Titelaufnahme

Titel
A contribution to micro manipulation (handling and assembly) in the chamber of a scanning electron microscope and under an optical microscope / Aleksandra Cvetanovic
Verfasser / Verfasserin Cvetanovic, Aleksandra
Begutachter / BegutachterinDetter, Helmut ; Kopacek, Peter
Erschienen2009
UmfangV, 130 Bl. : Ill., graph. Darst.
HochschulschriftWien, Techn. Univ., Diss., 2009
Anmerkung
Zsfassung in dt. u. serb. Sprache
SpracheEnglisch
Bibl. ReferenzOeBB
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (DE)Mikromanipulation / Rasterelektronenmikroskop
Schlagwörter (EN)Micro manipulation / Scanning electron microscope
Schlagwörter (GND)Mikromanipulator / Handhabung / Montage / Rasterelektronenmikroskop
URNurn:nbn:at:at-ubtuw:1-22655 Persistent Identifier (URN)
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A contribution to micro manipulation (handling and assembly) in the chamber of a scanning electron microscope and under an optical microscope [6.33 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Das Ziel der vorliegenden Forschungsarbeiten ist die Nutzung von Verbesserungspotentialen der Handhabung und Montage in der Mikrodimension. Es gelang, innovative konstruktive Lösungen darzustellen und zu bewerten: ein Schutzmagazin für die Mikrokomponenten während des Montage Prozesses, ein visuelles Abstandsmessprinzip zur Vermeidung von Kollisionen zwischen Mikrogreifer und Mikrokomponenten sowie ein Automatisierungskonzept für den Montage Prozess.

Der erste Teil hat ein neuartiges Magazin zum Inhalt, eine gezielt öffen- und schließbare Schutzvorrichtung für die in die Kammer des Rasterelektronenmikroskops eigebrachten Mikrokomponenten. Damit wird verhindert, dass während der Evakuierung der Kammer des Rasterelektronenmikroskops, Mikrokomponenten durch den Luftstrom in ihrer Position verändert werden. Die vorgestellte Konstruktion erlaubt, die Mikrokomponenten genau zu positionieren, eine Voraussetzung für eine nachfolgende Automatisierung. Der zweite Teil konzentriert sich auf die Problematik der möglichen Kollision zwischen dem Mikrogreifer und den zu greifenden Mikrokomponenten, bzw der Grundplatte. Diese Schadensfälle können aufgrund der Tatsache auftreten, dass in Richtung der z-Achse eine Auswertung des Relativabstandes Greifer - Komponente schwierig ist. Das vorgestellte optische Messsystem ermöglicht ein visuelles Feedback.

Realisiert ist diese Lösung mittels einer Mikrokamera mit Infrarot-(IR-) Licht-Emissions-Dioden (LED) mit auf die Objekte abgestimmten Vergrößerungslinsen und einem eine Mikrometerskala tragenden senkrechten Spiegel. Die Auflösung beträgt 20 mym. Das vorgestellte Abstandsmesssystem kann auch unter einem optischen Mikroskop verwendet werden. Der dritte Teil der Dissertation präsentiert eine Analyse der kinematischen Verhältnisse und Beziehungen in der REM-Kammer.

Schwerpunkt dabei ist ein optimaler Weg für die Handhabung und Positionierung der Mikrokomponenten. Für die Montage eines Mikrosystems, das aus zehn Mikrokomponenten besteht, lassen sich so Potentiale von 50% der Montagezeit aufzeigen.

Zusammenfassung (Englisch)

The aim of this research work is to make micro manipulation process more efficient by using a novel protective cover for the micro components, a visual system for prevention of collision between micro gripper and specimen holder as well as by introducing an automation concept in micro manipulation process.

The first part of the dissertation discusses the development of a novel, protective cover for the micro components which are placed in the chamber of a scanning electron microscope (SEM). The problem that might occur during evacuation of the SEM chamber is that the micro components might be sucked into the vacuum pump and damage it. The protective cover prevents this from happening by covering the micro components during the evacuation of the chamber. The second part considers the problem of a possible collision between the micro gripper and the specimen holder. This might occur due to the fact that it is difficult to observe under a microscope the micro gripper's approach towards the micro component in the z-axis. The optical system consists of a micro camera with an infrared (IR) Light Emission Diode (LED) and magnification lenses, a mirror and a micrometer scale. It enables continuous monitoring of the micro gripper's approach to the micro object. The third part presents an analysis of the kinematics relationship in the SEM chamber in order to find an optimum path for manipulation and positioning of the micro components. The time reduction for a micro system which consists of ten components is almost 50%.

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