Verbundprojekt: Elektronische Sensoren für leistungsstarke Audio-Anwendungen in der Medizin und Industrie - Listen2Future -

In Listen2Future wird die europäische MEMS-Industrie gestärkt, indem neuartige miniaturisierte piezoelektrische Mikrofone und Ultraschallwandler mit energieeffizienten mikroelektronischen Komponenten und Algorithmen KI kombiniert werden. Diese neuartigen MEMS Systeme ermöglichen den Einsatz in verschiedenen medizintechnischen Anwendungen, sowie der Digitalisierung insbesondere in Industrieanwendungen und im Energiesektor. Die Technische Universität Darmstadt (TUDA) wird sich auf zwei Forschungsschwerpunkte konzentrieren: 1) Neuartige elektromechanische Wandlungsprinzipien basierend auf ferroelektrischen weichen Polymeren für Mikrofone und Ultraschallwandler, welche (teilweise) additiv gefertigt werden. 2) Die akustische Modellierung hinsichtlich der Aufbau- und Verbindungstechnik für die Struktur- und Funktionsintegration, die Kombination mit akustischen MEMS und die Gruppierung der unter Punkt 1) genannten Mikrofone und Ultraschallwandler in entsprechenden Anordnungen für einen erhöhten Funktionsumfang der adressierten akustischen Sensorsysteme. Die Forschungstätigkeiten der TUDA zielen konkret darauf ab, die PMUT-Technologie voranzutreiben und diese durch weiche Ferroelektret-Materialien über ein additives Post-Cleanroom-Fertigungsverfahren zu erweitern [1-6]. Die Motivation hierfür ist die Tatsache, dass biologisch abbaubare Bauteile ein großes Potenzial haben, den ökologischen Fußabdruck von MEMS zu reduzieren. Die TUDA wird daher einen luftgekoppelten Ferroelektret-Ultraschallwandler in einer Array-Anordnung auf der Grundlage von Polylactidsäure (PLA) und einer gedruckten PLA-Rückplatte durch das Fused Deposition Modeling Verfahren (FDM) erforschen und in das Projekt einbringen. Im Rahmen der akustischen Modellierung wird die TUDA verschiedene Packaging-Strategien und Materialeigenschaften wie Elastizitätsmodul, Härte und die optimale Formgebung von zum Beispiel in PCB befindlichen Schallkanälen [7] erforschen.