DE102007059413A1

DE102007059413A1 - Layered sensor, e.g. to determine concentration of a gas component in motor exhaust, has a recess in one layer to take a contact bonded to a conductor between the layers

Info

Publication number: DE102007059413A1
Application number: DE200710059413
Authority: DE
Inventors: Uwe Glanz; Thomas Wahl; Benjamin Hagemann; Georg Rixecker
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2007-12-10
Filing date: 2007-12-10
Publication date: 2009-06-18

Abstract

The layered sensor (20) to establish a physical characteristic of a fluid/gas, especially a gas component concentration in a motor exhaust gas, has two layers (21,22) with at least one conductor (31) between them and a recess (32) in one layer (21). The recess has at least one contact element (33) with its outer surface (90) flat along a large sensor surface area. The contact is electrically connected to the conductor and at a gap (61) from the first layer of 0.05-2.0 mm and preferably 0.2 mm. The layers are of ceramic material with a thickness of 50-1000 mu m.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einem Sensorelement nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs.The The invention is based on a sensor element according to the preamble of the independent claim.

Ein derartiges Sensorelement ist beispielsweise aus der DE 102 10 974 A1 bekannt. Das Sensorelement weist eine erste und eine zweite keramische Trägerschicht auf, wobei zwischen diesen beiden Schichten mindestens ein Leiterelement angeordnet ist, das über eine Zuleitung mit einem ebenfalls zwischen erster und zweiter Schicht angeordneten elektrischen Element, wie beispielsweise einer Elektrode einer Nernst-Zelle oder einem elektrischen Heizelement, elektrisch verbunden ist. Um das Leiterelement von außen zugänglich zu machen, weist die erste Schicht im Bereich des Leiterelements eine Aussparung auf.Such a sensor element is for example from the DE 102 10 974 A1 known. The sensor element has a first and a second ceramic carrier layer, wherein between these two layers at least one conductor element is arranged, which via a supply line with a likewise arranged between the first and second layer electrical element, such as an electrode of a Nernst cell or an electric Heating element is electrically connected. In order to make the conductor element accessible from the outside, the first layer has a recess in the region of the conductor element.

Bei der Herstellung eines derartigen Sensorelements werden zunächst einzelne keramische Grünfolien gefertigt und mit Funktionsschichten bedruckt. Danach wird in der Grünfolie, die nach dem Sintern die erste Schicht bildet, im Bereich des Leiterelements die Aussparung eingebracht, beispielsweise durch einen Stanzvorgang. Die Grünfolien werden anschließend in einem Laminiervorgang zu einem Grünkörper zusammengefügt und danach gesintert. Nach dem Sintervorgang erfolgt die elektrische Kontaktierung des Leiterelements, indem eine Anschlussleitung von außen durch die Aussparung der ersten Schicht hindurch geführt und mit dem Leiterelement kraft- oder stoffschlüssig verbunden wird.at the production of such a sensor element are first individual ceramic green sheets manufactured and with functional layers printed. After that, in the green sheet, which after sintering the first layer forms, in the region of the conductor element, the recess introduced, for example by a punching process. The green films subsequently become a green body in a lamination process assembled and then sintered. After the sintering process the electrical contacting of the conductor element takes place by a connecting line from the outside through the recess of the first Guided layer and with the conductor element force or cohesively connected.

Nachteilig an einem solchen Sensorelement ist, dass es im Bereich der Aussparung in der ersten Schicht aufgrund der hier reduzierten Dicke des Sensorelements eine geringe mechanische Stabilität aufweist, sodass es im Betrieb des Sensorelements zur Entstehung von Rissen im Sensorelement und somit zur Beeinträchtigung der Funktion des Sensorelements kommen kann. Weiterhin kann während des Sinterprozesses aufgrund geringer mechanischer Unterstützung oder aufgrund von Unsymmetrien des Sensorelements ein Verzug im Sensorelement entstehen, der zu einer erschwerten Kontaktierung des Sensorelements führt.adversely on such a sensor element is that it is in the region of the recess in the first layer due to the reduced thickness of the sensor element has a low mechanical stability, so it during operation of the sensor element for the formation of cracks in the sensor element and thus to the impairment of the function of the sensor element can come. Furthermore, during the sintering process due to low mechanical support or due to of asymmetries of the sensor element a delay in the sensor element arise, which leads to a difficult contacting of the sensor element leads.

