Untersuchung der Membransteifigkeit eines piezore-sistiven Drucksensors in Abhängigkeit der Bondtempe-raturDrucksensor

Im Rahmen der Bachelorarbeit werden zwei mögliche Designs für die Herstellung piezoresistiver Drucksensoren erarbeitet. Die Designs sehen vor, einen strukturierten Siliziumwafer, in den Membranen geätzt sind, anodisch auf einen Glaswafer zu bonden. Der Glaswafer enthält ultra-schallbearbeitete Vertiefungen, die als Referenzdruckkammer dienen.

Da Glas und Silizium unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten aufweisen, können je nach Temperatur des anodischen Bondens, mechanische Spannungen in der Siliziummembran erzeugt worden sein. In der Arbeit wird untersucht, inwiefern diese Spannungen Einfluss auf die Steifigkeit einer Membran haben. Dazu wurden Membranen unterschiedlicher Dimensionen her-gestellt und mittels dynamisch-mechanischer Analyse hinsichtlich ihrer Steifigkeit untersucht. Es zeigte sich, dass die Membranen, die unter mechanischer Spannung standen, steifer sind. Dabei spielte es keine Rolle, ob es sich um Druck- oder Zugspannungen handelte.

Es wurde gezeigt, dass man die Steifigkeit einer Membran nicht nur durch die geometrischen Ab-messungen, sondern auch durch die Temperatur beim anodischen Bonden beeinflussen kann. Diese Erkenntnis bietet einen zusätzlichen Freiheitsgrad bei der Konstruktion von Membrandruck-sensoren.

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Datum 08.09.2019
Typ Bachelorarbeit
Studierende Raneem Achor
Mirco Kalberer
Dozenten Prof. Dr. Martin Gutsche
Partner -