Zahnräder mit einem Durchmesser von 1 mm lassen sich mittels RMPD herstellen, angesiedelt zwischen Rapid Prototyping und Chipherstellung. Abgeben muss der Anwender dazu nur CAD-Daten.
Zahnräder mit einem Durchmesser von 1 mm; winzigste Düsen, die nicht tropfen; Kapillaren, die Flüssigkeiten ohne Pumpe transportieren oder Filter mit Poren, die so eng sind, dass einzelne Zellen darin hängen bleiben – solche Bauteile aus der Mikrotechnologie sind nicht mehr nur exotische Ergebnisse komplexer Forschung, sondern Realität. Die Microtec Gesellschaft für Mikrotechnologie mbH in Duisburg und Bad Dürkheim stellt solche Bauteile industriell her – werkzeugfrei und direkt aus den CAD-Daten heraus.
Unter dem Kürzel RMPD für Rapid Micro Product Development, versteht Microtec eine ganze Reihe von Fertigungsverfahren, deren Funktionsprinzipien an der Schnittstelle zwischen Rapid-Prototyping-Technologien wie der Stereolithographie und der in der Chipfertigung üblichen Belichtungstechnologie angesiedelt sind.
- Bei RMPD-Mask wird flüssiger Kunststoff nicht, wie in der Stereolithographie, von einem beweglichen Laserstrahl ausgehärtet, sondern es wird eine Maske benutzt, um den gesamten 2D-Schnitt in einem Durchgang zu belichten. So entstehen Getriebezahnräder mit einem Durchmesser der Wellenbohrung von 400 µm.
- Bei RMPD-Stick2 werden Strukturen durch Licht zum selbstständigen Wachsen auf Trägermaterialien angeregt.
- Eine Verfahrenskombination wird bei 3D-CSP (dreidimensionales Chip Size Packaging) angewendet, um komplette Mikrogeräte zu erstellen. So ist es möglich, elektrische Verbindungen eines Mikrochips nicht per Bonding, also dem Anlöten eines Drahtes – wie es heute bei praktisch jedem Mikrochip der Fall ist –, sondern durch gezieltes „Wachsenlassen“ einer Verbindung zu erstellen.
3D-CSP wird unter anderem bei der Herstellung eines Blutdrucksensors an einer Blutpumpe angewandt, die direkt im Herzen des Patienten platziert wird. Auf dem Pumpengehäuse wird eine RMPD-Struktur aufgebracht, wobei der Sensorchip direkt mit einer Verkabelung verbunden und in einem ebenfalls mittels RMPD hergestellten Gehäuse untergebracht ist.
Alle Fertigungstechnologien kommen ohne Werkzeug aus. Nur die CAD-Daten sind erforderlich. Microtec nutzt hier das 3D-CAD-System Solid Works, da es über zahlreiche Schnittstellen zu anderen Systemen verfügt – so lassen sich die Kundendaten direkt einlesen. Von Vorteil ist auch – gerade bei mikroskopischen Details –, dass sich über Photo Works photorealistische Bilder erstellen lassen. co
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