HSG-IMITi Institut für Mikro- und Informationstechnik der Hahn ...
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<strong>HSG</strong>-<strong>IMITi</strong> <strong>Institut</strong> <strong>für</strong> <strong>Mikro</strong>- <strong>und</strong> <strong>Informationstechnik</strong> <strong>der</strong> <strong>Hahn</strong>-Schickard-Gesellschaft e.V.<br />

Wilhelm-Schickard-Str. 10iD-78052 Villingen-Schwenningen

<strong>HSG</strong>-IMIT<br />

Jahresbericht 2005

Erfolgreich durchgestartet zu neuen Zielen.<br />

So möchten wir die Bilanz des <strong>HSG</strong>-<br />

IMIT <strong>für</strong> das Geschäftsjahr 2005 überschreiben.<br />

Mit <strong>der</strong> vorliegenden Broschüre<br />

erstatten wir Ihnen Bericht über die ereignisreichen<br />

Monate <strong>und</strong> die Aktivitäten <strong>der</strong><br />

<strong>Institut</strong>sbereiche.<br />

Hier einige <strong>der</strong> bedeutenden Etappen des<br />

letzten Jahres:<br />

� Erfolgreicher Start <strong>der</strong> neuen, dreiköpfigen<br />

<strong>Institut</strong>sleitung.<br />

� Präsentationen auf den Messen Sensor,<br />

BioTechnika <strong>und</strong> ComPaMED.<br />

� Vertiefung <strong>der</strong> Zusammenarbeit mit dem<br />

<strong>Institut</strong> <strong>für</strong> <strong>Mikro</strong>systemtechnik (IMTEK)<br />

<strong>und</strong> Universität Freiburg.<br />

� Engagement <strong>für</strong> die Region in <strong>der</strong> Zukunftsinitiative<br />

MicroMountains Network.<br />

� Strategieentwicklung <strong>für</strong> das <strong>Institut</strong> mit<br />

Integration neuer, zukunftsträchtiger<br />

Handlungsfel<strong>der</strong>: energieautarke <strong>Mikro</strong>systeme,<br />

<strong>Mikro</strong>medizintechnik <strong>und</strong> fle<br />

xible mikrostrukturierte Systeme.<br />

� För<strong>der</strong>mittel <strong>und</strong> Son<strong>der</strong>investitionen<br />

<strong>der</strong> Landesregierung <strong>für</strong> das <strong>HSG</strong>-IMIT.<br />

� Große Erfolge bei Projekten zur Drehratensensorik,<br />

intelligenten Medikamentendosierung<br />

<strong>und</strong> Lab-on-a-Chip-<br />

Diagnostik<br />

� Neue Entwicklungsstufen in <strong>der</strong> <strong>Mikro</strong>fluidik<br />

<strong>und</strong> Sensorik, bei thermischen<br />

<strong>und</strong> Inertial-Sensoren.<br />

� Überzeugende Leistungen des "Liquid<br />

GRUSSWORT<br />

Sehr geehrte Damen <strong>und</strong> Herren!<br />

Handling Competence Centre" <strong>und</strong> Fortführung<br />

des europäischen <strong>Mikro</strong>fluidik-<br />

Netzwerks.<br />

� Erfolgreiche Bewerbung beim Standortwettbewerb<br />

"Land <strong>der</strong> Ideen".<br />

� Festakt zum 50jährigen Bestehen <strong>der</strong><br />

<strong>Hahn</strong>-Schickard-Gesellschaft (<strong>HSG</strong>).<br />

Lassen Sie uns einige Aspekte herausgreifen,<br />

die <strong>für</strong> Sie als K<strong>und</strong>en, Partner <strong>und</strong><br />

Interessenten von beson<strong>der</strong>er Bedeutung<br />

sind:<br />

Schrittmacher in neuen Technologien zu<br />

sein - das ist eine <strong>der</strong> Kernaufgaben in<br />

unserer Gesellschaft. Damit steigern wir<br />

die Chancen zu besserer Wettbewerbsfähigkeit<br />

<strong>und</strong> zur Erhaltung <strong>der</strong> Arbeitsplätze.<br />

Das <strong>HSG</strong>-IMIT trägt wesentlich zur<br />

Erfüllung dieser Aufgabe bei. Unser Beitrag<br />

kann nur im vertrauensvollen Zusammenwirken<br />

vieler Kräfte gelingen - so wie<br />

dies im Jahr 2005 in allen Bereichen erreicht<br />

wurde. Durch die Erschließung <strong>der</strong><br />

neuen Technologiefel<strong>der</strong>, die engere Kooperation<br />

mit dem IMTEK <strong>und</strong> die weitsichtige<br />

Unterstützung durch das Land<br />

wird dieses Zusammenwirken noch verstärkt.<br />

In diesem Sinne schauen wir auch in die<br />

Zukunft, denn Tradition verpflichtet. Die<br />

50-Jahr-Feier <strong>der</strong> <strong>HSG</strong> bestätigte, dass die<br />

gedeihliche Zusammenarbeit von Wissenschaft<br />

<strong>und</strong> Industrie in Baden-Württemberg<br />

seit Generationen tief verwurzelt ist<br />

<strong>und</strong> einen <strong>der</strong> größten Standortvorteile<br />

darstellt. Die <strong>HSG</strong> hat darüber hinaus bewiesen,<br />

dass sie sich schnell <strong>und</strong> flexibel<br />

auf kommende Technologien <strong>und</strong> ihre Anwendung<br />

einstellen kann. In einer solchen<br />

Situation befinden wir uns <strong>der</strong>zeit. Wir<br />

packen heute neue Technologiefel<strong>der</strong> an -damit<br />

morgen daraus nützliche, gefragte<br />

Produkte entstehen.<br />

Damit liegen wir richtig. Das bestätigt uns<br />

auch Wirtschaftsminister Ernst Pfister. Er<br />

stellte anlässlich des Jubiläums fest: "<br />

Die <strong>HSG</strong> mit ihren beiden <strong>Institut</strong>en ist<br />

heute eine <strong>der</strong> renommiertesten Gesellschaften<br />

im Bereich <strong>der</strong> <strong>Mikro</strong>systemtechnik.<br />

Die <strong>Institut</strong>e sind zu einem unverzichtbaren<br />

Bestandteil <strong>der</strong> wirtschaftsnahen<br />

Forschungsinfrastruktur des Landes<br />

geworden."<br />

Den Finger am Puls kommen<strong>der</strong> Technologien.<br />

Im Alltag ein pragmatischer Mittler<br />

zwischen Wissenschaft <strong>und</strong> mittelständischer<br />

Industrie. In diesem Sinne engagieren<br />

wir uns auch in Zukunft. Begleiten Sie<br />

uns durch neue große Herausfor<strong>der</strong>ungen.<br />

Treten Sie ein in die Welt <strong>der</strong> <strong>Mikro</strong>systemtechnik.<br />

Teilen Sie Ihre Ideen <strong>und</strong> Visionen<br />

mit uns. Let's talk about solutions.<br />

Ihre Institustsleitung des <strong>HSG</strong>-IMIT<br />

Prof. Dr. Holger Reinecke (Sprecher)<br />

Prof. Dr. Yiannos Manoli<br />

Prof. Dr. Roland Zengerle<br />

3

<strong>HSG</strong>-IMIT<br />

4<br />

KONTAKT<br />

Adresse<br />

Telefon<br />

Fax<br />

eMail<br />

Internet<br />

<strong>HSG</strong>-IMIT<br />

<strong>Institut</strong> <strong>für</strong> <strong>Mikro</strong>- <strong>und</strong> <strong>Informationstechnik</strong><br />

<strong>der</strong> <strong>Hahn</strong>-Schickard-Gesellschaft e.V.<br />

Wilhelm-Schickard-Str. 10<br />

78052 Villingen-Schwenningen<br />

+49 7721 943-0<br />

+49 7721 943-210<br />

info@hsg-imit.de<br />

www.hsg-imit.de

Inhalt<br />

INHALTSVERZEICHNIS<br />

Grußwort ..................................................................................................................... 3<br />

Kontakt ......................................................................................................................... 4<br />

Inhaltsverzeichnis ........................................................................................................ 5<br />

Die <strong>Hahn</strong>-Schickard-Gesellschaft ................................................................................. 6<br />

Organe <strong>und</strong> Organisation <strong>der</strong> <strong>HSG</strong> .................................................................. 7<br />

Aufsichtsrat <strong>und</strong> Vorstand ................................................................................. 8<br />

Mitglie<strong>der</strong> ......................................................................................................... 9<br />

<strong>HSG</strong>-IMIT: Struktur <strong>und</strong> Ansprechpartner ......................................................... 10<br />

<strong>HSG</strong>-IMIT in Zahlen ......................................................................................... 11<br />

Die Geschäftsbereiche des <strong>HSG</strong>-IMIT ........................................................................... 13<br />

Sensoren & Systeme.......................................................................................... 14<br />

<strong>Mikro</strong>fluidik...................................................................................................... 15<br />

<strong>Mikro</strong>technologie.............................................................................................. 16<br />

Projektberichte ............................................................................................................. 17<br />

Drehratensensoren <strong>für</strong> die Analyse von Körperbewegungen.............................. 18<br />

Nichtresonanter Vibrationsgenerator <strong>für</strong> Energieautonome Systeme.................. 19<br />

FEM Berechnungen als Dienstleistungen:<br />

Computergestützte Bauteiloptimierung <strong>für</strong> Produkte aller Art ........................... 20<br />

Virtuelle Realität als Innovationsfaktor............................................................... 21<br />

Thermische detektierende Taupunktsensoren:<br />

Ein neues Verfahren zur Bestimmung von Taupunkt <strong>und</strong> Feuchte...................... 22<br />

IntelliDrug - Intelligente Medikamentendosierung <strong>für</strong> den M<strong>und</strong>raum.............. 23<br />

Lab-on-a-Chip:<br />

Zentrifugal-<strong>Mikro</strong>fluidische Applikationsplattformen......................................... 24<br />

Steigerung <strong>der</strong> Integrationsdichte hoch paralleler Druckverfahren..................... 25<br />

"Dispensing Well Plate" mit <strong>Mikro</strong>düsen in Kunststoff-Spritzguss..................... 26<br />

Pipettieren mit Sub-<strong>Mikro</strong>liter-Auflösung........................................................... 27<br />

MST-BASE 21: <strong>Mikro</strong>systemtechnik-Basisforschung <strong>für</strong> das 21. Jahrh<strong>und</strong>ert...... 28<br />

Wafer-Bumping im Direktschreibverfahren LotSpot........................................... 29<br />

"Adhesive Bonding" mit SU-8............................................................................ 30<br />

Konditionierung von Wafern mittels dielektrischer Barrierenentladung zur<br />

Herstellung von Silizium-Mehrlagenaufbauten................................................. 31<br />

Publikationen <strong>und</strong> Marketing ....................................................................................... 33<br />

Mitwirkung in Gremien .................................................................................... 34<br />

Diplomarbeiten · Poster-Sessions ...................................................................... 35<br />

Vorträge <strong>und</strong> Veröffentlichungen ...................................................................... 36<br />

Patente · Gebrauchsmuster ............................................................................... 37<br />

Messen <strong>und</strong> Veranstaltungen ............................................................................ 38<br />

Impressum ....................................................................................................................<br />

39<br />

5

Die <strong>Hahn</strong>-Schickard-Gesellschaft<br />

6<br />

Die <strong>Hahn</strong>-Schickard-Gesellschaft <strong>für</strong> angewandte Forschung e.V. wurde im<br />

Jahr 1955 auf Initiative <strong>der</strong> Uhrenindustrie gegründet. Ihr Name lehnt an<br />

zwei historische Vorbil<strong>der</strong> an: Wilhelm Schickard (1592 bis 1635) <strong>und</strong><br />

Philipp Matthäus <strong>Hahn</strong> (1739 bis 1790), beides Vorreiter in <strong>der</strong> Forschung<br />

<strong>und</strong> legendäre Mathematiker <strong>und</strong> Konstrukteure unserer Region.<br />

Als gemeinnützige Vereinigung zur För<strong>der</strong>ung angewandter Forschung mit<br />

<strong>der</strong> Aufgabe, die hiesige Industrie zu unterstützen, trägt sie heute zwei<br />

<strong>Institut</strong>e: das <strong>Institut</strong> <strong>für</strong> <strong>Mikro</strong>- <strong>und</strong> <strong>Informationstechnik</strong> (<strong>HSG</strong>-IMIT) in<br />

Villingen-Schwenningen <strong>und</strong> das <strong>Institut</strong> <strong>für</strong> <strong>Mikro</strong>aufbautechnik (<strong>HSG</strong>-IMAT)<br />

in Stuttgart.

DIE HAHN-SCHICKARD-GESELLSCHAFT<br />

Organe & Organisation <strong>der</strong> <strong>HSG</strong><br />

MITGLIEDERVERSAMMLUNG<br />

(etwa 60 Mitglie<strong>der</strong>)<br />

Kontrolle <strong>HSG</strong><br />

<strong>HSG</strong>-IMIT <strong>HSG</strong>-IMAT<br />

Leiter : Prof.Dr. H. Reinecke<br />

Sitz: Villingen-Schwenningen<br />

VORSTAND<br />

Vorsitzen<strong>der</strong>: Dr. Harald Stallforth<br />

Führung des Vereins<br />

Zentrale<br />

Dienste <strong>HSG</strong><br />

C.Pecha<br />

AUFSICHTSRAT<br />

Vorsitzen<strong>der</strong>:<br />

Dr. Tschermak von Seysenegg<br />

(jeweils 4 Mitglie<strong>der</strong> aus Wirtschaft,<br />

Wissenschaft <strong>und</strong> Behörden)<br />

Strategische Kontrolle<br />

Leiter: Prof. Dr. H. Kück<br />

Sitz: Stuttgart<br />

Um das Gesamtkonzept <strong>der</strong> <strong>HSG</strong> wirkungsvoller zu gestalten, wurden ab Mai 2005 die Verwaltungen bei<strong>der</strong><br />

<strong>Institut</strong>e zu den Zentralen Diensten <strong>der</strong> <strong>HSG</strong> zusammengefaßt. Die Aufgaben sind Verwaltung <strong>und</strong> Marketing<br />

<strong>für</strong> beide <strong>Institut</strong>e.<br />

7

AUFSICHTSRAT<br />

Vorsitzen<strong>der</strong>:<br />

MinDirig Dr. Armin<br />

Tschermak von Seysenegg<br />

Wirtschaftsministerium<br />

Baden-Württemberg<br />

Professor Dr. rer. nat. Dr. h.c.<br />

Franz Effenberger<br />

<strong>Institut</strong> <strong>für</strong> organische Chemie<br />

<strong>und</strong> Isotopenforschung<br />

Universität Stuttgart<br />

Dr. Norbert Fabricius<br />

Forschungszentrum Karlsruhe (FZK)<br />

Eckehardt Keip<br />

LITEF GmbH<br />

Dr. h.c. Hans Klingel<br />

Dr. Rupert Kubon<br />

Oberbürgermeister Große Kreisstadt<br />

Villingen-Schwenningen<br />

Professor Dr. Johann Löhn<br />

Regierungsbeauftragter <strong>für</strong> Technologietransfer<br />

Baden-Württemberg<br />

Dr.-Ing. Peter Post<br />

Festo AG & Co.<br />

8<br />

DIE HAHN-SCHICKARD-GESELLSCHAFT<br />

Aufsichtsrat <strong>und</strong> Vorstand<br />

Professor Dr. Jürgen Rühe<br />

<strong>Institut</strong> <strong>für</strong> <strong>Mikro</strong>systemtechnik<br />