Vorteil der ErfindungAdvantage of the invention

Das erfindungsgemäße Sensorelement mit den kennzeichnenden Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass es im Bereich der Aussparung in der ersten Schicht eine hohe mechanische Stabilität aufweist, sodass es nicht zu Rissen im Sensorelement kommen kann. Zusätzlich verbessern sich die mechanische Unterstützung während des Sinterprozesses und die Symmetrie des Sensorelements, wodurch ein Verzug im Sensorelement vermieden und die Kontaktierung des Sensorelements erleichtert wird.The Sensor element according to the invention with the characterizing Features of the independent claim has in contrast the advantage that it is in the area of the recess in the first layer has a high mechanical stability, so it does not can lead to cracks in the sensor element. Additionally improve the mechanical support during the Sintering process and the symmetry of the sensor element, creating a Delay avoided in the sensor element and the contacting of the sensor element is relieved.

Hierzu wird das Sensorelement so gestaltet, dass ein Kontaktelement in der Aussparung der ersten Schicht angeordnet ist, das eine elektrische Verbindung zwischen dem Leiterelement und zumindest Bereichen seiner Außenfläche herstellt. Die Außenfläche des Kontaktelements schließt mit dem Sensorelement entlang einer Großfläche des Sensorelements im Wesentlichen plan ab, das heißt, die Außenfläche des Kontaktelements ist gegenüber der Ebene, die durch die die Aussparung aufweisende Großfläche des Sensorelements definiert ist, um nicht mehr als 10% der Dicke der ersten Schicht versetzt angeordnet. Entsprechend wird die Dicke des Kontaktelements so gewählt, dass sie zwischen 90% und 110% der Dicke der ersten Schicht beträgt. Das Kontaktelement ist seitlich von der ersten Schicht beabstandet und damit von dieser elektrisch isoliert.For this the sensor element is designed so that a contact element in the recess of the first layer is arranged, which is an electrical Connection between the conductor element and at least areas of his External surface produces. The outer surface of the contact element closes along with the sensor element a large area of the sensor element substantially plan, that is, the outer surface of the Contact element is opposite to the plane passing through the the recess having large area of the sensor element is defined to not more than 10% of the thickness of the first layer staggered. Accordingly, the thickness of the contact element becomes chosen to be between 90% and 110% of the thickness of the first layer is. The contact element is laterally spaced from the first layer and thus electrically therefrom isolated.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterentwicklungen des im unabhängigen Anspruch angegebenen Sensorelements möglich.By those listed in the dependent claims Measures are advantageous developments of the im independent claim specified sensor element possible.

Vorteilhaft wird die beabstandete Anordnung zwischen Kontaktelement und erster Schicht dadurch erreicht, dass zwischen Kontaktelement und erster Schicht ein Spalt angeordnet ist, der eine Breite von 0,05 mm bis 2 mm, vorzugsweise von 0,2 mm bis 1 mm, insbesondere von 0,5 mm aufweist.Advantageous the spaced arrangement between the contact element and the first Layer achieved in that between the contact element and the first layer a gap having a width of 0.05 mm to 2 mm, preferably from 0.2 mm to 1 mm, in particular of 0.5 mm.

