DE102012200995A1 - Method for manufacturing resistive particle sensor for monitoring diesel particulate filter in diesel car, involves forming electrode structures on substrate such that electrode structures are electrically disconnected from each other - Google Patents

Method for manufacturing resistive particle sensor for monitoring diesel particulate filter in diesel car, involves forming electrode structures on substrate such that electrode structures are electrically disconnected from each other Download PDF

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
    • G01N15/06—Investigating concentration of particle suspensions
    • G01N15/0656—Investigating concentration of particle suspensions using electric, e.g. electrostatic methods or magnetic methods

Abstract

The method involves applying a conductive material layer (10) on a substrate (20). The conductive material layer is patterned by an energetic beam such that a portion of the conductive material is removed from the conductive material layer. A first electrode structure (11) and a second electrode structure (12) are formed such that the electrode structures are electrically disconnected from each other on the substrate.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines resistiven Partikelsensors.The invention relates to a method for producing a resistive particle sensor.

Partikelsensoren werden heute hauptsächlich für den Einsatz zur OBD(On Board Diagnose)-Grenzwertüberwachung nach einem Diesel-Partikelfilter (DPF) in Diesel-PKWs eingesetzt. In dieser Funktion ist generell ein möglichst schnelles Ansprechverhalten gefordert. Bei einem resistiven Partikelsensor sind üblicherweise auf einem Substrat Elektrodenstrukturen angeordnet, die voneinander isoliert sind. Die Elektrodenstrukturen können jeweils als Interdigitalelektroden ausgebildet sein. Wenn sich leitfähige Partikel, beispielsweise Rußpartikel, zwischen den Elektroden anlagern, tritt eine Widerstandsänderung zwischen den Elektroden auf. Des Weiteren kann beim Anlegen einer Spannung an die Elektroden ein Strom gemessen werden, der mit zunehmender Anzahl von Partikeln durch die sich zwischen den Elektroden mehr und mehr anlagernden leitfähigen Brücken der Partikel ansteigt.Particle sensors are now mainly used for OBD (On Board Diagnostics) limit monitoring after a diesel particulate filter (DPF) in diesel cars. In general, the fastest possible response is required in this function. In a resistive particle sensor electrode structures are usually arranged on a substrate, which are isolated from each other. The electrode structures can each be designed as interdigital electrodes. When conductive particles, for example soot particles, are deposited between the electrodes, a change in resistance occurs between the electrodes. Furthermore, when a voltage is applied to the electrodes, a current can be measured which increases as the number of particles increases due to the conductive bridges of the particles accumulating more and more between the electrodes.

Um eine hohe Genauigkeit bei der Partikelmessung zu erzielen, müssen die Kanten der Interdigitalelektroden eine scharfe Kantenkontur aufweisen. Des Weiteren sollen die Elektrodenstrukturen gut haftend auf dem Substrat aufgebracht werden. Zur Kalibrierung des Partikelsensors soll sich ferner der Spaltenabstand zwischen den Elektroden möglichst genau einstellen lassen.In order to achieve a high accuracy in the particle measurement, the edges of the interdigital electrodes must have a sharp edge contour. Furthermore, the electrode structures should be applied with good adhesion to the substrate. For the calibration of the particle sensor, the gap between the electrodes should be adjusted as accurately as possible.

Es ist wünschenswert, ein Verfahren zum Herstellen eines resistiven Partikelsensors anzugeben, mit dem das Material der Elektroden gut haftend auf einem Substrat aufgebracht werden kann und mit dem sich Elektroden mit scharfer Kantenkontur realisieren lassen.It is desirable to provide a method for producing a resistive particle sensor, with which the material of the electrodes can be applied to a substrate with good adhesion and with which electrodes having a sharp edge contour can be realized.

Eine erste Ausführungsform eines Verfahrens zum Herstellen eines resistiven Partikelsensors umfasst die folgenden Schritte:

  • – Aufbringen einer Schicht aus einem leitfähigen Material auf ein Substrat,
  • – Strukturieren der Schicht mittels eines energetischen Strahls derart, dass aus der Schicht ein Teil des leitfähigen Materials entfernt wird, wodurch eine erste Elektrodenstruktur und eine zweite Elektrodenstruktur ausgeformt wird, wobei die erste und zweite Elektrodenstruktur auf dem Substrat elektrisch voneinander getrennt sind.
A first embodiment of a method for producing a resistive particle sensor comprises the following steps:
  • Applying a layer of a conductive material to a substrate,
  • - Structuring the layer by means of an energetic beam such that a portion of the conductive material is removed from the layer, whereby a first electrode structure and a second electrode structure is formed, wherein the first and second electrode structure on the substrate are electrically separated from each other.

