(openPR) CHEMNITZ - 15.April 2007 - Die Resonanzfrequenzen von Feder-Masse-Aktuatoren, zum Beispiel Silizium-Mikro-Spiegeln weisen bezüglich spezieller Anwendungen zu große Toleranzen auf, die in der Fertigungstechnologie begründet sind. Diese Abweichungen sind mit den engen Toleranzintervallen der Industrie nicht zu vereinbaren und müssen deshalb kompensiert werden.
Die 3D-Micromac AG hat aus diesem Grund das spezielle Verfahren des Lasertrimmens industrietauglich entwickelt, wobei durch den Einsatz von Ultrakurzpulslasern eine besonders stressfreie Bearbeitung des Siliziums mit kleinster wärmebeeinflusster Zone gewährleistet wird. Dabei werden die statischen und dynamischen Eigenschaften der einzelnen µFMAs (Mikro-Feder-Masse-Aktuatoren) durch gezielten Materialabtrag beeinflusst und ein Frequenzabgleich im Waferverbund realisiert. Die Ausbeute und die Produktivität wird durch diese Technologie wesentlich erhöht und eine nachträgliche softwaretechnische bzw. elektronische Toleranzkompensation der einzelnen Bauelemente überflüssig.
Das Lasertrimmen, beispielsweise von 1D- und 2D-Mikrospiegeln oder Spiegelarrays, erfolgt durch Entfernen von definierten Masseelementen zur Erhöhung der Resonanzfrequenz des µFMA sowie durch Vergrößerung der effektiven Federlänge zur Verringerung der Resonanzfrequenz. Beim Design der µFMA wurden Trimmelemente in Form von Stegen vorgesehen, die beim Trimmvorgang mittels Laser getrennt werden. Durch die Begrenzung der Schnittlänge auf die Stegbreite wird die Bearbeitungszeit beim Abgleich signifikant verkürzt. Die Partikelkontamination der Siliziumoberflächen wird so stark eliminiert, dass nachfolgende Bondprozesse ohne Nachreinigung der Waferoberfläche erfolgen können.
Ein in Zusammenarbeit mit dem Zentrum für Mikrotechnologie (ZfM) der TU Chemnitz neuentwickeltes Laser-Tool, welches das Messen und Tunen von µFMAs ermöglicht, vereinfacht die industrielle Nutzung wesentlich.
Sowohl Femtosekunden- als auch Pikosekundenlaser sind in der Lage, die Mikroaktuatoren zu bearbeiten. Zur Realisierung einer industrietauglichen Bearbeitungsgeschwindigkeit ist jedoch die Pikosekundenanlage mit einer höheren Pulswiederholfrequenz besser geeignet.
Das Verfahren ist auch auf andere Sensortypen wie zum Beispiel Drucksensoren (Membran) oder andere Materialien wie beispielsweise Keramik übertragbar.
3D-Micromac AG
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