Zur Verbesserung der Festigkeit der Verbindung zwischen Leiterelement und Kontaktelement ist das Kontaktelement vorteilhaft mit dem Leiterelement stoffschlüssig verbunden. Dies kann zum Beispiel dadurch geschehen, dass das Kontaktelement eine Keramik enthält und vor dem Sintern in die Aussparung eingelegt wird, sodass es sich während des Sinterns mit dem Leiterelement stoffschlüssig verbindet.to Improvement of the strength of the connection between conductor element and contact element, the contact element is advantageous with the conductor element cohesively connected. This can be done, for example happen that the contact element contains a ceramic and is inserted into the recess before sintering, so it during the sintering with the conductor element cohesively combines.

Zur Vermeidung von Spannungen im Sensorelement während des Sinterprozesses beziehungsweise während des Betriebs des Sensorelements enthält das Kontaktelement vorteilhaft ein keramisches Material, wobei es besonders vorteilhaft ist, wenn das im Kontaktelement enthaltene keramische Material auch in der ersten Schicht enthalten ist oder wenn der Grundkörper des Kontaktelements sogar aus dem gleichen Material wie die erste Schicht besteht. Besonders vorteilhaft bestehen alle Schichten des Sensorelements aus dem gleichen Material.to Avoidance of stresses in the sensor element during the Sinterprozesses or during operation of the Sensor element advantageously contains the contact element ceramic material, it being particularly advantageous if the in the contact element contained ceramic material in the first Layer is included or if the main body of the contact element even made of the same material as the first layer. Especially Advantageously, all layers of the sensor element consist of the same Material.

Vorteilhaft wird die elektrische Verbindung des Leiterelements mit Bereichen der Außenfläche des Kontaktelements über eine auf der Oberfläche des Kontaktelements angeordnete elektrisch leitende Schicht hergestellt. Diese Schicht kann aufgebracht werden, indem auf das Kontaktelement, zum Beispiel in einem Schüttgutverfahren, eine Cermet-Schicht aufgebracht wird und das Kontaktelement zusammen mit dem Sensorelement den Sinterprozess durchläuft.Advantageously, the electrical connection of the conductor element with areas of the outer surface of the contact element via an arranged on the surface of the contact element electrically conductive layer. This layer can be applied by applying a cermet layer to the contact element, for example in a bulk material process, and the contact element, together with the sensor element, passes through the sintering process.

Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit zu Realisierung der elektrischen Verbindung des Leiterelements mit Bereichen der Außenfläche des Kontaktelements besteht darin, in dem Kontaktelement eine Durchführung vorzusehen, in der ein elektrisch leitendes Material, zum Beispiel auf Bereichen der Innenwand der Durchführung, angeordnet ist.A further advantageous possibility to realize the electrical Connection of the conductor element with areas of the outer surface the contact element is in the contact element a passage provide in which an electrically conductive material, for example arranged on areas of the inner wall of the bushing is.

Vereinfachungen des Herstellprozesses werden vorteilhaft möglich, wenn das Kontaktelement mit einer senkrecht zur Großfläche des Sensorelements verlaufenden Stirnfläche plan abschließt und das Sensorelement in einem Fertigungsnutzen hergestellt wird.simplifications the manufacturing process are advantageously possible if the contact element with a perpendicular to the large area the sensor element extending end face flush and the sensor element is manufactured in a manufacturing benefit.

Zeichnungdrawing

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Ein Sensorelement gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist in 1 in Schnittdarstellung, in 1a in einer weiteren Schnittdarstellung entlang der Linie Ia-Ia in 1 und in 1b in der in der 1 mit Ib gekennzeichneten Richtung gezeigt.Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description. A sensor element according to the first embodiment is shown in FIG 1 in section, in 1a in a further sectional view along the line Ia-Ia in 1 and in 1b in the in the 1 shown with Ib direction.

Die 2, 3 und 4 zeigen Kontaktelemente eines Sensorelements gemäß einem zweiten, dritten und vierten Ausführungsbeipiel in perspektivischer Darstellung. Die 5, 5a, 5b und 5c zeigen Sensorelemente gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel in perspektivischer Darstellung.The 2 . 3 and 4 show contact elements of a sensor element according to a second, third and fourth Ausführungsbeipiel in perspective view. The 5 . 5a . 5b and 5c show sensor elements according to the fifth embodiment in a perspective view.

