Auf- und Ausbau einer eigenständigen Thüringer Forschungseinrichtung. Der Sensorexperte Prof. Dr. Roland Werthschützky (Technische Universität Darmstadt) porträtierte in seinem Festvortrag die Entwicklung von einfachen Drucksensoren aus Si-lizium bis zu anspruchsvollen Industrielösungen und gab einen Ausblick auf zukünftige Märkte.

Prof. Dr. Paolo Giubellino, wissenschaftlicher Ge-schäftsführer der Teilchenbeschleunigerzentren (FAIR GmbH und GSI Helmholzzentrum für Schwe-rionenforschung GmbH) gab einen Ausblick auf die großen Forschungsschwerpunkte in der Teil-chenphysik und deren praktische Anwendung. Siliziumbasierte Sensoren, eine Kernkompetenz des CiS Forschungsinstitutes, können in den Zu-kunftsfeldern Industrie 4.0, Health Care, nachhal-tige Energieversorgung und Mobilität noch viel Potenzial entfalten.

Thema: 25 Jahre Forschung – Innovation – MikrosensorikStreiflichter &

Highlights

Streiflichter & Highlights

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GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenfor-schung GmbHDas CiS verfügt über eine herausragende wis-senschaftliche und tech-nologische Kompetenz bei der Entwicklung und Herstellung der Siliziumsensoren.

In mehr als 10 Jahren enger Zusammenarbeit mit dem GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenfor-schung bei der Entwicklung doppelseitiger Silizi-um-Mikrostreifensensoren für den zentralen Spur-detektor des Compressed Baryonic Matter (CBM) Experiments bei FAIR hat CiS hochwertige Prototy-pen hergestellt und ist bereit für die Teilnahme an der Ausschreibung zur Sensor-Serienproduktion.

Dr. Johann M. Heuser

BIOTRONIK SE & Co. KGDas CiS Forschungsins-titut ist unser langjäh-riger F&E-Partner von kundenspezifischen MEMS-Technologien für medizinische Applikationen.

Neben der wissenschaftlichen Expertise des Institu-tes sind für uns Machbarkeitsstudien, Analytik- und Charakterisierungsleistungen sowie die nachgela-gerte Produktion der entwickelten MEMS-Kompo-nenten für unser Haus von besonderem Interesse und in mehreren Projekten erprobt.

Wir schätzen sehr die kooperative, offene Atmo-sphäre in den Projekten und das unkomplizierte Herangehen an Problemlösungen.

Dr. Olaf Skerl

E+HDie CiS Forschungsin-stitut für Mikrosen- sorik GmbH ist für Endress+Hauser ein wichtiger Partner in der Entwicklung von Druckmeßgeräten. In langjähriger, vertrauensvoller Zusammen-arbeit entstanden verschiedene Generationen von Drucksensorchips, die in die unterschied-lichsten Anwendungen der Verfahrenstechnik eingeflossen sind.

Michael Philipps

EyeSense GmbHSeit 2010 arbeiten wir erfolgreich zusammen. Dafür war vor allem das wissenschaftliche und prozesstechnische Know-how ausschlag-gebend. Die Kompeten-zen im Bereich opto-elektronischer Komponen-ten ergänzen unsere eigenen ideal und ermög-lichten die Realisierung der hochinnovativen Produktidee eines kontinuierlich messenden Faseroptik-Sensors zur Überwachung des Blut-zuckers mit dem wir die Lebensqualität von Menschen mit Diabetes nachhaltig verbessern wollen. Die überaus positiven Ergebnisse der klinischen Studien des FiberSense-Systems sind ein Beleg für die kreative Zusammenarbeit, die mit Sicherheit auch über die Markteinführung hinaus fortgesetzt werden wird.

Dr. Achim Müller

HASLERRAILAls einer der Pioniere der Eisenbahnindustrie arbeitet die HASLER- Rail AG mit dem CiS seit 2013 erfolgreich zusammen. Das wissenschaftliche und prozesstechnische Know-how des CiS trägt zur Re-alisierung hochinnovativer Produktideen wie dem schlupffreien opto-elektronischen Geschwindig-keitsmesssystem (CORRail®1000 Sensor) für die Eisenbahn bei.

Die Testphase dieses Sensors ist mittlerweile abgeschlossen und die Markteinführung mit der Installation auf der DB BR401 (ICE-1) Flotte im Rahmen der ETCS Modernisierung erfolgreich ge-startet.

Thorsten Schreiner

CERNStrahlungsdetektoren aus dem CiS For-schungsinstitut haben beigetragen, bahnbre-chende Entdeckungen am CERN mit zu er-möglichen. Neben Forschung und Entwicklung ist das CiS auch Pro-duzent von Strahlungsdetektoren, die bei ver-schiedenen Experimenten eingesetzt werden.

Für diese herausragenden Leistungen haben wir das CiS bereits zwei Mal ausgezeichnet. Wir sind stolz auf diese langjährige Kooperation und ent-wickeln nun gemeinsam die nächste Generation extrem strahlungsharter Detektoren.

Dr. Heinz Pernegger

Statements aus Industrie & Forschung

Frau Dr. Cornelia Haase-Lerch, stellver-tretende Hauptgeschäftsführerin der IHK, überreichte der Geschäftsführung die Eh-renurkunde zum 25jährigen Jubiläum. An-lass auch für viele Partner aus Industrie und Forschung, ihre Wertschätzung zum Ausdruck zu bringen.


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pmdtechnologies ag Die pmdtechnologies ag gratuliert herzlich dem CiS Forschungsin-stitut zum 25. Firmen-jubiläum.

Als Lieferant und Fertiger für die von pmd entwickelten 3D Time-of-Flight Module hat sich das CiS Forschungsinstitut stets als professioneller und verlässlicher Partner ausgezeichnet und durch hohe Qualität überzeugt.

Wir danken dem gesamten Team des CiS For-schungsinstituts und blicken mit Freude auf die weitere Zusammenarbeit und wünschen viel Er-folg für die Zukunft.

Samuel Freywald

X-FAB Semiconductor Foundries AGIn der Zusammenarbeit mit dem CiS überzeu-gen uns die vorhande-ne fachliche Expertise und technischen Fähig-keiten besonders in den Bereichen Silizium-basierter Sensorik, analytischer Messverfahren und der Aufbau- und Verbindungs-technik.

Dr. Gabriel Kittler

UST Umweltsensor-technik GmbHDie andauernde, lang-jährige und erfolgrei-che Zusammenarbeit zwischen dem CiS und der UST bei der Ent-wicklung innovativer applikationsspezifischer Sensoren ist für uns sehr wichtig.

Dr. Olaf Kiesewetter

IL Metronic Sensor-technik GmbHAls Gründungsmitglied des CiS e.V. blicken wir auf 25 Jahre erfolg-reiche gemeinsame Forschungs- und Industrieprojekte zurück. Damit hat das CiS als wirtschaftsna-he Forschungseinrichtung unserem KMU eine sehr wichtige Brücke geschlagen: einerseits zwi-schen der Grundlagenforschung und der Indus-trialisierung innovativer Produkte der Mikro- systemtechnik und andererseits uns den Zugriff auf Hochtechnologien der Mikrosensorik ermöglicht.

Beides dient uns als Garant für die nächsten Jahre, unsere Position auf dem Weltmarkt zu stabilisie-ren und auszubauen. Hier bauen wir auf das Inno-vationspotential des CiS Forschungsinstitutes!

Horst Hansch

Micro-Hybrid Electro-nic GmbHDie hervorragenden si-liziumtechnologischen Kompetenzen des CIS Forschungsinstituts sind maßgeblich für unsere strategische Kooperation. Dadurch ermöglichen wir völlig neuartige Infrarot-Sensorlösungen.

Dr. Knuth Baumgärtel

Streiflichter & Highlights Impressionen Jubiläumsfeier 28. Juni 2018

Am Nachmittag feierten MitarbeiterInnen ge-meinsam mit Familienangehörigen, Ehemaligen und weiteren Gästen ein gemütliches Sommerfest auf der Parkbühne des egaparks in Erfurt. Für eini-

ge Teilnehmer gab es eine besondere Ehrung mit einem Präsent für 25 Jahre Engagement im CiS Forschungsinstitut für Mikrosensorik GmbH.

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Streiflichter & HighlightsStreiflichter & Highlights

Feierliche Eröffnung des „Deutsch-Chinesischen MEMS Smart Sensor Institutes“ in Nanjing

Unter Leitung von Wolfgang Tiefensee, Thürin-ger Minister für Wirtschaft, Wissenschaft und Digitale Gesellschaft, fand Ende Mai die Delega-tionsreise „Exploring the Economy of Tomorrow. Thuringia visits China 2018“ statt. Nach nur sechs Monaten Innenausbau wurde das „Deutsch-Chi-nesische MEMS Smart Sensor Institute“ in Nanjing am 28.05.2018 feierlich eröffnet. Nanjing ist eine Region, die bereits heute zu einem der wichtigs-ten Zentren für moderne Technologien in China gehört. Das neue Institut fokussiert auf die Wei-terentwicklung von Industriesensoren für die Ein-führung von Industrie 4.0, intelligente Stadtver-netzung und Elektromobilität. Große Bedeutung erhalten Schlüsseltechnologien wie künstliche Intelligenz und Quantentechnologien.

Im Rahmen der feierlichen Eröffnung wurde auch eine strategische Kooperationsvereinbarung zwi-schen der Jiangning Development Zone Verwal-

tungskommission und dem Thüringer Ministerium für Wirtschaft, Wissenschaft und Digitale Gesell-schaft unterzeichnet.

Der Minister drückte seine deutliche Unterstüt-zung für die neue Institutsgründung aus und be-grüßte die zukunftsweisende Initiative des CiS Forschungsinstitutes in Erfurt sowie die Unterstüt-zung durch den Jinangning Entwicklungsbezirk.

Chinesische Delegation aus Nanjing am Wirtschaftsstandort Erfurt

Erstmals in Erfurt fand am 11. Dezember 2018 im Sitzungssaal des Erfurter Rathauses eine Veran-staltung zur Förderung der wirtschaftlichen Be-ziehungen zwischen China und Deutschland statt. Von der Deutsch-Chinesischen Wirtschaftsverei-nigung (DCW) e.V. organisiert, bot die Veranstal-tung viel Raum für den Erfahrungsaustausch und zum Knüpfen von Kontakten.

Frau Zhang stellte das Potenzial der Nanjing De-velopment Zone vor. Der Industriepark beheima-tet bekannte Unternehmen wie BASF, Siemens oder Sharp Electronics. Mit dem zweithöchsten Brutoinlandsprodukt aller chinesischen Regionen ist das Gebiet auch ein Zentrum der Mikrotechno-logie in China.

Wissenschaft trifft Wirtschaft - neue Impulse für Forschung, Entwicklung und Produktion

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Innovative Konzepte der Aufbau-und Verbindungstechnik für MEMS und MOEMS Neue Sensorlösungen für Biologie und Medizin

Elf Vorträge stellten aktuelle Ergebnisse aus For-schung und Entwicklung im Bereich der Aufbau- und Verbindungstechnik für siliziumbasierte MEMS-Sensoren, für IR-Systeme und Hochleis-tungs-LED-Module vor. Dabei wurden viele Aspek-

te von Simulation und Design über die Prozess- entwicklung bis hin zur Charakterisierung und Analyse kompletter Baugruppen diskutiert. Der intensive Workshop am 16. Oktober 2018 kam bei den Teilnehmern sehr gut an.

Der Workshop adressierte Interessenten neuer Sensorlösungen und Technologien für Anwen-dungen in der Biologie und Medizin. Die Beiträge erstreckten sich über die Themenfelder der in-vasiven und nicht-invasiven medizinischen Sen-sorsysteme, mikroelektronikbasierte Vorort-Di-agnostik, Zellanalytik und Lab-on-Chip. Das CiS

Forschungsinstitut präsentierte mikrooptische Lösungen

Das Fazit der Teilnehmer war rundherum positiv und ist auch ein Ergebnis der guten Zusammen-arbeit zwischen dem CiS Forschungsinstitut, der IMMS gGmbH und dem CiS e.V.


