25.07.2018

Vielseitige optische Multisensor-Technologie in der Fertigung mikrofluidischer Systeme

Es gibt heute viele verschiedene optische Messprinzipien, die alle ihren spezifischen Anwendungsbereich haben. Wo Infrarotlicht emittierende chromatische Sensoren hauptsächlich für Schichtdickenmessungen verwendet werden, werden chromatische Weißlichtsensoren für schnelle und genaue Messungen von Profil, Topographie und Rauheit an Proben bis 1000 mm × 1000 mm eingesetzt. Die x,y-Auflösung dieser Sensoren variiert zwischen 1,8 μm und 12 μm. Der Messbereich liegt in der Regel zwischen 100 μm und 10 mm und liefert eine maximale vertikale Auflösung von 3 nm bis 100 nm.

Als Anwendungsbeispiel einer FRT Multisensor-Konfiguration ist die Messung von Laser geschweißten Konturen in der MEMS-Fertigung zu nennen.

Wenn es um MEMS-Komponenten wie z.B. mikrofluidische Systeme geht, ist das Laserschweißen eine mögliche Lösung für die Montage. Die Laserschweißtechnik erzeugt flüssige und luftdichte Nähte. Die Vorteile des Laserschweißens liegen in seiner hohen Geschwindigkeit, Präzision und Wiederholgenauigkeit, was es zu einer idealen Technologie für die Inline-Produktion macht. Das Laserschweißen im Bereich MEMS arbeitet nach dem Prinzip der Lichtabsorption.

Zwei Polymerschichten, eine opak (Folie), die zweite transluzent (mit Folie abzudeckende Komponente), werden übereinander gelegt. Ein Laserstrahl dringt durch die transparente Schicht ein und trifft auf die lichtabsorbierende (obere) Schicht. Die Photonen des Lasers werden von der opaken Schicht absorbiert, die gerade genug Wärmeenergie erzeugt, um die beiden Polymere an einer bestimmten Stelle präzise zu verschmelzen. Dies ermöglicht Nahtbreiten von ca. 200 μm in der Breite. Zwischen diesen Nähten wird die Folie angehoben. Der Höhenunterschied ist eine sehr interessante Information für die F&E und Produktionsqualität.

Für diese Anwendung können unsere (automatisierte) Multisensor-Messgeräte der MicroProf® Serie eingesetzt werden. Durch ihr modulares Konzept vereinen unsere Messgeräte die Stärken mehrerer verschiedener Messprinzipien in einem voll integrierten Messsystem. In einem solchen Szenario misst ein hochauflösender chromatischer Punktsensor Profile, Topographie oder die Rauheit der Nahtbreiten der Bauteile. Ein Schichtdickensensor kann zur Messung der Dicke der Oberfolie eingebaut werden. Für hochauflösende Vergrößerungen ausgewählter Bereiche des Bauteils kommt ein AFM- oder Konfokalmikroskop zum Einsatz. Die Hauptvorteile unserer Multisensor-Messgeräte sind ihre Anpassungsmöglichkeiten, der geringere Platzbedarf und der zukunftssichere und kosteneffiziente Betrieb.

Durch das Hinzufügen der Thermoeinheit zum MicroProf® können Sie mit unseren optischen Sensoren Messungen der Oberflächentopographie Ihrer mikrofluidischen Systeme unter kontrollierter thermischer Beanspruchung durchführen. Sowohl vollautomatische Messungen der Oberflächentopographie bei unterschiedlichen Temperaturen, als auch Verweilzeiten bei konstanten Temperaturen sind komplett einstellbar. Die Thermoeinheit ist als Erweiterung für alle FRT-Messgeräte erhältlich und wird als separates Modul wie ein normaler Probenhalter montiert.

Ob Labor, Entwicklung, Qualitätssicherung oder Produktion – FRT bietet die passende Messtechnik für Ihre MEMS-Anwendung. Zögern Sie nicht uns bei Fragen zu kontaktieren. Unsere Experten helfen Ihnen gerne bei der Lösung Ihrer Messaufgaben, indem sie die bestmögliche Systemkonfiguration für Sie erstellen. Eine umfassende Lösung besteht unserer Ansicht nach neben der Hard- und Softwareentwicklung auch in ergänzenden Dienstleistungen und einem effektiven technischen Kundendienst. FRT bietet über ein globales Netzwerk aus Zweigniederlassungen und Distributoren zur Unterstützung vor Ort. Mithilfe des FRT Remote-Supports können unsere Experten weltweit Kunden bei Fragen zur Seite zu stehen.