Entwicklung eines lithographiefreien Fertigungsverfahrens für AMR-Magnetfeldsensoren basierend auf spritzgegossenen Kunststoffsubstraten

Research output: ThesisDoctoral thesis

Authors

  • Sebastian Bengsch
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Details

Translated title of the contributionDevelopment of a lithography-free manufacturing process for AMR magnetic field sensors based on injection-molded plastic substrates
Original languageGerman
QualificationDoctor of Engineering
Awarding Institution
Supervised by
Date of Award12 Apr 2022
Place of PublicationGarbsen
Print ISBNs3959006934, 9783959006934
Electronic ISBNs978-3-95900-705-4
Publication statusPublished - 2022

Abstract

Mikrosysteme werden in der Regel mittels Lithographie, PVD-Beschichtungen und galvanischer Abscheidung hergestellt. Die meisten Mikrosysteme benötigen zur Strukturierung verschiedene Lithographieschritte. Die Belichtung und Belackung benötigen prozessbedingt eine Reinraumumgebung sowie eine UV-Licht-Abschirmung. Die Nachteile hierbei sind die Infrastrukturkosten und geringe 3D-Fähigkeit der Strukturierung. Der neue Ansatz dieser Arbeit ist die Fertigung kompletter Mikrosysteme außerhalb der Reinraumumgebung aufgrund des Verzichts der Lithographie. Anstelle der Strukturierung einzelner Siliziumwafer werden mittels Kunststoffspritzguss Substrate gefertigt, die auf einem mittels Lithographie und Galvanik gefertigtem Formeinsatz in hohen Stückzahlen gefertigt werden können. Die mit diesem Verfahren vorstrukturierten Substrate bestehen aus einem Laser-direkt-strukturierbaren (LDS) Hochtemperaturthermoplast Polyetheretherketon (PEEK). Die Kombination der Vorstrukturierung des Substrats, der 3D-Fähigkeit des Spritzgusses sowie die Funktionalisierung des Substrats ermöglichen nun eine deutliche Reduzierung der Prozesskette gegenüber der konventionellen Fertigung von Mikrosystemen.

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title = "Entwicklung eines lithographiefreien Fertigungsverfahrens f{\"u}r AMR-Magnetfeldsensoren basierend auf spritzgegossenen Kunststoffsubstraten",
abstract = "Mikrosysteme werden in der Regel mittels Lithographie, PVD-Beschichtungen und galvanischer Abscheidung hergestellt. Die meisten Mikrosysteme ben{\"o}tigen zur Strukturierung verschiedene Lithographieschritte. Die Belichtung und Belackung ben{\"o}tigen prozessbedingt eine Reinraumumgebung sowie eine UV-Licht-Abschirmung. Die Nachteile hierbei sind die Infrastrukturkosten und geringe 3D-F{\"a}higkeit der Strukturierung. Der neue Ansatz dieser Arbeit ist die Fertigung kompletter Mikrosysteme au{\ss}erhalb der Reinraumumgebung aufgrund des Verzichts der Lithographie. Anstelle der Strukturierung einzelner Siliziumwafer werden mittels Kunststoffspritzguss Substrate gefertigt, die auf einem mittels Lithographie und Galvanik gefertigtem Formeinsatz in hohen St{\"u}ckzahlen gefertigt werden k{\"o}nnen. Die mit diesem Verfahren vorstrukturierten Substrate bestehen aus einem Laser-direkt-strukturierbaren (LDS) Hochtemperaturthermoplast Polyetheretherketon (PEEK). Die Kombination der Vorstrukturierung des Substrats, der 3D-F{\"a}higkeit des Spritzgusses sowie die Funktionalisierung des Substrats erm{\"o}glichen nun eine deutliche Reduzierung der Prozesskette gegen{\"u}ber der konventionellen Fertigung von Mikrosystemen.",
author = "Sebastian Bengsch",
note = "Dissertation",
year = "2022",
language = "Deutsch",
isbn = "3959006934",
series = "Berichte aus dem IMPT",
school = "Gottfried Wilhelm Leibniz Universit{\"a}t Hannover",

}

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TY - BOOK

T1 - Entwicklung eines lithographiefreien Fertigungsverfahrens für AMR-Magnetfeldsensoren basierend auf spritzgegossenen Kunststoffsubstraten

AU - Bengsch, Sebastian

N1 - Dissertation

PY - 2022

Y1 - 2022

N2 - Mikrosysteme werden in der Regel mittels Lithographie, PVD-Beschichtungen und galvanischer Abscheidung hergestellt. Die meisten Mikrosysteme benötigen zur Strukturierung verschiedene Lithographieschritte. Die Belichtung und Belackung benötigen prozessbedingt eine Reinraumumgebung sowie eine UV-Licht-Abschirmung. Die Nachteile hierbei sind die Infrastrukturkosten und geringe 3D-Fähigkeit der Strukturierung. Der neue Ansatz dieser Arbeit ist die Fertigung kompletter Mikrosysteme außerhalb der Reinraumumgebung aufgrund des Verzichts der Lithographie. Anstelle der Strukturierung einzelner Siliziumwafer werden mittels Kunststoffspritzguss Substrate gefertigt, die auf einem mittels Lithographie und Galvanik gefertigtem Formeinsatz in hohen Stückzahlen gefertigt werden können. Die mit diesem Verfahren vorstrukturierten Substrate bestehen aus einem Laser-direkt-strukturierbaren (LDS) Hochtemperaturthermoplast Polyetheretherketon (PEEK). Die Kombination der Vorstrukturierung des Substrats, der 3D-Fähigkeit des Spritzgusses sowie die Funktionalisierung des Substrats ermöglichen nun eine deutliche Reduzierung der Prozesskette gegenüber der konventionellen Fertigung von Mikrosystemen.

AB - Mikrosysteme werden in der Regel mittels Lithographie, PVD-Beschichtungen und galvanischer Abscheidung hergestellt. Die meisten Mikrosysteme benötigen zur Strukturierung verschiedene Lithographieschritte. Die Belichtung und Belackung benötigen prozessbedingt eine Reinraumumgebung sowie eine UV-Licht-Abschirmung. Die Nachteile hierbei sind die Infrastrukturkosten und geringe 3D-Fähigkeit der Strukturierung. Der neue Ansatz dieser Arbeit ist die Fertigung kompletter Mikrosysteme außerhalb der Reinraumumgebung aufgrund des Verzichts der Lithographie. Anstelle der Strukturierung einzelner Siliziumwafer werden mittels Kunststoffspritzguss Substrate gefertigt, die auf einem mittels Lithographie und Galvanik gefertigtem Formeinsatz in hohen Stückzahlen gefertigt werden können. Die mit diesem Verfahren vorstrukturierten Substrate bestehen aus einem Laser-direkt-strukturierbaren (LDS) Hochtemperaturthermoplast Polyetheretherketon (PEEK). Die Kombination der Vorstrukturierung des Substrats, der 3D-Fähigkeit des Spritzgusses sowie die Funktionalisierung des Substrats ermöglichen nun eine deutliche Reduzierung der Prozesskette gegenüber der konventionellen Fertigung von Mikrosystemen.

M3 - Dissertation

SN - 3959006934

SN - 9783959006934

T3 - Berichte aus dem IMPT

CY - Garbsen

ER -

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