Albert-Ludwigs-Universität Freiburg<br />

MinRat Hanno Schnarrenberg<br />

Ministerium <strong>für</strong> Wissenschaft, Foschung<br />

<strong>und</strong> Kunst Baden-Württtemberg<br />

Professor Dr. Rainer Scheithauer �<br />

Rektor <strong>der</strong> Fachhochschule<br />

Furtwangen<br />

Dr. Stefan Finkbeiner<br />

Robert Bosch GmbH<br />

Ständiger Gast:<br />

MinDirig Dr. Gerhard Finking<br />

B<strong>und</strong>esministerium <strong>für</strong> Bildung <strong>und</strong><br />

Forschung<br />

VORSTAND<br />

Vorsitzen<strong>der</strong>:<br />

Dr. Harald Stallforth<br />

AESCULAP AG & Co.KG<br />

Stellvertr. Vorsitzende:<br />

Ernst Kellermann<br />

Marquardt GmbH<br />

Uwe Remer<br />

2E mechatronic GmbH & Co.KG<br />

Hans Weiss<br />

GMS Gesellschaft <strong>für</strong><br />

<strong>Mikro</strong>elektronik <strong>und</strong> Sensorik mbH<br />

Schatzmeister:<br />

Thomas Albiez<br />

IHK Schwarzwald-Baar-Heuberg<br />

Stand: 04/2005

Mitglie<strong>der</strong><br />

DIE HAHN-SCHICKARD-GESELLSCHAFT<br />

AESCULAP AG & Co.KG Tuttlingen · coHex -Technische Beratung Donaueschingen ·<br />

DAIMLER CHRYSLER AG Stuttgart · Deutsche Bank AG Stuttgart · Deutsche Thomson-<br />

Brandt Villingen-Schwenningen · ECMTEC GmbH Holzgerlingen · Elbau Elektronik<br />

GmbH Berlin · ELMOS Semiconductor AG Dortm<strong>und</strong> · Eppendorf Instrumente GmbH<br />

Hamburg · Etp. Electronics trading and production Freiburg · Festo AG & Co. Esslingen ·<br />

FORESTADENT Bernhard Förster GmbH Pforzheim · GMS Gesellschaft <strong>für</strong> <strong>Mikro</strong>technik<br />

<strong>und</strong> Sensorik mbH Villingen-Schwenningen · GOS Gesellschaft <strong>für</strong> Organisation <strong>und</strong><br />

Software mbH Villingen-Schwenningen · GE GRÄSSLIN GmbH & Co.KG St. Georgen ·<br />

GRUNER AG Wehingen · Andreas Haller Fabrik <strong>für</strong> Feinmechanik GmbH & Co.KG St.<br />

Georgen · Harman/Becker Automotive Systems (XSYS Division) GmbH Villingen-<br />

Schwenningen · Harting Mitronics AG CH-Biel · 2E mechatronic GmbH & Co.KG Wernau<br />

· HL-Planartechnik Dortm<strong>und</strong> · Hoerbiger-Origa Systems GmbH Altenstadt · HOPF<br />

ELEKTRONIK Lüdenscheid · Hopt + Schuler GmbH & Co.KG Rottweil · IHK<br />

Schwarzwald-Baar-Heuberg Villingen-Schwenningen · ISGUS J. Schlenker-Grusen GmbH<br />

Villingen-Schwenningen · Junghans Uhren GmbH Schramberg · KENDRION BINDER<br />

MAGNETE GmbH Villingen-Schwenningen · KUNDO System-Technik GmbH St.<br />

Georgen · Erich Lacher Uhrenfabrik Pforzheim · LITEF GmbH Freiburg · Lotus Systems<br />

GmbH Gutmadingen ·MADA Marx Datentechnik GmbH Villingen-Schwenningen · MAR-<br />

QUARDT GmbH Rietheim-Weilheim · Metec Ingenieur AG Stuttgart · Perpetuum Ebner<br />

GmbH & Co.KG St. Georgen · Physik Instrumente GmbH & Co.KG Karlsruhe-Palmbach ·<br />

Robert Bosch GmbH Stuttgart · SCHMIDT Technology GmbH St. Georgen ·<br />

Schwarzwäl<strong>der</strong>-Service Industrie- u. Gebäu<strong>der</strong>einigung GmbH + Co. Villingen-Schwenningen<br />

· Siemens VDO Automotive AG Villingen-Schwenningen · Sparkasse Villingen-<br />

Schwenningen Villingen-Schwenningen · Karl Storz GmbH & Co. Tuttlingen · Süss<br />

MicroTec Lithography Vaihingen/Enz · Tobias Szokalo Werkzeugbau mit HSC-<br />

Bearbeitung Pforzheim ·Team Nanotec GmbH Villingen-Schwenningen · THEBEN AG<br />

Haigerloch · Dr. Tillwich GmbH Horb · Vipem Hackert GmbH Grünbach · Volksbank<br />

Donau/Neckar Tuttlingen<br />

Stand: 04/2005<br />

9

10<br />

DIE HAHN-SCHICKARD-GESELLSCHAFT<br />

<strong>HSG</strong>-IMIT: Struktur <strong>und</strong> Ansprechpartner<br />

Zentrale<br />

Dienste <strong>HSG</strong><br />

C. Pecha<br />

Sensoren & Systeme<br />

Y. Manoli<br />

<strong>Institut</strong>sleitung<br />

Qualitätsmanagement<br />

Zentrale Dienste <strong>HSG</strong><br />

<strong>HSG</strong>-IMIT<br />

INSTITUTS-LEITUNG<br />

Sensoren & Systeme<br />

<strong>Mikro</strong>fluidik<br />

<strong>Mikro</strong>technologie<br />

<strong>Mikro</strong>fluidik<br />

S. Messner<br />

Prof. Dr. H. Reinecke (Sprecher)<br />

Telefon +49 7721 943-220<br />

Prof. Dr. Y. Manoli<br />

Telefon +49 7721 943-168<br />

Prof. Dr. R. Zengerle<br />

Telefon +49 7721 943-238<br />

H. Glosch<br />

Telefon +49 7721 943-240<br />

C. Pecha<br />

Telefon +49 7721 943-190<br />

Marketing: P. J. Jeuk<br />

Telefon +49 7721 943-254<br />

Prof. Dr. Y. Manoli<br />

Telefon +49 7721 943-168<br />

Dr. S. Messner<br />

Telefon +49 7721 943-243<br />

P. Nommensen<br />

Telefon +49 7721 943-225<br />

Qualitätsmanagement<br />

H. Glosch<br />

<strong>Mikro</strong>technologie<br />

P. Nommensen

<strong>HSG</strong>-IMIT in Zahlen<br />

Entwicklung des Haushalts<br />

in T Euro<br />

Entwicklung <strong>der</strong> Investitionen<br />

in T Euro<br />

DIE HAHN-SCHICKARD-GESELLSCHAFT<br />

11

Entwicklung <strong>der</strong> Personalstärke<br />

Zusammensetzung <strong>der</strong> Aufträge<br />

nach Anzahl pro Region<br />

12<br />

DIE HAHN-SCHICKARD-GESELLSCHAFT

Die Geschäftsbereiche<br />

des <strong>HSG</strong>-IMIT<br />

� Sensoren & Systeme<br />

� <strong>Mikro</strong>fluidik<br />

� <strong>Mikro</strong>technologie<br />

13

Der Geschäftsbereich Sensors & Systems<br />

des <strong>HSG</strong>-IMIT fokussiert sich darauf, auf<br />

den Gebieten <strong>der</strong> Sensorik <strong>und</strong> Systemapplikationen<br />

anwendungsspezifische<br />

Lösungen bereitzustellen.<br />

Um unseren K<strong>und</strong>en <strong>und</strong> Partnern ein erweitertes<br />

Dienstleistungsspektrum anbieten<br />

zu können, hat <strong>der</strong> Bereich S&S am<br />

<strong>HSG</strong>-IMIT in 2005 mit dem Lehrstuhl <strong>für</strong><br />

<strong>Mikro</strong>elektronik von Herrn Prof. Dr. Y.<br />

Manoli am <strong>Institut</strong> <strong>für</strong> <strong>Mikro</strong>systemtechnik<br />

(IMTEK) eine intensive Kooperation<br />

aufgebaut. Das gemeinsame Vorgehen, die<br />

Konzentration eines schlagkräftigen Entwicklungsteams,<br />

eröffnen den K<strong>und</strong>en des<br />

IMIT <strong>und</strong> Unternehmen in <strong>der</strong> Region<br />

neue Fachkompetenzen. Realisierungen<br />

mit höchster monolithischer Integration<br />

von Low Voltage Low Power Designs von<br />

Elektronikschaltkreisen sind möglich. Im<br />

Fokus <strong>der</strong> Projektteams liegen Tätigkeitsfel<strong>der</strong><br />

wie Wireless Kommunikation (Wireless<br />

Sensor Network), Mixed-Signal Schaltungen,<br />

FPAA´s. Die Arbeitsinhalte werden<br />

über drei Produktgruppen abgebildet.<br />

Inertiale-Sensor-Systeme (PG-ISS)<br />

Die Produktgruppe "ISS" Inertiale-Sensor-<br />

Systeme konzentriert sich darauf, Sensorelemente,<br />

Komponenten <strong>und</strong> Systeme zu<br />

realisieren, mit welchen inertiale Größen<br />

wie Beschleunigung, Drehrate o<strong>der</strong> Neigung<br />

erfasst <strong>und</strong> verarbeitet werden können.<br />

Von <strong>der</strong> Anwendungsseite wird diese<br />

Funktionalität genutzt, um mehrdimensionale<br />

Bewegungen im Raum detektieren zu<br />

können. Zukünftige Applikationen sind<br />

14<br />

DIE GESCHÄFTSBEREICHE DES <strong>HSG</strong>-IMIT<br />

Sensoren & Systeme<br />

dadurch gekennzeichnet, dass mehrachsige<br />

Systeme in Verbindung mit <strong>der</strong> Integration<br />

von zusätzlichen <strong>Mikro</strong>sensorsystemen<br />

<strong>und</strong> Sensoren zur Steigerung <strong>der</strong><br />

Zuverlässigkeit kombiniert werden. Um<br />

solche Systeme messtechnisch charakterisieren<br />

zu können, wird in diesem Jahr ein<br />

multiaxialer Simuator am IMIT installiert.<br />

Engineering Services (PG-ES)<br />

Die Engineering Services repräsentieren<br />

die Ingenieursdienstleistungen des <strong>HSG</strong>-<br />

IMIT, die von Unternehmen genutzt werden<br />

können, um ihre Ideen, Innovationen,<br />

verb<strong>und</strong>en mit neuen Technologieansätzen,<br />

zu neuen Produkten voranzutreiben,<br />

um diese in kürzerer Zeit im Markt<br />

umzusetzen. Interessierte Unternehmen<br />

haben Zugriff auf eine mo<strong>der</strong>ne Ausstattung,<br />

mit dem Vorteil keine teuren Apparate,<br />

Geräte anschaffen zu müssen. Die<br />

Möglichkeit <strong>der</strong> Nutzung komplexer Methoden<br />

<strong>und</strong> Werkzeuge, sowie den Zugriff<br />

auf Mitarbeiter mit prof<strong>und</strong>er wissenschaftlicher<br />

Ausbildung. Die <strong>HSG</strong>-IMIT<br />

Engineering Services bieten hochwertige<br />

Dienstleistungen in den Bereichen:<br />

� Materialwissenschaftliche Analysen<br />

(REM mit EDX), Allgemeine Messtechnik,<br />

<strong>Mikro</strong>skopie<br />

� Measurementautomation, Automation<br />

von Prüf- <strong>und</strong> Testständen<br />

� FEM Simulationen von Bauteilen<br />

� Elektronikentwicklungen, Technische<br />

Software<br />

� Virtual Reality<br />

Energieeffiziente autonome <strong>Mikro</strong>systeme<br />

(PG-EASy)<br />

Energieeffiziente, autonome Sensor- <strong>und</strong><br />

<strong>Mikro</strong>systeme sind Systeme, die sich aus<br />

ihrem Umfeld selbst mit Energie versorgen,<br />

mit geringstem Energieaufwand Daten<br />

erfassen, die ermittelten Messwerte<br />

<strong>und</strong> Informationen drahtlos weiterleiten.<br />

Solche Systeme werden zukünftig Schlüsselkomponenten<br />

<strong>für</strong> mobile Funktionen<br />

<strong>und</strong> Dienstleistungen darstellen. Schwerpunkte<br />

<strong>der</strong> Arbeiten in <strong>der</strong> Produktgruppe<br />

bestehen darin, Lösungen auf diesem<br />

Gebiet zu realisieren:<br />

� Implementierung von innovativen<br />

stromsparenden Techniken<br />

� Erschließung alternativer Energiequellen<br />

zur Verlängerung <strong>der</strong> Betriebszeit,<br />

Erzeugung von kontinuierlicher Leistung<br />

� Anwendung drahtloser Kommunikationstechnologien<br />

� Management, Optimierung von energieeffizienten<br />

Systemen<br />

Setzen Sie mit uns in Verbindung, wenn in<br />

ihrem Unternehmen Anwendungen <strong>und</strong><br />

Applikationen denkbar sind, die sich in<br />

diese Themenbereiche sich abbilden lassen.<br />

Kontakt: Dipl.-Ing. (FH) Dieter Mintenbeck<br />

Telefon: +49 7721 943-168<br />

eMail: dieter.mintenbeck@hsg-imit.de

<strong>Mikro</strong>fluidik<br />

Im Geschäftsbereich <strong>Mikro</strong>fluidik des<br />

<strong>HSG</strong>-IMIT entwickeln wir <strong>für</strong> unsere<br />

K<strong>und</strong>en anwendungsspezifische mikrofluidische<br />

Systeme sowie Sensoren, die<br />

nach dem thermischen Prinzip arbeiten.<br />

Die Dienstleistungen, die wir anbieten,<br />

reichen von Beratung, Analysen <strong>und</strong><br />

Machbarkeitsstudien über Forschung &<br />

Entwicklung bis hin zur Produktimplementierung.<br />

Der Begriff <strong>Mikro</strong>fluidik steht heute weltweit<br />

<strong>für</strong> die Entwicklung geregelter, "intelligenter"<br />

<strong>Mikro</strong>systeme, die in <strong>der</strong> Lage<br />

sind, kleinste Mengen von Flüssigkeiten<br />

o<strong>der</strong> Gasen zu hantieren, aufzubereiten,<br />

zu dosieren, zu messen o<strong>der</strong> zu analysieren.<br />

Zur Entwicklung dieser Systeme sind<br />

beson<strong>der</strong>s Erfahrungen im physikalischen<br />

Verhalten von Flüssigkeiten <strong>und</strong> Gasen<br />

innerhalb von Strukturen mit mikrotechnischen<br />

Abmessungen erfor<strong>der</strong>lich. Ferner<br />

sind Fachkenntnisse geeigneter mikro- <strong>und</strong><br />

feinwerktechnischer Herstellungsverfahren<br />

von größter Bedeutung. Neben den technischen<br />

Kompetenzen spielt auch das<br />

gr<strong>und</strong>sätzliche Verständnis <strong>der</strong> jeweiligen<br />

Anwendungs- <strong>und</strong> Einsatzgebiete eine<br />

wesentliche Rolle. Diese breit gefächerte<br />

Kombination an Fachkompetenzen zeichnet<br />

den Bereich <strong>Mikro</strong>fluidik am <strong>HSG</strong>-<br />

IMIT aus.<br />

Kontakt: Dr. Stephan Messner<br />

Telefon: +49 7721 943-243<br />

email: stephan.messner@hsg-imit.de<br />

DIE GESCHÄFTSBEREICHE DES <strong>HSG</strong>-IMIT<br />

Typische Einsatzgebiete <strong>der</strong> <strong>Mikro</strong>fluidik<br />

liegen u.a. in <strong>der</strong> Wachstumsbranche Biotechnologie,<br />

<strong>der</strong> chemischen <strong>und</strong> biologischen<br />

Analytik sowie in <strong>der</strong> Medizin- <strong>und</strong><br />

Feinwerktechnik. Insbeson<strong>der</strong>e in <strong>der</strong><br />

Medizintechnik wird <strong>der</strong> <strong>Mikro</strong>systemtechnik<br />

im allgemeinen <strong>und</strong> speziell auch<br />

<strong>der</strong> <strong>Mikro</strong>fluidik eine beson<strong>der</strong>e Bedeutung<br />

bei <strong>der</strong> Entwicklung neuartiger, innovativer<br />

Produkte beigemessen. Um dieses<br />

Potential <strong>für</strong> unsere K<strong>und</strong>en konsequent<br />

nutzbar zu machen, wurde mit dem gezielten<br />

Aufbau medizintechnischer Kompetenzen<br />

im Jahr 2005 begonnen.<br />

Im Bereich <strong>der</strong> <strong>Mikro</strong>fluidik kooperiert das<br />

