Anisotropieentwicklung beim Foliengießen, Trocknen und Sintern keramischer LTCC-Substrate (Low Tmeperatur Co-fired Ceramics)

• Antragsteller: Dr.-Ing. Torsten Kraft
• Fachliche Zuordnung: Glas und Keramik und darauf basierende Verbundwerkstoffe
• Förderung: Förderung von 2004 bis 2007
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5435064

In diesem Vorhaben sollen die mikroskopischen Ursachen für die Anisotropieentwicklung mit Hilfe von Experimenten und Simulationsrechnungen aufgeklärt werden. Die Schwerpunkte der beteiligten Institute liegen beim Folienguss (Erlangen), bei der Modellierung und Simulation (Freiburg) und beim Sintern einschließlich Modellierung (Darmstadt). Gemeinsames langfristiges Ziel ist die Erarbeitung der wissenschaftlichen Grundlagen für eine durchgängige Prozesssimulation realer LTCC-Strukturen unter besonderer Berücksichtigung der Anisotropie, um so die Voraussetzungen für eine Weiterentwicklung der LTCC-Technik zur Herstellung von Struktureinheiten kleiner als 80µm zu schaffen. Der neuartige Aspekt ist, dass die Prozessschritte Foliengießen, Trocknen und Sintern mit Methoden der Mesopartikeldynamik beschrieben werden. Der entsprechende Code wird aus der Molekulardynamik adaptiert, indem die molekularen Kräfte durch Kräfte zwischen den Pulverteilchen ersetzt werden. Modelle auf dieser Ebene sind für die Beschreibung der Anisotropieentwicklung besser geeignet als die bisher meist angewandten kontinuumsmechanischen Modelle, die, wenn sie überhaupt existieren, entweder rein phänomenologisch sind oder auf Vereinfachungen beruhen (typischwerweise auf der Taylor-Bishop-Hill-Annahme für die Teilchenverschiebungen). Die Ergebniss werden für die Verbesserung der Kontinuumsmodelle genutzt, die für die Simulation der Prozesskette mit Hilfe der Finite-Element-Methode eingesetzt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Professor Dr. Michael Moseler