Modulbeschreibung

Die Studierenden

• verstehen den Aufbau und das Funktionsprinzip grundlegender optischer Messsysteme und können geeignete Messverfahren auswählen.
• können Funktion, Einsatzweise und Anwendungen von optischen Mikroskopen sowie ihre Grenzen erkennen und beschreiben.
• verstehen die Prinzipien verschiedener Oberflächen-messverfahren, können diese zweckmässig auswählen und ihre Einsatzgrenzen beurteilen.
• kennen die grundlegende Methodik zur Berechnung von zufälligen und systematischen Messabweichungen mittels statistischer Methoden und Regressionsverfahren.
• kennen das praktische Arbeiten an physikalischen und mikrotechnischen Fragestellungen im Labor.
• können Messergebnisse nachvollziehbar protokollieren, Daten auswerten und Messunsicherheiten berechnen.
• können Messergebnisse bewerten und daraus sinnvolle Schlussfolgerungen ziehen.

Optische Messverfahren der Mikrotechnik

• Optische Grundlagen
  - Telezentrische Systeme
  - Auflösungsvermögen, förderliche Vergrösserung, Schärfentiefe
  - Laser und ihre Anwendungen in der Mikrotechnik
  - Interferenz
• Optische Mikroskopie
  - Auflicht / Durchlicht
  - Dunkelfeld / Hellfeld
  - Spezielle Methoden der Mikroskopie
• Bildkorrelation und Triangulation
• Interferometrie
• Weisslicht Interferometrie
• Chromatische Messverfahren
• Ellipsometrie
• Prüfung optischer Elemente

Versuchsplanung und Datenanalyse

• statistische Datenanalyse und Fehlerfortpflanzung
• Einführung von Regressionsverfahren zur Messwertanalyse

Durchführung von Praktika mit mikrotechnischen und/oder physikalischen Fragestellungen

• Verstehen der Aufgabe, der Theorie und des Messprinzips
• Korrektes Durchführen von Messaufgaben
• Auswerten von Messergebnissen (inkl. Messunsicherheit)
• Dokumentieren von Messungen (Laborprotokoll)
• Verstehen der Grenzen des Messprinzips und der Messapparatur und Ziehen vernünftiger Schlussfolgerungen

Während der Unterrichtsphase wird eine Praktikum bewertet. Zusätzlich findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung zusammen mit den Kursen Aktuelle Themen aus Forschung und Industrie, MEMS für Life Science sowie Packaging statt.

Seminaristischer Unterricht, begleitete Übungen, Selbststudium, Labordemonstrationen sowie Laborpraktika

Skript und Versuchsanleitungen
Pedrotti; Optik für Ingenieure, 4. Aufl., Springer
Hecht; Optik, 6. Aufl., deGruyter
Keferstein, Marxer; Fertigungsmesstechnik, 8. Aufl., Springer
Naumann; Bauelemente der Optik, 7. Aufl., Hanser

Unterricht und Praktika finden abwechselnd jeweils 14-tägig statt

Die Studierenden

• kennen die wichtigsten Materialien und biologischen Moleküle, sowie die grundlegenden Analyse- und Messverfahren in den Life Science.
• verstehen anhand ausgewählter Beispiele, wie Analyse- und Messsysteme mikrotechnisch (als MEMS) umgesetzt und in den Life Science angewendet werden.
• kennen Lab-on-Chip Konzepte mit Mikrofluidik-Komponenten, Biochemische Sensoren und Beispiele von Systemen in Medizintechnik und Diagnostik.
• können die im Modul Mikrotechnik III gelernten Technologien im Gebiet der Life Science anwenden.
• verstehen, welche entscheidende Rolle „Oberflächen und Grenzflächen“ in den Life Science spielen.

Grundlagen der Biochemie / Life Science

• Proteine, Enzyme, Antikörper und ihre Struktur und Funktionsweise
• DNA und RNA Aufbau und Funktion
• Zellen, Bakterien und Viren

Standard Medizinaldiagnostik und klassische Tests

• Verfahren, die in den Life Science zur molekularen Diagnostik und Analyse biologiescher Systeme Standard sind
• Test für Proteine und DNA: ELISA und Gelelektrophorese, PCR und Sequenzierung

Moderne Mikrosysteme für die Life Science (BioMEMS)

• Lab-on-Chip und Schnelldiagnostik-Verfahren (PoC)
• Next-Generation Sequencing zur Genomanalyse
• Mikrofluidik in der Medizinaltechnik
• Nanobiosensorik

Es findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung zusammen mit den Kursen Messverfahren der Mikrotechnik, Packaging, sowie Aktuelle Themen aus Forschung und Industrie statt.

Vorlesung, Übungen, Selbststudium, Praktika

Skriptum

Empfohlene weiterführende Literatur

Die Projektarbeit findet in den letzten 2 Unterrichtswochen sowie in der unterrichtsfreien Zeit statt.

Die Studierenden

• kennen aktuelle Themen der Mikrosystemtechnik aus der Industrie.
• können die aktuellen Themen in den Gesamtkontext der Mikrosystemtechnik bezüglich Stellenwert, Komplexität und Wichtigkeit einordnen.
• verstehen ein „State of the Art“ Paper.

• Ausgewählte Beispiele werden den Studierenden detailliert erläutert
• Firmenvertreter vermitteln aktuelle Themen aus dem Industrieumfeld
• Selbststudium ausgewählter Publikationen mit dem Ziel einen Vortrag zusammenzustellen und zu halten

Es findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung zusammen mit den Kursen Messverfahren in der Mikrotechnik, MEMS für Life Science sowie Packaging statt.

Vorlesung, Selbststudium

Unterlagen der jeweiligen Vortragenden
Aktuelle Veröffentlichungen

Jede/r Studierende muss im Verlaufe des Semesters einen Vortrag halten.

Die Studierenden

• kennen unterschiedliche Packaging-Konzepte und können diese anwenden.
• können für unterschiedliche Anwendungsfälle spezifische Packaging-Lösungen vorschlagen.
• kennen die unterschiedlichen Prozessschritte im Packaging.
• kennen typische Standard-Lösungen.

Grundlegende Aspekte

• Packaging-Design
• Systemaspekt im MEMS-Packaging

Packaging-Konzepte

• Standard-(Elektronik-)Packaging
• Chiplevel-Packaging
• Wafer-Level-Packaging
• Multi-Chip-Konzepte

Packaging-Prozesse

• Waferdünnen, inkl. CMP
• Chip-Vereinzelung
• Anbindungsverfahren
• Materialauftragende Verfahren, inkl. Drucktechniken
• Waferbonden
• Verkapselung

Packaging-Materialien
Packaging-Anwendungen
Produktionsaspekte

• Ausbeute
• Zuverlässigkeit
• Testverfahren

Es findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung zusammen mit den Kursen Aktuelle Themen aus Forschung und Industrie, MEMS für Life Science sowie Messverfahren der Mikrotechnik statt.

Vorlesung, Übung, Selbststudium

Skript
Hsu (Ed.), MEMS Packaging, INSPEC, 2004
Lau et al., Advanced MEMS Packaging, McGraw Hill, 2010