<strong>HSG</strong>-IMIT bereits seit Jahren sehr eng mit<br />

dem <strong>Institut</strong> <strong>für</strong> <strong>Mikro</strong>systemtechnik<br />

(IMTEK) <strong>der</strong> Universität Freiburg - konkret<br />

mit dem Lehrstuhl <strong>für</strong> Anwendungsentwicklung.<br />

Das gemeinsame Vorgehen<br />

ermöglicht, die Themengebiete mit größerer<br />

Fachkompetenz <strong>und</strong> höherer Flexibilität<br />

anzugehen. Insbeson<strong>der</strong>e ermöglicht<br />

die größere Manpower Projektziele<br />

effektiver zu erreichen. In <strong>der</strong> Kooperation<br />

arbeiten inzwischen mehr als 40 Ingenieure<br />

<strong>und</strong> Wissenschaftler sowie etwa 20<br />

Studenten auf dem Gebiet <strong>der</strong> <strong>Mikro</strong>fluidik.<br />

Die unterschiedlichen Themenschwerpunkte<br />

werden dabei in den folgenden,<br />

gemeinsamen Produktgruppen bearbeitet:<br />

� Thermische Sensoren<br />

� <strong>Mikro</strong>dosiersysteme<br />

� Lab-on-a-chip<br />

� Pico & Nanoliter Dosierung<br />

� Fluidische Simulation<br />

� Nanofluidik<br />

� Biologisches Applikationslabor<br />

� <strong>Mikro</strong>Medizin<br />

15

<strong>Mikro</strong>technologie<br />

Auf <strong>der</strong> Gr<strong>und</strong>lage sämtlicher technologischen<br />

Prozesse <strong>der</strong> Silizium-<strong>Mikro</strong>mechanik<br />

entwickelt <strong>der</strong> Bereich "Prototyping.<br />

& Production" Verfahren zur Herstellung<br />

mikromechanischer Komponenten <strong>und</strong><br />

<strong>der</strong>en AVT. Dabei reicht das Dienstleistungsangebot<br />

des Bereichs vom Design-<br />

Support <strong>und</strong> <strong>der</strong> Erstellung des Maskenlayouts<br />

über die Herstellung erster<br />

Prototypen bis hin zur Überführung des<br />

Herstellungsverfahrens in die Serienfertigung<br />

großer Stückzahlen bei kommerziellen<br />

Produzenten. Kleinere Stückzahlen<br />

können nach Abschluss <strong>der</strong> Entwicklung<br />

auch am <strong>HSG</strong>-IMIT hergestellt werden.<br />

.So werden <strong>der</strong>zeit im K<strong>und</strong>enauftrag thermische<br />

Volumenstromsensoren in kleinen<br />

Mengen prozessiert, welche <strong>für</strong> größere<br />

Chiplieferanten wirtschaftlich nicht interessant<br />

sind. Diese "Kleinstserien" tragen<br />

zum einen zur Verbreitung <strong>der</strong> <strong>Mikro</strong>mechanik<br />

<strong>für</strong> Anwendungen kleiner <strong>und</strong><br />

mittelständischer Unternehmen bei <strong>und</strong><br />

führen zum an<strong>der</strong>en zu einer Stabilisierung<br />

<strong>der</strong> technologischen Prozesse im<br />

Reinraum des <strong>HSG</strong>-IMIT. Von <strong>der</strong> Verfügbarkeit<br />

dieser so standardisierten reproduzierbaren<br />

Prozesse profitieren wie<strong>der</strong>um<br />

die Projekte im F&E-Bereich, da aufgr<strong>und</strong><br />

<strong>der</strong> definierten technologischen Schwankungen<br />

zeitnah aussagekräftige Entwick-<br />

16<br />

DIE GESCHÄFTSBEREICHE DES <strong>HSG</strong>-IMIT<br />

lungsergebnisse erzielt werden können. In<br />

den nächsten drei Jahren werden die beiden<br />

bestehenden Produktgruppen "Micromachining"<br />

<strong>und</strong> "Assembly & Packaging"<br />

um eine weitere - vorerst drei neue<br />

Mitarbeiter zählende - ergänzt, die sich<br />

mit Technologien zur Herstellung flexibler<br />

<strong>Mikro</strong>systeme (FLEMS) beschäftigt. Dabei<br />

wird die bestehende Siliziumtechnologie<br />

um Prozesse zur Bearbeitung <strong>und</strong> Verbindung<br />

flexibler Materialien wie z.B. Polyimiden,<br />

Epoxydharzen (SU-8) o<strong>der</strong> Parylenen<br />

erweitert, um - im Vergleich zur Silizium-<strong>Mikro</strong>mechanik<br />

- weitaus kostengünstigere<br />

Komponenten zu realisieren<br />

<strong>und</strong> die mechanische Flexibilität <strong>der</strong><br />

Materialien <strong>für</strong> neue Anwendungen, z.B.<br />

in <strong>der</strong> Medizintechnik, zu nutzen. Um<br />

diese Technologien zu etablieren, wurde<br />

bereits im Jahr 2005 <strong>der</strong> Reinraum des<br />

<strong>HSG</strong>-IMIT umgebaut <strong>und</strong> in neue Geräte<br />

investiert. Im Zuge dieser Umstellungen<br />

wurden auch einige <strong>der</strong> bisher am <strong>HSG</strong>-<br />

IMIT verfügbaren Prozesse in das IMTEK-<br />

RSC <strong>der</strong> Universität Freiburg ausgelagert,<br />

was eine effektivere Nutzung <strong>der</strong> Reinräume<br />

bei<strong>der</strong> Einrichtungen zur Folge hat.<br />

Durch die eigene technologische Neuausrichtung<br />

sowie die Intensivierung <strong>der</strong> Kooperation<br />

mit dem <strong>HSG</strong>-IMAT <strong>und</strong> dem<br />

IMTEK hat das <strong>HSG</strong>-IMIT in Zukunft nicht<br />

nur Zugang zur Silizium-<strong>Mikro</strong>mechanik,<br />

son<strong>der</strong>n auch zu sämtlichen sonstigen<br />

Verfahren <strong>der</strong> <strong>Mikro</strong>strukturierung, welche<br />

im Rahmen <strong>der</strong> Entwicklung neuer<br />

<strong>Mikro</strong>systeme eingesetzt werden können.<br />

Kontakt: Dipl.-Phys. Peter Nommensen<br />

Telefon: +49 7721 943-225<br />

eMail: peter.nommensen@hsg-imit.de

Projektberichte<br />

� Drehratensensoren <strong>für</strong> die Analyse von Körperbewegungen<br />

� Nichtresonanter Vibrationsgenerator <strong>für</strong> Energieautonome Systeme<br />

� FEM Berechnungen als Dienstleistungen:<br />

Computergestützte Bauteiloptimierung <strong>für</strong> Produkte<br />

� Virtuelle Realität als Innovationsfaktor<br />

� Thermische detektierende Taupunktsensoren:<br />

Ein neues Verfahren zur Bestimmung von Taupunkt <strong>und</strong> Feuchte<br />

� IntelliDrug - Intelligente Medikamentendosierung <strong>für</strong> den M<strong>und</strong>raum<br />

� Lab-on-a-Chip:<br />

Zentrifugal-<strong>Mikro</strong>fluidische Applikationsplattformen<br />

� Steigerung <strong>der</strong> Integrationsdichte hoch paralleler Druckverfahren<br />

� "Dispensing Well Plate" mit <strong>Mikro</strong>düsen in Kunststoff-Spritzguss<br />

� Pipettieren mit Sub-<strong>Mikro</strong>liter-Auflösung<br />

� MST-BASE 21: <strong>Mikro</strong>systemtechnik-Basisforschung <strong>für</strong> das 21. Jahrh<strong>und</strong>ert<br />

� Wafer-Bumping im Direktschreibverfahren LotSpot<br />

� "Adhesive Bonding" mit SU-8<br />

� Konditionierung von Wafern mittels dielektrischer<br />

Barrierenentladung zur Herstellung von Silizium-Mehrlagenaufbauten<br />

17

Die präzise Erfassung menschlicher Körperbewegungen<br />

ist ein Schwerpunkt <strong>der</strong>zeitiger<br />

Inertialsensorentwicklungen.<br />

Diese Sensorsysteme werden langfristig<br />

im Bereich medizinischer Anwendungen<br />

einen wesentlichen Beitrag zur Unterstützung<br />

von Rehabilitationsmaßnahmen des<br />

Bewegungsapparates führen. Hierzu ist es<br />

erfor<strong>der</strong>lich sämtliche Linear- <strong>und</strong> Rotationsbewegungen<br />

des Patienten mittels<br />

Beschleunigungs- <strong>und</strong> Drehratensensoren<br />

zu erfassen. Es ist also ein multiaxiales<br />

Messsystem mit bis zu sechs Freiheitsgraden<br />

erfor<strong>der</strong>lich. Sensoreinheiten, welche<br />

am Körper angebracht werden, sollten<br />

dabei möglichst klein <strong>und</strong> leicht sein, um<br />

eine Beeinflussung des Patienten zu vermeiden.<br />

Für die Umsetzung einer solchen<br />

Sensoreinheit sind mikromechanische<br />

Sensorkomponenten sowie integrierte<br />

Schaltkreise <strong>für</strong> die Signalverarbeitung notwendig.<br />

Ein wesentlicher Schwerpunkt ist die Entwicklung<br />

einer Fertigungstechnologie <strong>für</strong><br />

ein multi-axiales Sensormodul mit mehre-<br />

18<br />

PROJEKTBERICHTE<br />

Drehratensensoren <strong>für</strong> die Analyse von Körperbewegungen<br />

ren Freiheitsgraden auf einem einzigen<br />

Silizium-Chip. Die Ausgangsbasis bildet<br />

dabei eine leistungsfähige, etablierte SOI-<br />

Technologie, welche die ideale Basis <strong>für</strong><br />

hochauflösende mikromechanische Drehratensensoren<br />

darstellt. Eine entscheidende<br />

Modifikation des Prozessablaufs führt<br />

dazu, dass neben Strukturbewegungen in<br />

<strong>der</strong> Waferebene, nun auch präzise Bewegungen<br />

aus <strong>der</strong> Waferebene heraus durchgeführt<br />

werden können. Ein Lösungsansatz<br />

ist in <strong>der</strong> zusätzlichen vertikalen Strukturätzung<br />

bestimmter Sensorbereiche zu finden,<br />

um eine Kraftwirkung aus den Substratebenen<br />

heraus zu erzielen.<br />

Für das neue Technologiekonzept wird<br />

dabei stets auf geringe Fertigungskosten<br />

<strong>und</strong> eine hohe Systemzuverlässigkeit<br />

geachtet. Die notwendigen Maßnahmen<br />

zur Erzielung einer hohen Sensorauflösung<br />

bei geringer Leistungsaufnahme <strong>und</strong> Baugröße<br />

fließen ebenfalls mit ein.<br />

Die Evaluierung <strong>der</strong> Fertigungstechnologie<br />

sowie erste Sensorstrukturen wurden hier-<br />

Abb. 1: Entwicklung eines Körperbewegungsanalysesystems im Rahmen<br />

des EU-Projektes HealthyAims<br />

zu bereits erfolgreich demonstriert. Die<br />

weiterführenden Arbeiten beziehen sich<br />

auf die Synthese dieser Sensorelemente<br />

mit Integrierten Schaltkreisen (ASIC). Das<br />

Bauvolumen des multiaxialen Sensorsystems<br />

wird mit diesem Lösungsansatz etwa<br />

eine Größenordnung verringert werden<br />

können. Das Gewicht <strong>und</strong> damit die<br />

Handhabbarkeit des Sensormoduls werden<br />

davon ebenfalls wesentlich profitieren.<br />

Weitere Einsatzmöglichkeiten dieser<br />

im Vergleich zum Stand <strong>der</strong> Technik<br />

äußerst kleinen inertialen Messeinheiten<br />

werden zukünftig in zahlreichen, mobilen<br />

Applikationen zu finden sein.<br />

Abb. 2: Realisierung einer hochintegrierten<br />

multiaxialen Sensoreinheit<br />

Kontakt: Dipl.-Ing. (FH) Thomas Link<br />

Telefon: +49 7721 943-191<br />

eMail: thomas.link@hsg-imit.de

Seit einem Jahr entwickelt das <strong>HSG</strong>-IMIT<br />

im Rahmen <strong>der</strong> ZOFF-III Initiative des<br />

Wirtschaftsministeriums Baden-Württemberg<br />

miniaturisierte Vibrationsgeneratoren.<br />

Diese sind in <strong>der</strong> Lage kinetische Energie<br />

in Form von Vibration in elektrische Energie<br />

umzuwandeln. Eingesetzt in "Wireless<br />

Sensor <strong>und</strong> Aktor Netzwerken" sollen<br />

damit erschöpfliche Energiespeicher wie<br />

z.B. Batterien <strong>und</strong> Akkumulatoren ersetzt<br />

werden. Der Vorteil besteht darin, dass<br />

theoretisch eine unbegrenzte Lebensdauer<br />

erzielt wird <strong>und</strong> eine Wartung im Sinne<br />

eines Batteriewechsels o<strong>der</strong> dem Aufladen<br />

eines Akkumulators nicht mehr notwendig<br />

ist.<br />

Die Wandlung erfolgt dabei nach einem<br />

vollkommen neuen Prinzip, dass wir im<br />

November 2005 im Rahmen des Power-<br />

MEMS Kongresses in Tokio dem einschlägigen<br />

Fachpublikum vorgestellt haben.<br />

Vor Wissenschaftlern aus aller Welt wurde<br />

das vom <strong>HSG</strong>-IMIT zum Patent angemel-<br />

PROJEKTBERICHTE<br />

Nichtresonanter Vibrationsgenerator <strong>für</strong><br />

Energieautonome Systeme<br />

Kontakt: Dipl.-Ing. Bernd Folkmer<br />

Telefon: +49 7721 943-145<br />

eMail: bernd.folkmer@hsg-imit.de<br />

dete Verfahren prompt mit dem "Best-<br />

Poster-Award" ausgezeichnet. Mit dieser<br />

neuen nichtresonanten Methode ist es<br />

erstmals möglich <strong>für</strong> große Frequenzbereiche<br />

effektiv elektrische Leistung zu generieren.<br />

Es erschließen sich damit eine<br />

Vielzahl von Anwendungen insbeson<strong>der</strong>e<br />

auch dort, wo die exakten Vibrationsfrequenzen<br />

nicht bekannt sind o<strong>der</strong> sich die<br />

Vibration mit <strong>der</strong> Zeit än<strong>der</strong>t. Überall dort<br />

