Entwicklung von Treibermodulen

für Terahertz-Anwendungen einschließlich technologischer Grundlagen zur prozesssicheren Realisierung

Prof. Dr. Ursula Koch
Fakultät für Angewandte Naturwissenschaften und Mechatronik


Ziel des Projektes:
Ziel des Vorhabens ist es, die technologischen Grundlagen und Kompetenzen zur serientauglichen Herstellung von Modulen der Messtechnik bei höchsten Frequenzen (Terahertzbereich) zu schaffen. Konkret umgesetzt und verwertet werden soll dies im Rahmen der Entwicklung einer Treiberstufe, die als Schlüsselkomponente die Grundlage für Sende- und Empfängereinheiten im Terahertzbereich darstellt.


Ziel dieses Teilprojektes der Hochschule München (Fakultät 06: Labor für Werkstofftechnik) ist die Untersuchung und Erfassung von Schwankungen der Werkstoffeigenschaften und deren Einfluss auf die Bauteilgeometrie und Fertigungsqualität zur Herstellung von Terahertz-Treiberstufen.


Analyse des Werkstoffverhaltens von Aluminiumzuschnitten
Erstrebenswert ist die Weiterentwicklung der Werkstoffeigenschaften von Aluminium-Legierungen. Die Schwankungen der Werkstoffeigenschaften sollen einen geringen Einfluss auf die Fertigungseigenschaften und damit auf die Bauteil-Geometrien haben.


Das Vorhaben befasst sich mit der Erarbeitung der materialspezifischen Einflussgrößen auf


  • die Langzeitstabilität der Materialeigenschaften (Einfluss von Lagerungsbedingungen, Transport, Verpackung, Kühlschmierstoff sowie begrenztem Lagerzeitraum)
  • die Mikro- bzw. Präzisionszerspanung
  • das Materialschrumpfungsverhalten bei Wärmebehandlungsprozessen sowie Zerspanungsprozess
  • die Federsteifigkeit
  • die Wechselwirkung mit anderen Stoffen, z.B. Kühlschmierstoffen und Reinigungsmedien
  • die Wirksamkeit des elektrochemischen Entgratens
  • die Ursachen von Haftungsproblemen von Galvanikschichten
  • Analyse der Ursachen von Fehlstellen auf Galvanikschichten
  • die Schichtdickenschwankungen bzw. -toleranzen von galvanischen Schichten in Zusammenarbeit und Ergänzung mit Arbeitspaket „Oberflächentechnik“


Werkstoffseitige Analyse und Ableitung von prozessverbessernden Maßnahmen
Parallel zur Untersuchung der Einschränkung durch Werkstoffeigenschaften soll im Rahmen des Vorhabens auch nach Möglichkeiten für Schnelltests zur Analyse der vorliegenden Werkstoffeigenschaften geforscht werden. Dies bedeutet die Entwicklung einer neuen Strategie, um die Schwankungen des Gesamtprozesses aufgrund des Einflusses nicht konstanter Werkstoffeigenschaften zu eliminieren. D.h. aus den Ergebnissen der Schnelltests soll eine Ableitung von fertigungstechnischen Parametern zur prozessfähigen Justierung der Einzelprozesse des Gesamtprozesses ermöglicht werden. Als besonders erfolgversprechend könnte hier der Einsatz von Mikro- oder Nanohärteprüfung an der Oberfläche sein. Diese oder andere ermittelte und einsatzfähige Methoden sollen zur Anwendung kommen, falls eine Beschaffung von Werkstoffen und Halbzeugen in der geforderten eingeschränkten Werkstoffqualität technologisch und/oder wirtschaftlich nicht gegeben ist.


Von einem erfolgreichen Ausgang des Forschungsvorhabens wird erwartet, dass die Einflussfaktoren der Mikro- und Nanostruktur auf die mechanische Strukturierung weitestgehend geklärt und die daraus folgenden Verbesserungsmaßnahmen für die technische Herstellung von Giga- und Terahertz-Treiberstufen ausformuliert sind.


Abbildung 1: Untersuchung der Zusammensetzung der Einlagerungen (Primärphasen) in einer Aluminiumlegierung (AlMg4,5Mn) mittels energiedispersiver Röntgenspektroskopie (EDX)
Abbildung 1: Untersuchung der Zusammensetzung der Einlagerungen (Primärphasen) in einer Aluminiumlegierung (AlMg4,5Mn) mittels energiedispersiver Röntgenspektroskopie (EDX)

Abbildung 2 - Härte-Mapping einer geschliffenen AlMg1SiCu-Probe mit sichtbaren Härtepeaks (hellgelb) an harten Primärphasen
Abbildung 2 - Härte-Mapping einer geschliffenen AlMg1SiCu-Probe mit sichtbaren Härtepeaks (hellgelb) an harten Primärphasen

Laufzeit:
01.05.2016 - 31.01.2019


Zuwendungsgeber:
Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft und Medien, Energie und Technologie


Projektträger:
VDI/VDE/IT


Projektpartner:
Rhode & Schwarz GmbH & Co.KG


Projektleiterin

Prof. Dr. Ursula Koch
Raum: C 204

Tel.: 089 1265-1624
Fax: 089 1265-1603