Tribologische Sub-Mikrometer Schichten für Mikrosysteme

Im Rahmen der Miniaturisierung müssen die Mikrokomponenten hinsichtlich Zuverlässigkeit und Lebensdauer makroskopischen Systemen ebenbürtig sein. Eine Lösungsmöglichkeit um diese Zuverlässigkeit zu gewährleisten ist die Optimierung von Reibung und Verschleiß. Die hier vorgestellten Schichten bieten eine Auswahl von mikrotribologischen Schichtsystemen, die basierend auf etablierten Systemen entwickelt und in ihren Dimensionen angepasst wurden. Hierzu wurden Hart‐ und Superhartschichten wie DLC (Diamond Like Carbon, diamantähnlicher Kohlenstoff), CNX, cBN und Al2O3 optimiert und untersucht. Zum besseren Verständnis der tribologischen Prozesse und einer Abschätzung der Effekte, die in Mikrosystemen auftreten, erfolgte die Charakterisierung mit dem makroskopischen Stift‐Scheibe Test (Pin on Disc), sowie auf der Nanometerskala mit rasterkraftmikroskopischen Verfahren und einem speziell entwickelten Verschleißtester.

With increasing interest in microelectromechanical systems (MEMS) a high demand on performance and lifetime arises. One option to improve this reliability is the optimization of friction and wear behaviour. Therefore we present a selection of well established systems that were scaled to serve as microtribological coatings. Hard and superhard coatings like DLC, CNx, cBN and Alumina were investigated and optimized.For a better understanding of the tribological processes and the occuring effects in microsystems we used the macroscopic pin on disc test as well as nanoscale characterization like AFM based nanoindentation and a newly developed tape abrasive wear test.