Eine zweite Ausführungsform eines Verfahrens zum Herstellen eines resistiven Partikelsensors umfasst die folgenden Schritte:

  • – Aufbringen einer Schicht aus einem leitfähigen Material auf ein Substrat derart, dass auf dem Substrat eine erste Elektrodenstruktur aus dem leitfähigen Material und eine zweite Elektrodenstruktur aus dem leitfähigen Material gebildet wird, wobei die erste und zweite Elektrodenstruktur auf dem Substrat elektrisch voneinander getrennt sind,
  • – Strukturieren von Kanten der ersten und zweiten Elektrodenstrukturen mittels eines energetischen Strahls.
A second embodiment of a method for producing a resistive particle sensor comprises the following steps:
  • Depositing a layer of a conductive material onto a substrate such that a first electrode structure of the conductive material and a second electrode structure of the conductive material are formed on the substrate, the first and second electrode structures being electrically separated from one another on the substrate,
  • - Structure of edges of the first and second electrode structures by means of an energetic beam.

Bei dem ersten Herstellungsverfahren wird zunächst mittels eines Dickschichtverfahrens eine Schicht aus einem leitfähigen Material flächig auf ein Substrat aufgebracht und nachfolgend erfolgt die Strukturierung von resistiven Messstrukturen mittels eines energetischen Strahls. Bei dem zweiten Verfahren wird die Messstruktur, beispielweise Interdigitalelektrodenstrukturen, mittels Dickschichttechnologie direkt auf ein Substrat aufgebracht. Die Kanten der Elektrodenstrukturen werden dann mittels eines energetischen Strahls bearbeitet. Zur Strukturierung der auf dem Substrat aufgebrachten metallischen Schicht kann beispielsweise ein Laser- oder ein Elektronenstrahl verwendet werden. Bei der ersten Ausführungsform des Verfahrens erfolgt die Strukturierung in einen flächigen Druck. Bei der zweiten Ausführungsform des Verfahrens erfolgt eine Nach-Strukturierung in einen Dickschichtdruck, der bereits eine Grundstruktur enthält. Bei beiden Herstellungsverfahren kann das Kantenprofil der auf dem Substrat aufgebracht Elektroden zur Qualitätsverbesserung nach bearbeitet werden. Eine Spaltbreite zwischen den ersten und zweiten Elektrodenstrukturen kann mittels des energetischen Strahls zur Kalibrierung des Partikelsensors eingestellt werden.In the first production method, a layer of a conductive material is first applied to a substrate by means of a thick-film method, and subsequently the structuring of resistive measurement structures is carried out by means of an energetic beam. In the second method, the measuring structure, for example interdigital electrode structures, is applied directly to a substrate by means of thick-film technology. The edges of the electrode structures are then processed by means of an energetic beam. For structuring the metallic layer applied to the substrate, it is possible, for example, to use a laser beam or an electron beam. In the first embodiment of the method, the structuring takes place in a two-dimensional printing. In the second embodiment of the method, a post-structuring takes place in a thick-film printing, which already contains a basic structure. In both production methods, the edge profile of the electrodes applied to the substrate can be processed for quality improvement. A gap width between the first and second electrode structures can be adjusted by means of the energetic beam for calibrating the particle sensor.

