Skalierbarer low-cost Drucksensor mit galvanisch hergestellter Sensormembran und hoch druckfester Fügetechnik (SkalaD)

Im Projekt wurde der kapazitive, leiterplattenbasierte Drucksensor aus den Grundlagen zu einer skalierbaren Sensorfamilie für den Druckbereich von 1 mbar bis 10 bar erweitert. Dazu wurden neue Fügeverfahren für die Membran auf dem PCB sowie das Galvanoforming als Herstellungsverfahren für die Membran untersucht.

Die Forschungen und Entwicklungen von Hahn-Schickard zur Messung von Drücken und Füllständen mittels kapazitiver, leiterplattenbasierter Druckmesstechnik zeigen das Potenzial einer hochgenauen und kostengünstigen Messtechnik, die zudem sehr einfach in kundenspezifische Anwendungen integriert werden kann. Im Vergleich mit MEMS-Drucksensoren kann die Aufbautechnologie deutlich vereinfacht werden. Dies ermöglicht es Firmen, die über keine eigene kostspielige MEMS-Fertigung verfügen, einen wichtigen Teil der Wertschöpfung bei der Produktion von Drucksensoren mit vorhandenen Inhouse-Technologien zu erreichen. Ziel des Projekts ist es, die kapazitiven, leiterplattenbasierten Drucksensoren aus den Grundlagen zu einer skalierbaren Sensorfamilie für den Druckbereich von 1 mbar bis über 10 bar zu erweitern. Hierzu wurde der Einsatz von galvanogeformten Federwerkstoffen mit funktional angepassten Schichtdicken zur schnellen und flexiblen Verfügbarkeit unterschiedlichster und hochpräziser Membrangeometrien untersucht. Zur Optimierung des Sensors bei hohen Einsatzdrücken wurden kriechfeste Fügeverfahren für die Sensormembran auf der Leiterplatte. Dabei kamen reaktives Fügen, TLP-Bonden, Sintern und Schweißen zum Einsatz.