AVT in der Microsystemtechnik – Der Biegebalken Kraftsensor

Themengebiet: Kursbereich für die InnoVET-Kurse / Schnittstellenmodule in der Mikrosystemtechnik

In diesem praxisorientierten Seminar erhalten Sie fundierte Kenntnisse über die Funktionsweise und Anwendung von Instrumentenverstärkern, Wheatstone-Brückenschaltungen und Blockkondensatoren. Sie lernen, elektrische Schaltungen zu analysieren und Spannungen mit der 2. Kirchhoff’schen Regel zu berechnen. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Dickschicht-Hybridtechnik: Sie erfahren, was diese Technik auszeichnet, welche Arbeitsschritte und Materialien erforderlich sind und wie ein typischer Fertigungsprozess aussieht. Praktische Übungen, wie die Herstellung eines Maskenlayouts und die Durchführung eines Siebdrucks, runden das Seminar ab. Darüber hinaus werden Sie mit den Sicherheitsvorschriften im Umgang mit Lösungsmitteln, Pasten und heißen Oberflächen vertraut gemacht. Durch die Verknüpfung von Theorie und Praxis können Sie Ihr Wissen direkt anwenden, die Anlagen sicher bedienen und gezielt mit Datenblättern arbeiten.

Kursgebühr: kostenfrei

Das Wichtigste auf einen Blick:

Kursinformationen

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Überblick

Layout mit Design-Software Eagle

Software Fusion 360 (Eagle): Einsatz (wie, wofür, was, Endprodukt), Bedienung der Software, Erstellung des Schaltplans und Layouts
Definition von Design-Regeln (z. B. Anzahl Leiterbahn unter Bauteil)
Anordnung der Bauteile und Strukturen

Stromlaufplan und Bauteile

Beschreibung einzelner Bauteile und ihrer Funktion, insbesondere auch Begründung der genutzten Brückenschaltung
Elektrotechnische Komponenten, die mit Dickschichtpasten aufgedruckt werden können

Wheatstone'sche Messbrücke

Einsatzgebiete Wheatstone‘sche Brückenschaltung
Halbmessbrücke, Viertelmessbrücke, Vollmessbrücke (Aufbau, Vorteile, Auswahl der Widerstände, Anordnung)
Darstellungsformen für Brückenschaltungen
Abgeglichene und nicht abgeglichene Brückenschaltung
Herleitung der Brückenschaltungsformeln aus den Formeln des Spannungsteilers
Rechenaufgaben

Siebherstellung und Siebdruck

Kennwerte Sieb
Herstellverfahren von Drucksieben
Erreichbare Strukturgröße und limitierende Voraussetzungen
Druckvorgang
Definition der Begriffe: Rakel, MESH-Zahl, Siebabsprung

Dickschichttechnik

Dickschichttechnologie, Dickschicht-Hybridschaltkreis (und Bezug zum Projekt)
Vor- oder/und Nachteile der Dickschicht-Hybridtechnik gegenüber der Standard-Leiterplattentechnik mit diskreten Bauelementen
Typischer Prozessablauf für die Herstellung eines Dickschicht-Hybridschaltkreises
Typisches Brennprofil für Widerstände und Leiterbahnen, Interpretation der einzelnen Temperaturschritte
Veränderung der Druckstrukturen nach verschiedenen Prozessschritten

Materialien

Unterscheidung der Hauptbestandteile der Leitpasten, Widerstandspasten und Isolationspasten
Unterschiedliche Einsatzgebiete für Isolationspasten
Abgleich von Widerständen in der Industrie
Handhabung von Pasten (Mehrfachbrennen, Fehldrucke, richtige Lagerung und Handhabung)

Herstellung eines Biegebalken-Kraftsensors

Kompletter Prozessablauf
Verwendung von Anlagen und Messgeräten
Datenblätter für Löt- und Siebdruckpasten filtern

Berechnung der Schichtdicken

Herleitung der Formeln für die Schichtdicke (theoretisch)
Berechnung der zu erwartenden Schichtdicken für unser Substrat
Schichtdicke messen und mit dem theoretischen Wert vergleichen

Flächenwiderstand

Vorhersage zum erwarteten Widerstand anhand der Datenblätter
Flächenwiderstand (=Schichtwiderstand) der Leiterbahnen (Datenblatt und Messung mit 4‑Spitzen-Messgerät)
Rechenaufgaben

Temperaturkoeffizienten

Temperaturkoeffizienten bestimmen (Theorie, Formeln, welche Messungen werden dafür benötigt)
Rechenaufgaben
Messung bei unterschiedlichen Temperaturen (25 °C bis 200 °C) und Berechnung des Temperaturkoeffizienten

Finaler Aufbau, Abgleich der Brückenschaltung und Auswertung

Trimmen der Widerstände
k-Faktor bestimmen (Theorie, Herleitung, notwendige Messungen)
Keyence-Mikroskop-Bilder der Strukturen (in allen praktischen Schritten)
Oberflächenprofil (mit einem Tencor/Dektak; in allen praktischen Schritten) und Vergleich mit einer optischen Höhenmessung (Keyence-Mikroskop)
Löten der SMD Bauteile
Aufnahme Kraft-Spannungsdiagramm
Endabnahmeprotokoll

Teilnahmevorraussetungen

Ausbildung zum/r Mikrotechnologen/in oder
Ausbildung in artverwandten Berufen oder
Quereinsteiger/innen oder
Interessierte am Thema

Termine

nach Absprache

Anbieterinformationen

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Regionales Berufsbildungszentrum des Kreises Steinburg Fachbereich Mikro- und Nanotechnologien

Das Regionale Berufsbildungszentrum des Kreises Steinburg (RBZ) ist als Anstalt öffentlichen Rechts eines der größten Berufsbildungszentren des Landes. Der Fachbereich MNT ist überregionaler Kooperationspartner in der Berufsaus-, Fort- und Weiterbildung und unternehmensinternen Personalentwicklung. Maßgebliche institutionelle Einrichtung der Aufstiegsfortbildung für Mikrotechnolog*innen ist die integrierte Staatliche Technikerschule für MNT mit dem Abschluss Bachelor Professional. Im Sinne des Projektziels der Durchgängigkeit und Gleichwertigkeit beruflicher und akademischer Bildung entwickelt der Fachbereich ein hochwertiges und vielfältiges Masterprogramm aufbauend auf den bisherigen Bachelor- und Techniker*innenabschlüssen (Master/ Master Professional) mit verschiedenen Partner*innen.