Differenzdrucksensoren für den Einsatz in aggressiven Medien - Simultane Messung von Differenzdruck und Prozessdruck

26.10.2020

Mikromechanische Drucksensoren haben am Markt sich aufgrund der hervorragenden mechanischen Eigenschaften von einkristallinem Silizium seit vielen Jahren etabliert. Das CiS Forschungsinstitut entwickelte eine medienresistente Ausführung seines miniaturisierten piezoresistiven Drucksensors.
Ein Aufbau mit zwei identischen siliziumbasierten Absolutdrucksensoren ermöglicht die simultane Messung von Differenzdruck und Prozessdruck in aggressiven Medien. Diese Lösung hat den Vorteil, dass eine sehr kleine und kompakte Aufbauform realisiert werden kann. Der vom CiS Forschungsinstitut verfolgte Ansatz nutzt miniaturisierte Drucksensoren, die mittels Flip-Chip-Technologien auf den Trägermaterialien wie Silizium oder Keramik aufgebracht werden können. Mittels an die gewünschte Applikation angepassten Passivierungsverfahren (ALD, Parylene u.a.) sind die Drucksensoren in ihrer Ausführung medienresistent verfügbar. Die entwickelten Montagetechnologien mit medienbeständigem und hermetisch dichtem Verguss sind hinsichtlich Langzeitstabilität und Medienresistenz optimiert. Der Gesamtaufbau ist kalibriert und enthält zwei ASIC zur Auswertung der Wheatstoneschen Messbrücke. Es wird sowohl ein analoges als auch ein digitales Signal (I2C) ausgegeben.

Zielapplikationen finden sich in der chemischen und Groß-Industrie, im Automotive Bereich, in der Medizintechnik und der Forschung.
Die beschriebenen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten werden im Forschungsprojekt „Flip-Chip-Montage zum Aufbau von Drucksensoren-Flip-Chip-DDS“ (Flip-Chip-DDS) durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert.