Herstellung von funktionsintegrierenden Galvanowerkstoffen mit maßgeschneiderten Eigenschaften für Mikrodirektantriebe

Abstract:
Im Rahmen des vom BMBF, geförderten Projektes „Vernetzte integrierte magnetische Direktantriebe“ (VERDIAN) wurden die Möglichkeiten und Grenzen der Miniaturisierung von magnetischen Mikrodirektantrieben untersucht. Dazu sind neue Materialien notwendig, die funktionsoptimierte und funktionsintegrierende Eigenschaften aufweisen. Deshalb sind Untersuchungen von Nickel- und Nickel-Eisen-Legierungselektrolyten hinsichtlich ihrer Zusammensetzung, Zusätze, Stromdichte und hydrodynamischen Beeinflussungen vorgenommen worden, um geeignete funktionelle Schichten für die Mikrosystemtechnik herstellen zu können. Hierbei wird die Anomalie der Nickel-Eisen-Legierungsabscheidung zur Optimierung der fertigungstechnischen Prozesse ingenieurtechnisch genutzt, da sich die einzelnen Metalle während der Abscheidung gegenseitig beeinflussen. Als Beispiel wird der Aufbau einer Mikroventilfederstruktur eines Mikroventils aus Nickel-Eisen mit integriertem ferromagnetischem Teil durch die Multilayertechnik vorgestellt und diskutiert. Dabei interessiert besonders der heterogene Federanker, da für die Mäanderfeder ein Werkstoff erforderlich ist, der eine an den Aktor angepasste Federkennlinie besitzt, während der Anker idealerweise aus einer weichmagnetischen Legierung besteht. Sowohl das Feder- als auch das magnetische Ankerteil gilt es durch die gezielte Einstellung der Materialeigenschaften in ihren Funktionen, zu optimieren.