Die angegebenen Verfahren ermöglichen eine Kombination von Strukturdruck mittels Dickschicht und Strukturierung von ergänzenden Geometrien mittels des energetischen Strahls. Die Strukturierung mittels des energetischen Strahls ermöglicht des Weiteren die Schaffung einer 3D-Geometrie. Zum Herstellen des Partikelsensors ist auch eine Kombination der genannten Verfahren möglich.The methods described allow a combination of structural pressure by means of thick film and structuring of complementary geometries by means of the energetic beam. The structuring by means of the energetic beam also allows the creation of a 3D geometry. For the production of the particle sensor also a combination of said methods is possible.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Figuren, die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zeigen, näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to figures showing exemplary embodiments of the present invention. Show it:

1 eine Ausführungsform eines resistiven Partikel sensors, 1 an embodiment of a resistive particle sensor,

2 eine mittels Dünnfilmtechnologie auf einem Substrat aufgebrachte erste und zweite Elektrodenstruktur, 2 a first and second electrode structure applied to a substrate by thin-film technology,

3 eine mittels Dickschichttechnologie auf einem Substrat aufgebrachte erste und zweite Elektrodenstruktur, 3 a first and second electrode structure applied to a substrate by means of thick-film technology,

4A eine Ausführungsform eines Verfahrensschritts zum Herstellen eines resistiven Partikelsensors, 4A an embodiment of a method step for producing a resistive particle sensor,

4B eine Ausführungsform eines Verfahrensschritts zum Herstellen eines resistiven Partikelsensors, 4B an embodiment of a method step for producing a resistive particle sensor,

5A eine Ausführungsform eines Verfahrensschritts zum Herstellen eines resistiven Partikelsensors, 5A an embodiment of a method step for producing a resistive particle sensor,

5B eine Ausführungsform eines Verfahrensschritts zum Herstellen eines resistiven Partikelsensors, 5B an embodiment of a method step for producing a resistive particle sensor,

6 eine Ausführungsform einer mittels Laserstrukturierung auf einem Substrat aufgebrachten ersten und zweiten Elektrodenstruktur, 6 an embodiment of a first and second electrode structure applied by means of laser structuring on a substrate,

7A eine Ausführungsform einer Geometrie der ersten und zweiten Elektrodenstruktur, 7A an embodiment of a geometry of the first and second electrode structure,

7B eine weitere Ausführungsform einer Geometrie der ersten und zweiten Elektrodenstruktur. 7B a further embodiment of a geometry of the first and second electrode structure.

1 zeigt eine Ausführungsform eines resistiven Partikelsensors 100. Der Partikelsensor umfasst ein Substrat 20, auf dessen Oberfläche eine Elektrodenstruktur 11 und eine Elektrodenstruktur 12 durch einen Spalt 30 elektrisch getrennt voneinander aufgebracht sind. Die Elektrodenstrukturen 11 und 12 sind als Interdigitalelektroden ausgebildet. Zum Anlegen einer Spannung an die Elektroden bzw. zum Abgreifen eines Stroms ist ein Kontaktanschluss 1 mit der Elektrodenstruktur 11 und ein Kontaktanschluss 2 mit der Elektrodenstruktur 12 verbunden. Die Kontaktanschlüsse 1 und 2 sind randseitig auf der Oberfläche des Substrats 20 angeordnet. 1 shows an embodiment of a resistive particle sensor 100 , The particle sensor comprises a substrate 20 , on the surface of which an electrode structure 11 and an electrode structure 12 through a gap 30 are applied electrically separated from each other. The electrode structures 11 and 12 are formed as interdigital electrodes. For applying a voltage to the electrodes or for tapping a current is a contact terminal 1 with the electrode structure 11 and a contact connection 2 with the electrode structure 12 connected. The contact connections 1 and 2 are marginal on the surface of the substrate 20 arranged.

Wenn sich leitfähige Partikel zwischen der Elektrodenstruktur 11 und der Elektrodenstruktur 12 anlagern, werden die isolierten Elektroden elektrisch miteinander verbunden. In Abhängigkeit von dem Material der Partikel bzw. der Anzahl der Partikel wird der elektrische Widerstand zwischen den Elektrodenstrukturen verändert. Der zwischen den Kontaktanschlüssen 1 und 2 gemessene Widerstand stellt ein Maß für die Anzahl der vorhandenen Partikel dar. Dadurch lässt sich beispielsweise die Anzahl von Rußpartikeln in einer Umgebung des Partikelsensors ermitteln.When conductive particles between the electrode structure 11 and the electrode structure 12 attach, the insulated electrodes are electrically connected together. Depending on the material of the particles or the number of particles, the electrical resistance between the electrode structures is changed. The between the contact connections 1 and 2 Measured resistance represents a measure of the number of particles present. This makes it possible, for example, to determine the number of soot particles in an environment of the particle sensor.

