20.07.2023 - 2023

Kooperation zwischen Hahn-Schickard und der Ensinger GmbH

Die Ensinger GmbH und Hahn-Schickard Stuttgart bündeln ihre Kompetenzen, um gemeinsam Sensorelemente auf Basis der Ensinger Microsystems Technology zu entwickeln.

Das baden-württembergische Familienunternehmen Ensinger GmbH beschäftigt sich mit der Entwicklung, Fertigung und dem Vertrieb von thermoplastischen Konstruktions- und Hochleistungspolymeren sowie Composites, Halbzeugen und Fertigteilen. Derzeit wird das Produktportfolio um Polymer-basierte Sensorelemente erweitert, welche mit der eigens entwickelten Ensinger Microsystems Technology hergestellt werden. Hahn-Schickard, Stuttgart unterstützt die Ensinger GmbH bei diesem Vorhaben.

Die Ensinger Microsystems Technology (EMST) basiert auf spritzgeprägten Polymer-Wafern, also auf dünnen, zentrosymmetrischen Scheiben, die je nach verwendetem Werkzeugeinsatz mit unterschiedlichen Mikrostrukturen versehen werden können. Wichtig für die Herstellung von definierten Sensorstrukturen sind entsprechende leiterbahnförmige Vertiefungen im Polymer-Wafer. Ebenfalls wichtig ist eine zuverlässige elektrische Kontaktierung der späteren Sensorstrukturen. Daher wurde für das Spritzprägen das Substratmaterial TECACOMP® PEEK LDS der Ensinger GmbH gewählt. Es zeichnet sich durch seine Laseraktivierbarkeit aus, wodurch sich das Material entsprechend des LPKF-LDS®-Prozesses selektiv außenstromlos metallisieren lässt. Auch VIAs sind mit diesem Prozess möglich. Erst wenn die mikrostrukturierten Polymer-Wafer mit der elektrischen Kontaktierung versehen sind, erfolgt das eigentliche Aufbringen der Sensorstrukturen mittels vollflächiger PVD-Beschichtung. Durch einen anschließenden Polier-Prozess wird überschüssiges Material von der Wafer-Oberfläche abgetragen, sodass nur die metallisierten Sensorstrukturen im Inneren der Vertiefungen zurückbleiben.

Als erstes Pilotprojekt haben die beiden Kooperationspartner gemeinsam ein 5x7mm² großes Strömungssensorelement mit Richtungserkennung entwickelt und erste Funktionsmuster für Untersuchungen aufgebaut. Im Vergleich zu Keramik-basierten Strömungssensoren besticht PEEK durch eine niedrigere Wärmeleitfähigkeit. Letztere soll zu einer Verbesserung der Sensorempfindlichkeit führen, sodass sich der thermische Strömungssensor ideal als Demonstratoraufbau eignet.

Der Transfer von Funktionsmustern hin zum fertigen Serienprodukt ist später durch die Fertigungslinie von Hahn-Schickard und die weltweiten Fertigungsstätten und Vertriebsniederlassungen der Ensinger GmbH sichergestellt, sodass solche Strömungssensorelemente zukünftig in diversen Bereichen wie der Prozesstechnik- und automatisierung, Pneumatik oder Wasserstofferzeugung und -verbrennung eingesetzt werden können.