Integration von Sensoren mittels additiver Mikrogalvanik:
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
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| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Aachen
Shaker
2000
|
| Ausgabe: | Als Ms. gedr. |
| Schriftenreihe: | Berichte aus der Mikromechanik
|
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | Zugl.: Bremen, Univ., Diss., 1999 |
| Beschreibung: | IV, 181 S. graph. Darst. : 21 cm |
| ISBN: | 382657074X |
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INHALTSVERZEICHNIS
1
EINLEITUNG
UND AUFGABENSTELLUNG
.
1
2
SENSORINTEGRATION
.
5
2.1
INTEGRATION
MIKRO-ELEKTROMECHANISCHER
SYSTEME
.
5
2.2
DARSTELLUNG
VERSCHIEDENER
INTEGRATIONSTECHNIKEN
.
7
2.2
1
HYBRIDE
INTEGRATION
.
7
2.2.2
MONOLITHISCHE
INTEGRATION
.
9
2.2
3
BACK-END
INTEGRATION
.
13
2.3
ADDITIVE
INTEGRATIONSTECHNIK
.
14
3
BESCHLEUNIGUNGSSENSOREN
UND
-SCHALTER
FUER
RUECKHALTE
SYSTEME
IM
KRAFTFAHRZEUG
.
16
3.1
RUECKHALTESYSTEME
IM
KRAFTFAHRZEUG
.
16
3.1.1
GURTSTRAFFER
.
17
3.1.2
FRONTAIRBAG
.
17
3.1.3
SEITENAIRBAG
.
18
3.1.4
STEUERGERAET
.
19
3.2
BESCHLEUNIGUNGSSENSOREN
UND
-SCHALTER
.
22
3.2.1
KONZEPT
DER
SENSORIK
.
22
3.2.2
SPEZIFIKATIONEN FUER
SENSOREN
IN
RUCKHALTESYSTEMEN
.
23
3.2.3
KONZEPTE
UND
TECHNIKEN
ZUR
DARSTELLUNG
VON
BESCHLEUNIGUNGSSENSOREN
.
24
3.2.4
KONZEPTE
UND
TECHNIKEN
ZUR
DARSTELLUNG
VON
BESCHLEUNIGUNGSSCHALTEM
.
28
4
DESIGN,
LAYOUT
UND
SIMULATION
ADDITIV
INTEGRIERTER
SENSOREN
.
30
4.1
BESCHLEUNIGUNGSSENSORCN
.
30
4.1.1
DESIGN
VON
BESCHLEUNIGUNGSSENSOREN
IN
ADDITIVER
TECHNIK
.
30
4.1.2
LAYOUT
UND
SIMULATION
DER
BESCHLEUNIGUNGSSENSOREN
.
37
4.1.2.1
LAYOUT
UND
MATERIALDATEN
.
37
4.1.2.2
MATHEMATISCHE
BESCHREIBUNG
DES
BESCHLEUNIGUNGSSENSORS
.
38
4.1.2.2.1
BEWEGUNGSGLEICHUNG
.
38
4.1.2.2.2
BERECHNUNG
DER
FEDERKONSTANTEN
.
44
II
INHALTSVERZEICHNIS
4.1.2.2.3
DAEMPFUNGSMECHANISMEN
BEI
ADDITIVEN
OMM-SENSOREN
.
47
4.1.2.2.4
LINEARER
ARBEITSBEREICH
.
49
4.1.2.2.5
KENNLINIE
UND
AUFLOESUNG
VON
SENSOR
UND
AUSWERTESCHALTUNG
.
51
4.1.2.2.6
SELBSTTESTFUNKTION
DES
SENSORS
.
53
4.2
BESCHLEUNIGUNGSSCHALTER
.
57
4.2.1
DESIGN
VON
BESCHLEUNIGUNGSSCHALTEM
IN
ADDITIVER
TECHNIK
.
57
4.2.2
LAYOUT
UND
ANALYTISCHE
BERECHNUNG
DER
BESCHLEUNIGUNGSSCHALTER
.
61
4.2.2.1
LAYOUT
UND
MATENALDATEN
.
61
4.2.2.2
MATHEMATISCHE
BESCHREIBUNG
DES
BESCHLEUNIGUNGSSCHALTERS
.
62
4.2.2
2.1
SCHALTSCHWELLE
.
63
4.2.2.2.2
FEDERKONSTANTE
.
65
5
TECHNOLOGIE
.
67
5.1
TECHNOLOGICABLAUF
DER
ADDITIVEN
INTEGRATIONSTECHNIK
.