2 zeigt Elektrodenstrukturen 11 und 12, die mittels Dünnfilmtechnologie auf ein Substrat 20 gesputtert worden sind. Die Elektroden sind durch den Spalt 30 voneinander isoliert. Bei der Dünnschichttechnologie erfolgt das Abscheiden von Schichten auf dem Substrat mit Verfahren der physikalischen und chemischen Gasphasenabscheidung. 2 shows electrode structures 11 and 12 using thin-film technology on a substrate 20 sputtered. The electrodes are through the gap 30 isolated from each other. In thin-film technology, deposition of layers on the substrate is accomplished by physical and chemical vapor deposition techniques.

Mit der Dünnschichttechnologie lässt sich eine dünne Metallisierung von weniger als ca. 1 µm auf einem Substrat abscheiden. Zwischen den Elektrodenstrukturen 11 und 12 lassen sich Spaltbreiten des Spalts 30 zwischen 3–6 µm realisieren. Die Dünnfilmtechnologie ermöglicht die Herstellung der Elektrodenstrukturen mit sehr guter Kantenkontur der Drucke. Die Schwankung der Kantenkontur beträgt üblicherweise ca. 1 %. Die mittels der Dünnfilmtechnologie erzielte Haftung der Elektrodenstrukturen auf dem Substrat ist jedoch eher gering.With thin-film technology, a thin metallization of less than about 1 μm can be deposited on a substrate. Between the electrode structures 11 and 12 can gap widths of the gap 30 between 3-6 μm. The thin-film technology enables the production of electrode structures with very good edge contour of the prints. The variation of the edge contour is usually about 1%. However, the adhesion of the electrode structures to the substrate achieved by thin-film technology is rather low.

3 zeigt Elektrodenstrukturen 11 und 12, die mittels Dickschichttechnologie auf das Substrat 20 gedruckt worden sind. Bei der Dickschichttechnologie können die Materiallagen der Elektroden 11 und 12 im Siebdruckverfahren erstellt werden. Dabei werden Pasten aus verschiedenen mehr oder weniger stark leitenden oder auch nicht leitenden Materialien durch ein fototechnisch strukturiertes Sieb gedrückt. 3 shows electrode structures 11 and 12 using thick-film technology on the substrate 20 have been printed. With thick-film technology, the material layers of the electrodes can 11 and 12 be created by screen printing. In this case, pastes made of different, more or less highly conductive or even non-conductive materials are pressed through a photo-structured screen.

Mit der Dickschichttechnologie lässt sich eine dicke Metallisierung mit Schichtdicken von üblicherweise mehr als 10 µm auf dem Substrat aufbringen. Die Mindest-Abstandsbreite zwischen den Elektroden 11 und 12 kann mit ca. 80 µm hergestellt werden. Die Haftung des Materials der Elektrodenstrukturen 11 und 12 auf dem Substrat ist bei Dickschichttechnologieverfahren besser als bei der Dünnfilmtechnologie. Die Kantenkontur der Drucke ist jedoch schlecht und weist üblicherweise Schwankungen von ca. 10 % bis 15 % auf. Nachdem die Elektrodenstrukturen in Dickschichttechnologie gedruckt worden sind, erfolgt anschließend eine Kalibration der Fertigungstoleranzen über die Messspannung an den Kontaktanschlüssen des Partikelsensors oder über entsprechende Look-up Tabellen. With the thick-film technology, a thick metallization with layer thicknesses of usually more than 10 microns can be applied to the substrate. The minimum gap width between the electrodes 11 and 12 can be made with approx. 80 μm. The adhesion of the material of the electrode structures 11 and 12 on the substrate is better for thick-film technology than for thin-film technology. However, the edge contour of the prints is poor and usually has variations of about 10% to 15%. After the electrode structures have been printed using thick-film technology, the manufacturing tolerances are then calibrated via the measuring voltage at the contact terminals of the particle sensor or via corresponding look-up tables.

Aufgrund der bei der Dickschichttechnologie und der Dünnfilmtechnologie wechselseitig vorhandenen Vor- und Nachteile stellen die beiden Verfahren keine optimale Technologie dar, um gute Hafteigenschaften, genaue Kantenkonturausbildung und ein preisgünstiges Herstellungsverfahren miteinander zu kombinieren.Due to the advantages and disadvantages of the thick-film technology and the thin-film technology, the two methods do not represent optimal technology for combining good adhesion properties, precise edge contour formation and a low-cost production process.

Die 4A und 4B zeigen eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Herstellen eines resistiven Partikelsensors, bei dem eine Schicht 10 aus einem leitfähigen Material zunächst flächig auf ein Substrat 20 mittels Dickschichttechnologie aufgebracht beziehungsweise gedruckt wird. Die Strukturierung der Elektrodenstrukturen 11 und 12 des Partikelsensors erfolgt nachfolgend mittels eines energetischen Strahls.The 4A and 4B show an embodiment of a method for producing a resistive particle sensor, in which a layer 10 made of a conductive material initially flat on a substrate 20 applied or printed by thick-film technology. The structuring of the electrode structures 11 and 12 the particle sensor is subsequently carried out by means of an energetic beam.

Gemäß dem in 4A dargestellten Verfahrensschritt eines Verfahrens zum Herstellen eines resistiven Partikelsensors wird auf das Substrat 20 eine Schicht 10 aus einem leitfähigen Material flächig aufgebracht. 4B zeigt einen nachfolgenden Verfahrensschritt, bei dem die Schicht 10 mittels eines energetischen Strahls 210, der von einer Stahlerzeugungsvorrichtung 200 erzeugt wird, strukturiert wird. Nach dem Strukturieren sind aus der zusammenhängenden leitfähigen Schicht 10 elektrisch getrennt und zueinander beabstandet angeordnete Elektroden 11, 12 entstanden. According to the in 4A The illustrated method step of a method for producing a resistive particle sensor is applied to the substrate 20 a layer 10 applied flat from a conductive material. 4B shows a subsequent process step, in which the layer 10 by means of an energetic beam 210 from a steelmaking device 200 is generated, is structured. After structuring are from the contiguous conductive layer 10 electrically separated and spaced apart electrodes 11 . 12 emerged.

Die Stahlerzeugungsvorrichtung 200 kann beispielsweise ein Laser sein, der einen Laserstrahl 210 erzeugt. Die Stahlerzeugungsvorrichtung 200 kann auch zur Ausbildung eines Elektronenstrahls ausgebildet sein. Mittels des energetischen Strahls 210, insbesondere mittels des Laserstrahls oder des Elektronenstrahls, wird die Schicht 10 derart strukturiert, dass aus der Schicht 10 ein Teil des leitfähigen Materials entfernt wird, wodurch die erste Elektrodenstruktur 11 und die zweite Elektrodenstruktur 12 ausgeformt wird. Die Elektrodenstrukturen 11, 12 werden dabei derart ausgeformt, dass sie auf dem Substrat 20 elektrisch voneinander getrennt sind.The steelmaking device 200 For example, a laser can be a laser beam 210 generated. The steelmaking device 200 can also be designed to form an electron beam. By means of the energetic beam 210 , In particular by means of the laser beam or the electron beam, the layer 10 structured such that from the layer 10 a portion of the conductive material is removed, whereby the first electrode structure 11 and the second electrode structure 12 is formed. The electrode structures 11 . 12 are thereby formed so that they on the substrate 20 are electrically isolated from each other.

Das Strukturieren kann derart erfolgen, dass das leitfähige Material durch das Einwirken des energetischen Strahls 210 bis auf das Substrat 20 abgetragen wird. Das Strukturieren der leitfähigen Schicht 10 kann derart erfolgen, dass die erste und zweite Elektrodenstruktur 11, 12 auf dem Substrat 20 jeweils als eine Interdigitalelektrode ausgebildet werden. Durch die Verwendung des energetischen Strahls, insbesondere eines Laserstrahls, zum Entfernen des leitfähigen Materials zwischen den Elektrodenstrukturen 11, 12 wird es ermöglicht, einem Spalt 30 zwischen den Elektrodenstrukturen 11, 12 auszubilden, dessen Spaltbreite in der Größenordnung des Laserfokus liegt. Bei Verwendung eines Lasers als energetischen Strahl lassen sich Spaltbreiten zwischen den Elektroden 11, 12 zwischen 5 µm und 200 µm erzielen.The structuring can be carried out such that the conductive material by the action of the energetic beam 210 down to the substrate 20 is removed. The structuring of the conductive layer 10 can be done such that the first and second electrode structure 11 . 12 on the substrate 20 are each formed as an interdigital electrode. By using the energetic beam, in particular a laser beam, to remove the conductive material between the electrode structures 11 . 12 it will allow a gap 30 between the electrode structures 11 . 12 form whose gap width is in the order of the laser focus. When using a laser as an energetic beam can gap widths between the electrodes 11 . 12 achieve between 5 microns and 200 microns.

