Mikrosysteme zur Messung von Haftreib- und Gleitreibfaktoren an DRIE geätzten Seitenwänden bei hohen Normalkräften im mN-Bereich
Konferenz: MikroSystemTechnik Kongress 2021 - Kongress
08.11.2021 - 10.11.2021 in Stuttgart-Ludwigsburg, Deutschland
Tagungsband: MikroSystemTechnik Kongress 2021
Seiten: 4Sprache: DeutschTyp: PDF
Autoren:
Mehner, Hannes (IMN MacroNano® der Technische Universität Ilmenau, Fachgebiet Mikromechanische Systeme, Ilmenau, Deutschland X-FAB MEMS Foundry GmbH, Erfurt, Deutschland)
Schmitt, Philip; Hoffmann, Martin (IMN MacroNano® der Technische Universität Ilmenau, Fachgebiet Mikromechanische Systeme, Ilmenau, Deutschland & Ruhr Universität Bochum, Lehrstuhl für Mikrosystemtechnik, Bochum, Deutschland)
Inhalt:
Kräfte zur Überwindung von Haftreibung und Kenntnis von Gleitreibverhältnissen sind für den Systementwurf spezifischer Mikrosysteme von Bedeutung. So müssen in mechanischen Mikrosystemen wie in [1] oder [2] Haftreibung und Gleitreibung zwischen zwei im mechanischen Reibkontakt befindlichen DRIE geätzten Flächen überwunden werden, um die gewünschte Systemfunktion sicherzustellen. Im Rahmen dieses Beitrags werden erstmals zwei rein mechanische Mikrosysteme vorgestellt, um auf Waferlevel Reibfaktoren zwischen zwei DRIE geätzten Flächen bei hohen Normalkräften (im mN-Bereich) bzw. bei Flächenpressungen von bis zu 0,8 myN/Mikrometer2 zu messen. Beide Mikrosysteme wurden in SOI-Technologie mithilfe mikrotechnologischer Fertigungsverfahren hergestellt. Mit Reibsystem 1 werden Gleitreibverhältnisse untersucht und mithilfe numerischer Simulationsergebnisse evaluiert, wobei sich ein Gleitreibfaktor von 0,35 bis 0,5 bei einer maximalen Flächenpressung von 0,8 myN/Mikrometer2 ergibt. Mit Reibsystem 2 können die Haftreibverhältnisse un-tersucht und analytisch ausgewertet werden. Hierbei ergibt sich ein Haftreibfaktor von 0,15 bis 0,2, wobei der Haftreibwiderstand über mehrere tausend Reibzyklen sinkt.