wo Motoren mit sich än<strong>der</strong>n<strong>der</strong> Drehzahl<br />

vorhanden sind findet man beispielsweise<br />

genau diese Bedingungen vor.<br />

Die Idee besteht darin eine lineare Bewegung<br />

in eine Drehbewegung umzuwandeln.<br />

Vibriert ein rotatorisch gelagertes<br />

Pendel resultiert unter bestimmten Umständen<br />

eine Drehbewegung, die wie im<br />

Falle <strong>der</strong> am <strong>HSG</strong>-IMIT entstandenen<br />

Prototypen dann induktiv in elektrische<br />

Energie umgewandelt wird. Da das Gesamtsystem<br />

ohne Fe<strong>der</strong>element auskommt<br />

funktioniert dieser Effekt <strong>für</strong> nahezu alle<br />

Abb. 2: FEM Simulation <strong>der</strong> magnetischen Flussdichte<br />

in den Statorspulen<br />

Frequenzen. Der limitierende Faktor ist<br />

lediglich konstruktiv bedingt. Wird das<br />

System mikro-miniaturisiert ergeben sich<br />

weitere Vorteile: die Energie aus höheren<br />

Schwingungsmoden kann ebenfalls konvertiert<br />

werden <strong>und</strong> die Wandlung nie<strong>der</strong>er<br />

Frequenzen ist mit einem <strong>Mikro</strong>system<br />

möglich.<br />

Neben all diesen Vorteilen zeigen die<br />

Messergebnisse, dass im Vergleich zu bisherigen<br />

<strong>Mikro</strong>generatoren die generierte<br />

elektrische Leistung bereits jetzt schon um<br />

eine Größenordnung gesteigert werden<br />

kann. Am <strong>HSG</strong>-IMIT wird das Design <strong>der</strong><br />

Prototypen deshalb weiter optimiert. Die<br />

zentrale Herausfor<strong>der</strong>ung liegt dabei in<br />

<strong>der</strong> rotatorischen Lagerung <strong>der</strong> Unwucht.<br />

Abb. 1: Prototyp eines nichtresonanten<br />

Vibrationsgenerators<br />

19

FEM Berechnungen von <strong>der</strong> Einzelkomponente<br />

bis zur kompletten Baugruppe sowie<br />

Analyse von Schaltungen <strong>und</strong> mechatronischen<br />

Systemen. Berechnung <strong>für</strong> mechanische,<br />

thermische, elektrische <strong>und</strong> gekoppelte<br />

Aufgabenstellungen.<br />

Auf <strong>der</strong> Suche nach schnellen, zuverlässigen<br />

Lösungen unterstützt die Gruppe Engineering<br />

Services des <strong>HSG</strong>-IMIT Konstrukteure<br />

<strong>und</strong> Entwickler mit Hilfe mo-<br />

<strong>der</strong>ner, computergestützer Simulationsverfahren<br />

bei Ihren vielfältigen Aufgaben.<br />

Unsere Partner können damit auf die<br />

hochkarätige Ausstattung des <strong>Institut</strong>s <strong>und</strong><br />

praxiserfahrene Teams, die täglich damit<br />

arbeiten, zurückgreifen. Damit werden<br />

eigene Ressourcen geschont, bzw. auch<br />

Möglichkeiten eröffnet, die im eigenen<br />

Betrieb nicht vorhanden sind. Darüber<br />

hinaus können ein vorübergehen<strong>der</strong><br />

Engpass an Personal o<strong>der</strong> Rechnerkapazität<br />

sowie ein geplanter Einstieg in<br />

Simulationstechniken am Beispiel eines<br />

gemeinsam durchgeführten Berechnungsprojektes<br />

gute Gründe sein mit uns zu<br />

sprechen.<br />

20<br />

PROJEKTBERICHTE<br />

FEM Berechnungen als Dienstleistungen:<br />

Computergestützte Bauteileoptimierung <strong>für</strong> Produkte aller Art<br />

Abb. 1: FEM-Berechnung: Schwingungsanalyse eines<br />

Generatorsystems mit Magnetfeld <strong>und</strong> Mechanik<br />

Technische Bauteile aller Art sowie ganze<br />

Baugruppen können bereits vor Ihrer Entstehung<br />

z.B. mit Hilfe <strong>der</strong> Finite-Elemente-Methode<br />

(FEM) von Simulationsmethoden<br />

am Rechner auf Ihre Funktion<br />

untersucht werden. Dabei lassen sich<br />

sogar Streuungen <strong>der</strong> Werkstoffparameter<br />

<strong>und</strong> Fertigungstoleranzen berücksichtigen.<br />

Mögliche Funktionsmängel lassen sich<br />

damit gemeinsam aufklären <strong>und</strong> bereits<br />

am Anfang <strong>der</strong> Entwicklungsphase durch<br />

Än<strong>der</strong>ung <strong>der</strong> Konstruktion abfangen. Als<br />

Ergebnis erhalten die Konstrukteure ein<br />

deutlich besseres Verständnis des Verhaltens<br />

Ihrer Bauteile. Da die Gruppe Engineering<br />

Services auch über eine umfangreiche<br />

Messtechnik verfügt sehen wir<br />

numerischen Analysen nicht isoliert, son<strong>der</strong>n<br />

im engen Zusammenspiel mit dem<br />

Prüfwesen <strong>und</strong> Qualitätssicherung. Wichtige<br />

umfangreiche Prüfzyklen, mit Aufbau<br />

von Mustern <strong>und</strong> Messungen können zielgerichteter<br />

erfolgen <strong>und</strong> deutlich eingeschränkt<br />

werden.<br />

Unter dem Strich verkürzt dieser Service<br />

Entwicklungszeiten, erhöht Sicherheit wie<br />

Qualität <strong>und</strong> spart Kosten.<br />

Abb. 2: Generatorsystem<br />

Zu unserem K<strong>und</strong>enkreis zählen insbeson<strong>der</strong>e<br />

kleinere <strong>und</strong> mittelständische Unternehmen<br />

in Südwest <strong>und</strong> Nachbarschaft<br />

sowie Großunternehmen aus ganz Deutschland.<br />

Unsere Referenzen:<br />

BDT, Rottweil<br />

Bosch, Reutlingen<br />

Elmos AG, Dortm<strong>und</strong><br />

Zindt, Geisingen<br />

G.A.S., St. Georgen<br />

GfS, Villingen<br />

GEZE, Leonberg<br />

Helios, VS-Schwenningen<br />

IMS Connector, Löffingen<br />

Infineon AG, München<br />

Kendrion Bin<strong>der</strong>, VS-Villingen<br />

Kern Liebers, Schramberg<br />

NMI, Reutlingen<br />

Schweizer Electronic, Schramberg<br />

SFT, St. Georgen<br />

Siemens AG, München<br />

Trumpf Laser, Schramberg<br />

VEGA, Schiltach<br />

Kontakt: Dipl.-Ing. Bernd Folkmer<br />

Telefon: +49 7721 943-145<br />

eMail: bernd.folkmer@hsg-imit.de

Der Markt erfor<strong>der</strong>t von Unternehmen<br />

nicht nur immer neue Produkte, son<strong>der</strong>n<br />

diese auch noch in immer kürzeren Abständen.<br />

Um dieser Anfor<strong>der</strong>ung gerecht<br />

zu werden setzen Entwicklungsingenieure,<br />

Designer <strong>und</strong> Konstrukteure verstärkt auf<br />

CAD-Software <strong>und</strong> Simulationswerkzeuge;<br />

oft mit dem Ziel den kompletten Prozess<br />

von Entwicklung bis zur Produktion digital<br />

zu verzahnen.<br />

Dreidimensionale Modellen haben hierbei<br />

eine Schlüsselfunktion. Sie erleichtern den<br />

Informationsaustausch zwischen verschiedenen<br />

Teams <strong>und</strong> <strong>der</strong>en Mitglie<strong>der</strong>n. Bei<br />

Bedarf werden diese auch von technischen<br />

Laien verstanden, weil das virtuelle<br />

Werkstück ebenso virtuell in die Hand<br />

genommen, gedreht <strong>und</strong> gewendet, eben<br />

virtuelle untersucht werden kann. Durch<br />

den Einsatz von sog. VR-Technologien, die<br />

eine dreidimensionale, stereoskopischen<br />

Wahrnehmung wie beim echten Sehen<br />

ermöglichen wird eine realitätsnahe, intuitive<br />

Interaktion mit dem Modell ermöglicht.<br />

PROJEKTBERICHTE<br />

Virtuelle Realität als Innovationsfaktor<br />

Abb. 1: VR Darstellung eines Maskenentwurfs<br />

Kontakt: Dipl.-Ing. Bernd Folkmer<br />

Telefon: +49 7721 943-145<br />

eMail: bernd.folkmer@hsg-imit.de<br />

Diese neue Computertechnik erlaubt Einblicke,<br />

die bisher völlig verwehrt waren:<br />

Wie fügt sich ein Haus in die Baulücke,<br />

wie breitet sich flüssiger Kunststoff in <strong>der</strong><br />

Spritzgussform aus, was passiert in einem<br />

<strong>Mikro</strong>ventil, das mit bloßem Augen nur<br />

schwer zu erkennen ist. Die Analyse von<br />

Simulationsergebnisse mit bzw. durch den<br />

Einsatz von VR kann hier Antwort auf viele<br />

Fragen geben, insbeson<strong>der</strong>e bei Untersuchungen<br />

die in interdisziplinären Teams<br />

durchgeführt werden, die gemeinsam<br />

untersuchen, bewerten <strong>und</strong> entscheiden.<br />

Die Gruppe Engineering-Services des<br />

<strong>HSG</strong>-IMIT hat im Rahmen des Verb<strong>und</strong>projektes<br />

MST-BASE VR-Technologien erstmalig<br />

speziell in <strong>der</strong> <strong>Mikro</strong>systemtechnik<br />

erfolgreich eingesetzt. Hierzu wurden<br />

auch die notwendigen Schnittstellen zu<br />

den jeweiligen CAD-Tools geschaffen, die<br />

sich aus den Beson<strong>der</strong>heiten <strong>der</strong> Branche<br />

ergeben.<br />

U.a. aufgr<strong>und</strong> dieser positiven Erfahrungen<br />

beteiligt sich das <strong>HSG</strong>-IMIT gemeinsam<br />

mit <strong>der</strong> Stadt St. Georgen, dem dort ansäs-<br />

sigen Technologiezentrum, <strong>der</strong> IHK <strong>und</strong><br />

einer engagierten Gruppe von Unternehmen<br />

aktiv an <strong>der</strong> Gründung <strong>und</strong> dem Betrieb<br />

eines Kompetenzzentrums <strong>für</strong> digitale<br />

Produktentwicklung: Virtual Dimension<br />

Center kurz VDC im Technologiezentrum<br />

St. Georgen.<br />

Die Erwartungslage unserer Partner ist<br />

klar: Umsatzsteigerung <strong>und</strong> bessere Rendite.<br />

Mit <strong>der</strong> Beschleunigung von Innovationszyklen<br />

haben sie genau diese Perspektive.<br />

Hierbei unterstützt das VDC als Schaltstelle<br />

<strong>für</strong> regionale Innovationspotentiale.<br />

Das in das VDC das gesamte regionale<br />

Umfeld mit kleinen <strong>und</strong> größeren Unternehmen<br />

sowie Forschungs- <strong>und</strong> Hochschuleinrichtungen<br />

mit einbezogen werden<br />

soll, versteht sich fast von selbst.<br />

Abb. 2: Team analysiert Simulation mit VR Abb. 3: Logo VDC,<br />

St. Georgen<br />

21

Durch die laufende Optimierung technischer<br />

Prozesse <strong>und</strong> <strong>der</strong>en ständige Überwachung,<br />

steigende Qualitätsanfor<strong>der</strong>ungen,<br />

sowie <strong>der</strong> For<strong>der</strong>ung nach höchster<br />

Energieeffizienz gewinnt die Luftfeuchtemessung<br />

immer mehr an Bedeutung, wodurch<br />

ein wachsen<strong>der</strong> Bedarf an präzisen,<br />

kostengünstigen <strong>und</strong> vor allem langzeitstabilen<br />

Sensoren zur Feuchtebestimmung<br />

besteht. Kondensationssensoren messen<br />

hierzu die Taupunkttemperatur die in einem<br />

direkten Zusammenhang mit <strong>der</strong><br />

absoluten Feuchte eines Messgases steht.<br />

Derartige Sensoren sind seit langem erprobt,<br />

sehr genau <strong>und</strong> verfügen über einen<br />

großen Messbereich.<br />

Der Einsatz mikrotechnischer Herstellverfahren<br />

in Verbindung mit einem neuartigen<br />

Auswertesystem, ermöglicht einen<br />

völlig neuen Ansatz auf dem Gebiet <strong>der</strong><br />

Taupunkt- <strong>und</strong> Feuchtesensorik. Gr<strong>und</strong>prinzip<br />

des neuartigen, vom <strong>HSG</strong>-IMIT<br />

entwickelten <strong>und</strong> patentierten Sensors ist<br />

die Detektion von Kondensat auf einer ge-<br />

22<br />

PROJEKTBERICHTE<br />

Thermische detektierende Taupunktsensoren:<br />

Ein neues Verfahren zur Bestimmung von Taupunkt <strong>und</strong> Feuchte<br />

kühlten Fläche, die in diesem Fall eine<br />

sehr dünne Membran aus Siliziumnitrid<br />

ist. Diese besitzt eine sehr geringe Wärmekapazität,<br />

die sich bei einer Anlagerung<br />

von Kondensat drastisch än<strong>der</strong>t <strong>und</strong> über<br />

thermische Verfahren hochgenau detektiert<br />

wird. Die Taupunkttemperatur erhält man<br />

durch Messung <strong>der</strong> Membrantemperatur<br />

bei einsetzen<strong>der</strong> Kondensation.<br />

Mit diesem Sensor lassen sich die Kennwerte<br />

"konventioneller" Taupunktspiegel<br />

bei deutlich reduzierten Herstellungskosten<br />

erreichen. Darüber hinaus ist <strong>der</strong><br />

Sensor unempfindlich gegeüber aggressiven<br />

Gasen <strong>und</strong> kann sowohl im Vakuum<br />

als auch bei Überdruck eingesetzt werden.<br />

Durch diese vorteilhaften Eigenschaften<br />

lassen sich neue Einsatzgebiete erschliessen,<br />

in denen herkömmliche Feuchte- <strong>und</strong><br />

Taupunktsensoren nicht anwendbar sind.<br />

Zusätzlich ermöglicht das Sensorprinzip<br />

auch die Detektion von Phasenübergängen,<br />

wie Schmelzen, Sublimieren, Verdampfen<br />

o<strong>der</strong> Erstarren.<br />

Das Kernelement des Sensors besteht aus<br />

Abb. 1: Darstellung des Sensoraufbaus Abb. 2: Muster des thermischen Taupunktsensors<br />

mit zugehörigem Steuergerät<br />

einem Siliziumchip, das eine sehr dünne<br />

Siliziumnitridmembran enthält. In diese<br />

Membran sind mikrotechnisch hergestellte<br />

Heizer <strong>und</strong> Temperatursensoren integriert.<br />

Die Kühlung erfolgt über ein Peltierelement,<br />

das über ein weiteres Siliziumchip<br />

thermisch an den eigentlichen<br />

Sensor angekoppelt wird. Die Abmessungen<br />

betragen ca. 2*2*2 mm³ (Abb. 1).<br />

Zum Betrieb des Sensors steuert ein<br />

<strong>Mikro</strong>prozessor den Heizer an, wertet die<br />

Sensorsignale aus <strong>und</strong> regelt die Kühlleistung<br />

des Peltierelements. Die Taupunkttemperatur<br />

<strong>und</strong> weitere aus ihr berechnete<br />

Größen werden über das Steuergerät<br />

ausgegeben.<br />

Durch umfangreiche Messungen wurde<br />

nachgewiesen, dass die mit dem neuartigen<br />

Sensor erreichbaren Kennwerte denen<br />

von "konventionellen" Taupunktspiegeln<br />

entsprechen. Dabei können durch<br />

die geringe Masse <strong>der</strong> sensitiven Fläche<br />

wesentlich geringere Messzeiten als mit<br />

herkömmlichen Sensoren <strong>und</strong> Messprinzipien<br />

erreicht werden. Anwendungen<br />

werden insbeson<strong>der</strong>e bei <strong>der</strong> Messung<br />

von Drucktaupunkten, in aggressiven<br />

Umgebungen <strong>und</strong> in <strong>der</strong> Medizintechnik<br />

gesehen. Testmuster des Sensors mit<br />

<strong>Mikro</strong>prozessorsteuerung <strong>und</strong> Anzeige<br />

sind auf Anfrage erhältlich (Abb. 2).<br />

Wir suchen Partner <strong>für</strong> die weitere Erprobung<br />

dieses Sensorprinzips <strong>und</strong> <strong>für</strong><br />

anwendungsspezifische Weiterentwicklungen.<br />

Kontakt: Dipl.-Ing. Matthias Ashauer<br />

Telefon: +49 7721 943-229<br />

mobil: +49 174 31 65 264<br />

eMail: matthias.ashauer@hsg-imit.de

Das Ziel dieses von <strong>der</strong> EU geför<strong>der</strong>ten<br />

Projektes ist die Entwicklung eines innovativen<br />

Medikamentendosiersystems in Form<br />

eines Zahnimplantats. Die eingebaute "Intelligenz"<br />

ermöglicht dabei eine gesteuerte<br />

<strong>und</strong> programmierbare Medikamentenabgabe,<br />

die <strong>für</strong> eine Vielzahl von Erkrankungen,<br />

beispielsweise im Bereich <strong>der</strong> Suchttherapie<br />

o<strong>der</strong> bei chronischen Krankheiten<br />

völlig neuartige Ansätze <strong>für</strong> die Behandlung<br />

bietet. Bei dieser vorteilhaften Art <strong>der</strong><br />

Verabreichung von Medikamenten führt<br />

die direkte Wirkstoffaufnahme über die<br />

Backenschleimhaut zu einer verbesserten<br />

Bioverfügbarkeit <strong>der</strong> Medikamente im<br />

Vergleich zur herkömmlichen Aufnahme<br />

über den Magen-Darm-Trakt. In Abb. 1 ist<br />

die endgültige Ausführungsform des Systems<br />

während <strong>der</strong> Wirkstoffabgabe dargestellt.<br />

Die beson<strong>der</strong>e Herausfor<strong>der</strong>ung bei <strong>der</strong><br />

