"Academia and company collaboration and technology transfer in advanced Polymers“

Projektnummer

7. EU Rahmenprogramm: PEOPLE-2007-3-1-IAP Marie Curie Action: Industry Academia Partnership and Pathways, Nr. 218075

Projektlaufzeit

01.06.2008 - 31.05.2012

Projektziele

Das Ziel des Projektes war die Entwicklung von neuen Materialien und von Prozessen zu deren Strukturierung unter Nutzung von zwei innovativen Direktstrukturierungstechniken – das Laserdirektschreiben und µ-InkJetPrinting (µ-IJP). Beide Strukturierungsmethoden sind Schlüsseltechnologien für die weitere Entwicklung und Miniaturisierung von Mikrosystemen, mikrooptischen Komponenten, integrierten optischen Elementen, sowie zur kosteneffizienten Herstellung von Systemen bei denen häufig eine Designanpassung notwendig ist. Im Rahmen des Projektes wurden in Zusammenarbeit mit dem Partner EPFL-LMIS1 in Lausanne (Schweiz) eine neue negativ arbeitende Resistserie für die Laserdirektbelichtung mit Licht bei Wellenlängen oberhalb von 400 nm und verschiedene Tinten (Inks) für die µ-InkJetPrint-Technologie entwickelt, sowie die Nutzung dieser für die Fertigung einer Vielzahl von Mikro- und Nanostrukturen und -Systemen gezeigt.

Projektnutzen

Es wurde eine neue Negativresistserie mr-DWL mit einer hohen Empfindlichkeit bei Belichtung mit Licht bei Wellenlängen oberhalb von 400 nm als Produkt entwickelt, speziell für eine Laserdirektbelichtung bei 405 nm und 413 nm. mr-DWL ist in einer Anzahl von Viskositäten verfügbar und deckt einen Schichtdickenbereich von 2 µm bis 120 µm ab. Mit seinen senkrechten Strukturprofilen und einem hohen Aspektverhältnis ist der mr-DWL für die Herstellung von hoch-transparenten polymerbasierten permanenten MEMS Strukturen geeignet. Strukturen mit Auflösungen von 1 µm und Aspektverhältnissen von bis zu 40 wurden gezeigt.
Verschiedene Tinten (Inks), sowohl lösemittelhaltige als auch -freie, mit verschiedenen Reaktivverdünnern versetzt, wurden entwickelt, um den Materialanforderungen der µ-IJP-Geräten gerecht zu werden. Die Bedingungen zur Erzeugung von reproduzierbaren und stabilen Tropfen wurden erarbeitet und Mikrolinsen und homogene Mikrolinsenanordnungen mit symmetrischen, nicht-symmetrischen und konvexen Geometrien wurden mittels µ-IJP gedruckt und charakterisiert. Vorstrukturierte Substrate und Oberflächen, Hohlräume, Gräben und Plattformen können zur speziellen Geometrieausbildung von Mikrolinsenstrukturen und –oberflächen verwendet werden. Die Eigenschaften der gefertigten Linsenarrays lassen auf eine hohe Reproduzierbarkeit und Verlässlichkeit der entwickelten Tinten schließen.

Ausblick

Mit Abschluss des Projektes wird dem Markt mr-DWL als neue Negativphotoresistserie für die Laserdirektbelichtung, empfindlich für Belichtungen mit Licht oberhalb von 400 nm als Produkt angeboten. mr-DWL findet seinen Einsatz in der Herstellung von optischen Komponenten in der Mikrosystemtechnik, vor allem aber dort, wo Strukturen schnell nach ständig wechselndem Design gefertigt werden müssen. Durch die hohe thermische und chemische Beständigkeit der vernetzten mr-DWL-Materialien sind die Resiste neben der Herstellung von permanenten Strukturen und optischen Komponenten des MEMS-Marktes auch für konventionelle Strukturübertragungsprozesse, wie z.B. das trocken- oder nasschemische Ätzen und die Galvanik, geeignet.

Die entwickelten Tinten für die µ-IJP-Technologie können als Experimentalmuster interessierten Kunden angeboten werden. Anwendungen der Inks in Kombination mit der µ-IJP-Technologie sind z.B. bei der selektiven Abdeckung (Schutz) von bestimmten Bereichen, beim gezielten Füllen von Gräben, Herstellen von Abstandshaltern oder bei der Herstellung von Linsen bzw. Linsenarrays zu finden.