Sensoren in keramischer Mehrlagentechnik - aktuelle Entwicklungen am Fraunhofer IKTS

Sensoren unterscheiden sich nach dem Messprinzip, nach der Messgröße, nach den verwendeten Sensormaterialien. Eine wichtige Gruppe moderner Sensoren sind die in der keramischen Mehrlagentechnik hergestellten Fühler. Sie erlaubt hochintegrierte und sehr zuverlässige Sensoren auch für extreme Anforderungen wie etwa sehr hohe Temperaturbereiche. Die keramische Mehrlagentechnologie basiert auf der Prozessierung mittels Foliengießens hergestellter keramischer Grünfolien, die mittels Stanz- oder Laserprozessen strukturiert und zu einem monolithischen keramischen Substrat versintert werden.Eingesetzt werden sowohl niedrig wie auch hoch sinternde Werkstoffe (LTCC und HTCC = Low und High Temperature Cofired Ceramics). Die entstehenden monolithischen Keramiken sind mit integrierten geometrisch funktionalen und elektrisch leitfähigen dreidimensionalen Strukturen versehen und sind hoch robust und auch in aggressiver Umgebung einsetzbar. Das ausgeprägte linearelastische Verhalten führt zu geringen Linearitätsfehlern und macht die Keramiksubstrate auch ideal für die Kombination mit siebgedruckten Dickschichtwiderständen. Einziger Nachteil sind die höheren Herstellungskosten, was den Einsatz auf entsprechend anspruchsvolle Bereiche beschränkt. Zu den Technologietreibern der Keramiksensoren gehört das Fraunhofer IKTS. Einige Produkte aus der Entwicklung werden vorgestellt, piezoresistive Drucksensoren auf LTCC-Materialbasis und Platinmehrlagentemperatursensoren auf HTCC-Basis.