Verfahren und Analysemethoden der MST
Vorlesung 3
Vorlesung 3
Nennen Sie Argumente für den Einsatz von Mikrosystemen (mind. 4)
Kosten (Integration vieler Prozessschitte in Batchfertigung)
Baugröße
Zuverlässigkeit (Verzicht auf Verbindungselementen)
Funktionalität (Integration von Elektronik und Mechanik)
Autonomie (geringer Energieverbrauch, Signalauswertung)
Nennen Sie Beispiele für Mikrosysteme in der Medizintechnik
Stents
Smart pills
Cochlea-Implantat
Beschreiben Sie den Technologiekreislauf in der MST mit einer Skizze und erklären Sie die Schritte
Verschmutztes Substrat
--> Schleifenbeginn
reinigen
Schichterzeugung
Lithographie
Strukturübertragung 1 und 2
--> Schleifen ende
Vereinzeln evtl gehäuste Mikrostrukturen
Warum ist die Ausbeute pro Prozessschritt so wichtig?
Für akzeptable Ausbeute muss jeder einzelne Prozessschritt perfekt ablaufen (yield)
Was ist die Wahrscheinlichkeit für einen funktionierenden Chip, wenn im Durchschnitt 1 Fehler pro Chip auf dem Wafer ist?
Yc = e^-z bei 1: 0,37
Welche Vorteile hat man durch Verkleinerung der Chips auf einem Wafer bezüglich der Fehlerwahrscheinlichkeit?
Je kleiner desto billiger und aufgrund Defektdichte bei kleinerer Fläche geringer --> höhere Ausbeute
Was sind die üblichen Fehlerquellen bei der Prozessierung?
Partikelbehaftete Störungen
Kurzschluss
fehlende/ungewollte Maskierung
undefinierte Oberfläche
Wodurch kann man eine Qualitätssteigerung erzielen?
Reinräume
Prozessierung im Vakuum
Standardprozesse und Designregeln
Standard-Prozessmodule
Verhalten im Reinraum
Benennen Sie die drei wichtigsten Umweltparameter bei der Reinraumprozessierung
Raumtemperatur
Luftfeuchtigkeit
Partikeldichte in Luft und verwendeten Medien
Nennen Sie die zwei wesentlichen (unterschiedlichen) Konzepte beim Aufbau von Reinräumen.
Ball room concept: große Halle als Reinraum
Aufbau in Schalen: einzelne Reinräume umgeben von Grauzone
Durch welche Art von Luftströmung erhält man die reinste Arbeitsumgebung?
Laminare Strömung
Welche Reynoldzahl steht für den Übergang laminar zu turbulent?
2200
Wie sind die Reinraumklassen nach US Federal Norm definiert?
Reinraumklasse entspricht 0.5µm-Partikel pro Kubikfuß
Klasse Partikelgröße 5µm
10 n.d.
100 n.d.
1000 7
10000 70
100000 700
Wie heißen die beiden grundsätzlichen verschiedenen Belüftungsarten?
Turbulente Mischströmung
Turbulenzarme Verdrängungsströmung (laminar)
Welche Belüftungsart erzeugt höhere Kosten?
Turbulenzarme Verdrängungsströmung
Was ist die mittlere Strömungsgeschwindigkeit bei laminar Flow in der Reinraumtechnologie?
0,45 +- 0,05 m/s
Wie hoch ist der typische Luftdruckunterschied zwischen Grauraum und Reinraumfinger?
15Pa
Wo ist der höhere Druck (Grauraum oder Reinraum) und warum?
Reinraum herrscht höherer Druck, bei betreten werden Partikel am eindringen gehindert (Luftschleuse)
Welche Arten von Schmutzquellen hat man im Reinraum?
Staub (molekular, ionisch, atomar)
Mensch
Öl
Schermetall
Was ist die größte Schmutzquelle im Reinraum?
Der Mensch
Was ist die beste Reinraumklasse des Reinraums der FH Zweibrücken und in welchem Bereich befindet sie sich?