6 zeigt den Fertigungsnutzen zur Herstellung eines Sensorelements gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel. 6 shows the manufacturing benefits for the production of a sensor element according to the fifth embodiment.

Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment

Die 1, 1a und 1b zeigen ein Sensorelement 20. Das Sensorelement 20 umfasst eine erste und eine zweite Schicht 21, 22, die als keramische Trägerschichten ausgebildet sind und beispielsweise aus mit Yttriumoxid dotiertem Zirkonoxid oder aus Aluminiumoxid bestehen. Die Dicke dieser beiden Trägerschichten beträgt jeweils 50 μm bis 1000 μm, bevorzugt 200 μm bis 600 μm. Zwischen der ersten und der zweiten Schicht 21, 22 ist auf der zweiten Schicht 22 ein Leiterelement 31 angeordnet, dass über eine Zuleitung 31a mit einer nicht dargestellten Mess- oder Heizeinrichtung verbunden ist, die auf der dem Leiterelement 31 abgewandten Seite des Sensorelements 20 vorgesehen ist. Das Leiterelement 31 und die Zuleitung 31a bestehen aus einem Cermet, das als metallischen Anteil Platin und als keramischen Anteil Zirkonoxid und/oder Aluminiumoxid enthält. Im Bereich des Leiterelements 31 weist die erste Schicht 21 eine Aussparung 32 auf. In der Aussparung 32 befindet sich ein Kontaktelement 33, dessen Außenfläche 90 zumindest bereichsweise mit dem Leiterelement 31 elektrisch verbunden ist. Zwischen Kontaktelement 33 und erster Schicht 21 verbleibt ein freier, umlaufender Spalt 61, der das Kontaktelement 33 und die erste Schicht 21 voneinander elektrisch isoliert. Die Breite des Spalts 61 beträgt in diesem Beispiel 0,5 mm. Die Dicke des Kontaktelements 33 stimmt mit der Dicke der ersten Schicht 21 überein. Die Außenfläche 90 des Leiterelements 33 liegt somit in der durch die Großfläche 100 des Sensorelements definierten Ebene. Die elektrisch leitenden Bereiche der Außenfläche 90 des Kontaktelements 33 sind mit einer Anschlussleitung 200 elektrisch verbunden, die zu einer Auswerte- oder Versorgungseinheit (nicht gezeichnet) führt.The 1 . 1a and 1b show a sensor element 20 , The sensor element 20 includes a first and a second layer 21 . 22 , which are formed as a ceramic support layers and, for example, consist of yttria-doped zirconia or alumina. The thickness of these two carrier layers is in each case 50 μm to 1000 μm, preferably 200 μm to 600 μm. Between the first and the second layer 21 . 22 is on the second layer 22 a conductor element 31 arranged that over a supply line 31a is connected to a measuring or heating device, not shown, on the the conductor element 31 remote side of the sensor element 20 is provided. The conductor element 31 and the supply line 31a consist of a cermet containing platinum as the metallic component and zirconium oxide and / or aluminum oxide as the ceramic component. In the area of the conductor element 31 has the first layer 21 a recess 32 on. In the recess 32 there is a contact element 33 , its outer surface 90 at least partially with the conductor element 31 electrically connected. Between contact element 33 and first layer 21 there remains a free, circumferential gap 61 that is the contact element 33 and the first layer 21 electrically isolated from each other. The width of the gap 61 is 0.5 mm in this example. The thickness of the contact element 33 agrees with the thickness of the first layer 21 match. The outer surface 90 of the conductor element 33 is thus in by the large area 100 the sensor element defined level. The electrically conductive areas of the outer surface 90 of the contact element 33 are with a connecting cable 200. electrically connected, which leads to an evaluation or supply unit (not shown).

