Ausgangssituation
Superkondensatoren (EDLC, Hybrid‑Caps) werden zunehmend in Embedded‑Systemen zur Energiepufferung, Leistungsstabilisierung und als Backup‑Energiequelle eingesetzt. Ihre Integration in bestehende SMT‑Fertigungslinien ist derzeit jedoch eingeschränkt durch:
- Thermische Limitierungen der Bauteile (Elektrolyt, Dichtungssysteme)
- Fehlende oder eingeschränkte Reflow‑Kompatibilität
- Notwendigkeit von sekundären Lötprozessen (Wellen-, Selektiv- oder Handlöten)
- Eingeschränkte Pick‑and‑Place‑Fähigkeit (Bauform, Masse, Co‑Planarität)
Diese Randbedingungen stehen im Widerspruch zu hochautomatisierten Fertigungslinien mit minimalem manuellem Eingriff. Ziel ist daher die Entwicklung eines prozesssicheren, skalierbaren und thermisch robusten Integrationskonzepts.


Aufgabenstellung
Ziel der Arbeit ist die systematische Entwicklung und Validierung eines alternativen Packaging- und Prozesskonzepts zur Integration von Superkondensatoren unter folgenden Randbedingungen:
- 100 % automatisierbare SMT‑Integration
- Reflowfähigkeit gemäß IPC/JEDEC-Profilen (z. B. JEDEC J-STD-020)
- Minimierung oder Eliminierung von sekundären Lötprozessen
- Sicherstellung von:
- elektrischer Performance
- mechanischer Stabilität
- Langzeitzuverlässigkeit
- elektrischer Performance
- Optional: Bewertung der technischen und wirtschaftlichen Machbarkeit von reflowtauglichen Superkondensator-Designs.
Ablauf
- Stand der Technik und Anforderungsanalyse
- Konzeptentwicklung – Integrations- und Packaging-Ansätze
- Prozessentwicklung
- Experimentelle Validierung
- Zuverlässigkeits- und Lebensdauerbewertung
- Techno-ökonomische Bewertung
Erwartete Ergebnisse
- Systematische Bewertung der technologischen Integrationsansätze
- Nachweis der Reflow-Kompatibilität (theoretisch und experimentell)
- Empfehlung eines bevorzugten Konzepts inkl.:
- Technologieauswahl
- Implementierungsstrategie
- Technologieauswahl
Fachliche Kompetenz
Fachliche Kompetenz
- Grundlagen der Elektronikfertigung (SMT/THT)
- Kenntnisse in Werkstoff- und Verbindungstechnik
- Verständnis von elektronischen Bauelementen (insb. Kondensatoren)
- Thermische Grundlagen / Wärmeübertragung
- PCB-Design und Layout (Design for Manufacturing, DFM)
- Erfahrung mit experimenteller Arbeit
- Verständnis von Automatisierung und Fertigungssystemen
- Strukturierte ingenieurwissenschaftliche Arbeitsweise
- optional (aber sehr vorteilhaft): Grundkenntnisse in Simulation, Grundlagen Projektmanagement
Bewerbung
Bitte senden Sie Ihre aussagekräftigen Unterlagen (Lebenslauf und vollständige Notenübersicht) per E-Mail mit Betreff: Titel der Ausschreibung.
Kategorien:
Forschungsbereich:
Elektronikproduktion
Art der Arbeit:
Masterarbeit
Studiengang:
Energietechnik, IPEM, Maschinenbau, Mechatronik, Werkstofftechnik oder vergleichbar
Kontakt

Simon Schlichte
Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik
Wissenschaftliche Mitarbeitende