DE102009056894B4 - A method for producing a component with at least one micro-sensor - Google Patents

A method for producing a component with at least one micro-sensor

Info

Publication number
DE102009056894B4
DE102009056894B4 DE200910056894 DE102009056894A DE102009056894B4 DE 102009056894 B4 DE102009056894 B4 DE 102009056894B4 DE 200910056894 DE200910056894 DE 200910056894 DE 102009056894 A DE102009056894 A DE 102009056894A DE 102009056894 B4 DE102009056894 B4 DE 102009056894B4
Authority
DE
Grant status
Grant
Patent type
Prior art keywords
layer
micro
sensor
sensors
component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE200910056894
Other languages
German (de)
Other versions
DE102009056894A1 (en )
Inventor
Jürgen Filsinger
Dr. Friedberger Alois
Dr. Müller Gerhard
Georg Wachinger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Airbus Defence and Space GmbH
Original Assignee
Airbus Defence and Space GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Grant date

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE, IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/68Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts by incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or layers, e.g. foam blocks
    • B29C70/86Incorporated in coherent impregnated reinforcing layers, e.g. by winding
    • B29C70/865Incorporated in coherent impregnated reinforcing layers, e.g. by winding completely encapsulated
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply, e.g. by thermoelectric elements
    • G01K7/16Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply, e.g. by thermoelectric elements using resistive elements
    • G01K7/18Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply, e.g. by thermoelectric elements using resistive elements the element being a linear resistance, e.g. platinum resistance thermometer

