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Forschungsnachrichten der Abteilung 5 |
Entwicklung gesputterter Dünnschichtsensoren für die Metrologie
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Im Rahmen eines DFG-Vorhabens zur Erforschung von gesputterten Dehnungsmessstreifen hat der Wissenschaftliche Gerätebau ein neuartiges Verfahren zur Strukturierung von Dünnschicht-Sensoren auf nicht-ebenen, metallischen Substraten entwickelt. Ein wichtiger Aspekt ist hierbei die defektfreie elektrische Isolierung zwischen dem metallischen Grundkörper und der Sensorstruktur. Aufgrund des Einsatzgebietes der Grundkörper als Dehnungskörper (Projektpartner: AG 1.21, Darstellung Kraft) ist eine sehr gute Haftung der Isolations- und Sensorschicht auch bei großer mechanischer Beanspruchung obligatorisch.
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Abb. 1: Dehnungskörper; gefertigt im Wissenschaftlichen Gerätebau aus einer kriecharmen Al-Legierung (AlCuMgPb, EN-AW-2007-3 1645). Der Dehnungskörper ist mit konventionellen Dehnungsmessstreifen beklebt, welche zu einer Vollbrücke verschaltet worden sind. (Bild: AG 1.21). |
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Abb. 2: Präzisionsrobotik und YAG-Laser (mit Frequenzverdreifachung) im klimatisierten Labor. Der zu bearbeitende Dehnungskörper ist aufgeschraubt. |
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Die mittels Kathodensputtern applizierten Schichten werden in einem neu entwickelten Verfahren mit Photolack besprüht. Hiernach wird der Lack unter Einsatz einer Präzisionsrobotik mittels eines UV Lasers belichtet und anschließend entwickelt. Die Sensorschicht wird nun nasschemisch geätzt [1].
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Abb. 3a und 3b. 3a (links): Lackstruktur des Sensors auf der metallischen Sensorschicht. 3b (rechts): Geätzte Sensorschicht. Die geforderten lateralen Dimensionen von 30 µm Linienbreite und 40 µm Zwischenraum sind erzielt worden. |
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Erste Prototypen sind bereits zur Charakterisierung der Sensorschichten an unseren Projektpartner übergeben worden.
[1] D. Hagedorn, R. Meeß, F. Löffler, „Fabrication of Sputtered Resistance Strain Gauges on Curved Surfaces,” Proceedings of the 7th euspen International Conference — Bremen - May 2007 |
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Ansprechpartner: |
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© Physikalisch-Technische Bundesanstalt
Erstellt am: 07.12.2007, letzte Änderung: 07.12.2007, D. Schulz |
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