Entwicklung eines solchen Systems besteht<br />

in <strong>der</strong> technologischen Umsetzung eines<br />

integrierten Systems bestehend aus Medikamentenreservoir,<br />

Sensoren, Pumpe, <strong>Mikro</strong>ventil,<br />

Steuerelektronik <strong>und</strong> Batterien<br />

innerhalb eines Gehäuses, das nicht größer<br />

als zwei Backenzähne ist. Um ein<br />

solch komplexes System realisieren zu<br />

können kooperiert das <strong>HSG</strong>-IMIT mit 14<br />

europäischen Partnern aus den Bereichen<br />

Pharmazie, Medizin <strong>und</strong> Technologie.<br />

Innerhalb dieses Konsortiums ist das <strong>HSG</strong>-<br />

IMIT <strong>für</strong> die Entwicklung <strong>der</strong> fluidischen<br />

PROJEKTBERICHTE<br />

IntelliDrug - Intelligente Medikamentendosierung<br />

<strong>für</strong> den M<strong>und</strong>raum<br />

Kontakt: Dipl.-Ing. Jörg Kohnle<br />

Telefon: +49 7721 943-263<br />

eMail: joerg.kohnle@hsg-imit.de<br />

Einzelkomponenten <strong>und</strong> <strong>für</strong> die Integration<br />

des Gesamtsystems verantwortlich.<br />

Die Abgabe des Wirkstoffs erfolgt über<br />

einen Überdruck, <strong>der</strong> durch eine osmotische<br />

Pumpe im System erzeugt wird. Diese<br />

Pumpe besteht aus einer festen, wasserlöslichen<br />

Tablette in einem druckfesten<br />

Reservoir <strong>und</strong> einer semipermeablen<br />

Membran. Das im Speichel enthaltene<br />

Wasser dringt durch diese Membran in das<br />

Reservoir ein, löst das Medikament auf<br />

<strong>und</strong> baut somit einen osmotischen Druck<br />

auf, <strong>der</strong> die erfor<strong>der</strong>liche Antriebsenergie<br />

<strong>für</strong> die För<strong>der</strong>ung <strong>der</strong> Medikamentenlösung<br />

aus dem Reservoir bereitstellt. Die<br />

Abgabe des Medikaments wird mit Hilfe<br />

von Sensoren, eines Ventils <strong>und</strong> eines<br />

<strong>Mikro</strong>prozessors gesteuert. Aufgr<strong>und</strong> <strong>der</strong><br />

extremen Anfor<strong>der</strong>ungen an das System<br />

(wenig Raum <strong>und</strong> Energie, Zuverlässigkeit<br />

<strong>und</strong> Bioverträglichkeit) wurde ein neuartiges<br />

<strong>Mikro</strong>ventil konzipiert, das auf <strong>der</strong><br />

Nutzung eines elektroaktiven Polymers als<br />

Aktor basiert. Eine drahtlose Fernbedienung<br />

ermöglicht die Abfrage des System-<br />

Abb. 2: Explosionsdarstellung des Gesamtsystems<br />

zustands <strong>und</strong> die Eingabe von Steuerbefehlen.<br />

Durch periodisches Öffnen <strong>und</strong><br />

Schließen des Ventils wird in regelmäßigen<br />

Abständen eine definierte Medikamentenmenge<br />

abgegeben. Abb. 2 zeigt<br />

das Gesamtsystem in einer Explosionsdarstellung.<br />

Im Jahr 2005 wurden die Einzelkomponenten<br />

des Systems realisiert <strong>und</strong><br />

getestet. Erste funktionsfähige Demonstratoren<br />

des Gesamtsystem werden im Laufe<br />

des Jahres 2006 vorhanden sein.<br />

Abb. 1: Endgültige Ausführungsform des<br />

Medikamentendosiersystems während <strong>der</strong><br />

Wirkstoffabgabe<br />

23

Lab-on-a-Chip:<br />

Zentrifugal-<strong>Mikro</strong>fluidische Applikationsplattformen<br />

Die Produktgruppe Lab-on-a-Chip wurde<br />

in 2005 neu am <strong>HSG</strong>-IMIT am Standort<br />

Freiburg etabliert. Das Ziel <strong>der</strong> Gruppe ist<br />

die Entwicklung miniaturisierter Analysesysteme<br />

<strong>für</strong> Anwendungen in den Bereichen<br />

Medizin / Lebenswissenschaften <strong>und</strong><br />

Verfahrenstechnik. Innerhalb eines breiten<br />

Spektrums von Lab-on-a-Chip Technologien<br />

hat sich mittlerweile ein Schwerpunkt<br />

im Bereich zentrifugal-mikrofluidischer<br />

Systeme herauskristallisiert.<br />

Diese Systeme nutzen die Zentrifugalkraft,<br />

um Flüssigkeiten in rotierenden mikrofluidischen<br />

Chips zu transportieren <strong>und</strong> zu<br />

manipulieren. Die Chips können beispielsweise<br />

im Format einer handelsüblichen<br />

Compact Disc ("CD") o<strong>der</strong> eines<br />

Standard-<strong>Mikro</strong>skopslides ausgeführt sein<br />

<strong>und</strong> werden von einem speziell angepassten<br />

Halter in <strong>der</strong> Zentrifuge aufgenommen.<br />

Durch eine geschickte Kombination <strong>der</strong><br />

über die Rotationsfrequenz präzise kontrollierbaren<br />

Scheinkräfte (Zentrifugalkraft,<br />

Corioliskraft, Drehbeschleunigung) mit<br />

den <strong>Mikro</strong>strukturen <strong>und</strong> <strong>der</strong>en selektive<br />

Oberflächenbeschichtung (hydrophil /<br />

hydrophob) kann eine große Bandbreite<br />

an Operationen wie Dosieren, Mischen /<br />

24<br />

Abb. 1: Schema eines zentrifugalen Durchflussreaktors<br />

Reagieren, Schalten, Sedimentieren, <strong>und</strong><br />

Inkubieren auf einer frequenzsteuerbaren<br />

Zentrifuge als universelle Abspielplattform<br />

verschiedenartiger Disks vergleichsweise<br />

kostengünstig implementiert werden.<br />

Durch eine Verkettung dieser Einzeloperationen<br />

lassen sich auch komplexe Prozessabläufe<br />

auf einem einzigen Substrat in<br />

sehr ökonomischer <strong>und</strong> benutzerfre<strong>und</strong>licher<br />

Weise integrieren, automatisieren,<br />

miniaturisieren <strong>und</strong> aufgr<strong>und</strong> <strong>der</strong> Rotationssymmetrie<br />

auch auf sehr naheliegende<br />

Weise parallelisieren. Beispielsweise<br />

können heute schon <strong>für</strong> Anwendungen in<br />

<strong>der</strong> medizinischen Diagnostik immunologische<br />

Tests o<strong>der</strong> Nukleinsäurenachweise<br />

auf einer <strong>der</strong>artigen "Lab-on-a-Disk"<br />

durchgeführt werden. Ein mit einem Drehmotor<br />

sowie geeigneten Pipettier- <strong>und</strong><br />

optischen Detektionseinheiten ausgestatteter<br />

Demonstrator, welcher die Tests automatisiert<br />

"abspielen" kann, steht bereits<br />

zur Verfügung.<br />

Ein weiteres Anwendungsgebiet <strong>der</strong> zentrifugalen<br />

<strong>Mikro</strong>fluidik liegt in <strong>der</strong> Verfahrenstechnik,<br />

wo die Gruppe bereits erfolgreich<br />

eine Plattform <strong>für</strong> die kontinuierliche<br />

Vermischung von Flüssigkeitsströmungen<br />

<strong>und</strong> zur Herstellung hochgradig monodi-<br />

sperser <strong>Mikro</strong>dispersionen / <strong>Mikro</strong>emulsionen<br />

entwickelt hat. Hierbei sind die <strong>für</strong><br />

mikrofluidische Systeme außergewöhnlich<br />

hohen Durchflussraten von bis zu einigen<br />

Litern pro Minute, die sehr kurzen Mischzeiten<br />

im Millisek<strong>und</strong>enbereich sowie das<br />

vollständig pulsfreie Pumpen als wichtige<br />

Alleinstellungsmerkmale gegenüber konventionellen,<br />

druckgepumpten <strong>Mikro</strong>systemen<br />

hervorzuheben.<br />

Zur Herstellung <strong>der</strong> Disks / Chips steht<br />

eine komplette Prozesskette <strong>für</strong> das Prototyping<br />

dieser Kunststoffsubstrate zur<br />

Verfügung. Diese Prototyping-Technologie<br />

schließt neben einer multiskaligen <strong>Mikro</strong>strukturierung<br />

auch verschiedene Verfahren<br />

zur Oberflächenmodifizierung (hydrophil,<br />

hydrophob), zur Immobilisierung von<br />

biochemischen Fängermolekülen <strong>und</strong> zur<br />

druckdichten, permanenten o<strong>der</strong> reversiblen<br />

Deckelung verschiedener Substrat-<br />

Formate zur Verfügung. Innerhalb weniger<br />

Tage kann somit ein mikrofluidisches Design<br />

hergestellt <strong>und</strong> experimentell getestet<br />

werden.<br />

Abb. 2: Halter <strong>für</strong> <strong>Mikro</strong>skopslides<br />

Kontakt: PD Dr. Jens Ducrée<br />

Telefon: +49 761 203-7459<br />

eMail: jens.ducree@hsg-imit.de

Steigerung <strong>der</strong> Integrationsdichte hoch paralleler<br />

Druckverfahren<br />

Mit hoch parallelen Druckköpfen <strong>der</strong><br />

TopSpot ® - Familie werden bereits seit<br />

mehreren Jahren erfolgreich Punktraster<br />

aus biochemischen Lösungen gedruckt,<br />

die beispielsweise auf biochemischen<br />

Analyseplättchen (Biochips ® o<strong>der</strong> Microarrays)<br />

Anwendung finden.<br />

Die Druckköpfe bestehen aus Silizium-<br />

Glas-Verb<strong>und</strong>chips mit einer Reihe von<br />

Reservoirs, welche über kapillar selbst<br />

befüllende <strong>Mikro</strong>kanäle mit <strong>Mikro</strong>düsen<br />

verb<strong>und</strong>en sind. Der <strong>für</strong> die Befüllung<br />

erfor<strong>der</strong>liche Abstand <strong>der</strong> Reservoirs untereinan<strong>der</strong><br />

von standardmäßig 4,5 mm wird<br />

dabei auf ein viel engeres Düsenraster von<br />

z.B. 500 µm übertragen, mit dem eine<br />

dichte Tröpfchenmatrix gedruckt werden<br />

kann.<br />

Die Familie <strong>der</strong> TopSpot ® -Druckköpfe umfasst<br />

dabei verschieden große Medienzahlen,<br />

angefangen von 24-Düsen-Köpfen bis<br />

zu Druckköpfen <strong>für</strong> momentan 384 Medien.<br />

Ähnlich wie in <strong>der</strong> Kontaktierung<br />

Kontakt: Dr. Peter Koltay<br />

Telefon: +49 761 203-7413<br />

eMail: koltay@imtek.de<br />

PROJEKTBERICHTE<br />

hoch integrierter Elektronikbauteile stößt<br />

allerdings auch die <strong>Mikro</strong>fluidik an geometrische<br />

Grenzen, wenn eine große Zahl<br />

von Kanälen parallel zwischen Reihen von<br />

Düsen durchgeführt werden muss.<br />

In einem aktuellen Gr<strong>und</strong>lagenprojekt<br />

wurden deswegen die praktikablen Grenzen<br />

<strong>der</strong> Strukturverkleinerung aus mikrofluidischer<br />

Sicht untersucht. Die Ergebnisse<br />

erlauben es nun unter An<strong>der</strong>em,<br />

Kanäle <strong>und</strong> ihre Abstände auf die Hälfte<br />

<strong>der</strong> bisherigen Werte zu verkleinern. Noch<br />

weiter gehende Integrationsdichten lassen<br />

sich durch die Anordnung von Kapillar<strong>und</strong><br />

Düsenstrukturen in mehreren Siliziumebenen<br />

erzeugen. Wie in <strong>der</strong> Leiterplattentechnik<br />

werden dabei Kanalstrukturen<br />

in mehreren Ebenen durch vertikale<br />

Steigkanäle - fluidische Vias - mit einan<strong>der</strong><br />

verb<strong>und</strong>en, wodurch nicht nur eine größere<br />

Zahl von Leitungen auf gleichem Raum<br />

gepackt, son<strong>der</strong>n auch Verbindungen kontaminationsfrei<br />

überkreuzt werden kön-<br />

nen. Hierbei müssen bestimmte, Fluidiktypische<br />

Schwierigkeiten überw<strong>und</strong>en<br />

werden. Beispielsweise kann die kapillare<br />

Selbstbefüllung <strong>der</strong> <strong>Mikro</strong>kanäle an scharfen<br />

Kanalübergängen, wie sie vor allem<br />

bei vertikalen Verbindungen auftreten,<br />

abreißen. Im Projekt wurden daher neue<br />

Kanalformen entwickelt, die eine verbesserte<br />

Kapillarität aufweisen.<br />

Das Ergebnis des Projekts stellt ein neuer<br />

384-Düsen-Druckkopf mit einem auf die<br />

Hälfte reduzierten Düsen-Rasterabstand<br />

dar.<br />

Das Forschungsvorhaben (AiF-FV-Nr.<br />

13796 N) wurde aus Haushaltsmitteln des<br />

B<strong>und</strong>esministeriums <strong>für</strong> Wirtschaft <strong>und</strong><br />

Technologie (BMWi) über die Arbeitsgemeinschaft<br />

industrieller Forschungsvereinigungen<br />

"Otto von Guericke" e.V. (AiF)<br />

geför<strong>der</strong>t.<br />

Abb. 1: TopSpot-Druckkopf <strong>für</strong> 24 Testsubstanzen Abb. 2: neu entwickelter hoch integrierter<br />