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Sicher ist sicher

Zur Messung von Vorspannkräften in sicherheitsre-levanten Schraubverbindungen können neuartige siliziumbasierte MEMS-Sensoren beitragen. Das CiS hat einen Sensor entwickelt und auf einen Schrau-benkopf appliziert. Dieser erfasst die Schrauben-vorspannkraft direkt. Eine berührungslose Messung

über einen zusätzlich integrierten RFID-Transpon-der ist ebenfalls realisierbar. Derartige Spezial-schrauben werden z.B. im Maschinenbau, in der Fördertechnik und in Windkraftanlagen eingesetzt. Gerade letztere Branche zeigte hohes Interesse, dass in vielen bilateralen Treffen bestätigt wurde.

Workshops on the Future of Silicon Detector Technologies

Nach den erfolgreichen ersten Veranstaltungen in den vergangenen Jahren fanden 2018 gleich zwei Workshops zu spannenden Forschungs- und Ent-wicklungsthemen im Bereich

der Hochenergiephysik und der dazugehörigen Geräteentwicklung statt. Schwerpunkte bildeten diesmal dünne planare 3D- und CMOS-Detektor-konzepte, Hybrid-Anordnungen sowie Analyse-methoden.

Die Entwicklung und Herstellung von strahlungs-harten Materialien und Detektoren für die künf-tigen Forschungsaufgaben in der Teilchenphysik erfordern neue und verbesserte Technologien, um die gewünschten Eigenschaften wie Strahlungs-härte und Lebensdauer der Detektoren zu erhöhen.

Ergänzend zu den vielen internationalen Fachvor-trägen, galt das besondere Interesse dem Aufbau des neuen internationalen Beschleunigerzent-rums FAIR in Darmstadt, einem der größten For-schungsvorhaben weltweit. Oft auch als kleines

CERN bezeichnet, finden hier zukünftig vor allem Experimente mit Schwerionen statt. Dr. Heuser erläuterte sehr anschaulich das Bauvorhaben und die zahlreichen Experimente.

Dr. Pernegger (Schweiz) berichtete in seinem Key-notevortrag über die Zukunft der Silicon Tracker am CERN. Er gab einen Überblick von den Anfän-gen der Forschung bis zu den anstehenden un-gewöhnlichen Experimenten, welche nach dem Umbau 2020 weitere Einsichten in die Entstehung unserer Welt geben sollen.

Prof. Yoshikawa, Yokohama National University (Japan) verwies auf die Bedeutung der Datenge-winnung und der dazu notwendigen Elektronik.

Gerade der interdisziplinäre Ansatz, Fragestellun-gen von verschiedenen Blickwinkeln zu betrach-ten förderte eine intensive Diskussion und frische Ideen. Gute Voraussetzungen, um auch den 5. In-ternationalen Workshop 2019 mit vielen Ideen zu gestalten.


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Sensoren für die Biomedizin präsentiert auf dem 25. Innovationstag des Mittelstandes des BMWi

Ein gutes Feedback und hohes Interesse erzeugte unsere Ausstellung am 7. Juni 2018 auf der Jubilä-umsschau des Mittelstandes des BMWi. Erstmalig mit einem eigenen Stand vertreten, stellte das CiS Ergebnisse von INNO-KOM-Projekten vor.

Im Projekt „Wafer Level Packaged Pressure Sensor With Through Silicon Vias” wurden Technologien erprobt und für die Herstellung piezoresistiver Bulk-Mikromechanik-Drucksensoren weiterentwi-ckelt. Im Ergebnis weisen die Drucksensoren eine erhöhte chemische Resistenz sowie verbesserte Kontakt- und Langzeitstabilitäten auf.

Ebenfalls wurden Beispiele aus dem Bereich der biomedizinischen Entwicklung und Fertigung für in vivo Vitalparametermessung sowie Sensoren zur optischen Blutdruckmessung und zum Einbau in biomedizinische Geräte für Feedback-Systeme vorgestellt.

A4-Doppelseite_Zusevorstellung_18122018.indd 1 20.12.2018 14:02:09

Zuse-Tag in Thüringen - eine starke Gemeinschaft zeigt ihr Können

Erstmals seit dem vierjährigen Bestehen der Deut-schen Industrieforschungsgemeinschaft Konrad Zuse e.V. öffneten am 20. September 2018 bun-desweit über 70 Institute ihre Pforten und de-monstrierten erfolgreiche Forschungstransfers. Unter dem Motto „Forschung die ankommt“, dis-kutierten acht Thüringer Forschungseinrichtun-gen anhand konkreter Anwendungsfelder aktuelle Strategien für einen effizienten Forschungstrans-fer in die Wirtschaft sowie innovative Kooperati-onsmodelle.


Geschlossen ins Ziel - Triathlon Erfurt

Mit neuem Teilnehmerrekord und fast 700 Teil-nehmern endete der 32. Erfurt Triathlon im schö-nen Strandbad Stotternheim bei Erfurt. Gleich 3 Staffeln aus unserem Forschungsinstitut nah-

men am 25.08.2018 die Herausforderungen an und kämpften um die Plätze. Trotz der schwieri-gen Witterungsbedingungen hatten alle Teilneh-mer viel Spaß und feierten ihre Ergebnisse.


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Erweiterung der technischen Infrastruktur

Mikrolithography Cluster

Es handelt sich dabei um ein Anlagenkonzept für komplexe Belackungssysteme in der Mikrosys-temtechnik, das eine flexible Verarbeitung von verschiedenen Resistsystemen zulässt. Auf der Basis von technisch ausgereiften Coat-, Develop- und Bake-Funktionen wird eine flexible Prozess-führung bei gleichzeitig hohem Grad an Prozess-kontrolle möglich. Das Center schliesst damit eine Lücke zwischen Forschung und Entwicklung.

Erweiterung der technischen Infrastruktur

Projekt: Intelligente Entwicklungsumgebung für flexibles Systempackage-Prototyping - IESPKennzeichen: 2017 WIN 0001

Der Drang zu größerer Komplexität, weiterer Mi-niaturisierung und erhöhter Zuverlässigkeit unter der Forderung nach vereinfachter Montage der Komplettsysteme verlangt nach neuen Lösungen zur Systemintegration.

Aus diesem Grund ist das CiS Forschungsinstitut immer daran interessiert, eine Anlagentechnik der neuesten Generation und zugleich kompatibel

mit bestehenden Technologiemodulen des For-schungsinstitutes für die industrielle Forschung zur Verfügung zu stellen. Mit Unterstützung der Thüringer Aufbaubank, gemäß Richtlinie des Frei-staats Thüringen zur Förderung von Forschung, Technologie und Innovation (FTI) tätigte das CiS nicht nur essentielle Investitionen, um eine intel-ligente Entwicklungsumgebung mit hoher Flexi-bilität zu schaffen, sondern erfüllt auch alle An-forderungen den kosteneffizienten Transfer von neuen Forschungsergebnissen in industrielle Pro-duktionsverfahren zu gewährleisten.

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Infrastrukturprojekt

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Erweiterung der technischen InfrastrukturErweiterung der technischen Infrastruktur

Scanning Capacitance Microscopy (SCM)

Ein zusätzliches Equipment, die Scanning Capa-citance Microscopy (SCM) bietet aufgrund ihrer zerstörungsfreien Funktionsweise und ihrer ho-hen räumlichen Auflösung eine weitere leistungs-fähige Methode zur Charakterisierung an. Dazu zählen z.B. die elektrische Ladungsverteilung oder Dotierprofile in ionenimplantierten Halbleitern und Schichten. Das Gerät bietet die Möglichkeit, automatisierte Messungen an vorher festgelegten Positionen in einem Bereich von 150 x 150 mm² durchzuführen.

Beide Bilder sind vom CiS und im Rahmen der Ge-räteerprobung an CiS-Proben entstanden.

Die getätigten Investitionen ergänzen wichtige Technologbereiche und erlauben eine zeitna-he und flexible Integration im Umfeld des Sys-tem-Prototypings. Dies wird durch die Einbindung in eine Prozessdatenbank unterstützt und somit den Entwicklungsaufwand in einem erheblichen Maße verkürzen. Gleichzeitig wird durch die Res-sourcen- und Kosteneinsparung die Akzeptanz-schwelle der Thüringer KMUs aus dem Bereich der Mikrosystempackage-Fertigung gesenkt.

Rasterkraftmikroskop

Ein vielseitiges und leistungsfähiges neues Ras-terkraftmikroskop ermöglicht, Oberflächen von Proben auf dem neuesten Stand der Technik zu charakterisieren. Zudem können dreidimensio-nale Topografien in einem Höhenbereich bis zu 10 µm mit einer z-Auflösung im Subnanometer-bereich dargestellt und weitere Oberflächenpara-meter erfasst werden. Die maximale Flächengröße beträgt 100 x 100 µm². Besonders für Waferbon-dungen ist die Kenntnis der Oberflächenrauheit eine entscheidende Voraussetzung für gute Füge-verbindungen. Mechanische Härte, Elastizität und Adhäsion von eigens erzeugten Schichten können gemessen werden.

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Aktuelle F&E ProjekteAktuelle F&E Projekte

Degradationsstabile UV Detektoren Neue Mikro/Nano-Technologien und -Komponenten für komplexe Senso-ren am Beispiel eines Glukosesensors

Projekttitel: GeDeSiFKZ: VF 160019

Die Detektion von UV Strahlung ist in einem wei-ten Feld von Anwendungen notwendig. Beispiels-weise werden UV Detektoren in der chemischen, biologischen sowie Umwelt-Analyse/Überwachung eingesetzt. Sie werden für Strahlungsdetektion in astronomischen Studien verwendet oder für die optische Kommunikation genutzt. Weitere Anwendungsfelder sind beispielsweise die Was-serentkeimung, in der bei hohen UV Strahlungsin-tensitäten die Lampenintensität überwacht wird oder die Härtung von Kunststoffen mit Hilfe von kontrollierten UV LEDs innerhalb von 3D Dru-ckern.

Viele Anwendungen benötigen hohe UV Strah-lungsintensitäten der Quellen. Allerdings weisen die bisherigen UV Lampen nur eine begrenzte Lebensdauer und Stabilität auf. Daher ist es zwin-gend erforderlich, diese Quellen mit UV Detekto-ren zu überwachen.

Ein Beispiel hierfür bietet die Wasserentkeimung. Sinkt die Intensität der UV Quelle unter einen be-stimmten Grenzwert, reicht deren Intensität nicht mehr aus, den geforderten Grad der Entkeimung zu gewährleisten. Zudem kann auch während des Betriebs der UV Quelle der zur Überwachung die-ser UV Quelle eingesetzte Detektor degradieren. Ohne Kenntnis des Degradationsverhaltens des UV Detektors kann die Lampendegradation nicht analysiert werden.

Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens wird das Degradationsverhalten von siliziumbasierten UV Detektoren betrachtet. Zudem wird untersucht, welche Parameter in welcher Art und Weise wäh-rend der Betriebszeit die Alterung des Detek-tors bewirken und beeinflussen. Daraus werden Handlungsanweisungen (design rules) abgeleitet, die eine sichere Vorhersage über den Degradati-onsprozess erlauben. Somit kann eine dauerhaft

Projekttitel: KalikaFKZ: MF140121

Diabetes mellitus gehört weltweit zu den bedeu-tendsten Volkskrankheiten. Neben starker Ein-schränkung an Lebensqualität für die Patienten entstehen auch enorme Kosten für das deutsche Ge-sundheitssystem von über 15 Milliarden Euro/Jahr.

Für viele dieser Patienten ist eine kontinuierli-che Blutzuckerbestimmung lebensnotwendig, um eine Entgleisung zu verhindern. Bisher hat sich jedoch noch kein Sensorsystem am Markt durch-gesetzt. Gründe hierfür sind vor allem die Kosten und der Miniaturisierungsgrad.

Am CiS Forschungsinstitut wurde ein Einwegsen-sor (Glucotip) entwickelt, der in klinischen Studi-en getestet werden kann.

Die Kosten mussten so weit gesenkt werden, dass diese von den Krankenkassen übernommen werden.

Zum Nachweis von Glukose in der interzellulären Gewebeflüssigkeit wird die Drehung der Schwin-gungsebene linear polarisierten Lichtes bestimmt (Polarimetrie). In das Detektionssystem des Sen-sors gelangt die Glukose diffusiv über eine selek-

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Aktuelle F&E Projekte

Degradationsstabile UV Detektoren

gleichbleibende Qualität des UV Detektors wäh-rend der Betriebszeit erzielt werden.

