Dichtesensor: Schneller Transfer vom Prototyp zum Produkt

Wie ist der Mineralgehalt von Mineralwasser? Wann enthält Biogas genug Methan, um ins Erdgasnetz eingespeist werden zu können?

Für die Firma TrueDyne haben wir den Prototyp eines MEMS-Chips in kürzester Zeit vom Prototyp zum Produkt überführt. Der Sensor misst kleinste Änderungen in der Dichte von Flüssigkeiten oder Gasen. In unserem Reinraum in Villingen-Schwenningen fertigen wir ihn in Serie.

Mit dem Dichtesensor lassen sich Flüssigkeiten und Gase im µl-Bereich bestimmen

Herzstück des Chips ist ein freistehender Siliziumkanal mit einem Querschnitt vom 160x200 µm (nur vier Mal dicker als ein menschliches Haar), der auf einem Glassubstrat sitzt. Durch Löcher im Glassockel strömt das Fluid in den Kanal, welcher über Plattenkondensatoren in Resonanzschwingung versetzt wird. Diese Resonanzschwingung wird ebenfalls über Plattenkondensatoren kapazitiv erfasst. Je nach Dichte und Viskosität des Fluides ändern sich die Resonanzfrequenz und die Güte des Kanals.

Um die hochgenaue Messung von Umgebungseinflüssen zu entkoppeln, befindet sich der Kanal unter einem Siliziumdeckel, der ein Vakuum einschließt. Um solch einen komplexen Chip zu fertigen, sind insgesamt 4 Wafer und mehr als 100 Prozessschritte notwendig.