Die Mikrosystemtechnik kann als eine Basistechnologie bezeichnet werden, auf der eine Vielzahl von Innovationen in den unterschiedlichsten Branchen beruhen. Ihr wird zudem ein großes Wachstumspotential in absehbarer Zukunft zugerechnet, das neue Chancen zur strategischen Ausrichtung vieler, insbesondere kleiner Unternehmen bietet. Diesem Marktpotential stehen zurzeit noch Umsetzungs- und Effizienzprobleme in der Produktion entgegen, die es zu lösen gilt. Grundursache hierfür sind vor allem die zahlreichen Herausforderungen im Umgang mit winzigen Mikrokomponenten, wie z.B. störende adhäsive Kräfte, die eine Montage erschweren. Als ein wesentlicher Schwachpunkt in den Forschungstätigkeiten im Bezug auf die Produktivität kann heute ein unzureichender Fokus auf eine moderne Qualitätssicherung beklagt werden. Anders als in der Makro-Welt gestalten sich insbesondere die Mess- und Prüfprozesse als problematisch, da der Messunsicherheit aufgrund der kleinen Ausmaße der Bauteile eine größere Bedeutung zukommt. Um dennoch aussagekräftige Bewertungen von Mikrokomponenten machen zu können, gilt es diese Messunsicherheit durch eine Vielzahl von Maßnahmen zu minimieren. Für die Durchsetzung einer produktionsbegleitenden und vollautomatisierten Qualitätssicherung, bedarf es also Messtechnologien und Automatisierungstechnik, die diesen Herausforderungen z.B. durch Bereitstellung entsprechender Messauflösungen, gewachsen sind. Diese Arbeit soll daher einen aktuellen Überblick über heute verfügbare und erforschte Messtechnologien, wie beispielsweise der Rasterelektronenmikroskopie, geben. Daneben werden Handhabungstechniken zur Automatisierung von Prüfprozessen für Mikrokomponenten aufgezeigt. Diese Verfahren und Techniken sollen schließlich anhand von gegebener Anforderungen hinsichtlich deren Fähigkeit schemenhaft eingeschätzt werden.
Inhaltsverzeichnis
- Einleitung
- Motivation
- Zielsetzung
- Aufbau der Arbeit
- Mikrosystemtechnik
- Einführung
- Bedeutung der Mikrosystemtechnik
- Einsatzbereiche und Marktpotential
- Herausforderungen in der Mikrosystemtechnik
- Technische Herausforderungen
- Wirtschaftliche Herausforderungen
- Qualitätssicherung von Mikrobauteilen
- Ermittlung von Anforderungen in der Mikro-Messtechnik
- Bedeutung der Messtechnik
- Übertragung der Normenanforderungen für Mikrobauteile
- Implizite Anforderungen beim prüftechnischen Umgang mit Mikrokomponenten
- Geeignete Mikro-Messverfahren zur Qualitätssicherung
- Konfokale Mikroskopie
- Weißlichtinterferometrische Mikroskopie (WLI)
- Digitale Holographische Mikroskopie (DHM)
- Optisches Rasternahfeldmikroskop (SNOM)
- Fiberskop
- (Mikro-) Streifenprojektion
- Rastersondenmikroskopie (SPM)
- Rasterelektronen-Mikroskopie (REM)
- Mikro-Koordinatenmessgeräte (MCMM)
- Umsetzbarkeitsbetrachtung
- Ermittlung von Anforderungen in der Mikro-Messtechnik
- Automatisierungstechnik für die Qualitätssicherung von Mikrobauteilen
- Anforderungen an die automatisierte Qualitätssicherung
- Automatisierungstechnik in der Mikro-Qualitätssicherung
- Großraum-Positioniereinheiten
- Mikro-Manipulatoren
- Mikro-Greifer
- Transportsysteme
- Komponenten zur Prozessüberwachung
- Umsetzbarkeitsbetrachtung
- Zusammenfassung und Ausblick
- Zusammenfassung
- Ausblick
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Arbeit befasst sich mit der Qualitätssicherung von Mikroteilen. Das Ziel ist es, einen Überblick über die Herausforderungen in der Mikrosystemtechnik im Bereich der Qualitätssicherung zu geben und geeignete Messtechnologien und Automatisierungstechniken aufzuzeigen.
- Herausforderungen in der Mikrosystemtechnik, insbesondere im Bereich der Qualitätssicherung
- Geeignete Messverfahren für Mikrokomponenten
- Automatisierungstechnik für die Qualitätssicherung von Mikroteilen
- Umsetzbarkeit und Einsatzmöglichkeiten der beschriebenen Technologien
- Zukünftige Entwicklungen im Bereich der Qualitätssicherung von Mikroteilen
Zusammenfassung der Kapitel
- Einleitung: Die Einleitung erläutert die Motivation für die Arbeit und stellt die Zielsetzung und den Aufbau dar.
- Mikrosystemtechnik: Dieses Kapitel gibt einen Überblick über die Bedeutung der Mikrosystemtechnik, ihre Einsatzbereiche, ihr Marktpotential und die Herausforderungen, die mit der Produktion von Mikroteilen verbunden sind.
- Qualitätssicherung von Mikrobauteilen: Dieses Kapitel befasst sich mit den Anforderungen an die Qualitätssicherung von Mikrobauteilen und stellt verschiedene Messverfahren vor, die für die Qualitätssicherung von Mikrokomponenten geeignet sind.
- Automatisierungstechnik für die Qualitätssicherung von Mikrobauteilen: In diesem Kapitel werden Anforderungen an die automatisierte Qualitätssicherung von Mikrobauteilen beschrieben und verschiedene Automatisierungstechniken vorgestellt, die für die Mikro-Qualitätssicherung eingesetzt werden können.
Schlüsselwörter
Mikrosystemtechnik, Qualitätssicherung, Messtechnik, Automatisierungstechnik, Mikrokomponenten, Messunsicherheit, Mikro-Messverfahren, Mikro-Manipulatoren, Mikro-Greifer, Transportsysteme.
- Arbeit zitieren
- Dipl.-Wirtsch.-Ing. Christoph Holzapfel (Autor:in), 2010, Methoden und Maschinentechnik für die Qualitätssicherung von Mikroteilen, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/154767
