Die nicht dispersive Infrarot-Spektroskopie (NDIR) wird vielfach für die Detektion von Gasen genutzt. Hier wird das zu untersuchende Gas in eine geschlossene Kammer geleitet und mit Licht im Infraroten Spektralbereich durchstrahlt.
Die Fertigung der dazu notwendigen Infrarot Emitter auf Basis von Standard-MEMS-Technologien ist zeit- und kostenintensiv. In Nischenmärkte und Spezialanwendungen besteht ein hohes Interesse an preiswerten Bauteilen und kurzer Entwicklungszeit. Die klassische Fertigung benötigt komplexe Lithographieschritte zur Strukturierung der mittels verschiedener Verfahren abgeschiedenen Schichten auf dem Trägersubstrat. Jede Veränderung der Strukturen erfordert angepasste neue Lithographiemasken, die Zeitaufwand und Kosten erhöhen. In CMOS-kompatiblen Beschichtungsanlagen ist die Materialauswahl stark beschränkt, da Verunreinigungen aufwendige Reinigungsprozeduren auslösen.
Tintenstrahlverfahren gestatten ein direktes Schreiben der Strukturen ohne Lithographieschritte und sind nicht mehr auf CMOS-kompatible Materialen beschränkt, die Entwicklungszeiten sind verkürzt.
Wird dieses Verfahren mit einer galvanischen Abscheidung kombiniert, ist es möglich, Dickfilme auf den gedruckten Strukturen aufwachsen zu lassen. Die Materialauswahl wird nochmals vielfältiger. Zudem können die aufgedruckten Strukturen hinsichtlich ihrer elektrischen, optischen und mechanischen Eigenschaften sowie die Bondbarkeit optimiert werden.
Mit diesen Technologien sind schnelle Entwicklungszeiten sowie flexible Prozessführungen realisierbar und für andere Sensorentwicklungen denkbar.
Die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten im Projekt „Inkjet-Printing galvanisch verstärkter Infrarot-Emitter“ (IJP-IR) werden gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz.
FKZ: 49MF222025
