Isotrope mechanische Aufhängung für 3D-Mikrotastsysteme

Abstract:
In den letzten Jahren wurde ein Silizium-basiertes 3D-Mikrotastsystem am Institut für Mikrotechnik der TU Braunschweig (IMT) entworfen. Das aus einer Siliziummembran und einem Taststift bestehende System weist neben einer hohen Empfindlichkeit auch eine hohe mechanische Anisotropie von 20:1 und maximale Auslenkungen von 50 µm in z-Richtung (Taststiftrichtung) und 100 µm in x- oder y-Richtung auf, was bei Integration in ein konventionelles Koordinatenmessgerät (KMG) nachteilig ist. Um diese beiden Eigenschaften zu verbessern, wurden im Rahmen der vorgestellten Arbeit veränderte Membrandimensionen und ein neues Mikrotasterdesign, bei welchem ein zusätzliches Federelement parallel zur Siliziummembran aufgebracht wird, untersucht. Sowohl Simulations- als auch Messergebnisse zeigen, dass eine Kombination aus einer größeren Membran mit einem zusätzlichen Federelement es ermöglicht, eine mechanische Anisotropie bis zu dem Idealwert von 1:1 zu erzielen. Des Weiteren kann damit der Auslenkungsbereich bis auf das Zweifache vergrößert werden.