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

Autor: Sebastian Bengsch

ISBN: 978-3-95900-693-4

Dissertation, Leibniz Universität Hannover, 2022

Herausgeber der Reihe: Hans Jürgen Maier

Band-Nr.: impt 01/2022

Umfang: 162 Seiten, 211 Abbildungen

Schlagworte: Kunststoffspritzguss, Sensor, Polyetheretherketon (PEEK), Thermoplast, Kunststoffsubstrat

Kurzfassung: 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.