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Aktuelles aus der Mikrosystemtechnik

Miniaturisierung, Nano, Ultraschall, Mikro, Photonik, Sensorik, Halbleiter, Chip, Elektronik, Reinraum

Aus den Specials

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nanoscribe10213Mit dem Photonic Professional GT stellt Nanoscribe den weltweit schnellsten, kommerziell erhältlichen 3D-Drucker für die Mikro- und Nanostrukturierung vor. Winzige dreidimensionale Objekte, oft nicht größer als ein Haar breit, können nun binnen rzester Zeit und in höchster Aufsung mit der neuen Generation der 3D Drucker hergestellt werden. Durch ein neuartiges laserlithografisches Verfahren konnte die Druckgeschwindigkeit typischerweise hundertfach erhöht werden und eröffnet Anwendern somit gänzlich neue Möglichkeiten.

nanoscribe20213Realisiert wurde diese Geschwindigkeitssteigerung durch Implementierung eines Galvospiegelsystem, einer Technik, die beispielsweise auch in Lasershow-Geräten oder in den Abtastgruppen von CD- und DVD- Laufwerken zum Einsatz kommt. Durch die Drehbewegung von Spiegeln, an denen ein Laserstrahl reflektiert wird, kann eine schnelle und pzise, laterale Positionierung des Laserfokus erreicht werden. Die GT-Variante des Photonic Professional wird zutzlich mit einem neuen Controller ausgestattet, der sich durch seine Modularität auszeichnet und optionale Hardware-Erweiterungen vereinfacht. Des Weiteren wurden zahlreiche neue Software-Features integriert.

Martin Hermatschweiler, Geschäftsführer der Nanoscribe GmbH, erläutert: „Es ist uns gelungen, das 3D Drucken auf der Mikrometerskala zu revolutionieren. Präzision und Geschwindigkeit werden mittels der industriell etablierten Galvo-Technologie in Einklang gebracht.

Das ist ein Quantensprung in der Nanofabrikation. Mehr als zehn Jahre Erfahrung in der Photonik sind in dieses Produkt geflossen. Bisher waren neben Benutzerfreundlichkeit und Kompaktheit insbesondere die hohe Präzision und Aufsung Alleinstellungsmerkmale unserer 3D Drucker. Nun überzeugen sie auch durch ein enormes Tempo. Zum  Vergleich: Die Schreibdauer r das Miniaturraumschiff reduzierte sich mit dem neuen System von Stunden auf Minuten, und zwar bei gleichbleibend höchster Strukturqualität.“

Zwei-Photonen Polymerisation

nanoscribe30213Die dem 3D Druckverfahren zugrundeliegende Technik des Direkten Laserschreibens basiert auf der Zwei- Photonen-Polymerisation. Ähnlich der Bündelung von Sonnenlicht mittels einer Lupe zur Entzündung von Papier wird durch Bündelung ultrakurzer Laserimpulse ein lichtempfindlicher Lack im Laserfokus polymerisiert. Dies mündet in einer reduzierten Löslichkeit des belichteten Volumens relativ zu seiner unbelichteten Umgebung. Nach einem Entwicklerbad bleiben diese beschriebenen Bereiche als freitragende Mikro- und Nanostrukturen stehen.

Aufhebung von  Grenzen

Die Galvo-Technologie ist ein essentieller Baustein, um dreidimensionale Mikro- und Nanostrukturen sehr schnell und somit prinzipiell grflächig zu drucken. Das Scanfeld ist bei höchster Aufsung jedoch physikalisch durch die optischen Eigenschaften des fokussierenden Objektivs auf  wenige 100 µm Ausdehnung beschnkt. Ähnlich wie beim Fliesen legen ist es erforderlich, diese Scanfelder nahtlos und akkurat aneinander zu gen. Durch das sogenannte Stitching können die Flächen nahezu beliebig erweitert werden ermöglicht durch eine patentierte Autofokus-Funktion und hochpzise Positioniertische. So lassen sich beispielsweise Mikrooptik-Arrays mit Flächen im Quadratzentimeterbereich herstellen.

nanoscribe40213Die Limitierung der Bauhöhe auf den Arbeitsabstand des Objektivs zur Fokussierung des Laserstrahls wurde durch die patentierte Dip-in Laserlithografie (Dill) geschickt umgangen. Hierdurch werden jetzt Strukturhöhen größer als 100 µm in höchster Qualität ermöglicht. Der r die Entwicklung fotosensitiver Lacke verantwortliche Chief Science Officer Dr. Michael Thiel erklärt: Unser speziell für Dill entwickelter IP-Dip Fotolack garantiert hochqualitative Ergebnisse. Dill ermöglicht eine einfache und rasche Umsetzung der gewünschten Strukturen, die per CAD Software entworfen und direkt weiter verarbeitet werden können. Dabei sorgt der IP-Dip Lack für höchste Aufsung und Homogenität. Trotz dieser hochtechnologischen Raffinessen, die weit über bisherige 3D Druckerstandards hinausgehen, sind wir in der Lage, eine geschlossene Prozesskette mit einem einfachen und zuverlässigen Druckprozess anzubieten.

Präzisionswerkzeug für vielfältige Anwendungen

Momentan werden die Laserlithografiesysteme bereits erfolgreich von renommierten Wissenschaftlern weltweit eingesetzt, um die gesellschaftlichen Herausforderungen von Morgen zu sen. Sie sind Innovationstreiber r zahlreiche Schlüsseltechnologien. In der Photonik beispielsweise wird daran gearbeitet, konventionelle Elektronik durch leistungsfähigere optische Schaltungen zu ersetzen. Polymere Lichtwellenleiter, die mittels der Nanoscribe-Drucktechnik realisiert wurden, erlauben bereits heute bahnbrechende Datebertragungsraten von mehr als 5 Tbit/s. Die Biowissenschaften stellen maßgeschneiderte Gerüste u. a. für Zellwachstumsstudien her. In der Materialforschung werden funktionelle Materialien mit verbesserten Leistungsmerkmalen entwickelt, z. B. Schonung unserer Ressourcen durch Leichtbauweise.


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