Dreidimensionaler Mikrotaster auf Basis von Silicium-Feder-Parallelogrammen

// Mess- und Regeltechnik // Physikalische Technik // Sensorik und Messgeräte
Ref-Nr: 16499

Einleitung / Abstract

Gegenstand der neuen Technologie ist ein Mikrotaster, der eine hochgenaue erfassung von Koordinaten im dreidimensionalen Raum ermöglicht und gleichzeitig robust ist.

Abb. 1: CAD Modell des 3D Mikrotasters auf Basis von Silizium-Feder-Parallelogrammen

Abb. 2: Prototyp des 3D Mikrotasters

Hintergrund

Bisherige Mikrotaster, die auf Basis von Silizium-Membranen entwickelt wurden, weisen ein unerwünscht anisotropes mechanisches Verhalten auf und besitzen nur einen begrenzten Auslenkungsbereich von ungefähr ±100 Mikrometer.

Lösung

Der neue Mikrotaster basiert auf einer seriel-len und zueinander orthogonalen Anordnung von drei Federparallelogrammen. Für die Parallelogramme werden Festkörpergelenke verwendet, die aus einem dünnen federfähigen Material (Silizium) bestehen. Durch die Parallelogrammstruktur wird eine Auslenkung in jeweils nur eine der drei Hauptrichtungen ermöglicht. Die Auslenkung wird durch eine jeweils integrierte Sensorik erfasst. Durch die Verwendung von drei orthogonalen Parallelogrammen wird ein dreidimensionales Messsystem gebildet. Zur Bestimmung der Auslenkung wird der Krafteinleitungspunkt zum Festpunkt des Systems in Bezug gesetzt. Gegenstand der neuen Technologie ist auch ein Verfahren zur Herstellung des Mikrotasters. In Abb. 1 ist eine CAD-Ansicht des neues Mikrotasters dargestellt. In Abb. 2 wird ein Prototyp des neues Mikrotasters gezeigt.

Vorteile

Vollständige und hochgenaue Erfassung von 3D-Mikrostrukturen Isotropes mechanisches Verhalten Hohe Belastbarkeit und Bruchsicherheit

Anwendungsbereiche

Das Anwendungsgebiet dieses neuen Mikrotasters ist die Messtechnik.

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