Mikro- und nanostrukturierte Gläser für die Mikrosystemtechnik

Abstract:
Verschiedene Strukturierungstechniken für Gläser erlauben die Erzeugung einer komplexe Strukturenvielfalt und extremer Aspektverhältnisse. Zusätzlich können über verschiedene technologische Prozesse (z.B. Wärme- oder Säurebehandlung) die Werkstoffeigenschaften definiert beeinflusst werden. Durch die leichte Modifizierbarkeit der Glasoberflächen durch z.B. Beschichtungen sind vielfältige Funktionalitäten bezüglich des optischen, chemischen und elektrischen Verhaltens integrierbar. Die thermische Fügbarkeit der Gläser gleicher thermischer Dehnung ermöglicht die Herstellung komplexer geometrischer Strukturen. Aufgrund ihrer hervorragenden optischen, chemischen, mechanischen und elektrischen Eigenschaften gibt es eine Vielzahl von Applikationsmöglichkeiten von mikro- und nanostrukturierten Gläsern in der Mikrosystemtechnik. Genannt seien hier spezielle Federsysteme aus UV-strukturierbarem Glas für die Aktorik oder die Messtechnik und Fluidiksysteme für die Biomedizin. Im Artikel wird auf zwei Verfahren der Mikro- und Nanostrukturierung von Gläsern näher eingegangen – die Strukturierung UV-sensibler Gläser und die Herstellung von mikro- und nanokapillarigen Bauteilen über die Glasbündelungs- und Verziehtechnologie. Während über das lithografiebasierende Verfahren der Mikrostrukturierung UV-sensibler Gläser waferdickenabhängige Strukturbreiten bis zu 20 µm erreicht werden, sind über die Glasverziehtechnologie Strukturbreiten bis in den nm-Bereich erzielbar.