Mikromechanische Ultraschallwandler (MUT) für die Produktion

Viele Überwachungs-, Messungs- und Charakterisierungsaufgaben in der Industrie basieren heutzutage auf klassischen Ultraschallsensoren. Mikromechanische Ultraschall-Wandler (MUT) stellen dabei eine innovative und effektive Weiterentwicklung dar, die durch ihre kompakte Bauweise und ihre Leistungseffizienz neue Anwendungsbereiche erschließen kann.

MUTs haben gegenüber am Markt etablierten Wandlern, die Piezo-Keramiken und Kompositverbindungen nutzen, entscheidende Vorteile: Die sehr kleinen und kostengünstig herstellbaren MUT-Bauelemente ermöglichen eine Mehr-Kanal-Arrayanordnung und ein flexibles Frequenzdesign für eine optimale Abstimmung zwischen Abstand und Empfindlichkeit.

Die Fraunhofer-Institute ENAS, IPMS und ISIT haben eine MUT-Plattform entwickelt, die sich schnell und flexibel an Anwendungen anpassen lässt und so auch kleinen und mittelständischen Unternehmen die Möglichkeit bietet, innovative Ultraschallwandler zu realisieren.

Dabei bietet die Allianz der drei Institute sowie des Leistungszentrums »Funktionsintegration für die Mikro- und Nanoelektronik« mit geographischem Fokus auf Sachsen, nicht nur ein breites Technologieportfolio, sondern auch die Infrastruktur für eine Pilotfertigung in eigenen Reinräumen.

Technologien: CMUT, NED und PMUT

Das Fraunhofer IPMS setzt dabei auf kapazitive (CMUT) und elektrostatische (NED) Lösungen, während sich das Fraunhofer ISIT auf piezoelektrische (PMUT) Ultraschallwandler konzentriert. Das Fraunhofer ENAS arbeitet sowohl an der Entwicklung kapazitiver (CMUT) als auch piezoelektrischer (PMUT) Ultraschallwandler. Aufgrund der verschiedenen Technologien der Institute können so Lösungen für ein breites Applikationsspektrum im gesamten Frequenzbereich von 20 kHz bis 20 MHz angeboten werden. Vom Design über die Fertigung, Charakterisierung, Aufbau- und Verbindungstechnik bis hin zur Systemintegration können die Institute gemeinsam applikationsspezifische Entwicklungsdienstleistungen entlang der gesamten Wertschöpfungskette bieten.

Beteiligte in der FMD kooperierende Institute: Fraunhofer ENAS, IPMS und ISIT

Akustische Komponenten @ Fraunhofer ENAS