Beruf des Monats - Juli 2014
Mikrotechnologe/-technologin

Die Tätigkeit im Überblick

Mikrotechnologen und -technologinnen stellen in verfahrenstechnischen Prozessen Produkte wie Mikrochips, Halbleiterkomponenten und Mikrosysteme her.

Beschäftigung finden Mikrotechnologen und -technologinnen bei Herstellern elektronischer Bauteile oder elektrischer Ausrüstungen für Fahrzeuge. Außerdem sind sie in Unternehmen tätig, die Computerchips oder elektromedizinische Geräte produzieren. Forschungs- und Entwicklungslabors im Bereich Ingenieurwissenschaften kommen ebenso als Arbeitgeber infrage. Darüber hinaus bieten Forschungslabors im Bereich Mikrotechnik an Hochschulen weitere Tätigkeitsfelder.

Aufgaben und Tätigkeiten (Beschreibung)

Worum geht es?

Mikrotechnologen und -technologinnen stellen in verfahrenstechnischen Prozessen Produkte wie Mikrochips, Halbleiterkomponenten und Mikrosysteme her.

Herstellen von Mikrochips

Winzig kleine Chips sind das Herzstück vieler Hightechgeräte. Weder PC noch Handy und Hörgerät würden ohne sie funktionieren. Mikrotechnologen und -technologinnen fertigen mikrotechnische Chips und Systeme, bei denen elektronische, mechanische und andere Funktionen auf kleinstem Raum miteinander verknüpft sind. Bei diesen Tätigkeiten sind Präzisionsarbeit, Konzentration, Fingerfertigkeit und ein gutes Auge erforderlich.

Im Schwerpunkt Halbleitertechnik stellen Mikrotechnologen und -technologinnen aus Silizium und anderen Werkstoffen Mikrochips her. Hierfür ätzen sie Löcher und Rillen in feine Siliziumscheiben, sogenannte Wafer, und bringen Metallkontakte an. Sie sputtern Chrom- und Goldschichten auf den Wafer, tragen Fotolack auf und lassen durch chemische Prozesse Mikrospulen entstehen. Anschließend versiegeln sie die Oberfläche, damit die Mikrochips nicht verrosten. Bei Beschichtungsprozessen von Materialoberflächen kommt zunehmend auch Nanotechnologie zum Einsatz.

Im Bereich der Mikrosystemtechnik stellen Mikrotechnologen und -technologinnen z.B. Airbagsensoren her. In diesem Bereich bringen sie u.a. hauchdünne Drähte auf Bauteilen auf und fertigen dadurch elektrische Präzisionsverbindungen.

Staubfreie Arbeitsflächen einrichten

Da schon kleinste Staubkörnchen enormen Schaden an den hoch empfindlichen Chips anrichten können, arbeiten Mikrotechnologen und -technologinnen unter Reinraumbedingungen in staubfreier Luft. Dies gilt insbesondere, wenn in Reinräumen beispielsweise Chips mit nanodimensionalen Objekten bestückt werden, die selbst kleiner als Staubkörner sind. Mikrotechnologen und -technologinnen achten dabei besonders sorgfältig auf die Reinheits- und Qualitätsanforderungen, tragen entsprechende Schutzkleidung und achten darauf, dass alle Hygienevorschriften eingehalten werden. Dazu führen sie Partikelmessungen der Reinraumluft durch und beseitigen Verunreinigungsquellen.

Ihre Arbeit planen Mikrotechnologen und -technologinnen anhand von teilweise englischsprachigen technischen Unterlagen wie Montage- und Wartungsplänen oder Handbüchern. Sie legen die Arbeitsschritte fest, schätzen den Zeitaufwand und sorgen dafür, dass alle Geräte und technischen Einrichtungen betriebsbereit sind. Außerdem veranlassen sie, dass die benötigten Arbeitsstoffe bereitgestellt und sachgemäß gelagert werden. Dazu gehören z.B. auch Ätzlösungen, die sie im Laboratorium selbst herstellen. Die umweltgerechte Entsorgung der Chemikalien gehört ebenfalls zu ihren Aufgaben.

Präzisionsarbeit für Hightech

Mikrotechnologen und -technologinnen arbeiten mit hochpräzisen Produktionseinrichtungen. Nach Anweisung bzw. nach Schaltungs- und Prüfungsunterlagen stellen sie an den Maschinen und Anlagen Betriebswerte ein und geben Größen wie Drehzahl-, Temperatur- oder Druckwerte ein. Anschließend starten sie die Produktion und achten darauf, dass alle Prozesse reibungslos ablaufen. Zu ihren Aufgaben gehört es auch, die Produktionseinrichtungen instand zu halten und umzurüsten. So zerlegen sie mechanische Konstruktionselemente, verbinden Rohre und Ventile und schließen elektrische Leitungen an. Außerdem messen sie elektrische Größen und überprüfen die Dichte vakuumtechnischer Einrichtungen. Um eine gleichbleibende Qualität ihrer Erzeugnisse sicherzustellen, führen Mikrotechnologen und Mikrotechnologinnen prozessbegleitende Prüfungen durch, z.B. optische, elektrische und mechanische Messungen von Schichtdicken. Ihre Messergebnisse analysieren sie im Team mit Kollegen und Kolleginnen.



Aufgaben und Tätigkeiten im Einzelnen

Mikrotechnologen und Mikrotechnologinnen haben hauptsächlich folgende Aufgaben:

• mikrotechnische Produkte wie Halbleiter, Mikrochips oder Mikrosysteme in Großserie (nach Fertigungsvorschriften) bzw. entsprechende Prototypen und Kleinserien (nach Vorgaben von bzw. in Absprache mit den Entwicklern) in verfahrenstechnischen Prozessen herstellen
  • Fertigungsanlagen für Halbleiter, Mikrochips, Mikrosysteme oder andere Mikroprodukte einrichten, Prozessparameter einstellen, Produktionsfähigkeit der Anlage herstellen
  • Anlagen zur Herstellung von Mikroprodukten einschließlich der Mess-, Steuer- und Regeleinrichtungen sowie vakuumtechnische Anlagen prüfen, Maßnahmen zur Sicherung der Prozessabläufe und zur Beseitigung von Fehlern und Störungen ergreifen
  • Anlagen zur Durchführung von Herstellungs- und Montageprozessen bedienen, beschicken und überwachen
  • Prozessparameter entsprechend den prozessbegleitenden Prüfungen optimieren
  • Arbeitsabläufe in der Herstellung von Mikroprodukten dokumentieren
  • Qualitätssicherungsmaßnahmen durchführen
  • vor- und nachgelagerte Prozessschritte berücksichtigen, Störungen im Prozessablauf erkennen, Prozesskette durch Nutzung aller gegebenen Eingriffsmöglichkeiten sichern
  • vorbeugende Instandhaltungsmaßnahmen zum logistisch richtigen Zeitpunkt im Produktionsablauf durchführen
• prozessbegleitende Prüfungen und Endtests an Komponenten und Erzeugnissen der Halbleiter- und Mikrosystemtechnik durchführen
  • optische, elektrische und mechanische Schichtdickenmessungen durchführen
  • elektrische und nichtelektrische Kennwerte von Bauelementen ermitteln
  • Parameter messen
  • elektrische Funktionsanalysen und Belastungstests durchführen
• Arbeitsstoffe handhaben
  • erforderliche Werkstoffe/Chemikalien bestellen und lagern
  • Prozesschemikalien aufbereiten, z.B. Ätzlösungen aus Chemikalien herstellen
  • Vorprodukte für den Produktionsablauf bereitstellen
  • Anlagen zur Aufbereitung der Prozesschemikalien warten
  • für die Wiederverwendung der Prozesschemikalien und eine fachgerechte Entsorgung von Reststoffen sorgen
• an der Planung und Organisation von mikrotechnologischen und nanotechnologischen Fertigungsabläufen und Herstellungsprozessen mitwirken
  • technologische Entwicklungstrends beobachten, insbesondere bei Materialien, Funktionen, Strukturgrößen und Einsatzfeldern von Halbleiterprodukten und Mikrosystemen
  • Verbesserungspotenziale bei Ausbeute, Qualität, Durchlaufzeiten und Wirtschaftlichkeit erkennen, Produktionsprozesse optimieren
  • Datenverarbeitungsanlagen bedienen, Standardsoftware anwenden, insbesondere Textverarbeitungs-, Tabellenkalkulations-, Grafik- und Planungssoftware, Vorschriften zum Datenschutz berücksichtigen
  • berufsbezogene Arbeitsschutz- und Unfallverhütungsvorschriften, Vorschriften des Brandschutzes sowie betriebliche Regelungen zum Umweltschutz anwenden

