Dünnschicht – Technologie
Druckmesszellen
Druckmesszellen sind das Herzstück resistiver Drucktransmitter. Sie erfassen den Druck von Gasen oder Flüssigkeiten und wandeln ihn präzise in ein elektrisches Signal. Gemeinsam entwickeln wir kundenspezifische Lösungen und begleiten die Fertigung vom Prototyp bis zur Grossserie.
Produktübersicht
Druckmesszellen für kundenspezifische Messaufgaben
Basierend auf gesputterten Dünnschicht‑Strukturen liefern Druckmesszellen von iST Senstech hochstabile und reproduzierbare Messsignale. Die Kombination aus robuster Membran, kompakter Bauform und flexibler Temperaturkompensation ermöglicht eine optimale Anpassung an Ihre Applikation.
- Messbereiche: 2 – 2000 bar
- Dimensionen: ab 4 mm möglich
- Speziell für den Einsatz in resistiven Drucktransmittern optimiert
Typische Technische Daten
- Messbereich: 2 … 2000 bar
- Nennkennwert: bis 2.5 mV/V FS
- Nullsignal: < ± 0,25 mV/V
- Brückenwiderstand: 4…6 kΩ
- Isolationswiderstand: 500 VDC
- Druckhysterese: < ± 0,3 %FS
- Langzeitstabilität: < ± 0,2 %FS p.a.
- Betriebstemperaturbereich: -40 – 150°C
Key Features
- Hoher Grad der Miniaturisierung bis unter 4 mm Durchmesser möglich
- Hoher Über- und Berstdruck Bereich
- Einsatz bis 150°C möglich
- Dimensionierung in Absprache mit Kunde
- Diverse Auswahl an Schutzschicht–Varianten:
- SiO2
- Silikon
- Lack
Produktübersicht
Aufbau und Materialien
Die Druckmesszellen von iST Senstech sind als robuste metallische Messelemente ausgelegt und speziell für den Einsatz in resistiven Drucktransmittern optimiert.
Die Membran
Der mechanische Grundkörper der Druckmesszelle besteht typischerweise aus hochwertigen Edelstählen mit sehr guten Federeigenschaften. Diese Werkstoffe gewährleisten:
- eine definierte elastische Verformung der Membran
- hohe mechanische Belastbarkeit
- sehr gute Beständigkeit gegenüber Prozessmedien
- hohe Langzeitstabilität auch unter wechselnden Druck‑ und Temperaturbedingungen
Neben Edelstählen können auch Keramiken als Membrankörper eingesetzt werden. Die Geometrie der Membran wird applikationsspezifisch ausgelegt und bestimmt massgeblich die Empfindlichkeit, den Messbereich sowie die Überdruckfestigkeit der Druckmesszelle.
Dünne Schichten
Auf der Membran wird zunächst eine Isolierschicht (SiO2) aufgebracht. Dann werden Strukturen aus NiCr, Ni und Au als dünne Schichten mit wenigen Nanometern Schichtdicke aufgetragen. Die Abscheidung erfolgt mittels Sputtertechnologie unter Hochvakuum, wodurch eine:
- sehr homogene und haftfeste Schichtstruktur
- exakte Reproduzierbarkeit der elektrischen Eigenschaften
- dauerhafte, untrennbare Verbindung zwischen Substrat und Funktionsschicht
erzielt wird.
Temperaturkompensation
Verschaltung als Wheatstone’sche Messbrücke optional mit:
- zusätzlicher Temperaturkompensation über direkt aufgesputterte Vorwiderstände (siehe auch Abbildung 1) oder
- mit einem SMD RTD Temperatursensor (über unsere Muttergesellschaft iST AG aus einer Hand erhältlich)
Systemintegration
Lieferumfang iST Senstech
Lieferung der reinen Druckmesszelle, bestehend aus der beschichteten Membran. Der mechanische Grundkörper kann entweder
- kundenseitig bereitgestellt werden oder
- optional vollständig von Senstech gefertigt werden
Zum vollständigen Aufbau eines Drucktransmitters werden kundenseitig weitere Komponenten benötigt wie:
- Elektronik / ASIC zur Signalaufbereitung
- Mechanische Integration in das Gehäuse
Verbindungstechnik
Für die elektrische und mechanische Weiterverarbeitung der Druckmesszellen stehen verschiedene anschluss- und integrationstaugliche Verbindungstechniken zur Verfügung. Diese ermöglichen eine flexible Anpassung an unterschiedliche Gehäusekonzepte und elektronischen Schnittstellen.
Elektrische Verbindung
- Bondbare Pads (Wire Bonding kundenseitig) oder
- Löttechnologie mit folgenden Anschlussoptionen
- Litzen
- Kabel
- Flex‑Verbinder
Mechanische Integration
Das Aufschweissen der Druckmesszelle mit dem Gehäuse des Drucktransmitters erfolgt in der Regel kundenseitig. In der Entwicklungsphase sowie bei Prototypen oder Kleinserien kann der Schweissprozess optional auch von iST Senstech übernommen werden.
Kundenspezifische Anwendung
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