67
5.2
KRITERIEN
FUER
DIE
AUSWAHL
DER
TECHNOLOGIE
.
70
5.3
TESTSTRUKTUREN
ZUR
TECHNOLOGIE
UND
MATERIALENTWICKLUNG
.
71
5.4
SILIZIUMWAFER
ALS
SUBSTRATMATERIAL
.
73
5.5
PLANARISIERUNGS
UND
OPFERSCHICHTTECHNIK
.
74
5.5.1
ZIELSETZUNG
UND
REALISIERUNGSVARIANTEN
.
74
5.5.2
VERSUCHSDURCHFUEHRUNG,
-ERGEBNISSE
UND
-BEWERTUNG
.
75
5.6
STRUKTURIERUNG
DICKER
POLYMERE
-
HERSTELLUNG
DER
POLYMER-NEGATIVFORM
.
77
5.6.1
ANFORDERUNGEN
AN
DIE
POLYMERFORM
UND
MATERIALAUSWAHL
.
78
5.6.2
AUFBAU
UND
FUNKTION
DER
PLASMA-AETZANLAGE
.
80
5.6.2.1
AUFBAU
DER
RIE-ECR-ANLAGE
.
80
5.6.2.2
BESCHREIBUNG
DER
ANLAGENFUNKTION
UND
PLASMAPARAMETER
.
81
5.OE.2.3
GEGENSEITIGE
ABHAENGIGKEIT
DER
ANLAGEN
UND
PLASMAPARAMETER
.
83
5.6.3
MASKENTECHNIK
ZUR
POLYMERSTRUKTURIERUNG
.
87
5.6.4
MODIFIKATION
VON
POLYMEREN
IM
PLASMAPROZESS
.
88
5.6.5
VERSUCHSERGEBNISSE
UND
DISKUSSION
.
89
5.6.5.1
POLYMER-AETZRATE
IN
ABHAENGIGKEIT
VON
PLASMAPARAMETEM
UND
STRUKTURGEOMETRIEN
.
90
5.6.5.1.1
AETZRATE
IN
ABHAENGIGKEIT
VON
BIASSPANNUNG
UND
PLASMADICHTE
.
90
5.6.5
1
2
HOMOGENITAET
DER
AETZRATE
.
92
5.6.5.1.3
ARDE-EFFEKT
.
92
5.6.5.1.4
MICRO
UND
MACROLOADING
.
94
5.6.5.1.5
POLYIMID
PI2560
.
95
5.6.5.2
PROFILFORM
.
95
INHALTSVERZEICHNIS
M
5.6.5.2.1
BIASSPANNUNG
.
95
5.6.5.2.2
MIKROWELLENLEISTUNG
UND
DRUCK
.
97
5.OE.5.2.3
SUBSTRATTEMPERATUR
.
98
5.6.5.2.4
PASSIVIERUNG
DER
SEITENWAENDE
.
99
5.OE.5.2.5
NADELBILDUNG
AM
AETZGRUND
.
104
5.6.5.2
6
VERSUCHE
AUF
DER
RIE-ICP-ANLAGE
.
104
5.6.5.3
DISKUSSION
DER
ERGEBNISSE
ZUR
POLYMERSTRUKTURIERUNG
.
104
5.6.5.4
FESTLEGUNG
DES
OPTIMALEN
PARAMETERSATZES
.
109
5.6.6
ALTERNATIVEN:
STAND
DER
TECHNIK,
VERSUCHSERGEBNISSE
UND
BEWERTUNG
.
109
5.6.6.1
PROXIMITYBELICHTUNG
.
109
5.6.6.2
STEPPERBELICHTUNG
.
110
5.7
HERSTELLUNG
UND
CHARAKTERISIERUNG DER
SENSORSCHICHT
.
111
5
7.1
GALVANIKSTARTSCHICHT
.
111
5.7.1.1
ANFORDERUNGEN
UND
REALISIERUNGSMOEGLICHKEITEN
.
111
5.7.1.2
HERSTELLUNG,
CHARAKTERISIERUNG
UND
HERAUSLOESEN
DER
STARTSCHICHTEN
.
113
5.7.1.2.1
SCHICHTABSCHEIDUNG
.
113
5.7.1.2.2
CHARAKTERISIERUNG
DER
SCHICHTSYSTEME
.
113
5.7.1.2.3
AETZUNG
DER
HAFT
UND
STARTSCHICHT
.