Mit dem Verfahren zum Herstellen des resistiven Partikelsensors, bei dem das leitfähige Material zunächst flächig gedruckt und anschließend mittels eines energetischen Strahls strukturiert wird, lässt sich eine höhere Kantenqualität der Elektrodenstrukturen als bei einem Dickschichtdruck erzielen. Kanten 13 der Elektrodenstrukturen 11, 12 können mit einer scharfen Kantenkontur ausgebildet werden. Zum Justieren des Substrats ist lediglich noch ein geringer Justieraufwand erforderlich. Des Weiteren können mit Hilfe des energetischen Strahls nahezu beliebige Geometrien, zum Beispiel auch schneckenförmige Elektrodenstrukturen, aus dem flächig aufgebrachten leitfähigen Material 10 erzeugt werden.With the method for producing the resistive particle sensor, in which the conductive material is first printed flat and then patterned by means of an energetic beam, a higher edge quality of the electrode structures can be achieved than with a thick-film printing. edge 13 of the electrode structures 11 . 12 can be formed with a sharp edge contour. To adjust the substrate, only a small adjustment effort is required. Furthermore, with the aid of the energetic beam, almost any desired geometries, for example helical electrode structures, can be produced from the conductive material applied in a planar manner 10 be generated.

Die 5A und 5B zeigen eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Herstellen eines resistiven Partikelsensors, bei dem die Elektrodenstrukturen 11 und 12 zunächst mittels Dickschichttechnologie auf das Substrat 20 aufgedruckt werden. Gemäß dem in 5A gezeigten Verfahrensschritt wird mittels der Dickschichttechnologie auf dem Substrat 20 eine erste Elektrodenstruktur 11 aus einem leitfähigen Material und eine zweite Elektrodenstruktur 12 aus dem leitfähigen Material aufgebracht. Die Elektrodenstrukturen 11 und 12 können jeweils als eine Interdigitalelektrode ausgebildet werden. Wie in 5A gezeigt ist, weisen die Ränder beziehungsweise Kanten 13 der Elektroden 11 und 12 aufgrund des Dickschichtverfahrens zunächst noch unregelmäßige Konturen auf.The 5A and 5B show an embodiment of a method for producing a resistive particle sensor, in which the electrode structures 11 and 12 initially using thick-film technology on the substrate 20 be printed. According to the in 5A shown process step is by means of thick-film technology on the substrate 20 a first electrode structure 11 of a conductive material and a second electrode structure 12 applied from the conductive material. The electrode structures 11 and 12 can each be formed as an interdigital electrode. As in 5A is shown, have the edges or edges 13 the electrodes 11 and 12 due to the thick-film process initially still irregular contours.

Gemäß dem in 5B gezeigten Verfahrensschritt erfolgt die eigentliche Strukturierung der Elektrodenstrukturen mittels eines energetischen Strahls 210, der von einer Stahlerzeugungsvorrichtung 200 erzeugt wird. Die Strahlerzeugungsvorrichtung 200 kann dazu einen Laserstrahl oder einen Elektronenstrahl 210 erzeugen, mit dem scharfe Kantenkonturen der Kanten 13 der Elektrodenstrukturen 11, 12 erzeugt werden können. Mit Hilfe des energetischen Strahls lässt sich der Partikelsensor auch kalibrieren.According to the in 5B the process step shown, the actual structuring of the electrode structures by means of an energetic beam 210 from a steelmaking device 200 is produced. The jet generating device 200 can do this with a laser beam or an electron beam 210 produce, with the sharp edge contours of the edges 13 of the electrode structures 11 . 12 can be generated. With the help of the energetic beam, the particle sensor can also be calibrated.

