„Mikrosystemtechnik“ – Versionsunterschied
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Die '''Mikrosystemtechnik''' (MST, engl. ''micro systems technology''), selten auch ''Mikrosystemtechnologie'', ist ein Teilbereich der [[Mikrotechnik]] und beschäftigt sich mit der Entwicklung und Herstellung von [[Mikrosystem (Technik)|Mikrosystemen]]. Dabei werden beispielsweise [[Mikromechanik|mikromechanische]] oder [[Mikrooptik|mikrooptische]] Bauelemente mit [[Mikroelektronik|mikroelektronischen]] Schaltungen in einem komplexen System kombiniert und integriert. |
Die '''Mikrosystemtechnik''' (MST, engl. ''micro systems technology''), selten auch ''Mikrosystemtechnologie'', ist ein Teilbereich der [[Mikrotechnik]] und beschäftigt sich mit der Entwicklung und Herstellung von [[Mikrosystem (Technik)|Mikrosystemen]].<ref>{{Literatur |Titel=MEMS: A Practical Guide to Design, Analysis, and Applications |Verlag=Springer Berlin Heidelberg |Ort=Berlin, Heidelberg |Datum=2006 |ISBN=978-3-540-21117-4 |DOI=10.1007/978-3-540-33655-6 |Online=http://link.springer.com/10.1007/978-3-540-33655-6 |Abruf=2022-12-05}}</ref> Dabei werden beispielsweise [[Mikromechanik|mikromechanische]] oder [[Mikrooptik|mikrooptische]] Bauelemente mit [[Mikroelektronik|mikroelektronischen]] Schaltungen in einem komplexen System kombiniert und integriert. |
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In Mikrosystemen wirken [[Sensor]]en, [[Aktor]]en und Datenverarbeitung zusammen. Für die Herstellung komplexer Mikrosysteme werden daher Verfahren und Methoden aus unterschiedlichen Mikrotechniken kombiniert. Dazu zählen die [[Mikromechanik]], die [[Mikrofluidik]] und die [[Mikrooptik]] (Sensoren, Aktoren) sowie die [[Mikroelektronik]] (Datenverarbeitung, elektronische Schnittstellen). |
In Mikrosystemen wirken [[Sensor]]en, [[Aktor]]en und Datenverarbeitung zusammen. Für die Herstellung komplexer Mikrosysteme werden daher Verfahren und Methoden aus unterschiedlichen Mikrotechniken kombiniert. Dazu zählen die [[Mikromechanik]], die [[Mikrofluidik]] und die [[Mikrooptik]] (Sensoren, Aktoren) sowie die [[Mikroelektronik]] (Datenverarbeitung, elektronische Schnittstellen). Integration zu einem System erfolgt sowohl als diskrete Komponenten (siehe [[Aufbau- und Verbindungstechnik]]), als auch monolithisch in [[Halbleiter]]materialien wie kristallinem [[Silizium]] oder [[Gallium-Arsenid]] (siehe [[Dünnschichttechnik]]). Die genutzten Verfahren zur Herstellung sind dabei sehr vielfältig, neben typischen Dünnschichttechniken werden auch Abformtechniken (wie [[LIGA (Fertigungsverfahren)|LIGA]]), Ätztechniken usw. genutzt. Dabei nutzt die MST nahezu jede Art von Werkstoffen wie Metalle, Halbleiter, Keramiken, [[Sol-Gel]]-Materialien, Kunststoffe und viele mehr. |
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Integration zu einem System erfolgt sowohl als diskrete Komponenten (siehe [[Aufbau- und Verbindungstechnik]]), als auch monolithisch in [[Halbleiter]]materialien wie kristallinem [[Silizium]] oder [[Gallium-Arsenid]] (siehe [[Dünnschichttechnik]]). |
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Die genutzten Verfahren zur Herstellung sind dabei sehr vielfältig, neben typischen Dünnschichttechniken werden auch Abformtechniken (wie [[LIGA (Fertigungsverfahren)|LIGA]]), Ätztechniken usw. genutzt. Dabei nutzt die MST nahezu jede Art von Werkstoffen wie Metalle, Halbleiter, Keramiken, [[Sol-Gel]]-Materialien, Kunststoffe und viele mehr. |
