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Forschung Neuer Sensor ermöglicht Qualitätskontrolle ultradünner Schichten

Quelle: Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik IPM 1 min Lesedauer

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Fraunhofer-Institut für Physikalische Meßtechnik IPM
Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co. KG
SIKO GmbH
a.b.jödden gmbh

Plasma-Beschichtungen werden etwa auf Kunststoffverpackungen aufgebracht, um Lebensmittel zu schützen. Bisher war die Qualitätskontrolle dieser Schichten aufwendig.

Der kompakte Sensor Film-Inspect prüft die Qualität ultradünner Barriereschichten in der Linie. (Bild: Fraunhofer IPM)
Der kompakte Sensor Film-Inspect prüft die Qualität ultradünner Barriereschichten in der Linie.
(Bild: Fraunhofer IPM)

Das Fraunhofer -Institut für Physikalische Messtechnik IPM hat einen Sensor entwickelt, mit dem ultradünne Barriereschichten in Produktionsgeschwindigkeit geprüft werden können. Laut einer Mitteilung nutzt der neue Sensor Infrarotmesstechnik, um dünne Beschichtungen mit einer Stärke von unter 10 Nanometern bis 200 Nanometern inline zu erfassen.

Bis heute gab es laut den Forschern keine Möglichkeit, die Qualität von Plasma-Beschichtungen inline und zerstörungsfrei zu überprüfen. Stand der Technik ist die stichprobenartige Qualitätsprüfung mit zeitaufwändigen Laborverfahren. Der von Fraunhofer IPM entwickelte Sensor ermöglicht laut eigenen Angaben eine prozessintegrierte 100-Prozent Einzelteilprüfung im Produktionstakt – auch für dreidimensional geformte, komplexe Oberflächen wie sie beispielsweise für Verpackungen typisch sind.

Die Forscher machen sich dabei infrarotoptische Eigenschaften zunutze. Die chemische Bindung zwischen Atomen kann durch Infrarotlicht der passenden Wellenlänge resonant angeregt werden. Aus der Intensität des reflektierten Lichts lässt sich die Schichtdicke bestimmen, heißt es weiter. Die Wahl der Wellenlänge hängt vom Beschichtungsmaterial ab und ist materialspezifisch konfigurierbar. In Produktionsprozessen können mehrere Sensoren gekoppelt werden und via Profinet und OPC-UA mit der Anlagensteuerung kommunizieren. Für einfachere Anwendungen mit Einzelsensoren steht eine USB-Schnittstelle und eine Auswertesoftware zur Verfügung.

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