Sensor + Test - Fraunhofer IZM

Messe Nürnberg / 25.6.2019 - 27.6.2019

Sensor und Test 2019

Halle 5, Stand 248

Fraunhofer IZM zeigt neue Entwicklungen im Sensor Packaging auf der Sensor + Test 2019

Vom 25.06. - 27.06.2019 findet in Nürnberg die Fachmesse Sensor + Test statt. Die Messe mit den begleitenden Kongressen gilt weltweit als führendes Forum für Sensorik sowie Mess- und Prüftechnik. Das Fraunhofer IZM präsentiert auf einem Fraunhofer Gemeinschaftsstand aktuelle Forschungsergebnisse aus den Kategorien Sensor Packaging, Sensorentwicklung und Sensor-Netzwerke.

Wir freuen uns darauf, Ihnen diese Entwicklungen und viele weitere Highlights in Halle 5, Stand 248 vorzustellen.

Einige Highlights am Stand:

Kamerapille erlaubt tiefe Einsichten

Der ca. 5 Meter lange Dünndarm kann mit den üblichen endoskopischen Verfahren nicht untersucht werden. Für eine schmerzfreie und unaufwändige Untersuchung des Verdauungstrakts wurde im BMBF-Projekt EndoTrace ein hochintegriertes, pillenförmiges Kamerasystem entwickelt. Die Pille wird durch die natürliche Peristaltik im Laufe mehrerer Stunden durch den Körper bewegt. Dabei nehmen fünf Kameras hochaufgelöste Bilder der Darmwand auf. Die Kameras sind teilweise gekippt angeordnet, um das Gesichtsfeld zu vergrößern. Die Bilder werden in der Kapsel gespeichert. Durch eine Kombination aus Embedding-Technologie, Modul-Stapelung und Semiflex-Leiterplatte können die Bestandteile Beleuchtung, Kamera, Mikrochip für die Bildkompression, Speicher und Batterie in einem kompakten, miniaturisierten System zusammengeführt werden.

© Fraunhofer IZM | Volker Mai
Hochintegriertes, pillenförmiges Kamerasystem

Entwicklung eines LIDAR-Sensors als 3D-SiP, basierend auf hochdichten TSVs, Lotkontakten und Flip-Chip- Montage

Für den Aufbau der Sensormodule übernahm das Fraunhofer IZM alle Arbeitsschritte von der Aufbau- und Verbindungstechnik, der Herstellung von Durchkontaktierungen und Verdrahtungslagen, Abscheidung von Mikrolotkontakten über die Flip-Chip-Montage bis zum Chip- und Drahtbonden. Jedes Modul besteht aus einem 2D-Feld aus Avalanche-Dioden (SPAD) mit 256 x 256 = 65.536 Pixeln (Pitch: 40 μm), welches in einen 10 x 10 mm² großen Siliziumchip integriert ist (Gesamt-dicke: 88 μm). Jede SPAD-Zelle beinhaltet einen TSV (Durchmesser: 8 μm, Tiefe: 88 μm), welches den elektrischen Kontakt zur Rückseite des SPAD-Feldes herstellt, wo dann Lotbumps (Durchmesser: 25 μm) jedes Pixel mit dem Auslese-ASIC (12 x 12 mm², Dicke: 725 μm) verbinden. Die 3D-SiP-Module wurden final auf ein PCB gebondet und die umlaufenden IOs an den vier Seiten des ASICs durch Drahtbonden mit dem PCB verbunden.

Kostengünstige, drahtlose Feuchtedetektion in Inkontinenzmaterialien

Das Konzept umfasst ein Low-Cost Feuchte-Überwachungssystem in Inkontinenzmaterialien, welches eine personalisierte Detektion von Nässevorkommnissen und -mengen in der Altenpflege erlaubt. Die Detektion erfolgt durch einen kostengünstigen, biokompatiblen, gedruckten Sensor auf Polymerbasis. Das System besteht weiterhin aus einem kleinen (< 8 cm²) wiederverwendbaren Auslese-Clip und einem Mikrocontroller mit einem »Advanced Power Management« und »Bluetooth Low Energy« für eine energieeffiziente Drahtloskommunikation, einen Mehrgeräteanschluss und eine automatische Wiederverbindung. Der Druckprozess ist voll skalierbar und erlaubt ein direktes Drucken der Sensoren auf das Untermaterial der Windel. Eine WLAN-Verbindung ermöglicht ebenfalls »Big-Data-Mining« und Datenanalyse.

Low-cost wireless moisture detection — © Fraunhofer IZM

Miniaturisierter Transponder lokalisiert Werkzeuge

Was geschieht wirklich im Fertigungsprozess? Punktgenaue Ortsbestimmung bringt Klarheit!

Ein miniaturisierter Transponder lokalisiert Werkzeuge am Handarbeitsplatz. Das Fraunhofer IZM hat den Transponder für das Projekt NaLoSysPro zusammen mit Projektpartnern entwickelt.

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© Fraunhofer IZM | Volker Mai
Mobiler Transponder zur Lokalisierung von Werkzeug in einer Industrieumgebung

Sensorsystem für die Überwachung von Abwasserkanälen

Für die permanente Überwachung von Umweltparametern (etwa pH und Leitfähigkeit) im Abwasserkanal wird im EU-Projekt microMole ein energieautarkes Sensorsystem entwickelt. Das System besteht aus einem oder mehreren Sensorringen, auf denen wasserdichte Funktionsmodule montiert sind. Die Module kommunizieren über ein drahtgebundenes Bussystem, die Ringe untereinander drahtlos via Funk. Ein ereignisbasierter Abtast-Algorithmus steuert die Messungen. Dabei ist ein Sensor mit geringem Energiebedarf ständig im Betrieb, der bei vordefinierten Bedingungen die Inbetriebnahme der gesamten Sensorik auslöst.In Kombination mit der speziell entwickelten »Low Power«-Architektur wird ein minimaler Ruhestrombedarf erreicht.

Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM

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