Mit dem angegebenen Verfahren, bei dem die Messstruktur der Elektroden direkt mittels Dickschichttechnologie gedruckt wird und anschließend die Feinstrukturierung der Kanten mittels eines energetischen Strahls erfolgt, lässt sich eine höhere Kantenqualität der Kanten der Elektroden als bei einem reinen Dickschichtdruckverfahren erzielen. Der Justieraufwand ist geringfügig höher als bei dem in den 4A und 4B gezeigten Verfahren. Das anhand der 5A und 5B erläuterte Verfahren ermöglicht einen geringen Materialverbrauch an Druckpasten. With the specified method, in which the measuring structure of the electrodes is printed directly by means of thick-film technology and then the fine structuring of the edges by means of an energetic beam, a higher edge quality of the edges of the electrodes can be achieved than with a pure thick-film printing method. The Justieraufwand is slightly higher than that in the 4A and 4B shown method. That on the basis of 5A and 5B explained method allows low material consumption of printing pastes.

6 zeigt eine Ausführungsform einer mittels Laserstrukturierung auf einem Substrat aufgebrachten ersten und zweiten Elektrodenstruktur 11, 12, die durch den Spalt 30 voneinander beabstandet sind. Im Vergleich zur Ausführungsform der 3 ist deutlich zu erkennen, dass die Elektrodenstrukturen 11 und 12 durch die Bearbeitung mit dem energetischen Strahl des Lasers schärfere Kanten 13 aufweisen, die zu dem Spalt 30 hin steil abfallen. 6 shows an embodiment of a laser structure on a substrate applied first and second electrode structure 11 . 12 passing through the gap 30 spaced apart from each other. Compared to the embodiment of 3 is clearly seen that the electrode structures 11 and 12 sharper edges by machining with the laser's energetic beam 13 that lead to the gap 30 go down steeply.

Mit den beiden anhand der 4A, 4B und der 5A und 5B erläuterten Verfahren können nahezu beliebige Geometrien von Strukturen der Elektroden 11, 12, zum Beispiel auch schneckenförmige Elektrodenstrukturen, erzeugt werden. Es können insbesondere auch zusätzliche Geometrien hergestellt werden, die nicht gedruckt werden können. Beispielhafte Formen derartiger Geometrien von Elektrodenstrukturen 11, 12 sind in den 7A und 7B gezeigt.With the two on the basis of 4A . 4B and the 5A and 5B explained methods can almost any geometry of structures of the electrodes 11 . 12 , For example, also helical electrode structures are generated. In particular, additional geometries can be produced which can not be printed. Exemplary forms of such geometries of electrode structures 11 . 12 are in the 7A and 7B shown.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Kontaktanschluss Contact Termination
22
Kontaktanschluss Contact Termination
1010
Schicht aus leitfähigem Material Layer of conductive material
1111
Elektrodenstruktur electrode structure
1212
Elektrodenstruktur electrode structure
2020
Substrat substratum
3030
Spalt gap
100100
Partikelsensor particle sensor
200200
Strahlerzeugungseinrichtung Beam forming means
210210
energetischer Strahl energetic beam

Claims (10)