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Typische Anwendungen sind Sensoren und Aktoren in einer Vielzahl von Bereichen wie der [[Elektrotechnik]], [[Verkehrstechnik]] und [[Medizintechnik]]. Die Aktoren werden beispielsweise aus [[Formgedächtnislegierung|Formgedächtnislegierungen]] gefertigt, die vorteilhafte Leistungsdichten aufweisen, die vor allem im Mikrosystemtechnik Bereich genutzt werden können<ref>{{Internetquelle |url=https://industrieanzeiger.industrie.de/technik/krokodil-mit-formgedaechtnis/ |titel=Folienbasierter Miniaturaktor: „Krokodil“ mit Formgedächtnis |datum=2018-02-26 |abruf=2019-06-14 |sprache=de-DE}}</ref>. Des Weiteren werden bereits bestehende Methoden aus anderen Bereichen ([[Informatik]], [[Biotechnologie]] und [[Nanotechnologie]]) aufgenommen und zu neuen Systemen kombiniert. Die Abmessungen der funktionsbestimmenden Strukturen liegen im Mikrometerbereich, was als Abgrenzung zur Nanotechnologie herangezogen wird. |
Typische Anwendungen sind Sensoren und Aktoren in einer Vielzahl von Bereichen wie der [[Elektrotechnik]], [[Verkehrstechnik]], [[Hochfrequenztechnik]]<ref>{{Literatur |Autor=Shiban Kishen Koul, Sukomal Dey |Titel=Micromachined Circuits and Devices: Microwave to Sub-millimeter Applications |Verlag=Springer Singapore |Ort=Singapore |Datum=2022 |Sprache=en |Reihe=Lecture Notes in Electrical Engineering |BandReihe=859 |ISBN=978-981-16-9442-4 |DOI=10.1007/978-981-16-9443-1 |Online=https://link.springer.com/10.1007/978-981-16-9443-1 |Abruf=2022-12-05}}</ref><ref>{{Literatur |Autor=Inder J. Bahl, P. Bhartia |Titel=Microwave Solid State Circuit Design |Auflage=2. |Verlag=Wiley-Interscience |Ort=New York |Datum=2003 |ISBN=0-471-20755-1}}</ref> und [[Medizintechnik]].<ref>{{Literatur |Titel=MEMS: A Practical Guide to Design, Analysis, and Applications |Verlag=Springer Berlin Heidelberg |Ort=Berlin, Heidelberg |Datum=2006 |Sprache=en |ISBN=978-3-540-21117-4 |DOI=10.1007/978-3-540-33655-6 |Online=http://link.springer.com/10.1007/978-3-540-33655-6 |Abruf=2022-12-05}}</ref> Die Aktoren werden beispielsweise aus [[Formgedächtnislegierung|Formgedächtnislegierungen]] gefertigt, die vorteilhafte Leistungsdichten aufweisen, die vor allem im Mikrosystemtechnik Bereich genutzt werden können<ref>{{Internetquelle |url=https://industrieanzeiger.industrie.de/technik/krokodil-mit-formgedaechtnis/ |titel=Folienbasierter Miniaturaktor: „Krokodil“ mit Formgedächtnis |datum=2018-02-26 |abruf=2019-06-14 |sprache=de-DE}}</ref>. Des Weiteren werden bereits bestehende Methoden aus anderen Bereichen ([[Informatik]], [[Biotechnologie]] und [[Nanotechnologie]]) aufgenommen und zu neuen Systemen kombiniert. Die Abmessungen der funktionsbestimmenden Strukturen liegen im Mikrometerbereich, was als Abgrenzung zur Nanotechnologie herangezogen wird. |
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Ein Randbereich der MST ist die [[Mikroverfahrenstechnik]], die sich mit physikalischen und/oder chemischen Prozessen beschäftigt, die in mikrostrukturierten Apparaten ablaufen. |
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== Weblinks == |
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* [[IEEE Electron Devices Society]] (EDS)<ref>{{Internetquelle |url=https://eds.ieee.org/ |titel=Home - IEEE Electron Devices Society |werk=[[IEEE]] |sprache=en |abruf=2022-12-05}}</ref> |
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* VDE [[MikroSystemTechnik Kongress]]<ref>{{Internetquelle |url=https://www.mikrosystemtechnik-kongress.de/mstk-2023 |titel=Startseite MikrosyStemTechnik Kongress |hrsg=[[Verband der Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik|VDE]] Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e.V. |sprache=de |abruf=2022-12-05}}</ref> |
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== Literatur == |
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=== Lehrbücher === |
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* {{Literatur |Autor=Markus Glück |Titel=MEMS in der Mikrosystemtechnik |Verlag=Vieweg+Teubner Verlag |Ort=Wiesbaden |Jahr=2005 |ISBN=978-3-519-00520-9 |DOI=10.1007/978-3-663-10778-1}} |
