MEMS-Sensoren

Wie feine Hightech-Fühler die Welt vermessen

| Redakteur: Gerd Kucera

Hightech-Fertigung in Reutlingen für den Konsummarkt

Um schnell und flexibel auf die Anforderungen des sehr dynamischen Konsumelektronik-Marktes reagieren zu können, gründete Bosch im Jahr 2005 die Bosch Sensortec GmbH in Reutlingen. Erst kürzlich hat Bosch Sensortec mit dem BMX055 den weltweit ersten 9-Achsen-Sensor auf den Markt gebracht. Er misst die Beschleunigung, die Drehrate und das Erdmagnetfeld in allen drei Raumrichtungen gleichzeitig.

Daraus ergeben sich zahlreiche Anwendungsfelder. Der Sensor ist überall dort einsetzbar, wo die Lage und Position eines mobilen Gerätes im Raum, beziehungsweise seine Orientierung relativ zum Erdmagnetfeld, genau und auf kleinstem Raum bestimmt werden müssen.

Technischer Hintergrund MEMS-Sensoren

In den Sensoren schaffen Ingenieure feinste Strukturen aus Silizium, die sich bei der Bewegung des Gehäuses um Bruchteile eines Tausendstelmillimeters verschieben. Dabei ändern sich die elektrischen Eigenschaften. Diese lassen sich messen und in einen Datenstrom wandeln. Der zeigt dann zum Beispiel einem Handy, in welcher Lage es sich befindet. Die Dimensionen, in denen die Bosch-Ingenieure dabei arbeiten, sind winzig: Ein menschliches Haar hat beispielsweise einen Durchmesser von etwa 70 Tausendstelmillimeter (70 Mikrometer). Manche Komponenten messen nur noch 4 Mikrometer – 17 Mal weniger als ein Haar.

Weil die mikromechanische Sensorik nur schwache elektrische Signale liefert, haben die Entwickler im Bauelemente-Gehäuse neben dem Sensor (oder mitunter sogar direkt auf demselben Chip) noch eine Elektronik integriert. Sie verarbeitet die kleinen Signale, verstärkt und wandelt sie in digitale Daten. MEMS-Sensoren können so Steuergeräte direkt mit Messwerten versorgen. Bald werden die feinen Fühler noch viel mehr können: dann stecken sie in Kleidung und zählen den Herzschlag, dienen als mobile Wetterstationen, die den CO2-Gehalt der Luft messen, und registrieren die typische Bewegung, wenn Nutzer das Handy in die Hosentasche stecken – um dann das Display abzuschalten.

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