TU Darmstadt / ULB / TUbiblio

Analyse der Fertigungskosten elektromechanischer Systeme beim Einsatz der UV-Tiefenlithographie

Neumann, Matthias (2008):
Analyse der Fertigungskosten elektromechanischer Systeme beim Einsatz der UV-Tiefenlithographie.
Technische Universität Darmstadt, [Seminar paper (Midterm)]

Abstract

Zusammenfassung:

Ein Forschungsgebiet des Institutes für Elektromechanische Konstruktionen (EMK) der Technischen Universität Darmstadt (TUD) sind miniaturisierte, elektromechanische Schrittantriebe. Das Ziel dieser Studienarbeit ist, die Fertigungskosten von miniaturisierten, elektrothermischen Aktoren zu ermitteln.

Die Fertigungsverfahren der Systeme basieren auf der Erzeugung von freitragenden Strukturen aus dem Epoxid-basiertem Negativresist SU-8 mittels der UV-Tiefenlithographie. Eine Bewegung der Systeme wird durch Opferschichten aus SU-8 oder mit der Galvanotechnik aufgebrachtem Kupfer ermöglicht. Die Produktionskosten werden erfasst, systematiersiert und in ein Kostenmodell abgebildet.

Ausgangspunkt dieser Studienarbeit ist ein von Lawes entwickeltes, detailliertes Kostenmodell, das fixe und variable Kosten trennt und eine Abschätzung der Produktionskosten auf der Basis der prozessierten Schichten vornimmt. Die Prozesse zur Erstellung der mikrotechnischen Systeme haben eine feste Anzahl von zwei Schichten, eine Opfer- und eine Strukturschicht, und daher wird auf eine Einarbeitung der Anzahl an prozessierten Schichten in das zu entwickelnde Kostenmodell verzichtet. Das Modell von Lawes hat zum Ziel, verschiedene mikrotechnische Fertigungsverfahren hinsichtlich ihrer Kostenstruktur zu vergleichen.

Die für das Kostenmodell relevante Theorie der betrieblichen Kostenrechnung und –planung wird zusammenfassend dargestellt. Nach der Erfassung und Systematisierung der Kosten mit einer Kostenartenrechnung, wird ein Kostenmodell mit dem Verfahren der Plankostenrechnung auf Vollkostenbasis entwickelt. Die Produktion wird dabei als zeitlich nicht an einen Takt gebundene Fließproduktion ohne feste räumliche Kopplung modelliert. Zusätzlich zu der Ermittlung der Stückkosten wird eine auf der Warteschlangentheorie basierende Berechnung der Durchlaufzeit der Produktionsprozesse eingeführt.

In einer Erweiterung des Kostenmodells wird untersucht, welchen Einfluss eine Erhöhung der Produktionsmenge, eine Fertigung auf Siliziumsubstraten mit größerem Durchmesser und eine Verkleinerung der Fläche der zu fertigenden Bauteile auf die Fertigungskosten haben. Die Ergebnisse der Berechnungen mit dem Kostenmodell werden dargestellt und verifizieren aus der Halbleiterindustrie stammende Erfahrungswerte. Abschließend wird die Arbeit kritisch betrachtet und ein Ausblick auf verschiede Aspekte gegeben, die Gegenstand von weiterführenden Arbeiten sein könnten. So kann eine Simulation der Fertigungsprozesse genutzt werden, um die Annahmen und Berechnungen des entwickelten Kostenmodells zu überprüfen. Auch eine alternative Modellierung der Produktion mit der Netzplantechnik ist in Betracht zu ziehen.

Item Type: Seminar paper (Midterm)
Erschienen: 2008
Creators: Neumann, Matthias
Title: Analyse der Fertigungskosten elektromechanischer Systeme beim Einsatz der UV-Tiefenlithographie
Language: German
Abstract:

Zusammenfassung:

Ein Forschungsgebiet des Institutes für Elektromechanische Konstruktionen (EMK) der Technischen Universität Darmstadt (TUD) sind miniaturisierte, elektromechanische Schrittantriebe. Das Ziel dieser Studienarbeit ist, die Fertigungskosten von miniaturisierten, elektrothermischen Aktoren zu ermitteln.