Druckkopf <strong>für</strong> 384 Testsubstanzen<br />

25

"Dispensing Well Plate" mit <strong>Mikro</strong>düsen in Kunststoff-Spritzguss<br />

In <strong>der</strong> Biomedizin, <strong>der</strong> Pharmazie <strong>und</strong> vielen<br />

weiteren Gebieten <strong>der</strong> Technik ist die<br />

exakte Dosierung kleinster Flüssigkeitsmengen<br />

- im Nano- bis <strong>Mikro</strong>literbereich -<br />

in den letzten Jahren zu einem wichtigen<br />

Thema geworden. Erste Dispensersysteme,<br />

die in <strong>der</strong> Lage sind, solch kleine Flüssigkeitsvolumina<br />

zu dosieren, konnten bereits<br />

sehr erfolgreich mit <strong>Mikro</strong>-Düsensystemen<br />

in Silizium-Glas-<strong>Mikro</strong>mechanik<br />

realisiert werden. Derartige <strong>Mikro</strong>düsen<br />

werden z.B. in Produktionssytemen <strong>für</strong><br />

sogenannte Biochips (TopSpot -Verfahren),<br />

zum parallelen Dispensieren in <strong>Mikro</strong>titerplatten(Dispensing-Well-Plate-Verfahren)<br />

o<strong>der</strong> zur exakten Schmiermitteldosierung<br />

in feinmechanischen Lagern<br />

verwendet.<br />

Mit dem im Jahr 2005 abgeschlossenen<br />

Projekt "<strong>Mikro</strong>fluidische Strukturen <strong>und</strong><br />

Düsen in thermoplastischen Kunststoffen"<br />

wurde nun ein weiterer Schritt in Richtung<br />

einer kostengünstigen Fertigung solcher<br />

Bauteile mit bewährter Düsen-Funktiona-<br />

Abb. 1: Kunststoff-Dispensing Wellplate - Schnitt<br />

durch ein Düsensystem mit Reservoir, Drosselkanal<br />

<strong>und</strong> Düse<br />

26<br />

PROJEKTBERICHTE<br />

lität genommen. Die beson<strong>der</strong>en Vorteile<br />

dieser Dispenser- Einwegbauteile liegen in<br />

<strong>der</strong> erzielbaren extremen Reinheit <strong>der</strong><br />

Substanzen, Gewährleistung <strong>der</strong> Sterilität<br />

ohne kritische Reinigungsprozesse <strong>und</strong> <strong>der</strong><br />

Möglichkeit zur Massenproduktion mit<br />

geringen Kosten pro Teil.<br />

In einer gemeinsamen Entwicklung <strong>der</strong><br />

<strong>Institut</strong>e <strong>HSG</strong>-IMIT, <strong>HSG</strong>-IMAT <strong>und</strong> des<br />

IMTEK <strong>der</strong> Universität Freiburg wurden<br />

mit <strong>Mikro</strong>spritzguss Matrixanordnungen<br />

von Dosiersystemen realisiert, bestehend<br />

aus je einem Reservoir, einer Düse <strong>und</strong><br />

einem Kanal. Die spritzgießtechnische<br />

Herstellung <strong>der</strong> Düsen mit einem Durchmesser<br />

von 100 µm stellt dabei einen beson<strong>der</strong>en<br />

Projekterfolg dar. Die Anordnung<br />

erfolgt mit einem <strong>für</strong> <strong>Mikro</strong>titerplatten<br />

typischen Rastermaß von 4,5 mm.<br />

Ähnlich den bewährten Dispensing Well<br />

Plates in Silizium-Glas-Technik fasst das<br />

jeweilige Reservoir eine Vorratsmenge von<br />

ca. 7 µl. Das durch einen pneumatischen<br />

Druckimpuls dosierte Flüssigkeitsvolumen<br />

von 50 nl wird durch das geometrische<br />

Volumen <strong>der</strong> Düse definiert <strong>und</strong> ist dadurch<br />

in weiten Bereichen unabhängig<br />

von den Flüssigkeitseigenschaften.<br />

Messungen des Dosierverhaltens verifizierten<br />

die erwarteten Abgabemengen.<br />

Jede Düse dosiert demnach pro Schuss<br />

50 nl mit einer Genauigkeitsabweichung<br />

von unter 4 %. Alle Düsen eines Bauteils<br />

weisen, bestimmt durch die hohe Präzision<br />

von gefertigtem Formeinsatz <strong>und</strong><br />

Spritzgussabformung, ein identisches<br />

Verhalten auf.<br />

Das Forschungsvorhaben (AiF-FV-Nr.<br />

13.437 N) wurde aus Haushaltsmitteln des<br />

B<strong>und</strong>esministeriums <strong>für</strong> Wirtschaft <strong>und</strong><br />

Technologie (BMWi) über die Arbeitsgemeinschaft<br />

industrieller Forschungsvereinigungen<br />

"Otto von Guericke" e.V. (AiF)<br />

geför<strong>der</strong>t. Der ausführliche Abschlussbericht<br />

ist beim <strong>HSG</strong>-IMIT erhältlich.<br />

Abb. 2: 6x4-Matrix von Kunststoff-DWPs als<br />

Entwicklungsmuster<br />

Kontakt: Dr. Peter Koltay<br />

Telefon: +49 761 203-7413<br />

eMail: koltay@imtek.de

Pipettieren mit Sub-<strong>Mikro</strong>liter-Auflösung<br />

Das PipeJet Dosierverfahren <strong>für</strong> den Nanolitebereich<br />

besticht sowohl durch Einfachheit<br />

als auch durch Robustheit. Das System<br />

besteht aus einem dünnen Schlauch,<br />

<strong>der</strong> durch einen Piezoaktor gequetscht<br />

wird. In einem Gemeinschaftsprojekt <strong>der</strong><br />

Universität Freiburg, des <strong>HSG</strong>-IMAT <strong>und</strong><br />

des <strong>HSG</strong>-IMIT wurde dieses Verfahren nun<br />

auf Pipettenspitzen übertragen. Ziel ist es,<br />

eine Vielzahl unterschiedlicher Medien<br />

wie Reagenzien <strong>der</strong> Chemie <strong>und</strong> Biochemie,<br />

Klebstoffe, Suspensionen, etc. berührungslos<br />

mit kostengünstigen Einwegwerkzeugen<br />

exakt zu dosieren. Diese müssen<br />

dabei kompatibel zu bisherigen Dosierwerkzeugen<br />

sein, um dem Anwen<strong>der</strong> erweiterte<br />

Funktionalität in seinem gewohnten<br />

Arbeitsablauf zur Verfügung zu stellen.<br />

Im Projekt gelang es, Pipettenspitzen mit<br />

angespritztem <strong>Mikro</strong>schlauch in Spritzguss<br />

in hoher Qualität <strong>und</strong> guter Verbindungsfestigkeit<br />

zu fertigen. Pipettenspitzen wurden<br />

in Abmessungen kompatibel zur Stan-<br />

Abb. 1: Marktübliche Pipetten mit aufgesetzter Pipettenspitze<br />

mit PipeJet-<strong>Mikro</strong>schlauch<br />

Kontakt: Dr. Peter Koltay<br />

Telefon: +49 761 203-7413<br />

eMail: koltay@imtek.de<br />

PROJEKTBERICHTE<br />

dardform 200 µl in Polypropylen gespritzt.<br />

Als Pipettenspitze wird ein Schlauch mit<br />

einem Innendurchmesser von 500 µm als<br />

Rollenmaterial eingesetzt. Der Überstand<br />

<strong>der</strong> Schlauchspitze beträgt ca. 10 mm, was<br />

<strong>für</strong> die Pipejet-Betätigung ausreicht. Acht<br />

solcher Pipetteneinheiten können mit<br />

einer im Projekt entwickelten Halterung<br />

parallel geführt <strong>und</strong> betätigt werden, um<br />

mit geringem Aufwand, Zeit sparend <strong>und</strong><br />

hoch exakt Medien zu dosieren. Diese<br />

Anordnung erlaubt die gleichzeitige <strong>und</strong><br />

definierte Aufnahme <strong>der</strong> von einem Pipettierroboter<br />

angelieferten Pipetten, zentriertes<br />

Spannen des Dispenserschlauches,<br />

automatisierte Befüllung <strong>und</strong> anschließendes<br />

Dosieren im Volumenbereich von 5<br />

bis etwa 100 nl. Das Spannen <strong>der</strong> Pipettenspitzen<br />

<strong>und</strong> ihre Betätigung erfolgt über<br />

eine gemeinsame elektronische Steuereinheit.<br />

Anschließende Messungen zur Charakterisierung<br />

<strong>der</strong> entwickelten Pipejet-Pipetten<br />

bestätigten die hohe Genauigkeit des<br />

Dispensiervorgangs. Entsprechend <strong>der</strong><br />

wählbaren Betätigungsspannung des<br />

Piezoaktors wurden reproduzierbar Volumina<br />

von 5 bis 120 nl mit Variationskoeffizienten<br />

von wenigen Prozent dosiert. Die<br />

nachfolgende technische Weiterentwicklung<br />

des System wird eine weitere Optimierung<br />

des Fertigungsprozesses beinhalten,<br />

um Pipettenspitze <strong>und</strong> Dispenserschlauch<br />

in einem einzigen Fertigungsschritt<br />

herzustellen.<br />

Das Forschungsvorhaben (AiF-FV-Nr. 151<br />

ZN) wurde aus Haushaltsmitteln des<br />

B<strong>und</strong>esministeriums <strong>für</strong> Wirtschaft <strong>und</strong><br />

Technologie (BMWi) über die Arbeitsgemeinschaft<br />

industrieller Forschungsvereinigungen<br />

"Otto von Guericke" e.V. (AiF)<br />

geför<strong>der</strong>t.<br />

Abb. 2: Dosiervorrichtung <strong>für</strong> den automatischen<br />

Betrieb von 8 Pipettenspitzen (1 Modul<br />

ist eingesetzt)<br />

27

MST-BASE 21: <strong>Mikro</strong>systemtechnik-Basisforschung<br />

<strong>für</strong> das 21. Jahrh<strong>und</strong>ert<br />

Im Jahr 2005 wurde das vom Wirtschaftsministerium<br />

des Landes Baden-Württemberg<br />

aus Mitteln <strong>der</strong> Landesstiftung geför<strong>der</strong>te<br />

Verb<strong>und</strong>projekt MST-BASE 21 erfolgreich<br />

abgeschlossen. Dieses Projekt hatte<br />

zum Ziel, die wissenschaftlichen <strong>und</strong> technologischen<br />

Gr<strong>und</strong>lagen <strong>für</strong> zukünftige<br />

Entwicklungen im Bereich <strong>der</strong> <strong>Mikro</strong>systemtechnik<br />

zu etablieren. Die dabei im<br />

Vor<strong>der</strong>gr<strong>und</strong> stehenden Themenschwerpunkte<br />

lagen im Bereich des Trockenätzens<br />

<strong>und</strong> Waferbondes sowie in den<br />

Anwendungsgebieten zukünftiger Inertialplattformen<br />

<strong>und</strong> <strong>der</strong> Dosierung von Fluiden.<br />

Neben dem <strong>HSG</strong>-IMIT als Projektkoordinator,<br />

sind an diesem Projekt acht Industrieunternehmen<br />

aus unterschiedlichen<br />

Bereichen sowie das <strong>Institut</strong> <strong>für</strong> <strong>Mikro</strong>systemtechnik<br />

(IMTEK) <strong>der</strong> Universität Freiburg<br />

mit dem Lehrstuhl <strong>für</strong> Anwendungsentwicklung<br />

beteiligt. Im Rahmen des<br />

Projektes, das am 28.02.06 offiziell endet,<br />

wurden insgesamt sechs mikrotechnische<br />

Abb. 1: Detailansicht eines trocken geätzten<br />

Drehratensensors. Die ineinan<strong>der</strong><br />

greifenden kammartigen Strukturen haben<br />

einen Abstand von etwa 2,5 µm bei einer<br />

Höhe von 50µm<br />

28<br />

PROJEKTBERICHTE<br />

Komponenten <strong>und</strong> Systeme entwickelt. Im<br />

Bereich <strong>der</strong> Inertialsensorik gelang es,<br />

durch Verbesserungen beim Trockenätzen<br />

<strong>und</strong> Waferbonden Drehratensensoren mit<br />

verbesserten Eigenschaften zu realisieren<br />

(Abb.1). Durch eine intelligente Fusion<br />

von Drehraten- <strong>und</strong> Neigungssensor konnte<br />

ein inertiales Messsystem entwickelt<br />

werden, das die Eigenschaften bei<strong>der</strong><br />

Sensoren vorteilhaft kombiniert <strong>und</strong> dadurch<br />

die Realisierung eines schnellen<br />

Drehwinkelsensors ermöglicht. Im Bereich<br />

<strong>der</strong> Fluidik konnten durch Verbesserungen<br />

insbeson<strong>der</strong>e beim Waferbonden die Prozesse<br />

zur Herstellung von <strong>Mikro</strong>ventilen<br />

<strong>und</strong> damit <strong>der</strong>en Eigenschaften verbessert<br />

werden. Zur Messung von Gasströmungen<br />

wurde ein schneller Strömungssensor entwickelt,<br />

<strong>der</strong> u.a. eine bidirektionale Messung<br />

<strong>der</strong> Strömungsgeschwindigkeit <strong>und</strong><br />

damit des Masse- <strong>und</strong> Volumenstroms ermöglicht.<br />

Für die Messung <strong>der</strong> Taupunkttemperatur<br />

von Gasen, die insbeson<strong>der</strong>e<br />

in <strong>der</strong> Pneumatik eine wichtige Größe darstellt,<br />

wurde ein neuartiger thermischer<br />

Taupunktsensor entwickelt. Die Vorteile<br />

des Prinzips, die hauptsächlich aus <strong>der</strong><br />

mikrotechnischen Umsetzung resultieren,<br />

sind vor allem die Langzeitstabilität, die<br />

kurzen Ansprechzeiten <strong>und</strong> die Resistenz<br />

gegenüber aggressiven Medien. Durch die<br />

oben bereits erwähnten Weiterentwicklungen<br />

im Bereich des Trockenätzens <strong>und</strong><br />

Waferbondens konnten die Eigenschaften<br />

des am <strong>HSG</strong>-IMIT <strong>und</strong> IMTEK entwickelten<br />

TopSpot-Verfahrens verbessert werden<br />

(Abb. 2). Dieses Verfahren dient zur parallelen<br />

Dosierungen einer Vielzahl unterschiedlicher<br />

<strong>Mikro</strong>tröpfchen <strong>und</strong> wird zur<br />

Herstellung von sogenannten Microarrays<br />

eingesetzt. Weitere Verbesserungen konnten<br />

hierbei insbeson<strong>der</strong>e auch durch optimierte<br />

hydrophobe Oberflächenbeschichtungen<br />

erzielt werden.<br />

Abb. 2: Detailansicht <strong>der</strong> trocken geätzten<br />

Düsenstrukturen eines TopSpot Druckkopfes<br />

Kontakt: Dr.-Ing. Stephan Messner<br />

Telefon: +49 7721 943-243<br />

mobil: +49 173 322 87 02<br />

eMail: stephan.messner@hsg-imit.de

PROJEKTBERICHTE<br />

Wafer-Bumping im Direktschreibverfahren LotSpot<br />

In den letzten Jahren hat <strong>HSG</strong>-IMIT in<br />

Kooperation mit <strong>der</strong> regionalen Industrie<br />

eine komplette Prozesskette zur Produkion<br />

von RFID-Systemen entwickelt <strong>und</strong><br />

anhand einer Musterfertigung von 84.000<br />

Chipkarten qualifiziert. In dieser Prozesskette<br />

erfolgt die Chipkontaktierung durch<br />

einen temperaturgesteuerten Laserlötprozeß,<br />

<strong>der</strong> inzwischen patentiert werden<br />

konnte. Entscheidend <strong>für</strong> die Markteinführung<br />

dieser Produktionstechnik sind jeoch<br />

nicht nur die Vorteile <strong>der</strong> Einzeltechnologien<br />

son<strong>der</strong>n vor allem die technisch/<br />

wirtschaftliche Effizienz <strong>der</strong> gesamten<br />

Prozeßkette. Neben <strong>der</strong> Chipkontaktierung<br />

werden die Herstellungskosten in hohem<br />

Maße von <strong>der</strong> Waferkonditionierung vor<br />

<strong>der</strong> Bestückung bestimmt. In diesem Prozessschritt<br />

werden die Transpon<strong>der</strong>chips<br />

im Waferverb<strong>und</strong> mit lötfähigen Kontaktsystemen<br />

(Bumps) versehen, da die standardmäßig<br />

vorhandenen Al-Metallisierungen<br />

<strong>der</strong> Halbleiterfertigung <strong>für</strong> den Lötrozeß<br />

nicht geeignet sind. Bei <strong>der</strong> Mus-<br />

Abb. 1: Schematische Darstellung <strong>der</strong> Lotdosiervorrichtung<br />

Kontakt: Dr. Mani Alavi<br />

Telefon: +49 7721 943-133<br />

eMail: mani.alavi@hsg-imit.de<br />

terfertigung werden die Bumps im Rahmen<br />

eines Fremdauftrags hergestellt. Der<br />

da<strong>für</strong> verwendete Prozeß <strong>der</strong> sequenziellen<br />