Verfahren zum Herstellen eines resistiven Partikelsensors, umfassend: – Aufbringen einer Schicht (10) aus einem leitfähigen Material auf ein Substrat (20), – Strukturieren der Schicht (10) mittels eines energetischen Strahls (210) derart, dass aus der Schicht (10) ein Teil des leitfähigen Materials entfernt wird, wodurch eine erste Elektrodenstruktur (11) und eine zweite Elektrodenstruktur (12) ausgeformt wird, wobei die erste und zweite Elektrodenstruktur (11, 12) auf dem Substrat (20) elektrisch voneinander getrennt sind.Method for producing a resistive particle sensor, comprising: - applying a layer ( 10 ) of a conductive material on a substrate ( 20 ), - structuring the layer ( 10 ) by means of an energetic beam ( 210 ) such that from the layer ( 10 ) a portion of the conductive material is removed, whereby a first electrode structure ( 11 ) and a second electrode structure ( 12 ), wherein the first and second electrode structures ( 11 . 12 ) on the substrate ( 20 ) are electrically isolated from each other. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Aufbringen der Schicht (10) auf das Substrat (20) mittels eines Dickschicht-Technologie-Verfahrens erfolgt.Method according to claim 1, wherein the application of the layer ( 10 ) on the substrate ( 20 ) is carried out by means of a thick-film technology method. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das Strukturieren derart erfolgt, dass das leitfähige Material durch das Einwirken des energetischen Strahls bis auf das Substrat (20) abgetragen wird.Method according to one of claims 1 or 2, wherein the structuring is carried out such that the conductive material by the action of the energetic beam down to the substrate ( 20 ) is removed. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Strukturieren derart erfolgt, dass die erste und zweite Elektrodenstruktur (11, 12) auf dem Substrat (20) jeweils mit beliebiger Elektrodenform, vorzugsweise jeweils als eine Interdigitalelektrode, ausgebildet werden.Method according to one of claims 1 to 3, wherein the structuring is carried out such that the first and second electrode structure ( 11 . 12 ) on the substrate ( 20 ) are each formed with any electrode shape, preferably in each case as an interdigital electrode. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Strukturieren derart erfolgt, dass zwischen den Elektrodenstrukturen (11, 12) ein Spalt (30), insbesondere mit einer Spaltbreite zwischen 5 µm und 200 µm, ausgebildet wird. Method according to one of claims 1 to 4, wherein the structuring is carried out such that between the electrode structures ( 11 . 12 ) A gap ( 30 ), in particular with a gap width between 5 microns and 200 microns, is formed. Verfahren zum Herstellen eines resistiven Partikelsensors, umfassend: – Aufbringen einer Schicht (10) aus einem leitfähigen Material auf ein Substrat (20) derart, dass auf dem Substrat (20) eine erste Elektrodenstruktur (11) aus dem leitfähigen Material und eine zweite Elektrodenstruktur (12) aus dem leitfähigen Material gebildet wird, wobei die erste und zweite Elektrodenstruktur (11, 12) auf dem Substrat elektrisch voneinander getrennt sind, – Strukturieren von Kanten (13) der ersten und zweiten Elektrodenstrukturen (11, 12) mittels eines energetischen Strahls (210).Method for producing a resistive particle sensor, comprising: - applying a layer ( 10 ) of a conductive material on a substrate ( 20 ) such that on the substrate ( 20 ) a first electrode structure ( 11 ) of the conductive material and a second electrode structure ( 12 ) is formed from the conductive material, wherein the first and second electrode structure ( 11 . 12 ) are electrically separated on the substrate, - structuring edges ( 13 ) of the first and second electrode structures ( 11 . 12 ) by means of an energetic beam ( 210 ). Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Aufbringen der ersten und zweiten Elektrodenstruktur (11, 12) auf das Substrat (20) mittels eines Dickschicht-Technologie-Verfahrens erfolgt.The method of claim 6, wherein applying the first and second electrode structures ( 11 . 12 ) on the substrate ( 20 ) is carried out by means of a thick-film technology method. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die erste und zweite Elektrodenstruktur (11, 12) auf dem Substrat (20) jeweils als eine Interdigitalelektrode ausgebildet werden.Method according to one of claims 1 to 7, wherein the first and second electrode structure ( 11 . 12 ) on the substrate ( 20 ) are each formed as an interdigital electrode. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Strukturieren mittels eines Laserstrahls oder mittels eines Elektronenstrahls erfolgt.Method according to one of claims 1 to 8, wherein the structuring is effected by means of a laser beam or by means of an electron beam. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, – wobei auf dem Substrat (20) ein erster Kontaktanschluss (1) zum Kontaktieren der erste Elektrodenstruktur (11) und ein zweiter Kontaktanschluss (2) zum Kontaktieren der zweiten Elektrodenstruktur (12) ausgebildet wird, – wobei die erste und zweite Elektrodenstruktur (11, 12) mittels des energetischen Strahls derart strukturiert wird, bis zwischen dem ersten und zweiten Kontaktanschluss (1, 2) ein vordefinierter Spannungspegel oder ein vordefinierter Strompegel oder ein vordefinierter Widerstandswert gemessen wird.Method according to one of claims 1 to 9, - wherein on the substrate ( 20 ) a first contact terminal ( 1 ) for contacting the first electrode structure ( 11 ) and a second contact terminal ( 2 ) for contacting the second electrode structure ( 12 ), wherein the first and second electrode structures ( 11 . 12 ) is structured by means of the energetic beam until between the first and second contact terminals ( 1 . 2 ) a predefined voltage level or a predefined current level or a predefined resistance value is measured.
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