Pressure Sensor Systems

Das Fraunhofer IMS entwickelt kundenspezifische Drucksensorsysteme (Pressure Sensor Systems) für medizintechnische oder industrielle Anwendungen.

Entwicklung und Fertigung von anwendungsspezifischen Drucksensorsystemen (Pressure Sensor Systems)

Mittels der Expertise vom IMS lassen sich anwendungsspezifische Drucksensorsysteme auf CMOS oder post-CMOS Technologien mit individuell angepasster Dimension und Druckbereich für medizintechnische oder industrielle Einsätze problemlos realisieren.

Drucksensorsysteme

In der Mikroelektronik geht der Trend hin zu fortlaufend miniaturisierten Sensoren, die über eine grundlegende integrierte Signalverarbeitung verfügen. Gleiches gilt für die Realisierung von Drucksensoren, wodurch Drucksensorsysteme (Pressure Sensor Systems) entstehen. Unsere kundenspezifischen Entwicklungen sind nicht nur energieeffizient und leistungsfähig, sondern aufgrund ihrer geringen Maße auch auf die Umgebungsbedingung individuell anpassbar. Mit diesen Drucksensorsystemen kann ein breites Spektrum neuartiger und anspruchsvoller Anwendungen, insbesondere in Form von implantierbaren Systemen im Bereich der Medizintechnik, adressiert werden.

Lichtmikroskopbild von Druckmembranen eines kapazitiven Sensorfeldes zur Bebilderung des Geschäftsbereichs Drucksensorsysteme
© Fraunhofer IMS

Ausschnitt von zwei Membranen eines mikrosystemtechnisch hergestellten kapazitiven Drucksensorsystems

Durch die hausinterne eigene Herstellung von Drucksensorsystemen (Pressure Sensor Systems) auf Basis der Integration von kapazitiven Absolutdrucksensoren direkt im CMOS-Prozess oder durch eine post-CMOS-Bearbeitung ist eine Anpassung des Druckbereiches und weiteren kundenspezifischen Anforderungen realisierbar. Darüber hinaus ist eine Anbindung an jede Art der Signalverarbeitung möglich. Ein Beispiel hierfür ist die Integration mehrerer Sensoren wie Druck-, Temperatur- und Lagesensoren in einem Implantat, welche von einem übergeordneten ASIC (anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis / Application Specific Integrated Circuit) angesteuert und ausgelesen werden. Viele unserer Drucksensorsysteme eignen sich besonders für medizinische Anwendungen, wie z. B. die Langzeitüberwachung wichtiger physiologischer Parameter wie Blut-, Blasen, oder Augeninnendruck. Das Auslesen des Implantats erfolgt dabei drahtlos über eine Transponderlösung. Über die Datenübertragung hinaus wird auch das Drucksensorsystem zusammen mit dem ASIC telemetrisch mit der notwendigen Energie versorgt. Damit gewinnen Drucksensorsysteme für den zukünftigen Einsatz in der Medizintechnik an Bedeutung.

Miniaturisierte Drucksensorsystem-Transponder eignen sich zudem auch für hydraulische Anwendungen in der Industrietechnik oder für die Messung von Reifendrücken im Automobilbau (TPMS), sowie von Drücken innerhalb von Vakuum-Isolierpaneelen (VIP).

Das vom IMS patentierte Herstellungsverfahren von Drucksensoren auf der Basis der Oberflächenmikrobearbeitung bietet die Möglichkeit der monolithischen Integration, wodurch Drucksensorsysteme mit einem äußerst geringen Energiebedarf entwickelt werden können.

Darüber hinaus besteht auch die Möglichkeit auf externen CMOS-Schaltungen auf Waferbasis mittels einer beim IMS entwickelten post-CMOS-Technologie kapazitive Drucksensorsysteme zu realisieren.

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