ez itt az index

Fenntartható Elektronika

A kutatócsoport tevékenysége:

A kutatócsoport elsősorban az alkalmazott elektronikai anyagok, hordozók, tokozóanyagok fenntarthatóságával, azok újszerű anyagokkal való helyettesítésével foglalkozik. A 2010-ben kezdődő kutatásainkban az elektronikai hordozó biológiailag lebontható műanyagokkal való helyettesítését tűztük ki célul, amely 2023-ban és 2024-ben egy M-ERA és egy H2020 pályázatban (Pathfinder EIC) tetőzött. Továbbá a cirkuláris elektronika, hulladék-minimalizáló technológiák is a kutatás céljában állnak. A kutatások az ENSZ 9 és 12-es SDG-i (Fenntartható Fejlődési Célok) mentén zajlanak. A kutatócsoport a gyártási folyamatok optimalizálásával az energiahatékony és selejtszámot minimalizáló kutatásaival az elektronikai gyártástechnológia fejlesztését is célul tűzte ki az SDG9 mentén. A kutatócsoport erőssége, hogy munkatársai interdiszciplináris ismereteket igénylő, erős elektronikai gyártástechnológiai alappal rendelkeznek, valamint az évtizedes tapasztalat világszinten is egyedi tudást összpontosított a csoport munkájában. A kutatócsoport által elért eredmények a jövőben a Green Deal és az EU fenntarthatósági célkitűzései mentén hasznosulnak az elektronikai gyártóipar és hulladékfeldolgozás gyakorlatában.

Eredmények:

A csoport a kezdeti PLA (politejsav) és CA (cellulóz-acetát) alapú hordozókból kiindulva, mára a Meshlin Kft.-vel közösen egy újszerű, égésgátolt, szálerősített, biológiailag lebontható hordozó technológiát fejlesztett ki a kurrens szubtraktív áramköri- és felületszerelési technológiákkal kompatibilis módon. Ennek eredményeképp sikeres pályázatokban vesz részt a kutatócsoport. A kutatás eredményeként a világon először működő Arduino Nano áramkört hoztunk létre ezen a hordozón. Az elektronikai hulladék potenciál tekintetében az így készült elektronikák akár 70-90 tömeg% tekintetben csökkenthetik a hulladék nehezen feldolgozható, korábban epoxi/üvegszál-alapú műanyag alkotóit. Külföldi kapcsolatok révén folyamatban van az anyagok nagyfrekvenciás karakterizációja, a bioleaching-alapú réz visszanyerés kidolgozása, és további cirkuláris, újrafeldolgozott réz alkalmazása elektronikai vezető céljára. Emellett komposztálási (szabadtéri, laboratóriumi) kísérleteket is folytatunk, amelynek eredményeit folyamatosan publikáljuk.

Speciális infrastruktúra:

PCB gyártósor • FEI Inspect S50 pásztázó elektronmikroszkóp • SONIX HS1000 pásztázó akusztikus mikroszkóp • Bruker Tensor II infravörös spektroszkóp • Spectro Midex M röntgenfluoreszcens spektrométer • Dage XD6600 röntgenmikroszkóp • Espec és Weiss klímakamrák • Coherent AVIA 355 lézeres mikromegmunkáló • Epilog Mini 30W lézeres mikromegmunkáló • Voltalab PGZ301 dinamikus EIS és voltaméter • Agilent Miliohmmeter • szabadtéri és beltéri komposztáló egységek

A közelmúlt projektjei:

2024. Horizon 2020 | Pathfinder EIC | DESIRE4EU – DESIgning and REcycling sustainable Electronic boards for a EUropean circular economy
2023. M-ERA | Beatrice – Biobased dEgradable flAme reTardant pRInted eCo-Electronics

Nemzetközi kapcsolatok:

Arduino AB., University of Grenoble Alps (UGA, INP), Hochschule für Technik und Wirtschaft (HTW) Dresden, Czech Technical University of Prague (FEL CVUT), Sinano Association, Universite Catholique de Louvain (UCL), AB Chimie, Alba Elettronica

