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01.02.2011 | Technical Paper | Ausgabe 2/2011

Microsystem Technologies 2/2011

Characterisation of high aspect ratio non-conductive ceramic microstructures made by spark erosion

Zeitschrift:
Microsystem Technologies > Ausgabe 2/2011
Autoren:
T. Hösel, P. Cvancara, T. Ganz, C. Müller, H. Reinecke

Abstract

The spark erosion process is widely used for micro structuring. Its possibility to structure materials independent of their material properties like high hardness or melting temperature enables to address a large material diversity. However the process requires a minimal electrical conductivity of 0.1 Scm−1. Nevertheless recent research has shown that the usage of an assisting electrode makes a processing of non-conductive materials possible. Thus even ceramics like Al2O3 or ZrO2 can be processed. These materials are becoming more and more interesting for industrial application and the field of miniaturisation due to their outstanding material characteristics like high hardness, bending strength, melting temperature and chemical inertness. In this study a new lacquer based assisting electrode is used to erode bars in zirconia samples. For this purpose a modular tool concept is established. Bars with aspect ratios of more than 80 are generated. The achieved bar heights are 1.5 mm and the smallest bar width is 8 μm. Furthermore a characterisation of the sidewall angles showed mean values between 0.4° and 2.2° depending on the bar height and width.

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