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Bauteils aus einem Faser-verbundkunststoff (FVK) mit mindestens einem Mikrosensor zur Messwerterfassung aus dem Bauteilinneren, der während des Herstellungsprozesses des Bauteils zwischen Faserlagen plaziert wird, mit folgenden Verfahrensschritten: A process for producing a component from a fiber-reinforced plastic (FRP) with at least one micro-sensor for data acquisition from the component interior, which is placed between layers of fibers during the manufacturing process of the component, comprising the steps of:
– Fertigung von Sensorstrukturen für eine Vielzahl von Mikrosensoren auf einem Siliziumwafer (20), der mindestens eine aktive Schicht (22) sowie eine Trägerschicht (24) umfasst; includes production of the sensor structures for a variety of micro-sensors on a silicon wafer (20), the at least one active layer (22) and a support layer (24) -;
– Entfernen der Trägerschicht (24) von der aktiven Schicht (22); - removal of the backing layer (24) from the active layer (22);
– Separieren der einzelnen Sensorstrukturen voneinander, wobei eine Anzahl von Mikrosensoren zur Anhaftung auf einer Transferfolie gebracht und mittels der Transferfolie in einer definierten Lage auf eine Prepreg-Materiallage des Faserverbundkunststoffes gebracht wird, wo diese anhaften und anschließend die Transferfolie entfernt wird. - separating the individual sensor structures from one another, brought a number of micro-sensors for attachment to a transfer foil and is brought by means of the transfer film in a defined position on a prepreg material layer of the fiber composite plastic material, where they adhere and thereafter the transfer film is removed.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils aus einem Faserverbundkunststoff (FVK) mit mindestens einem Mikrosensor zur Messwerterfassung aus dem Bauteilinneren, der während des Herstellungsprozesses des Bauteils zwischen den Faserlagen plaziert wird. The invention relates to a method for producing a component from a fiber-reinforced plastic (FRP) with at least one micro-sensor for data acquisition from the component interior, which is placed between the fiber layers during the manufacturing process of the component.
  • Der Anteil an Faserverbundkunststoffen (FVK) in Industriezweigen wie Luftfahrt, Automobilbau und Schienenfahrzeugbau nimmt ständig zu, insbesondere auch für strukturelle Anwendungen. The proportion of fiber reinforced plastics (FRP) in industries such as aerospace, automotive and rail vehicle is steadily increasing, especially for structural applications. Gleichzeitig steigen auch die Anforderungen an Qualität, Beanspruchung und Lebensdauer dieser Faserverbundkunststoffe. At the same time, the demands on quality, stress and life of these fiber composites increase.
  • Bisher kann das Verhalten dieser Werkstoffe im Herstellungsprozess und dem Einsatzbereich nur extern und nicht im Werkstoff selber kontrolliert werden. So far, the behavior of these materials in the production process and the application range can be controlled and not only externally in the material itself. So wird beispielsweise der Vernetzungsgrad während der Herstellung des FVK-Bauteils entweder indirekt über dem Temperaturverlauf während der Härtung oder über thermoanalytische Messverfahren an Begleitproben ermittelt. Thus, the degree of crosslinking during production of the fiber composite component is determined, for example, either indirectly through the temperature profile during the curing or thermo-analytical measuring method of accompanying samples. Eine Kontrolle im Werkstoff selber ist zwar für Vorversuche, z. Although a check in the material itself is for preliminary tests, eg. B. durch das Einlegen von Thermoelementen für die Aufzeichnung des Temperaturverlaufes möglich. As possible by the insertion of thermocouples for recording the temperature profile. Nachteilig bei all diesen Verfahren ist derzeit, dass die Mess-Systeme (z. B. Thermoelemente, Fiber-Brags) geometrisch zu groß sind, bzw. mit Anschlussleitungen versehen werden müssen und somit die Werkstoffeigenschaften (ua die mechanischen Eigenschaften) nachteilig beeinflussen. A disadvantage of all these methods is present, that the measuring systems (eg. As thermocouples, fiber Brags) are geometrically too large and must be provided with connection lines, and thus the material properties adversely affect (among other things, the mechanical properties).
  • Noch schwieriger gestaltet sich die Überprüfung dieser Werkstoffe während ihres Einsatzes. Even more difficult, the review of these materials designed for their use. So ist bekannt, dass sich gewisse Stoffe in Faserverbundkunststoffen einlagern können, insbesondere Feuchtigkeit, Kerosine und Hydraulikflüssigkeiten. It is known that certain materials can store in fiber-reinforced plastics, in particular moisture, kerosene and hydraulic fluids. Diese Stoffe können zu Beeinträchtigungen der Haltbarkeit, Festigkeit und anderen Bauteileigenschaften führen. These substances may cause adverse effects on the durability, strength and other component properties. Deshalb wird das Verhalten der Faserverbundkunststoffe bisher zeit- und kostenintensiv durch Alterungs- und Beständigkeitsprüfungen an Laborproben untersucht und auf die Bauteile mit Sicherheitsfaktoren übertragen. Therefore, the behavior of fiber-reinforced plastics is yet time consuming and costly investigated by aging and resistance testing in laboratory samples and transferred to the parts with safety factors.
  • Aus der From the US 6 384 610 B1 US 6,384,610 B1 ist die Herstellung einer Bondverbindung mit einem für Degradation empfindlichen Sensor bekannt. the production of a bond with a sensitive sensor degradation is known. Die Herstellung umfasst die Verfahrensschritte: Fertigen von Sensorstrukturen für eine Vielzahl von Sensoren auf einem Siliziumwafer mit einer aktiven Schicht und einer Trägerschicht, Entfernen der Trägerschicht von der aktiven Schicht, sowie Separieren der einzelnen Sensorstrukturen voneinander. The preparation comprises the steps of: fabricating the sensor structures for a plurality of sensors on a silicon wafer with an active layer and a backing layer, removing the carrier layer from the active layer, and separating the individual sensor structures from each other.
  • Aus der From the EP 1 326 289 A2 EP 1326289 A2 ist ein Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauteilen, wie Photodioden bekannt bei dem das aus der is a process for the production of semiconductor devices, such as photodiodes known in which the from the US 6 384 610 B1 US 6,384,610 B1 bekannte Verfahren dadurch ergänzt ist, dass zunächst eine Vorseparierung der aufgebrachten Sensorstrukturen stattfindet, eine Hilfs- bzw. Transferfolie mittels Klebstoff auf den Sensorstrukturen angebracht und die Trägerschicht entfernt wird. known method is complemented in that first a pre-separation of the applied sensor structures takes place, an auxiliary or transfer film applied to the sensor structure by means of adhesive and the carrier layer is removed. Die Sensorstrukturen werden dann mittels der Hils- bzw. Transferfolie auf ein Substrat transferiert. The sensor structures are then transferred to a substrate by means of the Hils- or transfer film.
  • Schließlich ist aus der Finally, from US 7 504 834 B2 US 7,504,834 B2 ein Sensorsystem bekannt, das zwischen einer Oberfläche eines Bauteils und einer darauf aufgetragenen Beschichtung, bspw. einer Schutzschicht aus Polyamid-Harz oder einem Farbanstrich, angeordnet ist. a sensor system is known which is disposed between a component surface and a coating applied thereon, for example. a protective layer of polyamide resin or a coat of paint.
  • Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Mikrosensors, der bei der Herstellung eines Bauteils aus einem Faserverbundkunststoff (FVK) zur Messwerterfassung aus dem Bauteilinneren während des Herstellungsprozesses des Bauteils zwischen den Faserlagen plaziert, wird, bereit zu stellen, durch den sich bereits während des Herstellungsverfahrens eines FVK-Bauteils die physikalischen Eigenschaften des gebildeten Bauteils präziser als bisher feststellen lassen. On this basis, the invention has for its object to provide a method for producing a micro sensor placed in the production of a component from a fiber-reinforced plastic (FRP) for processing measurement data from the component interior during the manufacturing process of the component between the fiber layers, is to provide, by the can already be determined more precisely than before, the physical properties of the component formed during the manufacturing process of a FRP-component. Ferner sollen sich physikalische Eigenschaften des FVK-Bauteils im Betrieb, sei es die Einlagerung von unerwünschten Stoffen oder die Belastungszustände (Spannungen im Inneren des Bauteils), genauer messen lassen als bisher. Further, physical properties of the FRP component are in operation, it was let the incorporation of unwanted substances, or the load states (voltages in the interior of the component), more precisely measure than before.