Vállalati partnerek:

Meshlin Kft. – szálerősített, biológiailag lebontható hordozók alapkutatása

UniPCB Kft. – szálerősített, biológiailag lebontható hordozók alkalmazásának kutatása

Arduino AB. – fenntarható fejlesztőkártyák kutatása

Nanotechnológia, szenzorika

A kutatócsoport tevékenysége:

A kutatócsoport tradicionálisan elektrokémiai és optikai elvű kémiai, ill. bioérzékelők és a vonatkozó mintakezelő rendszerek kutatás-fejlesztésével foglalkozik. Az utóbbi években a súlypont eltolódott az optikai, plazmonius érzékelők fejlesztése irányába, ami nanoszerkezetek és nanokompozitok fejlesztését és vizsgálatát (nanometrológia) teszi szükségessé. A mintakezelő rendszerek terén a fő irány a polimer alapú mikrofluidikai rendszerek fejlesztése.

Eredmények:

Nemzetközi együttműködés keretein belül (CEITEC, Brno) kifejlesztettünk egy arany nanorészecske-epoxy alapú plazmonikus nanokompozitot, amit sikeresen alkalmaztunk lokalizált felületi plazmonrezonanciát használó bioérzékelőként, nukleotid érzékelési céllal. A nanokompozitot sikeresen teszteltük felület-erősített Raman-spektroszkópiás hordozóként is, amivel a (Wigner FK-val együttműködésben) rövidesen COVID RNS kimutatásra irányuló teszteket is fogunk végezni.

Speciális infrastruktúra:

Veeco diInnova Atomerő mikroszkóp • Felületi plazmon rezonancia képalkotó berendezés • Avantes Avaspec 2048-4DT spektrofotométer, 3 fényforrással (UV, VIS, NIR) + Avantes IR spektrométer és fényforrás • Voltalab PGZ 301 és Voltalab PST50 potenciosztátok • Objet Eden 250 Inkjet Polyjet típusú 3D nyomtató • Diener Pico kisnyomású plazmakamra • Polimer megmunkálási munkaállomás (spin coater, vákuumkamra, laminár boksz, kemence stb.)

A közelmúlt projektjei:

DAAD német-magyar bilaterális projekt • FIKP

Nemzetközi kapcsolatok:

Brno University of Technology • University of Bologna • Teesside University

Vállalati partnerek:

77 Elektronika Kft. • Femtonics Kft. • Shopguard Kft. • Oncotherm Kft

Elektronikai megbízhatóság, hibaanalitika

A kutatócsoport tevékenysége:

A kutatócsoport elektronikai termékek, alkatrészek minőségi, megbízhatósági problémáival, valamint fizikai meghibásodási mechanizmusaival foglalkozik. A kutatócsoport erőssége, hogy munkatársai interdiszciplináris ismereteket igénylő, erős elektronikai gyártástechnológiai alappal rendelkeznek, valamint olyan témák kutatásaival foglalkoznak, amelyek hosszú távon meghatározzák az ipari érdeklődést. A kutatócsoport által elért eredmények közvetlenül hasznosulnak az elektronikai gyártóipar gyakorlatában.

Eredmények:

Az elektronikai termékek megbízhatóságával kapcsolatos kutatások folyamatosan a gyártóipar fókuszában vannak. A kutatócsoport a termékek működése során, hosszabb távon jelentkező hibamechanizmusok (pl. elektrokémiai migráció, whiskerképződés) megértése terén ért el eredményeket, továbbá a termékek analízise során alkalmazott anyagtudományi módszereket fejlesztette.

