Dr.-Ing. Jiri Marek (Sprecher)
Dr.-Ing. Michael Offenberg
Dr.-Ing. Frank Melzer
Robert Bosch GmbH, Reutlingen
Bosch Sensortec GmbH, Reutlingen

Empfindliche Messfühler aus Silizium sorgen in Automobilen für Sicherheit. Auch in Handys oder Navigationsgeräten ließen sich solche Sensoren sinnvoll einsetzen.
Doch wie kann man die sensiblen Bauteile fit machen für die speziellen Anforderungen der Konsumelektronik?

Die Antwort: Sie müssen kleiner werden und sich preisgünstiger als bislang als großer Zahl herstellen lassen. Wie das geht, haben Jiri Marek, Michael Offenberg und Frank Melzer vorgemacht. Jiri Marek ist Entwicklungsleiter Sensoren, Michael Offenberg Gruppenleiter Applikation Sensoren der Robert Bosch GmbH, Frank Melzer Geschäftsführer der Bosch Sensortec GmbH in Reutlingen.

Das Elektronische Stabilitätsprogramm (ESP), das bei Bosch entwickelt wurde und heute in den meisten neuen Autos eingebaut ist, hat die Zahl der Schleuderunfälle mit tödlichem Ausgang drastisch gesenkt. Das Herzstück des ESP bilden mikromechanische Sensoren: kleine Messgeräte aus Silizium, die aus beweglichen Bauteilen bestehen und ein Schleudern des Fahrzeugs so früh erkennen, dass die Technik im Wagen noch gegensteuern kann. Moderne Mittelklasseautos enthalten bis zu hundert Sensoren, die für Sicherheit oder einen möglichst geringen Spritverbrauch sorgen.

Für einen Einsatz in tragbaren elektronischen Geräten waren mikromechanische Sensoren bisher zu groß, zu teuer und brauchten für ihren Betrieb zu viel Strom. Dabei haben die Entwickler von Elektronikgeräten seit langem etliche Ideen, wie sich die empfindlichen Messfühler sinnvoll einsetzen ließen.

Den Forschern bei Bosch gelang es, mithilfe neuer Fertigungstechniken die Sensoren auch für Anwendungen außerhalb von Automobilen fit zu machen. Sie setzten dazu auf der Oberflächen-Mikromechanik als Herstellungsverfahren auf. Dabei werden bewegliche Strukturen wie Massen und Federn auf der Oberfläche einer Siliziumscheibe aufgebaut. Mit mehreren neuen Prozessen, etwa zum Ätzen und Abscheiden des Materials, schufen die Forscher die Grundlage dafür, dass sich die Oberflächen-Mikromechanik für eine kostengünstige industrielle Produktion großer Stückzahlen von kleinen und sparsamen Sensoren nutzen lässt.

Inzwischen sind bereits erste Produkte am Markt, in denen beispielsweise Beschleunigungssensoren stecken. Sie ermöglichen es, die Festplatten in tragbaren Computern vor Erschütterungen zu schützen oder Handys durch Bewegen des Gerätes zu bedienen. Mit Drucksensoren in Navigationsgeräten lässt sich die Höhe über dem Meer präzise ermitteln – die Basis für eine mobile Navigation. Das Potenzial der Technologie ist enorm: 2006 setzte Bosch mit mikromechanischen Systemen für die Automobiltechnik mehrere hundert Millionen Euro um. Durch den Einsatz in elektronischen Consumergeräten werden sich die Umsätze Prognosen zufolge in den nächsten Jahren verdoppeln.