Dünne Schichten als Innovationsmotor - Anwendungen gesucht
(pressebox) Kaufbeuren, 16.04.2014 - Die Dünnschichttechnik (DST) beherrscht seit langem das hochgenaue Aufbringen sehr dünner Ebenen aus verschiedensten Materialien. Bisher war diese Technologie aber den meisten Anwendern aufgrund der hohen Investitionen in Prozessentwicklung und Produktionsanlagen verschlossen - Sensor-Technik Wiedemann ändert dies.
Die Prozesse zur Herstellung dünnster Schichten sind auch Grundlagen der Halbleiterfertigung und damit hinreichend bekannt. Trotzdem ist das Potential der Dünnschichttechnik bei weitem noch nicht ausgenutzt. Gründe dafür sind neben dem fehlenden Wissen über die weiteren Einsatzmöglichkeiten auch der hohe Entwicklungsaufwand und die hohen Investitionen in Produktionsanlagen.
Weitere Anwendungen außerhalb der Halbleiterfertigung sind in erster Linie in der Sensorik denkbar. Dünnschichten reagieren empfindlich und reproduzierbar auf Kräfte, Verformung, Temperatur, Licht, chemische Substanzen usw. Bei geeignetem Design ist aber auch die Erfassung von Magnetfeldern und elektrischen Strömen mit einer räumlichen Auflösung von wenigen µm möglich.
Nickel, Chrom, Kupfer, SiO2, TiON, und NiCr sind nur einige der Materialien, mit denen Schichten bis 1,5 µm Stärke extrem haftend auf alle glatten Oberflächen aufgebracht werden können. Eine Strukturierung ab einer Breite von 10 µm ist dabei möglich. Eine der bisher kaum genutzten Optionen der DST ist die direkte Applikation auf anwendungsspezifische Verformungskörper. So haben Schichten auf 50µm dünnen Blechen schon ein neues Verfahren zur magnetischen Positionsmessung ermöglicht.
Um Dünnschichttechnik erfolgreich einzusetzen, ist zunächst eine kompetente Beratung notwendig, in der ein Vorhaben auf Eignung für die DST untersucht wird. Stärken der Technik müssen benannt und bekannt sein: Vielfältigste und auch mehrlagige Anordnung verschiedener Materialien, geringster Platzbedarf, geringe Stückkosten, hohe Stabilität und Robustheit (bis 300°C), hochgenaue und reproduzierbare Abmessungen, extreme Haftung. Diese Vorteile ergeben ein breites Einsatzgebiet.
Aber auch die Schwächen wie hohe Initialkosten, komplexe Entwicklungs- und Produktionsprozesse, eingeschränkte Geometrien der Substrate, begrenzte Materialauswahl und anspruchsvolle Verbindungstechnik, müssen zwischen Anwender und DST-Experten besprochen werden.
Ist das Problem mit Dünnschichttechnik elegant lösbar, müssen neben einer wirtschaftlichen Rentabilitätsabschätzung die ersten Konzepte erstellt und zusammen mit dem Kunden bewertet werden. Zu entscheiden ist, ob ein Betrag im vierstelligen EUR-Bereich investiert werden soll, um Prototypen mit dem favorisierten Design aufzubauen. Bis die ersten Serienteile gefertigt und dem Kunden geliefert werden können, sind noch viele weitere Schritte notwendig, die aber auf Wunsch alle durch Sensor-Technik Wiedemann (STW) durchgeführt werden: Simulation, Produkt- und Prozessdesign, Fertigung der Muster, Verifikation und schließlich Einführung der Serienproduktion nach ISO/TS 16949.
In mehreren erfolgreichen Projekten hat das in Kaufbeuren ansässige Unternehmen bereits die Rolle des Partners für technische Dünnschichten übernommen und erweitert nun sein Dienstleistungsangebot um die genannten Bereiche. Zielgruppe des neuen Betätigungsfeldes sind Unternehmen, die selbst über keine entsprechenden Kenntnisse oder Produktionsanlagen verfügen, die aber trotzdem das Potential der DST nutzen möchten.
Sensor-Technik Wiedemann stellt also in Zukunft als DST-Dienstleister sein Dünnschicht-Know-how und die hauseigenen Produktionsanlagen anderen Unternehmen zur Verfügung.
