Projekt für hochintegrierte optische Sensoren mit Horizon2020-Unterstützung erfolgreich abgeschlossen

Premstaetten, Österreich (20. November 2019) -- ams (SIX: AMS), ein weltweit führender Anbieter von Hochleistungssensorlösungen und Koordinator des Konsortiums für hochintegrierte optische Sensoren (HIOS / https://www.fti-hios.eu/), gibt den erfolgreichen Projektabschluss bekannt.
Das 4,3 Mio. Euro teure HIOS-Projekt wurde mit 3 Mio. EUR im Rahmen der Horizont2020-Finanzhilfevereinbarung Nr. 720531 (Fast Track to Innovation) unterstützt. Die Ergebnisse aus HIOS ermöglichen ams und seinen Konsortialpartnern, den Prozess- und Maschinenlieferanten APC, Boschman und Bühler Leybold Optics, führend bei der Sensorintegration zu bleiben und die Wettbewerbsfähigkeit in ihren jeweiligen Märkten zu steigern.
Verena Vescoli, Senior Vice President R&D bei ams, sagte: „Dank der Horizon2020-Finanzierung durch die Europäische Union und der hervorragenden Zusammenarbeit aller Partner im HIOS-Konsortium konnten wir die Marktinnovation weitaus schneller vorantreiben, als dies sonst der Fall gewesen wäre. Dies ist ein großartiges Beispiel dafür, wie europäische Unternehmen zusammenarbeiten können, um - von der Europäischen Union unterstützt - auf dem Weltmarkt zu bestehen.“

Sensoren, Sensoren überall!

Von Mobilgeräten über sogenannte Wearables bis hin zu Smart Homes, Büros, Autos und vielem mehr, Menschen sind heutzutage überall von Sensoren umgeben. Die Sensorfunktionalität entwi-kelt sich rasant weiter, so werden unsere Mobilgeräte immer intuitiver, Beleuchtungslösungen immer intelligenter, um weniger Strom zu verbrauchen, und in der Medizintechnik gelingen bahnbrechende Entwicklungen. Sensoren spielen deshalb eine Schlüsselrolle in vielen Anwendungen und Märkten, wie Mobilfunk, Consumer, Automobil und Industrie. Diese Bereiche haben eines gemein: sie haben hohe Ansprüche an die Leistungsfähigkeit der Sensoren, wie z. B. hoher Sensitivität bei niedrigem Stromverbrauch, fordern aber gleichzeitig geringe Abmessungen und niedrigen Kosten. Dies führt jedoch dazu, dass die Integration des Sensors mit der Elektronik und anderen Systemkomponenten unabdingbar ist, und das Gesamtsystem damit sehr komplex sein kann.

Das „Highly Integrated Optoelectronic Sensor“-Konsortium

Das HIOS-Konsortium behandelte die Notwendigkeit, Innovation auf dem wachsenden Markt für intelligente Lichtsensoren in Kooperation zusammenzuführen. Das Ergebnis dieser Entwicklungsbemühungen ist der weltweit erste Lichtsensor mit vollständig integriertem optischem Aufbau, der mehrere Filter und eine Apertur enthält, und damit mehrere diskrete Komponenten ersetzt. Der im HIOS-Projekt entwickelte Sensor in 3D-Technologie, auf Basis von IC-Filter und Wafer Level Optics-Integrationstechnologie, wird voraussichtlich weitere kosteneffiziente, extrem kleine und leistungsstarke Sensoren ermöglichen. ams erstellte eine hochvolumige Produktionsumgebung für die 3D / Through Silicon Via (TSV) -Prozess-Technologie, die nun um Geräte und Verfahren für anorganische optische On-Chip-Filter und das Spritzpress-Verfahren („Molding“) auf Waferebene erweitert wurde, um optische On-Chip-Komponenten zu herzustellen.

Führend bei optischen Sensorprodukten

Das ehrgeizige Ziel von HIOS war es, eine industrieweit führende Klasse neuer optischer Sensorprodukte zu entwickeln, die eine höchstmögliche Integration von Komponenten und Miniaturisierung bieten. Ausgehend von dem anfänglichen Konzept für einen Umgebungslichtsensor konzentrierte sich das Projekt darauf, die spätere Einführung eines Farbsensors als erreichbares Ziel zu ermöglichen. Um dieses gemeinsame Ziel zu erreichen, mussten alle Partner die Grenzen ihrer Fähigkeiten in ihren Bereichen erweitern und gleichzeitig nahtlos zusammenarbeiten.
Bühler Leybold Optics entwickelte und erweiterte neue Geräte für die Verarbeitung von optischen Interferenzfiltern und kündigte im Februar 2019 die neue Abscheidungsmaschine (Sputter-tool) für die optische Hochleistungsbeschichtung, HELIOS Gen II, an. Dies ist die neueste Version der äußerst erfolg-reichen Sputter-Tools mit verbesserter Schichtverteilung und einem weiterentwickelten partikelarmen Prozess. Neue Hardware und der sog. PARMS +-Prozess ermöglichten eine präziesere Spezifikation bei höherer Produktivität und Ausbeute. Boschman hat mit der Entwicklung von Spritzpress- („Mold“-) Maschinen und Verfahren für optische Packaging-Anwendungen, mit denen Diffusorschichten, Linsen und Aperturen erzeugt werden können, ein neues Maß an Genauigkeit erreicht.

Innovationen erfolgreich demonstriert

Alle diese Entwicklungen wurden wie geplant erfolgreich bei der Entwicklung und Herstellung der Umgebungslichtsensor-Familie von ams implementiert. Basierend auf der herausragenden Qualität der Interferenzfilter, die in diesem Projekt entstanden sind, konnten neue Spektralfarbsensorprodukte entwickelt werden, die Anwendungen für UV-, sichtbare und infrarote Wellenlängen abdecken.
Im Jahr 2018 wurde ein erstes Farbsensorprodukt vorgestellt, das die ersten technischen Muster für eine miniaturisierte 18-Kanal (3x6) -Spektralsensorfamilie AS7265x darstellte.
Aufgrund des großen Interesses an diesen neuen hochintegrierten Sensoranwendungen hat ams im Januar 2019 den Farbsensor AS7341, ein 11-Kanal-Spektrometer für Spektralidentifizierungs- und Farbanpassungsanwendungen, erfolgreich auf den Markt gebracht. Mit 8 optischen Kanälen ermöglicht dieser Sensor neue spektrale Erkennungsfunktionen für mobile Geräte, die den gesamten sichtbaren Bereich von UV bis nahem Infrarot abdecken. Mit 3 zusätzlichen Kanälen für Clear, NIR und Flicker kann auch das Flimmern des Umgebungslichts bei 50 Hz oder 60 Hz genau bestimmt werden, um die Verzerrung der Umgebungslichtquellen zu minimieren.

Weitere Informationen zu den europäischen Forschungsprojekten von ams finden Sie unter https://ams.com/eu-projects.