Mikromechanische Ultraschallwandler (CMUT)

Kapazitive mikromechanische Ultraschallwandler (CMUT)

© Fraunhofer IPMS

Ultraschallsensoren sind für störungsarme Überwachung und Analyse statischer und dynamischer Prozesse in der industriellen Prüfung und der Automatisierungstechnik etabliert. Ein weiteres Einsatzgebiet ist die medizinische Diagnostik in den Ultraschallsensoren genutzt werden.

Kapazitive mikromechanische Ultraschallwandler (CMUT) sind miniaturisierte Sensorstrukturen, deren elektrostatisches Wirkprinzip das Senden und die Detektion von Ultraschallwellen ermöglicht. Diese neue Generation von Ultraschallwandlern wird mit Verfahren der Halbleitertechnologie gefertigt und ermöglicht dadurch eine große Flexibilität im Sensordesign bei einer hohen Präzision und Reproduzierbarkeit im Fertigungsprozess für ein- und mehrkanalige Systeme.

Eigenschaften der CMUTs am Fraunhofer IPMS:

  • eine breite Auswahl an Elementen mit unterschiedlichen Frequenzen (> 400 kHz)
  • eine hohe akustische Bandbreite (> 100% in Immersion; > 20% in Luft)
  • eine hohe räumliche Auflösung (Submillimeter-Skala)
  • geringe akustische Verluste
  • extreme Miniaturisierung (≤ 1 mm³). 

Darüber hinaus beinhalten der Herstellungsprozess und die CMUT-Elemente keine toxischen Stoffe (u.a.  Blei), die kapazitiven Wandler des Fraunhofer IPMS sind daher RoHS konform.