Herausforderung Mikrosystemtechnik |
| Die Bedeutung der Mikrosystemtechnik ist in den vergangenen Jahrzehnten vor allem durch die rasante Entwicklung im Bereich der Computertechnologie geprägt worden. Die dort etablierten Fertigungsverfahren ermöglichen die Herstellung großer Stückzahlen monolithisch aufgebauter Mikrosysteme auf Siliziumbasis. Daneben gewinnen in jüngster Zeit, bedingt durch die fortschreitende Miniaturisierung von mechanischen, elektrischen und optischen Komponenten, auch hybrid aufgebaute Mikrosysteme zunehmend an Bedeutung. Diese vereinen die genannten Komponenten bzw. Funktionen in einem Gesamtsystem. Neben Sensoren und Aktoren aus Kraftfahrzeugen gelangen vermehrt auch Anwendungen aus den Bereichen Informations-, Bio- und Medizintechnik zur Applikationsreife.
Zur Förderung der industriellen Produktion von Mikrosystemen müssen innovative Produktionstechniken entwickelt und das notwendige Know-how zur Verfügung gestellt werden. An der RWTH Aachen wurde 1997 der SFB 440 mit dem Ziel eingerichtet, Grundlagenwissen für zukünftige industrielle Anwendungen in der Mikrosystemtechnik zu erarbeiten. In Deutschland wurde auf dem Gebiet der Mikrosystemtechnik bereits umfangreiche Forschung betriebenen und im internationalen Vergleich ein technologischer Vorsprung erarbeitet. Damit dieser langfristig gesichert werden kann, ist es dringend notwendig, die Grundlagen für neue wirtschaftliche Handhabungs- und Fügetechniken für die Klein- und Mittelserie zu entwickeln. Genau das ist die Aufgabe dieses Sonderforschungsbereichs. Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Walter Michaeli, Sprecher des SFB 440 |
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Ziele des SonderforschungsbereichsDer Sonderforschungsbereich "Montage hybrider Mikrosysteme" hat sich zum Ziel gesetzt, die montage- und fügetechnischen Grundlagen für die Herstellung von Mikrosystemen in hybrider, d.h. nicht monolithischer, Bauweise zu erarbeiten. Besonderes Augenmerk liegt dabei auf der Entwicklung von Verfahrensprinzipien, die eine flexible Fertigung in kleinen und mittleren Losgrößen ermöglichen. In Zusammenarbeit werkstoffkundlicher, schweißtechnischer, produktionstechnischer, lasertechnischer, kunststofftechnischer sowie mess- und prüftechnischer Institute werden grundlegende Fragestellungen zur Handhabung von und zum Fügen von Bauteilen im µm-Bereich zu einem Mikrosystem bearbeitet. Im Vordergrund steht nicht das Mikrosystem selbst, sondern die Integration von hybriden Mikrokomponenten zu einem funktionsfähigen Gesamtsystem unter Berücksichtigung der produktionsspezifischen Randbedingungen in der Mikrosystemtechnik. Für diese Aufgabenstellung wird eine Mikroproduktionstechnik angestrebt, welche die zentralen Fragestellungen beim Handhabungs- und Fügeprozess mit Fragen der Werkstofftechnik, der Prozessüberwachung und der produktionsgerechten Gestaltung von Mikrosystemen vereint. Dieser ganzheitliche Ansatz spiegelt sich in der Struktur des SFB in Form entsprechender Projektbereiche wieder.Mit zunehmender Forschungsdauer steigen einerseits Konkretisierungsgrad und Vergleichbarkeit der untersuchten Technologien, sowie andererseits der Vernetzungsgrad innerhalb des SFB und die Komplexität der Forschungsaufgaben. In der ersten Phase des SFB, der Erprobungsphase, wurde die Anwendbarkeit der untersuchten Prozesse im Mikrobereich auf zum Teil eigens entwickelter Anlagentechnik gezeigt sowie ein grundlegendes qualitatives Prozesswissen erarbeitet. In der zweiten Phase, der Konkretisierungsphase, wurden die Prozessgrenzen identifiziert und die Prozessparameter quantifiziert. In der nun anstehenden Applikationsphase soll das erarbeitete Grundlagenwissen anhand prozessübergreifender Applikationen umgesetzt werden und die Technologiereife entscheidend erhöht werden. |
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