Speciális infrastruktúra:

FEI Inspect S50 pásztázó elektronmikroszkóp • SONIX HS1000 pásztázó akusztikus mikroszkóp • Bruker Tensor II infravörös spektroszkóp • Spectro Midex M röntgenfluoreszcens spektrométer • Dage XD6600 röntgenmikroszkóp • Espec és Weiss klímakamrák • Coherent AVIA 355 lézeres mikromegmunkáló • Epilog Mini 30W lézeres mikromegmunkáló • Voltalab PGZ301 dinamikus EIS és voltaméter

A közelmúlt projektjei:

OTKA pályázatok

Nemzetközi kapcsolatok:

Technical University of Denmark • Southwest Petroleum University • King Mongkut’s University of Technology North Bangkok

Vállalati partnerek:

METALLOGLOBUS FÉMÖNTŐ KFT. • EFI • MFA

Elektronikai kötéstechnológiák és hordozók

A kutatócsoport tevékenysége:

A kutatócsoport fő tevékenységei az új típusú kompozit és mikro-ötvözős forraszanyagok fejlesztése, forrasztási paramétereik optimalizálása, valamint megbízhatóságuk feltérképezése (úgy mint elektrokémiai migráció, ón pestis és whisker jelenségek). Továbbá a viselhető és lebomló elektronikákhoz szükséges lebomló áramköri hordozók kutatása.

Eredmények:

VPS kemencék fizikai működésének feltérképezése a gőz tér és a hőmérséklet eloszlás méréstechnikájával és numerikus szimulációjával.

Speciális infrastruktúra:

ASCON vacuum VPS

A közelmúlt projektjei:

MECA (Erasmus+) • METIS (Erasmus+) • OTKA pályázatok

Nemzetközi kapcsolatok:

CVUT • Lukasievicz Network • University Sain Malaysia

Vállalati partnerek:

Robert Bosch • MFA

Elektronikai rendszerek termikus és megbízhatósági kérdései

A kutatócsoport tevékenysége:

Tokozott félvezető eszközök, modulok és rendszerek termikus tulajdonságainak mérése, modellezése, szimulációja, új integrált hűtési megoldások fejlesztése és vizsgálata, tokozott félvezető eszközök megbízhatósági vizsgálatai a termikus tranziens mérés és struktúra függvény analízis módszerével.

Eredmények:

• Teljesítmény félvezetők termikus megbízhatósági vizsgálati módszerének kidolgozása teljesítmény ciklálás közben felvett struktúra függvények segítségével
• Termikus határfelületi anyagok hővezetőképessége mérési módszerének kidolgozása
• Teljesítmény félvezetők (pl. IGBT-k) újszerű termikus mérései
• LED tokok valós hőellenállásának mérésére, kompakt termikus modellezésére szolgáló módszerek kidolgozása, a vonatkozó JEDEC mérési szabványok kidolgozása
• Mikrocsatornás integrált hűtési megoldások kidolgozása, karakterizálása termikus tranziens mérsésekkel és numerikus szimulációkkal
• Logi-termikus szimulációs módszerek kidolgozása digitális integrált áramkörök termikus tulajdonságainak vizsgálatára, különböző áramköri absztrakciós szinteken (cella, RTL, rendszer)
• Véges térfogatok elvén működő numerikus szimulációs algoritmusok fejlesztése, ROM algoritmusok fejlesztése termikus szimulációk számára
• Elektrotermikus elven működő MEMS eszközök modellezése és karakterizációja
• Heterogén integráció során fellépő termikus jelenségek vizsgálata és hűtési megoldások kidolgozása

Speciális infrastruktúra:

T3Ster (classic) termikus tranziens teszter • T3Ster műszerhez HV booster • TeraLED kiegészítő műszer a T3Ster műszerhez kombinált termikus és radiometriai/fotometriai LED mérésekhez, 30 cm-es integráló gömbbel (Pletier-elemes hideg lemezzel) • TeraLED kiegészítő műszer a T3Ster műszerhez kombinált termikus és radiometriai/fotometriai LED mérésekhez, 50 cm-es integráló gömbbel (Pletier elemes és folyadékos hideg lemezzel) • Julabo termosztát • WEISS klímakamra (1-2m3)