Erste Ergebnisse zeigen einen zweistufigen Degra-dationsmechanismus der Ladungsträgerlebens-dauer des Siliziums unter Beleuchtung. Dieser Degradationsmechanismus konnte durch Bestim-mung der Aktivierungsenergie des Prozesses, dem aus der Literatur wohlbekannten ASi-Sii-Defekt zugeordnet werden. Eine Variation der Prozesspa-rameter ergab, dass dieser Degradationsmecha-nismus nach einem Temperschritt von 16 Stunden bei 1050°C verschwindet und nicht mehr nach-weisbar ist. Messungen der Degradation durch UV Bestrahlung an prozessierten siliziumbasierten UV Dioden zeigten einen einstufigen Degradati-onsprozess. Nachweislich ist dieser Mechanismus unabhängig von der Temperatur.

GEFÖRDERT

Die Forschungs- und Entwicklungsar-beiten im Projekt „GeDeSi“ wurden gefördert durch das Bundesministe-rium für Wirtschaft und Energie, FKZ: VF 160019

initial

4h650°C

16h1050°C4h750°C

4h750°C+16h1050°C0

2x10-4

4x10-4

6x10-4

8x10-4

DOFZ

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s-1]

SRCSRC after 4h 450°C

1 10 100 1000 10000 1000000.0186

0.0188

0.0190

0.0192

0.0194

0.0196

0.0198

annealing: 4h 650°C + 4h 450°CDOFZ

inve

rse

lifet

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-1[µ

s-1]

illumination time t [s]

LID cycle 1LID cycle 2LID cycle 3

SRCFRC

Degradation von Silizium unter Beleuchtung

Einfluss von Temperschritten auf die Defektdichte

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Miniaturisierte IR-Emitter für die Gassensorik

Projekttitel: MIRECFKZ: MF 160085

Im Zuge der zunehmenden Automatisierung und Digitalisierung nimmt der Bedarf an Sensoren für die Prozess- und Umgebungsüberwachung ste-tig zu. Ein besonders starkes Wachstum ist in der Gassensorik zu beobachten, z.B. zur Überwachung und Regelung von Belüftungssystemen oder in der Analyse von Prozessgasen. Die Mehrheit dieser Gase zeigt charakteristische Absorptions-banden in nahem und mittlerem Infrarotbereich, weshalb eine Vielzahl von Sensoren auf dem Ab-sorptionsprinzip basiert. Als Lichtquelle werden dabei heute meist noch Glühwendeln verwendet, die jedoch bezüglich Miniaturisierung, geometri-scher Genauigkeit, erreichbarer Dynamik und Sta-bilität eine Reihe von Nachteilen mit sich bringen. Mikromechanische Alternativen sind am Markt ein zunehmender Trend, jedoch verhindern die hohen Stückpreise derzeit noch Applikation in Massen-produkten.

Durch eine gezielte technologische Weiterent-wicklung ist es dem CiS Forschungsinstitut gelun-gen, eine neue Generation von miniaturisierten IR-Sensoren herzustellen. Die gegenüber dem Stand der Technik um Faktor 4 reduzierte Chip-größe von 1 x 1 mm wird dabei durch ein neues Plasma-Ätzverfahren erreicht. Zudem wurden Ver-kapselungslösungen und die Aufbau- und Verbin-dungstechnik auf die speziellen Anforderungen dieser Bauteile angepasst und weiterentwickelt.

Die entscheidende Änderung ist dabei der Über-gang von nasschemischen Ätzverfahren hin zu Plasmaätzverfahren, mit denen deutlich größere Aspektverhältnisse erreicht werden können. So-mit nimmt der Platzbedarf funktionaler Sensorge-biete ab. Gleichzeitig wird mit diesem Tiefenstruk-turierungsschritt auch die Vereinzelung der Chips aus dem Waferverbund durch Brechen vorberei-tet. Vereinfachte Prozessabläufe und geringere Randabstände der aktiven Gebiete sind möglich.

Diese Umstellung bedarf jedoch einer umfassen-den Anpassung der gesamten Architektur und der Prozessführung, um das Emissionsspektrum, die optische Ausgangsleistung, die mechanische Stabilität und die Langzeitstabilität dieser Eigen-schaften zu gewährleisten. Effiziente Charakteri-sierungsmethoden werden derzeit evaluiert.

tiv durchlässige Nanomembran mit einer Poren-größe von etwa 10 nm.

Dabei bestehen hohe Anforderungen an das Sen-sorsystem, u.a.:• sehr kleiner Messeffekt: Drehwinkelmessung

mit einer Auflösung von 0,001 Grad • sehr hoher Miniaturisierungsgrad, da die

Messung in der Gewebeflüssigkeit (invasiv) stattfindet

• hohe Kostenreduzierung für die Komponen-ten und für das Gesamtsystem <= 25€/Stück

• in weiten Grenzen skalierbare Fertigungs- Technologien (0,2 bis >1 Mill. Stück/Jahr)

Nach den ersten Experimentierreihen wurden neue innovative Technologiekonzepte für neue Komponenten entwickelt und erprobt.

Die hochminiaturisierte und komplexe Mess-kammer aus Edelstahl in Form einer Kanüle wird mittels additiver Fertigung (Selektives Laser Schmelzen SLM) und einer speziell optimierten Fertigungstechnologie hergestellt. Die Kanüle enthält integrierte µ-poröse Strukturen und zu-gleich den Integrationsraum für optische Kom-ponenten. Sie erfüllt hohe mechanische Steifig-keitsanforderungen und wird mit mehreren Lagen nanoporöser Keramiken zur diffusiven Filtration der Glukose beschichtet.

Zur Integration in die Kanüle mit einem Innen-durchmesser von 900 µm wurde in einem geson-derten Projekt ein hoch- miniaturisiertes Laser- Beleuchtungssystem (Strahldurchmesser>300µm,

linear polarisiert, Volumen 640 x700 x1500 µm3) realisiert. Dafür wurde eine 8“-waferlevel Poly-mer-on-Glas (POG) Technologie gewählt. Auf ei-nem Wafer befinden sich über 20.000 Beleuch-tungseinheiten.

Zur Reduktion von bis zu 1/100 der bisherigen Kos-ten und zur Miniaturisierung wurde eine Batch-ba-sierte Silicone-on-Glas Technologie für die Herstel-lung optischer Strahlteiler-Prismen entwickelt. Die Größe eines Prismas beträgt 1 x1 x1,5 mm3. Auf einer Nutzfläche der Größe 40 x60 mm können gleichzeitig 500 Prismen erzeugt werden.

Für das Gesamtsystem wurde eine durchgängige Batch-basierte Produktions- und Montage-Techno- logie umgesetzt, die Grenzen der MID-Technologie (Molded Interconnect Devices) wurden ausgereizt.

Alle Hauptkomponenten wurden mit den vorge-stellten Serientechnologien im Labormaßstab hergestellt. Das Funktionsprinzip wurde bestätigt. Ebenfalls erfolgreich war eine Skalierung auf hö-here Stückzahlen für eine industrielle Produktion. Durch sieben Patente wurden die Basistechnolo-gien abgesichert.


GEFÖRDERT

Die Forschungs- und Entwicklungs-arbeiten im Projekt „MIREC“ wurden gefördert durch das Bundesministe-rium für Wirtschaft und Energie, FKZ: MF160085

GEFÖRDERT

Die Forschungs- und Entwicklungs-arbeiten im Projekt „Kalika“ wurden gefördert durch das Bundesministe-rium für Wirtschaft und Energie, FKZ: MF 140121

REM Aufnahme verschiedener Membrandesigns auf einem Wafer.

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Planarisiertes Wafer Level Packaging für hermetisch dichte Mikrosensoren

Projekttitel: PlanWLPFKZ: MF150186

Moderne Siliziumsensoren bestehen heute aus mehreren Metallisierungsschichten, um bei glei-cher Baugröße die Funktionalität zu erhöhen. Bei jeder dieser Abscheidungen können auf der Wa-feroberfläche Topologieunterschiede entstehen, die zu den verschiedensten Fehlfunktionen bei der nachfolgenden Prozessierung führen können. Mittels Planarisierung können extrem glatte und hochebene Oberflächen hergestellt werden als Voraussetzung für effiziente Aufbau- und Ver-bindungstechniken. Durch hermetisches Packa-ging werden die Sensoren widerstandsfähig ge-gen zum Teil extreme Umgebungsbedingungen und erfüllen gleichzeitig Anwenderwünsche wie Langlebigkeit, Zuverlässigkeit und preiswerte Kostenstrukturen.

Um diese Forderungen zu erfüllen, entwickelte das CiS Forschungsinstitut einen hermetischen Packaging Prozess auf Wafer Level für planari-sierte dreidimensionale Strukturen. Dazu wurden moderne Strukturierungstechniken des Waferpro-zesses mit neuen Montage- und Kontaktierungs-technologien der Aufbau- und Verbindungstech-nik kombiniert.

Technologisch im Vordergrund stand die Weiter-entwicklung der Caldera-Planarisierungstechno-logie für einkristalline, siliziumbasierte Wafer- oberflächen. Diese spezielle Form der Planarisie-rung eröffnet erst die Chancen für eine herme-tisch dichte, hochstabile Wafer-Direkt-Montage. Auf Basis der im CiS Forschungsinstitut verwende-ten klassischen Metallisierungssysteme wie bei-spielweise Al und AlSi mit Dicken bis zu 2,0 µm, wurde die Caldera-Planarisierung weiterentwickelt und optimiert.

Planare und hochebene Oberflächen sind Voraus-setzungen für sichere und langlebige AVT-Pro-zesse sowie Bondverfahren. Favorisiert wurde

der anodische Bondprozess mit dem Fokus auf Senkung der Bondtemperaturen auf unter 300°C. In Verbindung mit der Bondrahmen-Technologie gelang es, diesen Prozess bei minimalster Tem-peratur- und Zeitbelastung im Temperaturbereich von 220 bis 300 °C zu optimieren und hermetisch dichte Verbünde herzustellen.

Zeitgleich wurde ein polymerfreies Systemkon-zept für LED-Montagen entwickelt und angeprobt als Alternative zu den üblichen Montage- und Kontaktierungstechnologien. Im Vergleich zu den konventionellen Aufbautechniken zeigten diese Ergebnisse, dass eine Bearbeitung auf Wafer-Le-vel-Ebene möglich ist bei einer gleichzeitigen Verbesserung der optischen Eigenschaften.

Mit der Lösung der Aufgabenstellung „Herme-tisierung“ wurde die optoelektronische Baugrup-pe (Auflicht Sender- und Empfänger Modul) in ih-rem Anwendungs- und Einsatzspektrum komplex erweitert.

Mit dem entwickelten anodischen Niedertem-peraturbonden in Verbindung mit der Bondrah-men-Technologie konnten bei Bondtemperaturen im Bereich von 220-300 °C diese Module herme-tisch dicht gefügt und deren Funktionalität nach-gewiesen werden. Voraussetzung hierzu war die ganzflächige Planarisierung der Kavitätenwafer innerhalb des Waferprozesses.

Die polymerfreie LED-Montage in den Siliziumka-vitäten wurde auf zwei Wegen realisiert: 1. Die Flip-Chip-Montage der LED in den Dop-

pelgruben brachte sehr gute Ergebnisse und kann auch für zukünftige Anwendungen genutzt werden. Für den nachfolgenden anodischen Bondprozess konnten keinerlei nachteilige Effekte beobachtet werden, so dass hier sehr reproduzierbare Aufbauten entstanden.

2. Eine Chip-on-Board-Technologie ist prinzi- piell auch möglich. Im Bereich des Die-At-tachs mit Silbersinterpaste sind noch weitere Technologieoptimierungen zur Verbesserung der Waferoberfächen-Qualität erforderlich.

Weiterhin hatten die Projektergebnisse einen po-sitiven Einfluss auf die Prozessierung von Strah-lungsdetektoren, insbesondere von doppelseiti-gen Mikro-Streifen-Detektoren. Die am National Institute of Advanced Industrial Science and Tech-

nology (AIST) in Japan ursprünglich entwickelte Caldera-Planarisierung wurde vornehmlich für diesen Detektor weiter qualifiziert. Im Mittelpunkt stand dabei die technologische Realisierung und messtechnische Bewertung des Versuchspla-nes „Entfernung/ Eliminierung des Caldera-Sha-pes“. Mittels chemisch mechanischem Polieren (CMP-Prozess) und Caldera Planarisierung wur-den sehr gute Ergebnisse erzielt, die vergleichbar mit dem Standardprozess ohne Planarisierung sind. Fast alle Detektoren weisen die notwendige Durchbruchspannung von mehr als 400 Volt auf. Die Tatsache, dass man ohne Nachteile noch di-ckere Metall-und Passivierungsschichten verwen-den kann, bietet viele Vorteile gegenüber Stan-dard-Technologien.