Die Fertigungsverfahren der Systeme basieren auf der Erzeugung von freitragenden Strukturen aus dem Epoxid-basiertem Negativresist SU-8 mittels der UV-Tiefenlithographie. Eine Bewegung der Systeme wird durch Opferschichten aus SU-8 oder mit der Galvanotechnik aufgebrachtem Kupfer ermöglicht. Die Produktionskosten werden erfasst, systematiersiert und in ein Kostenmodell abgebildet.

Ausgangspunkt dieser Studienarbeit ist ein von Lawes entwickeltes, detailliertes Kostenmodell, das fixe und variable Kosten trennt und eine Abschätzung der Produktionskosten auf der Basis der prozessierten Schichten vornimmt. Die Prozesse zur Erstellung der mikrotechnischen Systeme haben eine feste Anzahl von zwei Schichten, eine Opfer- und eine Strukturschicht, und daher wird auf eine Einarbeitung der Anzahl an prozessierten Schichten in das zu entwickelnde Kostenmodell verzichtet. Das Modell von Lawes hat zum Ziel, verschiedene mikrotechnische Fertigungsverfahren hinsichtlich ihrer Kostenstruktur zu vergleichen.

Die für das Kostenmodell relevante Theorie der betrieblichen Kostenrechnung und –planung wird zusammenfassend dargestellt. Nach der Erfassung und Systematisierung der Kosten mit einer Kostenartenrechnung, wird ein Kostenmodell mit dem Verfahren der Plankostenrechnung auf Vollkostenbasis entwickelt. Die Produktion wird dabei als zeitlich nicht an einen Takt gebundene Fließproduktion ohne feste räumliche Kopplung modelliert. Zusätzlich zu der Ermittlung der Stückkosten wird eine auf der Warteschlangentheorie basierende Berechnung der Durchlaufzeit der Produktionsprozesse eingeführt.

In einer Erweiterung des Kostenmodells wird untersucht, welchen Einfluss eine Erhöhung der Produktionsmenge, eine Fertigung auf Siliziumsubstraten mit größerem Durchmesser und eine Verkleinerung der Fläche der zu fertigenden Bauteile auf die Fertigungskosten haben. Die Ergebnisse der Berechnungen mit dem Kostenmodell werden dargestellt und verifizieren aus der Halbleiterindustrie stammende Erfahrungswerte. Abschließend wird die Arbeit kritisch betrachtet und ein Ausblick auf verschiede Aspekte gegeben, die Gegenstand von weiterführenden Arbeiten sein könnten. So kann eine Simulation der Fertigungsprozesse genutzt werden, um die Annahmen und Berechnungen des entwickelten Kostenmodells zu überprüfen. Auch eine alternative Modellierung der Produktion mit der Netzplantechnik ist in Betracht zu ziehen.

Uncontrolled Keywords: Elektromechanische Konstruktionen, Mikro- und Feinwerktechnik, Kostenmodell, Plankostenermittlung, UV-Tiefenlithographie
Divisions: 18 Department of Electrical Engineering and Information Technology
18 Department of Electrical Engineering and Information Technology > Institute for Electromechanical Design
18 Department of Electrical Engineering and Information Technology > Institute for Electromechanical Design > Microtechnology and Electromechanical Systems
Date Deposited: 06 Sep 2011 15:42
Additional Information:

EMK-spezifische Daten:

Lagerort Dokument: Archiv EMK, Kontakt über Sekretariate,

Bibliotheks-Sigel: 17/24 EMKS 1677

Art der Arbeit: Studienarbeit

Beginn Datum: 05-11-2007

Ende Datum: 17-03-2008

Querverweis: 17/24 EMKS 1581

Studiengang: Wirtschaftsingenieur Elektrotechnik und Informationstechnik (WI-ETiT)

Vertiefungsrichtung: Mikro- und Feinwerktechnik (MFT)

Abschluss: Diplom (MFT)

Identification Number: 17/24 EMKS 1677
Referees: Eicher, Dipl.-Ing. Dirk and Schlaak, Prof. Dr.- Helmut Friedrich
Related URLs:
Export:

Optionen (nur für Redakteure)

View Item View Item