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Entwicklung, Evaluierung und Umsetzung eines minia.. (MiniTel)
Entwicklung, Evaluierung und Umsetzung eines miniaturisierten Hybridsystems für telemetrische Datenübertragung
(MiniTel)
Start date: Dec 31, 2008,
End date: Dec 30, 2011
PROJECT
FINISHED
Am Beispiel u.g. Funktionsmuster eines technischen Produkts wurde ein modellhafter grenzüberschreitender Wirtschaftscluster gebildet. Dieser umfasst Forschungseinrichtungen und Industriefirmen innerhalb des Interreg‐IV‐Programmgebiets und arbeitet gemäß der 4 Beurteilungskriterien zusammen: Gemeinsame Ausarbeitung, gemeinsame Durchführung, gemeinsames Personal und gemeinsame Finanzierung. Das inhaltlich technisch orientierte Projekt MiniTel fördert im Rahmen grenzüberschreitender Zusammenarbeit und internationaler Nutzung von Infrastruktur einerseits Humankapital, d.h. durch Ausbildung und Wissenstransfer zur Industrie, andererseits Innovation durch Herstellung technischer Demonstratoren und Funktionsmuster. Dies umfasst auch die Umsetzung in eine fachmännisch definierte Prozesskette einschließlich ihrer Abbildung in das Qualitätsmanagement im Rahmen normenorientierter Dokumentation. Hinzu kommt, dass das Programmgebiet – mit Ausnahme des Raumes um Zürich ‐ überregional hauptsächlich unter dem touristischen Aspekt bekannt ist, aber weniger als Ort technischer Innovation. Somit trägt MiniTel auch zur Bekanntheit in industrieller Hinsicht bei. Bzgl. des Humankapitals geschieht dies durch Austausch von Fachkräften und Wissenschaftlern. Bzgl. des Funktionsmusters wird eine innovative Produktplattform unter Erweiterung der Technologiebasis gebildet, bis hin zu einer grenzüberschreitenden, virtuellen Datenbank via Internet. Technisch sind die Funktionsmuster eine Reihe verschiedener miniaturisierter Sensorsysteme mit telemetrischer Datenübertragung. Unter den zahlreichen Varianten physikalischer Signalwandlung wurden sensitive LC‐Kreise mit zusätzlicher Beschaltung ausgewählt, die als Teil eines RFID‐Transpondersystems Daten erfassen und drahtlos an eine äußere Signalverarbeitungsinfrastruktur weitergeben. Anwendungen befinden sich in Medizintechnik, Logistik, Überwachung Regelung wichtiger Systemkomponenten sowie in Identifikationssystemen aller Art, in denen drahtlose Übertragungsstrecken gegenüber kabelgebundenen Varianten bevorzugt werden. Durch konsequente Anwendung hybrider Aufbautechnik und Ausschöpfen der Möglichkeiten zur mikrosystemtechnischen Miniaturisierung wurden wesentliche Voraussetzungen geschaffen, rasch und flexibel marktspezifische Ausführungsformen – auch in mittleren Stückzahlen – zu realisieren. Ziele zusammengefasst • Aufbau eines Kooperationsverbundes aus Forschungseinrichtungen und Industriefirmen mit der Aufgabe der Bewertung der Projektergebnisse hinsichtlich ihrer industriellen Verwertbarkeit. Der Kooperationsverbund ist die Keimzelle für einen autonomen Wirtschaftscluster, der nach der Projektbeendigung die Nachhaltigkeit der erzielten Ergebnisse sicherstellt. • Evaluierung der technischen Machbarkeit des Produktkonzeptes anhand der Entwicklung von Demonstratoren und Funktionsmustern. Technologieentwicklung Detail • Definition von marktspezifischen Ausführungsformen der Produktdemonstratoren . • Erweiterung der Technologiebasis, um eine erhebliche Steigerung des Miniaturisierungsgrades zu erreichen. • Schaffung einer innovativen Produktplattform durch Erweiterung des vorhandenen Transponderdemonstrators mit Sensor‐ und Transceiverfunktion durch: Achievements: In MiniTel wurden neue Gestaltungsmöglichkeiten der mikrosystemtechnischen Fertigung aufgezeigt, indem auf bereits prozessiertem SU 8‐Dickschichtlack eine hybride Aufbau‐ und Verbindungstechnik realisiert wurde. Im Rahmen mehrerer Prototypen kamen verschiedene Kontaktierungsarten zum Einsatz wie z.B. Kleben oder Drahtbonden. Obwohl längst etabliert und als Einzelprozess bekannt, stellen die hier realisierten Hybridaufbauten neue Kombinationen dar. Zum einen sind zusatzliche Aufbauten auf SU8 noch nirgends grostechnisch angewandt worden und auch im Labormasstab auserhalb von MiniTel unbekannt. Zudem erfolgt dies auf Pyrexglas, das aufgrund der elektrischen Anforderungen fur die induktive Signalubertragung erforderlich ist. Die erzielten Ergebnisse fuhrten zu einer Erfindungsmeldung .Mikrostrukturierte Mehrlagenaufbauteng, bei denen ein mikromechanischer Zweispulenaufbau auf der Kombination spezieller Polymerstrukturierung und Mikrogalvanik basiert. Die hierbei erarbeiteten Details und Bedingungen in mechanischer und elektrischer Hinsicht erlauben, unabhangig von der konkret patentierten induktiv arbeitenden Mikrostruktur, auch den Aufbau anderer signalverarbeitender Systeme auf mikrosystemtechnischem Chip. Der Innovationsgehalt des Projektes ist kennzeichnend fur den Aufbau einer vielseitig verwendbaren vorwettbewerblichen Entwicklungsplattform fur miniaturisierte Hybridsysteme mit folgenden Kernelementen und Eigenschaften: a. Datentrager mit integriertem on]Chip Temperatursensor b. Datentrager mit integriertem on]Chip Temperatursensor und externem Sensorelement c. Transmitter, Receiver (Transceiver) fur eine drahtlose Energie] und Datenubertragung d. Moglichkeit der Vernetzung der Datenstrome in ein dezentrales Netzwerk Zur Beurteilung des Innovationsgehalts, also dem spezifisch Neuen bzw. Verbesserten, wurden zahlreiche Gesprache, wahrend allen Phasen des Projektes, speziell am Ende der Meilensteine, mit Vertretern des PbA durchgefuhrt, Ergebnisse prasentiert und mit dem Projektpartner FhV diskutiert. Hierbei kristallisierte sich heraus, dass, sowohl fur ein hochminiaturisiertes Transpondersystem wie es bei der Fachhochschule Vorarlberg entwickelt wurde sowie fur ein Multichip]Hybridsystem welches am HSG]IMIT entwickelt wurde, eine Nachfrage seitens der Industrie besteht. Das Ergebnis des Projektes ist, wie im Projektantrag erlautert, eine Technologiebasis und eine Entwicklungsplattform fur neue Hybridsysteme fur: a. Medizintechnik b. Waren] und Produktionslogistik c. System]Modul]Identifikation d. Identifizierungs], Authentifizierungs] und Zutrittskontrollsysteme Die Impulswirkung besteht in neuen technischen Gestaltungsmoglichkeiten mit erstaunlich geringer Komplexitat. Als Impulswirkung kann hier aufgefuhrt werden, dass durch die Offentlichkeitsarbeit, mehrere Anfragen bezuglich der Prototypen 2 sowie der Prototypen MiniTherm 1 generiert werden konnten. Zu Punkt a: Auf Basis der Prototypen 2 konnte ein Projekt akquiriert mit 10 Projektpartnern der Industrie werden. Zu Punkt b: Anfrage bezuglich MiniTherm Prototyp 2 eines grosen Logistikunternehmens zur Aufzeichnung von Daten wahrend des Transports auf dem Seeweg. Zu Punkt c: Anfrage bezuglich Prototyp 2 zu einem Schlussel/Schloss System im Bereich Netzwerkverkabelung.