Mikrosystemtechnik
Die Mikrosystemtechnik (MST, engl. micro systems technology), selten auch Mikrosystemtechnologie, ist ein Teilbereich der Mikrotechnik und beschäftigt sich mit der Entwicklung und Herstellung von Mikrosystemen. Dabei werden beispielsweise mikromechanische oder mikrooptische Bauelemente mit mikroelektronischen Schaltungen in einem komplexen System kombiniert und integriert.
Verfahren und Anwendung
In Mikrosystemen wirken Sensoren, Aktoren und Datenverarbeitung zusammen. Für die Herstellung komplexer Mikrosysteme werden daher Verfahren und Methoden aus unterschiedlichen Mikrotechniken kombiniert. Dazu zählen die Mikromechanik, die Mikrofluidik und die Mikrooptik (Sensoren, Aktoren) sowie die Mikroelektronik (Datenverarbeitung, elektronische Schnittstellen). Integration zu einem System erfolgt sowohl als diskrete Komponenten (siehe Aufbau- und Verbindungstechnik), als auch monolithisch in Halbleitermaterialien wie kristallinem Silizium oder Gallium-Arsenid (siehe Dünnschichttechnik). Die genutzten Verfahren zur Herstellung sind dabei sehr vielfältig, neben typischen Dünnschichttechniken werden auch Abformtechniken (wie LIGA), Ätztechniken usw. genutzt. Dabei nutzt die MST nahezu jede Art von Werkstoffen wie Metalle, Halbleiter, Keramiken, Sol-Gel-Materialien, Kunststoffe und viele mehr.
Typische Anwendungen sind Sensoren und Aktoren in einer Vielzahl von Bereichen wie der Elektrotechnik, Verkehrstechnik und Medizintechnik. Die Aktoren werden beispielsweise aus Formgedächtnislegierungen gefertigt, die vorteilhafte Leistungsdichten aufweisen, die vor allem im Mikrosystemtechnik Bereich genutzt werden können[1]. Des Weiteren werden bereits bestehende Methoden aus anderen Bereichen (Informatik, Biotechnologie und Nanotechnologie) aufgenommen und zu neuen Systemen kombiniert. Die Abmessungen der funktionsbestimmenden Strukturen liegen im Mikrometerbereich, was als Abgrenzung zur Nanotechnologie herangezogen wird.
Ein Randbereich der MST ist die Mikroverfahrenstechnik, die sich mit physikalischen und/oder chemischen Prozessen beschäftigt, die in mikrostrukturierten Apparaten ablaufen.
Begriff
Hinsichtlich des Begriffs Mikrosystemtechnik gibt es in der englischsprachigen Literatur keine einheitliche Definition. So wird in Europa meist die Bezeichnung Micro Systems Technology (MST) genutzt. In den USA bezieht man sich hingegen meist auf die Mikrosysteme selbst und weniger auf die dahinterliegende Technik, sodass dort die Begriffe Micro-Electro-Mechanical Systems und Micro-Opto-Mechanical Systems beziehungsweise ihre griffigen Abkürzungen MEMS und MOMS genutzt werden. Ähnlich sind die Verhältnisse in Japan, wo jedoch der Begriff Micromachines vorherrscht.
Weblinks
Einzelnachweise
- Folienbasierter Miniaturaktor: „Krokodil“ mit Formgedächtnis. 26. Februar 2018, abgerufen am 14. Juni 2019 (deutsch).