  • Erfindungsgemäß werden diese Aufgaben durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. According to the invention these objects are achieved by the features of claim 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Advantageous further developments of the invention result from the subclaims.
  • Unter einem Mikrosensor wird im Rahmen der Erfindung ein Sensor verstanden, der dünner ist als 50 μm. Under a micro-sensor is a sensor is understood in the context of the invention, which is thinner than 50 microns. in der Regel aber nicht ausschließlich, wird er auf einer Halbleiterstruktur, insbesondere einer Siliziumschicht eines Wafers gebildet. usually but not exclusively, it is formed on a semiconductor structure, in particular a silicon layer of a wafer. Beispielsweise lassen sich Temperatursensoren durch aufgesputterte Platin-Filme bilden. For example, temperature sensors can be formed by sputtered platinum films. Sensoren für mechanische Spannungen lassen sich aus piezoresistiven Silizium-Messbrücken aufbauen. Sensors for mechanical stresses can be constructed from silicon piezoresistive gage bridges. Bei chemischen Sensoren können poröse Materialien zum Einsatz kommen, in die Flüssigkeiten wie insbesondere Wasser, Skydrol (Phosphatester-Verbindungen) oder Kerosin eindringen und dadurch eine messbare Leitfähigkeits- oder Kapazitätsänderung bewirken können. For chemical sensors porous materials can be used to penetrate into the liquids, in particular water, Skydrol (Phosphatester compounds) or kerosene and thereby can cause a measurable change in capacitance or conductivity. Eine Selektivität bezüglich der zu messenden Substanzen kann durch geeignete Wahl des Sensormaterials bzw. durch eine funktionelle Beschichtung der Poren in den Wänden erreicht werden. A selectivity with respect to the substances to be measured can be achieved in the walls by a suitable choice of the sensor material, or by a functional coating of the pores. Als poröses Material kann insbesondere auch poröses Silizium verwendet werden, das sich durch elektrochemisches Ätzen herstellen lasst. As the porous material and porous silicon can be used, in particular, the let be prepared by electrochemical etching. Die Maße eines Mikrosensors liegen etwa im Bereich von (L × B × H) < 1000 μm × < 500 μm × < 50 μm. The dimensions of a micro sensor are approximately in the range of (L × W × H) <1000 microns x <500 microns x <50 microns.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Bauteils aus einem Faserverbundwerkstoff mit mindestens einem Mikrosensor zur Messwerterfassung aus den Bauteilinneren, der während des Herstellungsprozesses des Bauteils zwischen Faserlagen plaziert wird, umfasst die folgenden Verfahrensschritte: The inventive method for producing a component made of a fiber composite material with at least one micro-sensor for data acquisition from the component interior, which is placed between layers of fibers during the manufacturing process of the component, comprises the following process steps:
    • 1. Fertigung von Sensorstrukturen für eine Vielzahl von Mikrosensoren auf einem Siliziumwafer der mindestens eine aktive Schicht sowie eine Trägerschicht umfasst; 1. production of the sensor structures for a variety of micro-sensors on a silicon wafer of the at least one active layer and a support layer;
    • 2. Entfernen der Trägerschichten von der aktiven Schicht; 2. Remove the backing layers of the active layer;
    • 3. Separieren der einzelnen Sensorstrukturen voneinander, wobei eine Anzahl von Mikrosensoren zur Anhaftung auf einer Transferfolie gebracht und mittels der Transferfolie in einer definierten. 3. separating the individual sensor structures from each other, wherein a number of microsensors brought to adhere to a transfer film and defined in a means of the transfer film. Lage auf eine Prepreg-Materiallage des Faserverbundkunststoffes gebracht wird, wo diese anhaften und anschließend die Transferfolie entfernt wird. Position is placed on a prepreg material layer of the fiber composite plastic material, where they adhere and thereafter the transfer film is removed.
  • Die Sensorstrukturen werden mittels der herkömmlichen aus der Halbleitertechnik bekannten Verfahren in der aktiven Schicht gebildet. The sensor structures are formed by the conventional known from semiconductor technology in the active layer.
  • Die Entfernung der Trägerschicht von der aktiven Schicht kann mittels verschiedener Verfahren erfolgen. The removal of the support layer from the active layer can be carried out by various methods. Besonders geeignet ist ein sogenannter SOI-Wafer (silicon-on-insulator), bei dem die obere Siliziumschicht als aktive Schicht und die untere Siliziumschicht als Trägerschicht dient und die Trennung der Trägerschicht von der aktiven Schicht entlang der vergrabenen Oxidschicht erfolgt. Particularly suitable is a so-called SOI wafer (silicon on insulator) in which the upper silicon layer serving as the active layer and the lower silicon layer as a support layer and the separation of the carrier layer of the active layer along the buried oxide layer. Vorzugsweise erfolgt die Trennung durch Wegätzung der Oxidschicht mittels Flusssäure. Preferably, the separation is effected by etching away of the oxide layer by hydrofluoric acid.
  • Das Separieren der einzelnen Sensorstrukturen erfolgt vorzugsweise nicht durch Sägen sondern mittels Lasern oder Erodieren, insbesondere Ultraschallerodieren, um möglichst abgerundete Kanten in Höhen- oder Z-Richtung zu erhalten. The separation of the individual sensor structures is preferably carried out not by sawing or erosion but by means of lasers, in particular ultrasonic cutting, and to have rounded edges as possible in the height or Z-direction.
  • In der Höhenrichtung (Z-Richtung) werden dünne Sensoren vorzugsweise durch ein Rückdünnen der Substrate vor dem Separieren erreicht, beispielsweise von 500 μm auf 5–100 μm. In the height direction (Z-direction) of thin sensors are preferably achieved by a backthinning of the substrates before the separation, for example, from 500 microns to 5-100 microns. Das Rückdünnen erfolgt insbesondere durch Schleifen oder Umpolieren, Ätzen oder kombinierte Verfahren wie CMP (chemical mechanical polishing). The backthinning in particular by grinding or Umpolieren, etching, or combined processes such as CMP (chemical mechanical polishing). Sofern das Rückdünnen mittels eines chemischen Ätzprozesses erfolgt, werden die aktiven Bereiche (der sensorische Bereich und der Datenübertragungsbereich) mittels einer Passivierungsschicht geschützt, insbesondere in Form von Si 3 N 4 . Unless the backthinning effected by means of a chemical etching process, the active regions (the sensory portion and the data transfer range), be protected by a passivation layer, in particular in the form of Si 3 N 4. Das Rückdünnen kann vor oder nach dem Separieren der einzelnen Sensorstrukturen erfolgen. The backthinning can occur before or after separation of the individual sensor structures.
  • Durch ein geeignetes Sägeverfahren lassen sich bei einem quaderförmigen Mikrosensor die vier Kanten in Z-Richtung abrunden. By a suitable sawing method the four edges in Z-direction can be round with a cuboidal micro-sensor.
  • Um auch die acht Kanten in X- bzw. Y-Richtung abzurunden ist es von Vorteil, wenn eine Hilfsschicht aufgebracht wird aus einem Material, was ein ähnliches Ätzverhalten zeigt wie die aktive Schicht. To round out the eight edges in the X and Y direction, it is advantageous when an auxiliary layer is applied from a material which shows a similar etching behavior as the active layer. Diese Hilfsschicht wird vorzugsweise in der Form einer Kalotte oder etwa eines Kegelstumpfes aufgebracht, so dass in der Mitte eine größere Materialstärke besteht als zu den. This auxiliary layer is preferably applied in the form of a spherical cap or approximately of a truncated cone, so that a larger material thickness at the center is as to the. Rändern hin. Edges. Anschließend wird das Substrat einem Ätzschritt unterzogen, wobei die Hilfsschicht und die darunter befindliche aktive Schicht in einer gewissen Materialstärke teilweise entfernt wird. Subsequently, the substrate is subjected to an etching step, wherein the auxiliary layer and the underlying active layer is partially removed in a certain material thickness. Da aufgrund der dünneren Materiallage der Hilfsschicht zu den Rändern hin mehr von der aktiven Schicht entfernt wird, entsteht so eine Abrundung der Mikrosensorkanten nach dem Entfernen der Hilfsschicht. As is removed towards the edges more from the active layer due to the thinner layer of material of the auxiliary layer, the result is a rounding of the microsensor edges after removal of the auxiliary layer. Die Hilfsschicht kann beispielsweise durch Aufspinnen, vorzugsweise eines Polymers, und anschließendes, vorzugsweise thermisch aktiviertes, teilweises Konglumerieren erfolgen. The auxiliary layer may, for example, by spinning, preferably a polymer, and then, preferably carried out thermally activated, partial Konglumerieren. Alternativ ist es möglich, Tropfen zu dispensieren z. Alternatively, it is possible to dispense drops z. B. eines Polymers wie Photolack und anschließendes insbesondere thermisch aktiviertes teilweises Fließen (Reflow). B. a polymer such as photoresist, and then in particular thermally activated partial flow (reflow).
