Silizium-Dehnmessstreifen mit hohem Kopplungsfaktor

Die Weiterentwicklung von 3D-Siliziumstrukturierungstechnologien eröffnet neue Wege zur Herstellung von kostengünstigen und miniaturisierten Dehnmessstreifen. Silizium-Dehnmessstreifen (Si-DMS) besitzen gegenüber den klassischen Dehn­messstreifen Vorteile, z. B. einen um Faktor 40 höheren Kopplungsfaktor. Kraftsensoren basierend auf Si-DMS können z. B. in der Wägetechnik sowie in den Bereichen Biotech und Medizintechnik eingesetzt werden.
 
Die langzeitstabile und kraftüber­tragungsoptimierte Montage von siliziumbasierten Dehnmessstreifen auf den Messkörper ist dabei eine entscheidende Voraussetzung. Erfolgskritisch ist, alle Technologieschritte an die Dimensionen der Si-DMS von wenigen Mikrometer Dicke anzupassen. Dies umfasst die Chipvereinzelungstechnologien sowie neue Techniken zum Handling, zum Fügen der Si-DMS auf den Messkörper und zur elektrischen Kontaktierung. Entscheidend ist, die Kraft möglichst ohne Kopplungsverluste und unabhängig von äußeren Einflüssen auf den Si-DMS zu übertragen.  Das heißt, dass die Fügestelle zunächst an Chip und Messkörper mechanisch angepasst werden muss.

Weiterhin sind hohe Anforderungen an das Fügematerial hinsichtlich Langzeit­stabilität und ein inertes Verhalten bzgl. der Umgebung zu stellen. Konventionelle Fügematerialien wie Klebstoffe erfüllen diese Forderungen nur unzureichend. Neue Wege sollen nun am CiS Forschungsinstitut für Mikrosensorik, Erfurt, mit innovativen Glasloten und optimierten Epoxiden beschritten werden.
 
Kontakt: Uta Neuhaus, CiS Forschungsinstitut für Mikrosensorik GmbH
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