GEFÖRDERT

Die Forschungs- und Entwicklungsar-beiten im Projekt „PlanWLP“ wurden gefördert durch das Bundesministe-rium für Wirtschaft und Energie, FKZ: MF 150186

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ODTS – Optisch auslesbarer Druck- und Temperatursensor Europäisches Netzwerk SMARTER-SI unterstützt Unternehmen bei der Fertigung smarter Systeme

Projekttitel: ODTS FKZ: MF140096

Das am weitesten verbreitete Material in der Mi-krosystemtechnik ist Silizium, zum Teil auch in Kombination mit einem oder mehreren anderen Materialien. Vor allem die herausragenden physi-kalischen, mechanischen sowie elektrisch / elek-tronischen Eigenschaften des Siliziums und die Integrationsfähigkeit der Herstellungsverfahren in bestehende CMOS-Prozesse führen zu immer neuen Anwendungen.

Im Vorhaben wurden Silizium-Strukturen ent-wickelt, die eine räumlich und thermisch ent-koppelte optisch auslesbare Temperatur- und Druckmessung zulassen. Dabei lagen die Entwick-lungsschwerpunkte in der Integration von opti-scher Druck- und Temperaturmessung auf der ei-nen und von statischer und dynamischer Messung auf der anderen Seite. Zunächst wurden komplexe 3D-Strukturen durch mehrstufige Strukturierung und eine Chipstapel-Technologie entwickelt und

realisiert. Nach Auswertung verschiedener Ent-würfe wurde ein Sensordesign ausgewählt. Dieses besitzt eine statisch messende lateral angeordne-te, höhenversetzte Doppelmembran. Die äußere Membran wurde auf Druckempfindlichkeit, die innere auf Temperaturempfindlichkeit optimiert.

Mit dem Aufbau als fasergekoppeltes Fabry- Perot-Interferometer wurde ein geeignetes Mess-konzept gewählt. Das Konzept einer schwingen-den Membran wurde vom Sensor in die Auswerte-einheit verlegt. Das Interferometer besitzt einen schwingenden teildurchlässigen Planspiegel, welcher einen Wegbereich von 20µm periodisch überstreicht. Das Funktionsprinzip und die Stabi-lität der Anordnung konnten erfolgreich nachge-wiesen werden. Die Auflösung beträgt 100 ppm.

Das neue und nun etablierte Messkonzept bietet die zeitgleiche statische optische Messung von zwei Messgrößen. Das Konzept der Auswerteein-heit ist geeignet, eine MEMS-Struktur mit integrier-ten Sensorelementen weiter zu miniaturisieren.

Projekttitel: Smarter SiFKZ: ICT-02-2014

In einem internationalen Konsortium haben sie-ben Forschungsinstitute, europäische Unterneh-men und weitere Partner ihre Idee umgesetzt, eine gemeinsame Fertigungsplattform zu gründen und zu erproben. Das Cooperative Foundry Model (CFM) ermöglicht KMUs und mittelständischen Unternehmen den Zugang zu Mikrosystemtech-nologien, um damit innovative und intelligente Sensorsysteme in kleinen Stückzahlen zu ferti-gen sowie den Entwicklungsaufwand drastisch zu reduzieren. Das Projekt Smarter Si wurde mit EU-Fördermitteln in Höhe von rund 5,3 Mio. € un-terstützt.

Für die Unternehmen wurde seitens der For-schungsinstitute ein Portfolio praxiserprobter Technologien, Komponenten und Systeme be-reitgestellt. Technologische Module (Building Blocks) mit einem hohen technologischen Reife-grad (Technology Readiness Level / TRL) konnten die Unternehmen als Bausteine eines neuen Pro-duktes auswählen. Durch die Forschungsinstitute wurde dieser Ansatz auf Kompatibilität evaluiert, design- und technologieseitig angepasst und letztlich zu einem neuen Produkt gemeinsam mit dem KMU entwickelt. Spezielle Technologien für die Herstellung mechanischer und optischer Sen-soren sowie Systeme und Mikrokomponenten aus Silizium, kurz MEMS und MOEMS genannt, stellte das CiS Forschungsinstitut bereit.

Dabei war das CiS Forschungsinstitut an folgen-den Applikationsexperimenten beteiligt: • Wartungsfreies und energiesparsames

CO2-Messsystem auf Basis hochempfindli-cher optischer Sensoren mit geringen Quer-empfindlichkeiten (CiS Forschungsinstitut: MORES-Plattform)

• Robuster und hochempfindlicher Drucksen-sor für harsche Umgebungsbedingungen auf Basis von Silizium-Dehnmessstreifen und Keramikmembranen (CiS: piezoresistive Plattform)

• Energieautarkes, schnelles und hochpräzises Taupunktmesssystem für die Gefriertrock-nung und Prozesskontrolle (CiS: Plattform integrierter Temperatursensoren)

• Portables und benutzerfreundliches Multi-parameter-Messsystem für Point-of-Care-An-wendungen zum Nachweis von Allergenen in Lebensmitteln (CiS Forschungsinstitut: MORES-Plattform)

• Multisensor-Plattform zur Detektion und Überwachung von Kondensation zum Schutz von elektronischen Systemen bei Feuchte-einfluss (CiS Forschungsinstitut: CCC-Platt-form)

• Miniaturisierte und modulare Sensorplatt-form für die Atemwegsbehandlung in Medi-zin und Wellness (CiS: Plattform integrierter Temperatursensoren)

Die jahrelangen Erfahrungen des CiS Forschungs-institutes mit technologischen Plattformen, z.B. die MORES® –als multivalente Sensorplattform sowie technologische Module wie Modellierung/


GEFÖRDERT

Die Forschungs- und Entwicklungs-arbeiten im Projekt „ODTS“ wurden gefördert durch das Bundesministe-rium für Wirtschaft und Energie, FKZ: MF140096

Prinzipdarstellung des Druck- und Temperatursensors im ¾-Schnitt

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Simulation/Design/3D Strukturierung und diverse Mikromontagetechnologien bildeten eine Säule für erfolgreiche Produktinnovationen.

Im Applikationsexperiment „Robuster und hoch-empfindlicher Drucksensor für harsche Umge-bungsbedingungen auf Basis von Silizium-Dehn-messstreifen und Keramikmembranen“ wurden beispielhaft innovative Lösungen für Drucksenso-ren entwickelt. Solche Industriesensoren werden immer näher am Prozess platziert, um bessere und zeitnahe Prozessinformationen zu erhalten. Beson-ders extrem rauhe Umgebungsbedingungen erfor-dern langzeitstabile und zuverlässige Sensoren.

Auf der Basis einer piezoresistiven Plattform ent-wickelte das CiS Forschungsinstitut gemeinsam mit den Partnern hochwertige Drucksensoren mit spezifischen Eigenschaften für die beteiligten Industrieunternehmen. Dabei waren hohe An-sprüche an Technologien wie Metallisierung und Passivierung sowie Substrate gestellt worden. Die piezoresistiven Sensorchips wurden erfolgreich erprobt und können für Stahlmembranen und LT-CC-basierte Membranen eingesetzt werden. Die KMUs ADZ GmbH und Prignitz MST GmbH besitzen das System-Know-how für die Signalverarbeitung, Hermetisierung, Kalibrierung und entsprechende Erfahrungen bzgl. einer Überführung in eine in-dustrielle Fertigung.

Diese geschlossene Wertschöpfungskette verfügt über alle Voraussetzungen, das System weiter zu verkleinern, Kosten zu minimieren und kompatible Schnittstellen zu anderen Bausteinen zu erweitern.

Beteiligte Kooperationspartner (7 KMUs):• Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte

Forschung e.V. (Deutschland)• CiS Forschungsinstitut für Mikrosensorik

GmbH (Deutschland)• CSEM (Schweiz)• IK4-Ikerlan (Spanien)• RISE IVF (Schweden)• Tyndall (Irland)• Leibniz-Institut für Photonische

Technologien e.V. (Deutschland)• VDI/VDE Innovation + Technik GmbH

(Deutschland)

Die EU-Komission hat Smarter-SI als eines von vier Referenzprojekten für die Initiative „Smart Anything Everywhere“ ausgewählt. Smarter SI ist eine Innovation Action und wird gefördert durch die Europäische Kommission im Programm Hori-zon 2020 (FKZ 644596).

Smart Sensor Technologies and Training for Radiation Enhanced Applications and Measurements

Projekttitel: STREAMFKZ: 675587

STREAM ist ein Karriere-Netzwerk für junge Nach-wuchswissenschaftler, das mittels des Marie Skło-dowska-Curie-Aktionsnetzwerkprogramms der EU unterstützt wird. Angesiedelt an das CERN, der Eu-ropäischen Organisation für Nuklearforschung, ko-operieren zehn europäische Einrichtungen in dem Netzwerk. Im STREAM Verbund werden 17 Jung-wissenschaftler (Early-Stage Researchers (ESRs)) geschult und ihre Karrieren gefördert.

Der Forschungsschwerpunkt liegt auf innovati-ven, strahlenharten CMOS-Sensortechnologien für wissenschaftliche und industrielle Anwendungen. Diese neue Generation von besonders leistungsfä-higen Sensoren wird auch für den neuen Teilchen-beschleuniger am CERN benötigt.

Siebzehn miteinander verbundene Forschungspro-jekte verknüpfen die gesamte Wertschöpfungs-kette von der Forschung bis zur Anwendung. Sie bilden die Bereiche Angewandte Physik, Mikro-elektronik, Systemintegration, Innovationsmanage-ment / (unternehmerisches) Unternehmertum / Wissen und Technologietransfer ab. Schwerpunkt bildet hier die Integration von CMOS-Sensoren in Funktionsmodule. Dabei werden beispielsweise neuartige Gehäusetechnologien mit 3D-Integrati-on oder Durchkontaktierungen für eine Integrati-on in Hybrid-Pixeldetektoren erprobt. Ziel ist die Entwicklung von Detektorsystemen für CERN-Ex-perimente sowie die Herstellung von Prototypen für industrielle Anwendungen. Diese Detektoren

sind extrem strahlungshart, weisen eine schnelle Signalverarbeitung auf und sind zudem kosten-günstig zu fertigen.

Das CiS Forschungsinstitut begleitet und unterstützt einen Nachwuchswissenschaftler im Forschungs-komplex „Technologieintegration und Anwendung“. Die Untersuchungen am CiS konzentrieren sich auf neuartige Anwendungen der CMOS-Bildsensoren, insbesondere auf dem Gebiet des Strahlennachwei-ses, der Qualitätsanalyse und der Abfallbehandlung in den drei Umweltbereichen Wasser, Pflanzen und Böden.

Aufgrund intensiver Recherchen über CMOS-Bild- sensoren für Umweltanwendungen wurde zuerst die Anwendbarkeit verschiedener Technologi-en untersucht. Besonders innovativ und erfolg-versprechend erscheint die Detektion von Alpha –oder Betastrahlern zusammen mit der Ultravio-lettspektroskopie, um radioaktive Substanzen und Schadstoffe in Wässern zu identifizieren. In einem ersten Schritt starteten experimentelle Studien mit einer kommerziellen CMOS-Netzkamera, die auf ihre Tauglichkeit, Alphastrahlen zu registrie-ren, untersucht wurde.

Im Rahmen des STREAM-Projekts entwickelten Forscher der Abteilung Experimentalphysik des CERN einen strahlenharten, monolithischen ak-tiven Pixelsensor in CMOS-Technik. Dieser wird in die inneren Lagen (“Inner Tracker”) des neuen ATLAS-Detektors eingebaut werden. Dieser Sen-sor „TJ-MALTA“ (Monolithic Sensor from ALICE To ATLAS) wird von unserem Jungwissenschaftler


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auf die oben angesprochene Anwendung erkun-det. Im Mittelpunkt der Untersuchungen steht ein neuartiges Experiment. Eine radioaktive Flüssig-keit fließt durch sehr feine, in einem Sensorchip gelegene Mikrokanäle, die zur Kühlung des Sen-sorchips dienen. Die Nachweisempfindlichkeit von flüssigen Betastrahlquellen, die sich in den Mikro-kanälen befinden, ist möglicherweise wesentlich höher als für solche Betastrahler, die sich außer-halb des Sensorchips aufhalten. Dies verspricht, die Nachweisgrenze von flüssigen Betastrahlquel-len nach unten zu drücken, was die Messung der radioaktiven Flüssigkeiten mit geringerer Dosis erlaubt und somit den durch die radioaktive Strah-lung verursachten Schaden verringert. Ein solches Konzept kann zu einem Gerät führen, mit dem die Radioaktivität in Wasser gemessen werden kann.

