Strukturierungsverfahren für 3D Mikrobauteile

// Fertigungstechnik // Material- und Werkstofftechnik // Optik, Photonik und Lasertechnik // Physikalische Technik
Ref-Nr: 16510

Einleitung / Abstract

Die Diensterfindung liegt auf dem Gebiet der Mikroproduktionstechnik im Bereich der Strukturierungsverfahren für 3D-Mikrobauteile. Aus diesem Ansatz soll eine neuartige Technologieplattform auf Waferlevel abgeleitet werden, die viele Schritte der Aufbau- und Verbindungstechnik substituiert und damit die Systemintegration vereinfacht.

Abb. 1: Prototyp, 3D-Spule auf Wafer-Ebene

Hintergrund

Zur Herstellung von 3D-Mikrobauteilen aus Metallen, Keramiken und Polymeren dient derzeit die LIGA-Technik. Hierbei werden Formeinsätze durch Röntgenlithographie und Galvanoformung gefertigt. Zudem können auf Formkörpern festhaftende Metallbelege aufgebracht werden.

Problemstellung

Die Herstellung 3D-Systeme ist derzeit aufwendig, kostenintensiv und lässt sich nur bedingt für die Großserie bzw. auf Waferlevel für die Batchfertigung übertragen.

Lösung

Die Diensterfindung beschreibt ein Verfahren, mit dem spritzgegossene 3D-Bauteile mit einem Reflexionssystem durch eine direkte Laserbearbeitung und chemoelektrische Abscheidungsprozesse strukturiert werden. Die Spritzgussteile müssen bzgl. Form und Werkstoff zur Laserstrukturierung geeignet sein. Nach der Aktivierung durch den Laser können gewünschte Bereiche durch Abscheidungsprozesse mit Kupfer in verschiedenen Dicken strukturiert werden. Somit lassen sich diese Spritzgussteile als Wafer mit einer Topografie ausformen und verschiedene Funktionen einfach realisieren. Hierzu zählen bspw. Entwärmungsstrukturen, Durchkontaktierungen oder es lassen sich beispielsweise ein Spulenkern in Form einer Folie in das Bauteil integrieren.

Vorteile

Vergleichsweise geringe Herstellkosten Herstellung komplexer 3D-Mikrobauteile mit geringem Aufwand auf Waferlevel Möglichkeit zur Erzeugung von Kavitäten für die Integration von diskreten Elemente Integration von passiven Schichtlagen ohne direkten elektrischen Kontakt wie z.B. magnetische Ringkerne mit einer für die Mikroproduktionstechnik unüblichen Schichtdicke

Anwendungsbereiche

Mikrosystemtechnik, Sensorik, Aktorik

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