Nanoskalierende aktorische Funktionskomponenten aus fotostruktuierbaren Polymeren / Teilprojekt

Ziel der Förderlinie „Forschungsprofil in Neuen Technologien“ ist es, Fachhochschulen die Möglichkeit zu geben, ihre im Rahmen der BMBF-Fachprogramme eingebrachte Forschungsleistung ergänzend zur Stärkung des Forschungsprofils ihrer Fachhochschule nachhaltig zu nutzen. Bisher wurden in der Mikrosystemtechnik Strukturen zumeist aus Silizium hergestellt. Steigendes Interesse für die Verwendung von polymeren Materialien findet man im neu entstehenden Bereich der polymeren Elektronik, in der Photovoltaik (Stichwort: Strom aus Plastikfolie) und in letzter Zeit auch für die Herstellung von mikrosystemtechnischen passiven und aktiven Komponenten. Ein besonders im Brennpunkt des Interesses stehendes Material trägt die Bezeichnung SU-8. Zunächst diente dieses Epoxidharz nur als Fotoresist im Herstellungsprozess von Strukturen bis zu 1 mm Lackdicke. Auf Grund seiner guten mechanischen Eigenschaften wird SU-8 nun immer häufiger als eigentliches Material zur Herstellung von Funktionskomponenten im Bereich der MEMS-Technologie verwendet. Hinzu kommt, dass das Material gut verfügbar, preiswert und einfach zu prozessieren ist.

Ziel dieses Projektes ist es, nanoskalierende aktorische Funktionskomponenten aus fotostrukturierbaren Polymeren zu entwickeln, herzustellen, zu untersuchen und zu bearbeiten.

Folgende Schwerpunkte stehen dabei im Vordergrund: Zum einen die Herstellung von Funktionselementen und -komponenten für sensorische und aktorische Anwendungen, z. B. Spiegel aus SU-8-Membran und thermische Aktoren. Hierbei wird das SU-8-Grundmaterial modifiziert und unmodifiziert Verwendung finden. Zum zweiten werden die Materialien und Funktionselemente und -komponenten hinsichtlich ihrer technischen Merkmale unter besonderer Berücksichtigung der Materialmodifikationen charakterisiert. Zwar kennt man den Basismaterialdatensatz des Bulk-SU-8 als Resistmaterial, aber für den Einsatz von SU-8 als mechanische Bauelemente sind diese Daten wenig geeignet, denn das E-Modul und die elastischen Eigenschaften hängen stark vom Grad der Trocknung und vom Weg der Prozessierung ab. Im Ergebnis dieser experimentellen Sensitivitätsanalysen lassen sich zur Sicherung der angestrebten Funktionalitäten die Prozessparameter systematisch variieren und modifizieren. Zum dritten soll der Herstellungsprozess von hochpräzisen bzw. laminierbaren Polymerschichten optimiert werden. Am Ende des Projektes ist es dann möglich aktorische Komponenten in Mehrschichtsystemen als Demonstratoren herzustellen und zu charakterisieren.