SFB 653- T05: Verfahren und Werkzeugsystem zur Applikation und Integration von substratlosen modularen Mikrosensoren

Das Hauptziel des Transferprojektes liegt in der Überführung der bisher im Teilprojekt S1 entwickelten substratlosen Sensortechnologie in eine fertigungsorientierte Umgebung. Mit diesem Ziel werden die bisherigen Ergebnisse aus der Grundlagenforschung in einer industriegerechten Applikation und deren Eignung evaluiert. Damit verbunden ist die Entwicklung einer neuartigen Aufbau- und Verbindungstechnik für die im Teilprojekt S1 entwickelten substratlosen modularen Mikrosensoren, um diese an die gestellten Anforderungen Applikation und Systemintegration zu adaptieren. In diesem konkreten Projekten werden daher die entwickelten Magnetfeldsensoren entsprechend den industriellen Anforderungen hinsichtlich des Designs für die Verarbeitung als auch in Bezug auf die Dauerstabilität weiterentwickelt und hier in einem ABS-System erprobt.

Die Voraussetzung hierzu ist zum einen eine Design- und Materialanpassung des bisherigen Mikrosensors ergänzt durch die Entwicklung einer prototypischen Montageanlage, die eine industriegerechte Applikation und Systemintegration dieser innovativen Mikrosensoren gewährleistet. Die Firma ETO MAGNETIC GmbH besitzt als Entwickler und Hersteller von elektromagnetischen Komponenten für die Fahrzeug- und Industrietechnik umfassende Kompetenz in der Entwicklung und Herstellung solcher Systeme. Als Unternehmen verfügt ETO MAGNETIC GmbH neben der Herstellung von Einzelkomponenten, welche in großer Stückzahl bei allen namenhaften Automobilbauern zum Einsatz kommen, auch über das erforderliche Know-how zur Systementwicklung. Bisher ist bei der Integration von Magnetfeldsensoren eine Vielzahl von Montageschritten notwendig. Diese resultieren zum einen aus der Fertigung des eigentlichen Sensors und der späteren Gehäusung. Für jede neue Einbausituation ist daher entweder ein neues Gehäuse notwendig, was in den meisten Fällen nicht möglich ist, oder die Einbausituation ist an den Sensor anzupassen.

In Kooperation zwischen ETO MAGNETIC und IMPT sollen daher die substratlosen Magnetfeldsensoren dahingehend weiterentwickelt werden, die Sensorik auf beliebigen Oberflächen aufbringen zu können. Damit entfallen bisher aufwändige Schritte der Aufbau- und Verbindungstechnik und eine verbesserte Systemintegration ist realisierbar.

Als Anwendungsbeispiel soll die Systemintegration eines substratlosen Magnetfeldsensors in ein industriell nutzbares System zur Positionserfassung erfolgen. Die hier anvisierte Anwendung ist die Integration des Magnetfeldsensors für die Anwendung in einem ABS-System. Weitere potentielle Anwendungsfelder für diese Sensorik sind Längen- und Winkelmesssysteme. Hierzu wird die im Teilprojekt S1 entwickelte Mikrosensorik hinsichtlich der einsetzbaren Werkstoffe und Geometrien der Trägermembran und des Stempelwerkzeugs analysiert, um neue Wege der Systemintegration zu bestreiten. Dabei soll das Konzept bestehend aus Sensorik und Montagesystem einen Kostenvorteil gegenüber bisherigen Systemen aufzeigen und eine Verkleinerung des Gesamtsystems erzielen. Für die Anbindung des Mikrosensors an bestehende Komponenten bzw. standardisierten Schnittstellen stellt die elektrische Kontaktierung der Mikrosensoren eine Schlüsselaufgabe dar. Zur Realisierung industriell einsetzbarer Mikrosensoren sollen ein geeignetes Kontaktierungsverfahren ausgewählt und das Sensordesign an die industriellen Anforderungen angepasst werden.