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden die Mikrosensoren, um deren Handhabung zu vereinfachen, auf eine Hilfsfolie, insbesondere auf eine, zum Matrixharz kompatible, sehr dünne Kunststoffschicht (z. B. eine Phenoxy-Folie), aufgebracht. According to an advantageous further development of the invention, the micro-sensors, in order to simplify handling thereof, to an auxiliary sheet, and in particular one to the matrix resin compatible, very thin layer of plastic (eg. As a phenoxy-foil). Dazu erfolgt in einem ersten Schritt eine Vorseparierung der einzelnen Mikrosensoren auf der aktiven Schicht, beispielsweise durch Passivierung der zu schützenden Bauteile und einem folgenden Ätzvorgang, insbesondere auf der oberen Siliziumschicht eines SOI-Wafers. For this purpose, in a first step, a pre-separation of the individual micro-sensors on the active layer, for example by passivation of the components to be protected and a subsequent etching process, and in particular the upper silicon layer of an SOI wafer. Nach dem Ätzvorgang stellen die einzelnen Mikrosensoren „Inseln” auf der Oxidschicht dar. Anschließend wird unter Verwendung eines Klebers die Hilfsfolie aufgebracht oder die Hilfsfolie wird soweit aufgeheizt und somit aufschmolzen, dass sie auf den einzelnen Mikrosensoren haftet. After the etching process, the individual micro-sensors "islands" represent on the oxide layer. Then, the auxiliary film is applied using an adhesive or the auxiliary film is heated so far and thus aufschmolzen that it adheres to the individual microsensors. Anstelle eines Klebers können auch chemische Bindungen zur Steigerung der Adhäsion zwischen Folie und Mikrosensor erzeugt werden, beispielsweise durch Oberflächenaktivierungs- und Oberflächenbeschichtungsverfahren (z. B. Plasmatechniken, Laserverfahren, PVD (Physical Vapor Deposition), CVD (Chemical Vapor Deposition). Anschließend erfolgt eine Entfernung der Trägerschicht, beispielsweise durch Ätzung der Oxidschicht mittels Flussäure, so dass dann die Mikrosensoren von unten an der Hilfsfolie anhaften. Instead of an adhesive, chemical bonding to increase the adhesion between the film and micro-sensor can be generated, for example by surface activation and surface coating method (for. Example, plasma techniques, laser technique, PVD (Physical Vapor Deposition), CVD (Chemical Vapor Deposition). Subsequently, a removal of the carrier layer, for example by etching the oxide layer by hydrofluoric acid, so that then adhere the micro-sensors of the bottom of the auxiliary film.
  • Eine andere Möglichkeit besteht darin, Sensoren direkt durch Schichtabscheidung auf einer kompatiblen Folie, (z. B. einer Phenoxy-Folie, herzustellen. Das Phenoxy dient dabei als „Heißklebstoff”, um die Sensoren auf trockenen Faserhalbzeugen bei der Bauteilherstellung zu fixieren. Grundsätzlich sind auch andere Folien und folienartige Klebstoffe (Filmkleber) verwendbar, allerdings ist eine Verträglichkeit mit dem Matrixwerkstoff des Faserverbundkunststoffes zu beachten. Another possibility is to sensors to produce directly by layer deposition on a compatible film, (z. B. a phenoxy film. The phenoxy serves as a "hot melt adhesive", to fix the sensors on dry fiber semi-finished products during the component production. Basically other films and film-like adhesives (adhesive film) can be used, however, compatibility with the matrix material of the fiber composite plastic is observed.
  • Zum Applizieren der Mikrosensoren auf Prepreg-Materialien ist die Verwendung eines zusätzlichen Klebstoffs zum Anhaften der Mikrosensoren normalerweise nicht nötig, da die Klebrigkeit des Matrixwerkstoffes normalerweise ausreicht (ggf. muss die Prepreg-Stelle auf die der Mikrosenor platziert werden soll kurz angwärmt werden, damit die Adhäsion des Sensors auf dem Prepreg verbessert wird). For applying the microsensors on prepreg materials, the use of an additional adhesive for adhering the microsensors is usually not necessary, since the tackiness of the matrix material normally sufficient (if necessary must prepreg point to which the micro Senor should be placed are angwärmt short so that the improves adhesion of the sensor to the prepreg). Hier reicht als Träger für die Mikrosensoren eine Folie oder ein Papier zum Übertragen auf das Faserverbundbauteil. Here sufficient as a carrier for the micro-sensors, a sheet or a paper for transfer to the fiber composite component. Mit einem Fadenkreuz auf dem Sensorträger und einem Positionslaser lassen sich die Mikrosensoren dann manuell sehr genau positionieren. With a crosshair on the sensor support and a position of the laser micro sensors can then manually position very accurately. Eine automatische Applikation mittels einer Art Etikettiermaschine ist ebenfalls zur Beschleunigung der Sensoranbringung anwendbar. An automatic application by means of a kind of labeling machine is also applicable to accelerate the sensor attachment.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden in den Regionen, in denen Sensoren in die FVK-Struktur eingebracht werden, die Prepreg- bzw. trockenen Faser-Vorformlinge mit Aussparungen versehen, damit das Harz die Fremdkomponenten (Sensor) besser umfließen kann und die Gefahr einer Delamination verringert wird. According to an advantageous further development of the invention, the prepreg or dry fiber preforms are in the regions in which the sensors are introduced into the fiber composite structure provided with recesses to allow the resin to flow around the external components (sensor) is better and the risk of delamination is reduced.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung werden mehrere Mikrosensorstrukturen auf zu deren Herstellung verwendeten Folien erzeugt, wobei die Folien als Sensorsubstrat verwendet werden. According to a further advantageous embodiment of the invention, multiple micro-sensor structures are used on for their preparation films produced, the films are used as a sensor substrate. Bei der Prepreg-Technologie sind die Prepreg-Folien bereits mit Harz getränkt. In the prepreg technology, the prepreg sheets are impregnated with resin. Sie werden übereinander gelegt, um anschließend daraus das Bauteil zu formen. They are superimposed in order subsequently to form therefrom the component. Werden Folien aus Duromer verwendet (ungehärtet), ist die Oberfläche klebrig, wodurch eine Sensorherstellung darauf schwierig ist. Are sheets of thermosetting material used (uncured), the surface is tacky, whereby a sensor is producing it, difficult. Folien aus Thermoplast sind hingegen fest, auf ihnen können die verschiedenen Schichten zur Herstellung eines Sensors abgeschieden und strukturiert werden. Films made of thermoplastic, however, are fixed on them the various layers for the manufacture of a sensor can be deposited and patterned. Ist die Oberfläche zur Schichtabscheidung zu rauh, kann die Folie vorab partiell gewärmt und gepresst werden, um sie zu glatten. When the surface for layer deposition too rough, the film can be partially pre-heated and pressed to smooth them.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung werden Bei der ETM- bzw. Infusions-Technologie (Resin Transfer Molding) Faser-Pre-Formen ohne Harz (Faser-Multi-Axial-Gelege bzw. trockene Faser-Vorformlinge) verwendet. According to a further advantageous embodiment of the invention In the ETM or infusion technology (Resin Transfer Molding) fiber pre-forms without resin (fiber multi-axial non-crimp or dry fiber preforms) can be used. Diese Folien werden ebenfalls übereinander gelegt, allerdings wird erst dann das Harz zugeführt (Infiltrierung). These films are also superposed on each other, whereby the resin is only supplied (infiltration). Dies geschieht durch Vakuum oder hohen Druck. This is done by vacuum or high pressure.
  • Bei beiden Verfahren können zwischen den Folien noch dünne Thermoplaste eingelegt werden, um die Bauteileigenschaften zu verbessern (z. B. Erhöhung der Zähigkeit). In both methods, yet thin thermoplastics (z. B. increase in toughness) can be inserted between the films in order to improve the device characteristics. Auch diese Zusatzfolien können als Substrat für die Sensoren verwendet werden. These additional films can be used as a substrate for the sensors.
  • Bei allen Verfahren sind die verwendeten Folien ca. 5 bis 150 cm breit und bis zu mehrere Meter lang. In all processes, the films used are about 5 to 150 cm wide and up to several meters long. Es ist möglich, mit den Verfahren der Wafer-Prozessierung Sensoren auf kleineren Folien herzustellen (z. B. bis ca. 30 cm × 30 cm). It is possible with the processes of the wafer processing to produce sensors on smaller sheets (z. B. to about 30 cm × 30 cm).
