Studium
Studentische Arbeiten

Studien- und Abschlussarbeiten am IMPT

Momentan sind die untenstehenden Themen ausgeschrieben. Bei Interesse wenden Sie sich bitte an den Kontakt, der in der Ausschreibung angegeben ist.

  • Analyse und Fertigung verschiedener Bauformen von in Leiterplatten integrierten Transformatoren

    Bachelor-/Masterarbeit (6 Monate / ab sofort)

    In einem Forschungsprojekt wird im IMPT an der Auslegung und dem Aufbau von Gate-Treiber-Transformatoren für Hochleistungstransistoren gearbeitet. Diese sollen jedoch nicht handgewickelt, sondern in Leiterplattentechnik aufgebaut werden, wobei der weichmagnetische Kern in die Leiterplatte integriert wird.

    Der Fokus dieser studentischen Arbeit liegt auf der Weiterentwicklung der bereits vorhandenen Prototypen anhand von Simulations- oder analytischen Modellen, sodass sich ein höherer Flächennutzungsgrad respektive eine bessere Leistungs- fähigkeit ergibt. Das schließt auch die Analyse alternativer Fertigungsansätze der Leiterplatten mit ein, um die Integration weiterer Kernlagen zu ermöglichen.

    Die Ergebnisse dieser Arbeit sollen bei entsprechender Qualität in einer gemein-samen Publikation verwertet werden, wodurch sie für Studierende besonders interessant sein kann, die eine wissenschaftliche Laufbahn anstreben.

    EF19_Analyse_und_Fertigung_von_Transformatoren.pdf
    PDF, 243 KB
  • Entwicklung einer Ansteuerungselektronik für einen zweiachsigen Helmholtzspulen-Messplatz

    Bachelor-/ Studienarbeit (3-6 Monate / ab Dezember / ggf. zu zweit)

    Im Rahmen der Arbeit soll eine Platine bzw. Schaltung entwickelt, aufgebaut und ggf. programmiert werden, die mittels digitaler Logik (DDS-Verfahren) zwei phasenversetzte Sinussignale an einen zweikanaligen Stromverstärker ausgibt. Basierend auf diesen Signalen wird ein überlagertes Magnetfeld geschaffen, das zur Charakterisierung von Sensoren verwendet werden soll.

    Die fertige Platine soll über USB mittels Labview ansteuerbar sein, um Frequenz und Amplitude der generierten Signale anpassen zu können und z.B. automatisierte Messvorgänge starten zu können.

    Diese Arbeit und die Arbeit zur Entwicklung des Helmholtzspulen-Messplatz können ggf. in Kooperation (zu zweit) durchgeführt werden.

    EF19_Entwicklung_einer_Ansteuerungselektronik.pdf
    PDF, 242 KB

THEMENGEBIETE UND INITIATIVBEWERBUNGEN

Wir bieten überwiegend Themen aus den zwei Bereichen Dünnfilmtechnik und Mechanische Mikrobearbeitung und Tribologie an. Diese Bereiche sind im Folgenden etwas näher beschrieben, bei Fragen zu den Themen wenden Sie sich bitte an die angegebenen Kontakte. Haben Sie eine Idee oder interessieren Sie sich für ein bestimmtes Thema und möchten dazu eine Arbeit schreiben? Wir sind immer offen dafür, Themen mit Studenten auszuarbeiten und freuen uns über Initiativbewerbungen!

DÜNNFILMTECHNIK

Der Bereich der Dünnfiltechnik des IMPT umfasst den Entwurf und die Fertigung von Mikrosystemen/MEMS (Sensoren, Aktoren). Der den meisten dieser Systeme zugrundeliegende Effekt ist hierbei der Elektromagnetismus.

  • Entwurf

    Der Entwurf der Systeme erfolgt im Groben durch analytische und netzwerkbasierte Methoden. Der Feinentwurf wird im Anschluss daran unter Verwendung von FEM-Simulationen durchgeführt. Hierfür steht das Multiphysik-Simulationstool ANSYS® zur Verfügung, womit Simulationen z.B. in den Bereichen der Strukturmechanik und der Elektromagnetik sowie thermische und fluiddynamische Simulationen durchgeführt werden können. 

  • Aktorik

    Die am IMPT hergestellten Aktoren nutzen Magnetfelder, um Bewegungen zu erzeugen. Die Aktoren können dabei je nach Funktionsprinzip z.B. in Synchron-, (Variabel) Reluktanz- und Hybridaktoren unterschieden werden. Es werden sowohl lineare und rotierende Mikromotoren hergestellt, als auch die Nutzung dieser magnetischen Miroaktoren z.B. im Bereich der Mikrooptik, der Manipulation von magnetischen Nanopartikeln und der Implantologie untersucht.

