Lehre am mst

Vorlesungen

Auf dieser Seite finden Sie einen Überblick über die Vorlesungen des Lehrstuhls Mikrosystemtechnik sowie Links zu weiterführenden Informationen und offiziellen Seiten der Universität Stuttgart.

Die Vorlesungen umfassen neben den Grundlagen der Mikrosystemtechnik und den Technologien und Prozessabläufen zur Herstellung mikro- und nanosystemtechnischer Komponenten und Bauteilen auch die Funktionsweisen verschiedener Sensoren und Aktoren. Weiterhin bietet der Lehrstuhl eine Vorlesung zum Thema Mikrofluidik. Nähere Informationen zu den einzelnen Vorlesungen finden Sie im Folgenden:

Technologien der Nanon- und Mikrosystemtechnik I

Ziel der Vorlesung ist es, Prozessabläufe bei der Herstellung von modernen Bauelementen der Mikroelektronik sowie der Nano- und Mikrosystemtechnik kennen zu lernen und zu verstehen. Nach einer Einführung in die Thematik werden zunächst die wichtigsten Materialien – insbesondere Silizium – vorgestellt. Anschließend werden die bedeutendsten Prozesse zur Herstellung von mikroelektronischen und mikrosystemtechnischen Bauelementen und Systemen behandelt. Insbesondere werden die Grundlagen zur Dünnschichttechnik, zur Lithographie und zu den Ätzverfahren vermittelt. Abschließend werden als Vertiefung die Prozessabläufe der Oberflächen- und Bulkmikromechanik kurz vorgestellt und erläutert. Anhand von Anwendungsbeispielen wird gezeigt, wie durch eine geschickte Aneinanderreihung der einzelnen Prozesse komplexe Bauelemente, wie elektronische Schaltungen oder Mikrosysteme, hergestellt werden können.

Technologien der Nanon- und Mikrosystemtechnik II

Die Vorlesung vermittelt den Studierenden die Grundlagen, um die spezifischen Prozessabläufe zur Herstellung von modernen Bauelementen der Mikrosystemtechnik zu verstehen. Nach einer kurzen Einführung in die Thematik werden die Oberflächenmikromechanik (OMM), die Bulkmikromechanik (BMM), die Röntgenlithographie und das LIGA-Verfahren ausführlich behandelt, und die Grundlagen zu den einzelnen technologischen Prozessen vermittelt. Anhand von Anwendungsbeispielen wird gezeigt, wie durch eine geschickte Aneinanderreihung der einzelnen Prozesse komplexe Bauelemente der Nano- und Mikrosystemtechnik, wie zum Beispiel Druck-, Beschleunigungssensoren und das Digital Mirror Device (DMD) hergestellt werden können.

Grundlagen der Mikrosystemtechnik

Die Vorlesung vermittelt den Studierenden die Grundlagen und das Basiswissen zur Gestaltung und Entwicklung von mikrotechnischen Funktionselementen, Sensoren und Systemen. Anhand der Skalierung von physikalischen Gesetzen und Größen werden die Grundlagen vermittelt, die zur Auslegung und Berechnung von Bauelementen und Systemen der Mikrosystemtechnik benötigt werden. Es werden die Grundlagen zur Auslegung von schwingungsfähigen Systemen, wie sie in Beschleunigungssensoren und Drehratensensoren erforderlich sind, vermittelt. Einen weiteren Schwerpunkt bilden die in der Mikrosystemtechnik bedeutendsten Wandlungsprinzipien und die Beschreibung anisotroper Effekte. Die gewonnenen Kenntnisse werden anschließend eingesetzt, um den Aufbau und die Funktionsweise der wirtschaftlich bedeutenden Mikrosensoren zu erläutern. Ausführlich wird auf die Mikrosensoren zur Messung von Abständen beziehungsweise Wegen, Drücken, Beschleunigungen, Drehraten, magnetischen und thermischen Größen sowie Durchflüssen, Winkel und Neigungen eingegangen. Da Mikrosensoren heute in der Regel ein elektrisches Ausgangssignal liefern, werden auch für die Sensorsignalauswertung wichtige elektronische Schaltungen behandelt.

Grundlagen der Mikrosystemtechnik (Übungen)

Die Übungen zu Grundlagen der Mikrosystemtechnik ergänzen die Vorlesung Grundlagen der Mikrosystemtechnik (Modul 33540).

Der Inhalt ist weitgehend identisch mit denen der Vorlesung Grundlagen der Mikrosystemtechnik. Dabei werden die in der Vorlesung behandelten Grundlagen durch Übungsaufgaben vertieft.

Mikroaktorik und Mikrofluidik

Hinweis: Das Modul Mikrofluidik und Mikroaktorik läuft aus! Der Vorlesungsteil Mikrofluidik wird im Wintersemester 2017/18 zum letzten mal gehalten, der Vorlesungsteil Mikroaktorik findet im Sommersemester 2018 zum letzten mal statt!

Die Vorlesung ist in zwei Teile aufgeteilt, die weitgehend unabhängig voneinander sind. Während im Wintersemester die Mikrofluidik behandelt wird, wird im Sommersemester schwerpunktmäßig auf die Mikroaktorik eingegangen. In keinem Teil der Vorlesung werden die vermittelten Kenntnisse des anderen Teils vorausgesetzt. Die Vorlesung kann deshalb sowohl im Sommer als auch im Wintersemester begonnen werden.

Im Vorlesungsteil mit dem Schwerpunkt Mikrofluidik werden die physikalischen Grundlagen zu Fluideigenschaften und zur Fluiddynamik vermittelt sowie die Randbedingungen beim miniaturisieren von Fluidsystemen dargestellt. Des Weiteren wird die Entwicklung, Funktionsweise und Herstellung von mikrofluidischen Bauelementen und Aktoren anhand bereits realisierter Systeme (z.B. Lab-on-a-Chip-Systeme) analysiert.

Im Vorlesungsteil mit dem Schwerpunkt Mikroaktorik werden die physikalischen Grundlagen zur Mikroaktorik vermittelt. Anhand von Übungen werden die vermittelten Kenntnisse vertieft. Es werden insbesondere die elektrostatischen, die piezoelektrischen, die magnetischen, magneto- und elektrostriktiven sowie die thermischen Aktorprinzipien behandelt. Dabei werden auch die Auswirkungen einer Miniaturisierung auf das Aktorprinzip (Kraft, Weg, Geschwindigkeit bzw. Frequenz, Leistungsverbrauch, etc.) analysiert. Des Weiteren wird auf die Entwicklung und Funktionsweise bereits realisierter mikroaktorischer Bauelemente und Systeme eingegangen.

Weiterführende Informationen zu den Vorlesungen können in den Modulhandbüchern der verschiedenen Studiengänge im C@MPUS-Portal der Universität Stuttgart eingesehen werden. Die dort angegebenen Informationen sind verbindlich. 

Vorlesungsskripte können über C@MPUS oder direkt aus dem Infopool Mikrosystemtechnik in ILIAS (Login erforderlich) heruntergeladen werden.

Terminverschiebungen oder kurzfristige Raumänderungen werden ebenfalls im Infopool Mikrosystemtechnik (ILIAS) bekanntgegeben.

Ansprechpartner

Univ. Prof. Dr.-Ing.

Hermann Sandmaier

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