Herstellung von robusten und kostengünstigen Nickel-Wanderkeilaktoren

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Dieser Beitrag befasst sich mit der Herstellung von elektrostatisch aktuierten, galvanisch abgeschiedenen Nickel-Wanderkeilaktoren. Mit solchen Aktoren sollen in integrierten Hohlwellenleitern für den THz- und mm-Wellen-Bereich Signalwege geschaltet werden. Bei einem erforderlichen Hub des Aktors von über 1,27 mm ist die Länge der Anordnung vom Biegeradius der intrinsisch vorgespannten Nickelzunge abhängig. Kleinere Bauelemente können also nur durch einen kleineren Biegeradius erzielt werden. Dieser selbst ist von der Schichtdicke der Nickelstruktur und des Verlaufs der intrinsischen Spannung im Querschnitt der Struktur abhängig. Beide Parameter entscheiden aber auch darüber, ob es zu einem Anhaften der Struktur kommen kann und darüber, ob die unter dem Nickel befindlichen Schichten wie das Dielektrikum durch die hohen mechanischen Spannungen zerstört werden. Durch die Variation von Schichtdicke und intrinsischer Spannung in Zusammenhang mit der Einführung von Ausgleichsstrukturen zur Homogenisierung des Galvanikprozesses wurde ein Prozessfenster zur Herstellung von funktionsfähigen Aktoren gefunden. Erste Aktoren mit Biegeradien von 8 mm, 5 mm Länge und einer Dicke von 6 µm konnten erfolgreich aktuiert werden.