Piezoresistive Mikrotaster zur Inline-Oberflächeninspektion in industriellen Fertigungsprozessen

15.05.2014

Hohe Abtastraten und geringe Antastkraft verbindet ein neuer miniaturisierter Taster aus einkristallinem Silizium mit integrierter piezoresistiver Messbrücke.  Die kraftabhängige Auslenkung bewirkt eine Änderung der mechanischen Spannung, welche piezoresistiv ausgewertet wird.
Robust gegenüber unterschiedlichen Umgebungseinflüssen schließt der Sensor eine Lücke zwischen AFM und einem klassischen Tastschnittgerät.
Die Robustheit des Sensors und seines Signals gegen über den Einflüssen von Licht- und Temperaturänderungen, Elektrosmog sowie gegenüber von Staub und Prozesshilfsstoffen wie Bohröle erlauben den Einsatz unter Produktionsbedingungen, z.B. direkt im Bearbeitungsraum von Werkzeugmaschinen.

Erste Tests in einer industriellen Fertigungsumgebung sind erfolgreich verlaufen. Dabei wurde der Fräser des Werkzeugkopfes, nach dem Spanungsprozess, durch das Tastspitzenmodul ersetzt und an das frisch gefräste Werkstück herangefahren (ohne dessen Austausch!), um das Oberflächenprofil "scheibchenweise" in-situ aufzunehmen.
Der MEMS-Mikrotaster eignet sich besonders für Bohrungen und Hinterschneidungen, die weder mit einem AFM noch einem Profilometer gemessen werden können. Die geringe benötigte Kontaktkraft ermöglicht auch die zerstörungsfreie Vermessung von Bauelementen aus Kunststoff, z.B. von mikrooptischen Strukturen.