Dr. Benedikt Hauer: Barriere-Schichtdicken inline messen

Dr. Benedikt Hauer – Barriere-Schichtdicken inline messen 





Zu Gast: Dr. Benedikt Hauer, Physiker am Fraunhofer-Institut für
Physikalische Messtechnik IPM (Freiburg) 


Thema: Entwicklung einer optischen Messtechnik zur
Inline-Erfassung hauchdünner Barriereschichten (SiOx, AlOx) auf
Verpackungen 


 


1. Hintergrund & Motivation 


Herausforderung in der Verpackungsindustrie: Extrem dünne
Barriere-Schichten (u. a. gegen Feuchtigkeit oder Sauerstoff)
sind unsichtbar und müssen genau gemessen werden. 


Bisherige Verfahren: Oft nur stichprobenartig und langsam (z. B.
Röntgenfluoreszenz). Fehlende Inline-Lösungen für die laufende
Produktion. 


Ziel: Schnelle, kontinuierliche Qualitätskontrolle, um Ausschuss
zu reduzieren und Ressourcen zu schonen. 


2. Fraunhofer IPM und seine Expertise 


Institut in Freiburg: Spezialisierung auf optische Messtechnik,
traditionsreiches Fraunhofer-Institut. 


Dr. Benedikt Hauer: Physiker mit Schwerpunkt Nahfeld-Optik. 


Zusammenarbeit: Enge Kooperation mit anderen
Fraunhofer-Instituten (z. B. IVV in Freising) sowie
Industriepartnern (z. B. Plasma Electronic). 


3. Optische Inline-Messtechnik 


Funktionsprinzip: Bestimmung der Schichtdicke durch Messung der
Reflektivität bzw. Absorption im Infrarotbereich. 


Genauigkeit: Auf wenige Nanometer präzise – entscheidend bei
dünnen Barrieren aus Siliziumoxid (SiOx) oder Aluminiumoxid
(AlOx). 


Vorteile:  


Real-Time-Messung im laufenden Prozess (Inline) 


Hohe Wiederholgenauigkeit und schnelle Auswertung 


Keine gesundheitsschädliche Strahlung wie bei
Röntgenverfahren 


4. Anwendung in der Industrie 


Erste Integration: In Beschichtungsanlage von Plasma
Electronics. 


Ergebnis: Nachweisbare Inline-Messung von Siliziumoxid-Schichten
mit Nanometerpräzision. 


Aktuelle Entwicklung: Erhöhung der Messrate auf mehrere
Kilohertz, um selbst hochdynamische Prozesse erfassen zu
können. 


5. Potenzial für die Folienindustrie 


Rolle-zu-Rolle-Prozesse: Dominierendes Verfahren für flexible
Verpackungen. 


Nächster Schritt: Ausbau von Punktmessungen zur flächendeckenden
Bahnüberwachung mit mehreren Sensoren. 


Langfristige Vision: Vollständige Qualitätskontrolle über die
gesamte Materialbreite in Echtzeit. 


6. Marktreife & Ausblick 


Verfügbarkeit:  


Sensor für Batch-Prozesse (statisch, z. B. in
Beschichtungsanlagen) ist bereits erhältlich. 


Rolle-zu-Rolle-Lösung noch in der Optimierung (Herausforderungen:
mechanische Bewegung, „Bahnflattern“, Langzeitstabilität). 


Testmöglichkeiten:  


Fraunhofer IPM bietet Machbarkeitsstudien für interessierte
Unternehmen an. 


Proben können zur Analyse eingesendet werden.7. Fazit &
Ausblick 


Revolution in der Qualitätskontrolle: Inline-Messtechnik
ermöglicht kontinuierliche Überwachung ultradünner Schichten in
Echtzeit. 


Relevanz: Steigende Anforderungen an Recyclingfähigkeit und
Ressourceneffizienz machen präzise Messtechnik
unverzichtbar. 


Nächste Gelegenheit: Live-Präsentation bei Expertentreff
Barrierefolien in Würzburg, Vortrag von Benedikt Hauer zu diesem
spannenden Thema. 


 


Kontakt & weitere Infos: 


Fraunhofer IPM: www.ipm.fraunhofer.de (Informationen zu aktuellen
Projekten und Kooperationen) 


Viel Spaß beim Hören und Entdecken neuer Technologietrends in der
Verpackungsbranche!