  • Für größere Flächen können gemäß einer weiteren vorteihaften Ausbildung der Erfindung neue Verfahren aus der Mikrosystemtechnik verwendet werden, die unter dem Begriff Rolle-zu-Rolle-Verfahren bekannt sind. For larger areas, new methods of microsystem technology can be used according to another embodiment of the invention vorteihaften which are known as roll-to-roll processing. Die oben beschriebenen Folien können somit vor der Verarbeitung zu FVK-Bauteilen einen Rolle-zu-Rolle-Prozess durchlaufen, bei dem unterschiedliche Schichten und Materialien partiell aufgebracht werden bis hin zur hybriden Integration von Bauelementen wie rückgedünnten Elektronik-Chips. The films described above can pass through a roll-to-roll process prior to processing to FRP parts thus, in the different layers and materials are partially applied up to hybrid integration of devices such rückgedünnten electronic chips.
  • Die Signalübertragung aus dem FVK-Bauteil kann sich schwierig gestalten, wenn das Bauteil, z. The signal transmission from the FRP member can be difficult if the component, z. B. aufgrund verwendeter Kohlefaser, eine gewisse elektrische Leitfähigkeit aufweist. B. having due used carbon fiber, a certain electrical conductivity. Ist der Abstand zwischen Sensor und Oberfläche des FVK-Bauteils nicht zu groß, kann die Signalabschwächung so gering sein, dass eine drahtlose Übertragung trotzdem möglich ist. If the distance between the sensor and the surface of the FRP component not too large, the signal attenuation may be so low that a wireless transmission is nevertheless possible.
  • Eine weitere bevorzugte Möglichkeit der Signalübertragung besteht darin, den Sensor elektrisch mit einzelnen Fasern zu kontaktieren, wodurch die Signale außen am Bauteil an den Enden der Fasern abgegriffen werden können. A further preferred possibility of signal transfer is to electrically contact the sensor with individual fibers, whereby the signals can be picked up at the component at the ends of the fibers outside. Es können sogar einzelne Sensorschichten direkt durch Fasern kontaktiert werden, indem eine Sensorschicht partiell mindestens zwei Fasern bedeckt (kein Isolator zwischen Faser und Sensorschicht). It may be contacted directly by fibers even individual sensor layers by a sensor layer partially covers at least two fibers (no insulator between the fiber and the sensor layer).
  • Eine optimierte drahtlose Übertragung aus dem FVK-Bauteil kann gemäß einer weiteren vorteihaften Ausbildung der Erfindung erreicht werden, wenn der Sensor bzw. die Sendeeinheit so ausgelegt ist, dass das elektrische Feld parallel zur Faserrichtung wirkt. An optimized wireless transmission from the FRP member can be achieved according to a further embodiment of the invention vorteihaften when the sensor or the transmitter unit is designed so that the electric field acts in parallel to the fiber direction. Weiterhin kann gemäß einer weiteren vorteihaften Ausbildung der Erfindung die Sensoreinheit mit Elektronik so gestaltet sein, dass Signale durch induktive Kopplung auf die Fasern übertragen werden, die dann außerhalb des Bauteils ausgelesen werden. Further, the sensor unit with electronics may be designed in accordance with another embodiment of the invention vorteihaften that signals are transmitted by inductive coupling to the fibers, which are then read out of the component.
  • Zur sensorischen Erfassung relevanter Parameter können vorzugsweise Sensorschichten bestehend aus porösem Material aufgebracht werden. For sensory detection sensor relevant parameters layers can be applied consisting of a porous material preferably. Diese können vorzugsweise beschichtet werden, um Selektivität gegenüber unterschiedlichen chemischen Einflüssen zu erreichen. This may preferably be coated in order to achieve different selectivity to chemical influences. Die Adsorption zu detektierender Stoffe an der Oberfläche des porösen Materials lässt sich kapazitiv oder resistiv erfassen. The adsorption of substances to be detected at the surface of the porous material can be detected capacitively or resistively. Feldeffekt-Strukturen erlauben ebenfalls die Erfassung chemischer Parameter. Field-effect structures also allow for the monitoring of chemical parameters. Das Gate lässt sich funktionalisieren, um selektive Detektion zu ermöglichen. The gate can be functionalized to allow selective detection. Auch diese Prozesse lassen sich in einem Rolle-zu-Rolle-Verfahren großtechnisch umsetzen. These processes can be implemented industrially in a roll-to-roll processing.
  • Der auf diese Weise hergestellte Mikrosensor wird zwischen zwei Faserlagen (zwei Pre-pregs) an einer bestimmten Stelle plaziert, vorzugsweise also zwischen den Faserlagen eingebettet. The microsensor produced in this way is placed between two fiber layers (two pre-pregs) placed at a certain position, preferably so embedded between the fiber layers. Soweit der Mikrosensor mittels Drähten verbunden ist, werden diese auch zwischen den Faserlagen verlegt. Where the micro-sensor is connected by means of wires, they are also laid between the fiber layers. Nach dem Aushärtevorgang ist der Mikrosensor integraler Bestandteil des Bauteils und beeinträchtigt die Werkstoffeigenschaften nur. After curing the micro sensor is an integral part of the component and affects the material properties only. sehr geringfügig. very slightly.
  • Der erfindungsgemäße Mikrosensor. The microsensor according to the invention. kann fast an beliebiger Stelle im Bauteilinneren angeordnet werden, wodurch an dieser Stelle Messwerte erfasst und nach außen geliefert werden können. can be placed almost anywhere in the interior component, which can be detected measured values ​​at this point and supplied to the outside. So ist es insbesondere möglich, Messgrößen während des Herstellungsprozesses (beispielsweise die Einhaltung von Verfahrensparametern) zu erfassen, wodurch die Produktion von Ausschuss vermieden wird bzw. Ausschuss frühzeitig festgestellt und ausgesondert werden kann. Thus it is particularly possible to capture measurements during the manufacturing process (for example, compliance with process parameters), whereby the production of waste is avoided or committee can be detected early and segregated. Dadurch erhöht sich die Zuverlässigkeit des Bauteils. The reliability of the component increases. Darüber hinaus lassen sich auch die Herstellungskosten reduzieren, weil ein Bauteil mit geringeren Sicherheitsfaktoren gefertigt werden kann, nachdem dessen physikalische Eigenschaften genauer messbar sind. In addition, the manufacturing costs can be reduced because a component with lower safety factors can be made after its physical properties are precisely measurable.
  • Auf ähnliche Weise lassen sich physikalische Eigenschaften im Betrieb, sei es die Einlagerung von unerwünschten Stoffen (Kontaminationen) oder Belastungszustände (Spannungen im Inneren des Bauteils) genauer messen als bisher, wodurch die Wahrscheinlichkeit von Schäden deutlich reduziert oder bereits in einem frühen Stadium erkannt werden kann. Similarly, physical properties can be in operation, whether the inclusion of undesirable substances (contamination) or load conditions measure (voltages inside the component) more accurately than before, increasing the likelihood of damage can be significantly reduced or already recognized at an early stage , So kann ein Bauteil näher an tatsächliche Festigkeitsgrenzen belastet werden, wenn man durch die Messung die tatsächlichen Belastungszustände genauer messen kann. Thus, a component can be loaded closer to actual strength limits, if one can measure the actual loading conditions more accurately by the measurement. Die unerwünschte Einlagerung von Fremdstoffen mit den negativen Auswirkungen auf Festigkeit, Alterung etc. lässt sich so feststellen und so kann rechtzeitig eine Reparatur bzw. ein Austausch. The undesirable deposition of contaminants with the negative effects of strength, aging, etc. can be said so and so can time a repair or a replacement. des Bauteils veranlasst werden. be made of the component.
  • Vorzugsweise werden mehrere erfindungsgemäß hergestellte Mikrosensoren in die Bauteilstruktur eingebracht. Preferably, several microsensors produced by this invention can be incorporated into the device structure. Dies kann vorzugsweise dadurch geschehen, dass Mikrosensoren zur Messung der gleichen Messgröße (z. B. mechanischer Spannungen) an verschiedenen Stellen im Bauteil zur Messung der Spannungen an verschiedenen Stellen plaziert werden. This may preferably take place in that micro-sensors for measuring the same measurement variable (z. B. mechanical stresses) at various locations in the part for measuring the voltages at various points to be placed. Beispielsweise bei der Bildung eines Rotors für einen Hubschrauber oder ein Propellertriebwerk können mehrere Sensoren entlang der Strömungslängsrichtung oder Querrichtung angeordnet werden, um ein Spannungsprofil im Rotor zu erhalten. For example, in the formation of a rotor for a helicopter or a propeller engine a plurality of sensors along the flow longitudinal direction or transverse direction can be arranged in order to obtain a stress profile in the rotor. Es können alterntiv vorzugsweise auch Mikrosensoren zur Messung verschiedener Stoffe nebeneinander angeordnet werden, um verschiedene Stoffe (z. B. Luftfeuchtigkeit oder Kerosin) gleichzeitig zu messen. It may also be micro-sensors for measurement of different materials are arranged side by side alterntiv preferably, to measure various substances (eg. B. humidity or kerosene) simultaneously. Auch kann es sinnvoll sein, Sensoren zur Messung chemischer neben solcher für physikalische Größen. It may also be useful sensors for measuring chemical addition of such physical quantity. vorzusehen, um ein umfassendes Bild vom Zustand des Bauteils zu erhalten. provided in order to obtain a complete picture of the state of the component.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen weiter erläutert. The invention is further explained below with reference to the accompanying drawings. Dabei zeigt: In which:
  • 1 1 : eine schematische dreidimensionale Ansicht eines Mikrosensors mit abgerundeten Z-Kanten; Is a schematic three-dimensional view of a micro sensor with rounded Z-edges;
  • 2 2 : eine schematische dreidimensionale Ansicht eines Mikrosensors mit abgerundeten X- und Y-Kanten; Is a schematic three-dimensional view of a micro sensor with rounded edges X and Y;
  • 3 3 : eine schematische Darstellung einer Sensorfertigung mittels SOI-Wafer; Is a schematic illustration of a sensor by means of manufacturing the SOI wafer;
  • 4 4 : eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Abrundung der X- und Y-Kanten; Is a schematic representation of a process for rounding the edges X and Y;
  • 5 5 : eine schematische Darstellung eines Handhabungsverfahrens zur Anbringung der Mikrosensoren an einer Hilfsfolie; Is a schematic representation of a manipulation method for attachment of the micro-sensors on an auxiliary film;
  • 6 6 - 8 8th : drei Ausführungsbeispiele für Mikrosensoren. : Three embodiments for microsensors.
  • In In 1 1 ist schematisch ein Mikrosensor shows schematically a microsensor 10 10 dargestellt, der etwa folgende Maße aufweist: < 1000 μm × < 1000 μm × < 100 μm (L × B × H), dessen fett dargestellte Kanten shown having approximately the following dimensions: <1000 microns x <1000 microns x <100 microns (L × W × H) whose edges shown in bold 12 12 in Z-Richtung abgerundet sind, um Beeinträchtigungen des umgebenden Matrixmaterials oder an den Fasern des Faserverbundkunststoffs zu vermeiden. are rounded off in the Z-direction to avoid adverse effects on the surrounding matrix material or to the fibers of the fiber composite plastic. In In 2 2 ist zu erkennen, dass aus dem gleichen Grund auch die fett dargestellten Kanten It can be seen that for the same reason also the bold edges 14 14 , . 16 16 in X- und Y- Richtung mittels des näher in in X and Y directions by means of the detail in 4 4 dargestellten Verfahrens abgerundet werden. Method illustrated are rounded.
  • In In 3 3 ist ein Verfahren zur Bildung der Mikrosensoren aus einem SOI-Wafer is a method for forming the micro-sensors of a SOI wafer 20 20 dargestellt. shown. Dieser umfasst eine obere Si-Schicht This includes an upper Si layer 22 22 welche die aktive Schicht bildet, eine untere Si-Schicht forming the active layer, a lower Si layer 24 24 als Trägerschicht und eine dazwischen befindliche „vergrabene” SIO 2 -Schicht as a carrier layer and an intervening SIO "buried" 2 layer 26 26 ( ( 3a 3a ). ). Mittels herkömmlicher Verfahren zur Erzeugung von Strukturen elektronischer Bauteile und Schaltungen werden in der oberen Si-Schicht Using conventional procedures for producing structures of electronic components and circuits in the upper Si layer 22 22 mehrere Mikrosensoren several microsensors 28 28 erzeugt ( generated ( 3b 3b ). ). Anschließend wird die SiO 2 -Schicht Subsequently, the SiO 2 layer 26 26 weggeätzt, so dass damit auch die Trägerschicht etched, so therefore the carrier layer 24 24 entfernt wird und nur noch die aktive Schicht is removed and only the active layer 24 24 mit den Mikrosensoren with microsensors 28 28 verbleibt ( remains ( 3c 3c ). ). Vorzugsweise mittels Laserschneiden erfolgt dann eine Separierung der einzelnen Mikrosensoren then preferably takes place by means of laser cutting, a separation of the individual micro-sensors 28 28 . ,
  • In In 4 4 ist ein verfahren zum Abrunden der Kanten eines Sensorelements is a method of rounding the edges of the sensor element 29 29 in X- und Y-Richtung gemäß in X and Y direction according to 3 3 dargestellt. shown. Dazu wird die aktive Schicht For this, the active layer 24 24 mit dem darauf befindlichen Mikrosensor having thereon the microsensor 28 28 ( ( 4a 4a ) mit einer Hilfsschicht ) With an auxiliary layer 30 30 beschichtet, die zu den Rändern hin dünner ist als im Bereich oberhalb des Mikrosensors coated, which is thinner toward the edges than in the region above the microsensor 28 28 ( ( 4b 4b ). ). Anschließend wird die Hilfsschicht Subsequently, the auxiliary layer 30 30 und teilweise die darunter befindliche aktive Schicht and partially underneath the active layer 24 24 an den Rändern at the edges 32 32 , vorzugsweise trockenchemisch, weggeätzt ( , Preferably dry chemically etched away ( 4c 4c ) wodurch die Ränder ) Whereby the edges 32 32 der aktiven Schicht the active layer 24 24 abgeschrägt werden. are chamfered. Anschließend erfolgt eine Entfernung der Reste der Hilfsschicht This is followed by removal of the residues of the auxiliary layer 30 30 ( ( 4d 4d ). ).
  • In In 5 5 ist ein Verfahren zur Handhabung der Mikrosensoren mittels einer Hilfsfolie anhand eines SOI-Wafers dargestellt. is shown by means of an auxiliary film on the basis of an SOI wafer, a method for handling the microsensors. 5a 5a zeigt wie shows how 3a 3a eine obere Si-Schicht an upper Si layer 22 22 , welche die aktive Schicht bildet, eine untere Si-Schicht Forming the active layer, a lower Si layer 24 24 als Trägerschicht und eine dazwischen befindliche „vergrabene” SiO 2 -Schicht "buried" as a carrier layer and an intervening SiO 2 layer 26 26 . , In In 5b 5b ist dargestellt, dass die obere Si-Schicht it is shown that the upper Si layer 22 22 im Abstand von den Mikrosensoren spaced from the micro-sensors 28 28 weggeätzt ist, so dass einzelne Inseln is etched away so that individual islands 34 34 auf der Oxidschicht on the oxide layer 26 26 verbleiben. remain. Dann wird eine Hilfsfolie Then, an auxiliary film 36 36 von oben auf den Mikrosensoren from atop the microsensors 28 28 vorzugsweise mittels Klebstoff oder aufschmelzbarer Folie fixiert ( preferably fixed by glue or meltable foil ( 5c 5c ). ). Anschließend erfolgt gemäß Subsequently, in accordance with 5d 5d ein Wegätzen der Oxidschicht etching away the oxide layer 26 26 , so dass nur noch die Hilfsfolie So that only the auxiliary film 36 36 mit den Sensorelementen with the sensor elements 29 29 verbleibt. remains. Anstatt auf die Hilfsfolie Instead of the auxiliary film 36 36 können die Sensoren analog direkt auf Prepreg-Folien oder trockene Faser-Vorformlinge übertragen werden. the sensors can be transmitted directly to analog prepreg sheets or dry fiber preforms.
  • In In 6 6 ist ein Ausführungsbeispiel für ein Sensorelement als Widerstandsthermometer is an exemplary embodiment of a sensor element as a resistance thermometer 40 40 dargestellt. shown. Dieses umfasst ein elektrisch isolierendes Sensorsubstrat This comprises an electrically insulating sensor substrate 42 42 , auf dem mäanderartig ein Platin-Messwiderstand On which a meander-platinum resistance 44 44 angeordnet ist. is arranged.
  • 7 7 zeigt eine piezoresistive Messbrücke shows a piezoresistive measuring bridge 46 46 , die ebenfalls ein elektrisch isolierendes Sensorsubstrat , Which is also an electrically insulating sensor substrate 42 42 umfasst, auf der die Silizium-Messbrücke includes, on which the silicon-measuring bridge 48 48 angeordnet ist. is arranged. Deren Funktion folgt dem bekannten piezoresistiven Messprinzip, bei der eine einwirkende mechanische Deformation des Substrats in eine elektrische Brückenverstimmung umgewandelt wird. Their function following the well-known piezoresistive measurement principle in which a force acting mechanical deformation of the substrate is converted into an electrical bridge detuning.
  • In In 8 8th ist ein resistiv/kapazitiv auslesbarer chemischer Sensor is a resistive / capacitive readable chemical sensor 50 50 dargestellt, der auf einem elektrisch isolierenden Sensorsubstrat illustrated, on an electrically insulating sensor substrate 42 42 eine sensitive Schicht a sensitive layer 52 52 sowie Interdigital-Elektroden and interdigital electrodes 54 54 umfasst. includes. Bei Einwirken eines Fluids auf die sensitive Schicht werden dabei resistiv oder kapazitiv messbare elektrische Veränderungen erzeugt. Upon application of a fluid on the sensitive layer thereby measurable electrical changes generated resistive or capacitive.

