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Berichte - Forschung & Entwicklung

 

Sensor im Doppelpack - Messung von Luftfeuchtigkeit und Gaskonzentrationen

Sensor im Doppelpack

Sven Rademacher, Projektleiter am IPM, beschreibt die entscheidende Neuerung:

»Bisher brauchte man zwei Sensoren mit entsprechender Elektronik. Feuchte- und Gassensoren ließen sich nicht kombinieren, weil der eine nur bei Raumtemperatur zuverlässig funktioniert, der andere aber eine Betriebstemperatur von zwei- bis vierhundert Grad Celsius benötigt.«

Jetzt sind die beiden Sensoren auf einem fingernagelgroßen Chip vereinigt.
Obwohl sie dicht beieinander liegen, findet zwischen ihnen kein Wärmeaustausch statt: Die Gassensoren können heiß werden, der Feuchtesensor bleibt trotzdem kühl. Der Trick: Die Sensoren sind zwar integraler Bestandteil des Chips, um sie herum wurde das Material jedoch bis auf einige dünne Stege weggeätzt. »Durch diese dünnen Stege können sich Temperaturen nicht ausbreiten«, erklärt Marie-Luise Bauersfeld, die den Chip hergestellt und getestet hat.

»Der Prototyp des Mikrostrukturierten Sensorarrays zur Luftqualitätsmessung, kurz MOSEL, hat bereits Funktionstests bestanden. Wir können mit ihm gleichzeitig Luftfeuchte, Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffe, Stickoxide und Sauerstoffkonzentration messen

Der Mehraufwand bei der Herstellung des Sensorchips ist dabei gering: Die verschiedenen Sensoren lassen sich in gemeinsamen Arbeitsgängen fertigen, berichtet Bauersfeld: »Ausgangsmaterial ist ein Siliziumchip, einen Quadratzentimeter groß und 0,4 Millimeter dünn. Mit Ätztechnik lässt sich dieser an den für die Sensoren vorgesehenen Stellen ausdünnen, bis nur noch eine zwölf Mikrometer dünne Schicht übrig ist. Diese wird mit Elektroden, Kontakten und Heizstrukturen aus Platin beschichtet. Am Ende ätzen wir das Material rings um die fertigen Sensoren weg, sodass nur die hauchdünnen, drahtähnlichen Verbindungen übrig bleiben.«


Presseinformation
11.05.2007



Kontakt:

Jürgen Wöllenstein
Telefon: +49 (0) 7 61/ 88 57 - 1 34
Fax: +49 (0) 7 60/ 88 57 - 2 24
E-Mail senden
Fraunhofer-Institut für Physikalische Meßtechnik
IPM
Heidenhofstraße 8
79110 Freiburg
www.ipm.fraunhofer.de

 

 

 

 

 

 

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