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Ein modulares Baukastensystem für anwendungsspezifische Mikrosysteme

 
: Schünemann, M.

Heimsheim: Jost-Jetter Verlag, 2003, 163 S.
Zugl.: Stuttgart, Univ., Diss., 2002
IPA-IAO Forschung und Praxis, 387
ISBN: 3-936947-20-1
Deutsch
Dissertation
Fraunhofer IPA ()
Baukasten; Baukastensystem; Mikrosystemtechnik; modulares Baukastenprinzip; Mikrosystem; Miniaturisierung

Abstract
Miniaturisierungs- und Mikrosystemtechniken werden weltweit als eine der zukunftsbestimmenden Schlüsseltechnologien betrachtet. Der Vielfalt von mikrosystemtechnischen Prototypen aus dem Forschungssektor steht bislang jedoch nur eine relativ kleine Minderheit industriell gefertigter mikrosystemtechnischer Produkte gegenüber. Das Haupthemmnis für den Einsatz intelligenter miniaturisierter Systeme liegt dabei in der Nichtverfügbarkeit von Mikrokomponenten und -systemen in kleinen und mittleren Stückzahlen zu marktakzeptablen Preisen. Die vorliegende Arbeit leistet einen Beitrag zur wissenschaftlich fundierten Analyse von Modularisierungsstrategien und -konzepten sowie der zu ihrer Realisierung notwendigen Entwurfs- und Fertigungstechniken für das Gebit der intelligenten miniaturisierten Systeme.
Das entwickelte busmodulare mikrotechnische Baukastensystem beruht auf einer Trennung der Konstruktionsinformationen in offene und verdeckte Informationen und orientiert sich dabei sowohl am fertigungsorganisatorischen Ablauf als auch an den wirtschaftlichen Interessen der Baustein- und Systemhersteller.
Der Anwender kann ausgehend von seinen Anforderungen analog zum üblichen Konstruktionsprozess für die ermittelten Einzelfunktionen passende Bausteine aus dem Baukasten auswählen. Dabei ist der interne Aufbau der Bausteine nur von untergeordneter Bedeutung.
Ein vertikales, dreidimensionales Aufbauprinzip, das auf bereits vorverarbeitete, gehauste Module zurückgereift, erwies sich als meistgeeignete Entwurfsalternative zur aufbau- und verbindungstechnischen Realisierung modularer mikrotechnischer Bausteine. Der modulare Aufbau erfordert dabei eine Anzahl von elektrischen, optischen, fluidtechnischen und mechanischen Verbindungen und Verbindungsebenen sowohl zwischen den Bausteinen als auch zur Verbindung des modularen Systems mit der Aussenwelt. Da derartige vertikal montierbare Mikrosystemgehäuse bislang nicht verfügbar waren, wird eine neuer Packaging-Ansatz, basierend auf dem Prinzip der flächenverteilten elektrischen Kontaktierung, vorgestellt. Darüber hinaus werden die zu seiner Umsetzung notwendigen Fertigungstechnologien erörtert. Beispielhafte modulare Mikrosysteme werden diskutiert.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-19132.html