Modulbeschreibung

Mikrotechnik IV

ECTS-Punkte:
10
Lernziele:

Die Studierenden

  • kennen die grundlegenden Unterschiede verschiedener Lichtquellen sowie deren wichtigste Kenngrössen.

  • kennen konkrete Lichtquellen und können diese situationsbezogen auswählen und richtig einsetzen. 

  • kennen die unterschiedlichen lichttechnischen Grössen und können diese richtig einsetzen.

  • verstehen das Funktionsprinzip eines Lasers und die zugrundeliegenden physikalischen Konzepte.

  • kennen die besonderen Eigenschaften von Laserlicht und wissen diese für photonische Systeme nutzbringend einzusetzen.

  • kennen die Konzepte der bedeutendsten Lasertypen und verstehen die wichtigsten Schritte zu ihrer Auslegung.

  • kennen einige wichtige Laseranwendungen und können die dafür notwendigen photonischen Systeme auslegen. 

  • kennen den Aufbau und die Funktionsweise ausgewählter optischer Messsysteme.

  • können die Grundprinzipien ausgewählter optischer Messverfahren erklären.

  • können optische Messsysteme für definierte Messaufgaben auswählen und können ihre Einsatzgrenzen beurteilen.

  • können ausgewählte optische Messgeräte anwenden. 

  • können Methoden zur Qualifizierung optischer Bauelemente anwenden.

  • kennen die grundlegende Methodik zur Berechnung von zufälligen und systematischen Messabweichungen mittels statistischer Methoden und Regressionsverfahren.

  • können selbstständig praktische Arbeiten an photonischen und mikrotechnischen Fragestellungen im Labor durchführen. 

  • können Messergebnisse nachvollziehbar protokollieren, Daten auswerten und Messunsicherheiten berechnen.

  • können Messergebnisse bewerten und daraus sinnvolle Schlussfolgerungen ziehen.

  • sind mit dem Führen eines Laborjournals vertraut und können einen technischen Bericht verfassen.

  •  

    können systematisch MEMS entwerfen.

  • können die Funktion von MEMS in elektromechanischen Ersatzschaltungen abbilden und simulieren.

  • können einfache FEM-Simulationen durchführen. 

  • können ein MEMS Device in einem FE-Modell abbilden, die Funktion simulieren, analysieren und notwendige Anpassungen an Device und Herstellungsprozess ableiten.

  • 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.

Kurse in diesem Modul

Licht und Lasertechnik:
  • Grundlagen der Lichterzeugung
  • Messung und Bewertung optischer Strahlung
  • Technik der Lichtquellen
  • Laserprinzip
  • Laserbetrieb
  • Laserresonatoren
  • Lasermoden
  • Gepulste Laser
  • Technische Realisierung von Lasern
  • Laseranwendungen
Klassenunterricht mit 2 Lektionen pro Woche
Messtechnik:

Funktionsprinzip, Eigenschaften, Anwendung und Rückführung folgender optischen Messverfahren:

  • Chromatische Weisslichtsensoren
  • Fokusvariationsverfahren
  • Weisslichtinterferometer
  • Streulichtverfahren
  • Autofokussensoren
  • Lichtschnittverfahren und Lasertriangulation
  • Streifenprojektionssysteme
  • Fotogrammetrie
  • Speckleverfahren
  • Laserinterferometer und Laserscanner
  • Laser-Mikroskopie (Konfokal, STED, Raman, opt. Pinzette)
  • Lasertracker und Lasertracer
  • Verifikation geometrischer Eigenschaften von optischen und anderen Bauteilen 
Klassenunterricht mit 2 Lektionen pro Woche
Praktikum:

Praktika aus dem Bereich der Messtechnik wie z.B. 

  • Bestimmung dimensioneller und geometrischer Merkmale
  • Chromatische und interferometrische Messverfahren
  • Streifenprojektion und Fotogrammetrie


Praktika aus dem Bereich Dünnschichten / Wellenleiter wie z.B. 

  • Charakterisierung dünner Schichten: Reflexion, Transmission, Brechungsindex, Dicke, Single-/Multilayer
  • Faseroptik: NA, Dämpfung, Handling


Praktika aus dem Bereich Licht- und Lasertechnik wie z.B. 

  • Charakterisierung unterschiedlicher Lichtquellen
  • Aufbau eines Lasers: Pumpe, Resonator, SHG
  • Photoeffekt


Praktika aus dem Bereich Mikrotechnik wie z.B. 

  • Mikroskopie
  • Schichtdickenmessung
  • Messung von Dünnschichtwiderständen


Praktika aus dem Bereich Bildverarbeitung wie z.B. 

  • Bildaufnahmetechnik
  • Objekt- und Lageerkennung
  • Objektklassifikation (klassisch vs. Maschinelles Lernen)
Klassenunterricht mit 4 Lektionen pro Woche
Packaging:

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
Klassenunterricht mit 2 Lektionen pro Woche
Design mikrotechnischer Systeme:
  • Grundlagen MEMS Modellierung
  • Systematik des MEMS Entwurfs
  • Elektromechanische Ersatzschaltbilder
  • Lumped-Parameter Methode zur Simulation von MEMS
  • Einführung in die Modellierung und Simulation von Mikrosystemen mit der Finite-Elemente-Methode 
  • Projekt: MEMS Modellierung 
Klassenunterricht mit 2 Lektionen pro Woche
Disclaimer

Diese Beschreibung ist rechtlich nicht verbindlich! Weitere Informationen finden Sie in der detaillierten Modulbeschreibung.