Zur Herstellung des Sensorelement 20 werden zunächst eine erste und eine zweite keramische Grünfolie bereitgestellt, die nach dem Sintern die erste und zweite Schicht 21, 22 bilden. In die erste Grünfolie wird im Bereich des Kontaktelements 33 mittels eines Stanzverfahrens die Aussparung 32 eingebracht. Auf die zweite keramische Grünfolie wird beispielsweise durch Siebdruck oder durch Dispensen eine Funktionsschicht aufgetragen, die nach dem Sintern das Leitungselement 31 bildet. Danach wird die erste Grünfolie auf die bedruckte Seite der zweiten Grünfolie aufgelegt. In die Aussparung 32 der ersten Schicht 21 wird das Kontaktelement 33 zum Beispiel mittels eines Pick-and-Place Prozesses auf das Leiterelement 31 gelegt, alternativ wäre es auch möglich, das Kontaktelement 33 drucktechnisch, zum Beispiel durch Siebdruck, aufzubauen. Der so entstandene Verbund wird anschließend laminiert und gesintert. Während des Sinterns bildet sich eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Leiterelement 31 und dem Kontaktelement 33 aus. Alternativ kann das Kontaktelement 33 auch nach dem Sintervorgang in die Aussparung 32 eingelegt werden und erst dann, zum Beispiel durch einen Ofen-, Löt-, Schweiß-, oder Klebprozess, stoffschlüssig mit dem Leiterelement 31 verbunden werden.For the production of the sensor element 20 First, a first and a second ceramic green sheet are provided which, after sintering, the first and second layers 21 . 22 form. In the first green sheet is in the area of the contact element 33 by means of a punching process, the recess 32 brought in. On the second ceramic green sheet, for example, by screen printing or by dispensing a functional layer is applied, which after sintering, the conduit element 31 forms. Thereafter, the first green sheet is placed on the printed side of the second green sheet. In the recess 32 the first layer 21 becomes the contact element 33 for example by means of a pick-and-place process on the conductor element 31 placed, alternatively, it would also be possible, the contact element 33 by printing technology, for example by screen printing. The resulting composite is then laminated and sintered. During sintering, a cohesive connection is formed between the conductor element 31 and the contact element 33 out. Alternatively, the contact element 33 even after the sintering process in the recess 32 be inserted and only then, for example, by a furnace, soldering, welding, or adhesive process, cohesively with the conductor element 31 get connected.

In einem ersten Ausführungsbeispiel besteht das Kontaktelement 33 vollständig aus einem elektrisch leitfähigen Material, beispielsweise aus einem Cermet, das als metallischen Anteil Platin und als keramischen Anteil Zirkonoxid und/oder Aluminiumoxid enthält.In a first embodiment, the contact element 33 completely made of an electrically conductive material, such as a cermet, which contains as a metallic proportion of platinum and as a ceramic zirconia and / or alumina.

2 zeigt das Kontaktelement 33a eines Sensorelements 20 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Das Kontaktelement 33a unterscheidet sich von dem im ersten Ausführungsbeispiel verwendeten Kontaktelement 33 dadurch, dass es aus einer Keramik, zum Beispiel aus mit Yttriumoxid dotiertem Zirkonoxid oder aus Aluminiumoxid besteht und dass sich auf seiner Oberfläche bereichsweise eine elektrisch leitende Schicht 80a befindet, die zum Beispiel Platin enthält, über die die elektrische Verbindung des Leiterelements 31 mit Bereichen der Außenfläche 90a des Kontaktelements 33a hergestellt wird. 2 shows the contact element 33a one sensor element 20 according to a second embodiment. The contact element 33a differs from the contact element used in the first embodiment 33 in that it consists of a ceramic, for example of yttria-doped zirconium oxide or of aluminum oxide, and that on its surface partially an electrically conductive layer 80a containing, for example, platinum, via which the electrical connection of the conductor element 31 with areas of the outer surface 90a of the contact element 33a will be produced.