A közelmúlt projektjei:

NKFIH K_20 135224 újszerű megoldások chiplet alapú System-on-Package eszközök termikus problémáira • OTKA 109232 Integrált termikus menedzsment System-on-Package eszközökben • AI-TWILIGHT H2020 ECSEL • Delphi4LED H2020 ECSEL

Nemzetközi kapcsolatok:

TU Chemnitz • Thales Research

Vállalati partnerek:

Mentor, UK • Infineon • HungaroLux Light Kft

Szilárdtest világítástechnika

A kutatócsoport tevékenysége:

LED-es világítótestek, OLED eszközök, CoB kialakítású LED-ek multi-domain (együttes elektromos, optikai és termikus) mérése, modellezése és szimulációja, beleértve a LED-ek öregedésének a vizsgálatát is. Kutatások Lighting 4.0 számára.

Eredmények:

A Signify vezette Delphi4LED konzorcium tagjaival közösen egy Ipar 4.0-szerű munkafolyamatot dolgoztunk ki LED-es világítótestek teljesen számítógépesített tervezésére, lényegében szükségtelenné téve a világítótestek fizikai prototípusainak elkészítését. A munkafolyamat alapját a LED-ek, LED modulok ún. multi-domain digitális ikrei alkotják, amelyek felhasználásával készülnek el a LED-es világítótestek egy adott alkalmazási szcenáriónak megfelelő virtuális prototípúsai. Ezeket felhasználva, számítógépi szimulációval határzohatók meg a legfontosabb üzemi paraméterek, szükségtelenné téve a világítótestek fizikai prototípusainak elkészítését.

• A LED-ek (pontosabban: LED tokok) digitális ikreinek alapja az általunk kidolgozott ún. lapka szintű multi-domain LED modell. Ezt a modellt több lépésben továbbfejlesztettük.
• Módszert dolgoztunk ki LED-es világítótestek rendszerszintű modelljének kialakítására.
• Módszert dolgoztunk ki LED-es világítótestek állandó összfényáramú vezérlési sémájára. Ezzél a közvilágítás által fogyasztott villamosenergia akár 3-5%-a megtakarítható.
• Új elméletet dolgoztunk ki a LED-ek öregedési folyamatainak leírására, a szabványos LM-80-as mérési eredményeket felhasználva.
• Elvi modellt készítettünk a hőmérsékletváltozás és az öregedés hatásait is kompenzáló állandó fényáramú vezérlésre. Az L90-es élettartam során fogyasztott villamosenergia közel 14%-a megtakarítható, az élettartam pedig közel 30%-al megnövelhető.
• Elkészítettük egy LED típus öregedést is leíró multi-domain modelljét. Egy ilyen modell segítségével az ipar 4.0 szemléletű tervezőmunkák jelentős mértékben gyorsíthatók, a szükséges erőforrások nagymértékben csökkenthetők.
• Komplex in-situ vizsgálati módszereket dolgoztunk ki a LED-ek üzemi működési paramétereinek meghatározása. A módszer segítségével feltárhatók többek között a hibás termikus tervezésből fakadó problémák.

Speciális infrastruktúra:

T3Ster teszterek és kiegészítők • TeraLED műszerek • Instrument Systems CAS 140 spektroradiométer • Ocean Optics H2000+ spektroradiométer • LED öregítőkamra • WEISS klímakamra • Julabo termosztát

A közelmúlt projektjei:

AI-TWILIGHT H2020 ECSEL • Delphi4LED H2020 ECSEL • NKFIH K 128315 – LED öregedés új vizsgálati módszerei

Nemzetközi kapcsolatok:

ITRI Taiwan • NIST USA • Photometric Solutions / CIE Div2 • Instrument Systems / CIE Div2 • Signify • PI-Lighting • TU Eindhoven

Vállalati partnerek:

Osram OptoSemi • HungaroLux Light Kft • GE Lighting Hungary

Napelemek, nano- és mikroelektronika

A kutatócsoport tevékenysége:

Félvezetők fizikája és technológiája, félvezető alapú elektronikus eszközök, ezen belül napelemek, érzékelők, termikus elektromos aktív eszközök megvalósítása, modellezése, méréstechnikájának fejlesztése. Napelemcellák és modulok modellezése, koncentrátoros napelemek integrált hűtése, Si-perovszkit tandem napelemszerkezetek vizsgálata.