Von der Idee bis zur Serienfertigung haben Anwender damit die Möglichkeit, begleitet von Experten, Dünnschichttechnik in eigenen Produkten zu nutzen.
Die Prozesse zur Herstellung dünnster Schichten sind auch Grundlagen der Halbleiterfertigung und damit hinreichend bekannt. Trotzdem ist das Potential der Dünnschichttechnik bei weitem noch nicht ausgenutzt. Gründe dafür sind neben dem fehlenden Wissen über die weiteren Einsatzmöglichkeiten auch der hohe Entwicklungsaufwand und die hohen Investitionen in Produktionsanlagen.
Weitere Anwendungen außerhalb der Halbleiterfertigung sind in erster Linie in der Sensorik denkbar. Dünnschichten reagieren empfindlich und reproduzierbar auf Kräfte, Verformung, Temperatur, Licht, chemische Substanzen usw. Bei geeignetem Design ist aber auch die Erfassung von Magnetfeldern und elektrischen Strömen mit einer räumlichen Auflösung von wenigen µm möglich.
Nickel, Chrom, Kupfer, SiO2, TiON, und NiCr sind nur einige der Materialien, mit denen Schichten bis 1,5 µm Stärke extrem haftend auf alle glatten Oberflächen aufgebracht werden können. Eine Strukturierung ab einer Breite von 10 µm ist dabei möglich. Eine der bisher kaum genutzten Optionen der DST ist die direkte Applikation auf anwendungsspezifische Verformungskörper. So haben Schichten auf 50µm dünnen Blechen schon ein neues Verfahren zur magnetischen Positionsmessung ermöglicht.
Um Dünnschichttechnik erfolgreich einzusetzen, ist zunächst eine kompetente Beratung notwendig, in der ein Vorhaben auf Eignung für die DST untersucht wird. Stärken der Technik müssen benannt und bekannt sein: Vielfältigste und auch mehrlagige Anordnung verschiedener Materialien, geringster Platzbedarf, geringe Stückkosten, hohe Stabilität und Robustheit (bis 300°C), hochgenaue und reproduzierbare Abmessungen, extreme Haftung. Diese Vorteile ergeben ein breites Einsatzgebiet.
Aber auch die Schwächen wie hohe Initialkosten, komplexe Entwicklungs- und Produktionsprozesse, eingeschränkte Geometrien der Substrate, begrenzte Materialauswahl und anspruchsvolle Verbindungstechnik, müssen zwischen Anwender und DST-Experten besprochen werden.
Ist das Problem mit Dünnschichttechnik elegant lösbar, müssen neben einer wirtschaftlichen Rentabilitätsabschätzung die ersten Konzepte erstellt und zusammen mit dem Kunden bewertet werden. Zu entscheiden ist, ob ein Betrag im vierstelligen EUR-Bereich investiert werden soll, um Prototypen mit dem favorisierten Design aufzubauen. Bis die ersten Serienteile gefertigt und dem Kunden geliefert werden können, sind noch viele weitere Schritte notwendig, die aber auf Wunsch alle durch Sensor-Technik Wiedemann (STW) durchgeführt werden: Simulation, Produkt- und Prozessdesign, Fertigung der Muster, Verifikation und schließlich Einführung der Serienproduktion nach ISO/TS 16949.
In mehreren erfolgreichen Projekten hat das in Kaufbeuren ansässige Unternehmen bereits die Rolle des Partners für technische Dünnschichten übernommen und erweitert nun sein Dienstleistungsangebot um die genannten Bereiche. Zielgruppe des neuen Betätigungsfeldes sind Unternehmen, die selbst über keine entsprechenden Kenntnisse oder Produktionsanlagen verfügen, die aber trotzdem das Potential der DST nutzen möchten.
Sensor-Technik Wiedemann stellt also in Zukunft als DST-Dienstleister sein Dünnschicht-Know-how und die hauseigenen Produktionsanlagen anderen Unternehmen zur Verfügung.
Von der Idee bis zur Serienfertigung haben Anwender damit die Möglichkeit, begleitet von Experten, Dünnschichttechnik in eigenen Produkten zu nutzen.