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* {{Literatur |Autor=Manfred Kasper |Titel=Mikrosystementwurf |Verlag=Springer Berlin Heidelberg |Ort=Berlin, Heidelberg |Jahr=2000 |ISBN=978-3-540-66497-0 |DOI=10.1007/978-3-642-57123-7}} |
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* {{Literatur |Autor=Wolfgang Menz, Jürgen Mohr, Oliver Paul |Titel=Mikrosystemtechnik für Ingenieure |Auflage=Dritte, vollständig überarbeitete und erweiterte Auflage |Verlag=Wiley-VCH |Ort=Weinheim |Jahr=2005 |ISBN=978-3-527-30536-0}} |
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=== Weiterführende Literatur === |
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* {{Literatur |Autor=Stephanus Büttgenbach, Iordania Constantinou, Andreas Dietzel, Monika Leester-Schädel |Titel=Case Studies in Micromechatronics: From Systems to Processes |Verlag=Springer Berlin Heidelberg |Ort=Berlin, Heidelberg |Jahr=2020 |Sprache=en |ISBN=978-3-662-61319-1 |DOI=10.1007/978-3-662-61320-7}} |
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* {{Literatur |Titel=Advanced Mechatronics and MEMS Devices |Hrsg=Dan Zhang |Verlag=Springer New York |Ort=New York, NY |Jahr=2013 |Sprache=en |Reihe=Microsystems |BandReihe=23 |ISBN=978-1-4419-9984-9 |DOI=10.1007/978-1-4419-9985-6}} |
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* {{Literatur |Autor=Shiban Kishen Koul, Sukomal Dey |Titel=Micromachined Circuits and Devices: Microwave to Sub-millimeter Applications |Verlag=Springer Singapore |Ort=Singapore |Jahr=2022 |Sprache=en |Reihe=Lecture Notes in Electrical Engineering |BandReihe=859 |ISBN=9789811694424 |DOI=10.1007/978-981-16-9443-1}} |
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Version vom 5. Dezember 2022, 13:32 Uhr
Die Mikrosystemtechnik (MST, engl. micro systems technology), selten auch Mikrosystemtechnologie, ist ein Teilbereich der Mikrotechnik und beschäftigt sich mit der Entwicklung und Herstellung von Mikrosystemen.[1] Dabei werden beispielsweise mikromechanische oder mikrooptische Bauelemente mit mikroelektronischen Schaltungen in einem komplexen System kombiniert und integriert.
Verfahren
In Mikrosystemen wirken Sensoren, Aktoren und Datenverarbeitung zusammen. Für die Herstellung komplexer Mikrosysteme werden daher Verfahren und Methoden aus unterschiedlichen Mikrotechniken kombiniert. Dazu zählen die Mikromechanik, die Mikrofluidik und die Mikrooptik (Sensoren, Aktoren) sowie die Mikroelektronik (Datenverarbeitung, elektronische Schnittstellen). Integration zu einem System erfolgt sowohl als diskrete Komponenten (siehe Aufbau- und Verbindungstechnik), als auch monolithisch in Halbleitermaterialien wie kristallinem Silizium oder Gallium-Arsenid (siehe Dünnschichttechnik). Die genutzten Verfahren zur Herstellung sind dabei sehr vielfältig, neben typischen Dünnschichttechniken werden auch Abformtechniken (wie LIGA), Ätztechniken usw. genutzt. Dabei nutzt die MST nahezu jede Art von Werkstoffen wie Metalle, Halbleiter, Keramiken, Sol-Gel-Materialien, Kunststoffe und viele mehr.
Anwendungsbereiche
Typische Anwendungen sind Sensoren und Aktoren in einer Vielzahl von Bereichen wie der Elektrotechnik, Verkehrstechnik, Hochfrequenztechnik[2][3] und Medizintechnik.[4] Die Aktoren werden beispielsweise aus Formgedächtnislegierungen gefertigt, die vorteilhafte Leistungsdichten aufweisen, die vor allem im Mikrosystemtechnik Bereich genutzt werden können[5]. Des Weiteren werden bereits bestehende Methoden aus anderen Bereichen (Informatik, Biotechnologie und Nanotechnologie) aufgenommen und zu neuen Systemen kombiniert. Die Abmessungen der funktionsbestimmenden Strukturen liegen im Mikrometerbereich, was als Abgrenzung zur Nanotechnologie herangezogen wird.
