Best Paper Award der EBL 2016
Leiterplattenbasierte MEMS-Scanner-Einheit
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Leiterplatten zum Gehäuse falten
Ausgehend von einem Simulationsmodell (Bild 2) wurde eine mikrooptische Scanner-Einheit entwickelt, die z.B. in einem integrierten Mikroprojektor in Smartphones oder Tablet Computer eingebaut werden kann. Das Scanner-Modul besteht aus vier starren Leiterplattensegmenten, die durch eine Flex-Lage miteinander verbunden sind. Es beinhaltet zur genauen Bestimmung des Auslenkwinkels eine Lichtquelle, deren Strahl durch einen positionssensitiven Detektor die Spiegelunterseite erreicht, dort reflektiert wird und anschließend auf die Sensorfläche des Detektors trifft. Durch das Faltkonzept dieses Moduls bildet die Leiterplatte - neben ihrer eigentlichen Aufgabe als Bauteilträger und elektrisches Verbindungselement - gleichzeitig ein lichtdichtes Gehäuse.
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Ausgehend von einem Simulationsmodell (Bild 2) wurde eine mikrooptische Die metallisierten Ränder der vier starren Leiterplattensegmente lassen sich miteinander verlöten und bilden somit ein festes, lichtdichtes Modulgehäuse. Zusätzlich bestimmt das starre Leiterplattensubstrat auch andere physikalische Rahmenbedingungen, wie die Einstellung der korrekten Länge des optischen Pfades und das bei Abmessungen von lediglich 9,2 × 7 × 4 mm³ (L × B × H). Im Größenvergleich zum Ausgangssystem (Bild 3) mit Abmessungen von 20 × 14 × 17 mm³ konnte das Leiterplatten-Scanner-Modul deutlich verkleinert werden. Auch die Masse des Scanner-Moduls konnte durch die Leiterplatten-Faltbauweise um den Faktor 20 auf lediglich 0,55 g reduziert werden.
M. Lenzhofer (CTR Carinthian Tech Research AG)
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