Temperatursensoren auf Basis der Ensinger Microsystems Technology

Temperatursensoren auf Basis mikrosystemtechnischer Prozesse sind eine der klassischsten und bekanntesten Anwendungen von Mikrosystemen. Moderne Haushaltselektronik wie Kühlschränke, Geschirrspüler und Backöfen, aber auch High-Tech-Anwendungen in der Medizintechnik oder der Luft- und Raumfahrt wären ohne Temperatursensoren nicht denkbar.

Eine weitere Selbstverständlichkeit im Bereich der Temperatursensoren war bisher die Wahl des Substrats auf dem sie aufgebaut sind. In der Regel werden, nach aktuellem Stand der Technik, resistive Dünnschichttemperatursensoren, auch Pt-Elemente genannt (Bspw. PT1000), auf keramischen Substraten wie Aluminiumoxid aufgebaut. Aluminiumoxidkeramiken sind elektrisch isolierend, hochtemperaturstabil, chemisch resistent gegenüber Lösungsmitteln und bieten somit gute Voraussetzungen für den Aufbau resistiver Temperatursensorelemente mittels Lithographie und das PVD Verfahren.

Grenzen der Technik: Aufwändige Prozessketten und kostspielige Prozessschritte 

So viele Vorteile Aluminiumoxidkeramiken auch bieten, sie setzen den Herstellern von Temperatursensoren auch Grenzen. Die größten Nachteile sind die Verformung der Substrate, die durch die vorgeschalteten Sinterprozesse verursacht wird, die relativ hohe Rauheit und die Porosität. Außerdem ist es von Vorteil, wenn das verwendete Substrat, auf dem die Temperatur schnell und genau gemessen werden soll, eine geringe Wärmekapazität und eine niedrige Wärmeleitfähigkeit aufweist. Um dies bei Keramiken zu erreichen, werden entweder teure Zirkoniumkeramiken verwendet oder die Sensoren stark gedünnt.

Temperaturmesssensoren neu gedacht: Ensinger Microsystems Technology

Unsere neu entwickelte Ensinger Microsystems Technology (EMST) bietet hier eine vorteilhafte Alternative. Basierend auf dem Werkstoff TECACOMP PEEK LDS verbinden wir vorteilhafte Materialeigenschaften mit innovativer Prozesstechnologie. So entstehen Lösungen, die nicht nur die Grenzen der Mikrosystemtechnik sprengen, sondern auch den Weg für individuelle Lösungen ebnen.

Materialspezifische Vorteile

Kunststoffe und hier insbesondere das Matrixmaterial PEEK weisen im Vergleich zu Keramik eine vorteilhafte „schlechtere“ Wärmeleitfähigkeit auf: Die zu messende Wärme wird nicht so schnell abgeleitet wie bei Keramiksubstraten. 

Individualisierung

Darüber hinaus können die Temperatursensoren mit Hilfe von EMST kosteneffizient in verschiedenen Größen und Stückzahlen lithographiefrei hergestellt werden und bieten eine neue Perspektive hinsichtlich der Individualisierung der klassischen Sensorelemente.

Funktionalisierung

TECACOMP PEEK LDS ist durch PVD, PECVD und andere Dünnschichtverfahren funktionalisierbar, hochtemperaturstabil und chemisch intert. 

Produktportfolio

Das Substratmaterial ist auch als Foliensubstrat in den Dicken 100 µm, 200 µm und 500 µm bei Ensinger erhältlich und stellt neben der Herstellung dünner Spritzgusssubstrate eine weitere Alternative zum Aufbau konventioneller Temperatursensoren dar.

Integration

Egal welches Substrat gewählt wird, der TECAWAFER PEEK LDS, TECAWAFER PEEK LDS grey, TECAWAFER PEEK MT LDS grey oder die hoch integrative Lösung über die Ensinger Microsystems Technologie, TECACOMP PEEK LDS ist die innovative Lösung für den Aufbau von Temperatursensoren und ermöglich abseits der vorteilhaften Materialeigenschaften die Möglichkeit der Laser-Direktstrukturierung für die Kontaktierung und die innovative Integration des Sensorelements am Zielort.

Das EMST Substrat-portfolio

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