Innovative leiterplattenbasierte Systemintegration einer MEMS Scannereinheit

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Heutzutage geht der Trend immer mehr zu kleineren, hochintegrierten, kostengünstigen und energieeffizienten Systemen. Die moderne Halbleitertechnologie ermöglicht es nicht mehr nur elektronische Schaltungen, sondern bereits gesamte Aktuatoren, sogenannte mikro-elektromechanische Systeme (MOEMS) zu fertigen. MEMS-Spiegel Elemente benötigen jedoch ein zuverlässiges Packaging und zusätzliche Kontrollelektronik, um eine konstante Auslenkamplitude unter veränderlichen Temperatureinflüssen zu gewährleisten. Diese Mikromechaniken können erst dann ihren Vorteil voll ausschöpfen, wenn auch die Ansteuerung miniaturisiert wird und eine innovative Systemintegration zur Verfügung steht. Die vorliegende Arbeit beschreibt die Umsetzung einer mikrooptischen Scannereinheit, die z.B.: eine Realisierung eines integrierten Mikrobeamers in einem Handy oder Tablet Computer ermöglichen soll. Das Modul beinhaltet zur genauen Bestimmung des Auslenkwinkels eine Lichtquelle, dessen Strahl durch ein PSD Element die Spiegelunterseite erreicht, dort reflektiert wird und anschließend wieder auf die Sensorfläche trifft. Der dadurch generierte Fotostrom wird vom implementierten Transimpedanzverstärker in eine Messspannung umgesetzt und auf dem Stecker zur Verfügung gestellt. Durch das innovative Konzept dieses Moduls, bildet die Leiterplatte neben der eigentlichen Aufgabe der elektrischen Verdrahtung durch ein Faltkonzept, gleichzeitig ein lichtdichtes Gehäuse, das mittels Lötprozess verschlossen wird. Zusätzlich bestimmt hier die Leiterplatte auch andere physikalischen Rahmenbedingungen, wie die Einstellung der korrekten Länge des optischen Pfades und das bei einer Abmessung von lediglich 9.2 x 7 x 4 mm³.