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Infobrief No. 2 AMA Weiterbildung der Herbst steht ins Haus und damit die Zeit sich für den bevorstehenden Winter einzudecken. Auch die Bevorratung an Know-how, durch qualiativ hochwertige Seminare ist eine Investition, um gestärkt in das nächste Jahr zu gehen. Unsere beiden Oktobertermine empfehlen sich besonders: Am 6.10.2009 in Darmstadt, unter der wissenschaftlichen Leitung von Prof. Dr. Roland Werthschützky, TU Darmstadt das Thema "Piezoresistive Silizium-Sensoren"
Seit der Entdeckung des piezoresistiven Effekts durch Charles S. Smith an den Bell Telephone Laboratories vor etwa 56 Jahren verzeichnen piezoresistive Sensoren zur Erfassung mechanischer Größen eine bemerkenswerte Entwicklung. Zunächst waren die piezoresistiven Drucksensoren die „Motoren“ bei der Entwicklung der Silizium-Mikromechanik und später der Mikrosystemtechnik. Aufbauend auf Standardtechnologien der Halbleitertechnik wurden neuartige, sensorspezifische Technologien der dreidimensionalen Formgebung durch Ätzen, von möglichst rückwirkunsgfreien Technologien zur Verbindung des empfindlichen Silizium-Elementes mit unterschiedlichen Substraten, aber auch neuartige Technologien des Packagings zum Schutz des Silizium-Elementes vor der oftmals rauhen Umgebung entwickelt. Die Hauptvorteile der piezoresistiven Technik; kleinste Abmessungen, hohe Empfindlichkeit und geringe Kosten; prägten ihren Haupteinsatz zunächst in der intrakorporalen Medizintechnik. Heute werden deutlich größere Umsatzvolumina in der Kfz-Technik, der Consumer-Technik, aber auch in der Prozessmesstechnik mit piezoresistiven Sensorelementen erzielt. Die piezoresistiven Silizium-Sensoren waren zunächst dominant in der Druck- und Beschleunigungssensorik. Gegenwärtig werden neue Anwendungsgebiete, wie die Mikrokraftsensorik in der Oberflächenmesstechnik und Medizintechnik sowie die verteilte Dehnungsmessung für adaptronische Anwendungen erschlossen. Aber auch außerhalb der Erfassung mechanischen Größen sind Entwicklungen bei piezoresisteiven Feuchte-, Gas- und Chemosensoren zu beobachten. Das Seminar zeigt zunächst die historische Entwicklung dieser Technik auf. Klangvolle Firmennamen sind mit der Fertigung dieser Sensoren verbunden. Die Entwurfgrundlagen werden anschließend überblicksmäßig in phänomenologischer Form vorgestellt. Es wird aufgezeigt, welche Größen bei der Entwicklung selektiv empfindlicher und langzeitstabiler Sensorelemente vor allem zu berücksichtigen sind. Die gegenwärtig angewandten Fertigungstechnologien werden vorgestellt. Der Schwerpunkt liegt auf der Formgebung, der Verbindungs- und Montagetechnik. Der Teil Grundlagen wird abgerundet durch das Vorstellen moderner Verfahren der Signalverarbeitung. Der zweite Teil widmet sich den Anwendungen. Zunächst werden moderne Beispiele aus den Gebieten der Medizintechnik, des Maschinenbaus, der Kfz-Technik und der Prozessmesstechnik vorgestellt. Abschließend erfolgt ein Ausblick auf neuartige Anwendungen bei Dehnmesselementen für die Adaptronik, Höchstdrucksensoren und Feuchtesensoren sowie in der Gassensorik.
Am 29. Oktober 2009 findet in Potsdam das zweite Seminar, unter der wissenschaftlichen Leitung von Dr. Stephan Guttowski, FhG IZM Berlin mit dem Thema "Autarke Funksensoren"statt.
Was sind autarke Funksensoren? In diesem Seminar werden der prinzipielle Aufbau und die wesentlichen Funktionskomponenten dieser komplexen Mikrosysteme erläutert. Bereits etablierte Funksensornetze und in der Entwicklung befindliche Visionen ergänzen den Überblick. Der zweite Themenkomplex umfasst die Darstellung der Designaktivitäten für autarke Funksensoren. Das Systemdesign beinhaltet die Abläufe von der Spezifikation des Funksensors bis zum Prototyp: funktionelles Design, strukturelles Design, physikalisches Design, die Realisierung von Mustern des Funksensors, die Planung der Funktionstests und ggf. Abläufe des Redesigns bei der Verifikation des Funksensors. Der folgende Seminarabschnitt beinhaltet die ausführliche Erläuterung der wesentlichen Baugruppen und Komponenten autarker Funksensoren. Es werden jeweils die für das Sensorsystem wesentlichen Komponentencharakteristika benannt und anhand von derzeit am Markt verfügbaren Bauelementen erläutert. Anhand von praktischen Fallbeispielen wird die einsatzorientierte Auswahl der Baugruppen zum System aufgezeigt. Autarke Funksensoren sind intelligente Subsysteme und benötigen zu ihrer Funktion entsprechende Betriebs- und Sensoranwendersoftware. In diesem Teil des Seminars werden deshalb die Treibersoftware für häufig eingesetzte Mikrocontroller und etablierte Kommunikationsprotokolle der drahtlosen Datenübertragung vorgestellt. Die erforderlichen Schnittstellen zur Einbindung der sensorspezifischen Software (in der Regel Firmware) werden erläutert. Die Thematik kostengetriebenes Design beinhaltet die ökonomischen Aspekte bei der Entwicklung autarker Funksensoren: Es werden die Kostentreiber identifiziert und Lösungsstrategien für die einzelnen Faktoren aufgezeigt. Im Technologieteil des Seminars werden die wichtigen Fertigungstechnologien speziell für autarke Funksensoren aufgezeigt. Die Erläuterungen beginnen mit den Haupttechnologien (THT, SMT, FC), wobei die technologischen Anforderungen an die Sensorelemente, Substrate und Bauelemente definiert werden. Anschließend wird die Prozesskette insbesondere in Hinsicht auf kleinere und mittlere Serien erläutert. Materialauswahl und –anwendung für die Verkapselung der Funksensoren bilden den letzten komplexeren Technologieschritt bei der Fertigung der Funksensoren. Das Seminar wird abgerundet mit der Vorstellung der wesentlichen Methoden und Verfahren, die zur Charakterisierung der Zuverlässigkeit und der Lebensdauer von Funksensoren erforderlich sind. Eingeschlossen in diese Thematik sind Fragen der gesetzlichen Regelungen für den Bereich autarker Funksensoren. mit den allerbesten Wünschen für einen schönen Oktober! Dr. Stephan Meiser Möchten Sie Ihr Infobrief-Abonnement löschen oder ändern, so klicken Sie bitte hier. |
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