Die Trendthemen Miniaturisierung, 3D-Integration und Künstliche Intelligenz (KI) beschäftigen die Mikroelektronikindustrie schon seit längerem. Hinzu kommen neue Entwicklungen und Technologien wie das Quantencomputing, flexible Elektronik und Datensicherheit. Mit dem verstärkten Einsatz von mobilen Geräten und dem Internet der Dinge (IoT) ist die Energieeffizienz ebenfalls ein wichtiger Aspekt.
Die fortschreitende Miniaturisierung auf nanoskaliger Ebene stellt eine technologische Herausforderung dar. Immer kleinere Strukturen, 2D-Materialien erfordern innovative Ansätze, um aktuelle physikalische Grenzen zu überwinden. Unter anderem sollen Chips für 5G-Anwendungen entwickelt werden, die die Konnektivität in verschiedenen Anwendungsbereichen verbessern - etwa für autonome Fahrzeuge.
Die Experten des Fraunhofer ILT entwickeln und evaluieren Strahlquellen zur EUV-Lithografie und die entsprechende Messtechnik, um die Miniaturisierung von Elektronik voranzutreiben. Neben der Strukturerzeugung auf Nanometerskala spielt die Aufbau- und Verbindungstechnik für leistungsfähige Elektronikkomponenten eine entscheidende Rolle. Gemeinsam mit Industriepartnern werden am Fraunhofer ILT neue Verbindungstechniken für die Batteriekontaktierung und Leistungsbauteile entwickelt.
Weitere Kompetenzen des Fraunhofer ILT liegen in der Strukturierung und Funktionalisierung von Oberflächen sowie in der 3D-Volumenstrukturierung. So lassen sich durch selektives Laser-Ätzen mikroskopische Strukturen in Glas- oder Saphir-Substrate einbringen, mit denen mikrofluidische Systeme für biochemische Analysen realisiert werden.
Mit einer neuen, für den industriellen Einsatz konzipierten Ultrakurzpuls-(UKP)-Laserstrahlquelle aus dem Hause TRUMPF wird sich das Einsatzspektrum der UKP-Technologie deutlich ausweiten. Das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT in Aachen wird das Potenzial der Strahlquelle mit 1 kW mittlerer Leistung in den kommenden Monaten systematisch erkunden. Geplant sind unter anderem Versuche zur Optimierung von Prozessen der Batterie- und Brennstoffzellen-Fertigung, des Werkzeugbaus und der Halbleitertechnik, sowie die Erprobung verschiedener Strahlführungsstrategien. Viele dieser Pilotanwendungen haben ihren Ursprung im Fraunhofer-internen Cluster of Excellence Advanced Photon Sources (CAPS), dem 21 Institute der Fraunhofer-Gesellschaft angehören.
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Die Wirkungsweise von Pharmazeutika, die Effizienz von Katalysatoren oder die Farbwirkung und Funktionalität von Drucktinten hängen auch von der Größe der darin enthaltenen Nanopartikel ab. Doch es fehlt an Methoden, um bei der Herstellung in Mahlprozessen die Partikelgrößenverteilung zu überwachen. Im EU-Förderprojekt PAT4Nano hat ein Konsortium aus Industrie und Forschung in den letzten vier Jahren praktikable Ansätze für solche Inline-Messungen erforscht. Das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT in Aachen hat ein vielversprechendes laserbasiertes Verfahren entwickelt, das diese Lücke schon bald schließen könnte.
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Vom 17. bis 19. April 2024 fand in Aachen der »AKL‘24 - International Laser Technology Congress« statt. Zum 14. Mal bot der Kongress die Plattform zum intensiven fachlichen Austausch über aktuelle Technologietrends und Perspektiven der Lasertechnik. Den 525 Teilnehmenden aus 21 Ländern standen neben drei Foren und neun Sessions mit insgesamt 82 Fachvorträgen eine komplett ausgebuchte konferenzbegleitende Ausstellung mit 58 Firmen sowie 60 »Lasertechnik Live«-Vorführungen in den Laboren des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT und der RWTH Aachen University offen. Zwei Abendveranstaltungen und der bewusst aufgelockerte Zeitplan an den drei Kongresstagen luden zum Networking ein. Kurz: Der AKL’24 war the place to be für die Laser-Community.
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Die Recyclingbranche setzt zunehmend auf die Laser-Emissionsspektroskopie (LIBS), um wiederverwendbare Rohstoffe in Abfallströmen zu identifizieren. Das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT in Aachen nimmt bei der höchst präzisen Technik zur Elementanalyse eine führende Rolle ein und erweitert die Einsatzmöglichkeiten kontinuierlich.
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Ob in der Lasermaterialbearbeitung, in additiven Fertigungs- und Reparaturprozessen, für eine Unkrautbekämpfung per Laser oder ein automatisiertes Design optischer Systeme: Artificial Intelligence entfaltet auch in der Photonik enormes, teils disruptives Potenzial. Die dritte »AI for Laser Technology Conference«, die Ende November mit rund 50 internationalen Expertinnen und Experten am Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT in Aachen stattfand, hat klar gezeigt, dass die AI-getriebene Transformation in vollem Gange ist.
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Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT
