Siliziumbasierte Mikrosensoren und ihre Anwendung im Doppelpack

21.03.2019

Auf der HMI Hannover Messe Industrie 2019 zeigt das CiS Forschungsinstitut aktuelle Entwicklungsergebnisse der Geschäftsfelder MEMS, MOEMS und Siliziumdetektoren. Die Entwicklung von siliziumbasierten Mikrosensorelementen für Anwendungen in Industrie, Medizin und Umwelt ist langjährige Kernkompetenz am Institut.

So unterstützt das Institut praxisnahe und innovative Projekte innerhalb der studentischen Ausbildung an akademischen Einrichtungen. Im Rahmen des Experimentes IMUFUSION haben Studierende der Fachhochschule Nordhausen eine hochzuverlässige Elektronikbaugruppe entwickelt, die in der Gondel eines Wetterballons untergebracht, Klima- und Navigationsdaten aufzeichnet. Während des Aufstiegs bis zu einer Höhe von 27,5 km und abschließenden Absinkens wurden kontinuierlich verschiedene Messdaten erfasst. Mit an Bord waren barometrische Drucksensoren des CiS Forschungsinstitutes, welche den extremen Umweltbedingungen standhielten. Dazu zählten Außentemperaturen bis zu -80 °C und sehr geringe Luftdrücke. Das CiS Forschungsinstitut hatte hierfür ein besonderes Chipdesign entwickelt sowie Prototypen für diese speziellen Messbereiche gefertigt.

Als Ergebnis einer Zusammenarbeit mit der pmdtechnologies ag präsentiert das CiS Forschungsinstitut ein Time-of-Flight Kamera-Modul, das speziell für mobile Anwendungen entwickelt wurde. Der enthaltene 3D-Bildsensor des Moduls ist in Kombination mit einem USB 3.0-Dongle eine funktionale Plattform, die die Entwicklung spezifischer Tiefenerfassungssysteme erleichtert und Innovationszyklen reduziert. Formfaktor und Stromverbrauch ermöglichen die Integration in Smartphones, Tablets, IoT-Geräte, Roboter und AR / VR-Headsets. Das CiS Forschungsinstitut steuerte hierzu seine Kernkompetenzen der Aufbau- und Verbindungstechnik bei, die das gesamte Spektrum von kundenspezifischer Einzelmontage bis hin zur Kleinserienfertigung mit Standard-Montagetechnologien und innovativen Sonderlösungen abdecken.

Zur Erforschung der kosmischen Strahlung arbeitet seit 2010 das Alpha-Magnet-Spektrometer AMS02 auf der Internationalen Weltraumstation ISS. Für den Silizium-Tracker im Kern des AMS02 wurden durch das CiS Forschungsinstitut hoch spezialisierte großflächige doppelseitige Streifendetektoren entwickelt und etwa 250 Stück geliefert. Um die Teilchen identifizieren zu können, wird u.a. ihre unterschiedliche Ablenkung im Magnetfeld ermittelt, indem der Flugweg rekonstruiert wird. Um diese Spur zu ermitteln, werden die genauen Orte des Durchflugs der Teilchen durch die Siliziumchips, die in mehreren Lagen übereiner gestapelt wurden, detektiert.

Diese und weitere Entwicklungsergebnisse zeigt das CiS Forschungsinstitut sowohl am Thüringen Gemeinschaftsstand in Halle 4, Stand F34 als auch am Stand des Forschungs- und Technologieverbund Thüringen e.V. (FTVT) in Halle 2, Stand A27.