Unser institutsübergreifendes Technologieangebot im Bereich »MEMS Aktoren«

MEMS Aktoren

Die Technologieplattform »MEMS Aktoren« konzentriert sich auf Design, Materialien & Prozesse, Systemintegration & Materialcharakterisierung und ebenso auf Gerätetest & Zuverlässigkeitsbewertungen.

 

  • Design (analog und mixed-signal Design, Design für Zuverlässigkeit, funktionale Sicherheit und raue Umgebungen)
  • Material- und Prozessentwicklung für Massen- und Oberflächen-Mikromechanik, inklusive Epitaxie, Si-Ätzung (advanced Si-etching) und piezoelektronischen Materialien
  • Entwicklung von Geräten wie optische Scanner, räumliche Lichtmodulatoren (Spatial Light Modulators SLM) und akustischen Aktoren
  • Advanced Packaging, Mikrostrukturierung von Silizium und MEMS/NEMS-Packaging Methoden; z.B. hermetisches Glas-Packaging, Wafer-Level Capping können als ausgereifte Gerätetechnologien angeboten werden
  • Test und Charakterisierung von Materialien und Geräten (auch in rauen Umgebungen); zerstörungsfreie Analyse von Materialien ist in hervorragender Qualität weitgehend möglich, Geräte-Verschleiß kann bewertet werden, hetero-integrierte Systeme können charakterisiert werden
  • Zuverlässigkeitstests sind unter verschiedenen Belastungsszenarien durchführbar, Zuverlässigkeitsanalyse unter verschiedenen Belastungen ist möglich

Flyer MEMS Aktoren

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MEMS Mikropumpe – TUDOS

Die Fraunhofer EMFT verfolgte einen neuen innovativen Ansatz zur Heilung von Krebserkrankungen.

 

MEMS/CMOS Integration

Die Fraunhofer-Institute IMS und IPMS entwickeln in einer sehr leistungsfähigen Kooperation Prozesse zur Integration von Aktoren auf CMOS Backplanes.

Weltspitze bei Spiegeln und Lautsprechern

Die Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland zeigt mit ihren 13 Mitgliedsinstituten der Fraunhofer-Gesellschaft und Leibniz-Gemeinschaft Forschungsleistungen von internationaler Exzellenz. Damit trägt die FMD dazu bei, dass Deutschland und Europa einen Spitzenplatz in der Forschung und Entwicklung einnehmen. Einige ausgewählte Forschungshighlights und Leuchtturmprojekte im Bereich rund um MEMS Aktoren finden Sie nachfolgend.

Die Liste aller Publikationen für die Technologieplattform MEMS Aktoren zum Download:

Piezoelektrisch aktuierte Mikrospiegel

Aufegbauter Mikrospiegel mit piezoelektrischem AlN als Wandlermaterial.
© Fraunhofer ENAS
Aufegbauter Mikrospiegel mit piezoelektrischem AlN als Wandlermaterial.

Weltweit erster Mikrospiegel mit piezoelektrischem AlN als Wandlermaterial, der einen Auslenkwinkel von bis zu 25° realisieren kann (bisherige Konzepte schaffen Winkel von 2-4°).

Kooperationen:

  • AiF-Projekt PI MEMS Control
  • SAB-Nachwuchsforschergruppe E-PISA

Veröffentlichungen:

Meinel et.al. (2019): Piezoelectric Scanning Micromirror with Large Scan Angle Based on Thin Film Aluminum Nitride, 20th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems & Eurosensors XXXIII (TRANSDUCERS & EUROSENSORS XXXIII), Germany, 2019, pp. 1518-1521. DOI: 10.1109/TRANSDUCERS.2019.8808723

Meinel et.al. (2020): Piezoelectric scanning micromirror with built-in sensors based on thin film aluminum nitride, IEEE Sensors Journal, early access. DOI: 10.1109/JSEN.2020.2997873

Meinel et.al. (2019): Piezoelectric scanning micromirror with built-in sensors based on thin film aluminum nitride, IEEE SENSORS, Canada, 2019, pp. 1-4. DOI: 10.1109/SENSORS43011.2019.8956929

Weiterführende Informationen: 

Piezoelektrische Mikrosysteme auf Basis von Aluminiumnitrid

Photonische Mikrosysteme – MEMS-on-CMOS

Mikrospiegel-Array
© Fraunhofer IPMS
Mikrospiegel-Array
  • >>1 Mio individuell steuerbare Einzelspiegel mit hoher Integrationsdichte und Pixelgrößen bis 4 µm (weltweit einzigartig)
  • Führendes Institut zur Entwicklung kundenspezifischer, Mikrospiegelarray-basierter Flächenlichtmodulatoren (SLMs)
  • MEMS Bauelemente mit analoger/digitaler, Kipp-, Senk-Aktorik oder daraus kombinierter Funktionalität
  • Oberflächen-Mikromechanik Technologie (MEMS-on-CMOS) mit TiAl/USG als Struktur- u. Opferschichten
  • Reduzierung von Haftkräften an MEMS-Kontaktflächen implementiert durch den Einsatz von Antihaft-Schichten
  • Integrierte CMOS Ansteuerschaltung sowie externe Adresselektronik u. Dateninterface in kontinuierlicher Leistungs-Optimierung
  • Ziel: Strukturverkleinerung durch den Einsatz von DUV-Lithografie und Prozesskontrolle / Metrologie (z.B. Überdeckungsgenauigkeit, OVL) u.a. für den Einsatz im Bereich Holografie
  • Patentierte Technologie: US7424330, US 8531755, DE201510200626, DE102018215428

Kooperation:

  • EU-gefördertes Projekt SURPRISE (H2020)

Veröffentlichungen: 

Gehner, A. et al. (2020): Novel CMOS-integrated 512x320 tip-tilt micro mirror array and related technology platform, MOEMS and Miniaturized Systems XIX, Proc. of SPIE Vol. 11293, 1129302 (2020). DOI: 10.1117/12.2543052

Dürr, P. (2019): MEMS Piston Mirror Arrays with Force-Balanced Single Spring, MOEMS and Miniaturized Systems XVIII, Proc. SPIE 10931, 1093104 (2019). DOI: 10.1117/12.2507007

Weiterführende Informationen: 

Intelligente Industrielösungen

 

 

MEMS-Lautsprecher für mobile Anwendungen

In-Ear-Kopfhörer mit integrierten MEMS-Lautsprechern.
© Fraunhofer ISIT
In-Ear-Kopfhörer mit integrierten MEMS-Lautsprechern.
  • Weltweit leistungsfähigste integrierte MEMS-Lautsprechertechnologie
  • Hohe Wiedergabequalität, geringe Größe, hohe Effizienz
  • Antrieb über gesputterte piezoelektrische Dünnschichten

Kooperation: 

Veröffentlichungen:

Männchen, A. et. al. (2019): Design and electroacoustic analysis of a piezoelectric MEMS in-ear headphone, Audio Engineering Society Conference on Headphone Technology, 2019 USA. Abrufbar unter: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-564755.html

Stoppel, F. et al. (2018): New integrated full-range MEMS speaker for in-ear applications, 2018 IEEE Micro Electro Mechanical Systems (MEMS), 2018, pp. 1068–1071. DOI: 10.1109/MEMSYS.2018.8346744

Stoppel, F. et al. (2017): Novel type of MEMS loudspeaker featuring membrane-less two-way sound generation, Audio Engineering Society, Convention Paper, 143rd Convention 2017 USA. Abrufbar unter: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-518560.html

Weiterführende Informationen: 

Akustische Systeme und Mikroantriebe