Hoch-integrierte hermetische Durchführungen - Designaspekte und Zuverlässigkeit

Conference: Mikrosystemtechnik 2013 - Von Bauelementen zu Systemen
10/14/2013 - 10/16/2013 at Aachen, Deutschland

Proceedings: Mikrosystemtechnik 2013

Pages: 4Language: germanTyp: PDF

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Authors:
Ordonez, Juan; Schuettler, Martin; Stieglitz, Thomas (Lehrstuhl für Biomedizinische Mikrotechnik, Institut für Mikrosystemtechnik (IMTEK), Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Deutschland )
Bentler, Christian (Lehrstuhl für Biomedizinische Mikrotechnik, Institut für Mikrosystemtechnik (IMTEK), Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Deutschland)
Keller, Mark (Lehrstuhl für Anwendungsentwicklung, Institut für Mikrosystemtechnik (IMTEK), Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Deutschland)

Abstract:
Neuste Entwicklungen im Bereich der Neuroprothetik zeigten große Erfolge in der Herstellung von miniaturisierten elektrischen Durchführungen. Die von den Autoren dieser Studie vorgestellte Technologie basiert auf der Verwendung von Hochtemperatur-gesinterter Keramik (HTCC) und Dickschicht-Metallisierungen aus Platin. Das Charakteristische an der Technologie ist die Integration einer eingebetteten horizontalen Metallebene, die zu einer Stabilisierung der kritischen Grenzflächen führen soll. Mit der Software Comsol MultiphysicsTM wurde in einer Finite-Elemente Simulation das thermo-mechanische Verhalten des Durchführungssystems untersucht. Von besonderem Interesse waren die mechanischen Spannungen an den Materialgrenzflächen. Horizontale Intermaterial-Grenzflächen wiesen Spannungen auf, die eine Größenordnung niedriger als die der vertikalen Grenzflächen waren. Diese Ergebnisse unterstützen die Hypothese, dass eine eingebettete, horizontale Grenzfläche des elektrischen Leiters bei der thermischen Belastung des Systems zu einem zusätzlichen mechanischen Schutz des Systems führt. Somit können kritische Rissbildungen und ihre Ausbreitung unterdruckt werden, ein Aspekt von höchster Relevanz für die Langzeitstabilität des Systems.