Parallel zu diesen Untersuchungen wurden die Arbeiten an der TCT-Apparatur (Transient Cur-rent Technique) des CiS Forschungsinstituts fort-gesetzt, indem die Auswertesoftware, welche auf die originären Binärdaten zugreift, in den automatisierten Messablauf integriert wurde. Dies ermöglicht Messungen der elektrischen Po-tentialverhältnisse und der zeitlich aufgelösten Stromimpulsantwort der im STREAM-Projekt ent-worfenen und gefertigten CMOS-Chips, wie zum Beispiel dem oben erwähnten TJ-MALTA-Sensor.

Effiziente Montagetechniken für optimiertes Wärmemanagement bei UV-LEDs

Projekttitel: MONTA-PHOS und UV-MNCFKZ: 03220114A und 03220108

Zehn Jahre Entwicklungsphase sind vergangen, bis sich die UV-LEDs aus einem Nischendasein zur punktuellen Kunststoffhärtung und Falschgelder-kennung heraus katapulierten und nun zielstrebig neue Märkte erobern. Die Zielmärkte können hier-bei den verschiedenen Wellenlängenbereichen zugeordnet werden, UVA (380-315 nm) vorrangig für die Kunststoffhärtung, UVB (315-280 nm) für Phototherapie und Gewächshausbeleuchtung so-wie UVC (280 nm bis 100 nm) mit Fokus auf die Desinfektion von Luft, Oberflächen und Wasser. Um den Sprung in den Markt zu schaffen, sind zwei Voraussetzungen zu erfüllen. Einerseits müs-sen die Gesamtkosten drastisch gesenkt werden und andererseits die Leistungsdaten der UV-LEDs wesentlich verbessert werden.

Für beide Faktoren liefert das Verbundprojekt „Ent-wicklung eines produktionsoptimierten integrier-ten Hochleistungs-UV-Strahler“ (Kurzform: PHOS, FZ: BMBF 03ZZ0114A) einen maßgeblichen Beitrag.

Gegenüber herkömmlichen Quecksilberlampen bieten UV-LEDs einen schmalbändigen Wellen-längenbereich, ein Miniaturisierungspotential von Strahlern und Umweltfreundlichkeit. Um auch mit den Vorteilen der LEDs im sichtbaren Bereich wie hohe Energieeffizienz und große Lebensdauer zu punkten, sind weitere Entwicklungsschritte vor allem bei den Halbleitertechnologien und Basis-materialien notwendig. Stichworte wie defekt-freie Ausgangssubstrate, stabile Schichtfolgen für höhere Betriebsströme sind hierbei zu erwähnen.

Auch die Aufbau- und Verbindungstechnik ist ein entscheidender Faktor für eine Erhöhung der op-tischen Lichtausbeute und Steigerung der Lebens-dauer. Durch Optimierung des Gesamtaufbaus wird das Wärmemanagement verbessert. Auf Grund der niedrigen äußeren Quanteneffizienz von UV-LEDs stellt die Optimierung des Wärmemanagements

die zentrale Herausforderung bei der Entwicklung von Montagetechnologien für UV-LEDs dar. Hohe Bauelementtemperaturen in Modulen führen zum Absinken des optischen Outputs und zur Verringe-rung der Lebensdauer der Bauelemente. Die Mon-tage der UV-LEDs auf Wärmespreizer beeinflusst eminent das Wärmemanagement. Bond- und Kle-betechnologien (sog. Chip-on-Board-Technik), wie sie bei LEDs im sichtbaren Wellenlängenbereich des nahen Infrarots angewandt werden, können bei UV-LEDs wegen ihrer Bauform und der Degra-dation der Klebeverbindungen bei UV-Einwirkung nicht eingesetzt werden. Flip-Chip-Montagen ha-ben ihre Eignung bereits nachgewiesen. Dabei sind Löten, Sintern unter Verwendung von Pasten mit Silbernanopartikeln sowie das Thermosonic-Bon-den favorisierte Verfahren mit einem hohen Auto-matisierungspotenzial.

Beispiele für eine gelötete 1x1 mm² UVB-LED und zwei REM-Aufnahmen von metallografischen Querschliffen montierter UV-LED zeigen nachfol-gende Abbildungen.

a) UVB-LED im Betriebb) UVB-LED, thermosonicgebondetc) gelötete UVB-LED

Foto und REM-Aufnahmen von Querschliffen montierter UV-LEDs

Jedes dieser Verfahren weist bezüglich des Wär-memanagements Vor- und Nachteile auf. Im Ide-alfall gewährleisten Löt- und Sintertechnologien


This project has received funding from the Euro-pean Union’s Horizon 2020 research and innovati-on programme under the Marie Sklodowska-Curie grant agreement No 675587“

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eine nahezu 100%-ige Flächenüberdeckung der Kontaktflächen, jedoch ist die thermische Leitfä-higkeit des Kontaktmaterials relativ niedrig. Bei Thermosonic-Bonden ist es genau umgekehrt. Thermische Simulationen, elektrisch-optische Charakterisierungen sowie Wärmebildaufnahmen bestätigten die technologischen Untersuchungen. Schwachstellen wurden identifiziert. Mit geziel-ten Gegenmaßnahmen wurde die LED-Montage nochmals verbessert. Herausragende Ergebnisse gelangen beim Sinterprozess mit nanoskaliger Sil-bersinterpaste. Durch Druckbeaufschlagung wäh-rend des Sinterns wird die Sinterschicht kompri-miert, das Gefüge wird kompakter und damit sinkt der thermische Widerstand. Dies äußert sich in einer verbesserten optischen Leistung wie nach-folgende Grafik verdeutlicht.

Optische Leistung von UVB-Aufbauten als Funktion der Temperatur für verschiedene Flip-Chip-Verfahren

Neben der sog. First-Level-Montage (LED auf Wär-mespreizer) sind der Aufbau des Sub-Systems auf den Kühlkörper (Second-Level-Montage), die Ge-häuseform und die Systemintegration ebenfalls erfolgsentscheidend. Diesen Entwicklungsbereich verantwortet die Firma Osa Opto Light. Dritter Partner im PHOS-Verbund ist der Institutsteil für Angewandte Systemtechnik (AST) in Ilmenau des Fraunhofer IOSB, der die intelligente Ansteuer- elektronik für die PHOS-Aufbauten entwickelt.

Neben Fragestellungen zum gezielten Entwärmen fokussiert das Projekt PHOS durch technisch-tech-nologische Entwicklungen die Montageausbeute zu steigern bei gleichzeitiger Kostenreduktion.

Industriell skaliert werden die Forschungser-gebnisse mit einem zweiportaligen Mikro-Mon-tage-Center, das im Rahmen des Projektes „Ad-vanced UV for Life“ finanziert wurde. Durch Optimierung der Technologien liegt die momen-tane Montagezeit für eine LED im einstelligen Se-kundenbereich, für ein Single-LED-Package mit wasserdichtem Quarzdeckel bei 15 Sekunden. In Bezug auf die Produktionsausbeute sind die ange-strebten 99 % (Ausbeute) erreichbar.

Aktuelle F&E Projekte

Die Ergebnisse stehen den Partnern des Konsor-tiums „Advanced UV for Life“ zur Verfügung. Das Netzwerk verfolgt das Ziel, die technische Ent-wicklung, die Verfügbarkeit und den Einsatz von UV-LEDs in breitem Maße voranzubringen.

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Gemeinsam mit der Wirtschaftsförderung der Stadt Erfurt wurde ein Konzept erarbeitet, um die Ausbildungs- und Arbeitsmarktchancen für den Bereich Mikrotechnologie überregional bekannt zu machen. Genutzt wurde hierbei eine Aktion der Impulsregion Erfurt-Weimar-Jena-Weimarer Land. Diese hatte eine bundesweite Kampagne zur Aus-bildungs- und Fachkräftegewinnung gestartet und eine Städtetour durch das gesamte Bundesgebiet organisiert.

Das CiS Forschungsinstitut für Mikrosensorik GmbH ist seit fast 20 Jahren ein anerkannter IHK Ausbildungsbetrieb. Die klassische Facharbeiter-ausbildung mit IHK-Abschluss beinhaltet die Be-rufsbilder Mikrotechnologie, Industriekauffrau/ mann sowie Kauffrau/mann für Büromanagement. Vor allem die sinkende Anzahl von Bewerbern im technischen Bereich benötigt neue Ansätze, um Lehrlinge zu gewinnen. Berufsorientierende Prak-tika werden verstärkt angeboten, um geeignete

Bewerber zu finden bzw. das Interesse an einer technischen Ausbildung zu wecken und vor allem die eigenen Fähigkeiten zu entdecken.

2018 betreute das CiS zwei Lehrlinge im techni-schen Bereich.

Das CiS Forschungsinstitut engagiert sich zudem im Prüfungsausschuss der IHK für das Berufsbild Mikrotechnologie und wird seit 2017 durch einen Ausbildungsverantwortlichen vertreten.

Auch im kaufmännischen Bereich steht eine Aus-bildungsverantwortliche den Lehrlingen mit Rat und Tat zur Seite. Hier werden ebenfalls 2 Lehr-linge intensiv betreut. Eine Ausbildung wurde mit verkürzter Lehrzeit erfolgreich abgeschlossen.

Das CiS Forschungsinstitut verfolgt das Ziel, aus-gebildete Mikrotechnologen für ein duales Studi-um zu begeistern und als Nachwuchs zu gewinnen.

Nachwuchsförderung

Das CiS Forschungsinstitut widmet der studentischen Ausbildung an den Hochschulen und Universitäten sowie der Nachwuchsarbeit in den Schulen und Gymnasien große Aufmerksamkeit. Praktikumsplätze, Bachelor-und Masterarbeiten, Promotionsthemen werden bereitgestellt und durch Mitarbeiter betreut.

AusbildungNachwuchsförderung

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Besonders technische Berufe bzw. ein naturwis-senschaftliches oder Ingenieurstudium sind Vo-raussetzung, die Entwicklungsaufgaben im CiS wirksam umsetzen zu können.

Das CiS Forschungsinstitut ist stolz darauf, einen weiteren Ingenieur auf seinem Entwicklungsweg begleitet und eingestellt zu haben, der über den 3. Bildungsweg ein Studium erfolgreich abge-schlossen hat. Hierbei hat sich die enge Zusam-menarbeit mit der Dualen Hochschule Gera-Ei-senach, speziell im Fachbereich Elektrotechnik/Automatisierung bewährt.

Eine weitere enge Kooperation besteht mit der Ostbayerischen Technischen Hochschule Regens-burg, an welcher ebenfalls ausgebildete Mikro-technologen unserer Einrichtung studieren.

Das CiS Forschungsinstitut ermöglicht umfang-reiche Qualifizierungen für alle Mitarbeiter. Dazu zählen zum Beispiel Weiterbildungen nach dem Thüringer Bildungsfreistellungsgesetz sowie Schu-lungen zu wissenschaftlichen projektbegleitenden Themenstellungen sowie Englischsprachkurse.

Das CiS Forschungsinstitut unterstützt Thürin-ger Hochschulen und Universitäten aktiv bei der Vorbereitung und Durchführung von Lehrveran-staltungen, insbesondere an der Technischen Uni-versität Ilmenau und der Fachhochschule Nord-hausen. Mit der Technischen Universität Ilmenau ist das CiS Forschungsinstitut als An-Institut seit 2011 eng verbunden. Erstmals hält ein Wissen-schaftler aus dem CiS, Dr. Kevin Lauer, die Vorle-sung physikalische Optik in den Masterstudien-gängen technische Physik und Optronik. Zudem können unter seiner Leitung, Studenten Messun-gen am Tieftemperatur-Photolumineszenz-Mess- platz für verschiedene Projekte durchführen und damit praktische Erfahrungen sammeln.

Praxiserfahrene Wissenschaftler und Ingenieu-re unterstützen verschiedene Lehrveranstaltun-gen an der Fachhochschule Nordhausen und der Technischen Universität Ilmenau. Dazu zählen Vorlesungen über Halbleiter, Mikrosysteme und Technologien, Regenerative Energietechnik und Halbleitergalvanik.

