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Pilotlinie

Praxistaugliche Fertigung von Sensoren für autonomes Fahren

08. Januar 2021, 09:06 Uhr   |  Irina Hübner

Praxistaugliche Fertigung von Sensoren für autonomes Fahren
© Profactor

Profactor hat bereits jahrelange Erfahrung mit dem inkjet-basierten Druck von elektrisch leitfähigen Verbindungen in der Mikroelektronik.

Die Produktion von Sensoren für autonomes Fahren soll für die breite Anwendung einfacher werden. Dies ist das Ziel des EU-Projekts TINKER. Das Forschungsunternehmen Profactor arbeitetet dafür an einer neuartigen Pilotlinie zur Sensorproduktion.

Das Steyrer Forschungsunternehmen Profactor leitet im Rahmen des internationalen Projekts die Entwicklung einer neuartigen Pilotlinie für die Produktion von Sensoren für autonomes Fahren. Die Sensoren sollen durch ihre geringe Größe, den geringen Energiebedarf und die kostengünstige Produktion herausstechen. Dies soll mittels additiver Fertigungsmethoden gelingen. Gleichzeitig sollen im Produktionsprozess Fehler durch eine Kontrolle in Echtzeit de facto ausgeschlossen werden.

An dem Projekt mit einem Gesamtvolumen von 10,2 Mio. Euro arbeiten 15 Partner aus Industrie und Forschung aus acht Ländern mit. Unter den Industriepartnern befinden sich Global Player wie Bosch und Infineon, aber auch österreichische Firmen wie Tiger Coatings, EV Group und Besi Austria.

»Autonomes Fahren ist die Zukunft und stark im Vormarsch. Diese Transformation auf internationaler Ebene aktiv mitzugestalten ist eine große Chance, den Standort Oberösterreich weiter zu stärken. Profactor erweist sich hierbei einmal mehr als erfolgreiches Mitglied des Innovation Networks von Upper Austrian Research, der Forschungs-Leitgesellschaft des Landes Oberösterreich«, erläutert Landesrat Achleitner.

Autonome Fahrzeuge müssen das Geschehen in der Umgebung umfassend und schnell erkennen. Für diese nötige Rundumsicht ist ein autonom fahrendes Auto mit durchschnittlich rund 45 (insbesondere Radar- oder Lidar-) Sensoren ausgestattet. Diese Sensoren müssen Verkehr, Umgebung, Fahrbahn, Hindernisse und Gefahren im Nahbereich und in der Ferne erkennen und verstehen.

»Bei dieser Anzahl spielen Größe, Gewicht, Kosten und Energiebedarf der Sensoren eine entscheidende Rolle. Für eine breite Anwendung sind sie aktuell noch zu schwer, zu groß, zu teuer und benötigen zu viel Energie. Vor allem bei den für die dreidimensionale Wahrnehmung nötigen Lidar-Sensoren gibt es großen Optimierungsbedarf«, erklärt Dr. Leo Schranzhofer, der seitens Profactor das Projekt koordiniert.

In der neuen Pilotlinie sollen bei der Herstellung von Sensor-Packages aktuelle digitale Technologien kombiniert werden. Dabei fließen Kernkompetenzen von Profactor gleich in drei Bereiche ein:

  1. Inkjet-Druck: Leiterbahnen und Verbindungen werden gedruckt. Unter anderem sollen bislang analoge Prozesse durch funktionellen Inkjet-Druck ersetzt werden. Auf diese Weise können Verbindungen zwischen Mikroelektronik-Bauteilen raumsparend hergestellt werden.
  2. Nanoimprint-Lithographie: 3D-Technik miniaturisiert Komponenten. Eine wesentliche Rolle spielt die die Nanoimprint-Lithographie (NIL). Dabei geht es um die Strukturierung und Funktionalisierung von Bauteilen im Nanomaßstab. Mit dieser additiven Technologie wird eine weitere Miniaturisierung der Verbindungen zwischen Mikroelektronik und Optik-Bauteilen angestrebt. NIL ist eine Alternative zu herkömmlichen, analogen und subtraktiven Herstellungsverfahren in der Halbleiterfertigung. Gemeinsam mit funktionellem Inkjet-Druck trägt NIL somit wesentlich dazu bei, das Gewicht und den Platzbedarf der Sensoren sowie den Energiebedarf zu reduzieren.
  3. Inline-Kontrolle: Maschinen korrigieren sich selbst. Mittels Artificial Intelligence soll eine Inline-Inspektion in der Pilotlinie verhindern, dass Fehler überhaupt entstehen. Im Falle eines Qualitätsmangels gibt es ein sofortiges Feedback an die Maschinen, so dass dieser automatisch im Prozess behoben werden kann.

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