Claims (9)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Bauteils aus einem Faser-verbundkunststoff (FVK) mit mindestens einem Mikrosensor zur Messwerterfassung aus dem Bauteilinneren, der während des Herstellungsprozesses des Bauteils zwischen Faserlagen plaziert wird, mit folgenden Verfahrensschritten: – Fertigung von Sensorstrukturen für eine Vielzahl von Mikrosensoren auf einem Siliziumwafer ( A process for producing a component from a fiber-reinforced plastic (FRP) with at least one micro-sensor for data acquisition from the component interior, which is placed between layers of fibers during the manufacturing process of the component, having the following method steps: - production of the sensor structures for a variety of micro-sensors on a silicon wafer ( 20 20 ), der mindestens eine aktive Schicht ( ), The (at least one active layer 22 22 ) sowie eine Trägerschicht ( ) And a carrier layer ( 24 24 ) umfasst; ) Comprises; – Entfernen der Trägerschicht ( (Removal of the support layer - 24 24 ) von der aktiven Schicht ( ) (Of the active layer 22 22 ); ); – Separieren der einzelnen Sensorstrukturen voneinander, wobei eine Anzahl von Mikrosensoren zur Anhaftung auf einer Transferfolie gebracht und mittels der Transferfolie in einer definierten Lage auf eine Prepreg-Materiallage des Faserverbundkunststoffes gebracht wird, wo diese anhaften und anschließend die Transferfolie entfernt wird. - separating the individual sensor structures from one another, brought a number of micro-sensors for attachment to a transfer foil and is brought by means of the transfer film in a defined position on a prepreg material layer of the fiber composite plastic material, where they adhere and thereafter the transfer film is removed.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Separieren mittels Laser oder Ultraschallerodieren erfolgt. A method according to claim 1, characterized in that the separation takes place by means of laser or ultrasonic erosion.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die aktive Schicht ( A method according to claim 1 or 2, characterized in that the active layer ( 22 22 ) vor oder nach dem Separieren auf 1–100 μm rückgedünnt wird, vorzugsweise mittels Schleifen und/oder chemisches Ätzen. ) Is rückgedünnt to 1-100 microns before or after the separation, preferably by means of grinding and / or chemical etching.
  4. Verfahren nach. A method according to. Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Rückdünnen der sensorische Bereich mittels einer Passivierungsschicht, insbesondere aus Si 3 N 4 , passiviert wird. To claim 3, characterized in that, prior to the backthinning the sensory range by means of a passivation layer, in particular Si 3 N 4, passivated.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Siliziumwafer ( A method according to claim 1, characterized in that (as a silicon wafer 20 20 ) ein SOI-Wafer (silicon-on-insulator) verwendet wird, wobei die obere Si-Schicht als aktive Schicht ( ) Is used, an SOI wafer (silicon-on-insulator), the upper Si layer (as an active layer 22 22 ) verwendet wird, die untere Si-Schicht als Trägerschicht ( ) Is used, the lower Si layer (as carrier layer 24 24 ) verwendet wird und die vergrabene Oxidschicht ( ) Is used and the buried oxide layer ( 26 26 ) als Opferschicht verwendet wird, die zur Trennung der aktiven ( ) Is used as sacrificial layer to separate the active ( 22 22 ) von der Trägerschicht ( ) (Of the backing layer 24 24 ) weggeätzt wird. ) Is etched away.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abrundung der Sensorkanten ( A method according to claim 1, characterized in that (to round off edges of the sensor 14 14 ) eine zu den Rändern hin dünner werdende Hilfsschicht ( ) One towards the edges thinning the auxiliary layer ( 30 30 ) auf die aktive Schicht ( ) (On the active layer 24 24 ) aufgebracht wird, die ein ähnliches Ätzverhalten wie die aktive Schicht ( ) Is applied, the (a similar etching behavior as the active layer 24 24 ) aufweist, anschließend ein Ätzschritt durchgeführt wird und der Rest der Hilfsschicht ( ) Which is then an etching step is performed, and (the rest of the auxiliary layer 30 30 ) anschließend entfernt wird. ) Is then removed.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen der Hilfsschicht ( A method according to claim 6, characterized in that the application of the auxiliary layer ( 30 30 ) mittels Dispergieren von Tropfen, insbesondere eines Polymers, und anschließendes, insbesondere thermisch aktiviertes, Fließen erfolgt. ) By means of dispersing drops, in particular a polymer, and then, in particular thermally activated, flow takes place.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Schritte: – Vorseparierung der einzelnen Mikrosensoren ( (Pre-separation of the individual micro-sensors: - The method of claim 1, characterized by the following steps 28 28 ), insbesondere durch partielles Entfernen der oberen (aktiven) Siliziumschicht ( ), More particularly by partially removing the upper (active) layer of silicon ( 22 22 ) an den späteren Chipkanten; ) To the later chip edge; – Anbringung einer Hilfsfolie ( (Attachment of an auxiliary film - 36 36 ), insbesondere aus Phenoxy, an der Oberseite der Mikrosensoren ( ), Particularly from phenoxy, (on top of the micro-sensors 28 28 ); ); – Entfernen der Trägerschicht ( (Removal of the support layer - 24 24 ) von der aktiven Schicht ( ) (Of the active layer 22 22 ). ).
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsfolie ( A method according to claim 8, characterized in that the auxiliary film ( 36 36 ) mittels Kleben, Kunststoff-Folien und/oder Erzeugung chemischer Bildungen an den Oberseiten der Mikrosensoren befestigt wird. ) Is attached to the tops of the micro-sensors by means of gluing, plastic films and / or production of chemical defects.
DE200910056894 2009-12-10 2009-12-10 A method for producing a component with at least one micro-sensor Expired - Fee Related DE102009056894B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200910056894 DE102009056894B4 (en) 2009-12-10 2009-12-10 A method for producing a component with at least one micro-sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200910056894 DE102009056894B4 (en) 2009-12-10 2009-12-10 A method for producing a component with at least one micro-sensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102009056894A1 true DE102009056894A1 (en) 2011-06-16
DE102009056894B4 true DE102009056894B4 (en) 2011-11-10