116
5.7.2
GALVANISCHE
ABSCHEIDUNG
DER
SENSORSCHICHT
.
118
5.7.2.1
GALVANISCHE
ABSCHEIDUNG
AUS
WAESSRIGEN
ELEKTROLYTEN
.
118
5.7.2.2
ANFORDERUNGEN
AN
DIE
GALVANOFORMUNG
IN
DER
MIKROSYSTEMTECHNIK
.
121
5.7.2.3
BETRACHTUNGEN
UND
SIMULATIONEN
ZUR
MAKRO
UND
MIKROSTREUFAEHIGKEIT
.
121
5.7.2.4
BESCHREIBUNG
DER
GALVANIK-ANLAGE
UND
VERSUCHSDURCHFUEHRUNG
.
125
5.7.2.5
NICKEL-ELEKTROLYTE
.
126
5.7.2.6
NICKEL-KOBALT-ELEKTROLYTE
.
127
5.7.3
CHARAKTERISIERUNG
DER
SENSORSCHICHT
UND
DES
ABSCHEIDEPROZESSES
.
128
5.7.3.1
PROZESSKOMPATIBILITAET
DER
SCHICHTABSCHEIDUNG
UND
DEFEKTBILDUNG
.
129
5.7.3.2
MAKRO-UND
MIKROSTREUUNG
.
129
5.7.3.3
HAERTE
UND
ELASTIZITAETSMODUL
DES
SCHICHTMATERIALS
.
129
5.7.3.4
INNERE
SPANNUNGEN
.
131
5.7.3.5
SPANNUNGSGRADIENTEN
.
131
5.7.4
FAZIT
UND
OPTIMIERTE
ABSCHEIDEPARAMETER
.
135
5.8
EINFLUSS
DES
ADDITIVEN
PROZESSES
AUF
DEN
IC
.
136
5.9
SENSORVERPACKUNG
UND
AUFBAU
.
138
5.9.1
VERPACKUNG
AUF
WAFERLEVEL.
ANFORDERUNGEN
UND
REALISIERUNGSVARIANTEN
.
138
5.9.2
WAFERLEVELVERPACKUNG
MITTELS
GLAS-LOETEN
VON
SILIZIUMKAPPEN
.
141
5.10
ERMITTELTE
TECHNOLOGIEBEDINGTE
DESIGN
UND
LAYOUTREGELN
.
144
5.11
FAZIT
UND
BEWERTUNG
DER
TECHNOLOGIE
.
145
IV
INHALTSVERZEICHNIS
6
HERSTELLUNG
UND
CHARAKTERISIERUNG
DER
FUNKTIONSMUSTER
.147
6.1
HERSTELLUNG
DER
FUNKTIONSMUSTER
.
147
6.1.1
BESCHLEUNIGUNGSSCHALTER
.
147
6.1.2
BESCHLEUNIGUNGSSENSOREN
.
148
6.2
CHARAKTERISIERUNG
DER
FUNKTIONSMUSTER
.
150
6.2.1
AUFBAU
DES
MESSPLATZES
.
150
6.2.2
CHARAKTERISIERUNG
DER
BESCHLEUNIGUNGSSCHALTER
.
151
6.2.2.1
OPTISCHE
KONTROLLE
UND
VERMESSUNG
.
151
6.2.2.2
RESONANZFREQUENZ
UND
SCHALTSCHWELLE
.
151
6.2.23
KONTAKT
UND
SCHALTVERHALTEN
.
154
6.2.3
BESCHLEUNIGUNGSSENSOREN
.
156
6.2.3.1
AUSWERTESCHALTUNG
FUER
BESCHLEUNIGUNGSSENSOREN
.
156
6.23.2
CHARAKTERISIERUNG
DER
BESCHLEUNIGUNGSSENSOREN
.
160
6.23.2.1
AUSGANGSKENNLINIE
.
160
6.23.2.2
TEMPERATURABHAENGIGKEIT
DES
OFFSETS
UND
DER
EMPFINDLICHKEIT
.
162
6.2.3.23
FREQUENZGANG
DES
SENSORS
.
164
6.23.2.4
UEBERLASTFESTIGKEIT
UND
KLEBEN
DER
SENSORSTRUKTUR
.
166
7
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
.168
8
VERZEICHNISSE
.172
8.1
LITERATURVERZEICHNIS
.
172
8.2
VERZEICHNIS
DER
ABKUERZUNGEN
_
178
8.3
VERZEICHNIS
DER
SYMBOLE
.
180
DANKSAGUNG
LEBENSLAUF |
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