Förderung von MINT Aktivitäten

Das CiS engagiert sich in Initiativen, die beitragen können, Begeisterung bzw. Interesse für MINT Fä-cher zu wecken. Regelmäßig finden Schülerveran-staltungen mit Vorträgen und Experimenten zur Mikrosystemtechnik und angrenzenden Berei-chen statt.

Mathematik in der Praxis

Mit einem Vortrag aus der Reihe „Mathematik in der Praxis“ sprach Prof. Dr. Thomas Ortlepp, Ge-schäftsführer unseres Hauses, zum Thema: „Vom Quanteneffekt zum Supersensor“ an der Techni-schen Universität Ilmenau. Anschaulich und pra-xisnah vermittelte der Vortrag, wie eine Idee in ein Produkt transferiert wird.

Ein physikalischer Effekt wird mittels eines mathe-matischen Modells beschrieben und analysiert, um anschließend ein technisches Bauelement zu konstruieren und herzustellen. Dabei wird die enge Verflechtung zwischen mathematischer Be-schreibung und physikalischen Zusammenhängen sichtbar.

Der Vortrag liefert einen kleinen Einblick in den technischen Weg von einer Idee zu einem Produkt. Ziel ist es, ein paar Eindrücke zum Thema „Mathematik in der Praxis“ zu vermitteln.

Auf der Basis eines physikalischen Effektes wird ein mathematisches Modell abgeleitet. Das Modell wird analysiert und daraus ein technisches Bauelement konstruiert und hergestellt.

Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften

Einladung zum Vortrag aus der Vortragsreihe:


Donnerstag, 07. Juni 2018, 17:00 Uhr, Curie-Hörsaal

Alle Studierenden, insbesondere auch der , sind herzlich eingeladen.Technischen Physik

Die Hochschullehrer des Institutes Ilmenau, den 15. Mai 2018

Herr Prof. Dr. Thomas Ortlepp

(Mathematikstudium an der TU Ilmenau 1993 - 1999)


Vom Quanteneffekt zum Supersensor

StudiumNachwuchsförderung

Nachwuchsförderung

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Nachwuchsförderung

Physik des Wetters

2018 stand das einwöchige Kolleg unter dem Motto „Physik des Wetters“.

Mit dem Vortrag „Vom Silizium-Chip zum Sen-sor-Mikrosystem“ stellte das CiS Forschungsinsti-tut Theorie und Praxis von Druckmessungen vor. Dabei wurde auch ein aktuelles studentisches Projekt der Hochschule Nordhausen integriert und analysiert. Das Nordhäuser Team hatte sich bei dem Europäischen Studentenwettbewerb (BEXUS) qualifiziert, der vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), der Schwedischen Raum-fahrtbehörde (SNSB) sowie von der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) veranstaltet wird.

Nachwuchsförderung

Quelle TU Ilmenau

Sommerschulen an der TU Ilmenau

Alljährlich findet an der Technischen Universität eine Sommerschule zu diver-sen physikalischen Themen statt. Schülerinnen und Schüler der gymnasialen Oberstufe können hier selbstständig experimentieren und mit Wissenschaft-lern debattieren.

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SeitenüberschriftSeitenüberschrift

Bildung für nachhaltige Entwicklung

Spielerisch die Natur entdecken und deren Ge-heimnisse kennen zu lernen ist eine Facette der waldbezogenen Umweltbildung im Rahmen der Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE). Mit einem Digitalmikroskop unterstützt das CiS For-schungsinstitut die Umweltbildung des Thüringer Forstes im Forsthaus Willrode. Die Bilder werden auf einen Monitor übertragen und stehen damit gleichzeitig einem größeren Zuschauerkreis zur Verfügung. Besonders Kinder im Grund- und Vor-schulalter sind davon begeistert.

Nachwuchsförderung

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Nachwuchsförderung

Experiment IMUFUSION an der FH Nordhausen

Zeit

mbar °C

InnentemperaturAußentemperatur

Bildquelle: FH Nordhausen, Mattias Viehmann




Im Rahmen des Experimentes IMUFUSION hatte diese Thüringer Gruppe eine hochzuverlässige Elektronikbaugruppe entwickelt. Diese wurde neben anderen Experimentieranordnungen in der Gondel eines Stratosphärenballons unter-gebracht, um Klima- und Navigationsdaten auf-zuzeichnen. Während des Aufstiegs bis zu einer Höhe von 27,5 km und abschließenden Absinkens wurden kontinuierlich verschiedene Messdaten erfasst. Mit an Bord waren barometrische Druck-sensoren des CiS Forschungsinstitutes, welche

den extremen Umweltbedingungen standhielten. Dazu zählten Außentemperaturen bis zu -80 °C und sehr geringe Luftdrücke. Das CiS Forschungs-institut hatte hierfür ein besonderes Chipdesign entwickelt sowie Prototypen für diese speziellen Messbereiche gefertigt.

Das Experiment zeigte deutlich, wie interessant und abwechslungsreich ein Studium bzw. eine Be-rufstätigkeit auf technischen Gebieten und in For-schungseinrichtungen sein kann.

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Das CiS Forschungsinstitut arbeitet in nachstehenden Verbänden, Vereinen bzw. Fachgremien mit, teilweise durch Mitwirkung in den jeweiligen Vorständen:

• Advanced UV for Life Konsortium• AIT Arbeitskreis der Informationsvermittler Thüringen e.V.• AMA Fachverband für Sensorik e.V. • Wissenschaftsrat • verschiedene Arbeitskreise• Arbeitskreis Mikrosysteme für Biotechnologie und Lifescience e.V.• Deutscher Verband für Schweißen und verwandte Verfahren e.V. • DECHEMA (Verschmelzung mit fms)• Forschungs- und Technologieverbund Thüringen e.V. • FIZ - Forschungs- und Industriezentrum Erfurt e.V.• GFE - Gesellschaft für Fertigungstechnik und Entwicklung e.V. • Gesellschaft für Korrosionsschutz e.V.• Arbeitskreis Korrosionsschutz in der Elektronik und Mikrosystemtechnik • HYPOS Hydrogen Power Storage & Solutions East Germany e.V. • IAB - Institut für Angewandte Bauforschung Weimar gemeinnützige GmbH• idw - Informationsdienst Wissenschaft idw e.V.• IHK - Industrie- und Handelskammer Erfurt • Mitglied der IHK Prüfungskommission für den Mikrotechnologen • Mitglied der Vollversammlung der Industrie- und Handelskammer Erfurt

Mitwirkung in Vereinen, Verbänden und Fachausschüssen

• IMAPS - International Microelectronics and Packaging Society• IVAM - Fachverband für Mikrotechnik e.V.• AK Innovation und AK Marketing• IPHT - Leibniz-Institut für Photonische Technologien e.V.• medways e.V. • Mikro-Nano-Thüringen e.V.• OptoNet e.V. Jena• STREAM „Smart Sensor Technologies and Training for Radiation Enhanced Applications

and Measurements“• Thüringer Stiftung für Bildung und berufliche Qualifizierung• TVV Thüringer Verwertungsbund Patentaktivitäten (assoziiertes Mitglied) • Unternehmerverband Thüringen e.V. • VDE/VDI Gesellschaft für Mikroelektronik, Mikrosystem- und Feinwerktechnik• Arbeitskreis Mikrotechnik Thüringen • FB Mikrosystemtechnik und Nanotechnologien • FB Aufbau-, Verbindungs- und Leiterplattentechnik• VDI/VDE-GMA FA 2.53 Gasfeuchtemessung• VIU - Verband innovativer Unternehmen e.V.• ZUSE - Deutsche Industrieforschungsgemeinschaft Konrad Zuse e.V.

Mitwirkung in Vereinen, Verbänden und FachausschüssenMitwirkung in Vereinen, Verbänden und Fachausschüssen

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SPIE Photonics West 2018

27. Januar bis 01. Februar 2018, San Francisco

Zum ersten Mal war das CiS Forschungsinstitut für Mikrosensorik GmbH als Aussteller auf der SPIE Photonics West 2018 in San Francisco vertreten. Als einer von 70 deutschen Ausstellern auf dem Gemeinschaftsstand im Deutschen Pavillon in der Nordhalle des Moscone Zentrums demonstrierte das CiS Forschungsinstitut seine Kompetenzen im Design sowie in der Herstellung und Montage von kundenspezifischen optischen Mikrosensoren.

Basierend auf 25 Jahren „competence in silicon“ konnte die wirtschaftsnahe Forschungseinrich-tung aus Thüringen innovative Lösungen aus den Bereichen Kunden-Chip-Design, Multi-physikali-sche Simulation, Silizium-Wafer-Prozessierung, Aufbau- und Verbindungstechnik, Prototyping und Technologietransfer zur Industrialisierung zeigen. Weil die SPIE Photonics West als die welt-weit größte jährliche Veranstaltung für die Photo-nik, Laser und biomedizinische Optik gilt, bot sie den perfekten Rahmen, um aktuelle Innovationen und neueste Technologien mehr als 1.300 ausstel-lenden Unternehmen und 23.000 internationalen Teilnehmern aus den USA und der internationalen Gemeinschaft zu präsentieren.

In einem umfangreichen Konferenzprogramm mit fast 4.900 F+E Vorträgen, erläuterte das CiS For-schungsinstitut in 4 Präsentationen konstruktive industrietaugliche Lösungen aus den Bereichen Kunden-Chip-Design, Aufbau- und Verbindungs-technik sowie Prototyping.

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Ausgewählte Veranstaltungen

2018 stand ganz im Zeichen der Forschungs-und Entwicklungsergebnisse auf dem Gebiet der Auf-bau- und Verbindungstechnik. Vor allem UV und VLS LEDs stellen dabei höchste Anforderungen an die Montage und Häusung dieser Bauelemente.

Die Industrie verlangt zudem eine preiswerte und vollautomatische Fertigung dieser Bauelemen-te. Das CiS präsentierte innovative Lösungen auf Messen, Konferenzen und Workshops.

Messen

Messen• HMI Hannovermesse Industrie in Hannover

23.04 -27.04.2018• Sensor + Test in Nürnberg 26.06.-28.06.2018• Compamed in Düsseldorf 12.11.-15.11.2018• electronica in München 13.11.-18.11.2018


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S+T 2018 Miniaturisierte Hochtemperatur- Drucksensorchips

26. bis 28. Juni 2018, Nürnberg

Auf der Sensor+Test 2018 in Nürnberg zeigte das CiS Forschungsinstitut ein serienfertigungstaug- liches Hochtemperaturdrucksensorsystem mit ei-ner Einsatztemperatur von bis zu 300°C.

Über technische Eigenschaften wie Zuverläs-sigkeit, extreme Langzeitstabilität und höchste Präzision verfügt auch die kundenspezifische Entwicklung des hochtemperaturstabilen Mikro- systems mit piezoresistiven Sensorelementen zur Erweiterung des Einsatztemperaturbereiches innerhalb vorhandener Systeme. Innerhalb des F&E-Projekts wurde die gesamte Kette von der Idee bis zum fertigen Mikrosystem abgebildet. Der Entwicklungsprozess umfasste die gekoppel-te Device-Simulation und das Layout ebenso wie die Prozessentwicklung, Wafer-Fertigung, Wafer- Messtechnik und den finalen Bauteiltest. Der mi-niaturisierte Hochtemperatur-Drucksensorchip ist für spezielle Einsatzbedingungen in Prozessauto-mation und Automotive sowie zur Überwachung und Steuerung industrieller Prozesse geeignet.

Diese Entwicklung und weitere Highlights der Ge-schäftsbereiche MEMS, MOEMS und Siliziumde-tektoren (SIDE) konnten interessierte Besucher in Halle 1 am Stand 1-150 auf der „Sensor+Test“ in Nürnberg erleben.


PHOTO EUROPTRODE XIV

25. bis 28. März 2018, Neapel

Auf einer der weltweit führenden Konferenzen zum Thema Innovationen in der chemischen und biochemischen optischen Sensorik, präsentier-te das CiS hochwertige und miniaturisierte UV- Lichtquellen. Hersteller von Messgeräten für die Bioanalytik und Medizintechnik können dadurch deutlich kleinere Systeme bauen und neue An-wendungsfelder erschließen.

