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MEMS mit Kontaktbahnen auf Siliziumsubstrat.
MEMS mit Kontaktbahnen auf Siliziumsubstrat.

Ziel des Projekts Go 4 Time ist die Verwirklichung von miniaturisierten Taktmodulen auf industrieller Ebene, die ICs mit Resonatoren in einer einzelnen Baueinheit kombinieren. Die frequenzeinstellbaren, hybriden Mikrosysteme sollen einen Energieverbrauch im Bereich von einigen Mikrowatt aufweisen und damit herkömmlichen Quarz-basierten Lösungen weit überlegen sein.

Diese Taktgeber werden über eine scharfe Frequenzstabilität verfügen und in der Lage sein, Temperaturschwankungen zu kompensieren. Daher kommen sie für ein breites Einsatzspektrum, etwa für industrielle Anwendungen in Wireless-Kommunikationssystemen (GSM, Bluetooth, WSN) oder in Massenkonsumgütern der Unterhaltungs- und Haushaltselektronik, wie z. B. MP3-Playern oder mobilen DVD-Playern infrage.

Das Projekt

Im Rahmen des Projektes bringt das Fraunhofer IZM seine Expertise in der Prozessentwicklung und Fertigungstechnik bzw. Industrialisierungsfähigkeit auf Prototypebene, vom Wafer-Design bis zur Montage von mikroelektronischen Systemen ein. Am Fraunhofer IZM werden mit der so genannten TSV-Technologie (Through Silicon Via, d.h. elektrische Verbindung aus Metall durch ein Silizium-Substrat) mit sehr hohen Aspekt-Verhältnissen realisiert. Hierdurch lassen sich die Bestandteile der Taktmodule dreidimensional übereinander stapeln und damit extrem miniaturisieren.

Die Forscher kombinieren diese Technologie außerdem mit einem Waferdünnungsverfahren, um die Dimensionen weiter zu reduzieren. Darüber hinaus ist das Fraunhofer IZM für das Wafer Level Packaging der im Projekt entwickelten Silizium-basierten MEMS verantwortlich. Das unter Vakuum durchgeführte Wafer-to-Wafer-Packaging soll schließlich die Verkapselung der Hybrid-Resonatoren mit hohem Q-Faktor durch Lotringe erfolgen und dementsprechend eine höhere Prozesseffizienz gewährleisten.

Die Projektpartner

Das Projekt „Go 4 Time – Global, Flexible, On demand and Resourceful Timing IC & MEMS Encapsulated System“ wird von der Europäischen Kommission innerhalb des 7. Rahmenprogramm (RP7) gefördert und läuft über eine Zeitspanne von drei Jahren. Das Projektkonsortium besteht aus sieben Partnern aus fünf verschiedenen europäischen Ländern. Dazu zählen die Universitäten Politecnico di Milano und Technische Universiteit Delft sowie die Forschungsinstitute CSEM – Centre Suisse d‘Electronique et de Microtechnique, VTT (Valtion Teknillinen Tutkimuskeskus) und das Fraunhofer IZM. Industrielle Partner sind Micro Crystal AG und ST Microelectronics.