Lotkugelplazierung ist <strong>für</strong> Mittel- <strong>und</strong><br />

Großserienfertigung überhaupt nicht geeignet.<br />

Daher soll im Rahmen des Projektes<br />

"LotSpot" ein neues Verfahren zum<br />

Waferbumping im Direktschreibverfahren<br />

- ausgehend von dem am <strong>HSG</strong>-IMIT <strong>und</strong><br />

IMTEK entwickelten <strong>und</strong> erprobten<br />

TopSpot-Verfahren - untersucht werden.<br />

Kernstück <strong>der</strong> geplanten Gr<strong>und</strong>lagenentwicklung<br />

ist die Konstruktion <strong>und</strong> die<br />

Erprobung einer piezoelektrisch angesteuerten<br />

Lotdosiervorrichtung mit einer<br />

Düsenplatte als Dosierelement. Das in<br />

einer beheizten Vorratskammer erzeugte<br />

Lot im flüssigen Zustand wird in einer<br />

Dosierkammer transportiert. Die Parallelosierung<br />

des Lots (gleichzeitige Erzeugung<br />

von Flüssigkeitstropfen) erfolgt nach dem<br />

Volumenverdrängungsprinzip durch Eintauchen<br />

eines Kolbens ins flüssige Lot.<br />

Bild 1 zeigt das Druckmodul mit dem<br />

Piezoaktor, dem Kolben <strong>und</strong> <strong>der</strong> beheizten<br />

Kammer. Bei den ersten Versuchen wurde<br />

als Düsenplatte ein Siliziumchip mit 24<br />

Düsen (Durchmesser: ca. 50 µm) verwendet.<br />

Die bisherigen Experimente zeigen,<br />

dass die Formierung <strong>der</strong> Bumps sowohl<br />

durch die Dynamik <strong>und</strong> die Kinetik <strong>der</strong><br />

Tropfenbildung während des Dosierprozesses,<br />

als auch durch die Reaktion <strong>der</strong><br />

flüssigen Lottropfen mit <strong>der</strong> Metallisierung<br />

<strong>der</strong> Chipanschlussfläche bestimmt wird.<br />

Bild 2 zeigt die durch Paralleldosierung<br />

des SAC-Lots (95.5% Sn 0.5%Cu 4% Ag)<br />

auf einer Au-beschichteten Siliziumoberfläche<br />

erzeugten Bumps. Das Projekt konzentriert<br />

sich z.Z. auf den Nachweis <strong>der</strong><br />

Prozessfähigkeit des LotSpot-Verfahrens.<br />

Der nächste Schritt ist die Untersuchung<br />

<strong>der</strong> Maschinenfähigkeit des Paralleldosierverfahrens.<br />

Dies soll in einem Folgeprojekt<br />

in enger Kooperation mit einem Firmenkonsortium<br />

aus Maschinenherstellern <strong>und</strong><br />

Anwen<strong>der</strong>n behandelt werden.<br />

Abb. 2: Parallel-dosierte Lotbumps auf einer<br />

Au-beschichteten Siliziumoberfläche<br />

29

"Adhesive Bonding" mit SU-8<br />

Als preiswertes Rapidprototyping-Verfahren<br />

zur Charakterisierung fluidischer<br />

Strukturen <strong>und</strong> Systeme wurde am <strong>HSG</strong>-<br />

IMIT ein "Adhesive Bonding" Prozess mit<br />

SU-8 entwickelt. Bereits seit Jahren werden<br />

<strong>für</strong> Anwendungen in <strong>der</strong> <strong>Mikro</strong>systemtechnik<br />

unterschiedliche Methoden<br />

zur Realisierung geschlossener fluidischer<br />

Systeme untersucht. In fast allen Fällen<br />

werden diese Kanäle <strong>und</strong> Kavitäten mit<br />

einem geeigneten Verbindungsverfahren<br />

gedeckelt.<br />

Das am <strong>HSG</strong>-IMIT eingesetzte SU-8 kann<br />

sowohl als strukturierte, klebende Verbindungsschicht<br />

zur Verbindung zweier Partner<br />

dienen o<strong>der</strong> als fluidische Struktur<br />

selbst, welche sich mit Silizium, Glas o<strong>der</strong><br />

Polyimid deckeln lässt. SU-8 ist ein Negativ-Fotolack<br />

auf Epoxidharzbasis, welcher<br />

mit den Standardprozessen <strong>der</strong> <strong>Mikro</strong>mechanik<br />

kompatibel ist. Das Verfahren ist<br />

30<br />

PROJEKTBERICHTE<br />

als ein "Ein-Masken-Prozess" <strong>der</strong> Halbleitertechnik<br />

schnell <strong>und</strong> preiswert im Vergleich<br />

zu Spritzguss o<strong>der</strong> Prägetechniken<br />

bei denen relativ aufwändige Werkzeuge<br />

angefertigt werden müssen. Das SU-8 ist<br />

im auspolymerisierten Zustand chemisch<br />

<strong>und</strong> thermisch sehr stabil. Der "Adhesive<br />

Bonding" Prozess beruht auf <strong>der</strong> Tatsache<br />

dass sich das SU-8 als fotostrukturierbares<br />

Epoxidharz analog zu Epoxidharzklebstoffen<br />

verhält. Statt dem Hinzufügen eines<br />

Härters welcher bewegliche Wasserstoffprotonen<br />

beinhaltet, werden die <strong>für</strong><br />

die Vernetzungsreaktion benötigten Wasserstoffprotonen<br />

im Fall des SU-8 durch<br />

eine Fotoaktivierung freigesetzt. Die Vernetzung<br />

<strong>der</strong> Molekülketten startet bei Erwärmung.<br />

Die Polarität <strong>der</strong> Epoxidharzgruppe<br />

erzeugt die Haftung <strong>und</strong> Verbindung.<br />

Für den Bondprozess werden Temperatur,<br />

Anpresskraft <strong>und</strong> Zeit benötigt.<br />

Die aufgebrachte Anpresskraft dient zum<br />

Ausgleich von Unebenheiten <strong>und</strong> <strong>für</strong> den<br />

engen Kontakt <strong>der</strong> Grenzflächen damit es<br />

zu Bindungen zwischen dem Epoxidharz<br />

<strong>und</strong> <strong>der</strong> zu bondenden Oberfläche kommen<br />

kann. Zu beachten ist, dass Bond<strong>und</strong><br />

Prozessparameter bei <strong>der</strong> Herstellung<br />

<strong>der</strong> SU-8 Strukturen miteinan<strong>der</strong> korrelieren<br />

<strong>und</strong> aufeinan<strong>der</strong> abgestimmt werden<br />

müssen.<br />

Bild 1 zeigt Strömungskanäle mit Höhen<br />

von 100µm <strong>und</strong> Breiten von 80µm.<br />

Bild 2 zeigt einen Strömungssensor welcher<br />

mit einem SU-8 Kanal in Kanalhöhen<br />

von 40 bis 200 µm hergestellt <strong>und</strong><br />

charakterisiert wurde. Mit dieser Methode<br />

war es möglich, mit einer flexiblen <strong>und</strong><br />

relativ einfachen Methode Strömungssensoren<br />

mit unterschiedlichen Kanalgeometrien<br />

zu testen <strong>und</strong> zu charakterisieren.<br />

Abb. 1: Strömungskanäle in SU-8 Abb. 2: Strömungssensor mit SU-8 Kanal<br />

Kontakt: Dipl.-Phys. Peter Nommensen<br />

Telefon: +49 7721 943-225<br />

eMail: peter.nommensen@hsg-imit.de

PROJEKTBERICHT<br />

Konditionierung von Wafern mittels dielektrischer<br />

Barrierenentladung zur Herstellung von Silizium-Mehrlagenaufbauten<br />

<strong>Mikro</strong>mechanische Systeme bestehen oftmals<br />

aus mehreren Lagen Silizium, die<br />

direkt (ohne Zwischenschicht) miteinan<strong>der</strong><br />

verb<strong>und</strong>en werden. Hierbei wird häufig<br />

gefor<strong>der</strong>t, dass nur bestimmte Bereiche<br />

eine Verbindung eingehen, während an<strong>der</strong>e<br />

Bereiche beweglich <strong>und</strong> somit voneinan<strong>der</strong><br />

getrennt bleiben müssen. Eine weitere,<br />

dringende For<strong>der</strong>ung ist, bereits metallisierte<br />

Wafer bei niedrigen Temperaturen<br />

zu bonden.<br />

Forschungsziel dieses AiF-geför<strong>der</strong>ten Projektes<br />

(AiF-ZUTECH, Laufzeit 01.11.04-<br />

31.10.06) ist zum einen, eine geeignete<br />

Vorbehandlung von Wafern zu entwickeln,<br />

die es ermöglicht, selektiv bondbare<br />

Bereiche auf einem Wafer zu erzeugen,<br />

<strong>und</strong> zum an<strong>der</strong>en, die Temperatur beim<br />

auf den Bondprozess folgenden Temperschritt<br />

auf metallverträgliche 400°C zu<br />

reduzieren. Hierzu soll bei Atmosphärendruck<br />

eine (selektive) Aktivierung/Hydrophilierung<br />

des Wafers mittels dielektrischer<br />

Barrierenentladung (DBD) zwischen<br />

Abb. 1: strukturierte DBD-Behandlung (oben: Si-Wafer<br />

strukturiert, Fall 1.; unten: Dielektrikum <strong>der</strong> Elektrode strukturiert,<br />

