Generative Herstelltechnologien im Mikro- und Nanobereich zu Aufbau und Kontaktierung von Mikro-Mechatronischen Systeme

Abstract:
Zukünftig ist ein großer Bedarf an dreidimensional integrierten "Smart Systems" in vielen Bereichen des täglichen Lebens abzusehen. Solche kleine und komplexe Systeme erfordern oft individualisierte Formen, Funktionen und die Integration von Nanostrukturen. Wichtige Elemente in multifunktionalen Systemen sind neben den ICs ^- 3D-Formkörper als Träger und Gehäuse mit Freiformflächen, Kavitäten, Durchkontaktierungen, ^- Verdrahtungsstrukturen, z. B. Leiterbahnen, Dielektrika, Kontaktierungen, optische und RF- Wellenleiter sowie Antennen und Stecker, ^- Strukturen und Funktionsschichten für Sensoren, Aktoren, Batterien und passive Bauelemente, ^- Verkapselungen sowie dünne Schutz- und Barriereschichten Verfahren, mit denen dreidimensionale AVT-Strukturen direkt aus CAD-Systemen schnell und ohne Zwischenstufen über Masken, Werkzeuge oder Formen erzeugt werden, sind wirtschaftlich und technisch attraktiv. In dieser Veröffentlichung wird der Schwerpunkt der Generativen Methoden (engl. Added Manufacturing Technolgies, auch Rapid Prototyping) zur direkten Integration und Herstellung der Mikro- und Nanostrukturen, einschließlich der zugehörigen Entwurfs- und Qualifikationsmethoden, intensiv verdeutlicht. Es werden die Erfordernisse und Möglichkeiten einer Plattform für generative Technologien durch Integration von Nano- und Mikrotechnologien für den sequentiellen, nicht formgebundenen Aufbau multifunktionaler Mikrosysteme dargestellt. Insbesondere die hervorragenden Kompetenzen Stereolithographie, Rapid Prototyping, 3D-Printing, Ink-Jet- und Aerosol-Printing, Laserstrukturierung, 3D-Montagetechnik und Systementwurf sind ein Schwerpunkt der Arbeiten. Besonderes Augenmerk wird auf die Darstellung der verschiedenen Methoden zur Herstellung von Strukturmetallisierungen und Kontaktierungen gelegt. Eine Detailbeschreibung eines Betauungs-Sensors, der mittels generativer Technologien hergestellt wurde, rundet die beschriebenen Ergebnisse ab.