In der Halbleitertechnik zusätzlich:

• Halbleiterprodukte/Mikrochips wie diskrete Halbleiter, Leistungshalbleiter, integrierte Halbleiter, kundenspezifische Schaltkreise (ASICs) oder optoelektronische Anzeigesysteme herstellen
• Schichten durch Oxidation, Gasabscheidung, Epitaxie, Aufdampfen und Zerstäuben (Sputtern) erzeugen
• Dotierprozesse durchführen
• isolierende Schichten herstellen
• Implantations- und Diffusionsprozesse durchführen
• Strukturen durch Belacken, Beschichten, Entwickeln und Ätzen erzeugen
• Oberflächenbehandlungen wie Dünnschleifen, Polieren und Tempern durchführen
• Reinigungs-, Ätz- und andere nasschemische Prozesse durchführen
• Wafer trennen
• halbleiterspezifische Prüfungen durchführen
• Chips montieren, kontaktieren und häusen

In der Mikrosystemtechnik zusätzlich:

• Komponenten der Mikrosystemtechnik sowie komplette Mikrosysteme herstellen
• Träger für Bauelemente (Schaltungsträger) durch Beschichtungsverfahren in Dickschicht- oder Dünnschichttechnik herstellen
• Mikrosysteme durch Bestücken, Löten, Schweißen, Bonden, Versiegeln und Testen herstellen
• ggf. nanotechnologische Verfahren anwenden
• Substrate trennen
• Blech- und Kunststoffteile der Mikrotechnik montieren
• Hybridtechnik sowie Montagetechnik oberflächenmontierbarer Bauelemente (SMD) anwenden
• Bauelemente durch lithografisches Tiefätzen oder Galvano- und Abformtechnik herstellen
• Substrate montieren, kontaktieren und häusen

Darüber hinaus führen sie auch folgende Tätigkeiten aus:

• Reinraumbedingungen prüfen und sichern
  • Filterfunktionsprüfungen, Partikelmessungen und Kontrollen der Qualität der Luftströmung (Laminarstrom) durchführen
  • reinraumgerechte Anordnung von Anlagen, Geräten und Arbeitsplätzen überprüfen

Ausbildungsinhalte

Während der gemeinsamen Grundbildung lernen die Auszubildenden im Ausbildungsbetrieb beispielsweise:

• wie man technische Unterlagen (z.B. technische Zeichnungen, Schalt- und Funktionspläne, Handbücher) liest, anwendet und skizziert
• wie man Reinraumbedingungen sichert und prüft
• wie man Produktionseinrichtungen umrüstet, prüft und instand hält
• wie Umweltschutz, Datenschutz und rationelle Energieverwendung funktionieren
• wie man Werkzeuge, Geräte und Maschinen handhabt
• wie man Arbeitsstoffe bereitstellt und entsorgt
• wie man Arbeitsabläufe plant und steuert sowie deren Ergebnisse beurteilt und kontrolliert
• wie man Qualitätsmanagement durchführt

Ab dem 2. Ausbildungsjahr wird den Auszubildenden in der schwerpunktspezifischen Ausbildung unter anderem vermittelt:

Im Schwerpunkt Halbleitertechnik:

• wie man Halbleiter durch Strukturieren, Ätzen, Dotieren und Montieren herstellt
• was diskrete Halbleiter, Leistungshalbleiter sowie Optohalbleiter und optoelektronische Anzeigesysteme sind
• wie kundenspezifische Schaltkreise funktionieren
• wie man Prozessabläufe in einem der folgenden, vom Ausbildungsbetrieb festgelegten Einsatzgebiete sichert:
  • diskrete Halbleiter
  • Leistungshalbleiter
  • integrierte Halbleiter
  • kundenspezifische Schaltkreise (ASICs)
  • Optohalbleiter
  • optoelektronische Anzeigesysteme

Im Schwerpunkt Mikrosystemtechnik:

• wie man Mikrosysteme durch Bestücken, Löten, Bonden und Versiegeln sowie Träger für Halbleiterbauelemente durch Beschichtungsverfahren, aber auch Schaltungsträger in Dick- und Dünnschichttechnik und Hybridtechnik herstellt
• wie man Mikrosysteme testet
• wie SMD-Montagetechnik, lithografisches Tiefätzen und Galvano- und Abformtechniken funktionieren
• wie man Prozessabläufe in einem der folgenden, vom Ausbildungsbetrieb festgelegten Einsatzgebiete sichert:
  • Dickschichttechnik
  • Dünnschichttechnik
  • Hybridtechnik
  • Montagetechnik oberflächenmontierbarer Bauelemente (SMD)
  • lithografisches Tiefätzen
  • Galvano- und Abformtechnik

Während der gesamten Ausbildungszeit wird den Auszubildenden z.B. vermittelt:

• welche gegenseitigen Rechte und Pflichten aus dem Ausbildungsvertrag entstehen
• wie der Ausbildungsbetrieb organisiert ist und wie Beschaffung, Fertigung, Absatz und Verwaltung funktionieren
• wie Arbeitsschutz- und Unfallverhütungsmaßnahmen angewendet werden
• wie Umweltschutzmaßnahmen beachtet und angewendet werden

In der Berufsschule sind folgende Lernfelder Gegenstand des theoretischen Unterrichts:

• Erfassung und Darstellung von Signalverarbeitungsvorgängen und elektrischen Grundgrößen
• Beurteilung von chemischen Zusammenhängen für die Halbleiterherstellung sowie Funktionsanalyse ausgewählter Halbleiterwerkstoffe
• Einhaltung von Reinraumbedingungen
• Anwendung von Standardsoftware
• Vergleich von Funktionseinheiten diskreter und integrierter Schaltungen
• Anwendung fototechnischer Verfahren in der Mikrotechnologie
• Erstellung von Schichten und deren Strukturierung
• Veränderung der Leitfähigkeit durch Dotierungsverfahren
• Fertigstellung mikrotechnischer Produkte
• Einhaltung von Qualitätsstandards
• Beschreibung von Mikrosystemen
• Einstellung, Prüfung und Optimierung verfahrenstechnischer Anlagen

 

Interessen

Folgende Interessen sind wichtig und hilfreich, um diesen Beruf erlernen und ausüben zu können. Die Interessen sind in der Reihenfolge ihrer Wichtigkeit genannt. Zu jedem Interessensbereich werden zur Veranschaulichung Tätigkeiten genannt.