Family

ID=43992675

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200910056894 Expired - Fee Related DE102009056894B4 (en) 2009-12-10 2009-12-10 A method for producing a component with at least one micro-sensor

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102009056894B4 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2750233A1 (en) * 1996-06-20 1997-12-26 Solaic Sa Smart card with integrated circuit
US6384610B1 (en) * 1999-02-08 2002-05-07 The Commonwealth Of Australia Micro-electronic bond degradation sensor and method of manufacture
EP1326289A2 (en) * 2001-12-28 2003-07-09 Seiko Epson Corporation Semiconductor integrated circuit and its manufacturing method
US20040020040A1 (en) * 2002-08-02 2004-02-05 Matrics, Inc. Method and system for forming a die frame for transferring dies therewith
US7504834B2 (en) * 2006-12-20 2009-03-17 3M Innovative Properties Company Detection system
EP2105285A2 (en) * 2008-03-27 2009-09-30 The Boeing Company Collection of process data using in-situ sensors

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2750233A1 (en) * 1996-06-20 1997-12-26 Solaic Sa Smart card with integrated circuit
US6384610B1 (en) * 1999-02-08 2002-05-07 The Commonwealth Of Australia Micro-electronic bond degradation sensor and method of manufacture
EP1326289A2 (en) * 2001-12-28 2003-07-09 Seiko Epson Corporation Semiconductor integrated circuit and its manufacturing method
US20040020040A1 (en) * 2002-08-02 2004-02-05 Matrics, Inc. Method and system for forming a die frame for transferring dies therewith
US7504834B2 (en) * 2006-12-20 2009-03-17 3M Innovative Properties Company Detection system
EP2105285A2 (en) * 2008-03-27 2009-09-30 The Boeing Company Collection of process data using in-situ sensors

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Milkovich,S.M., Altkorn,R.I., Haidle,R.H., Neatrour,M.J., Fildes, J.M.: In Situ Sensors for Intelligent Process Control for Fabrication of Polymer-Matrix Composite Materials. In: Proceedings of the SPIE- The International Society for Optical Engineering (1994), vol. 2191, S. 349-60, ISSN: 0277-786X *

Also Published As

Publication number Publication date Type
DE102009056894A1 (en) 2011-06-16 application

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102009046229A1 (en) Pressure sensor, in particular differential pressure sensor
DE102006019942A1 (en) Dynamometer for measuring force of e.g. pneumatic actuator, has piezo-resistive layer that is arranged on carrier such as solid-state actuator, where metal layer is arranged between ceramic actuator ring and piezo-resistive layer
DE10036433A1 (en) Capacitive pressure sensor has membrane connected to base body via joint and groove to measurement capacitor connects to end of joint in base body
DE10041093A1 (en) Sensor arrangement in anti-friction roller bearing of vehicle, has sensor arranged on fixed bearing capsule, such that gap between sensors is half the angular separation of balls in bearing capsule
DE102007010711A1 (en) Circuit arrangement for measuring device, has electric contact fabricating conductive connection between substrate and microelectronic component, where part of electric contact is provided between substrate and microelectronic component
DE10031793C1 (en) A piezoelectric sensor
DE19735562A1 (en) Determining reference speed of vehicle
DE4101871A1 (en) Pressure sensing flat seal - comprises piezoelectric sensor sheet between electrically insulating vapour-proof protective ones
DE102006052522A1 (en) Rotary rate sensor e.g. micromechanical rotary rate sensor, for e.g. motor vehicle, has drive units producing planar drive oscillatory movement to oscillating structure, and evaluation units detecting rotation in rotation axes, respectively
DE102006022379A1 (en) Micromechanical pressure transducer for capacitive microelectromechanical system microphone, has substrate-sided cavity forming back volume for movable membrane, and resting at application-specific integrated circuit chip
DE19948613A1 (en) Electromechanical component for sensors, controllers and similar items, comprises mechanically active section which is at least partly coated with metal layer and incorporates flexural spring elements
DE10393943B3 (en) Differential Pressure Sensor
DE3635462A1 (en) Field-pressure sensor
DE102004051468A1 (en) A method of mounting a semiconductor chip and corresponding die arrangement
DE102004011203A1 (en) A method of mounting a semiconductor chip and corresponding die arrangement
DE4031369A1 (en) sensor
DE102007053859A1 (en) Pressure-measuring device
DE10104942A1 (en) Sensor arrangement has moisture sensitive element near bearer board opening connected to conducting tracks so there is at least certain sensor element/bearer surface temperature difference
US6512445B1 (en) Strain-sensitive resistor
DE102007057903A1 (en) Sensor module and process for producing the sensor module
DE19931773C1 (en) Micromechanical component has contact ducts formed as metal wires which are recast from the molten glass during the manufacture of the first wafer
DE19708529C1 (en) Fluid sensor for liquid or gaseous organic compounds and processes for its preparation
DE102006039422A1 (en) Pressure sensor for hydraulic media in motor vehicle braking systems is sealed tight on all sides and has no outwardly fed electrical contacts or lines
DE19857550A1 (en) Encapsulation of metallic microcomponents on analyzing circuit on substrate wafer, e.g. for car, machine control and consumer purposes, has protective coating on circuit covered by bonding medium on cap wafer
DE19941420A1 (en) Electrical resistor, such as temperature dependent resistor used as measuring resistor has conducting path with connecting contact fields arranged on an electrically insulating surface of substrate

Legal Events

Date Code Title Description
R018 Grant decision by examination section/examining division
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R020 Patent grant now final

Effective date: 20120211

R082 Change of representative

Representative=s name: ROESLER RASCH & PARTNER PATENT- UND RECHTSANWA, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: ROESLER RASCH & PARTNER PATENT- UND RECHTSANWA, DE

Effective date: 20140819

Representative=s name: ROESLER - RASCH - VAN DER HEIDE & PARTNER PATE, DE

Effective date: 20140819

Representative=s name: ISARPATENT - PATENTANWAELTE- UND RECHTSANWAELT, DE

Effective date: 20140819

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: AIRBUS DEFENCE AND SPACE GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: EADS DEUTSCHLAND GMBH, 85521 OTTOBRUNN, DE

Effective date: 20140819

R082 Change of representative

Representative=s name: ISARPATENT - PATENTANWAELTE- UND RECHTSANWAELT, DE

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee