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Reinraumzentrum der PTB

Physikalisch-Technische Bundesanstalt

In der Physikalisch-Technische Bundesanstalt konzentrieren sich die mikrotechnologischen Aktivitäten im Wesentlichen auf die Abteilung Fertigungs-messtechnik und dort hauptsächlich auf die Fachbereiche  Oberflächenmesstechnik, Dimensionelle Nano-metrologie, Koordinatenmesstechnik und Wissenschaftlicher Gerätebau. Während im wissenschaftlichen Gerätebau Arbeiten auf dem Gebiet der Mikrofertigungstechnik durchgeführt werden, bearbeiten die anderen Fachbereiche messtechnische Aufgaben.

Webseite: Physikalisch-Technische Bundesanstalt


Rasterelektronenmikroskop mit Laserinterferometer

Kompetenzen

Mikromesstechnik

  • Geometrie:
    Entwicklung und Einsatz von taktilen und berührungslosen Verfahren für die dimensionelle Mikro-Messtechnik, dimensionelle Mikro-Computertomographie (µCT), Entwicklung Prüfverfahren für die Mikro-Koordinatenmesstechnik und Realisierung von Prüf-körpern, dynamische Kalibrierung von Mikrotastsystemen, Mikro-Kraftmessung, Entwicklung von Tiefen- und Mikrokraft-Einstellnormalen
  • Rauheit:
    Entwicklung und Einsatz von taktilen und berührungslosen Verfahren; Entwicklung und Kalibrierung von Normalen für Profilometer und optische Oberflächenmessgeräte, Referenzsoftware für Rauheitsmesstechnik
  • Schichtdicke und Grenzflächenstrukturen:
    Entwicklung und Einsatz von topographischen sowie optischen und Röntgenstrahl-Verfahren für Schicht-dickenmessungen an Nano- und Mikroschichten. Entwicklung und Kalibrierung von Schichtdickennormalen und Normalen für die Nanoanalytik. Kalibrierung von topographischen Normalen für die Rastersonden- und Rasterelektronenmikroskopie
  • Härte:
    Kalibrierung von Härtevergleichsplatten für die Mikro-härte, Mikrohärte-Eindringkörper nach Vickers, Berkovich sowie mit Kugelform, Härtemessung von Elastomeren. Entwicklung und Einsatz von Methoden für die Nano-härtemesstechnik
  • Rastersondenmikroskopie:
    Entwicklung und Erprobung von Rastersonden-mikroskopen und Antastsystemen für die dimensionelle Mikro- und Nanomesstechnik sowie für die optische Nanoanalytik
Stufenhöhennormale für den Bereich 7 nm bis 3 µm (links) und 1 µm bis 1 mm (rechts)
Mikrobearbeitung im GK-REM

Mikrotechnologien

  • Mikrobearbeitung:
    Anwendung verschiedener Prozesstechnologien zur Herstellung von Mikrostrukturen auf keramischen und metallischen Werkstoffen bis zu Strukturgrößen von einigen Mikrometern sowie Form- und Rauhigkeiten im Bereich von Nanometern
  • Mikromontage:
    Handhabung und Positionierung sowie form- und stoffschlüssige Verbindung von Mikrokomponenten auch unter Reinstraumbedingungen
  • Mikrokomponenten:
    Entwicklung von Mikrokomponenten und Mikrostrukturen für unterschiedlichste Anwendungen, wie Sensorik oder mechanische Führungen; Entwicklung von Mikronormalen
  • Mikrofertigungstechnologien:
    Entwicklung und Optimierung neuer Fertigungsverfahren zur Bearbeitung und Montage von Mikrokomponenten, wie Mikrozerspanung im Großkammer-REM oder neuartige Schleifprozesse für hochgenaue Mikronuten
Mirkoerodieranlage AGIERTRON-EXAKT(links) und Drachterodiervorrichtung zum Abrichten von Mikroelektroden(rechts)

Ausstattung

Mikromesstechnik

  • Mehrere Koordinatenmessgeräte für Mikrostrukturen (taktil und taktil-optisch)
  • Mehrere optische 3D-Mikromessgeräte
    z. B. Weisslichtinterferometer, konfokales Mikroskop
  • Rauheitsmesstechnik für Mikrostrukturen mit großem Aspektverhältnis
  • zerstörungsfreie Oberflächen-, Grenzflächen- und Schicht-Messtechnik Streulicht, optische Topographie-Punktsensoren Rasterkraft-, Rastertunnelmikroskope Röntgenreflektometrie, -streuung, Laserakustisches Messsystem, Rasterelektronenmikroskop mit Präzisionsverschiebeeinrichtung
  • Härte- und Mikrokraftmesstechnik Nanoscope, Fischerscope HCU 100
  • Transmissionselektronenmikroskop

Mikrobearbeitung

  • Präzisionsschleif- und -fräsmaschine "primacon"
  • Vertikal-Fräsbearbeitungszentrum "SIP", ausgestattet mit Präzisionsschleifspindeln
  • Ultrapräzisions-Drehmaschine "Rank Pneumo"
  • Dimantdrehmaschine Moore 250 UPL mit Fast-Tool Servo und y-Achse
  • Mikroerodieranlage  "AGIE" sowie Drahterodieranlage "Charmilles Technologie"
  • Universelle Mikrobearbeitungseinrichtung auch einsetzbar im Großkammer-Rasterelektronenmikroskop (GK-REM)
  • Sechs-Achs-Mikrohandhabungsanlage im GK-REM
  • Nd:YVO4 Laser zur Mikrobearbeitung
  • Dünnschichtanlagen
  • Präzisionsgalvanik
Berührungsloses laserakustisches Prüfverfahren für Schichten und Oberflächen

Referenzen

Aktuelle Forschungsbereiche:

  • Sonderforschungsbereich SFB 516: Konstruktion und Fertigung aktiver Mikrosysteme (www.sfb516.tu-bs.de)
  • DFG-Schwerpunktprogramm StraMNano: Neue Strategien der Mess- und Prüftechnik für die Produktion von Mikrosystemen und Nanostrukturen (mehrere Projekte)
  • Mikro-Computertomographie als Standardverfahren in der Fertigungsmesstechnik

Abgeschlossene Projekte:

  • Entwicklung und Optimierung miniaturisierter 3D-Tastsensoren für die dimensionelle Qualitätssicherung in der Fertigung von mikrosystemtechnischen Komponenten
  • Modulares Multisensorsystem für die 3D-Höchstpräzisionsvermessung von Mikroteilen (MODUS)
  • Weiterentwicklung Fasertaster
  • Sensor-Objektiv zur Kombination konventioneller Mikroskopie mit Rastersondentechniken
  • Entwicklung und Untersuchung neuer Mikrostrukturen zur Messung statischer und dynamischer Kräfte
Mikrokraftsensor
Rund profilierte Mikronut