Eredmények:

• Megvalósított termikus elektromos áramkörök
• Rendszer napelemek termelés előrejelzésére multi-domain modellek segítségével (D épület tetején mérőállomás az adatgyűjtéshez), kész meteorológiai adatok alapján.
• Perovszkit napelemek témájában: hosszú távú viselkedés, stabilitás és hőmérséklet vizsgálat. Rövid időn belül eredmények várhatók.
• Napelemek multi-domain digitális ikrei (ipar/PV 4.0 kapcsolat)

Speciális infrastruktúra:

Tisztatéri laboratórium (Class 6, kétoldalas litográfia, nagy tisztaságú hőkezelés 1350 °C-ig, gyorshőkezelés, kémiai megmunkáló állomás, stb.) + kültérben wafer darabolás, beültetés, huzalkötés • Rétegleválasztó berendezések (katódporlasztás, vákuumgőzölés) • Elektronmikroszkóp/elektronsugaras litográfia • Félvezetőtechnológiaminősítő mérések berendezései • Emissziós mikroszkóp • Rezgőkondenzátoros potenciál-/ felületi fotofeszültség térképezés • Napelemes méréstechnika (napszimulátor, elektromos mérőberendezések)

A közelmúlt projektjei:

NKFI/OTKA pályázatok

Nemzetközi kapcsolatok:

University of Oulu • Technische Hochschule Ulm • TU Tallin

Vállalati partnerek:

Semilab Zrt

Chipméretű laboratóriumok

A kutatócsoport tevékenysége:

A chipméretű laboratóriumok kutatócsoport több, részben átfedő kutatási területet ölel fel. A területek átfedő része az ún. áramlásos kémia (flow chemistry), ami a hagyományos (batch, volumetric, térfogati, lombikos) kémiával szemben folyamat alapú, jobban automatizálható és skálázható.

Tevékenység:

• Pharma 4.0: az áramlásos kémiai egységek egységesített, IoT platform alapú vezérlése
• Áramlásos mikroreaktorok feljesztése: az áramlásos kémiai rendszer elemi alkotórésze, melyben rögzített formában található a biokatalizátor; PDMS és újabban 3D nyomtatás technológiák használata (első sorban akadémiai kooperáció)
• Nyílt mikrofluidika platform: kutatási-fejlesztési célú, nyílt szoftver-hardver platform fejlesztése mikrofluidikai rendszerekhez
• Nanohordozók technológiája: első sorban polimer nanoszálak létrehozása és integrációja áramlásos mikroreaktorba
• Mágneses nanorészecskék viselkedésének numerikus modellezése mikrofluidikai környezetben

Eredmények:

• Részvétel a CPS4EU projektben
• Kooperációk a Spinsplit-tel
• Sikeres szimuláció és validáló mérés kivitelezése a mágneses nanorészecske külső mágneses térben történő aggregációjának leírására, különböző folyadékáramlási feltételek mellett

Speciális infrastruktúra:

Spinsplit spFlow áramlásos kémiai rendszer • Spinsplit spinCube nanoszálképző berendezés • CraftUnique CraftBot FDM 3D nyomtató • Prusa i3 MK3S FDM 3D nyomtató • Prusa SL1 SLA 3D nyomtató

A közelmúlt projektjei:

EURIIDICE • CELSA21 • CPS4EU • DigiFED • OTKA

Nemzetközi kapcsolatok:

Taltech University • University of Ljulblajna • Babes-Bolyai University • University of South-Eastern Norway

Vállalati partnerek:

Spinsplit