Solch ein Kontaktelement 33a lässt sich herstellen, indem ein Formteil aus ungesintertem mit Yttriumoxid dotiertem Zirkonoxid oder aus ungesintertem Aluminiumoxid mit einer Cermet-Schicht, die als metallischen Anteil Platin und als keramischen Anteil Zirkonoxid und/oder Aluminiumoxid enthält, zum Beispiel durch Tauchen beschichtet und das beschichtete Formteil wie beschrieben weiterverarbeitet wird.Such a contact element 33a can be prepared by coating a molding of unsintered with yttria doped zirconia or unsintered alumina with a cermet layer containing platinum as the metallic portion and zirconium oxide and / or alumina as the ceramic portion, for example by dipping and the coated molding as described is further processed.

3 zeigt das Kontaktelement 33b eines Sensorelements 20 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied zum zweiten Ausführungsbeispiel ist das Kontaktelement 33b hier so ausgeführt, dass seine gesamte Oberfläche von einer elektrisch leitenden Schicht 80b, die zum Beispiel Platin enthält, bedeckt ist und über die die elektrische Verbindung des Leiterelements 31 mit Bereichen der Außenfläche 90b des Kontaktelements 33b hergestellt wird. 3 shows the contact element 33b a sensor element 20 according to a third embodiment. In contrast to the second embodiment, the contact element 33b here executed so that its entire surface of an electrically conductive layer 80b , which contains, for example, platinum, is covered and over which the electrical connection of the conductor element 31 with areas of the outer surface 90b of the contact element 33b will be produced.

Die Herstellung eines solchen Sensorelements 20 unterscheidet sich von der Herstellung eines Sensorelements 20 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel dadurch, dass das Aufbringen der Schicht 80b auf das Kontaktelement 33b in einem Schüttgutverfahren stattfinden kann.The production of such a sensor element 20 differs from the production of a sensor element 20 according to the second embodiment, characterized in that the application of the layer 80b on the contact element 33b can take place in a bulk material process.

4 zeigt das Kontaktelement 33c eines Sensorelements 20 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel. Das Kontaktelement 33c unterscheidet sich von dem im ersten Ausführungsbeispiel verwendeten Kontaktelement 33 dadurch, dass es aus einer Keramik, zum Beispiel aus mit Yttriumoxid dotiertem Zirkonoxid oder aus Aluminiumoxid besteht und dass es eine Durchführung 71 aufweist. Die Durchführung 71 kann durch Stanzen, Fräsen oder Bohren eingebracht werden. Die Innenwand der Durchführung 71 weist eine elektrisch leitende Schicht auf, die zum Beispiel Platin enthält, durch die die elektrische Verbindung des Leiterelements 31 mit Bereichen der Außenfläche 90c des Kontaktelements 33c hergestellt wird. Alternativ ist es auch möglich, statt der Beschichtung der Innenwand der Durchführung 71 mit einem elektrisch leitenden Material die komplette Durchführung 71 mit einem elektrisch leitenden Material, zum Beispiel durch einen Dispensprozess nach dem Laminieren, auszufüllen. 4 shows the contact element 33c a sensor element 20 according to a fourth embodiment. The contact element 33c differs from the contact element used in the first embodiment 33 in that it consists of a ceramic, for example yttria-doped zirconia or alumina, and that it is a bushing 71 having. The implementation 71 can be introduced by punching, milling or drilling. The inner wall of the passage 71 has an electrically conductive layer containing, for example, platinum, through which the electrical connection of the conductor element 31 with areas of the outer surface 90c of the contact element 33c will be produced. Alternatively, it is also possible, instead of coating the inner wall of the implementation 71 with an electrically conductive material the complete implementation 71 to be filled with an electrically conductive material, for example by a dispensing process after lamination.