z.B. SU-8, Fall 2.)<br />

Kontakt: Dipl.-Phys. Peter Nommensen<br />

Telefon: +49 7721 943-225<br />

eMail: peter.nommensen@hsg-imit.de<br />

einer Elektrode <strong>und</strong> dem Wafer erfolgen.<br />

Im Rahmen des Projektes wurde in Kooperation<br />

mit dem Fraunhofer <strong>Institut</strong> <strong>für</strong><br />

Schicht- <strong>und</strong> Oberflächentechnik (FhG-<br />

IST) ein Versuchsaufbau konzipiert <strong>und</strong><br />

realisiert, mit dem sowohl eine ganzflächige<br />

als auch eine selektive, strukturierte<br />

Vorbehandlung eines Wafers erfolgen<br />

kann. Gr<strong>und</strong>sätzlich sind zwei Methoden<br />

<strong>der</strong> strukturierten Vorbehandlung denkbar:<br />

1. <strong>der</strong> zu behandelnde Wafer selbst ist<br />

strukturiert (geätzt), siehe Abb.1, oben<br />

2. die Elektrode, an <strong>der</strong> die DBD stattfindet,<br />

ist strukturiert (das Dielektrikum ist<br />

strukturiert), siehe Abb. 1, unten. Die Gasentladung<br />

(z.B. mit Sauerstoff, Stickstoff)<br />

zwischen <strong>der</strong> (beweglichen) Elektrode <strong>und</strong><br />

dem Wafer (feste Elektrode) findet bei Anlegen<br />

einer hochfrequenten Spannung in<br />

den Bereichen <strong>der</strong> höchsten elektrischen<br />

Feldstärke statt, d.h. bei geringstem Abstand<br />

(Fall 1.) bzw. bei dünnem Dielektrikum<br />

(Fall 2.). Somit erfolgt eine strukturierte<br />

Aktivierung bzw. Hydrophilierung <strong>der</strong><br />

zu bondenden Bereiche auf dem Wafer.<br />

Die Entladung selbst dauert nur wenige<br />

Sek<strong>und</strong>en. In Abb. 2 ist ein ebener, blanker<br />

Wafer dargestellt, <strong>der</strong> zunächst durch<br />

einen HF-Dip hydrophob gemacht <strong>und</strong><br />

mittels strukturierter DBD-Behandlung<br />

(Fall 2.) selektiv hydrophiliert wurde. Nach<br />

dem Eintauchen in ein Wasserbad ist deutlich<br />

zu erkennen, dass an den aktivierten<br />

Stellen die Oberfläche hydrophil (wasseranziehend)<br />

ist, während die nicht behandelten<br />

Bereiche hydrophob (wasserabstoßend)<br />

bleiben.<br />

Die bisher vielversprechendsten Ergebnisse<br />

wurden mit einer Vorbehandlung in<br />

Sauerstoffatmosphäre erzielt, nach <strong>der</strong> die<br />

gebondeten Proben teilweise nur noch<br />

zerstörend voneinan<strong>der</strong> getrennt werden<br />

konnten.<br />

Abb. 2: mittels DBD-Behandlung selektiv<br />

hydrophilierter Siliziumwafer<br />

31

32<br />

REM-Aufnahme eines trocken geätzten Drehratensensors

Publikationen <strong>und</strong> Marketing<br />

� Mitwirkung in Gremien<br />

� Diplomarbeiten<br />

� Poster-Sessions<br />

� Vorträge <strong>und</strong> Veröffentlichungen<br />

� Patente · Gebrauchsmuster<br />

� Messen <strong>und</strong> Veranstaltungen<br />

33

Mitwirkung in Gremien<br />

MITWIRKUNG IN GREMIEN<br />

B. Folkmer<br />

Mitglied im NEXUS User Supplier Club<br />

"Design, Modelling, Simulation"<br />

B. Folkmer<br />

Mitglied bei NAFEMS<br />

"The International Association for the<br />

Engineering Analysis Community"<br />

B. Folkmer<br />

Mitglied im AUC:<br />

"ANSYS User Club"<br />

B. Folkmer<br />

Mitglied des Vorstandes im VDC<br />

"Virtual Dimension Center" St.<br />

Georgen<br />

"ANSYS User Club"<br />

S. Messner<br />

Mitglied im Ausschuss <strong>der</strong> "Initiative<br />

<strong>Mikro</strong>Medizin" des VDE<br />

H. Reinecke<br />

Mitglied im Verband Elektrotechnik<br />

Elektronik <strong>Informationstechnik</strong> e.V.<br />

(VDE)<br />

34<br />

PUBLIKATIONEN & MARKETING<br />

H. Reinecke<br />

Mitglied <strong>der</strong> Gesellschaft Deutscher<br />

Chemiker e.V. (GDCH)<br />

H. Reinecke<br />

Mitglied des Vorstandes Micro<br />

Mountain e.V., Vilingen-Schwenningen<br />

H. Reinecke<br />

Mitglied im Arbeitskreis “<strong>Mikro</strong>plasmen”<br />

des VDI-TZ, Teltow<br />

M. Trächtler<br />

Mitglied im NEXUS User Supplier Club<br />

"Medical Devices"<br />

Roland Zengerle<br />

Mitglied in <strong>der</strong> "Strategiegruppe<br />

<strong>Mikro</strong>systemtechnik" des BMBF<br />

Roland Zengerle<br />

Advisory Board Member of the 11th<br />

"International Micromachine/Nanotech<br />

Symposium" held on November 10,<br />

2005 at the Science Museum in Tokyo<br />

Roland Zengerle<br />

Chairmen des <strong>Mikro</strong>systemtechnik-<br />

Kongress 2005 am 10.-12. Oktober<br />

2005 in Freiburg<br />

Wir sind Mitglied <strong>der</strong><br />

Arbeitsgemeinschaft industrieller<br />

Forschungsvereinigungen<br />

“Otto von Guericke” e.V. (AIF)<br />

Roland Zengerle<br />

Mitglied im Programm-Komitee des<br />

"10th International Conference on the<br />

Commercialization of Micro and Nano<br />

Systems" (COMS-05), 21.-25 August<br />

2005; Baden-Baden<br />

Roland Zengerle<br />

IEEE member

Diplomarbeiten<br />

Poster-Sessions<br />

DIPLOMARBEITEN<br />

Johannes Hoos<br />

Entwicklung <strong>und</strong> Implementierung eines<br />

Auswerteverfahrens <strong>für</strong> einen thermischen<br />

Feuchtesensor<br />

Mamoun Wahdan<br />

Untersuchung zur Steigerung <strong>der</strong> Integrationsdichte<br />

hochparalleler Druckverfahren<br />

Puszta, Berthold<br />

Untersuchung elektrostatischer <strong>Mikro</strong>generatoren<br />

Rötger Ter Nedden<br />

Entwicklung eines Protypen eines thermischen<br />

Feuchtesensors<br />

Sindjui Towo, Ghislan<br />

Neue Produktionstechnik zur Herstellung<br />

von kontaktlosen Chipkarten, Smart Labels<br />

<strong>und</strong> Multifunktionskarten<br />

Sören Müller<br />

"Untersuchungen zur Medienabhängigkeit<br />

mikromechanischer thermischer Massenstromsensoren<br />

Spreemann, Dirk<br />

Entwicklung miniaturisierter induktiver<br />

Vibrationsgeneratoren<br />

PUBLIKATIONEN & MARKETING<br />

POSTER-SESSIONS<br />

A. Schumacher, T. Goettsche,<br />

J. Kohnle,<br />

“IntelliDrug - An implantable closed<br />

loop oral drug delivery device”, Nanofor<br />

Life, Düsseldorf 26.01.05<br />

D. Warkentin, R. Steger, K. Hiltmann,<br />

H. Kück, P. Koltay, R. Zengele,<br />

“<strong>Mikro</strong>fluidische Strukturen aus Kunststoff<br />

<strong>für</strong> die <strong>Mikro</strong>dosierung”, 19.<br />

Stuttgarter Kunststoffkolloquium, Stuttgart<br />

09.-10.03.05<br />

R. Gronmaier, F.K.Gehring, J. Claußen,<br />

B. Scheufele, M. Grumann, C. Cupelli,<br />

J. Vierte, J. Kohnle, J. Ducrée,<br />

L. Schnie<strong>der</strong>, J. Rühe, Ch. Ziegler,<br />

H. Northoff, R.Zengerle<br />

“Haemo-Sense: Microfludic platform<br />

for mass sensitive blood-analytics”,<br />

Jahrestagung Arbeitskreis <strong>Mikro</strong>systemtechnik<br />

<strong>für</strong> die Biotechnologie,<br />

St. Augustin 20.06.05<br />

R. Gronmaier, F.K. Gehring, J.Claußen,<br />

B. Scheufele, M. Grumann,<br />

S. Haeberle, C. Cupelli, J. Viertel,<br />

J. Kohnle, J. Ducrée, S. Messner,<br />

J. Rühe, Ch. Ziegler, H. Northoff,<br />

R. Zengerle<br />

“<strong>Mikro</strong>fluidische Plattform <strong>für</strong> die massensensitive<br />

Blutanalytik”, <strong>Mikro</strong>systemtechnik<br />

Kongress, Freiburg,<br />

10.10.2005<br />

D. Spreemann, Y. Manoli, B. Folkmer,<br />

D. Mintenbeck,<br />

"Modellbildung <strong>für</strong> <strong>Mikro</strong>induktionsgeneratoren<br />

mit Verifikation am Beispiel<br />

eines Multi-Mode Vibrations-<br />

Transducers", MST2005,<br />

10.-12.10.2005, Freiburg<br />

D. Spreemann, Y. Manoli, B. Folkmer,<br />

D. Mintenbeck,<br />

"Novel non-resonant vibration transducer<br />

for energy harvesting",<br />

PowerMEMS05, 28.-30.11.2005, Tokio,<br />

Japan<br />

35

Vorträge <strong>und</strong><br />

Veröffentlichungen<br />

R. Steger, D. Warketin, K. Hiltmann, S.<br />

Messner, H. Kück, H. Sandmaier,<br />

P. Koltay, R. Zengerle,<br />

“Micronozzles fabriacted by Injection<br />

Moulding with High-Speed Micromilled<br />

Mould Cavity”, MEMS 2005, Miami,<br />

30.01.05<br />

T. Göttsche, H. Ernst, R. Gronmaier, M.<br />

Reichen, J. Koltay, S. Messner,<br />

H. Sandmaier,<br />

“Analog multistable flow-controller for<br />

portable delivery systems”, BioMED<br />

2005, Innsbruck, 18.02.05<br />

D. Warketin, R. Steger, K. Hiltmann,<br />

H. Kück, P. Koltay, R. Zengerle,<br />

“<strong>Mikro</strong>fluidische Srukturen aus Kunststoff<br />

<strong>für</strong> die <strong>Mikro</strong>dosierung”, 19. Stuttgarter<br />

Kunststoffkolloquium, Stuttgart, 19. -<br />

20.03.05<br />

H. Scheithauer, P. Nommensen,<br />

Dr. M. Alavi,<br />

“Laserunterstütztes Flip-Chip-Bonden auf<br />

flexiblen Schaltungsträgern”, ZVEI Workshop,<br />

Stuttgart, 08.06.05<br />

R. Steger, D. Warkentin, K. Hiltmann, S.<br />

Messner, H. Kück. H. Sandmaier,<br />

P. Koltay, R. Zengerle,<br />

“Disposable Multichannel Nanoliterdispenser<br />

witz Micronozzles Fabricated<br />

by Injection Moulding”, Transducers<br />

2005, Seoul, Juni 05<br />

A. Schumacher, T. Göttsche, J. Kohnle,<br />

A. Wolff, B. Beiski,<br />

“IntelliDrug - Intelligent intra-oral drug<br />

36<br />

PUBLIKATIONEN & MARKETING<br />

delivery microsystem”, BMT 2005,<br />

Nürnberg, 14.09.05<br />

R. Gronmaier, F. Gehring, J. Claußen,<br />

B. Scheufele, M. Grumann, S. Haeberle,<br />

C. Cupelli, J. Viertel, J. Kohnle, J. Ducrée,<br />

S. Messner, H. Nordhoff, J. Rühe,<br />

R.Zengerle<br />

“<strong>Mikro</strong>fluidische Plattform <strong>für</strong> die massensensitive<br />

Blutanalytik”, <strong>Mikro</strong>systemtechnik-Kongress,<br />

Freiburg, 10.10.05<br />

M. Ashauer,<br />

“<strong>Mikro</strong>mechanische Thermisch Sensoren”,<br />

<strong>Mikro</strong>systemtechnik-Kongress,<br />

Freiburg, 10.10.05<br />

M. Kunze, S. Billat, H. Glosch,<br />

M. Ashauer,<br />

“Thermischer Taupunktsensor”, <strong>Mikro</strong>systemtechnik-Kongress,<br />

Freiburg, 10.10.05<br />

T. Lindemann, H. Ashauer, T. Goettsche,<br />

H. Sandmaier, Y. Yu, R.-P. Peters ,<br />

D. Sassano, A. Bellone, A. Scardovi,<br />

R. Zengerle, P. Koltay,<br />

“Bubble jet printhead with integrated<br />

nozzle plate”, Tagungsband MEMS,<br />

Miami<br />

H. Reinecke,<br />

“<strong>Mikro</strong>systemtechnik (MST) <strong>und</strong> Nanotechnik:<br />

Herausfor<strong>der</strong>ung <strong>für</strong> die Forschung,<br />

Entwicklung <strong>und</strong> Industrie”,<br />

Sensor Magazin 3/2005<br />

H. Scheithauer, M. Alavi, P. Nommensen,<br />

H. Sandmaier,<br />

“New Interconnection Technology for<br />

Chips on Flexible Substrates”,Tagungsband<br />

Tansducers 05<br />

S. Messner, J. Schaible, H. Sandmaier,<br />

R. Zengerle,<br />

“3-way silicon microvalve for pneumatic<br />

applications with electrostatic actuation<br />

Principle”, Microfluidics and Nanofluidics<br />

Mai 2005<br />

A. Schumacher, T. Göttsche, J. Kohnle,<br />

A. Wolff, B. Beiski,<br />

“IntelliDrug - Intelligent intra-oral drug<br />

delivery micro-system”, Zeitschrift <strong>für</strong><br />

Biomedizinische Technik 09/2005<br />

J. Kohnle, A. Schumacher, T. Göttsche,<br />

S. Messner,<br />

“IntelliDrug -Intelligentes Medikamenten-<br />

<strong>Mikro</strong>dosiersystem <strong>für</strong> den M<strong>und</strong>raum”,<br />

Tagungsband <strong>Mikro</strong>systemtechnik-Kongress<br />

10/2005<br />

R. Gronmaier, F. Gehring, J. Claußen,<br />

B. Scheufele, M. Grumann, J. Viertel,<br />

J. Kohnle, H. Nordhoff, J. Rühe,<br />

“<strong>Mikro</strong>fluidische Plattform <strong>für</strong> die massensensitive<br />

Blutanalytik”, Tagungsband<br />

<strong>Mikro</strong>systemtechnik-Kongress, Freiburg,<br />

10.10.05<br />

D. Spreemann, Y. Manoli, B. Folkmer,<br />

D. Mintenbeck,<br />

"Novel non-resonant vibration transducer<br />

for energy harvesting", PowerMEMS05,<br />

28.-30.11.2005, Tokio, Japan<br />

B. Folkmer, D. Spreemann, Y. Manoli,<br />

"Auslegung elektromagnetischer <strong>Mikro</strong>generatoren<br />

mit Workbench, ANSYS classic<br />

& Visualisierung <strong>der</strong> Ergebnisse im<br />

VR", CADFEM Users' Meeting 2005,<br />

09.-11.11.2005, Bonn

Patente<br />

Gebrauchsmuster<br />

PATENTE<br />

Blasenfrei befüllbarer Fluidkanal (DE<br />

10325110), Patent in Deutschland<br />

Drehratensensor mit entkoppelten orthogonalen<br />

Primär- <strong>und</strong> Sek<strong>und</strong>äschwingungen<br />

(DE19641284), Patent in Deutschland,<br />

Europa, USA, Japan<br />

Fluidhandhabungsvorrichtung mit Formatwandlung<br />

(EP1171232), Patent in<br />

Europa, USA, Australien, Japan, Kanada<br />

Mechanischer Oszillator <strong>und</strong> Verfahren<br />

zum Erzeugen einer mechanischen<br />

Schwingung (DE 19811025), Patent in<br />

Deutschland<br />

<strong>Mikro</strong>dosiervorrichtung (DE19802368),<br />

Patent in Deutschland, Europa, USA, Japan<br />

<strong>Mikro</strong>dosiervorrichtung <strong>und</strong> Verfahren<br />

zum Betreiben <strong>der</strong>selben (DE19706513),<br />

Patent in Deutschland, Europa, USA<br />

<strong>Mikro</strong>dosiervorrichtungsarray <strong>und</strong> Verfahren<br />

zum Betreiben desselben<br />

(DE19802367), Patent in Deutschland<br />

<strong>Mikro</strong>ventilanordnung (DE19909069),<br />

(gemeinsames Patent mit mehreren<br />

Industrieunternehmen), Patent in Deutschland<br />

Variabler Flusswi<strong>der</strong>stand (DE 10254312),<br />

Patent in Deutschland<br />

Verfahren <strong>und</strong> Vorrichtung zum Herstellen<br />

von Lötverbindungen (DE 10255088),<br />

(gemeinsames Patent mit einem Industrie-<br />

PUBLIKATIONEN & MARKETING<br />

unternehmen), Patent in Deutschland<br />

Verfahren <strong>und</strong> Vorrichtung zum Simulieren<br />

einer Drehrate <strong>und</strong> Verwendung von<br />

simulierten Drehraten zur initialen Kalirierung<br />

von Drehratensensoren o<strong>der</strong> zur<br />

In-Betrieb-Nachkalibirerung von Drehratensensoren<br />

(DE 10321962), Patent in<br />

Deutschland<br />

Verfahren <strong>und</strong> Vorrichtung zur Verarbeitung<br />

von analogen Ausgangssignalen von<br />

kapazitiven Sensoren (DE 10059775),<br />

Patent in Deutschland<br />

Verfahren zum Laserlöten von Halbleiterchips<br />

(DE19850595), Patent in Deutschland<br />

Verfahren zur berührungslosen Temperaturmessung<br />

sowie Detektorkopf zur berührungslosen<br />

Temperaturmessung<br />

(DE10035343), Patent in Deutschland<br />

Verfahren zur Herstellung eines Fluidelements,<br />

Fluidbauelement <strong>und</strong> Analysevorrichtung<br />

(DE10060433), Patent in<br />

Deutschland (gemeinsames Patent mit<br />

einem Industrieunternehmen)<br />

Vorrichtung <strong>und</strong> Verfahren zum Aufbringen<br />

einer Mehrzahl von <strong>Mikro</strong>tröpfchen<br />

auf ein Substrat (EP 1212133), Patent in<br />

Europa, Australien, China, Hong Kong,<br />

Kanada<br />

Vorrichtung <strong>und</strong> Verfahren zum Thermokompressionsbonden,<br />

<strong>und</strong> Thermokompressionsbonden<br />

(EP0947281) Patent in<br />

Europa (gemeinsames Patent mit einem<br />

Industrieunternehmen)<br />

DEUTSCHE GEBRAUCHSMUSTER<br />

<strong>Mikro</strong>mechanischer Beschleunigungssensor<br />

(DE29622968)<br />

Verfahren zur Herstellung eines Fluidelements,<br />

Fluidbauelement <strong>und</strong> Analysevorrichtung<br />

(DE20020606), (gemeinsames<br />

Gebrauchsmuster mit einem Industrieunternehmen)<br />

37

38<br />

PUBLIKATIONEN & MARKETING<br />

Messen <strong>und</strong> Veranstaltungen<br />

I+e Messe, Freiburg<br />

27. - 29. Januar<br />

Freiburg<br />

Sensor Messe<br />

13. - 15. Mai<br />

Nürnberg<br />

Zemis-Veranstaltung<br />

23. Juni<br />

Villingen-Schwenningen<br />

COMS, Kongress + Messe<br />

22. - 25. August<br />

Baden-Baden<br />

PowerMEMS<br />

28. - 30. November<br />

Tokio, Japan<br />

Preis: “Best-Poster-Award”<br />

MST-Kongress<br />

10. - 12. Oktober<br />

Freiburg<br />

BioTechnica Messe<br />

18. - 20. Oktober<br />

Hannover<br />

ComPaMed Messe<br />

16. - 18. November<br />

Düsseldorf<br />

50 Jahre <strong>HSG</strong><br />

Auftaktveranstaltung<br />

25. November<br />

Villingen-Schwenningen<br />

Bürgerabend<br />

8. Dezember<br />

Villingen-Schwenningen

IMPRESSUM<br />

Redaktion<br />

Gestaltung<br />

Druck<br />

Mitarbeiter <strong>der</strong> Bereiche<br />

Monika Teichner<br />

Monika Teichner<br />

Revellio Druck & Medien GmbH<br />

Villingen-Schwenningen<br />

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