Lithographie Klasse 10
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Lernkarten
Nennen Sie Argumente für den Einsatz von Mikrosystemen (mind. 4)
Kosten (Integration vieler Prozessschitte in Batchfertigung)
Baugröße
Zuverlässigkeit (Verzicht auf Verbindungselementen)
Funktionalität (Integration von Elektronik und Mechanik)
Autonomie (geringer Energieverbrauch, Signalauswertung)
Nennen Sie Beispiele für Mikrosysteme in der Medizintechnik
Stents
Smart pills
Cochlea-Implantat
Beschreiben Sie den Technologiekreislauf in der MST mit einer Skizze und erklären Sie die Schritte
Verschmutztes Substrat
--> Schleifenbeginn
reinigen
Schichterzeugung
Lithographie
Strukturübertragung 1 und 2
--> Schleifen ende
Vereinzeln evtl gehäuste Mikrostrukturen
Warum ist die Ausbeute pro Prozessschritt so wichtig?
Für akzeptable Ausbeute muss jeder einzelne Prozessschritt perfekt ablaufen (yield)
Was ist die Wahrscheinlichkeit für einen funktionierenden Chip, wenn im Durchschnitt 1 Fehler pro Chip auf dem Wafer ist?
Yc = e^-z bei 1: 0,37
Welche Vorteile hat man durch Verkleinerung der Chips auf einem Wafer bezüglich der Fehlerwahrscheinlichkeit?
Je kleiner desto billiger und aufgrund Defektdichte bei kleinerer Fläche geringer --> höhere Ausbeute
Was sind die üblichen Fehlerquellen bei der Prozessierung?
Partikelbehaftete Störungen
Kurzschluss
fehlende/ungewollte Maskierung
undefinierte Oberfläche
Wodurch kann man eine Qualitätssteigerung erzielen?
Reinräume
Prozessierung im Vakuum
Standardprozesse und Designregeln
Standard-Prozessmodule
Verhalten im Reinraum
Benennen Sie die drei wichtigsten Umweltparameter bei der Reinraumprozessierung
Raumtemperatur
Luftfeuchtigkeit
Partikeldichte in Luft und verwendeten Medien
Nennen Sie die zwei wesentlichen (unterschiedlichen) Konzepte beim Aufbau von Reinräumen.
Ball room concept: große Halle als Reinraum
Aufbau in Schalen: einzelne Reinräume umgeben von Grauzone
Durch welche Art von Luftströmung erhält man die reinste Arbeitsumgebung?
Laminare Strömung
Welche Reynoldzahl steht für den Übergang laminar zu turbulent?
2200
Wie sind die Reinraumklassen nach US Federal Norm definiert?
Reinraumklasse entspricht 0.5µm-Partikel pro Kubikfuß
Klasse Partikelgröße 5µm
10 n.d.
100 n.d.
1000 7
10000 70
100000 700
Wie heißen die beiden grundsätzlichen verschiedenen Belüftungsarten?
Turbulente Mischströmung
Turbulenzarme Verdrängungsströmung (laminar)
Welche Belüftungsart erzeugt höhere Kosten?
Turbulenzarme Verdrängungsströmung
Was ist die mittlere Strömungsgeschwindigkeit bei laminar Flow in der Reinraumtechnologie?
0,45 +- 0,05 m/s
Wie hoch ist der typische Luftdruckunterschied zwischen Grauraum und Reinraumfinger?
15Pa
Wo ist der höhere Druck (Grauraum oder Reinraum) und warum?
Reinraum herrscht höherer Druck, bei betreten werden Partikel am eindringen gehindert (Luftschleuse)
Welche Arten von Schmutzquellen hat man im Reinraum?
Staub (molekular, ionisch, atomar)
Mensch
Öl
Schermetall
Was ist die größte Schmutzquelle im Reinraum?
Der Mensch
Was ist die beste Reinraumklasse des Reinraums der FH Zweibrücken und in welchem Bereich befindet sie sich?
Lithographie Klasse 10