5 zeigt ein Sensorelement 20 gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel. Das Sensorelement 20 weist zwei Kontaktelemente 33d auf, die von der ersten Schicht 21 und voneinander durch Spalte 61 getrennt sind. Die zwei Kontaktelemente 33 liegen so, dass sie mit ein und derselben zur Großfläche 100 des Sensorelements 20 senkrecht verlaufenden Stirnflächen 91 des Sensorelements 20 plan abschließen. Das Sensorelement 20 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel weist neben der ersten Schicht 21 oder der zweiten Schicht 22 eine dritte Schicht 23 auf. Optional ist es möglich, dass das Sensorelement weitere Schichten aufweist. 5 shows a sensor element 20 according to a fifth embodiment. The sensor element 20 has two contact elements 33d on top of that from the first layer 21 and each other by column 61 are separated. The two contact elements 33 lie so that they are one and the same to the large area 100 of the sensor element 20 vertical end faces 91 of the sensor element 20 complete plan. The sensor element 20 according to the fifth embodiment, in addition to the first layer 21 or the second layer 22 a third layer 23 on. Optionally, it is possible that the sensor element has further layers.

Die 5a, 5b und 5c zeigen Ausführungsformen des fünften Ausführungsbeispiels. Durch die geschwungene Ausführung der Spalte 61a (5a) erhöht sich die mechanische Stabilität der Sensorelemente. Wird vermieden, dass ein Spalt 61b (5b), gleichzeitig zwei Kontaktelementen 33d benachbart ist oder dass ein Kontaktelement 33d (5c) bis zu einer Seitenfläche 92 des Sensorelements reicht, ergeben sich fertigungstechnische Vorteile. Die elektrische Verbindung der Leiterelemente 31 mit den Außenflächen 90d der Kontaktelemente 33d erfolgt in diesem fünften Ausführungsbeispiel entsprechend dem vierten Ausführungsbeispiel. Sensorelemente 20 in der Art des fünften Ausführungsbeispiels können hergestellt werden, ohne dass die Kontaktelemente 33d als Einzelteil gehandhabt werden müssen.The 5a . 5b and 5c show embodiments of the fifth embodiment. Due to the curved design of the column 61a ( 5a ) increases the mechanical stability of the sensor elements. This avoids a gap 61b ( 5b ), two contact elements at the same time 33d is adjacent or that a contact element 33d ( 5c ) up to a side surface 92 reaches the sensor element, resulting in manufacturing advantages. The electrical connection of the conductor elements 31 with the outer surfaces 90d the contact elements 33d takes place in this fifth embodiment according to the fourth embodiment. sensor elements 20 in the manner of the fifth embodiment can be made without the contact elements 33d must be handled as a single part.

6 zeigt den schematischen Aufbau eines Fertigungsnutzens 300, in dem die Sensorelemente 20 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel hergestellt werden. Die Kontaktelemente 33d werden durch Ausstanzungen in der ersten Grünfolie definiert, sodass die Kontaktelemente 33d von der ersten Schicht 21 durch Spalte 61 getrennt, aber noch vom Rand des Fertigungsnutzens 300, also dem Teil des Fertigungsnutzens 300, der nach Vereinzelung der Sensorelemente 20 keinem Sensorelement 20 zugehört, gehalten werden. Die Vereinzelung der Sensorelemente 20 erfolgt nach dem Laminieren durch Abtrennen der Sensorelemente 20 aus dem Fertigungsnutzen 300 entlang der Linie AB in 6. Zur besseren Übersichtlichkeit sind die Kontaktelemente 33d, Durchführungen 71 und Spalte 61 in der 6 nur zum Teil mit Bezugszeichen versehen. 6 shows the schematic structure of a manufacturing benefit 300 in which the sensor elements 20 be prepared according to the fifth embodiment. The contact elements 33d are defined by punched holes in the first green sheet, so that the contact elements 33d from the first layer 21 through column 61 separated, but still from the edge of the manufacturing benefits 300 So the part of the manufacturing benefits 300 , after singulation of the sensor elements 20 no sensor element 20 to be listened to. The separation of the sensor elements 20 takes place after lamination by separating the sensor elements 20 from the manufacturing benefit 300 along the line AB in 6 , For better clarity, the contact elements 33d , Bushings 71 and column 61 in the 6 only partially provided with reference numerals.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10210974 A1 [0002]