Ein Randbereich der MST ist die Mikroverfahrenstechnik, die sich mit physikalischen und/oder chemischen Prozessen beschäftigt, die in mikrostrukturierten Apparaten ablaufen.
Begriff
Hinsichtlich des Begriffs Mikrosystemtechnik gibt es in der englischsprachigen Literatur keine einheitliche Definition. So wird in Europa meist die Bezeichnung Micro Systems Technology (MST) genutzt. In den USA bezieht man sich hingegen meist auf die Mikrosysteme selbst und weniger auf die dahinterliegende Technik, sodass dort die Begriffe Micro-Electro-Mechanical Systems und Micro-Opto-Mechanical Systems beziehungsweise ihre griffigen Abkürzungen MEMS und MOMS genutzt werden. Ähnlich sind die Verhältnisse in Japan, wo jedoch der Begriff Micromachines vorherrscht.
Weblinks
- IEEE Electron Devices Society (EDS)[6]
- S. Rossbach: Rezensionen von Mikrosystemtechnik-Büchern (2002-2004)
- VDE MikroSystemTechnik Kongress[7]
Literatur
Lehrbücher
- Markus Glück: MEMS in der Mikrosystemtechnik. Vieweg+Teubner Verlag, Wiesbaden 2005, ISBN 978-3-519-00520-9, doi:10.1007/978-3-663-10778-1.
- Manfred Kasper: Mikrosystementwurf. Springer Berlin Heidelberg, Berlin, Heidelberg 2000, ISBN 978-3-540-66497-0, doi:10.1007/978-3-642-57123-7.
- Wolfgang Menz, Jürgen Mohr, Oliver Paul: Mikrosystemtechnik für Ingenieure. Dritte, vollständig überarbeitete und erweiterte Auflage. Wiley-VCH, Weinheim 2005, ISBN 978-3-527-30536-0.
Weiterführende Literatur
- Stephanus Büttgenbach, Iordania Constantinou, Andreas Dietzel, Monika Leester-Schädel: Case Studies in Micromechatronics: From Systems to Processes. Springer Berlin Heidelberg, Berlin, Heidelberg 2020, ISBN 978-3-662-61319-1, doi:10.1007/978-3-662-61320-7 (englisch).
- Dan Zhang (Hrsg.): Advanced Mechatronics and MEMS Devices (= Microsystems. Band 23). Springer New York, New York, NY 2013, ISBN 978-1-4419-9984-9, doi:10.1007/978-1-4419-9985-6 (englisch).
- Shiban Kishen Koul, Sukomal Dey: Micromachined Circuits and Devices: Microwave to Sub-millimeter Applications (= Lecture Notes in Electrical Engineering. Band 859). Springer Singapore, Singapore 2022, ISBN 978-981-16-9442-4, doi:10.1007/978-981-16-9443-1 (englisch).
Weblinks
Commons: Mikrotechnologie – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
Einzelnachweise
- ↑ MEMS: A Practical Guide to Design, Analysis, and Applications. Springer Berlin Heidelberg, Berlin, Heidelberg 2006, ISBN 978-3-540-21117-4, doi:10.1007/978-3-540-33655-6 (springer.com [abgerufen am 5. Dezember 2022]).
- ↑ Shiban Kishen Koul, Sukomal Dey: Micromachined Circuits and Devices: Microwave to Sub-millimeter Applications (= Lecture Notes in Electrical Engineering. Band 859). Springer Singapore, Singapore 2022, ISBN 978-981-16-9442-4, doi:10.1007/978-981-16-9443-1 (englisch, springer.com [abgerufen am 5. Dezember 2022]).
- ↑ Inder J. Bahl, P. Bhartia: Microwave Solid State Circuit Design. 2. Auflage. Wiley-Interscience, New York 2003, ISBN 0-471-20755-1.
- ↑ MEMS: A Practical Guide to Design, Analysis, and Applications. Springer Berlin Heidelberg, Berlin, Heidelberg 2006, ISBN 978-3-540-21117-4, doi:10.1007/978-3-540-33655-6 (englisch, springer.com [abgerufen am 5. Dezember 2022]).
- ↑ Folienbasierter Miniaturaktor: „Krokodil“ mit Formgedächtnis. 26. Februar 2018, abgerufen am 14. Juni 2019 (deutsch).
- ↑ Home - IEEE Electron Devices Society. In: IEEE. Abgerufen am 5. Dezember 2022 (englisch).
- ↑ Startseite MikrosyStemTechnik Kongress. VDE Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e.V., abgerufen am 5. Dezember 2022.