Hochintegriertes Polymer-basiertes Ventil-Sensor-System
Konferenz: MikroSystemTechnik - KONGRESS 2009
12.10.2009 - 14.10.2009 in Berlin
Tagungsband: MikroSystemTechnik
Seiten: 4Sprache: DeutschTyp: PDF
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Autoren:
Barth, J.; Bonamarte, M.; Grund, T.; Krevet, B.; Ahrens, R.; Kohl, M. (Forschungszentrum Karlsruhe GmbH, Institut für Mikrostrukturtechnik, Postfach 3640, 76021 Karlsruhe)
Inhalt:
In dieser Veröffentlichung werden Design, Herstellung und Charakterisierung eines hochintegrierten Ventil-Sensor-Systems vorgestellt. Die Ventilkomponente ist als normal-geöffnetes Polymer-Mikromembranventil ausgelegt, das mit einem Formgedächtnisaktor angetrieben wird. Der resultierende Fluidstrom wird mit einem Heizmäander im Ablaufkanal der Ventilkammer nach dem thermisch anemometrischen Prinzip bestimmt. Das hochintegrierte Design und die kompakte Bauweise ermöglichen minimales Totvolumen, wodurch eine hohe Regelungsdynamik von wenigen Millisekunden ermöglicht wird. Durch Einführung neuartiger Transfer-Bonding-Verfahren auf Waferebene kann das Ventil-Sensor-System durch Parallelfertigung hergestellt werden. Es wird ein Demonstratorsystem mit äußeren Abmessungen von 11x6x2 mm3 vorgestellt, welches bei einer Druckdifferenz von 200 kPa einen Gas-Durchfluss von bis zu 400 Standardkubikzentimeter pro Minute (sccm) kontrollieren kann. Die durchschnittliche Empfindlichkeit des Flusssensors beträgt 36 mOhm/sccm.