Tests für einen am IMMS entwickelten Hochtemperatur-ASIC für hochpräzise Messungen. Foto: IMMS.
Tests für einen am IMMS entwickelten Hochtemperatur-ASIC für hochpräzise Messungen. Foto: IMMS.

HoTSens

Entwicklung, Test und Charakterisierung eines Hochtemperatur-ASICs für Drucksensorstrukturen für den erweiterten Temperaturbereich bis 300°C

Integrierte Sensorik und Mikroelektronik sollen künftig bei 300°C arbeiten und damit effizientere Prozesse ermöglichen.

Im Projekt HoTSens wurde eine integrierte Systemlösung für Sensorik und Elektronik entwickelt. Diese misst bei hohen Umgebungstemperaturen von bis zu 300 °C sehr genau Druck und Temperatur mit Abweichungen kleiner +/– 2%.

Solche Sensorik ist dort erforderlich, wo unter außergewöhnlichen klimatischen Bedingungen in Industrie­anlagen und Maschinen Daten erfasst werden müssen.

Bislang sind spezielle, für den Hochtemperatureinsatz ausgelegte integrierte Mikroelektronikschaltungen (ASICs) für eine maximale Betriebstemperatur von bis zu 225°C erhältlich. Um zunehmend komplexer werdende Maschinen und Anlagen sicher und mit höchstmöglicher Ressourcen- und Energieeffizienz betreiben zu können, müssen die Maschinen- und Prozesszustände schnell, präzise und an vielen Stellen gleichzeitig erfasst werden. Je näher sich ein System aus Sensoren und Auswertungselektronik am Prozess befindet, desto störungsärmer und genauer können Signale erfasst und verarbeitet werden. Soll ein solches System jedoch näher zum Prozess vordringen, muss es immer höheren Temperaturen standhalten.

Das neue Sensorsystemmodul mit integrierter Hochtemperaturelektronik verstärkt und kalibriert die primären Signale eines kombinierten Druck- und Temperatursensors, um mögliche Fehler des Drucksignals ausgleichen zu können.

Das IMMS hat Hochtemperatur-ASICs mit zeitkodierter Signalverarbeitung und Korrekturrechnungen für das System entwickelt, die ASICs getestet und charakterisiert. Hierfür hat das Institut zum einen ein Test-Setup mit integrierter Kühlung für einen kompletten halbautomatischen Wafertest bis 300°C und zum anderen eine hochpräzise Brücken­ersatzschaltung entwickelt, aufgebaut und erfolgreich eingesetzt.

  • Förderung

    Das Projekt HoTSens wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Programm „IKT 2020 – Forschung für Innovationen“ unter den Kennzeichen 16ES0008 gefördert.

Laufzeit

2013 – 2016

Projekt-Nr.

16ES0008