EnSO - Energy for Smart Objects

Kurzbeschreibung

© Foto Fraunhofer EMFT

Ultradünnes Chip-Folien-Package im QFN-Format

Bis zu 24 Milliarden vernetzte Gegenstände soll es Prognosen zufolge 2020 weltweit geben – mehr als ein Drittel davon entfällt auf  „smarte“ Alltagesgegenstände, die im Internet of Things (IoT) kommunizieren und interagieren. Einen Knackpunkt stellt dabei die Energieversorgung dar: Die smarten Objekte müssen energieautark sein, um über einen möglichst langen Zeitraum arbeiten zu können. Im EU-Projekt EnSO (Energy for Smart Objects) arbeiten 39 Partnerinnen und Partner aus acht Ländern an neuen Lösungen für eine intelligente Energieversorgung.

Forschende der Fraunhofer EMFT werden im Rahmen des Projekts Konzepte und Technologien zur Integration und Einbettung elektronischer Mikrochips in autonome Energieversorgungseinheiten entwickeln. Die Bauhöhe der kompakten Packages soll dabei deutlich unter einem Millimeter liegen. Zudem sollen die Packages mechanisch verformbar sein, um sie an verschiedene Umgebungsformen anpassen zu können. Dazu wollen die Münchener Experten einen sehr dünnen, biegsamen Mikrochip in ein ultraflaches Foliengehäuse einbetten. Für die Kontaktierung sollen verschiedene Technologiekonzepte erprobt werden: Neben Flip-Chip-Ansätzen, bei denen der Chip Face-down auf eine Verdrahtungsfolie gesetzt, kontaktiert und eingebettet wird, kommen auch neue Technologien zum Einsatz, bei denen der Chip Face-up auf eine Folie gesetzt und z. B. mit einer Vergussmasse eingebettet wird. Die elektrische Kontaktierung und die Erstellung der Verdrahtungsebene mit den Anschlüssen nach außen soll dann mittels etablierter Verfahren der Dünnfilm-Lithographie erfolgen.

Während der erste zu realisierende Demonstrator für ein ultradünnes Folien-Package in EnSO auf der Flip-Chip Technologie basieren wird, sollen bereits in der nächsten Generation Folien-Packages mit Mikrochips in Face-up-Konfiguration zum Einsatz kommen.

Anwendung

Ziel des Projekts ist die Entwicklung so genannter AMES (Autonomous Micro Energy Sources). AMES vereinen verschiedene Elemente wie Energy-Harvesting, Energiemanagement sowie Mikro-Energiespeicher, um eine im Idealfall lebenslange Betriebsdauer zu ermöglichen. 

Partner

  • AED ENGINEERING GMBH, Germany                                                                                                 
  • AGENCIA ESTATAL CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGACIONES CIENTIFICAS/ Institute of Microelectronics of Barcelona IMB-CNM, Spain                                                                                     
  • AIRBUS DEFENCE AND SPACE, Germany                                                                                           
  • ALPWISE, France                                                                                                                                         
  • APPLIED MATERIALS GMBH & CO KG, Germany                                                                                            
  • BASF SCHWEIZ AG, Switzerland                                                                                                            
  • CESKE VYSOKE UCENI TECHNICKE V PRAZE, Czech republic                                       
  • COMMISSARIAT A L ENERGIE ATOMIQUE ET AUX ENERGIES, France                                    
  • EDITAG SAS, France                                                                                                                                   
  • ENERBEE, France                                                                                                                                         
  • Evalan BV, Netherlands                                                                                                                                            
  • FRAUNHOFER GESELLSCHAFT ZUR FORDERUNG DER ANGEWANDTEN FORSCHUNG (Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS, Fraunhofer - Einrichtung für Mikrosysteme und Festkörper - Technologien EMFT), Germany           
  • GAS NATURAL SDG SA, Spain                                                                                                                 
  • GEMALTO SA, France                                                                                                                                
  • GN RESOUND AS, Denmark                                                                                                                    
  • GREMAN UMR 7347/ Université de Tours - CNRS - CEA – INSA, France                               
  • HENKEL ELECTRONIC MATERIALS, Belgium                                                                                       
  • IDNEO TECHNOLOGIES SL, Spain                                                                                                           
  • Maastricht Instruments, Netherlands                                                                                                
  • MEYER BURGER, Netherlands                                                                                                
  • NEDERLANDSE ORGANISATIE VOOR TOEGEPAST/ NATUURWETENSCHAP ONDERZOEK, Holst Center, Netherlands                                                                                                                                                   
  • NORDSON BV, Netherlands                                                                                                                    
  • O-FLEXX TECHNOLOGIES GMBH, Germany                                                                                      
  • OJMAR SA, Spain                                                                                                                                         
  • OPHTIMALIA, France                                                                                                                                 
  • PRAYON S.A, Belgium                                                                                                                                
  • SKF BV, Netherlands                                                                                                                                                 
  • SKF FRANCE, France                                                                                                                                   
  • SOLEMS SA, France                                                                                                                    
  • STMICROELECTRONIC (TOURS) SAS, France                                                                                    
  • UNIVERSITE DE LIEGE, Belgium                                                                                                              
  • UNIVERSITE DE LORRAINE / CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE, France
  • UNIVERSITE FRANCOIS RABELAIS DE TOURS / CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE
  • UNIVERSITEIT MAASTRICHT, Netherlands                                                                                                       
  • VON ARDENNE GMBH, Germany

Gefördert

Das Projekt wird durch die ECSEL-Initiative im Europäischen Rahmenprogramm für Forschung und Innovation "HORIZON 2020" sowie das BMBF gefördert.