Im Labor für Mikrotechnik stehen die „klassischen“ Fertigungsverfahren der Mikrotechnik zum Strukturieren metallischer und keramischer Materialien im Mikrometerbereich, sowie verschiedene Aufdampftechniken zum Aufbringen von Dünnschichten wie z.B. Aluminium zur Verfügung. Diese Verfahren werden für Rapid Prototyping, Projekt- und Studienarbeiten und Praktika, sowie für Forschungsprojekte genutzt.
Mit Hilfe von CAD-Systemen können hierbei unterschiedliche Mikrostrukturen entworfen, in ein Fräsprogramm umgesetzt und auf der Mikrofräse realisiert werden. Für die Simulation von Mikrosystemen stehen FEM-Tools wie z.B. COMSOL Multiphysics zur Verfügung.
Hochpräzises 3D-Mikrofräsen ist auf der Primacon-Mikrofräse mit einer Genauigkeit im Bereich von 2 µm möglich. Mikrofräser bis herunter zu einem Durchmesser von 50 µm sind verfügbar. In einer getrennten Fräsanlage ist auch die Bearbeitung von „Keramik-Grünlingen“ durch Trockenfräsen möglich. Die Grünlinge können in einem speziellen Ofen „entbindert“ und im Hochtemperaturofen zu festen Keramiken gesintert werden.
Eine weitere Technologie, die im Mikrotechniklabor zur Verfügung steht, betrifft das Aufdampfen von Dünnschichten. In der Balzers-Aufdampfanlage ist eine In-Line Schichtdickenmessung durch eine Quarzmikrowaage und eine Ionenkanone zur Substratreinigung implementiert.
Für die Vermessung der Strukturen stehen ein 3D-Mikroskop und ein Nanometer-genaues Stufenmessgerät zur Verfügung.
Übersicht
Ausstattung
- Primacon PFM 24 Mikrofräse
- Trockenfräsen (umgebaute ATN-CNC-Maschine)
- Entbinderungs- und Sinteröfen
- Aarburg Allrounder 170 U Mikrospritzgussanlage
- MCS Mikrovakuumguss-Anlage
- Balzers Aufdampfanlage mit integrierter Ionenstrahlreinigung
- Turbogepumpte Vakuumanlage mit Balzers Quadrupol Massenspektrometer
- Keyence 3D-Lasermikroskop
- DekTak Stufenmessgerät
- TESA Präzisionshöhenmessgerät
Labornutzung und Leistungsangebot
- Herstellung von Mikrostrukturen
- Prototypische Realisierung von Mikrosensoren und -aktuatoren
- Prototypische Integration von neuen Materialien
- Untersuchung von Materialien der Mikrosystemtechnik
- Beratung bei der Konzeption und Auswahl mikrotechnischer Systeme
- Durchführung von Forschungsvorhaben im Bereich Mikrosystemtechnik und Beteiligung an Kooperationsvorhaben
- Durchführung von Praktika
- Durchführung von Projekt- und Abschlussarbeiten
Replikation von Mikrostrukturen
Mittlere und kleinere Stückzahlen von Mikrostrukturen können mit Hilfe von Vakuumguss bzw. Mikrospritzguss realisiert werden.
Beim Vakuumguss werden Urformen, die z.B. durch Mikrofräsen erzeugt wurde, in eine Silikonform überführt, die zur Abformung der Repliken z.B. in Epoxidharz dient. Beim Mikro-Spritzguss sind dagegen spezielle Abformwerkzeuge aus Stahl erforderlich, die als Negativform z.B. für Kunststoffspritzlinge dient. Hiermit sind auch größere Stückzahlen möglich.
Das Mikrotechniklabor beteiligt sich gerne an Forschungs-Kooperationsprojekten und unterstützt beim Rapid Prototyping von Sensoren und Aktoren, sowie bei der Simulation von Mikrosystemen. Wir beraten bei Problemen der Mikrosystemtechnik (MST), sowohl im Bereich der Halbleiterbasierten MST wie auch bei den klassischen mikrotechnischen Verfahren.
Mikroskopieaufnahmen Mikrofräsen: links Mikroevolventen-Getriebe mit Modul m=0,25mm. Rechts ein Schaufelrad mit Durchmesser < 1mm eingebaut in eine Mikroturbine.
Weitere Beispiele von Mikrostrukturen die im Mikrotechniklabor hergestellt wurden:
Kontakt
Prof. Dr.rer.nat. Andreas Goehlich
Tel.: +49 (0) 831 2523-563
andreas.goehlich(at)hs-kempten.de