Многослойные датчики с толщиной до 12 мкм способствуют оптимизации техпроцессов

Команда исследователей альянса института Фраунгофера и компании Adaptronics разработала решение, позволяющее при помощи износоустойчивых тонкоплёночных датчиков получать информацию непосредственно из активной зоны технологического процесса.

Поскольку для стабильного управления техпроцессами используются пространственные данные о давлении и температуре, то для размещения датчиков как можно ближе к рабочим поверхностям необходимо предусмотреть место. Расположение датчика в активной зоне техпроцесса должно быть таким, чтобы обеспечивалась устойчивость при воздействии абразивными материалами.

Для целей устойчивости от абразивных воздействий пьезодатчики и датчики температуры находятся внутри надёжных углеводородных слоев. Это позволяет интегрировать датчики непосредственно в приспособления для инжекционного формования, листовой штамповки и пробивки отверстий. Основой для многослойных датчиков стал многофункциональный углеводородный слой, называемый DiaForce. Данный материал объединяет абразивную устойчивость, износоустойчивость и пьезорезистивность.

Для получения измерений пространственного характера исследователи расположили структуру электродов из хрома на верхней поверхности датчиков. Для обеспечения износоустойчивости данные структуры покрыты слоем диэлектрика SiCON – материалом, созданным из кремния и кислорода. Также может быть предусмотрена дополнительная зигзагообразная структура поверх слоя SiCON, необходимая в устройствах измерения температуры. В таких системах слой SiCON так же выполняет защитные функции.

Готовый многослойный датчик представляет собой компонент с толщиной от 9 до 12 мкм. Подобные датчики монтируются на носители, форма которых соответствует конкретной системе. Далее носители используются в инструментах технологических процессов, а датчики передают соответствующие данные на контрольное устройство. Таким образом, датчики способствуют лучшему пониманию технологических процессов и обеспечивают возможность наблюдения за ними. Благодаря измерениям происходит оптимизация процессов.

Модуль датчика для использования в процессах инжекционного формования был создан благодаря немецкому проекту "Wechselwirkungen" от министерства экономики и технологий Германии.