  • Sensorik

    Neben Sensoren, die auf Basis von elektromagnetischen Prinzipien beruhen, wie z.B. Wirbelstromsensoren, Dehnungssensoren und GMR-Sensoren (ultradünn, für Hochtemperaturanwendungen) wird am IMPT im Bereich modularer Sensoren für gentelligente Anwendungen geforscht, was unter anderem auch Temperatursensoren umfasst.

  • Fertigung

    Für die Herstellung der Mikroaktoren und -sensoren wird für gewöhnlich eine Kombination aus Fotolithografie und galvanischer Abscheidung genutzt. Mittels Fotolithografie wird auf Si- oder Al2O3-Substraten eine temporäre Form aus Fotoresist erzeugt und diese durch galvanische Abscheidung mit Funktionswerkstoffen gefüllt. Als Funktionswerkstoffe werden Cu für Spulen und Zuleitungen genutzt. Für Flussführungen kommen NiFe45/55, NiFe81/19, CoFe und Ni zum Einsatz. Ferner wird das Epoxidharz SU-8™ und Polyimid als Einbettungsmaterial und Material für Membranen eingesetzt. Als Isolation werden Schichten aus Si3N4 und SiO2 verwendet, die mitels PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) hergestellt werden. Zur Strukturierung werden zusätzlich Ionenstrahlätzen und Lift-off angewendet. Die Herstellung von mechanischen Komponenten (Membranen, Biegebalken, Federstrukturen...) erfolgt durch die Kombination von Fotolithografie und Ätzprozessen. Hierfür stehen Trockenätzprozesse (z.B. DRIE, Plasma) sowie nasschemische Ätzprozesse (z.B. KOH, HF) zur Verfügung.

Studentische Arbeiten aus diesem Bereich können folgende Schwerpunkte haben:

  • Die Fertigung und Charakterisierung von Mikrosystemen
  • Die Entwicklung und Optimierung von Fertigungsprozessen
  • Schichtcharakterisierungen
  • Werkstoffuntersuchungen
© IMPT / Fischer
M. Sc. Alexander Kassner
Adresse
An der Universität 2
30827 Garbsen
Gebäude
Raum
130
© IMPT / Fischer
M. Sc. Alexander Kassner
Adresse
An der Universität 2
30827 Garbsen
Gebäude
Raum
130

MECHANISCHE MIKROBEARBEITUNG UND TRIBOLOGIE

  • Mechanische Mikrobearbeitung

    Im Bereich der mechanischen Mikrobearbeitung kommen unterschiedliche Verfahren zum Einsatz. Zum einen werden Trenn- und Profilschleifverfahren zum hochpräzisen Vereinzeln und Profilieren von Mikrobauteilen aus Keramik, Glas und Silizium durchgeführt. Zum anderen erfolgen Nanoschleif- und Läppprozesse zur hochpräzisen Oberflächenbearbeitung von sprödharten Materialien sowie der Erstellung von Schliffbildern. Des Weiteren werden Prozesse zur Fertigung von Oberflächen mit hoher Qualitätsgüte sowie die Planarisierung von  Waferoberflächen aus Werkstoffkombinationen durch Polieren und chemisch-mechanisches Polieren (CMP) durchgeführt.

  • Mikrotribologie

    Im Bereich der Mikrotribologie werden z.B. Verschleißuntersuchungen an einem rotatorischem Verschleißmessstand nach dem Pin-on-Disk-Verfahren für flächigen Mikrokontakt durchgeführt. Weiterhin erfolgen Untersuchungen zur Mikrohärte und E-Modul sowie der Darstellung von (Haft-)Reibung dünner Schichten mittels Nanoindentation und Ritzuntersuchungen. Eine Ermittlung von Bruchfestigkeiten von Schichten erfolgt mittels Acoustic Emission. Zusätzlich werden Analysen von Reibkräften im Mikrokontakt durchgeführ.

Studentische Arbeiten aus diesem Bereich können folgende Schwerpunkte haben:

  • Erzeugung hochgenauer Kanten und Mikroprofile
  • Optimierung eines Waferhalterwerkzeugs für chemisch-mechanisches Polieren (CMP)
  • Fügen von Mikrobauteilen mittels Löten, eutektischem und anodischem Bonden
  • Untersuchungen und Charakterisierung tribologischer Beschichtungen
© IMPT / Fischer
M. Sc. Folke Dencker
Adresse
An der Universität 2
30823 Garbsen
© IMPT / Fischer
M. Sc. Folke Dencker
Adresse
An der Universität 2
30823 Garbsen