Modulbeschreibung
Mikrotechnik II
ECTS-Punkte:
12
Lernziele:
Die Studierenden
- können das Stabilitätsverhalten von Verstärkern erläutern und auslegen.
- können Transistorverstärker auslegen und aufbauen.
- können das Kleinsignalverhalten eines Verstärkers angeben.
- können Logikgrundschaltungen entwerfen.
- können kombinatorische Schaltungen entwerfen.
- können sequentielle Schaltungen entwerfen.
- können unterschiedliche Zustandsautomaten zuordnen, abändern.
- können den Aufbau von Halbleiterspeichern erläutern.
- können Grundtypen der AD/DA-Wandler angeben.
- können beispielhaft einige integrierte Schaltungen mit deren Funktionen angeben.
- verstehen die Funktionsweise der wichtigsten Strahlungsquellen und –empfänger.
- kennen die Polarisation des Lichts und einige Anwendungen.
- kennen die Grundlagen der Lichttechnik.
- kennen die Grundlagen und Grenzen der Geometrischen Optik.
- kennen optische Abbildungsfehler und Abhilfemöglichkeiten.
- können Blenden konstruieren und kennen ihre Wirkung.
- kennen das Prinzip der Interferometrie und einige Anwendungen.
- verstehen die prinzipielle Funktionsweise von Halbleitern, insbesondere die Leitungsmechanismen.
- können zu vorgegebenen, wohldefinierten physikalischen Fragestellungen die dafür notwendigen Messungen planen, vorbereiten, durchführen, protokollieren, auswerten und bewerten.
- kennen das praktische Arbeiten an physikalischen Fragestellungen im Labor.
- können sich effizient in ein für sie neues technisch-physikalisches Fachgebiet einarbeiten.
- können am Beispiel der LIGA-Technik die Herstellung komplexer Strukturen nachvollziehen.
- können mechanische Messmethoden für Mikrostrukturen einsetzen.
- kennen Lithographieverfahren und Mikroabformtechniken.
- kennen Verfahren, Potential uns Anwendungen der LIGA-Technik.
- kennen Verfahren zur mechanischen Vermessung kleinster Strukturen.
- können Orientierungen und Orientierungsbeziehungen erkennen und angeben.
- kennen die wesentlichen Parameter und Effekte bei der Abscheidung von Kristallfilmen aus der Gasphase; im Speziellen: Epitaxie, Vorzugsorientierungen und typische Baufehler in Kristallfilmen.
- kennen Messabläufe zur röntgenographischen Messung von Vorzugsorientierungen in Kristallfilmen.
- können die an Kunststoff-Verpackungen gestellten, vielseitigen Anforderungen (u.a. Schutz gegenüber diversen Einflüssen, Lebensmittelechtheit, usw.) formulieren und die hierfür geeigneten Materialien und Prozesse beschreiben und auswählen.
- kennen ausgewählte Fragestellungen und Probleme bei der Entwicklung und Fertigung von mikroelektronischen und mikromechanischen Bauteilen und Systemen.
- kennen Herstellverfahren und relevante Eigenschaften von Elastomeren.
Kurse in diesem Modul
Verstärkerschaltungen und Digitaltechnik:
- Verstärkerschaltungen (Stabilität, Oszillatoren)
- Transistorverstärker
- Kleinsignalverhalten
- Logik Grundschaltungen
- Kombinatorische Logik
- Sequenzielle Logik
- Zustandsautomaten / Halbleiterspeicher
- AD/DA-Wandler, Integrierte Schaltungen, ASCI
Klassenunterricht mit 2 Lektionen pro Woche
Technische Optik I:
- Lichtquellen (Kontinuumstrahler, Linienstrahler)
- Lichtempfänger (Fotoelement, Fotodiode, Fototransistor, CCD, CMOS, Farbkamera)
- Polarisation (Doppelbrechung, Brewstereffekt, Spannungsoptik)
- Paraxiale Optik (Abbildungsgleichungen, Pupillen und Luken, Seidelsche Abbildungsfehler, Köhlersche Beleuchtung, Dispersion, Achromate)
- Laser (Laserprinzip, Eigenschaften, Moden, Fokussierbarkeit, zeitliche und räumliche Kohärenz, Anwendungen in Materialbearbeitung und Medizin)
- Interferometrie (Grundlagen, Anwendungen, Zwei- und Mehrstrahlinferometrie)
Klassenunterricht mit 2 Lektionen pro Woche
Halbleiter und Festkörperphysik:
- Grundlagen der Stromleitung
- Grundlagen der Quantemmechanik
- Halbleiterherstellung (CZ, floatzone)
- Halbleiter Modellvorstellungen (Bindungen, Bänderstruktur, Dotierung, Ladungsträgerkonzentration)
- Ladungsträger Transporte (Drift, Diffusion, Injektion , Rekombination)
Klassenunterricht mit 2 Lektionen pro Woche
Physikpraktikum:
Durchführung von Praktikumsversuchen mit
physikalischen Fragestellungen aus verschiedenen
Bereichen.
- Verstehen der Aufgabe und des Versuchsaufbaus
- Verstehen der dahinter stehenden Theorie
- Korrektes Durchführen von Messungen
- Auswerten von Messergebnissen (inkl. Messunsicherheit)
- Dokumentieren von Messungen (Laborjournal)
- Verstehen der Grenzen des Messprinzips und der Messapparatur
Blockkurs mit 2 Lektionen pro Woche
Mikrotechnische Verfahren II:
Lithographie
- Einführung – „Was ist Lithographie“
- Photolithographie – Prozessschritte
- Belichtungsverfahren
- Belichtungsapparaturen (Maskaligner, Stepper)
- Resisttechnologien
- Maskentechnologie
- Alternative Lithographieverfahren (e-beam, Röntgenstrahllithographie, EUV, ...)
Mikroabformung
- Abformverfahren / -prozesse
- Maschinentechnik / Formeinsätze
- Materialien
Mechanische Messmethoden der Mikrotechnik
- Taster & Stylus Profilometer
- Rasterkraft-Mikroskop (AFM)
Klassenunterricht mit 2 Lektionen pro Woche
Werkstofftechnik II:
Arbeitstechniken und Werkstoffe in den Mikrotechniken
- Messung und Beschreibung von Orientierungen und Orientierungsbeziehungen mittels Stereographischer Projektion und röntgenographischer Texturmessungen.
- Keimbildung, Keimwachstum, Korngefüge und typische Defekte in Kristallfilmen: Entstehung, Eigenschaften und Einflussparameter.
Verpackungstechnik mit Kunststoffen
- Funktionen & Eigenschaftsprofile:
- Polstereigenschaften
- Permeation und Migration von Stoffen, Sensorik, etc. - Verfahren zur Herstellung von Verpackungen
- Multilayer-Folien, Schweissen und Siegeln, Schaumstoffe
- Beschriftungs- und Bedruckungstechniken
- Verpackungsmaschinen
Elastomerwerkstoffe
- Typisierung von Elastomeren
- Chemie und messtechnische Charakterisierung der Vernetzung
- Verfahrenstechnik: Compoundierung, Vulkanisation
- spezifische Eigenschaftsprofile: Elastizität, Chemikalien-Beständigkeit und -Durchlässigkeit
Blockkurs mit 2 Lektionen pro Woche
Disclaimer
Diese Beschreibung ist rechtlich nicht verbindlich! Weitere Informationen finden Sie in der detaillierten Modulbeschreibung.