Claims

Layered sensor element for detecting a physical property of a gas or a liquid, in particular for detecting the concentration of a gas component or the temperature of an exhaust gas of an internal combustion engine, wherein the sensor element ( 20 ) a first and a second layer ( 21 . 22 ), wherein in a layer plane between the first and the second layer ( 21 . 22 ) at least one conductor element ( 31 ), wherein the first layer ( 21 ) in the region of the conductor element ( 31 ) a recess ( 32 ), characterized in that in the recess ( 32 ) at least one contact element ( 33 . 33a . 33b . 33c . 33d ) whose outer surface ( 90 . 90a . 90b . 90c . 90d ) with the sensor element ( 20 ) along a large area ( 100 ) of the sensor element ( 20 ) substantially plan that at least a portion of the outer surface ( 90 . 90a . 90b . 90c . 90d ) of the contact element ( 33 . 33a . 33b . 33c . 33d ) with the conductor element ( 31 ) is electrically connected and that the contact element ( 33 . 33a . 33b . 33c . 33d ) spaced from the first layer ( 21 ) is arranged.

Sensor element according to claim 1, characterized in that the first and the second layer ( 21 . 22 ) are ceramic support layers whose thickness is between 50 microns and 1000 microns.

Sensor element according to one of the preceding claims, characterized in that between the contact element ( 33 . 33a . 33b . 33c . 33d ) and the first layer ( 21 ) A gap ( 61 . 61a . 61b ) is located.

Sensor element according to claim 3, characterized in that the gap ( 61 . 61a . 61b ) has a width of 0.05 mm to 2 mm, preferably 0.2 mm to 1 mm.

Sensor element according to one of the preceding claims, characterized in that the contact element ( 33 . 33a . 33b . 33c . 33d ) cohesively with the conductor element ( 31 ) connected is.

Sensor element according to one of the preceding claims, characterized in that the contact element ( 33 . 33a . 33b . 33c . 33d ) contains a ceramic material.

Sensor element according to claim 6, characterized in that in the contact element ( 33 . 33a . 33b . 33c . 33d ) contained ceramic material in the first layer ( 21 ) and / or in at least one further layer ( 22 . 23 ) of the planar sensor element is included.

Sensor element according to one of the preceding claims, characterized in that the contact element ( 33 . 33a . 33b . 33c . 33d ) the material from which the first layer ( 21 ) and / or at least one further layer ( 22 . 23 ) contains.

Sensor element according to one of the preceding claims, characterized in that at least a portion of the outer surface ( 90 . 90a . 90b . 90c . 90d ) of the contact element ( 33 . 33a . 33b . 33c . 33d ) with the conductor element ( 31 ) by a on the surface of the contact element ( 33 . 33a . 33b . 33c . 33d ) arranged electrically conductive layer ( 80a . 80b ) is electrically connected.

Sensor element according to one of the preceding claims, characterized in that at least a portion of the outer surface ( 90 . 90a . 90b . 90c . 90d ) of the contact element ( 33 . 33a . 33b . 33c . 33d ) by a in the contact element ( 33 . 33a . 33b . 33c . 33d ) ( 71 ), in which an electrically conductive material is arranged, with the conductor element ( 31 ) is electrically connected.

Sensor element according to one of the preceding claims, characterized in that the contact element ( 33 . 33a . 33b . 33c . 33d ) laterally completely from the first layer ( 21 ) is surrounded.

Sensor element according to one of the preceding claims, characterized in that the contact element ( 33 . 33a . 33b . 33c . 33d ) with at least one perpendicular to the large area ( 100 ) extending end face ( 91 ) of the sensor element is flush.