Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTSULTCC-Keramiken sind neuartige Mehrlagenkeramiken, die eine Vielzahl von Vorteilen aufweisen. Zum einen können ULTCCs bei sehr niedrigen Temperaturen von 400 °C bis 700 °C gesintert werden, wodurch sich ihr Herstellprozess sehr energieeffizient gestalten lässt. Zum anderen können aufgrund dieser niedrigen Sintertemperaturen eine breitere Palette an Leitermaterialien für die Funktionalisierung verwendet werden, was eine Technologie-Hybridisierung (Halbleiterprozesse, polymerbasierte Mikroschaltkreisfertigung) möglich macht. Zudem können elektrische Schaltungen und Packages in die Keramik eingebettet und gesintert werden. Dadurch lassen sich Herstellungskosten reduzieren und somit das Einsatzspektrum von ULTCC-Komponenten bedeutend erweitern. ULTCC-Komponenten sind hervorragend geeignet als Umverdrahtungsträger elektronischer Bauelemente, für die Gehäuse- und Verkapselungstechnologie oder als Substrat für Anwendungen der Hochfrequenztechnik wie Antennen, Filter und Zirkulatoren.
Das Fraunhofer IKTS entwickelt maßgeschneiderte, RoHS- und REACH-konforme ULTCC-Materialien und Folien auf Basis von Glas-Keramik-Verbundwerkstoffen (GCC), die aus niedrigschmelzenden Gläsern mit geeigneten keramischen Füllstoffen bestehen. Die Art des Glases in Kombination mit dem gewählten Füllmaterial bestimmt die Materialeigenschaften wie Wärmeausdehnung, Wärmeleitfähigkeit, Isolation sowie elektrische Parameter (Isolationswiderstand, Permittivität, dielektrischer Verlust). Die dazugehörigen Metallisierungspasten basieren auf Silber und Aluminium. Dabei besteht die besondere Herausforderung darin, Binder- und Pastensystem sowie die Herstellprozesse so aufeinander abzustimmen, dass die Materialien im genannten Temperaturbereich co-sinterfähig sind.
