Systematische Untersuchung von Klebstoffverbindungen in der Mikrosystemtechnik

In der Gruppe „Sensorische Systeme“ des Fraunhofer IPMS werden auf Basis von mikromechanischen, -optischen und -elektronischen Bauelementen neuartige Mikrosysteme entworfen und realisiert. Die Vielfalt der eingesetzten Materialien, die sehr engen geometrischen Toleranzen und der miniaturisierte Aufbau dieser Systeme führen zu vielfältigen Randbedingungen für die eingesetzte Aufbau- und Verbindungstechnik (AVT). Aus der Vielzahl der möglichen Fügeverfahren hebt sich in der Mikrosystemtechnik besonders das Kleben durch seine positiven Eigenschaften hervor. Beispielsweise können adhesive Verbindungen neben ihrer primären strukturellen Aufgabe zusätzliche elektrische, thermische und optische Funktionen erfüllen. Werkstoffe mit stark unterschiedlichen Eigenschaften können klebend bei sehr geringem Eintrag von Temperatur und mechanischer Spannungen miteinander verbunden werden. Nicht zuletzt zeichnen sich Klebeverbindungen durch einen minimalen Flächenbedarf bei gleichzeitig sehr exakter geometrischer Zuordnung der Fügepartner aus.

Ihre Aufgaben:
Zum Herstellen einer Klebverbindung ist über ein geeignetes Verfahren eine definierte Menge eines Klebstoffs lagegenau auf einem der beiden Fügepartner zu applizieren. Zwischen den beiden in Kontakt gebrachten Bauteilen muss ein Klebstoffspalt gewünschter Dicke eingestellt werden. Die Verbindung ist anschließend in geeigneter Weise auszuhärten. Klebstoffe, Auftragssysteme, Fügepartner und Aushärtemechanismen spannen einen enormen Parameterraum auf, aus dem sich einige bereits ausgewählte Vorzugsvarianten als besonders geeignet hervor heben. Diese Vorzugsvarianten sind im Rahmen der ausgeschriebenen Studien- oder Projektarbeit systematisch mit bereits vorhandenen Versuchsmitteln zu untersuchen.
Zum Durchführen des praktischen Teils der Arbeit stehen eine kleine Auswahl funktionaler Klebstoffe für die Mikrosystemtechnik, ein teilautomatisiertes Auftrags- und Zuführsystem, geeignete Versuchssubstrate sowie die notwendigen Geräte zum Härten und Charakterisieren der Klebstoffverbindungen zur Verfügung.

Gegenstände der Untersuchungen sind insbesondere:

• Die Menge des applizierten Volumens in Abhängigkeit von Klebstoffs- und Auftragsparametern
• Die Auswirkung der Klebstoffsspaltdicke auf die Festigkeit der Klebstoffverbindung
• Die Auswirkung von Variationen im Aushärteprozess auf die Festigkeit der Klebstoffverbindung


Im theoretischen Teil der Arbeit sollen die erzeugten Messergebnisse anhand vorhandener Literatur bewertet, diskutiert und eingeordnet werden. Die erarbeiteten Ergebnisse und die durchgeführten Arbeiten sind inklusive aller relevanten Zwischenschritte in geeigneter Form zu dokumentieren.

Weitere Informationen

Unternehmen

Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V.

Bereich/Abteilung

Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme

Abschlussart

Bachelorarbeit / Masterarbeit / Diplomarbeit

Ansprechpartner/in

Name: Herr Tino Pügner

Branche

Forschung und Entwicklung

Anforderungen

Was Sie mitbringen:

• Laufendes Hochschul- oder Fachhochschulstudium einer entsprechenden Fachrichtung
• Gute Kenntnisse von mathematischen, physikalischen Grundlagen
• Kenntnisse in Matlab sind wünschenswert
• gute Englischkenntnisse (mindestens verstehendes Lesen technischer Unterlagen)

Zusatzinformationen

Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS
Maria-Reiche-Str. 2
01109 Dresden

http://www.ipms.fraunhofer.de

Kennziffer: IPMS-2015-75

Die Prüfungsleistung erfolgt über die Anbindung an eine deutsche Fachhochschule/Universität und richtet sich nach dem jeweiligen Landeshochschulgesetz. Die Durchführung der wissenschaftlichen Arbeit ist in der Gruppe Sensorische Systeme am Fraunhofer IPMS in Dresden vorgesehen.

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