Download Mikroroboter und Mikromontage: Aufbau, Steuerung und Planung by Sergej Fatikow PDF

By Sergej Fatikow

Die Mikrosystemtechnik (MST) zielt darauf ab, verschiedenste Funktionen auf kleinstem Raum zu realisieren. Ein Mikrosystem besteht in der Regel aus verschiedenartigen, z.B. mechanischen, optischen oder elektronischen, Komponenten, die sehr genau zusammengefügt werden müssen. Markante Beispiele sind Abtastköpfe für CD-Spieler, mikrooptische und -optoelektronische Bausteine für Kommunikationssysteme oder Mikrosensoren für die Automobil-, Umwelt-, Bio- oder Sicherheitstechnik. Die versatile roboterbasierte Mikromontage nebst speziellen Montageplanungs- und Steuerungstechniken wird heute als die Schlüsseltechnologie zur industriellen Beherrschung der MST angesehen. Multifunktionale Mikromontagestationen mit direkt angetriebenen mobilen, hochpräzisen Mikrorobotern - so genannte "Desktop-Stationen" - sind eine wichtige Säule dieser Schlüsseltechnologie, da konventionelle Industrieroboter aufgrund ihrer konzeptionellen Grenzen für viele Mikromontageaufgaben ungeeignet sind. Der Mensch entsendet quasi den kleinen künstlichen "Helfer" in den Montageraum und versucht dadurch, seine eigene Mikromanipulationsfähigkeit zu verbessern. Das vorliegende Buch liefert zum ersten Mal eine systematisierte Gesamtsicht auf die Mikromontage- und Mikroroboterproblematik. Es ist für alle Hochschulen, Forschungseinrichtungen und Industrieunternehmen interessant, die die Wichtigkeit der Mikromontageproblematik für die Entwicklung moderner Produkte erkannt haben und in diese Technologie einsteigen wollen bzw. auf dem Gebiet aktiv sind. Die interessierten Einsteiger können problemlos den größten Teil des präsentierten Stoffes verarbeiten, denn die notwendigen technischen Erklärungen wurden nach Möglichkeit ohne größeren mathematischen "Tiefgang" gehalten.

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Berücksichtigt man die schnellen Fortschritte in der MST und Mikrorobotik, dann wird es offensichtlich, daß die Montage von Mikrosystemen, d. h. das zerstörungsfreie Transportieren, das präzise Manipulieren und exakte Positionieren von Mikrokomponenten, eine für flexible Mikroroboter prädestinierte Anwendung darstellt. 5 Anwendungen der Mikrosystemtechnologie und Mikrorobotik 21 Mikroroboter benötigt, die sowohl Mikromanipulationen durchführen als auch sich über große Strecken bewegen können. Weiter unten werden wir diesen für die Industrialisierung der Mikrosystemtechnik wichtigen Anwendungsbereich eingehend diskutieren.

In der Industrie und speziell der Prüf- und Meßtechnik kommt außerdem hochsensiblen Prüfverfahren, die in Mikrodimensionen vorstoßen, eine besondere Bedeutung zu. Eine wichtige Aufgabe stellt das Testen von mikroelektronischen Chips dar, wobei mehrere KontrollsteIlen eines Wafers mit einem Temperatur- oder Spannungsmeßfühler berührt werden sollen. Um diese schwierige und heute oft manuell ausgeführte Operation zu automatisieren, werden Robotersysteme benötigt, die sowohl sehr präzise Manipulationen durchführen als auch sich über längere Strecken bewegen können und somit als Waferprober einsetzbar sind.

Auch das für die Rasterelektronenmikroskopie benötigte Vakuum stellt aufgrund der relativen Staubpartikelfreiheit einen Vorteil dar. Um einen Eindruck über REM-basierte Mikromanipulationssysteme zu bekommen, werden zunächst zwei solche Systeme kurz vorgestellt. 4 zu sehen. 4 Das Mikromanipulationssystem in einem REM (Quelle - Uppsala University) Die Arbeitsfläche in diesem System besteht aus einem geheizten Arbeitstisch, der auf Temperaturen von 800-1000°C gebracht werden kann, um Mikromontageschritte wie etwa anodisches Bonden ausführen zu können.

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