Viele industrielle Prozesse verlangen präzise Druckmessungen zur Überwachung. Meist wird der piezoresistiven Effekt genutzt, der besonders bei Halbleitermaterialien wie Silizium ausgeprägt ist.
Für Hochdruckanwendungen über 10 MPa wird überwiegend Dünnschichttechnik auf Stahlsubstraten für das sensorische Element verwendet. Sensoren mit frontbündigem Medienanschluss sind mit dieser Technologie nur mit sehr großem Aufwand zu realisieren. In dem neu gestarteten Projekt wird eine Technologie für einen Sensor mit frontbündigem Medienanschluss und strikter Trennung zur elektrischen Seite entwickelt. Die Basis bilden Querdehnungsunempfindliche Si-DMS, die als Wheatstonesche Vollbrücke ausgeführt wird. Diese wird auf die medienabgewandte Seite mittels Glasfritte auf eine Membran bzw. Biegeplatte aus Chemikalien beständigerem Stahl gefügt. Die Technologie ermöglicht den Aufbau von Sensoren bis 300 MPa.
Im Gegensatz zu konventionellen Dünnschichtdrucksensoren ist die medienberührende Stahlplatte frontbündig und frei von Topologien und Hinterschneidungen.
Durch dem frontbündige Medienkontakt ist dieser Sensor besonders geeignet für die Lebensmittelindustrie, Pharmaindustrie und die Chemische Industrie, deren Hygienebestimmungen aufwändige und regelmäßige Reinigungen erfordern. Eine Ölvorlage wie bei siliziumbasierten Drucksensoren zum Erhalt eines frontbündigen Medienanschlusses ist hier nicht notwendig.
Die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten im Projekt „Hochdrucksensor mit frontbündigen Medienanschluss“ (DS300MPa) wurden gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz.
FKZ: 49MF220019
