Die hochpräzise Prozessmesstechnik steht mit Einsatztemperaturen von bis zu 300°C vor neuen Herausforderungen. Anlagen- und Messtechnikproduzenten wollen mit MEMS-basierten Druckwandlerkernen Funktionserweiterungen und neue Gestaltungsräume erschließen.
Die passenenden Mikrosystemtechnologien dazu hat jetzt das CiS Forschungsinstitut für Mikrosensorik aus Erfurt entwickelt.
In dem kürzlich abgeschlossenen Projekt HotDru wurden Prototypen verschiedener Drucksensorchips basierend auf dem „Silicon on Insulator“ (SOI)-Prinzip hergestellt. Neben konventionellen LP-CVD und Layer-Transfertechniken entstanden neue eigene Lösungen mit speziellen elektrochemisch unterstützten Ätzverfahren. Mit diesen Technologien in Kombination mit optimierten Montage- und Fertigungsverfahren, wie dem 0-Level-Packaging per Silizium-Direktbonden konnten Sensoren mit ausgezeichneter Performance entwickelt werden.
Bisher wurden alle Messungen bei Temperaturen bis zu 210°C durchgeführt. Die Messtechnik für Tests bis 300°C befindet sich kurz vor der Fertigstellung.
Die bisher gewonnenen Daten zeigen eine nahezu temperaturunabhängige Brückengrundverstimmung <0,2mV/V, eine hohe Polungsstabilität, eine Kennlinienabweichung <0,1% full-scale bei Nenndruck und ~2% bei 5-facher Überlast. Die Kurzzeitstabilität über 24 Stunden bei 210°C liegt nahe der messtechnischen Auflösung bei weniger als 0,01% full-scale (s. Abb.).
Die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten wurden gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (FKZ: MF110117).
Projektpräsentation zur:
SENSOR+TEST, 19.-21. Mai 2015, Nürnberg, Halle 12 Stand 132