Interesse an praktisch-konkreten Tätigkeiten

• z.B. Einstellen der Betriebswerte von Produktionseinrichtungen
• z.B. Umrüsten von Produktionseinrichtungen durch mechanisches Zerlegen und Zusammenbauen von Konstruktionsteilen
• z.B. Bedienen und Beschicken von Produktionsanlagen zur Herstellung von Halbleiterkomponenten

Interesse an theoretisch-abstrakten Tätigkeiten

• z.B. Erkennen von Störungen in Anlagen und Prozessleiteinrichtungen
• z.B. Verstehen der Zusammenhänge zwischen den Eigenschaften von Mikrosystemen sowie Prozessparametern, Prozessschritten und Strukturen

Interesse an organisatorisch-prüfenden Tätigkeiten

• z.B. Dokumentieren des Funktions- und Prozessablaufs beim Einstellen von Prozessparametern

 

Fähigkeiten, Kenntnisse und Fertigkeiten

Folgende Fähigkeiten, Kenntnisse und Fertigkeiten werden benötigt, um den Beruf lernen und ausüben zu können. Bei einigen Fähigkeiten wird ein Ausprägungsgrad genannt. Dieser gilt für den mittleren oder typischen Vertreter dieses Berufes.

Fähigkeiten

• Durchschnittliches allgemeines intellektuelles Leistungsvermögen
• Durchschnittliches abstrakt-logisches Denken (z.B. Analysieren und Beheben von Fehlern)
• Durchschnittliches rechnerisches Denken (Beispiele siehe unter Kenntnisse und Fertigkeiten)
• Durchschnittliches räumliches Vorstellungsvermögen (z.B. Lesen und Umsetzen von technischen Zeichnungen und Schaltungsunterlagen)
• Merkfähigkeit (z.B. Anpassen an den schnellen Wechsel der Wissensbestände im technischen Bereich)
• Fingergeschick (z.B. Bestücken von Chips)
• Handgeschick (z.B. Zusammenbauen und Installieren von mechatronischen Systemen)
• Auge-Hand-Koordination (z.B. Auftragen lichtempfindlicher Lacke auf mikrotechnische Produkte wie Mikrochips)
• Handwerkliches Geschick (z.B. Beschichten von Oberflächen, Ätzen von Löchern in Siliziumscheiben)
• Technisches Verständnis (z.B. Durchführen von Wartungsarbeiten an den Produktionseinrichtungen und Fehlerbehebung)
• Befähigung zum Planen und Organisieren (z.B. Berücksichtigen der vor- und nachgelagerten Prozessschritte)

Hinweis: Die Ausprägungsgrade beziehen sich auf Personen mit mittlerem Bildungsabschluss.

Kenntnisse und Fertigkeiten

• Rechenfertigkeiten (z.B. Auswerten von Messreihen, Berechnen von Spannungen, Strömen und Widerständen)
• Verständnis für mündliche Äußerungen (z.B. Arbeiten im Kundendienst)
• Mündliches Ausdrucksvermögen (z.B. Besprechen von Messergebnissen mit Kollegen und Kolleginnen)
• Textverständnis (z.B. Lesen und Verstehen von z.T. fremdsprachigen Handbüchern)

 

Kompetenzen

Die folgende Liste enthält eine Auswahl der wichtigsten Fertigkeiten und Kenntnisse. Die Auswahl dieser berufsbezogenen Kompetenzen erfolgt auf Basis der Ausbildungsordnung sowie der Auswertung von Stellen- und Bewerberangeboten.

Kernkompetenzen, die man während der Ausbildung erwirbt:

• Bonden
• Halbleitertechnik
• Mikrochipfertigung
• Mikrosystemtechnik
• Mikrotechnologie
• SMD-Technik (Surface Mounted Devices - Oberflächenmontage)

Weitere Kompetenzen, die für die Ausübung dieses Berufs bedeutsam sein können:

• Arbeitsvorbereitung
• Bedrucken von Leiterplatten
• Laborarbeiten, Labortechnik
• Leiterplatten
• Löten
• Mess-, Steuer-, Regeltechnik (MSR)
• Messtechnik
• Mikrocomputer-, Mikroprozessortechnik
• Nanotechnologie
• Oberflächen beschichten
• Oberflächenphysik (Dünn-, Dickschicht)
• Qualitätsprüfung, Qualitätssicherung
• Vakuumtechnik
• Verfahrenstechnik
• Werkstoffprüfung

Während der gemeinsamen Grundbildung lernen die Auszubildenden im Ausbildungsbetrieb beispielsweise:

• wie man technische Unterlagen (z.B. technische Zeichnungen, Schalt- und Funktionspläne, Handbücher) liest, anwendet und skizziert
• wie man Reinraumbedingungen sichert und prüft
• wie man Produktionseinrichtungen umrüstet, prüft und instand hält
• wie Umweltschutz, Datenschutz und rationelle Energieverwendung funktionieren
• wie man Werkzeuge, Geräte und Maschinen handhabt
• wie man Arbeitsstoffe bereitstellt und entsorgt
• wie man Arbeitsabläufe plant und steuert sowie deren Ergebnisse beurteilt und kontrolliert
• wie man Qualitätsmanagement durchführt

Ab dem 2. Ausbildungsjahr wird den Auszubildenden in der schwerpunktspezifischen Ausbildung unter anderem vermittelt:

Im Schwerpunkt Halbleitertechnik:

• wie man Halbleiter durch Strukturieren, Ätzen, Dotieren und Montieren herstellt
• was diskrete Halbleiter, Leistungshalbleiter sowie Optohalbleiter und optoelektronische Anzeigesysteme sind
• wie kundenspezifische Schaltkreise funktionieren
• wie man Prozessabläufe in einem der folgenden, vom Ausbildungsbetrieb festgelegten Einsatzgebiete sichert:
  • diskrete Halbleiter
  • Leistungshalbleiter
  • integrierte Halbleiter
  • kundenspezifische Schaltkreise (ASICs)
  • Optohalbleiter
  • optoelektronische Anzeigesysteme

Im Schwerpunkt Mikrosystemtechnik:

• wie man Mikrosysteme durch Bestücken, Löten, Bonden und Versiegeln sowie Träger für Halbleiterbauelemente durch Beschichtungsverfahren, aber auch Schaltungsträger in Dick- und Dünnschichttechnik und Hybridtechnik herstellt
• wie man Mikrosysteme testet
• wie SMD-Montagetechnik, lithografisches Tiefätzen und Galvano- und Abformtechniken funktionieren
• wie man Prozessabläufe in einem der folgenden, vom Ausbildungsbetrieb festgelegten Einsatzgebiete sichert:
  • Dickschichttechnik
  • Dünnschichttechnik
  • Hybridtechnik
  • Montagetechnik oberflächenmontierbarer Bauelemente (SMD)
  • lithografisches Tiefätzen
  • Galvano- und Abformtechnik

Während der gesamten Ausbildungszeit wird den Auszubildenden z.B. vermittelt:

• welche gegenseitigen Rechte und Pflichten aus dem Ausbildungsvertrag entstehen
• wie der Ausbildungsbetrieb organisiert ist und wie Beschaffung, Fertigung, Absatz und Verwaltung funktionieren
• wie Arbeitsschutz- und Unfallverhütungsmaßnahmen angewendet werden
• wie Umweltschutzmaßnahmen beachtet und angewendet werden

In der Berufsschule sind folgende Lernfelder Gegenstand des theoretischen Unterrichts:

• Erfassung und Darstellung von Signalverarbeitungsvorgängen und elektrischen Grundgrößen
• Beurteilung von chemischen Zusammenhängen für die Halbleiterherstellung sowie Funktionsanalyse ausgewählter Halbleiterwerkstoffe
• Einhaltung von Reinraumbedingungen
• Anwendung von Standardsoftware
• Vergleich von Funktionseinheiten diskreter und integrierter Schaltungen
• Anwendung fototechnischer Verfahren in der Mikrotechnologie
• Erstellung von Schichten und deren Strukturierung
• Veränderung der Leitfähigkeit durch Dotierungsverfahren
• Fertigstellung mikrotechnischer Produkte
• Einhaltung von Qualitätsstandards
• Beschreibung von Mikrosystemen
• Einstellung, Prüfung und Optimierung verfahrenstechnischer Anlagen

Quelle: http://infobub.arbeitsagentur.de/