Neuartiges Bauteilkonzept quasistatisch-resonanter 2D-Mikroscanner für die Zielanwendung ultrakompakter Laserprojektionsdisplays

Die Dissertation präsentiert ein neuartiges Mikroscanner-Bauteilkonzept für Anwendungen der Strahlsteuerung und in ultra-kompakten, hoch-auflösenden Laserprojektionsdisplays. Das Konzept nutzt die Vorteile elektrostatischer Kammantriebe in Bezug auf Miniaturisierbarkeit und Leistungsverbrauch des Scanner-Bauteils bei der Realisierung quasistatisch ausgeführter Scanbewegungen mit großen mechanischen Ablenkwinkeln (bis zu 11.5°). In Kapitel 3 wird das Bauteil- und Technologiekonzept sowie die Bedeutung von Festkörpermechanismen für die kombinierte Fertigung von planaren und vertikalen Kammantrieben in einem volumenmikromechanischen Herstellungsprozess detailliert beschrieben. Kapitel 4 befasst sich mit den theoretischen Grundlagen des statischen und dynamischen Bauteilverhaltens. Den Schwerpunkt bilden neuartige Makromodellierungsansätze zur Erfassung der elektrostatischen, elektromechanisch gekoppelten und fluiddynamischen Domäne bei geringem Modellierungs- und Rechenaufwand. Die hieraus abgeleiteten Modelle werden in Kapitel 5 verwendet um die Eignung alternativer Elektrodengeometrien und Anordnungen zu untersuchen und gegenüberzustellen. Besonders effiziente, neuartige CAVC-Antriebselektroden werden vorgestellt. Kapitel 6 umfasst die Bauteiltechnologie. Der Fokus liegt auf dem für das Aufbaukonzept und die Realisierung vertikaler Kammantriebe zentralen, adhäsiven Waferbondverfahren mittels Benzocyclobuten (BCB). Kapitel 7 stellt ausgewählte Demonstratoren mit ihren charakteristischen Eigenschaften vor. Kapitel 8 befasst sich mit Heuristiken zur Steuerung und Regelung der nichtlinearen Regelstrecke sowie deren Eignung für die Strahlsteuerung und lineares Scannen.