ICULTA 2018 International Conference on UVLED Technologies & Applications Conference

22. bis 25. April 2018, Berlin

Mit zwei Vor-trägen und drei Postern stellte das CiS For-schungsinstitut seine Kompeten-zen in der Aufbau- und Verbindungs-technik für UV LED auf der erstmals stattfindenden Konferenz vor. Ent-wickler und Anwender von UV LED verschiedener Applikationsfelder aus 23 Ländern demonstrierten ihr Können. Vor allem die hohe Industriebeteiligung

verdeutlichte die Attraktivität der LED Technik für wirtschaftliche Anwendungen und gab wertvolle Impulse für weitere Forschungsaktivitäten. Ein klei-ner Ausstellungsstand auf der begleitenden Fach-ausstellung rundete die Präsentation des CiS ab.

Auch bei den nachfolgend benannten Veranstal-tungen fokussierte das CiS Themen der Aufbau- und Verbindungstechnik.• Konsortialworkshop im Projekt “Advanced

UV for Life” in Erfurt, 19.02.-20.02.2018• Photonics Europe 2018 in Strasbourg,

22.04.2018- 25.04.2018 • 9th Workshop of Chemical and Biological

Micro Laboratory Technology in Elgersburg, 20.02.-23.02.2018

• EBL 2018 in Fellbach, 20.02.-21.02.2018• Smart System Integration in Dresden,

22.04.-26.04.2018

Einen wichtigen Schwerpunkt bildete weiterhin die Präsentation eines neuen Sensors zur Prüfung von Spezialschrauben in sicherheitsrelevanten Anwendungen. Bei den Präsentationen auf den verschiedenen Veranstaltungen wurden viele neue Industriekontakte erschlossen. Stellvertre-tend seien hier aufgeführt:• ATKS 2018 in Hannover, 25.04.-2.04.2018• Offshoretage in Warnemünde,

01.03.-02.03.2018• 14.Thüringer Forschungs-und Technologie-

forum 2018 in Ilmenau, 15.05.2018• 19.ITG/ GMA-Fachtagung Sensoren und

Messsysteme 2018 in Nürnberg, 26.06-27.06.2018

• Anwendungsforum Sensorik in München, 11.07.-12.07.2018

Konferenzen und Workshops

Hannover Messe Industrie

23. bis 27. April 2018, Hannover

Mit der wiederholten Teilnahme als Aussteller auf dem Gemeinschaftsstand der Thüringer Landesentwicklungsgesellschaft konn-te das CiS Forschungsinstitut durchweg positives Feedback in zahlreichen Gesprächen mit Interes-senten aus Industrie und Mittelstand verzeichnen.

Messe-Highlight war ein miniaturisierter Absolut-drucksensor für Einsatztemperaturen bis 300 °C. Dieser Temperaturbereich ist besonders für Ap-plikationen in der Automobilbranche und indus-triellen Prozessmesstechnik interessant. Unseren Stand besuchten auch Vertreter der Politik, wie der Thüringer Ministerpräsident Bodo Ramelow sowie Wirtschaftsdelegationen aus Mexiko und Tatarstan.


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Publikationen & Konferenzen 2018Publikationen & Konferenzen 2018

Artikel in referierten Journalen

„ICP etched position sensitive silicon sensors on si-licon and SOI substrates“, Christian Möller, Ralf Rö-der, Thomas Klein, Thomas Ortlepp, Journal of Inst-rumentation, Volume 13, Issue 5, C05019, 05/2018

„Fast fluorescence lifetime determination with an ASIC detector unit“, Christian Möller, Volkhard Körner, Christoph Heinze, Hans-Georg Ortlepp, Wolfram Altermann, Tobias Schildbach, Markus Winkler, Dagmar Buchweitz, Marco Götz, Thomas Ortlepp, Optical Sensing and Detection V, Volume 10680, 1068009, 2018

„DNA analysis with UV-LEDs“, Christian Möller, Martin Hentschel, Thomas Hensel, Andreas Müller, Christoph Heinze, Olaf Brodersen Thomas Ortlepp, Optical Sensing and Detection V, Volume 10680, 1068013, 2018

„Fluorescence lifetime determination by miniaturi-zed LED ns-pulser and ASIC detector unit“, Christian Möller, Volkhard Körner, Christoph Heinze, Hans-Ge-org Ortlepp, Ralf Matthes, Wolfram Altermann, Tobi-as Schildbach, Markus Winkler, Dagmar Buchweitz, Marco Götz, Thomas Ortlepp, MOEMS and Miniatu-rized Systems XVII, Volume 10545, 105450K, 2018

„Thermocompression bonding for high-power-UV LEDs“, Indira Kaepplinger, Dominik Karolewski, Geert Brockmann, Thomas Ortlepp, Olaf Brodersen, Andreas Thies, Jens Rass, Sven Einfeldt, Neysha Lobo- Ploch, Christoph Stoelmacker, Frank Schnie-der, Light-Emitting Diodes: Materials, Devices, and Applications for Solid State Lighting XXII, Volume 10554, 105541B, 2018

„Advanced chip package of a fiber-coupled super-conducting single-photon detector for a closed-cy-cle cryostat“, Christian Möller, Kristin Neckermann, Manuel Kermann, Thomas Ortlepp, Next-Generation Optical Communication: Components, Sub-Systems, and Systems VII, Volume 10561, 105610F, 2018

„Supervision unit for harsh environments“, Heike Wünscher, Arndt Steinke, Thomas Ortlepp, Hans Grönqvist, Per-Erik Tegehall, Oscar Lidström, Hans Richert, Peter Lagerkvist, Mesago Messe Frankfurt GmbH, p. 522-525, 2018

„Multisensors for whole-cell analytics“, Ingo To-behn-Steinhäuser, Margarita Günther, Stefan Gör-landt, S Herbs, Heike Wünscher, Thomas Ortlepp, Gerald Gerlach, Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Srodowiska, Volume 8, 2018

Konferenz- und Zeitschriftenbeiträge

„Montierte UV-LEDs unter Nutzung von multifunk- tionalen Silizium-Submounts zum Waferlevel- Packaging (Mount-LED)“, Indira Käpplinger, Sven Einfeldt, Tim Wernicke, Neysha Lobo-Ploch, Konsor-tialworkshop, Erfurt, Deutschland, 19.-20.02.2018

„Multi-Lambda-UV“, Dennis Mitrenga, Thomas Wes-terhoff, Holger Zeng, Konsortialworkshop, Erfurt, Deutschland, 19.-20.02.2018

„PHOS - Hochleistungsbeleuchtungsmodule“, Sa-bine Nieland, Thomas Westerhoff, Moshe Weiz-man, Konsortialworkshop, Erfurt, Deutschland, 19.-20.02.2018

„UV MMC“, Sabine Nieland, Konsortialworkshop, Erfurt, Deutschland, 19.-20.02.2018

„UV LED based diagnostics“, Christian Möller, Mar-tin Hentschel, Thomas Hensel, Andreas Müller, Christoph Heinze, Thomas Ortlepp, 9th Workshop of Chemical and Biological Micro Laboratory Tech-nology, Elgersburg, Deutschland, 20.-22.02.2018

„Multisensors for whole-cell analytics“, Ingo To-behn-Steinhäuser, Magarita Günther, Stefan Gör-landt, Steffen Herbst, Heike Wünscher, Thomas Ort-lepp, Gerald Gerlach, 9th Workshop of Chemical and Biological Micro Laboratory Technology, Elgersburg, Deutschland, 20.-22.02.2018

„Combined impedance and fluorescence sensor for whole-cell analytics“, Ingo Tobehn-Steinhäu-ser, 9th Workshop of Chemical and Biological Micro Laboratory Technology, Elgersburg, Deutschland, 20.-22.02.2018

„UV LED based diagnostics“, Christian Möller, Mar-tin Hentschel, Thomas Hensel, Andreas Müller, Christoph Heinze, Thomas Ortlepp, 9th Workshop of Chemical and Biological Micro Laboratory Tech-nology, Elgersburg, Deutschland, 20.-22.02.2018

„Preparation of structured diamond films for UV photodiodes“, Alexander Lawerenz, Mario Bähr, Ralf Röder, Nicolas Wöhrl, Volker Buck, DPG-Frühjahrsta-gung (DPG Spring Meeting) and EPS-CMD27, Berlin, Deutschland, 11.-16.03.2018

„Übersicht von Messverfahren zur Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit an dünnen (Diamant-)Schichten an Hand von Beispielen“, Mario Bähr, Indira Käpplin-ger, DPG-Frühjahrstagung (DPG Spring Meeting) and EPS-CMD27, Berlin, Deutschland, 11.-16.03.2018

„New approaches to high energy physics sensors by CiS“, Ralf Röder, Tobias Wittig, Arno Kompatscher, Alexander Lawerenz, Thomas Ortlepp, Future Circu-lar Collider Collaboration Week 2018, Amsterdam, Niederlande, 09.-13.04.2018

„DNA analysis with a LED based illumination mo-dule“, Christian Möller, Martin Hentschel, Thomas Hensel, Andreas Müller, Christoph Heinze, Tho-mas Ortlepp, Smart Systems Integration, Dresden, Deutschland, 11.-12.04.2018

„Supervision Unit for Harsh Environments“, Heike Wünscher, Arndt Steinke, Thomas Ortlepp, Hans Grönqvist, Per-Erik Tegehall, Oscar Lidström, Hans Richert, Peter Lagerkvist, Smart Systems Integra- tion, Dresden, Deutschland, 11.-12.04.2018

„Demands on packaging for high performance UV LEDs“, Sabine Nieland, Dennis Mitrenga, Moshe Weizman, Peter Rotsch, Thomas Westerhoff, Chris-tian Möller, Dominik Karolewski, Indira Kaepplin-

ger, Olaf Brodersen, Thomas Ortlepp, International Conference on UV LED Technologies & Applications Conference (ICULTA-2018), Berlin, Deutschland, 22.-25.04.2018

„UV wavelengths mixing for different applications“, Dennis Mitrenga, Christian Möller, Martin Hentschel, Hui Zeng, Thomas Westerhoff, Olaf Brodersen, Tho-mas Ortlepp, International Conference on UV LED Technologies & Applications Conference (ICULTA- 2018), Berlin, Deutschland, 22.-25.04.2018

„An innovative Si package for high-performance UV LEDs“, Indira Kaepplinger, Robert Taeschner, Den-nis Mitrenga, Dominik Karolewski, Li Long, Sabine Nieland, Olaf Brodersen, Thomas Ortlepp, Interna-tional Conference on UV LED Technologies & Appli-cations Conference (ICULTA-2018), Berlin, Deutsch-land, 22.-25.04.2018

„Diamond coated interdigitated-electrode devices“, Mario Bähr, Ingo Tobehn-Steinhäuser, Thomas Ort-lepp, 19. Heiligenstädter Kolloquium, Heilbad Hei-ligenstadt, Deutschland, 24.-26.09.2018

„Fluorescence lifetime determination by mini-aturized LED ns-pulser and ASIC detector unit“, Christian Möller, Christoph Heinze, Hans-Georg Ortlepp, Wolfram Altermann, Tobias Schildbach, Markus Winkler, Dagmar Buchweitz, Marco Götz, Thomas Ortlepp, Photonics West, San Francisco, USA, 27.01.-01.02.2018

„Advanced chip package of a fiber coupled super-conducting single photon detector for a closed- cycle cryostat“, Christian Möller, Kristin Necker-mann, Manuel Kermann, Thomas Ortlepp, Photonics West, San Francisco, USA, 27.01.-01.02.2018

„Demands on high power LED packaging for UVB and UVC emitters“, Sabine Nieland, Dennis Mit-renga, Dominik Karolewski, Moshe Weizman, Peter Rotsch, Thomas Westerhoff, Olaf Brodersen, Tho-mas Ortlepp, Photonics West, San Francisco, USA, 27.01.-01.02.2018

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„Thermocompression bonding for high-power-UV LEDs“, Indira Kaepplinger, Dominik Karolewski, Geert Brockmann, Thomas Ortlepp, Olaf Broder-sen, Andreas Thies, Jens Rass, Sven Einfeldt, Ney-sha Lobo- Ploch, Christoph Stoelmacker, Frank Schnieder, Photonics West, San Francisco, USA, 27.01.-01.02.2018

„Anforderungen an die Montage von UV- und VIS-LEDs zur Realisierung von multispektralen Strah-lern“, Sabine Nieland, Dennis Mitrenga, Olaf Bro-dersen, Thomas Ortlepp, Moshe Weizman, Peter Rotsch, EBL 2018 - Elektronische Baugruppen und Leiterplatten / Multifunktionale Aufbau- und Ver-bindungstechnik - Beherrschung der Vielfalt, Fell-bach, Deutschland, 20.-21.02.2018

