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08.02.2013 | Mikroelektronik | Im Fokus | Onlineartikel

Neue Entwurfsmethodik erlaubt höchstkomplexe Mikro-Elektromechanische-Systeme

Autor:
Andreas Burkert

Dank einer universellen Entwurfsmethodik für MEMS lassen sich neue höchstkomplexe Produkte, wie Mikrospiegel-Arrays entwickeln. Zudem vereinfacht sich dadurch das Handling zwischen Elektronik- und Mechanik-Design, der Fertigung sowie der anschließenden Produktintegration.

Mikro-Elektromechanische-Systeme (MEMS) sind winzige Bauelemente, die Beschleunigung, Druck, Entfernung, Temperatur, Licht oder chemische Konzentrationen auf kleinstem Raum messen und elektronisch verarbeiten können. Sie sorgen heute im Rahmen von leistungsfähigen und kompakten Sensor- und Aktorsystemen zum Beispiel dafür, dass sich Airbags vor dem Aufprall eines Autos aufblasen, der Gefäßdruck oder Sauerstoffgehalt im Bereich der Intensivmedizin gemessen wird oder Digitalkameras wackelnde Bewegungen ausgleichen.

Mit einer Art Baukastensystem wollen nun Forscher künftig die Lücken zwischen der Chip- und Sensorfertigung sowie der anschließenden Integration der Bausteine in Produkte schließen. Damit werden die Möglichkeiten einer breiten MEMS-Anwendung im professionellen und sicherheitsrelevanten Umfeld enorm erweitert. Zudem können kleine und mittelgroße Unternehmen dank der neuen Methoden in Zukunft auch MEMS entwerfen und viel häufiger und in größerer Vielfalt als heute in ihre Produkte integrieren.

Neuartige Sensor- und Aktorsysteme

Die neuen Entwicklungsansätze für MEMS, die im Forschungsprojekt 'Schaltplan-basierter Entwurf von MEMS für Anwendungen in Optik und Robotik' – kurz MEMS2015, erforscht werden, ermöglichen in Zukunft ganz neue Lösungen in den Leitanwendungen Optik und Robotik. So sind weitreichende Anwendungen von Mikrospiegel-Arrays denkbar, wie sie bereits heute in Projektoren eingesetzt werden. Damit können zum Beispiel einmal Bilder über eine Art Brille direkt auf die Netzhaut projiziert werden. In der Robotik können Kraftfühler und Profilometer entwickelt werden, die Oberflächen noch genauer als bisher analysieren beziehungsweise einen äußerst genauen Tastsinn nachbilden.

Mikroelektronik-Design

Elementare Dinge, wie ein schaltplanbasierter Entwurf, werden im Mikroelektronik-Design bereits erfolgreich genutzt. Jetzt aber werden sie auf den MEMS-Entwurf übertragen. Das bietet den Anwendern viele Vorteile: MEMS2015 ermöglicht zum einen neue höchstkomplexe Produkte, wie Mikrospiegel-Arrays und beschleunigt deren Markteinführung. Zum anderen werden wir durch das Projekt langfristig einen Lego-Baustein-ähnlichen Entwurf ermöglichen, der gerade auch kleinen und mittelständischen Unternehmen zugute kommt. Sie werden dadurch in die Lage versetzt, sich ihre Lösungen individuell und maßgeschneidert in einem flexiblen MEMS- und Elektronik-Baukastensystem zusammenzusetzen.

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