Lehre am mst

Praktika

Hier finden Sie eine Übersicht über die am Institut angebotenen Praktika. Dies umfasst das Spezialisierungsfachpraktikum und die APMB-Versuche.

Am Lehrstuhl Mikrosystemtechnik wird sowohl das Spezialisierungsfachpraktikum „Charakterisierung eines Beschleunigungssensors” im Umfang von sechs Unterschriften als auch die APMB-Versuche „CNC - Mikrofräse” und „AFM - Rasterkraftmikroskop” im Umfang von jeweils einer Unterschrift im Rahmen des Master-Spezialisierungsfachs Mikrosystemtechnik angeboten. Nähere Informationen finden Sie im Folgenden:

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Auswertung der Charakterisierung eines Beschleunigungssensors (c)
Auswertung der Charakterisierung eines Beschleunigungssensors

Im Rahmen dieses Praktikums soll in einer 3-4 köpfigen Projektgruppe ein Versuchsstand zum Ausmessen von Beschleunigungssensoren konzipiert und realisiert werden. Mit Hilfe dieses Messstandes wird dann ein gegebener analoger Beschleunigungssensor statisch und dynamisch charakterisiert. Das projektorientierte Praktikum hat einen Umfang von 6 APMB-Versuchen.

Die einzelnen Teammitglieder stellen innerhalb dieses Projektes den Projektleiter/in, Moderator/in und Schriftführer/in. Zusätzlich finden begleitende Schulungsmaßnahmen statt, die für eine erfolgreiche Bewältigung des Projektes notwendig sind. Im Einzelnen sind folgende Themen zu bearbeiten

  • Systemanalyse des gesamten Systems
  • Realisierung der benötigten Hardwarekomponenten
  • Realisierung der Software
  • Testen der Komponenten
  • Testen des gesamten Systems
  • Durchführung der Messungen inkl. Protokollierung

Die Abbildung zeigt beispielhaft die grafische Darstellung der Charakterisierung eines Beschleunigunssensors, wie sie im Praktikum erarbeitet wird.

Beispiel eines im Praktikum gefrästen Einkaufschips (c)
Beispiel eines im Praktikum gefrästen Einkaufschips

Das Fräsen von Mikrostrukturen mithilfe einer CNC(computer numerical control)-Maschine ist eine direkte und flexible Herstellungsmethode. Die gewünschten Werkstücke können ohne aufwendige Formen, Schablonen oder ähnliche Vorlagen gefertigt werden. Der Entwurf der Strukturen kann direkt am Computer erfolgen. Die erstellten Daten können dann in der CNC-Maschine abgearbeitet und damit das gewünschte Werkstück erzeugt werden.

Dieser APMB-Versuch soll am Beispiel eines Einkaufschips die Entwicklungsschritte von der Idee bis zum Produkt durchspielen. Das Praktikum beginnt mit einer kurzen theoretischen Einführung und bietet anschließend ausreichend Zeit eine eigene Idee umzusetzen.

Im praktischen Teil soll jeder Teilnehmer sein eigenes Design erstellen. Dazu wird das CAD Programm LibreCAD und eine Vorlage des Chips verwendet. Anschließend wird das Steuerprogramm für die Herstellung der Strukturen auf der CNC-Fräse  im G-Code geschrieben. Sind die Programme fertiggestellt, werden sie überprüft und gegebenenfalls gemeinsam korrigiert. Nachdem die CNC-Maschine justiert und die benötigten Fräsparameter definiert sind, können die Chips gefertigt werden. Zur Erinnerung können die Teilnehmer ihre selbst entworfenen Produkte mit nach Hause nehmen. 

Das Bild zeigt Beispielhaft einen Chip, in den ein Plattenspieler gefräst worden ist.

Ergebniss der Vermessung einer CD (c)
Ergebniss der Vermessung einer CD

Das Rasterkraftmikroskop (engl.: Atomic Force Microscope, kurz: AFM) ist im Bereich der Mikro- und Nanosystemtechnik ein weit verbreitetes Messmittel. Es ermöglicht die dreidimensionale Oberflächenvermessung von Strukturen mit Abmessungen von wenigen zehn Nanometern. Damit können die einzelnen Pits, die zur Informationsspeicherung auf einer CD genutzt werden, sichtbar gemacht und vermessen werden.

Im Rahmen des Praktikums werden zum einen die theoretischen Grundlagen der Rastersondenmikroskopie und insbesondere der Rasterkraftmikroskopie besprochen. Zum anderen werden mithilfe des am Institut verfügbaren NaioAFM der Firma Nanosurf Messungen an verschiedenen Proben durchgeführt. Dies umfasst neben der eigentlichen Messung auch die Vorbereitung und Einstellung des AFM und die Auswertungen und Visualisierung der gewonnen Messdaten.

In der Abbildung ist beispielhaft die AFM-Aufnahme einer CD dargestellt. Das Messfenster umfasst ca. 15 x 15 µm.

Weiterführende Informationen und Skripte zu den einzelnen Praktika können im Infopool Mikrosystemtechnik in ILIAS (Login erforderlich) eingesehen und heruntergeladen werden.

Die Anmeldung zu den verschiedenen Versuchen erfolgt ebenfalls im Infopool Mikrosystemtechnik (ILIAS).