„Messung mechanischer Größen mit Silizium- Mikrosensoren“, Klaus Ettrich, Innovationsforum “DigiTrans von Mikro zu Makro”, Jena, Deutschland, 20.-21.02.2018

„Mikrosensoren für die Messung der Vorspannkraft“, Arndt Steinke, Thomas Frank, Klaus Ettrich, Thomas Ortlepp, Offshoretage, Warnemünde, Deutschland, 01.-02.03.2018

„Synthetische Diamantschichten als langzeits-tabile und biokompatible Passivierung“, Mario Bähr, 13. ThGOT Thementage Grenz- und Ober-flächentechnik, Zeulenroda-Triebes, Deutschland, 13.-15.03.2018

„Standardisation of Smart Systems Building Blocks: A requirement for a globally competitive Coopera-tive Foundry“, Petra Weiler, Arndt Steinke, Cess Lan-ting, Smart Systems Integration, Dresden, Deutsch-land, 11.-12.04.2018

„UV LED illumination and ASIC detector unit for fluorescence lifetime determination“, Thomas Ort-lepp, International Conference on UV LED Techno-logies & Applications Conference (ICULTA-2018), Berlin, Deutschland, 22.-25.04.2018

„Application of UV-C LEDs for DNA analysis“, Tho-mas Ortlepp, International Conference on UV LED Technologies & Applications Conference (ICULTA- 2018), Berlin, Deutschland, 22.-25.04.2018

„Mikrosensorik für Tribologische Systeme“, Thomas Frank, ATKS 2018 - Innovations. 4.smart. Tribosys-tems, Hannover, Deutschland, 25.-26.04.2018

„Einsatz von Silizium-Mikrosensoren zum Moni-toring mechanischer Messgrößen in Entwicklung und Produktion“, Klaus Ettrich, 14. Thüringer For-schungs- und Technologieforum 2018, Ilmenau, Deutschland, 15.05.2018

„The screw 4.0 - miniaturized force measurement and innovative connection technology united on one screw“, Jan Freitag, 28th Chemnitzer Seminar „Materials and Technologies for MEMS Packaging“, Chemnitz, Deutschland, 12.-13.06.2018

„Diagnoseprüfung und Monitoring an Verbindungs-elementen mit Hilfe von Silizium-Dehnmessstrei-fen“, Thomas Frank, André Grün, Manuel Kermann, Andrea Cyriax, Arndt Steinke, Thomas Ortlepp, 19. ITG/GMA-Fachtagung „Sensoren und Messsyste-me 2018“, Nürnberg, Deutschland, 26.-27.06.2018

„Schraube 4.0, integriertes Verfahren zur Be-stimmung der Vorspannkraft“, Thomas Frank, An-wenderforum Sensorik, München, Deutschland, 11.-12.07.2018

„Vom Quanteneffekt zum Supersensor“, Thomas Ortlepp, Mathematik in der Praxis, TU Ilmenau, Deutschland, 07.06.2018

„Energieautarke mechanische Spannungsanalyse sicherheitsrelevanter Verbindungselemente“, Tho-mas Frank, André Grün, Manuel Kerman, Steffen Herbst, Sabine Nieland, Thomas Ortlepp, 9. GMM Fachtagung, Dresden, Sachsen, 28.02.-01.03.2018

„Technische Lösungen für robuste industrielle Drucksensoren für harsche Umgebungsbedingun-

Publikationen & Konferenzen 2018

gen und hohe Temperaturen“, Thomas Ortlepp, el-mug4future, Erfurt, Deutschland, 16.-17.10.2018

„Flip-chip assembly of a hybrid SFQ-to-nTron inter-face circuits“, Thomas Ortlepp, Emily A. Toomey, In-dira Kaepplinger, Marco Colangelo, Oliver F. Kieler, Karl K. Berggren, Applied Superconductivity Confe-rence - ASC 2018, Seattle, USA, 28.10.-02.11.2018

„Innovative mikrosensorische Komponenten für das präventive Monitoring“, Arndt Steinke, 27. Wind- energietage, Linstow, Deutschland, 06.-08.11.2018

„Packaging of infrared emitting devices and ther-mopile sensors for high temperature applica-tions“, Julia Baldauf, 5th International WORKshop on Infrared Technologies, Olching, Deutschland, 12.-13.11.2018

„New Pixel Detector Concepts“, Arno E. Kompat-scher, Future Technologies for Radiation Detectors, Erfurt, Deutschland, 05.-07.03.2018

„Future in Big Science Market“, Ralf Röder, Fu-ture Technologies for Radiation Detectors, Erfurt, Deutschland, 05.-07.03.2018

„New Pixel Detector Concepts“, Arno E. Kompat-scher, Tobias Wittig, Alexander Lawerenz, Ralf Rö-der, Future Technologies for Radiation Detectors, Erfurt, Deutschland, 05.-07.03.2018

„Demands on Metallization and Flip-Chip Assem-bly for Detector Modules“, Sabine Nieland, Tobias Wittig, Klaus-Dieter Preuß, Indira Käpplinger, Ralf Röder, Future Technologies for Radiation Detectors, Erfurt, Deutschland, 05.-07.03.2018

„Technological Challenges of the CBM-STS Strip Sensors“, Tobias Wittig, Klaus-Dieter Preuß, Martin Feltz, Future Technologies for Radiation Detectors, Erfurt, Deutschland, 05.-07.03.2018

„Analytical methods for process and quality cont-rol“, Kevin Lauer, Jörg Federwisch, Wolfgang John,

Future Technologies for Radiation Detectors, Erfurt, Deutschland, 05.-07.03.2018

„Towards silicon photodiode 4.0“, Christian Möller, Future Technologies for Radiation Detectors, Erfurt, Deutschland, 05.-07.03.2018

„Montage-Technologien für mikrooptische und mikromechanische Systeme im CiS Überblick und Entwicklungstrends“, Michael Hintz, Innovative Konzepte der Aufbau-und Verbindungstechnik für MEMS und MOEMS, Erfurt, Deutschland, 16.10.2018

„Simulation und Design von chipintegrierten Ent-spannungsstrukturen zur rückwirkungsarmen Mon-tage von Drucksensoren“, Dominik Karolewski, Ro-bert Täschner, Innovative Konzepte der Aufbau-und Verbindungstechnik für MEMS und MOEMS, Erfurt, Deutschland, 16.10.2018

„Silizium-Dehnmesstreifen - Vorteile und Entwick-lungstrends“, Thomas Frank, Innovative Konzepte der Aufbau-und Verbindungstechnik für MEMS und MOEMS, Erfurt, Deutschland, 16.10.2018

„Aufbau- und Verbindungstechnik ultradünner Si-liziumchips am Beispiel von Dehnmesstreifen“, André Grün, Innovative Konzepte der Aufbau-und Verbindungstechnik für MEMS und MOEMS, Erfurt, Deutschland, 16.10.2018

„Anforderungen an die Montage von Hochleis-tungs-LEDs“, Sabine Nieland, Innovative Konzepte der Aufbau-und Verbindungstechnik für MEMS und MOEMS, Erfurt, Deutschland, 16.10.2018

„Multifunktionales Silizium-Package für UVB/C-LEDs“, Indira Käpplinger, Robert Täschner, Dominik Karolewski, Li Long, Dennis Mitrenga, Innovative Konzepte der Aufbau-und Verbindungstechnik für MEMS und MOEMS, Erfurt, Deutschland, 16.10.2018

„Technologieentwicklung von hermetischen Packa-ges für IR-Komponenten“, Kristin Neckermann, Indi-ra Käpplinger, André Grün, Robert Täschner, Dominik Karolewsiki, Li Long, Steffen Biermann, Innovative


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Konzepte der Aufbau-und Verbindungstechnik für MEMS und MOEMS, Erfurt, Deutschland, 16.10.2018

„Simulationsaspekte IR“, Julia Baldauf, Innovative Konzepte der Aufbau-und Verbindungstechnik für MEMS und MOEMS, Erfurt, Deutschland, 16.10.2018

„Neue Technologien und Komponenten für einen Mikrosensor zum kontinuierlichen Glukose Moni-toring“, Hans-Joachim Freitag, Neue Sensorlösung- en für Biologie und Medizin, Erfurt, Deutschland, 23.10.2018

„Überwachung von Vitalparametern am Ohr - Puls-wellenanalyse photoplethysmografischer Signale“, Martin Jahn, Hans-Georg Ortlepp, Martin Schädel, Olaf Brodersen, Neue Sensorlösungen für Biologie und Medizin, Erfurt, Deutschland, 23.10.2018

„Kombinierter optisch-impedimetrischer Ganzzell- biosensor zur Überwachung von Arzneimittelrück-ständen im Wasser“, Ingo Tobehn-Steinhäuser, Neue Sensorlösungen für Biologie und Medizin, Erfurt, Deutschland, 23.10.2018

„New concepts for Silicon radiation and particle de-tectors: thinning, 3D and bias grid“, Tobias Wittig, Julia Brandel, Workshop on the Future of Silicon De-tector Technologies - FuTuRe II, Erfurt, Deutschland, 02.-04.12.2018

„Overview CiS detector activities and future plans“, Ralf Röder, Workshop on the Future of Silicon De-tector Technologies - FuTuRe II, Erfurt, Deutschland, 02.-04.12.2018

„Innovative technology modules for sensor pro-cessing“, Robert Täschner, Workshop on the Future of Silicon Detector Technologies - FuTuRe II, Erfurt, Deutschland, 02.-04.12.2018

„Future Trends at CiS for Assembly and Packa-ging Challenges for silicon detectors“, Sabine Ni-eland, Workshop on the Future of Silicon Detec-tor Technologies - FuTuRe II, Erfurt, Deutschland, 02.-04.12.2018

„Detectors for quantum optics „, Christian Möl-ler, Workshop on the Future of Silicon Detector Technologies - FuTuRe II, Erfurt, Deutschland, 02.-04.12.2018

„Defect-engineering and analytics at CiS - Carrier- induced degradation (CID) in annealed and irradi-ated silicon“, Kevin Lauer, Workshop on the Future of Silicon Detector Technologies - FuTuRe II, Erfurt, Deutschland, 02.-04.12.2018

„Magnetic field sensing using NV centers in diamond“, Mario Bähr, Workshop on the Future of Si-licon Detector Technologies - FuTuRe II, Erfurt, Deutschland, 02.-04.12.2018

„Monitoring von Schraubverbindungen Verbin-dungselementen mit Hilfe von Silizium-Dehn-messstreifen“, Thomas Frank, André Grün, Manuel Kermann, Andrea Cyriax, Arndt Steinke, Thomas Ortlepp, Technische Sicherheit, Bd. 8, Nr. 9 (2018)


Anschriften, Ansprechpartner und Gremien

CiS Forschungsinstitut für Mikrosensorik GmbHKonrad-Zuse-Straße 1499099 ErfurtDeutschland

Geschäftsführer: Prof. Dr. Thomas Ortlepp, Thomas Brock Tel.: +49 (0) 361/663-1410Fax: +49 (0) 361/663-1413E-Mail: [email protected]: www.cismst.de

Aufsichtsrat der CiS Forschungsinstitut für Mikrosensorik GmbH• Dr. Knuth Baumgärtel, Hermsdorf• Dipl. Wirtschaftsing. Christiane Bednarek, Jena• Dipl.-Ing. Geert Brokmann, Ilmenau• Dr. Hans-Joachim Freitag, Erfurt• Dr. Horst Hansch, Ilmenau• Prof. Dr. Gerhard Linß, Suhl, Aufsichtsratsvorsitzender• Dipl.-Ing. Michael Philipps, Maulburg

Gesellschafter der CiS Forschungsinstitut für Mikrosensorik GmbH:CiS e.V.

Vorstand:• Dr. Knuth Baumgärtel, Hermsdorf• Dipl. Wirtschaftsing. Christiane Bednarek, Jena• Dipl.-Ing. Geert Brokmann, Ilmenau• Dr. Hans-Joachim Freitag, Erfurt, Vorsitzender• Dr. Horst Hansch, Ilmenau• Dipl.-Ing. Michael Philipps, Maulburg• Prof. Dr. Kai-Uwe Sattler, TU Ilmenau

Anschriften, Ansprechpartner und Gremien

www.cismst.de

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Jahresbericht 2018...HASLERRAIL Als einer der Pioniere der Eisenbahnindustrie arbeitet die HASLER-...

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