Erprobung von semipermeablen Membranen als Feuchteschutz für Relativ-Drucksensoren

Zusammenfassung: In dieser Arbeit wurde untersucht, ob eine gegebene semipermeable Membrane als Korrosionsschutz für mikromechanisch hergestellte Drucksensoren geeignet ist. Um dies zu bewerten, wurden Versuche zum Korrosionsschutz und zum Druckausgleichsverhalten durchgeführt und daraus Konstruktionsregeln abgeleitet. Zur Bestimmung des Korrosionsschutzes wurden einzelne Mechanismen untersucht, die Korrosion verhindern, wie Dampf-, Flüssigkeits- und Ionensperre. Anschließend wurde ein Korrosionsschutztest an Aluminiumschichten durchgeführt. Die Untersuchungen haben gezeigt, daß die Membrane bis zu einer Temperatur von 60°C vor Korrosion schützt, daß aber noch Verbesserungen im Bezug auf die Dampfsperre sinnvoll sind. Für die Bestimmung des Druckausgleichsverhaltens der Membrane wurden Versuche zur Bestimmung des Druckabfalls bei konstantem Durchfluß gemacht. Außerdem wurde die Übertragungsfunktion der Membrane in Abhängigkeit vom Volumen, das sich zwischen dem Sensorelement und der Membrane befindet, bestimmt. Daraus hat sich ergeben, daß ein Druckausgleich unter günstigen Bedingungen nach weniger als 80ms erfolgt. Deshalb ist die Membrane zum Einsatz bei Drucksensoren geeignet. Die Untersuchungen ergaben folgende Kontruktionsregeln: * Es sollen Temperaturen über 60°C vermieden werden! * Es soll vermieden werden, daß die Membrane vollständig von Flüssigkeit bedeckt wird! * Es soll vermieden werden, daß die Sensorseite eine tiefere Temperatur als die Umgebung annimmt! * Eine elektrisch leitende Verbindung zwischen zu schützender Schicht und Schichten, die mit korrosivem Medium in Kontakt sind, soll vermieden werden! * Das Luftvolumen auf der Sensorseite der Membrane soll so gering wie möglich sein