Sensoren und intelligente Sensorsysteme sind heute aus unserem alltäglichen Leben nicht mehr wegzudenken, da sie fast jeden Lebens- und Wirtschaftsbereich durchdrungen haben. Als Paradebeispiel dient typischerweise das Automobil. Insbesondere die hohe Dichte an unterschiedlichen Funktionalitäten und die kompakte Ausführungsform von gängigen, elektronischen Geräten, wie Videokameras oder Smart Phones, hängt jedoch stark von der Integration von mikrotechnisch hergestellten Sensorelementen ab. Starke Zuwachsraten für integrierte Sensorsysteme gibt es auch im Bereich der Automatisierung oder der Robotik, und auch in Nischenmärkten wie dem Luft- und Raumfahrtsektor.
Die Vorlesung teilt sich in 3 Abschnitte auf: im ersten werden Schlüsseltechnologien zur Herstellung von MEMS (micro electromechanical systems) Sensoren kompakt vorgestellt. Diese umfassen PVC (physical vapor deposition) und CVD (chemical vapor deposition) basierte Schichtabscheideverfahren als auch Grundlagen zur optischen Lithographie und zur Ätztechnik. Im zweiten Abschnitt werden an Hand von typischen Sensoren für physikalische Messgrößen, wie Druck, Beschleunigung, Drehrate, Fluss und Temperatur, deren grundsätzliches Funktionsprinzip erläutert, unterschiedliche Umsetzungskonzepte bewertet und gängige Anwendungsgebiete aufgezeigt. Im dritten Abschnitt werden ausgewählte Einzelsensoren zu Systemen erweitert und im Umfeld von bekannten technischen Systemen, wie dem Automobil oder dem Flugzeug vorgestellt. Auch aktuelle Aspekte, wie die lokale Energieversorgung von Sensorknoten aus der Umgebung (energy harvesting), werden angesprochen. Es ist ein zentrales Ziel der Vorlesung, ein grundsätzliches Verständnis von der Realisierung bis zur Systemintegration von ausgewählten, mikrotechnisch hergestellten Sensorelementen und -systemen zu schaffen. Die Vorstellung und Diskussion ausgewählter Beispiele zu aktuellen Forschungsthemen aus dem Bereich Sensorik runden die Vorlesung ab.
Die Vortragsfolien stehen als Handouts zur Verfügung.
Weiterführende Literatur:
U. Mescheder:
Mikrosystemtechnik
Konzept und Anwendungen
Teubner-Verlag, Stuttgart
ISBN 3-519-06256-9
G. Gerlach, W. Dötzel
Grundlagen der Mikrosystemtechnik
Hanser Verlag, München
ISBN 3-446-18395-7
W. Menz, J. Mohr:
Mikrosystemtechnik für Ingenieure
VCH, Weinheim
ISBN: 3-527-294055-8
M. Madou:
Fundamentals of Microfabrication
CRC Press, Boca Raton
ISBN: 0-8493-9451-1
