Mehrkanal-CMUT-Evaluations-Kit

Ultraschallbildgebung in der Medizintechnik, zerstörungsfreie Prüfung in der Industrie, Sensorik in Wearables und Implantaten – all diese Anwendungen setzen auf Array-Wandler mit mehreren unabhängigen Kanälen. Siliziumbasierte Ultraschallwandler (CMUTs und PMUTs) bieten hier erhebliche Vorteile gegenüber klassischen Piezolösungen: kompakter Aufbau, Bleifreiheit (RoHS-konform) und präzise Fertigbarkeit in Halbleiterprozessen. Doch wer diese Technologie für eigene Produkte evaluieren will, steht bislang vor einer entscheidenden Hürde: Es existiert kein bezahlbares, flexibles Evaluierungssystem, das mehrere Kanäle unabhängig ansteuert und gleichzeitig vollen Rohdatenzugang bietet.

Bestehende kommerzielle Ultraschallsysteme erlauben keine frei programmierbare Signalgenerierung pro Kanal; Empfangsdaten bleiben für Anwender oft verschlossen. Das verhindert die Erprobung neuer Signalverarbeitungsverfahren – einschließlich KI-basierter Ansätze. Das Vorgängersystem von Fraunhofer IPMS (1. Generation) war auf einen Kanal und niedrige Spannungen begrenzt und deckte damit mehrkanalige Array-Anwendungen nicht ab.

MeKaCEK entwickelt ein Evaluierungskit der zweiten Generation: bis zu 8 unabhängige Kanäle, erweiterter Spannungsbereich (±200 V), offener Rohdatenzugang und kompatibel sowohl mit CMUT- als auch PMUT-Wandlern verschiedener Fraunhofer-Institute. Das Kit ist damit die erste technologieübergreifende Entwicklungsplattform für siliziumbasierte Ultraschallanwendungen – einsatzbereit für industrielle Evaluierungen ebenso wie für die Forschung.

Ziele

• Entwicklung, Fertigung und Test von 5 funktionstüchtigen Mehrkanal-Evaluierungssystemen als reproduzierbares Industrieangebot
• Aufbau eines Demonstrators mit Basissoftware zur direkten Nutzung durch Industriekunden
• Positionierung von Fraunhofer IPMS und ENAS als Kompetenzzentrum für mehrkanalige CMUT/PMUT-Systeme